DE2732204C2 - Filteranlage zum Reinigen von Gas- oder Luftströmen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Filteranlage zum Reinigen von Gas- oder Luftstroemen, insbesondere fuer radioaktive Stoffe enthaltende Abluft, mittels schuett- oder rieselfaehigem Kontaktmaterial, wie z.B. Aktiv-Kohle als Wanderbett, wobei die Abluft mindestens ein senkrechtstehendes, in einer durchstroembaren Filterkammer befindliches Wanderbett durchstroemt und an der Filterkammer fest angeflanschte Kammern zum Zustroemen, Abstroemen oder Umlenken des zu reinigenden Gas- oder Luftstromes vorhanden sind. In einer Kammer ist jeweils nach der ersten Durchstroemung, bzw. der ersten Filterstufe und vor der zweiten Durchstroemung, bzw. der zweiten Filterstufe eine Heizung zum Aufheizen des Gas- bzw. Luftstromes und damit des Filtermaterials der zweiten Filterstufe vorgesehen. Durch die erste Stufe eines zweistufigen Filters werden die schwerfluechtigen Filter-Schadstoffe mittels Absorption an Aktiv-Kohle zurueckgehalten, die leichtfluechtigen Filter-Schadstoffe, die innerhalb weniger Tage bzw. Wochen durchschlagen, werden auf diese Weise vorteilhaft aus der zweiten Stufe des Filters durch periodisches Ausheizen entfernt. Die schwerfluechtigen Anteile werden durch Wechseln des Sorptionsmaterials, der dann in groesseren Abstaenden erfolgen kann, entfernt. ...U.S.W

Description

Die Erfindung betrifft eine Filteranlage zum Reinigen von Gas- oder Luftströmen, insbesondere für radioaktive Stoffe enthaltende Abluft mittels schütt- oder rieselfähigem Kontaktmaterial, wie z. B. Aktiv-Kohle als Wanderbett, mit mindestens einem senkrecht stehenden, in einer durchströmbaren Filterkammer befindlichen Wanderbett und an der Filterkammer fest angeflanschten Kammern zum Zuströmen, Abströmen oder Umlenken des zu reinigenden Gas- oder Luftstromes.

Aktiv-Kohlefilter zum Abscheiden von Jod in Kernkraftwerken zeigen ein starkes Absinken der Abscheideleistung nach relativ kurzen Betriebszeiten. Die Ursache liegt vorwiegend in einer Vergiftung durch Lösungsmittel. Bisher liegt noch keine befriedigende Lösung dieses Problems vor. Die Jod-Sorptionsmaterialien, z. B. Aktiv-Kohle oder ähnliche Substanzen, müssen innerhalb kurzer Zeit erneuert werden. Dadurch entsteht ein hoher Aufwand an Material- und Prüfkosten, außerdem kann der Zeitpunkt zum Wechseln des Sorptionsmaterials nicht genügend vorhergesagt werden, so daß bei Störfallfiltern ein erhebliches Sicherheitsproblem besteht Erste Versuche zielten dahin, eine Aufheizung vor der gesamten Filtereinrichtung vorzunehmen. Da die vergiftenden Lösungsmittel jedoch, sowohl in schwer- als auch leichtflüchtiger Form anfallen, wird bei dieser Gesamt-Aufheizung kein Erfolg erzielt, da nur die leichtflüchtigen Lösungsmittel ausgetrieben werden, die schwerflüchtigen jedoch weiterwandern und die eigentlich für die Radio-Jod-Abscheidung freizuhaltende bzw. vorgesehene letzte Filterstufe bzw. letzte Filterschicht vergiften.

