DE3152371T1

DE3152371T1 - Verfahren und vorrichtung fuer die behandlung von gas, insbesondere luft

Info

Publication number: DE3152371T1
Application number: DE813152371T
Authority: DE
Inventors: Jacob 61163 Nyköping Weitman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-09-12
Filing date: 1981-09-11
Publication date: 1983-09-08
Also published as: EP0048232B1; DE3152371C2; JPS57501593A; SE425219B; SE8007158L; US4574062A; EP0048232A1; WO1982000960A1; SE8006388L

Description

Verfahren und Vorrichtung für die Behandlung von Gas, insbesondere Luft

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von verunreinigtem Gas, welches manchmal erhöhte Temperatur besitzt und in den meisten Anwendungsfällen Luft ist. Das Gas soll gereinigt und mit solchen Eigenschaften versehen werden, daß es wiederverwendbar ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Behandlung von Luft, um in ihr einen vorbestimmten Reinheitsgrad zu erzielen, eine vorbestimmte Temperatur und eine vorbestimmte relative Luftfeuchtigkeit, wobei es gleichzeitig möglich sein soll, den Wärmeverbrauch zu verringern.

In vielen Industriezweigen besteht ein Bedürfnis nach Prozeßluft oder nach Zuluft zu industriellen Gebäuden, die eine genau bestimmte Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit aufweist; es werden hohe Anforderungen an die Reinheit der Luft gestellt, zumindest wenn die Luft als Zuluft zu Bäumen benutzt wird. Als typische Beispiele solcher Industriezweige, bei denen eine hohe relative Luftfeuchtigkeit in den Räumen erforderlich ist, kann die Textilindustrie, die Weberei und die Papierindustrie genannt werden, weil bei solchen Industriezweigen trockene Luft beachtliche Probleme mitsichbringt, wie z. B. elektrostatische Aufladung. In solchen Industriebetrieben müssen große Luftmengen mit erhöhter Temperatur zur Verfügung stehen, die mehr oder weniger verunreinigt sein können, so daß es dort wünschenswert ist, zumindest während der Winterzeit den Wärmeinhalt dieser Luft zu nutzen durch Reinigung und Behandlung bezüglich Temperatur und relativer Feuchtigkeit, bevor diese Luft wieder Räumen oder Prozessen zugeführt wird.

Bisher ist es übliche Praxis, die erwärmte und verunreinigte Luft geringfügig zu reinigen, d. h. die Luft so weit zu reinigen, daß Umweltprobleme vermieden werden, und die Luft
dann in die umgebende Atmosphäre abzuführen. Um die Zuluft für Räume zu beschaffen, ist es üblich, große Mengen Frischluft aus der Umgebung anzusaugen. Mindestens während der
Winterzeit ist es erforderlich, große Energiemengen in die Luft zu stecken, weil die Ausgangstemperatur der Luft erhöht und auch Wärme verbraucht wird für die Verdampfung notwendiger Wasseranteile, um den meist sehr niedrigen Feuchtigkeitsgehalt der Luft im Winter anzuheben.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, derartige
Probleme im wesentlichen zu beseitigen und gleichzeitig
eine Reinigung vorzusehen. Dabei geht es um die Wärmewiedergewinnung und das Zurückführen von erwärmter Abluft in
einer solchen Weise, daß die Abluft allein oder unter. Zumischung einer entsprechenden Menge Frischluft, die in gleicher Weise behandelt ist, die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Reinheit, Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit erhält.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein Verfahren ausgeführt oder eine Vorrichtung so benutzt wird, wie
dies in den Ansprüchen niedergelegt ist.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben; diese zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 2 einen vereinfachten Schnitt einer Ausführungsform der ersten Stufe der Vorrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Erfindung gestattet es, große Energiemengen durch Reinigung, Klimatisierung und Wiederverwendung von Abluft aus
den verschiedensten Prozessen einzusparen. Die Energieeinsparung kann durch direkte Wärmerückgewinnung aus warmer Abluft erzielt werden und dadurch wird Prozeßluft zumindest
teilweise wieder in den Kreislauf zugeführt. Die Energieeinsparung ist erreichbar, indem der Wärmeinhalt der Prozeßluft dazu benutzt wird, den Wärmebedarf der Verdampfung solcher
Wassermengen zu decken, die nötig sind, die relative Luftfeuchtigkeit auf den gewünschten Wert anzuheben.

