DE3537933C2

DE3537933C2 -

Info

Publication number: DE3537933C2
Application number: DE19853537933
Authority: DE
Inventors: Donald Dipl.-Ing. 1000 Berlin De Herbst; Per J. 6944 Hemsbach De Tholander
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-10-22
Filing date: 1985-10-22
Publication date: 1989-07-06
Also published as: DE3537933A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device according to the Preamble of claim 1.

Aus der DE-OS 22 35 531 ist eine Einrichtung zum Entfernen von Fremdstoffteilchen und dergleichen aus einem Gasstrom mit einer von dem Gasstrom durchströmten Flüssigkeits-Gas-Kontaktzone bekannt, in der der mit den Teilchen beladene Gasstrom in innigen Kontakt mit einer die Kontaktzone mit großer Oberfläche durchströmenden Flüssigkeit gelangt. In Strömungsrichtung des Gases ist vor der Kontaktzone eine Vorrichtung zur elektrischen Aufladung der von dem Gasstrom mitgeführten Teilchen angeordnet. Zur Erzielung einer zwischen der Flüssigkeitsoberfläche und den Teilchen wirkenden Anziehungskraft ist eine Vorrichtung vorgesehen, mit der die Flüssigkeit elektrisch neutral gehalten wird. From DE-OS 22 35 531 a device for Removing foreign matter particles and the like from a gas stream with one through which the gas stream flows Liquid-gas contact zone known in the the gas stream loaded with the particles in intimate contact with a the contact zone with a large surface flowing liquid. In the direction of flow of the gas is in front of the contact zone Device for the electrical charging of the Arranged gas flow entrained particles. To achieve one between the liquid surface and the attraction of the particles is one Device provided with which the liquid is kept electrically neutral.

Durch die elektrische Aufladung der Teilchen soll ein hoher Wirkungsgrad bei der Gasreinigung erzielt werden und es sollen selbst feinste Teilchen, seien es Feststoffteilchen oder solche in flüssiger Form, aus dem Gasstrom abgeschieden werden. Jedoch genügt selbst hier die Reinigungswirkung häufig nicht den gestellten Anforderungen und weiterhin werden die aus dem Gasstrom abgeschiedenen Schadstoffe von der Waschflüssigkeit aufgenommen, so daß das Gas zwar gereinigt wird, die Entsorgung der Waschflüssigkeit jedoch Probleme bereitet.By electrically charging the particles should be a high efficiency in gas cleaning can be achieved and even the finest Particles, be they solid particles or such in liquid form, separated from the gas stream will. However, the cleaning effect is sufficient even here often does not meet the requirements and continue to be those separated from the gas stream Pollutants from the washing liquid recorded so that the gas is cleaned, the disposal of the washing liquid, however Problems.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Reinigen eines Gasstroms von Feststoff- und/oder Flüssigkeitsteilchen mit einer Einrichtung zur elektrischen Aufladung der im Gasstrom mitgeführten Teilchen und einer in Strömungsrichtung nachfolgenden Kontaktzone mit einem auf einem festen elektrischen Potential gehaltenen Kontaktmaterial, das die Teilchen aus dem Gasstrom aufnimmt, in der Weise zu verbessern, daß die Reinigungswirkung noch weiter erhöht, insbesondere noch feinere Teilchen aus dem Gasstrom abgeschieden werden, und die Schadstoffe auf einfache Weise beseitigt werden.It is therefore the object of the present invention a device for cleaning a Gas flow of solid and / or liquid particles with a device for electrical Charging the particles carried in the gas stream and a downstream one Contact zone with a on a fixed electrical Potential contact material that the Absorbs particles from the gas stream, in the manner to improve that the cleaning effect still further increased, especially even finer particles be separated from the gas stream, and the Pollutants can be removed easily.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltene Merkmal gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen. This object is achieved by the im characterizing part of claim 1 included Feature solved. Advantageous further developments of Device according to the invention result from the subclaims.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß als Kontaktzone ein Biofilter vorgesehen ist und daß das Kontaktmaterial elektrisch leitend und in Form einer gasdurchlässigen Schüttung in einem auf einem festen elektrischen Potential liegenden Behälter angeordnet ist.The invention is characterized in that as Contact zone a biofilter is provided and that the contact material is electrically conductive and in the form of a gas permeable fill in one at a fixed electrical potential lying container is arranged.

