DE3502971A1

DE3502971A1 - Filter zur reinigung stroemender gase

Info

Publication number: DE3502971A1
Application number: DE19853502971
Authority: DE
Inventors: Edelbert 7517 Waldbronn Schuster
Original assignee: JOHANN BAPTIST ROMBACH GmbH and Co KG
Current assignee: JOHANN BAPTIST ROMBACH GmbH and Co KG
Priority date: 1985-01-30
Filing date: 1985-01-30
Publication date: 1986-05-07

Description

Filter zur Reinigung strömender Gase
Die Erfindung betrifft ein Filter zur Reinigung strömender Gase, mit einem Gehäuse, in dem zumindest ein Adsorber zur Adsorption von Schadgasen angeordnet ist, und mit einer Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Beladung des Adsorbers.
Derartige Filter werden überall dort eingesetzt, wo die im Adsorber adsorbierten Schadgase keine Wertstoffe -darstellen, wie beispielsweise Geruchs- und Giftstoffe, Öl- und Schweißrauchdämpfe, oder wo die Konzentration der an sich wertvollen, zu adsorbierenden Gase so gering ist, daß eine Rückgewinnung nicht sinnvoll wäre, wie beispielsweise in Lackierereien und chemischen Labors. Das zu reinigende Gas wird durch den Adsorber geleitet. Das abzutrennende Schadgas (Adsorptiv) wird dabei an einem Feststoff mit großer innerer Oberfläche (dem Adsorbens) angelagert. Die volle funktionsfähigkeit des Adsorbers ist nur bis zu einer bestimmten Beladung gewährleistet. Die Beladung ist das Verhältnis zwischen Adsorbens- und Adsorptivmasse. Neben physikalischen Bedingungen wie Druck, Temperatur und Gasfeuchte ist die Höhe der maximal erreichbaren Beladung von stoffspezifischen Eigenschaften des Adsorbers und des zu adsorbierenden Schadgases abhängig. Bis zum Erreichen der maximalen Beladung ist der Schadstoffabscheidegrad (Adsorbierbarkeit) nahezu 100 %. Wird diese maximale Beladung überschritten, so sinkt der Abscheidegrad sehr schnell ab, d. h. die abzuscheidenden Schadgase werden nicht mehr vom Absorber adsorbiert. Zur Gewährleistung einer einwandreien Funktionsfähigkeit des Filters ist also die Überwachung der Beladung des Absorbers unabdingbar.
Der Schadgasabscheidegrad und der Beladungszustand von mit Adsorbern ausgerüsteten Filtern wird üblicherweise mit Konzentrationsmeßgeräten überwacht. Je nach Einsatzzweck und abzuscheidendem Schadgas sind drei verschiedene Meßprinzipien gebräuchlich: Flammenionisation, Wärmetönung und Infrarot-Absorption. Diese Meßprinzipien haben jedoch den Nachteil, daß sie technisch aufwendig und damit teuer sind. Zur Überwachung der Funktionsfähigkeit kleinerer und relativ billiger Filter sind sie deshalb nicht geeignet.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, ein einfach aufgebautes und damit kostengünstig herstellbares Filter zur Reinigung strömender Gase zu schaffen, dessen Funktionsfähigkeit im Betrieb zuverlässig überwacht werden kann.
Bei der Lösung dieser Aufgabe wird von einem Filter der eingangs erwähnten Art ausgegangen und gelöst wird sie dadurch, daß die Überwachungseinrichtung eine Gewichtsmeßvorrichtung zur Messung des Gewichts des Adsorbers enthält. Es hat sich nämlich gezeigt, daß aus dem Gewicht des Adsorbers zuverlässig auf dessen Beladungszustand und damit dessen Abscheidegrad geschlossen werden kann.
Die fortlaufende Überwachung des Adsorbergewichts gewährleistet deshalb einen höchstmöglichen Schadstoffabscheidegrad des erfindungsgemäßen Filters während dessen Betriebs. Eine Gewichtsmeßvorrichtung für den Adsorber läßt sich relativ einfach aufbauen und auch in kleine Filter problemlos integrieren. Das mit der vorliegenden Erfindung geschaffene Filter ist somit kostengünstig herstellbar.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Filters enthält die Überwachungseinrichtung ein Anzeigegerät zur Anzeige des Gewichts des Adsorbers. Hierdurch wird die fortlaufende Kontrolle des Beladezustands und ein sofortiges Erkennen des Erreichens der maximal zulässigen Beladung des Adsorbers ermöglicht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Gewichtsmeßeinrichtung eine hydraulische Druckmeßdose, auf der der Adsorber aufliegt. Als Anzeigegerät kann dann ein einfaches Manometer zur Anzeige des hydraulischen Drucks in der Druckmeßdose dienen. Eine solche, aus Druckmeßdose und Manometer bestehende Überwachungseinrichtung ist mechanisch einfach und robust, so daß die Kontrolle der Funktionsfähigkeit des so ausgestalteten Filters über eine lange Betriebsdauer hinweg gewährleistet ist.