Erfindungsgemäß wird die Prozeßluft, möglicherweise vermischt mit Frischluft von außen, durch eine Leitung geführt, in der eine Anzahl von Kontaktflächen oder Ablagerungsflächen vorgesehen sind, auf denen vom Gas mitgeschleppte oder im Gas enthaltene oder dem Gas hinzugefügte Verunreinigungen niedergeschlagen und gesammelt werden. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Gasführung in einer solchen Weis, daß ein möglichst inniger Kontakt zwischen dem
Gas und diesen Kontaktflächen entsteht und weiterhin so, daß das Gas gezwungen wird, wiederholt seine Flußrichtung zu ändern, so daß Partikel, Flüssigkeitstropfen oder ähnliche Dinge, die vom Gas mitgeführt werden, aufgrund ihrer relativ
hohen Dichte auf die Oberflächen treffen und damit nicht
vom Gas weiter mitgeschleppt werden. Erfindungsgemäß sind
für die Gasreinigung Mittel der Naßreinigung vorgesehen, wobei die Flüssigkeit, in den meisten Fällen Wasser, in das
Gas hinein versprüht wird, und zwar im Gegenstrom dazu, und manchmal auch auf Teile der Kontaktflächen. Um den Leistungsgrad der Reinigung zu verbessern, kann die Reinigungsflüssigkeit Substanzen mit solchen Eigenschaften enthalten, die

nicht die Umwelt belasten, ζ. B. Tenside, die eine:Emulgierung der Luftverunreinigungen in der Reinigungsflüssigkeit dienen. Um eine Reinigung des Gases über wesentliche Zeiträume zu erzielen, ist eine im wesentliche kontinuierliche Reinigung der Kontaktflächen Ziel der Erfindung, wobei Flüssigkeit benutzt wird, die in das Gas und auf die Kontaktflächen versprüht Wird, um die Verunreinigungen kontinuierlich hinweg zu spülen, so daß sie aus dem Gas abgeschieden werden. Mit Vorteil kann die Reinigungsflüssigkeit überschüs-•·■*- sig zu diesem Zweck benutzt werden. Nach der Benutzung für

die eigentümliche Naßreinigung und für die Abfuhr der abgeschiedenen Verunreinigungen wird die Flüssigkeit gesammelt, wobei ein Konzentrat der Verunreinigungen zusammen mit einem Teil der Reinigungsflüssigkeit abgeschieden und die abgeschiedene Menge der Flüssigkeit durch eine entsprechende Menge sauberer Flüssigkeit ersetzt wird. Diese Überschußanwendung von Reinigungsflüssigkeit hat den Sinn, wie er weiter unten noch näher beschrieben wird.

Die Erfindung zielt nicht nur auf die Reinigung des Gasdurchflusses ab, so daß es wieder in den Kreislauf zurückgeführt und zur Raumheizung benutzt werden kann, sondern ist auch auf die Anpassung in der Temperatur und der relativen Feuchtigkeit des Gases an Werte gerichtet, wie sie für Industrieanlagen gefordert werden. Dies wird dadurch möglich, daß Wasser überschüssig versprüht und die Temperatur des Abgases genau gesteuert wird, daß Wärme auf das Gas oder aus dem Gas heraus über die Kontaktflächen übertragen wird, um den Gasstrom mit Feuchtigkeit zu sättigen und genau auf die vorgewählte Temperaturstufe aufzuheizen. Bei der Wärmezufuhr kann dieser Gasstrom durch einfache Mittel auf die vorher bestimmten Werte der relativen Feuchtigkeit und Temperatur gebracht werden. Eine solche Aufheizung des Gasstromes sieht in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung

eine Wärmeaustauschstufe vor. Sie kann auch dadurch erreicht werden, daß gesättigte Luft in die Räume eingeführt wird, wo eine Heizung vorgesehen ist zur Erzeugung der überschüssigen Wärme, die in der gleichen Weise von Ausrüstungen, Maschinen o. dgl. übertragen wird, die in den Räumen stehen.