Biofilter besitzen eine lockere und gasdurchlässige Struktur, so daß das durchströmende Gas in sehr enge Berührung mit dem Kontaktmaterial gelangt. Auch ist die Verweilzeit des Gases im Kontaktmaterial eines Biofilters wesentlich länger als die Berührungszeit mit einer über ein Füllkörperbett rieselnden Waschflüssigkeit. Biofilter sind an sich bekannt, jedoch werden auch in diesen Teilchen mit einer Größe von weniger als 1 Mikrometer nur ungenügend abgeschieden, da auch im Biofilter die Abscheidewirkung im wesentlichen auf der Fliehkraft beruht, die bei den sehr kleinen, ein niedriges Verhältnis von Masse zu Oberfläche aufweisenden Teilchen für eine vollständige Abscheidung zu gering ist. Durch die vorherige Aufladung der Teilchen wird jedoch die Abscheidung zusätzlich durch elektrostatische Kräfte begünstigt, so daß auch feinste Teilchen vom Kontaktmaterial aufgenommen werden und eine Reinigungswirkung erzielt wird, die die Wirkung bekannter Gaswäscher wesentlich übersteigt. Biofilters have a loose and gas permeable Structure so that the gas flowing through in very comes into close contact with the contact material. The gas also remains in the contact material a biofilter much longer than the contact time with a packed bed trickling washing liquid. Are biofilters known per se, but also in these Particles less than 1 micron in size insufficiently separated, since also in Biofilter the separation effect essentially is based on the centrifugal force, which in the very small, a low mass to weight ratio Surface particles for a complete separation is too low. By however, the previous charging of the particles will separation by electrostatic Forces favored, so that even the finest particles be taken up by the contact material and a cleaning effect is achieved that the Effect of known gas scrubbers significantly exceeds.

Das Kontaktmaterial enthält in bekannter Weise die aufgenommenen Feststoff- und/oder Flüssigkeitsteilchen zersetzende bzw. umwandelnde Mikroben. Aus dem Gasstrom abgeschiedene Schad- und/oder Geruchsstoffe werden so zu harmlosen Verbindungen wie Kohlensäure und Wasser abgebaut. Hierbei dienen diese Stoffe gleichzeitig als Nahrung für die Mikroben, so daß deren Bestand gewährleistet ist. Der Abbau der Schadstoffe im Biofilter macht zusätzliche Maßnahmen zu deren Entsorgung entbehrlich. Die Mikroben sorgen somit für eine ständige Selbstreinigung des Biofilters.The contact material contains the in a known manner ingested solid and / or liquid particles decomposing or converting microbes. Damaged and / or separated from the gas stream In this way, odorous substances become harmless compounds like carbon dioxide and water are broken down. Here these substances also serve as food for the microbes, so that their existence is guaranteed is. The breakdown of pollutants in the biofilter takes additional measures for their disposal dispensable. The microbes thus provide one constant self-cleaning of the biofilter.

Durch die elektrische Leitfähigkeit des Kontaktmaterials und dessen Anbindung an ein festes elektrisches Potential ist sichergestellt, daß zwischen den geladenen Teilchen im Gasstrom und dem Kontaktmaterial eine vorgegebene Spannung einstellbar ist, so daß die elektrostatischen Kräfte in gewünschter Weise steuerbar sind. Hierdurch kann ein gleichmäßiger Reinigungseffekt erzielt werden.Due to the electrical conductivity of the contact material and its connection to a fixed one electrical potential ensures that between the charged particles in the gas stream and the contact material a predetermined voltage is adjustable so that the electrostatic Forces are controllable in the desired manner. This can result in an even cleaning effect be achieved.