In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist das Manometer mit einem ersten Schleppzeiger zur Markierung des Leergewichts des Adsorbers und einem zweiten Schleppzeiger zur Markierung dessen maximal zulässigen Beladungsgewichts versehen. Der maximal zulässige Beladungswert, also das zulässige Höchstgewicht des Adsorbers infolge Anlagerung von Schadgasen kann dann durch einen Versuch unter Betriebsbedingungen er- mittelt und am Manometer mittels des verstellbaren zweiten Schleppzeigers eingestellt werden. Bei einem in das Gehäuse eingesetzten neuen Adsorber wird das Manometer zunächst dessen durch den ersten Schleppzeiger markiertes Leergewicht anzeigen. Mit zunehmender Einsatzzeit und damit auch wachsender Beladung des Adsorbers mit Adsorptivmasse wird der Zeiger des Manometers in Richtung des zweiten, die Beladungsgrenze anzeigenden Schleppzeigers wandern. Zu jedem Betriebszeitpunkt läßt sich somit auf einen Blick feststellen, ob das Filter noch mit ausreichendem Abscheidegrad arbeitet oder ob der Adsorber bereits bis zu seinem maximal zulässigen Gewicht beladen ist und ausgetauscht werden muß.
Eine Fernüberwachung der einwandfreien Wirkungsweise des Filters wird möglich, wenn das Anzeigegerät mit wenigstens einem elektrischen Kontakt versehen ist, welcher bei Überschreiten eines bestimmten Adsorbergewichts geschlossen wird.
Zweckmäßigerweise ist der mechanisch empfindliche Adsorber in einen umlaufenden U-förmigen Rahmen, beispielsweise aus Metall, eingebettet, welcher im Gehäuse einschiebbar gehaltert ist. Der verbrauchte Adsorber kann so leicht gegen einen neuen Filtereinsatz ausgetauscht werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filters sind im Gehäuse Dichtleisten vorgesehen, die beidseits an dem U-förmigen Rahmen des Adsorbers lose anliegen. Diese Dichtleisten dichten den Adsorber gegen das Gehäuse ab, so daß der gesamte Gasstrom durch den Adsorber geleitet wird. Infolge des nur lose Anliegens der Dichtleisten beiderseits an dem U-förmigen Rahmen des Adsorbers wird dieser im Gehäuse seitlich fixiert, ohne daß die Messung des Adsorbergewichts beeinträchtigt wird. Als besonders geeignet haben sich Dichtleisten in Form von Bürstenleisten erwiesen. Zweckmäßig sind die Bürstenleisten an quer zur Durchströmrichtung angeordneten Halteleisten von L-förmigem Querschnitt befestigt.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Filters ist auf der Druckmeßdose ein Gleitschuh, auf dem der Adsorber aufliegt, und am Boden des Gehäuses etwas über dem Niveau dieses Gleitschuhs eine Führungsschiene vorgesehen. Beim seitlichen Herausziehen des Adsorbers aus dem Filtergehäuse wird dieser von dem Gleitschuh auf der Druckmeßdose auf die etwas erhöhte Führungsschiene bewegt, so daß die Druckmeßdose sofort entlastet wird. Hierdurch wird die Einwirkung unerwünschter Seitenkräfte auf die empfindliche Druckmeßdose verhindert. Ebenso wird beim Einschieben eines neuen Adsorbers die Druckmeßdose erst dann belastet, wenn sich der Adsorber genau an seiner korrekten Position im Gehäuse befindet.
Der Reinigungseffekt des erfindungsgemäßen Filters kann noch weiter erhöht werden, wenn vor dem Adsorber wenigstens ein zusätzliches Staubfilter zur Abscheidung von Feststoffpartikeln im Gehäuse angeordnet wird.
Das Fernhalten von Feststoffpartikeln von der Adsorberoberfläche erhöht zum einen dessen Standzeit und verhindert zum anderen eine Verfälschung des gemessenen Adsorbergewichts um das Gewicht dieser Partikeln.
Zweckmäßigerweise sind die projezierten Anströmflächen des Adsorbers und des vorgeschalteten Staubfilters gleich. Der Belastungszustand des Staubfilters läßt sich zusätzlich mittels eines Differenzdruckmanometers überwachen.
Zur Anpassung des erfindungsgemäß ausgebildeten Filters kann an das Gehäuse ein Gebläse angebaut sein, welches zumindest den durch das Filter verursachten Druckverlust innerhalb eines Absaugsystems ausgleicht. In bevorzugter Ausgestaltung ist zwischen dem Gehäuse und dem angebauten Gebläse ein Übergangsstutzen vorgesehen, der den Querschnitt des Filtergehäuses an den Ausblasquerschnitt des Gebläses anpaßt.