Wenn die Luft bis zum gesättigten Zustand befeuchtet wird, sind große Mengen verdampften Wassers notwendig, insbes. während der Winterzeit, wenn Frischluft aus der umgebenden Atmosphäre angesaugt wird. Diese großen Mengen Wasser binden große Mengen von Energie, wobei diese Energie nach der vorliegenden Erfindung aus dem verunreinigten Gas entnommen wird, daß zusammen mit kalter und trockener Außenluft erfindungsgemäß behandelt wird.

Um die Wärmeübertragung auf das Gas und aus dem Gas heraus an den Kontaktflächen möglichst zu verbessern, wird eine Wärme-übertragende Flüssigkeit an der einen Seite der Flächen entlanggeführt, während das zu behandelnde Gas oder die Luft auf der anderen Seite vorbeifließt. Vorzugsweise sind die Flußrichtungen im Gegenstromprinzip gewählt, manchmal auch kombiniert mit dem Kreuzstromprinzip, welches es ermöglicht, maximale Temperaturänderungen relativ zu der Wärme-übertragenden Fläche zu erzielen. Der Wärmetransport zwischen dem Gas und der Wärme-transportierenden Flüssigkeit über die Kontaktfläche wird weiterhin dadurch begünstigt, daß diese Kontaktfläche feucht gehalten wird, sO daß es einem filmartigen überzug der Reinigungsflüssigkeit ausgesetzt ist. Weiterhin kann der Wärmeübergang zwischen dem Gas und der Kontaktfläche durch hohe Flußgeschwindigkeiten und Turbulenz im Gas begünstigt werden, was weiterhin von Vorteil für die Leistungsfähigkeit der Abscheidung der Gas-

-Sr-

1-

verunreinigungen ist.

Um den gewünschten Effekt der Reinigung zu erzielen, ist eine vergleichsweise große Oberfläche und zusätzlich hierzu eine solche Oberfläche erforderlich, die als Inert gegenüber den zu behandelnden Gasen und der Reinigungsflüssigkeit ist. Wenn die Kontaktfläche aus einem Material mit exzellenten Wärmeleiteigenschaften hergestellt wird, z. B. aus Kupfer, ist die Kontaktfläche im Hinblick auf die Wärmeübertragungskapazität überdimensioniert, wenn die Kontaktfläche eine ausreichende Größe besitzt, um für die Reinigungsfunktion wirksam zu sein. Aus ökonomischen Gesichtspunkten wird es kaum möglich sein, Kontaktflächen aus einem teuren Metall in eine für die beabsichtigte Reinigung erforderlichen Größe zu benutzen. Deswegen erreicht man eine ausreichend große und inerte Kontaktfläche durch Verwendung von Kunststoff, wie es weiter unten noch näher erläutert wird.

Die Fig. 1 bis 3 erläutern die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 1 zeigt, daß die Vorrichtung eine erste Stufe und eine zweite Stufe 2 besitzt. Die erste Stufe bildet einen Teil der als kombinierter Wärmetauscher und Reiniger arbeitet, wobei ein gereinigter Luftstrom gesättigt mit Feuchtigkeit und mit einer vorbestimmten Temperatur die Stufe 1 verläßt. Die Stufe 1 besitzt einen Lufteinlaß gemäß Pfeil A und einen Luftauslaß gemäß Pfeil B, einen Einlaß 3 für eine Wärme-transportierende Flüssigkeit und einen Auslaß 4 für diese Flüssigkeit, wobei der Einlaß und der Auslaß mit Kontaktflächen 5 in Verbindung stehen, die ein gp^rgystem bilden, durch das die Wärme-transportierende Flüssigkeit von dem Einlaß 3 zu dem Auslaß 4 fließt, und zwar im Gegenstrom zu der Luftführung von dem Lufteinlaß zu dem Luftauslaß der Stufe 1. Dabei ist von Vorteil, daß das Rohrsystem so angeordnet wird, daß der Fluß auch im

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Gegenstromverfahren stattfindet. Weiterhin weist die Stufe 1 Sprüheinrichtungen 6 zum Versprühen ein fein verteilten Flüssigkeit auf. Die Flüssigkeit ist in dön meisten Anwendungsfällen Wasser. Die Sprüheinrichtungen 6 sind so angeordnet, daß die Flüssigkeit in die Luftführung versprüht wird, vorzugsweise in entgegengesetzter Richtung, und zwar auch auf die Kontaktflächen 5, so daß sich dort ein filmähnlicher Überzug der Flüssigkeit ausbildet. Die Stufe 1 weist ferner einen Sammler 7 auf, um überschüssig versprühte Flüssigkeit aufzunehmen. Die im Sammler 7 gesammelte Flüssigkeit wird vermittels einer Pumpe 8 zu den Versprüheinrichtungen 6 zurückgeführt, wobei im wesentlichen das gleiche Volumen im Kreislauf rückgeführt wird. Ein Teil der Flüssigkeitsmenge wird dabei aus dem Kreislauf herausgenommen, wobei ein entsprechender Teil sauberer Flüssigkeit hinzugefügt wird.