Als bevorzugtes Kontaktmaterial ist Torfmull verwendbar, der durch Zusätze eine gleichmäßige, lockere und gasdurchlässige Struktur erhält. Durch die in ihm enthaltene Feuchtigkeit besitzt er auch die gewünschte elektrische Leitfähigkeit.Peat garbage can be used as the preferred contact material, which, through additives, maintains loose and gas-permeable structure. Because of the moisture it contains he also the desired electrical conductivity.

Die Kontaktzone enthält vorteilhaft eine Heiz-/Kühleinrichtung, durch die die Temperatur des Kontaktmaterials in gewünschter Weise eingestellt werden kann. The contact zone advantageously contains a heating / cooling device, by the the temperature of the contact material can be set in the desired manner.

Hierdurch ist es möglich, die für die Existenz der Mikroben am besten geeignete Temperatur ständig aufrechtzuerhalten.This makes it possible for existence the most suitable temperature of the microbes to keep up.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on a embodiment shown in the figure explained in more detail.

Diese zeigt ein Schemabild einer Vorrichtung zum Reinigen eines Gasstroms von in diesem enthaltenen Teilchen.This shows a schematic picture a device for cleaning a gas stream of particles contained in it.

Das zu reinigende Gas wird zunächst in einen herkömmlichen Wäscher 1 geführt, in dem größere Feststoffteilchen aus dem Gas abgeschieden werden. In diesem Wäscher 1 findet üblicherweise auch eine Abkühlung des Gases und eine Kondensation von gasförmigen Schadstoffen statt. Die Durch führung des Gases durch den Wäscher 1 hat auch zur Folge, daß das aus ihm austretende Gas mit feinsten Flüssigkeitsteilchen belastet ist.The gas to be cleaned is first fed into a conventional scrubber 1 , in which larger solid particles are separated from the gas. In this scrubber 1 there is usually also a cooling of the gas and a condensation of gaseous pollutants. By leading the gas through the scrubber 1 also has the consequence that the gas emerging from it is loaded with the finest liquid particles.

An den Wäscher 1 schließt sich eine Ionisierungs einrichtung 2 an, die in üblicher Weise ausge bildet ist. Sie kann beispielsweise einen vom Gas durchströmten Raum aufweisen, der von auf ein hohes Gleichspannungspotential aufgeladenen Drähten durchzogen ist. Die von den Drähten ausgehende Koronaentladung bewirkt eine Ionisierung der im Gasstrom enthaltenen festen und flüssigen Teilchen, die wahlweise positiv oder negativ sein kann.At the scrubber 1 is followed by an ionization device 2 , which is formed out in the usual way. For example, it can have a space through which the gas flows and which is traversed by wires charged to a high DC voltage potential. The corona discharge emanating from the wires causes ionization of the solid and liquid particles contained in the gas stream, which can be either positive or negative.

Hinter der Ionisierungseinrichtung 2 folgt in Strömungsrichtung des Gases eine Konditionier station 3. In dieser werden die physikalischen und chemischen Größen des Gases so eingestellt, daß den Mikroben im Mikrofilter die geeignetesten Umgebungsbedingungen sichergestellt sind. Zu diesen Größen gehören beispielsweise die Temperatur, die Feuchte, der Sauerstoffgehalt und der pH-Wert. In der Konditionierstation 3 können auch Nahrungsstoffe für die Mikroben zugeführt werden, falls die im Gas enthaltenen Schadstoffe hierfür nicht ausreichen.Behind the ionization device 2 follows a conditioning station 3 in the flow direction of the gas. In this, the physical and chemical quantities of the gas are set in such a way that the microbes in the microfilter are ensured the most suitable environmental conditions. These variables include, for example, the temperature, the humidity, the oxygen content and the pH. Foodstuffs for the microbes can also be supplied in the conditioning station 3 if the pollutants contained in the gas are not sufficient for this.