Eine besonders gute Reinigung des durchströmenden Gases von Schadgasen wird bei Verwendung eines Adsorbers mit V-förmigem Profilquerschnitt erzielt. Bevorzugt besteht der Adsorber aus einem porösen Trägermaterial, in das pulverförmige Aktivkohle ablössicher eingebracht ist.
Ein solcher Adsorber zeichnet sich durch eine hohe Beladefähigkeit aus.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Filter mit einem Manometer zur Anzeige des Gewichts des seitlich herausgezogenen Adsorbers und einem zusätzlichen, vor dem Adsorber halb in das Gehäuse eingeschobenen Staubfilter mit Differenzdruckmanometer, in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung; Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Filter mit auf einer Druckmeßdose aufliegendem, seitlich durch Bürstenleisten fixierten Adsorber und Manometer als Anzeigegerät, in einem Vertikalschnitt; Fig. 3 das Filter gemäß Figur 1 mit einem mittels Übergangsstutzens an das Gehäuse angebauten Gebläse, ebenfalls in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung.
Das in Figur 1 dargestellte Filter wird von zu reinigendem Gas in Richtung der Pfeile durchströmt. In das Gehäuse 1 des Filters ist ein Adsorber 2 und ein Staubfilter 3 seitlich eingeschoben. Die Bedientür 4 am Gehäuse 1 ist in geöffnetem Zustand gezeichnet. Der Adsorber 2 und das Staubfilter 3 werden durch quer im Gehäuse 1 angeordnete Halteleisten 5 seitlich gehaltert.
Auf dem Gehäuse 1 ist ein Manometer 6 angebracht, das das Gewicht des Adsorbers 2 anzeigt. Das daneben angebrachte Differenzdruckmanometer 7 dient der Anzeige des Belastungszustands des Staubfilters 3.
Aus Figur 2 wird deutlich, daß am Boden des Gehäuses 1 eine hydraulische Druckmeßdose 8 vorgesehen ist, auf der das Gewicht des Adsorbers 2 lastet. Am Auflagepunkt des Adsorbers 2 ist auf der Druckmeßdose 8 ein Gleitschuh 9 aus Kunststoff angebracht. Der Adsorber 2 ist in einen U-förmigen Rahmen 10 eingebettet. An den L-förmigen Halteleisten 5 sind Dichtleisten in Form von Bürstenleisten 11 befestigt, welche seitlich an dem Rahmen 10 des Adsorbers 2 lose anliegen. Die Bürstenleisten 11 dichten den Adsorber 2 gegenüber der Innenwandung des Gehäuses 1 ab und bewirken darüber hinaus dessen seitliche Fixierung. Die zwischen den Bürstenleisten 11 und dem Rahmen 10 auftretende Reibung ist so gering, daß die von der Druckmeßdose 8 vorgenommene Messung des Gewichts des Adsorbers 2 nicht verfälscht wird. Das Manometer 6 steht über eine Kapillarleitung 12 mit der Druckmeßdose 8 in Verbindung und zeigt das Gewicht des Adsorbers 2 an. Das Manometer 6 besitzt einen ersten Schleppzeiger 13 zur Markierung des Leergewichts des Adsorbers 2 und einen zweiten Schleppzeiger 14 zur Markierung dessen maximal zulässigen Beladungsgewichts. Am Boden des Gehäuses 1 ist etwas über dem Niveau des Gleitschuhs 9 auf der Druckmeßdose 8 eine Führungsschiene 15 vorgesehen. Beim seitlichen Herausziehen des Adsorbers 2 aus dem Gehäuse 1 wird dieser über den Gleitschuh 9 auf die etwas erhöhte Führungsschiene 15 bewegt, so daß die Druckmeßdose 8 sofort entlastet wird.
Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Filter, an dessen Gehäuse 1 vorne ein elektrisches Gebläse 16 angebaut ist. Zwischen dem Gehäuse 1 und dem angebauten Gebläse 16 ist' ein Übergangsstutzen 17 zur Querschnittsanpassung vorgesehen. Der Adsorber 2 und das davor angeordnete Staubfilter 3 haben gleiche projizierte Anströmflächen.
Der vom Rahmen 10 umfaßte Adsorber 2 besitzt V-förmigen Profilquerschnitt und besteht aus einem porösen Trägermaterial, in das pulverförmige Aktivkohle eingebracht ist. Die Kantenlänge des etwa quadratischen Adsorbers 2 beträgt etwa 60 cm.
Es versteht sich, daß die gesamte Kantenlänge des Adsorbers 2 bzw. der sich hieraus ergebende Anströmquerschnitt 2 von 0,36 m2 für den zulässigen Bereich der Anströmgeschwindigkeit nur einer bestimmten Gasmenge zugeordnet ist. Diese Kantenlänge wird daher den jeweiligen Bedarfsfällen angepaßt, d.h. entsprechend dem zu reinigenden Gasstrom unterschiedliche Werte annehmen.
Zusammenstellung der verwendeten Bezugsziffern 1 Gehäuse 2 Adsorber 3 Staubfilter 4 Bedientür 5 Halteleisten 6 Manometer 7 Differenzdruckmanometer 8 Druckmeßdose 9 Gleitschuh 10 Rahmen (von 2) 11 Bürstenleisten 12 Kapillarleitung 13 erster Schleppzeiger 14 zweiter Schleppzeiger 15 Führungsschiene 16 Gebläse 17 Übergangsstutzen