Die Kontaktflächen 5 der Stufe 1 dienen zu zwei verschiedenen Zwecken. Einmal bilden die Kontaktflächen 5 Wärmeaustauschflächen, um Wärme auf den gemäß Pfeil A eintretenden Gasstrom zu übertragen oder aus ihm herauszuholen. Diese Wärme wird über die Kontaktflächen 5 übertragen, die sich zwischen der Luft und der Wärme-transportierenden Flüssigkeit, die von dem Einlaß 3 zum Auslaß 4 fließt, befinden. Zweitens bilden die Kontaktflächen 5 Oberflächen zwischen der versprühten Flüssigkeit und dem Luftstrom, so daß dadurch der Verdampfungsvorgang des Wassers begünstigt wird, während die Verunreinigungen, die mit der Luft herangeführt werden, gebunden werden. Vorzugsweise sind die Kontaktflächen 5 in solcher Weise relativ zueinander angeordnet, daß hierdurch immer wieder eine Richtungsumkehr der fließenden Luft veranlaßt wird.

Aufgrund des Umstandes, daß die Erfindung hauptsächlich, aber nicht ausschließlich, auf die Behandlung von derart verunreinigter Luft bei erhöhter Temperatur unter Zutritt gerichtet ist, können Korrosionen auftreten. Da die Luft von Verunreinigungen in einem solchen Ausmaß gereinigt werden soll, daß sie als Zuluft für Räume wiederbenutzt werden kann, muß die Stufe 1 der Vorrichtung gewisse Voraussetzungen erfüllen. Die Forderung der Reinigung setzt grosse Kontaktflächen zwischen der Luft und der versprühten Flüssigkeit voraus. Dies kommt auch den Bedingungen für einen guten Wirkungsgrad des Wärmeaustausches und einer zufriedenstellenden Verdampfung des Wassers zugute. Korrosionsbeständige Materialen sind aber so teuer, daß die notwendige Oberfläche durch die Wahl konventioneller Werkstoffe kaum erreichbar ist. Aus diesem Grund wurde die Korrosionsbeständigkeit gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Wärmetauscher und seine Kontaktflächen 5 aus Kunststoff-Harz hergestellt werden. In diesem Zusammenhang ist ein solches Material bemerkenswert, weil die meisten Kunststoffe eine niedrige Wärmeleitfähigkeit besitzen und damit den Wirkungsgrad des Wärmeaustausche beeinträchtigen würden. Auf der anderen Seite handelt es sich bei Kunststoffen um vergleichsweise billige Materialien mit zufriedenstellender Korrosionsbeständigkeit, so daß die Oberflächen bei niedrigen Kosten so groß gemacht werden können, daß trotz niedriger Wärmeleitfähigkeit die Wiiteamkeit des Wärmeaustausches auf ausreichend hoher Stufe durchgeführt werden kann. Für die angestrebte hohe Wirkung ist es auch vorteilhaft, daß die Oberflächen in feuchtem Zustand arbeiten.

Der Ausgang B der Stufe 1 bildet gleichzeitig einen Eingang zu der zweiten Stufe der Vorrichtung, nämlich einem Wärmetauscher 2 mit einem Auslaß gemäß Pfeil C und einem Einlaß

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für die Wärme-transportierende Flüssigkeit, die dazu dient, die Austauschflächen 11 aufzuheizen. Diese Flüssigkeit verläßt die Austauschflächen 11 über einen Auslaß 10. Die Wärmeaustauschenden Flächen 11 sind nach dem Gegenstrom-Prinzip angeordnet.

