DE2341662A1

DE2341662A1 - METHOD AND APPARATUS FOR DESTRUCTION OF AIR POLLUTION

Info

Publication number: DE2341662A1
Application number: DE19732341662
Authority: DE
Inventors: Nils Gustaf Schrewelius; Karl Erik Stenfors
Original assignee: Bulten Kanthal AB
Current assignee: Bulten Kanthal AB
Priority date: 1972-08-25
Filing date: 1973-08-17
Publication date: 1974-03-07
Also published as: GB1389369A

Description

A 33A 33

BuIten-Kanthai AB
HALLSTAHAMMAR, SchwedenBuIten-Kanthai AB
HALLSTAHAMMAR, Sweden

Verfahren und Apparat zur Destruktion von LuftverunreinigungenProcess and apparatus for the destruction of air pollutants

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Apparat zur Destruktion von Luftverunreinigungen, u;zw. für sowohl gas- wie auch partikelförmige Luftverunreinigungen.The present invention relates to a method and an apparatus for the destruction of air pollution, u; betw. for both gaseous and particulate air pollutants.

Zweck, der Erfindung ist, eine einfache und zuverlässige sowie preisbillige Destruktion von Luftverunreinigungen zu erhalten, wobei gleichzeitig danach gestrebt ist, eine ausserordentlich hochgradige Reinigung der Luft zu erreichen.Purpose of the invention is to be simple and reliable as well To obtain inexpensive destruction of air pollutants, while at the same time striving to achieve an extraordinary to achieve a high level of purification of the air.

Für den angegebenen Zweck hat das Verfahren und der Apparat gemäss der Erfindung diejenigen Kennzeichen erhalten, die näher in den untenstehenden Patentansprüchen angegeben werden.For the stated purpose, the method and apparatus according to of the invention are given those characteristics which are specified in more detail in the patent claims below.

Die Erfindung wird nachstehend näher erklärt mit Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 zeigt im Vertikalschnitt entlang der Linie I-I in Fig. 3 einen Apparat zur Destruktion von Luftverunreinigungen;Fig. 1 shows in vertical section along the line I-I in Fig. 3 shows an apparatus for destroying air pollutants;

Fig. 2 zeigt schematisch den gleichen Apparat im Vertikalschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 3;Fig. 2 shows schematically the same apparatus in vertical section along the line II-II in Fig. 3;

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Pig. 3 zeigt schematisch den Anparat im Horxzontalschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1;Pig. 3 shows schematically the preparation in a horizontal section along the line III-III in FIG. 1;

Pig. k zeigt eine andere Ausführungsform des Apparats im VertikalschnittiPig. k shows another embodiment of the apparatus in vertical section i

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform im Vertikalschnitt. Fig. 5 shows a third embodiment form in vertical section.

Pig. 1-3 zeigen einen Teil einer Lufttrommel 10, durch welche verun reinigte Luft nach oben strömt, wie es durch den Pfeil in Pig. I angedeutet ist. Während ihrer Durchströmung nach oben streicht die verunreinigte Luft an mehreren elektrischen Elementen 11 entlang, in diesem Falle als horizontal', angeordnete Elenente dargestellt, deren Zuleiter HA über Sammelschienen HB mit Strom versorgt werden. Pig. 1-3 show part of an air drum 10 through which contaminated air flows upward , as indicated by the arrow in Pig. I is indicated. While it is flowing upwards, the polluted air sweeps along a plurality of electrical elements 11, in this case shown as horizontally arranged elements, the leads HA of which are supplied with power via busbars HB.