Ein an die Konditionierstation 3 angeschlossener Lüfter 4 sorgt dafür, daß das zu reinigende Gas mit der optimalen Geschwindigkeit durch den nachfolgenden Biofilter 5 transportiert wird. Diese Geschwindigkeit bestimmt die Ver weilzeit des Gases im Kontaktmaterial des Biofilters 5, von der der Grad der Reinigung des Gases im wesentlichen abhängt.A fan 4 connected to the conditioning station 3 ensures that the gas to be cleaned is transported through the subsequent biofilter 5 at the optimum speed. This speed determines the time of the gas in the contact material of the biofilter 5 , on which the degree of purification of the gas essentially depends.

Der Biofilter 5 weist einen Behälter 6 aus elektrisch leitendem Material auf, der an Masse potential gelegt ist. In diesem Behälter 6 be findet sich eine Torfmullschicht 7, derart, daß das durch den Lüfter 4 in den Biofilter 5 transportierte Gas diese Schicht durchqueren muß. Unterhalb der Torfmullschicht 7 ist ein Verteilerraum 8 angeordnet, der eine gleich mäßige Durchsetzung der Torfmullschicht mit dem Gas sicherstellt.The biofilter 5 has a container 6 made of electrically conductive material, which is connected to ground potential. In this container 6 be there is a peat layer 7 , such that the gas transported by the fan 4 in the biofilter 5 must pass through this layer. A distribution space 8 is arranged below the peat layer 7 , which ensures a uniform penetration of the peat layer with the gas.

Durch die Torfmullschicht 7 ist ein Geflecht aus dünnen, etwa 2 mm starken Kunststoffröhrchen 9 gezogen, die von einer Heiz- oder Kühlflüssigkeit durchströmt werden. Durch Wärmetausch zwischen dieser Flüssigkeit und dem Torfmull wird die Torfmullschicht 7, die mit den die aus dem Gas abgeschiedenen Schadstoffe abbauenden Mikroben durchsetzt ist, auf einer Temperatur gehalten, die für die Existenz der Mikroben am günstigsten ist. Der Torfmull ist durch geeignete Zusätze so aufbereitet, daß er eine gleichmäßige, lockere und gasdurchlässige Struktur besitzt. Das gereinigte Gas sammelt sich oberhalb der Torfmullschicht 7 und wird in die Umgebung abgelassen oder in sonstiger Weise abgeführt.A mesh of thin, approximately 2 mm thick plastic tubes 9 , through which a heating or cooling liquid flows, is drawn through the peat bog layer 7 . Through heat exchange between this liquid and the peat waste, the peat layer 7 , which is interspersed with the microbes that break down the pollutants separated from the gas, is kept at a temperature that is most favorable for the existence of the microbes. The peat garbage is prepared by suitable additives so that it has a uniform, loose and gas-permeable structure. The cleaned gas collects above the peat layer 7 and is discharged into the environment or removed in some other way.

Die an sich schon sehr hohen Reinigungswirkungs grade von 90 bis 94% der herkömmlichen Biofilter werden durch die vorherige elektrische Auf ladung der abzuscheidenden Teilchen und das Anlegen des Biofilters an ein konstantes Potential, vorzugsweise Massepotential, so daß zwischen den Teilchen und dem Kontaktmaterial elektrostatische Kräfte wirken, insbesondere bei feinsten sowohl festen als auch flüssigen Teilchen noch wesentlich erhöht. Der Gehalt an Schadstoffteilchen im gereinigten Gas kann durch diese Maßnahme um ein bis zwei Größen ordnungen herabgesetzt werden.The already very high cleaning effect from 90 to 94% of conventional biofilters are due to the previous electrical up charge of the particles to be separated and that Apply the biofilter to a constant one Potential, preferably ground potential, so that between the particles and the contact material electrostatic forces act, especially at finest both solid and liquid Particles increased significantly. The salary of pollutant particles in the cleaned gas by this measure by one or two sizes orders are reduced.