Die Vorrichtung kann weiterhin einen Tröpfchen-Abscheider aufweisen, der in Fig. 1 nicht dargestellt ist und der entweder in dem kombinierten Reinigungsteil und Wärmetauscher 1 oder als separate Einheit zwischen den Stufen 1 und 2 und in Verbindung damit etwa bei dem Pfeil B angeordnet sein kann.

In Übereinstimmung mit der Erfindung wird das Verfahren etwa wie folgt durchgeführt: In der ersten Stufe der Vorrichtung wird Wasser über die Sprüheinrichtungen 6 in solch einer Menge und in feinverteiltem Zustand versprüht, daß die relative Feuchtigkeit der Luft auf einen solchen Wert ansteigt, der etwa 100 % an der Stelle des Pfeiles B erreicht. Durch die Verdampfung des Wassers wird ein gewisser Teil der Energie dabei absorbiert. Demzufolge ist die Luft an der Stelle des Pfeiles B mit Feuchtigkeit gesättigt und besi-tzt eine niedrigere Temperatur als an der Stelle des Pfeiles A, wobei jedoch die absorbierte Energie teilweise durch die Kontaktflächen 5 hindurch ersetzt wird. Wenn kein weiteres Wasser in Form von kleinen Wassertröpfchen vorliegt, wird die Menge Wasser, die in einem spezifischen Volumen der Luft enthalten ist, durch die Temperatur der Luft bestimmt. Um die Werte der relativen Feuchtigkeit und der Temperatur von den Werten, wie sie an der Stelle des Pfeils B vorhanden sind, letztlich auf die beabsichtigten Endwerte an der Stelle des Pfeiles C zu bringen, wird die Temperatur bis zu der gewünschten Grenze durch Wärmezufuhr in dem Wärmetauscher 2 erhöht. Die maximale Wassermenge in dem spezifischen Volumen der Luft in Form von Dampf hängt

-KJ-

λλ

von der Temperatur ab; bei steigender Temperatur wird also die relative Luftfeuchtigkeit an der Stelle des Pfeiles C
auf einen Wert unter 100 % abnehmen, wenn die Temperatur gesteigert wird. Die Größe der Feuchtigkeitsabnahme hängt von dem absoluten Feuchtigkeitsgehalt der Luft ab, was wiederum von der Temperatur an der Stelle des Pfeiles B bestimmt
wird. Dies bedeutet, daß nachdem die Temperatur an der Stelle des Pfeiles C festgelegt ist, die relative Feuchtigkeit an diesem Punkt 6 einfach durch die Steuerung der Lufttemperatur an der Stelle des Pfeiles B geregelt werden kann.
Für diese Temperatursteuerung ist ein Temperatursensor 12
an der Stelle des Pfeiles B vorgesehen, der ein Steuerventil 13 beeinflußt, welches vorzugsweise im Bereich des
Flüssigkeitsauslasses 4 der Stufe 1 angeordnet ist. Es ist klar, daß eine gewisse Steuerung der Temperatur im Bereich der eintretenden Luft vorgesehen sein kann, und zwar so,
daß kalte Außenluft z. B. mit der warmen Luft eines Prozesses oder eines Raumes gemischt wird. Schließlich wird die
Lufttemperatür an der Stelle des Pfeiles C in einer ähnlichen Weise gesteuert, und zwar über einen Sensor 14, der
am Auslaß an der Stelle des Pfeiles C vorgesehen ist. Dieser Sensor 14 steuert ein Ventil 15 in der Leitungsführung der Wärme-transportierenden Flüssigkeit der Stufe 2.

Bei solchen Betriebsbedingungen, wenn die Luft gemäß Pfeil A eine vergleichsweise hohe Temperatur hat, ist die Temperatursteuerung an der Stelle des Pfeiles B für einen Wärmetransport von den Kontaktflächen 5 ausgebildet, und zwar
über die Wärme-transportierende Flüssigkeit, die am Einlaß 3 ein- und am Auslaß 4 austritt. Dies bedeutet, daß die
Wärme-transportierende Flüssigkeit für den Fall aufgeheizt wird, daß der Kühleffekt infolge Verdampfung des Wassers
nicht ausreicht, um die Lufttemperatur genügend zu senken.