Die mit 11 generell bezeichneten Elemente, die in Fig. 2 und 3 nur schematisch gezeigt werden, bestehen vorzugsweise aus solchen Elementen, wie sie im deutschen Patent Nr. 19 42 6^5 beschrieben sind. Die Elemente HC bestehen in diesem Fall aus einem bei Betriebstemperatur plastisch verformbaren Material, und sind mit einen Träger HD kombiniert. Der Träger wiederum ist mit einer Anzahl von Aufhängeorganen zur Abstützung des Widerstandselementes an mehreren Punkten über dessen Länge versehen. Die .unter dem genannten Patent unter Schutz gestellte Vorrichtung ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus einem geraden glatten Rohr gebildet ist, und dass omega -förmige Aufhängeorgane auf das,Trägerrohr aufgeschoben sind, auf deren Füssen das Widerstandselement gestützt ist.The elements generally designated 11, which are only shown schematically in FIGS. 2 and 3, preferably consist of such elements as are described in German Patent No. 19 42 6 ^ 5. The elements HC in this case consist of a material that is plastically deformable at operating temperature and are combined with a carrier HD . The carrier in turn is provided with a number of suspension members for supporting the resistance element at several points along its length. The device, which is protected under the patent mentioned, is characterized in that the carrier is formed from a straight, smooth tube, and that omega-shaped suspension elements are pushed onto the carrier tube, on the feet of which the resistance element is supported.

Die elektrischen Elemente 11 sind so ausgeführt und angeordnet, dass die ganze oder zumindestens im wesentlichen die ganze Luftmenge, die die Trommel 10 durchströmt, mindestens momentan auf eine Temperatur in der GrossenOrdnung 1250 - 1750⁰C und vorzugsweise auf eine Temperatur über 1500⁰C erhitzt wird. The electrical elements 11 are so constructed and arranged that the whole or at least substantially the whole amount of air flowing through the drum 10, at least currently, to a temperature in the order of magnitude 1250 - heated 1750 ⁰ C and preferably to a temperature over 1500 ⁰ C. will.

Für die elektrische Erhitzung werden mit speziellem Vorteil Elemente 11 aus dem Material verwendet, die unter dem registrierten Warenzeichen "KANTHAL¹¹ Super verkauft werden, d.h. ein ausserordentlich homogenes und porenfreies Material, das hauptsächlich aus Molybdendisilicid, MoSip, besteht, und vorzugsweise sind die Elemente dabei etwa U-förmig ausgebildet.For the electrical heating, elements 11 made of the material are used with particular advantage, which are sold under the registered trademark "KANTHAL ¹¹ Super, ie an extremely homogeneous and pore-free material, which mainly consists of molybdenum disilicide, MoSip, and the elements are preferably included approximately U-shaped.

Wie in der Fig. 3 gezeigt wird ist vorzugsweise in jeder horizontalen Elementfläche eine Anzahl Elemente Seite an Seite anzuordnen, und wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, kann man mit Vorteil eine Anzahl solcher Elementflächen, die eine oberhalb der anderen, in der Trommel 10 anbringen.As shown in Fig. 3 is preferably horizontal in each Element surface to arrange a number of elements side by side, and as can be seen from FIG. 2, one can advantageously use a number those element surfaces which attach one above the other in the drum 10.

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Im Rahmen der Erfindung können e:^;.ne Menge Massnahmen getroffen werden, um die Erhitzung der verunreinigten Luft auf die gewünschte Anzahl Elemente verwendet werden, und die Elemente können in geeignetem Arrangement mit vertikaler und/oder horizontaler Verschiebung untereinander geordnet werden. Man kann auch im Kanal 10 verschiedene Massnahmen treffen, um die Aufenthaltszeit der verunreinigten Luft in Kontakt mit den heissen Elementen im erforderlichen Mass auszudehnen. Within the scope of the invention, e ^:; .ne set of measures are taken to heat the polluted air to the desired number of elements, and the elements can be arranged in a suitable arrangement with vertical and / or horizontal displacement among one another. Various measures can also be taken in duct 10 in order to extend the residence time of the polluted air in contact with the hot elements to the required extent.

Es hat sich herausgestellt, dass eine nahezu vollständige Destruktion von nicht nur partikelförmigen sondern auch gasförmigen Luftverunreinigungen praktisch unmittelbar bei einer Erhitzung der verunreinigten Luft auf den genannten Temperaturbereich von 1250 - 1750⁰C, speziell auf die Temperatur über ca. 1500⁰C erhalten wird. Berechnungen ergeben, dass man bei einer geeigneten Elernentausführung solche Lufttemperaturen durch nur eine Passage der Luft an den Elementen entlang erreichen kann, wenn die DurchstrÖmungsgeschwindigkeit der Luft innerhalb der Grössenordnung 5 m/s oder niedriger gehalten wird.It has been found that a nearly complete destruction of not only particulate but also gaseous air pollutants almost immediately at a heating the contaminated air to said temperature range of 1250 - 1750 ⁰ C is obtained specifically to the temperature above about 1500 ⁰ C. Calculations show that with a suitable element design, such air temperatures can be achieved by just one passage of the air along the elements, provided the air flow speed is kept within the order of magnitude of 5 m / s or lower.