Ausgehend von diesem Stande der Technik hat nun die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, die Einsatzzeit von Jodfdtern bzw. Filteranlagen der eingangs beschriebenen Art in Kernkraftwerken zu erhöhen. Die Sicherung eines ausreichenden Abscheidegrades gegenüber radioaktivem Jod und Jodverbindungen über längere Betriebszeiten ist von großer Wichtigkeit

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Filteranlage der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß in einer Kammer jeweils nach der ersten Filterstufe und vor der zweiten Filterstufe eine Heizung zum Aufheizen des Gas- oder Luftstromes und damit des Filtermaterials der zweiten Filterstufe vorgesehen ist Weiterhin schlägt die Erfindung für eine Filteranlage mit mindestens zwei Wanderbetten vor, daß die zugehörigen Fiiterkammern jeweils mit einer gemeinsamen Umlenkkammer aneinandergeflanscht sind, welche auf mindestens zwei übereinander liegende öffnungen auf der einen Seite der Filterkammern aufgesetzt ist, wobei Zu- und Abströmkammern jeweils auf

zwei öffnungen der anderen Seite der Filterkammer aufgesetzt sind und die Heizung in der gemeinsamen Umlenkkammer angebracht ist Letztlich schlägt die Erfindung in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung vor, daß die Heizung mit Abwärme des Reaktors, in dem sie eingesetzt ist, betreibbar ist, und daß mindestens die zwei innersten Filterkammern zusätzlich mit ihren Zu- bzw. Abströmöffnungen jeweils in einer gemeinsamen Zu- bzw. Abströmkammer münden, wobei jede Zu- bzw. Abströmkammer an ihrem Anschluß ein Absperrorgan, wie z. B. eine Klappe, aufweist

Durch die erste Stufe eines zweistufigen Filters werden die schwerflüchtigen Filter-Schadstoffe mittels Absorption an Aktiv-Kohle zurückgehalten, die leichtflüchtigen Filter-Schadstoffe, die innerhalb weniger Tage bzw. Wochen durchschlagen, werden auf diese Weise vorteilhaft aus der zweiten Stufe des Filters durch periodisches Ausheizen entfernt. Die schwerflüchtigen Anteile werden durch Wechseln des Sorptionsmaterials, der dann in größeren Abständen erfolgen kann, entfernt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Figur mehr erläutert,
die Figur zeigt schematisch eine Filteranlage mit vier Filterkammern und einfacher Umlenkung des Luftstromes, stellvertretend für alle mehrstufigen Filteranlagen.

Die Filteranlage mit einfacher Umlenkung gemäß der Figur besteht aus den Filterkammern 1 zur Aufnahme des Filtermaterials 2 in Form eines Filterbettes, den daran dicht angeflanschten Zu- bzw. Abströmkammern 3 und 4 bzw. 30 und 40 und den Umlenkkammern 5. Die Kammern 3,4 bzw. 30,40 und 5 sind mittels der öffnungen 8,9 und 10 mit dem Innenraum der Filterkammer 1 verbunden. Die Zuströmkammer 3 mit der zugehörigen öffnung 8 ist dabei unter der Abströmkammer 4 mit der zugehörigen öffnung 9 gelegen, so daß der Rohlufteintritt unten und der Reinlaufaustritt oben an der Filterkammer 1 erfolgt. Die Filterkammer 1 wird aus einem senkrecht stehenden und im wesentlichen allseits geschlossenen Blechgehäuse gebildet, welches an seiner Oberseite einen Einfüllstutzen 6 und an seiner Unterseite den Entleerungsstutzen 7 für das Filtermaterial 2 aufweist. Als Filtermaterial 2 wird vorzugsweise Aktiv-Kohle verwendet, die auch imprägniert sein kann und die über den Einfüllstutzen 6 in die Filterkammer 1 ge-

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schüttet, sowie nach einer gewissen Standzeit mittels Leistung betrieben werden.

des Entleerungsstutzens 7 wieder abgelassen und durch Sollen zwei nebeheinanderliegende Kammern ausge-

neues Filtermaterial ersetzt wird. An die Stutzen 6 und 7 heizt werden, beträgt die Heizleistung pro Heizung sind Zugabe- und Abzugsvorrichtungen für das Filter- dann 100%.