Bei anderer Betriebsweise, wenn die gemäß Pfeil A eintretende Luft eine niedrigere Temperatur aufweist oder trockener ist (betriebsweise während der Winterzeit), wird die Wärme anstelle ihrer Zufuhr über die Temperatur gesteuert.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform der kombinierten Reinigungs- und Klimavorrichtung, nämlich der Stufe 1 in Fig. 1. Diese Vorrichtung ist zwischen einer oberen und unteren Platte 16 und 17 aufgebaut, die miteinander über in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel in Verbindung stehen, beispielsweise über vertikale Säulen, die entlang des Umfanges der Platten 16 und 17 angeordnet sind. Zwischen den Platten ist eine Anzahl Röhrenwendel 18 angeordnet, deren innere Enden mit einem Auslaß 19 verbunden sind, während die äußeren Enden an einem Einlaß 20 zusammengefaßt sind, so daß die Vorrichtung sowohl im Gegenstrom als auch im Kreuzstrom mit der Luftführung der zu reinigenden Luft und mit deren ausgewählten klimatischen Bedingungen betrieben werden kann. Zur Vereinfachung ist nur ein Teil der Röhrenwendel dargestellt. Die Wendel 18 sind so angeordnet, daß ein vertikaler Kanal 21 in der Mitte der Vorrichtung vorgesehen ist, wobei dieser Kanal etwa einen Durchmesser in der Größenordnung von 1 m aufweisen kann. Dieser Kanal 21 ist nach unten offen, wo die Platte 17 eine entsprechende Öffnung 22 besitzt und eine Verbindung zu der Luftführung 23 mit dem Einlaß A vorhanden ist. Von dem Einlaß A ist die Luft durch die öffnung 22 in den Kanal 21 und weiter radial nach außen in Richtung der Pfeile D über die Wendel 18, wo sie schließlich die Vorrichtung verläßt.

Auf dem Umfang des zentralen Kanals 21 ist eine Anzahl vertikaler Rohre 2 4 angeordnet, die oberhalb der Platte 16 zu einem Einlaßkopf 25 verbunden sind für die Reinigungsflüssigkeit, die normalerweise aus Wasser unter Druck besteht. In einer Ausführungsform in Anlehnung an die oben angegebene

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Größenordnung können die vertikalen Rohre 24 einen gegenseitigen Abstand von etwa 1.0. cm in Umfangsrichtung aufweisen. Die Rohre besitzen an ihrer den Wendeln zugekehrten Oberfläche eine Anzahl Düsen 26, mit denen Strahlen von fein verteiltem Wasser in Richtung auf die Wendel 18 und in die Zwischenräume versprüht werden, wenn die Luft in Richtung der Pfeile D strömt. Das Wasser wird in einer solchen Menge versprüht, daß die Wendel 18 von einer filmartigen Schicht des Wassers bedeckt werden. Zusätzlich wird die Luft innig mit fein verteiltem Wasser vermischt, welches über die Düsen 26 versprüht wird. Das so versprühte Wasser wird dann entlang des Umfangs der Vorrichtung wieder aufgefangen, und zwar mit den Verunreinigungen, die aus der Luft abgeschieden wurden. Das Wasser wird gesammelt, gereinigt und im.Kreislauf wieder zugeführt. Das Wasser kann überschüssig verwendet werden, um die Wendel 18 intensiv zu waschen und dadurch die Wendel frei von abgesetzten Verunreinigungen zu halten.

Alternativ zu den vertikalen Rohren 24, wie beschrieben, kann der Kanal 21 ein zentral angeordnetes Rohr aufweisen, welches mit einer Anzahl von Düsen für das Versprühen von fein verteiltem Wasser ausgestattet ist. Diese Düsen sind dann vorzugsweise sowohl gegen den Luftstrom von dem Lufteinlaß 23 als auch in Richtung auf die Wendel 18 gerichtet. Vorzugsweise sind die Düsen selbstspülend und spiralig ausgebildet.

Die Wendel 18 können anstelle der in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Weise auch in mannigfach anderer Weise ausgebildet sein. So können die Wendel anstelle ihrer Anordnung in flachen Spiralen konische oder schraubenförmige Form aufweisen. Die verschiedenen Windungen der Wendel können relativ zueinander in einer solchen Weise angeordnet sein, daß

der Fluß in Richtung der Pfeile D wellenförmig oder Zick-Zack-förmig erfolgt. Weiterhin können die Düsen entlang einer schraubenlinienförmigen Wendel innerhalb des zentralen Kanals 21 angeordnet sein. Weiterhin kann hervorgehoben werden, daß ein wirtschaftlicher Vorteil durch eine genügend große Oberfläche der Wendel 18 dadurch erreicht werden kann, daß diese aus Kunststoff hergestellt werden.