Claims

Schutzansprüche 4 Filter zur Reinigung strömender Gase, mit einem Geäuse, in dem zumindest ein Adsorber zur Adsorption von Schadgasen angeordnet ist, und mit einer Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Beladung des Adsorbers, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Überwachungseinrichtung eine Gewichtsmeßvorrichtung zur Messung des Gewichts des Adsorbers (2) enthält.
2. Filter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Überwachungseinrichtung ein Anzeigegerät zur Anzeige des Gewichts des Adsorbers (2) enthält.
3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Gewichtsmeßeinrichtung eine hydraulische Druckmeßdose (8) ist, auf der der Adsorber (2) aufliegt.
4. Filter nach Anspruch 2 und 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Anzeigegerät ein Manometer (6) zur Anzeige des hydraulischen Drucks in der Druckmeßdose (8) ist.
5. Filter nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Manometer (6) mit einem ersten Schleppzeiger (#3) zur Markierung des Leergewichts des Adsorbers (2) und einem zweiten Schleppzeiger (14) zur Markierung dessen maximal zulässigen Beladungsgewichts versehen ist.
6. Filter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Anzeigegerät mit wenigstens einem elektrischen Kontakt zur Fernüberwachung des gemessenen Gewichts des Adsorbers (2) versehen ist.
7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Adsorber (2) in einen umlaufenden U-förmigen Rahmen (10) eingebettet ist, welcher im Gehäuse (1) einschiebbar gehaltert ist.
8. Filter nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß im Gehäuse (1) Dichtleisten vorgesehen sind, die beidseitig an dem U-förmigen Rahmen (10) des Adsorbers (2) lose anliegen.
9. Filter nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Dichtleisten Bürstenleisten (1i) sind.
10. Filter nach Anspruch 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Bürstenleisten (11) an quer zur Durchströmrichtung angeordneten Halteleisten (5) von L-förmigem Querschnitt befestigt sind.
11. Filter nach einem der Ansprüche 3 bis 10, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf der Druckmeßdose (8) ein Gleitschuh (9) vorgesehen ist, auf dem der Adsorber (2) aufliegt.
12. Filter nach Anspruch 11, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß am Boden des Gehäuses (1) etwas über dem Niveau des Gleitschuhs (9) eine Führungsschiene (15) zur Führung des Adsorbers (2) während des seitlichen Ein- bzw. Ausschiebens vorgesehen ist.
13. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Gehäuse <1) vor dem Adsorber (2) wenigstens ein zusätzliches Staubfilter (3) zur Abscheidung von Feststoffpartikeln angeordnet ist.
14. Filter nach Anspruch 13, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Adsorber (2) und das Staubfilter (3) gleiche projezierte Anströmflächen besitzen.
15. Filter nach Anspruch 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Überwachung des Belastungszustandes des Staubfilters (3) ein Differenzdruckmanometer (7) vorgesehen ist.
16. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an das Gehäuse (1) ein Gebläse (16) angebaut ist.
17. Filter nach Anspruch 16, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem Gehäuse (1) und dem angebauten Gebläse (16) ein Übergangsstutzen (17) vorgesehen ist.
18. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 17, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Adsorber (2) V-förmigen Profilquerschnitt besitzt.
19. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 18 , d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Adsorber (2) aus einem porösen Trägermaterial besteht, in das pulverförmige Aktivkohle ablössicher eingebracht ist.