material anschließbar, die einen automatischen oder s Die Durchtrittsöffnungen 8, 9 und 10 für den Luftchargenweisen Betrieb ermöglichen. In die Wand der strom 11 in der Filterkammer 1 sind durch Gitter, Loch-Filterkammer 1 sind nun mehrere öffnungen 8, 9, 10 bleche oder Siebe 12,13 und 14 abgedeckt, deren Maeingebracht, mittels derer ein Luft- bzw. Gasstrom 11 in schenweite kleiner als die Korngröße des Filtermateribesonderer Weise durch das Filtermaterial 2 bzw. das als 2 ist

Filterbett geführt wird. Anstelle der einen öffnung 10 io Die Oberkante der öffnung 8 und die Unterkante der können auch zwei übereinanderüegende kleinere öff- öffnung 9 liegen mindestens um die Filterbettdicke ausnungen vorgesehen werden, die von außen durch einen einander, so daß auch die Teilluftmenge, die den direk-Rchrkrümmer mit 180° oder dergleichen verbunden ten Weg durch das Filtermaterial unter Umgehung der werden. Durch die der Zuströmkammer 3 mit den Luft- Umlenkkammer 5 nimmt, mindestens dieselbe Verweilanschlüssen 32 zugeordnete untere Eintrittsöffnung 8 15 zeit im Filtermaterial hat, wie der Hauptluftstrom. Dadurchdringt der z. B. durch radioaktive Schadstoffe, wie durch wird eine Beeinträchtigung der Gesamtabschei-Jod 131, kontaminierte Gas- bzw. Staubluftstrom 11 das deleistung der Filteranlage durch Leckluftströmung oh-Filtermaterial 2 und belädt dieses von der Anströmseite ne zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen ausgeschlossen, her mit den Schadstoffen durch Abscheidung in der Die Zu- und Abströmkammern 3 und 4 sowie die UmKohle. Nach der erstmaligen Durchströraung 2 wird der 20 lenkkammer 5 mit der Heizung 33 be.-. ):hen aas je ei-Luftstrom 11, dessen Schadstoffgehalt durch die Anzahl j nem dichten Biechgehäuse, weiches jeweils durch Fiander strichpunktierten Linien dargestellt ist, durch den sehe 15 mit umlaufender Dichtung 16 auf die entspreunteren Teil der öffnung 10 geführt und in der Umlenk- chenden öffnungen 8, 9 und 10 gasdicht aufgeschraubt kammer 5 um 180° nach oben umgelenkt und über der werden.

ersten Durchströmungsstelle erneut in entgegengesetz- 25 Durch Ausheizen können nun gemäß der Erfindung ter Richtung über den oberen Teil der öffnung 10 durch typisch leichtflüchtige Lösungsmittelbestandteile, wie das Filtermaterial 2 geführt, wodurch die restlichen Toluol, Xylol oder Äthylacetat aus Aktiv-Kohlefiltern, Schadstoffe im oberen Teil des Filterbettes 2 zurückge- in deren zweiter Stufe sie abgeschieden wurden, ausgehalten werden. Der saubere Luftstrom tritt durch die trieben werden. Dadurch wird die Einsatz^eit der Jodfilobere öffnung 9 in die Abströmkammer 4 und wird als 30 ter in Kernkraftwerken oder Wiederaufarbeitungsanla-Reinluft an den Anschluß 31 abgeführt gen erhöht wodurch ein ausreichender Abscheidegrad

In die Umlenkkamraer5 ist nun eine Heizung in Form auch über längere Betriebszeiten sichergestellt ist Die einer Heizspirale 33 oder eines Wärmetauschers einge- erfindungsgemäße Heizeinrichtung kann auch ebenso baut deren Zu- und Ableitungen 34 und 35 nach außen gut für mehr als zweistufige Filteranlagen eingesetzt aus der Urnlenkkammer 5 geführt sind. Dieser Heizer 35 werden. Bei einer mehrfachen Durchströmung des FiI-kann z. B. mit Abwärme vom Reaktor oder anderen terbettes durch drei- oder mehrfache Umlenkung ist die Lüftungskomponenten betrieben werden. Mit Hilfe die- Heizung bei einer Anlage, die mit den Umlenkkammern ser Heizung 33 wird nun der Luftstrom 11 nach der paarweise zusammengeschaltet ist vorteilhafterwefc« in ersten bzw. vor der zweiten Durchströmung des Filter- der ersten Umlenkkammer nach der ersten Filterungsmaterials 2,—oder anders ausgedruckt—zwischen den 40 stufe einzubauen.