Fig, 3 zeigt ein Konstruktionsbexspiel einer Reinigungs- und Klimavorrichtung, nämlich der Stufe 1 in Fig. 1, wie sie in der Praxis angewendet wird, über und unter einem Zuluftkanal 2 3 ist eine obere und eine untere Gruppe von Röhrenwendeln 18 angeordnet. Die obere Gruppe entspricht der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung. Fig. 3 zeigt, daß die obere und untere Gruppe der Röhrenwendel zwischen oberen und unteren Platten 16 und 17 angeordnet ist, wobei die Röhrenwendel in Verbindung mit einem Auslaß 19 und einem Einlaß 20 stehen. U-nter Druck stehendes Wasser wird über Pumpen 8 eingeführt, die mit dem Einlaßrohr 25 und von dort über vertikale Rohre 24 zu den Düsen 26 in dem zentralen Kanal 21 in Verbindung stehen. Die eingeführte Luft bei A verläßt entlang des Umfangs der Wendel 18 die Vorrichtung, wobei sie dabei durch einen Tröpfchensammler 2 7 zu dem Auslaß B gelangt. Vorzugsweise ist die Vorrichtung wie auch der Tröpfchensammler durch ein gemeinsames Gehäuse 28 umschlossen, dessen unterer Teil als Sammler 27 für überschüssiges Wasser (vgl. Fig. 1) wirkt. Wie oben in Verbindung mit Fig. 2 erwähnt wurde, verläßt der größere Teil des durch die Düsen 2 6 versprühten Wassers die Vorrichtung auf dem umfang der Wendel, wobei das Wasser die Verunreinigungen enthält, die von den Wendeln abgewaschen wurden. Weiterhin wird der Luftstrom einen Teil des fein verteilten Wassers, wenn dieses mit großem Überschuß versprüht wird, mitnehmen, insbesondere dann, wenn die Luft eine relativ große Durch-

flußgeschwindigkeit besitzt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die zwei Aggregate in einem Gehäuse untergebracht, welches einen großen Durchflußquerschnitt für die Luft aufweist, so daß die Durchflußgeschwindigkeit wesentlich herabgesetzt ist, so daß dadurch ein Absetzen der Wasserpartikel, die von der Luft mitgeschleppt werden, am Boden des Gehäuses möglich ist, der den Sammler 7 bildet. Sehr kleine Partikel, die noch nicht niedergeschlagen sind, wenn die Luft das Gehäuse 28 verläßt, werden in einem Tröpfchensammler 27 entfernt. Die die Vorrichtung bei B verlassende Luft ist im wesentlichen mit Feuchtigkeit gesättigt, jedoch frei von Wasser in flüssigem Zustand.

Die Erfindung kann im Sinne der beigeschlossenen Ansprüche variiert werden.

Claims

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11.135/AS5 06.05.1982 Aktenzeichen: PCT/SE 81/00 254
Jacob Weitman, Tryffeistigen 8, S-611 63 Nyköping

Verfahren und Vorrichtung für die Behandlung von Gas, insbesondere Luft

Patentansprüche :

( 1.J Verfahren zur Behandlung von verunreinigtem Gas, z. B.

Abluft von einem Raum oder aus einem Prozeß, wobei das Gas möglicherweise eine erhöhte Temperatur aufweist, indem das Gas im gewünschten Reinheitsgrad, mit vorbestimmter Temperatur und mit vorbestimmter relativer Feuchtigkeit versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas an Kontaktflächen herangeführt wird und dabei eine im wesentlichen aus Wasser bestehende Flüssigkeit auf das Gas und/oder gegen die Kontaktflächen gesprüht wird, wodurch vom Gas mitgeführte Verunreinigungen abgeschieden werden und das Gas eine relative Feuchtigkeit von etwa 100 % erhält, daß Wärme in das Gas hinein oder aus dem Gas heraus über die Kontaktflächen übertragen wird, um das Gas mit Feuchtigkeit gesättigt

