DE3524032A1

DE3524032A1 - Wanderbettfilteranlage zum reinigen von gas- oder luftstroemen nach dem mehrweg-sorptionsprinzip zur durchfuehrung eines verfahrens

Info

Publication number: DE3524032A1
Application number: DE19853524032
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Ohlmeyer; Juergen Dipl Chem Wilhelm; Hans-Georg Dipl Ing Dillmann
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-07-05
Publication date: 1987-01-15
Also published as: NL8602468A; DE3524032C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wanderbettfilteranlage zum Reinigen von Gas- oder Luftströmen nach dem Mehrweg-Sorptionsprinzip nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zur Durchführung eines Reinigungsverfahrens nach der Hauptanmeldung P 35 23 192.0

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, die Durchführung des Reinigungsverfahrens nach der Hauptanmeldung auch in einer Wanderbettfilteranlage mit zwei hintereinander geschalteten und senkrecht stehenden Filterkammern mit Umsetzung des Filterbettmaterials von der zweiten in die erste Kammer bzw. Stufe zu ermöglichen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale gelöst, die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben sind. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der kennzeichnenden Teile der Patentansprüche 2 und 3.

Durch eine solche Ausbildung des Gehäuses einer Wanderbettfilteranlage bezüglich der Gas- bzw. Luftführung wird der Abscheidegrad bzw. die Filtermaterialausnutzung des Filter- bzw. Sorptionsmateriales erhöht. Dadurch kann bei gleichem Filtermaterialeinsatz eine Verbesserung des Gesamtabscheidegrades und bei gleichem Gesamtabscheidegrad eine Verringerung des Filtermaterialbedarfs und des Druckverlustes bei der Luftförderung sowie eine Kostensenkung bei der Regeneration bzw. Deponie des verbrauchten Filtermateriales erreicht werden.

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Wanderbettfilteranlage werden im folgenden und anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Gehäuse für eine Wanderbettfilteranlage mit zwei hintereinanderliegenden Filterstufen im Seitenschnitt, welches eine Ausübung des Verfahrens nach dem Hauptpatent ermöglicht, und

Fig. 2 eine Draufsicht
und

Fig. 3 eine perspektivische Seitendarstellung desselben.

Die Hauptanmeldung P 35 23 192.0 betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Luft- oder Gasströmen, welche nach dem Mehrweg-Sorptionsprinzip (MWS) in Querrichtung mehrfach hintereinander in jeweils einer Abscheidestufe durch ein mehrteiliges Wanderbett geführt werden, welches aus rieselfähiger Filter- bzw. Sorptionsmaterialien besteht, die diskontinuierlich bis kontinuierlich mittels Schwerkraft durch das Wanderbett geleitet werden. Dabei wird der Gasstrom nach jeder Abscheidestufe in zwei bis n Teilströme aufgeteilt, und jeder Teilstrom wird abhängig von seinem Reinigungsgrad in der ersten bzw. vorangehenden Abscheidestufe einer Schüttschicht von bestimmten Beladegrad der zweiten bzw. nächsten Abscheidestufe zugeführt. Z. B. wird ein schwach gereinigter Teilstrom, der untere, aus der ersten Abscheidestufe einer schwach beladenen Schüttschicht bzw. Zone der oberen, d. h. der zweiten Stufe zugeführt und ein anderer, stärker gereinigter Teilstrom, der oberen der ersten Stufe entsprechend umgekehrt einer anderen, stärker beladenen unteren Schüttschicht der zweiten Abscheidestufe. Das Verfahren basiert auf der Erkenntnis, daß der Luft- bzw. Gasstrom aus der ersten Stufe von unten nach oben gesehen unterschiedliche Reinigungsgrade aufweist, da innerhalb der zugehörigen Zone des Filter- bzw. Sorptionsmateriales für die jeweilige Abscheidestufe von unten nach oben bzw. umgekehrt infolge der Wanderrichtung des Bettes mit der Schwerkraft nach unten unterschiedliche Beladegrade gegeben sind. Der Reinigungsgrad einer Stufe kann durch den Dekontaminationsfaktor DF ausgedrückt werden, der das Verhältnis der Schadstoffkonzentration am Filtereintritt zu der am Filteraustritt darstellt.