Noch eine andere Ausführungsform wird in Pig. ¹J gezeigt. In diesem Fall wird für die Erhitzung ein rohrförmiges Element 12 verwendet, vorzugsweise aus dem bereits oben genannten Material, das unter dem registrierten Warenzeichen "KANTHAL" Super verkauft wird. Das Elementrohr 12, das elektrische Anschlüsse 13 an seinen oberen und unteren Enden hat, ist unten geschlossen und nur oben geöffnet, um Luft wie durch den Pfeil B angegeben hereinzulassen. Nahe dem unteren Ende hat das Elementrohr 12 Schlitze oder Perforierungen 14, um die Luft in einem umgrenzenden Raum 15 auszulassen, der sich zwischen der Aussenseite des Elementrohres 12 und einem umgebenden Mantel 16 aus einem geeignetem, vorzugsweise keramischen Material bildet. Der Mantel ist geschlossen, hat jedoch einen nach oben gelegenen Auslass 17, durch welchen die nunmehr gereinigte Luft einen Ausweg findet. Die Verschliessung des Mantels 16 nach unten ist so ausgeformt, dass er für Reinigungszwecke geöffnet werden kann. Möglicherweise kann man sich auch denken, anstatt einer vollständigen Versehliessung abstandhaltende Listen anzuwenden, durch welche feste Verbrennungsreste der Luftreinigung nach unten durchfallen können. Gemäss der Fig. 4 passiert die Luft die Elementflächen gemäss Gegenstromprinzip, weshalb eine sehr hohe Leistung gewährleistet wird.Yet another embodiment is disclosed in Pig. ¹ shown J. In this case, a tubular element 12 is used for the heating, preferably made of the material already mentioned above, which is sold under the registered trademark "KANTHAL" Super. The element tube 12, which has electrical connections 13 at its upper and lower ends, is closed at the bottom and only opened at the top to let in air as indicated by the arrow B. Near the lower end, the element tube 12 has slots or perforations 14 to let out the air in a delimiting space 15 which is formed between the outside of the element tube 12 and a surrounding jacket 16 made of a suitable, preferably ceramic material. The jacket is closed, but has an outlet 17 at the top, through which the now purified air finds a way out. The closure of the jacket 16 at the bottom is shaped so that it can be opened for cleaning purposes. Possibly one can also think of using distance-keeping lists instead of a complete closure, through which solid combustion residues of the air purification can fall through. According to FIG. 4, the air passes the element surfaces according to the countercurrent principle, which is why a very high output is guaranteed.

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Die Ausführung in Pig.5 unterscheidet sich nicht besonders von der Ausführung in Fig.1-3. Indessen haben die Elemente 17 in Fig.5 die Form von formfesten Rahmen, die eine Mehrzähl parallele, gerade Stäbe aus z.B. "KANTHAL" Super, tragen, deren Endpartien wechselweise an die Endpartien der angrenzenden Stäbe angeschlossen sind, so dass jedes Element 17 eine mäanderförmige Strombahn hat. Eine Vorrichtung gemäse Fig.5 wird vorzugsweise dann angewendet, wenn es sich um verhältnismässig kleine Luftmengen handelt, z.B. im Zusammenhang mit Ventilationsanlagen für Toäletten o.d.The execution in Pig.5 does not differ in particular from the Execution in Fig. 1-3. Meanwhile, the elements 17 in Figure 5 have the Form of dimensionally stable frame, which has a multitude of parallel, straight rods from e.g. "KANTHAL" Super, wear their end parts alternately the end portions of the adjacent bars are connected so that each element 17 has a meander-shaped current path. One device according to Fig.5 is preferably used when it is proportionate small amounts of air are involved, e.g. in connection with ventilation systems for toilets etc.