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auf die vorbestimmte Temperatur zu bringen, wobei die Temperatur des Gases danach auf den gewählten Endwert gesteigert wird, wodurch die relative Feuchtigkeit des Gases auf den gewählten Endwert abnimmt, und daß die Wärmeübertragung über die Kontaktflächen gesteuert wird, so daß die Luft nach der Zufuhr von eingesprühtem Wasser eine solche Temperatur bekommt, bei der ihr absoluter Feuchtigkeitsgehalt im wesentlichen mit dem absoluten Feuchtigkeitsgehalt bei den gewählten Endwerten von Temperatur und relativer Feuchtigkeit übereinstimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser in flüssigem Zustand, welches möglicherweise von dem Gas mitgenommen wir^d, abgeschieden wird, bevor die Temperatur des Gases auf den gewählten Endwert gesteigert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der besseren Abscheidung der Verunreinigungen additive, z. B. Tenside, hinzugefügt werden, um die vom Gas mitgeschleppten Verunreinigungen zu emulgieren.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitungsführung für das Gas mit Kontaktflächen (5, 18) und Sprüheinrichtungen (6, 26) zum Versprühen einer Flüssigkeit in das Gas und/oder gegen die Kontaktflächen vorgesehen ist, wobei sich die Kontaktflächen in Wärme-übertragender Verbindung eines Kanalsystems für die Wärme-transportierende Flüssigkeit befinden, um Wärme auf das Gas oder aus diesem heraus zu übertragen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsführung auf der Abströmseite einen Sensor (12), der den Fluß der Wärme-übertragenden Flüssigkeit in dem Kanalsystem steuert, um die Temperatur des Gases in seinem

im wesentlichen mit Feuchtigkeit gesättigten Zustand zu regeln, und einen Wärmetauscher (2) aufweist, um die Temperatur des Gases auf den gewählten Endwert zu steigern und damit die relative Feuchtigkeit des Gases auf den gewählten
Endwert zu senken.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

die Kontaktflächen (18) Röhrenwendel aus Kunststoff sind
und diese das Kanalsystem bilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsführung Sammler (7) zur Aufnahme von überschüssigem eingesprühten Wasser und aus dem Gas abgeschiedener
Verunreinigungen aufweist, daß die Sammler (7) mit Abscheideeinrichtungen für die Herausnahme der Verunreinigungen mit einem Teil des Wassers verbunden sind, und daß die Sammler
weiterhin mit einer Wasserzuleitung und mit einer Pumpe (8) für die Versorgung der Sprüheinrichtungen (6, 26) in Verbindung stehen.

ßlKRÄCH &REHBERQ

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Aktenzeichen: PCT/SE81/00 254 - P 31 52 371.4 Jacob Weitmann, Tryffeistigen 8, S-611 63 Nyköping P a t en ta η s ρ r ü c h e:

1. Verfahren zur Behandlung von verunreinigtem Gas, z. B. Abluft von einem Raum oder aus einem Prozeß, wobei das Gas möglicherweise eine erhöhte Temperatur aufweist, indem das Gas im gewünschten Reinheitsgrad, mit vorbestimmter Temperatur und mit vorbestimmter relativer Feuchtigkeit versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas an Kontaktflächen herangeführt wird und dabei eine im wesentlichen aus Wasser bestehende Flüssigkeit auf das Gas und/oder gegen die Kontaktflächen gesprüht wird, wodurch vom Gas mitgeführte Verunreinigungen abgeschieden werden und das Gas eine relative Feuchtigkeit von e^wa 100 % erhält,daß Wärme in das Gas hinein pder aus dem Gas heraus über die Kontaktflächen übertragen wird,

um das Gas mit Feuchtigkeit gesättigt auf die vorbestimmte Temperatur zu bringen, wobei die Temperatur
des Gases danach auf den gewählten Endwert gesteigert wird, wodurch die relative Feuchtigkeit des Gases auf den gewählten Endwert abnimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragung über die Kontaktflächen gesteuert wird, so daß die Luft nach der Zufuhr von eingesprühtem Wasser eine solche Temperatur bekommt, bei der ihr absoluter Feuchtigkeitsgehalt im wesentlichen mit dem absoluten Feuchtigkeitsgehalt bei den gewählten Endwerten von Temperatur und relativer Feuchtigkeit
übereinstimmt.