beiden Filterstufen erhitzt und damit das Filtermaterial

an der Stelle der zweiten Durchströmung bzw. in der Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

zweiten Filterstufe aufgeheizt um eine Desorption im

Filter zu erreichen. Versuche haben gezeigt, daß mit
einem Dcsorotionszyklus dieser Art die leichtflüchtigen 45
Filterschadstoffe entfernt und die ursprünglichen Abscheidegrade der Jod-Sorptionsfilter wieder erreicht
wurden.

Die Ausheizung der Filterstufen A, B, C und D bzw.
der oberen Teile oder Endstufen des Filtermaterials 2 so
kann auf einfache Weise mi'tels der Abluftklappen 36,
37 und 38 in den Abluftstutzen 31 sowie der Zuluftkiappen 39, 41 und 42 in den Zuluftstutzen 32 erfolgen. Da
die Filterkammem i jeweils paarweise A und B sowie C
und D mittels der Umlenkkammern 5, in welchen die ss
Heizung 33 sitzt, zusammengeschaltet sind, d. h. A und B
sowie C und D haben je eine gemeinsame Umlenkkammer 5, kann die Ausheizung in beliebiger Reihenfolge
oder Zusammenschaltung erfolgen. Der Vorteil besteht
darin, daß ein Heizkörper 33 für zwei Filterkammem A m
und B bzw. C und D verwendet werden kann. Dadurch
wird die installation verbilligt. Sollen beispielsweise die
Kammern A und Causgeheizt werden, so sind die Klapßen 36, 38, 39 und 42 geöffnet, die Klappen 37 und 41
geschlossen. Werden 3 und C ausgeheizt, dann sind 37 6i
und 41 geöffnet, die restlichen aber geschlossen, jede
andere Kombination ist ebenfalls möglich. Bei der angegebenen Ausheizung kann jede Heizung 33 mit 50%

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Filteranlage zum Reinigen von Gas- oder Luftströmen, insbesondere für radioaktive Stoffe enthaltende Abluft mittels schott- oder rieselfähigem Kontaktmaterial als Wanderbett, mit mindestens einem senkrecht stehenden, in einer durchströmbaren Filterkammer befindlichen Wanderbett und an der Filterkammer fest angeflanschten Kammern zum Zuströmen, Abströmen oder Umlenken des zu reinigenden Gas- oder Luftstromes, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Kammer (5) jeweils nach der ersten Filterstufe und vor der zweiten Filterstufe eine Heizung (33) zum Aufheizen des Gasoder Luftstromes (11) vorgesehen ist

2. Filteranlage nach Anspruch 1 mit mindestens zwei Wanderbetten, dadurch gekennzeichnet, daß die zugehörigen Filterkammern (1) jeweils mit einer gemeinsamen ümienkkammer (5) aneinandergeflanscht sind, welche auf mindestens eine öffnung (10) auf der einen Seite jeder Filterkammer (1) aufgesetzt ist, wobei Zu- und Abströmkammern (3, 4) jeweils auf zwei öffnungen (12,13) auf der anderen Seite der Filterkammer (1) ,nufgesetzt sind und die Heizung (33) in der gemeinsamen Umlenkkammer (5) angebracht ist

3. Filteranlage nach Anspruch 2 mit mindestens vier oder mehr geradzahligen Wanderbetten in je einer Filtc kammer, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die zwei innersten Filterkammern (1 bzw. 3 und 4) zusätzlich mit ihren Zu- bzw. Abströmöffnungen (12,13) jeweils in e>er gemeinsamen Zu- bzw. Abströmkammer (30,40) münden, wobei jede Zu- bzw. Abstrcmkanimer (3,4 bzw. 30,40) an ihren Anschluß-Absperrorgan (31,32), wie z. B. eine Klappe aufweist.