Teilt man jede von zwei Abscheidestufen in zwei Zonen A, B und C, D auf, wobei C über D liegend die erste Stufe und A über B liegend die zweite Abscheidestufe bilden, beide Stufen hintereinander durchströmt werden und das Filtermaterial von der zweiten Stufe in die erste Stufe wandert, so haben Versuche folgende Dekontaminationsfaktoren DF ergeben:

DF _A = 100 DF _B = 10 DF _C = 3 und DF _D = 1,5

Die Fig. 1 zeigt nun ein Filtergehäuse für das Reinigungsverfahren nach dem Mehrweg-Sorptionsprinzip (MWS), welches im wesentlichen aus den Filterkammern 1 und 2 zur Aufnahme des rieselfähigen Filter- bzw. Sorptionsmaterials 3 als Wanderbett mit der oberen Beladeöffnung 18 und der unteren Entladeöffnung 19, aus den daran dicht angeflanschten Anschlußkammern 4 und 6 für die Zu- und Abfuhr des zu reinigenden Luft- oder Gasstromes 5 und den Zwischenkammern 7 und 8 besteht.

Durch die beiden hintereinander geschalteten Filterkammern 1 und 2 werden die beiden hintereinanderliegenden Abscheidestufen gebildet, eine erste, bestehend aus den Bettzonen D und C, sowie B und A, wobei D und B jeweils den unteren, C und A jeweils den oberen Teil einer Stufe bilden. Die einzelnen Zonen sind in der Fig. 1 durch strichpunktierte Linien voneinander abgetrennt.

Die Zufuhr des Gas- oder Lufstromes 5 erfolgt rohluftseitig durch die Anschlußkammer 4, und die mittels des Gitters 10 abgedeckte Öffnung 9 in die erste Abscheidestufe der Filterkammer 1. Die reinluftseitige Abfuhr aus der zweiten Stufe der Kammer durch die Öffnung 11 mit Gitter 12 und durch die Anschlußkammer 6. Die Zwischenkammern 7 und 8, die jeweils eine Zone C und B bzw. D und A der ersten und zweiten Abscheidestufe bzw. der beiden Filterkammern 1 und 2 miteinander verbinden, sind an die weiteren Öffnungen 13 und 14 mit ihren Abdeckgittern 16 und 17 angeschlossen. Werden statt der Abdeckgitter 10, 12, 16 und 17 Siebe eingesetzt, so ist die Maschenweite derselben dabei kleiner als der Partikeldurchmesser des Filtermateriales 3, um das Filterbett zu erhalten.
Die beiden Zwischenkammern 7 und 8, die gemeinsam die horizontale Verbindung der ersten Abscheidestufe bzw. der Zonen C und D der ersten Filterkammer mit der zweiten Abscheidestufe bzw. den Zonen A und B der zweiten Filterkammer bilden, sind nun auf besondere Weise so geführt, daß die untere Zone D der ersten Stufe mit der oberen Zone A der zweiten und die obere Zone C der ersten mit unteren der zweiten verbunden ist. Dadurch wird der Luftstrom 5 in zwei Teilgasströme 5.1 und 5.2 aufgeteilt, von denen der zunächst obere 5.2 nach Durchströmen der Zone C die Zone B durchströmt und der zunächst untere 5.1 zuerst die Zone D dann die Zone A. Die beiden Ströme 5.1 und 5.2 bzw. die zugehörigen Zwischenkammer 7 und 8 sind dabei kreuzweise aneinander vorbeigeführt, wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist.

Auf diese Weise gelangt nun der zunächst schwach gereinigte Teilstrom 5.1 aus der ersten Stufe zu der schwach beladenen Schüttschicht bzw. Zone A der zweiten Stufe und umgekehrt der stärker gereinigte Teilstrom 5.2 aus der ersten zu der stärker beladenen Schüttschicht bzw. Zone B der zweiten Zone. Das Gehäuse ermöglicht somit, daß das Verfahrensprinzip auch für zwei senkrecht nebeneinander stehende Filterkammern 1 und 2, die im Gasstrom hintereinander geschaltet sind und deren Bettzonen A und B der zweiten Stufe nach Vorbeladung in ihr in die erste Stufe C und D umgesetzt werden.