Eine weitere Verbesserung der Reinigungswirkung kann dadurch erzielt werden, daß man den Ventilator 4 in Form eines Abscheiders bzw. Wäschers aus bildet, d.h. eine Waschflüssigkeit auf die Schaufeln des rotierenden Laufrades gibt, die dann durch die Schaufeln zerstäubt wird und an schließend durch einen Tropfenabscheider zusammen mit den größeren Teilchen vom Gasstrom getrennt wird. Die Schaufeln des Laufrades sind hierbei vorzugsweise in kurzen Abständen geschlitzt. An diesen Schlitzen findet die Zerstäubung der zuge führten Waschflüssigkeit statt. Die hierbei ent stehenden Tröpfchen fliegen angenähert radial nach außen und treffen auf die nächste Schaufel, auf der sie einen durch die Zentrifugalkraft wandernden Film bilden, der am nächsten Schlitz wieder zerstäubt wird. Auf diese Weise findet auf sehr kleinem Raum eine mehrfache und gleich mäßige Zerstäubung und damit eine effektive Ab scheidung der Teilchen aus dem Gasstrom statt. Diese ist besonders groß, wenn das Laufrad aus leitendem Material besteht und geerdet ist, da dann die Reinigung zusätzlich durch elektro statische Kräfte begünstigt wird. Hierdurch wird der Biofilter stark entlastet, so daß die Ab scheidung allerfeinster Teilchen aus dem Gasstrom in ihm noch wirksamer erfolgen kann.A further improvement in the cleaning effect can be achieved by forming the fan 4 in the form of a separator or scrubber, ie a washing liquid on the blades of the rotating impeller, which is then atomized by the blades and finally by a droplet separator is separated from the gas stream with the larger particles. The blades of the impeller are preferably slotted at short intervals. The atomization of the supplied washing liquid takes place at these slots. The resulting droplets fly approximately radially outwards and hit the next blade, on which they form a film which moves through the centrifugal force and is atomized again at the next slot. In this way, multiple and uniform atomization takes place in a very small space and thus an effective separation of the particles from the gas flow takes place. This is particularly large if the impeller is made of a conductive material and is grounded, since then cleaning is further promoted by electrostatic forces. As a result, the biofilter is greatly relieved, so that the separation of the finest particles from the gas stream can take place in it even more effectively.

Anstelle des Ventilators 4 oder, wenn dieser nicht als Abscheider wirkt, zusätzlich zu diesem, können zwischen der Ionisierungseinrichtung 2 und dem Biofilter 5 elektrostatisch wirkende Abscheide platten vorgesehen sein, die auf den Gasstrom mit den geladenen Teilchen wie ein elektrisches Filter wirken und ebenfalls eine Abscheidung der größeren Teilchen aus dem Gasstrom be wirken, bevor dieser in den Biofilter gelangt.Instead of the fan 4 or, if this does not act as a separator, in addition to this, electrostatically acting separator plates can be provided between the ionization device 2 and the biofilter 5 , which act on the gas flow with the charged particles like an electrical filter and also a separator the larger particles from the gas flow be before it gets into the biofilter.

Claims

1. Device for cleaning a gas stream of solid and / or liquid particles with a device for electrically charging the entrained particles in the gas stream and a downstream contact zone with a contact material held at a fixed electrical potential, which receives the particles from the gas stream, thereby characterized in that a biofilter ( 5 ) is provided as the contact zone and that the contact material ( 7 ) is arranged in an electrically conductive manner and in the form of a gas-permeable bed in a container ( 6 ) which is at a fixed electrical potential.

2. Device according to claim 1, characterized in that the contact material consists essentially of peat waste ( 7 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the contact zone ( 5 ) contains a heating / cooling device ( 9 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that the heating / cooling device has a heat exchanger made of a network of thin plastic tubes ( 9 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the contact zone ( 5 ) upstream of a conditioning station ( 3 ).

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a scrubber ( 1 ) for removing larger solid particles from the gas stream is arranged in the flow direction upstream of the device ( 2 ) for electrical charging.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a fan ( 4 ) in the form of a washer is arranged between the device ( 2 ) for electrical charging and the biofilter ( 5 ).

8. The device according to claim 7, characterized in that the blades of the impeller of the fan ( 4 ) are provided with slots arranged at short intervals from one another.

9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the impeller of the fan ( 4 ) is electrically conductive and grounded.

10. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that an electrical filter is provided between the device ( 2 ) for electrical charging and the biofilter ( 5 ).