Der Ausdruck "die Luft wird auf eine Temperatur von erhitzt"The phrase "the air is heated to a temperature of"

und ähnliche Angaben in der Beschreibung bedeuten nicht unbedingt, dass die gesamte Luft und die darin vorhandenen Verunreinigungen die genannten Temperaturwerte erreichen. Diese Werte beziehen sich in erster Linie auf die Flächentemperatur der elektrischen Widerstandselemente. Gewöhnlicherweise wird die Energie auf die Moleküle der verunreinigten Luft, z.B. normalerweise in der Luft vorhandene Moleküle wie auch grosse organische Moleküle und/oder kleine Verunreinigungen bildende Teilchen,durch Wärmestrahlung,-leitung und -konvektion übertragen. Daher wird es in der die Wärmeelemente passierenden Luftmischung immer einen Temperaturgradient geben, wobei dieser Gradient von der Luftstrommenge, der besonderen Temperatur innerhalb des gesamten Bereiches und der gesamten Fläche der Heizelemente abhängig ist. In gewissen Fällen, z.B. bei grossen Apparaten, kann es sogar vorkommen, dass der grösste Teil der verunreinigten Luft eine Temperatur erreicht, die wesentlich niedriger als die der Heizelemente ist. Auch in diesem Fall werden die Verunreinigungen auf völlig effektive Weise zerstört, und zwar zum Teil infolge der Wirkung der Wärmestrahlung auf die gas- oder partikelförmigen Verunreinigungen, die den Zerfall derselben mit sich bringt.and similar information in the description does not necessarily mean that all the air and the impurities in it reach the stated temperature values. These values refer to primarily on the surface temperature of the electrical resistance elements. Usually the energy is applied to the molecules of the contaminated Air, e.g. molecules normally present in the air as well as large organic molecules and / or particles forming small impurities, transferred by thermal radiation, conduction and convection. Therefore, there will always be a temperature gradient in the air mixture passing through the heating elements, this gradient being this gradient on the amount of air flow, the particular temperature within the whole Area and the total area of the heating elements is dependent. In certain cases, e.g. with large devices, it can even happen that most of the polluted air reaches a temperature that is significantly lower than that of the heating elements. Also in this In this case, the impurities are destroyed in a completely effective way, partly as a result of the effect of the thermal radiation on the gas or particulate impurities that cause the same to decay brings itself.

Modifikationen und Detailländerungen im Rahmen der Erfindung können vorgenommen werden. Besonders ist zu erwähnen, dass, wenn auch oben über Destruktion von Luftverunreinigungen gesprochen wird, die Erfindung keineswegs hierauf begrenzt ist. Stattdessen ist die Erfindung auch verwendbar bei Destruktion von Verunreinigungen in anderen Gasen und Gasmischungen als normalerweise in der Benennung Luft inkludiert.Modifications and changes of details within the scope of the invention can be made. It should be mentioned in particular that, although the destruction of air pollutants is also discussed above, the invention is by no means limited to this. Instead, the invention is also useful in destroying contaminants in other gases and gas mixtures than normally included in the term air.

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Claims

PATENT CLAIMS

Process for the destruction of air pollution, characterized in that the temperature of the air is increased to the order of magnitude of 1250-175O ⁰ C, preferably above about 1500 ⁰ C, by means of electrical resistance heating.

2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature increase of the contaminated air by means of resistance elements made of the material that is sold under the registered trademark "KANTHAL" Super, ie a homogeneous and pore-free material consisting essentially of molybdenum disilicide , MoSi ₂ , is executed.

3. The method according to claim "2, characterized in that the flow rate of the contaminated air along the elements is kept lower than approx. 5 m / s.

4. Apparatus for the destruction of air pollutants by means of one of the methods specified in claims 1-3, which contains a channel, a drum or the like through which the polluted air is passed, characterized in that electrical resistance elements are arranged in the flow line of the polluted air which are designed and arranged in such a way that they can give all or at least substantially all of the air flowing past a temperature of the order of magnitude of 1250-175O ⁰ C, preferably above about 1500 ⁰ C.

5. Apparatus according to claim 4, characterized by a device for limiting the flow rate the polluted air along the resistance elements to an order of magnitude lower than approx. 5 / s ..