Geht man nun von einem identischen Gehäuse wie in der Fig. 1 ohne Aufteilung des Luftstromes 5 in Teilströme 5.1 und 5.2 mit Zonenzuordnung und ohne Gasmischung aus und definiert man die gleichen Zonen A, B, C und D mit den eingangs beschriebenen Dekontaminationsfaktoren so, daß wie bei der Hauptanmeldung die Zonen C und D übereinanderliegend zuerst und dann die Zonen A und B ebenso übereinanderliegend jeweils gemeinsam vom Gasstrom durchströmt werden, so ergibt sich für das herkömmliche Gehäuse:

Für die vorliegende Wanderbettfilteranlage nach der Erfindung mit Teilstromauftrennung und getrennter Zonenbeaufschlagung der einzelnen Abscheidestufen jedoch d. h. eine Verbesserung von rund 75%. Der Abscheidegrad einer Filteranlage ist dabei durch gegeben.

Bezugszeichenliste:

1

Filterkammer 1. Stufe

2

Filterkammer 2. Stufe

3

Filter- bzw. Sorptionsmaterial

4

Anschlußkammer - Gas-Zufuhr

5

Gasstrom

5.1

Teilgasstrom

5.2

Teilgasstrom

6

Anschlußkammer - Gas-Abfuhr

7

Zwischenkammer

8

Zwischenkammer

9

Öffnung

10

Gitter

11

Öffnung

12

Gitter

13

Öffnung

14

Öffnung

15

Abgrenzungslinien

16

Gitter

17

Gitter

18

obere Öffnung

19

untere Öffnung

A

Filterbettzone 2. Abscheidestufe

B

Filterbettzone

C

Filterbettzone 1. Abscheidestufe

D

Filterbettzone

Claims

1. Wanderbettfilteranlage zum Reinigen von Gas- oder Luftströmen nach dem Mehrweg-Sorptionsprinzip zur Durchführung eines Reinigungsverfahrens nach der Hauptanmeldung P 35 23 192.0 mit zwei hintereinander geschalteten und senkrecht stehenden Filterkammern zur Aufnahme rieselfähiger Filter- bzw. Sorptionsmaterialien als Abscheidestufen mit jeweils oberer und unterer Aufgabe- bzw. Abzugseinrichtung für die Materialien, die jeweils nach Beaufschlagung von dem zweiten in das erste Wanderbett umgesetzt werden, sowie mit die Gehäuse verbindenden Zwischenkammern zur Ab- und Zufuhr des Luft- oder Gasstromes aus bzw. in die Wanderbetten, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenkammern (7, 8) des Gehäuses jeder Abscheidestufe (C, D und A, B) mehrteilig ausgebildet bzw. in zwei bis n übereinanderliegende Teilkammern (7 und 8) aufgeteilt sind, wobei jede Teilkammer (7 und 8) aus der Öffnung (13) der Abführseite der ersten Abscheidestufe (C, D) abhängig vom Reinigungsgrad des sie enthaltenden Gasteilstromes (5.1 bzw. 5.2) an eine Teilkammer (7 bzw. 8) der Öffnung (14) der Zufuhrseite der zweiten Abscheidestufe (A, B) angeschlossen ist.

2. Filteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenkammer (7) mit dem am wenigsten gereinigten Teilstrom (5.1) aus der unteren Filterbett zone (D) der ersten Abscheidestufe an die Teilkammer (7) angeschlossen ist, die mit der geringer beladenen, d. h. oberen Schüttschicht bzw. Bettzone (A) der zweiten Abscheidestufe in Verbindung steht und das umgekehrt die Teilkammer (8) mit dem höher gereinigten Teilstrom (5.2) aus der oberen Schüttschicht bzw. Zone (C) der ersten Abscheidestufe an den Teil der Öffnung (14) angeschlossen ist, der mit der höher beladenen, d. h. unteren Schüttschicht bzw. Zone (B) der zweiten Abscheidestufe in Verbindung steht.

3. Filteranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke der Teilkammern (7, 8) sich kreuzend aneinander vorbeigeführt sind.