DE3628858A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung von mit toxischen gasen belasteter luft - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur reinigung von mit toxischen gasen belasteter luftInfo
- Publication number
- DE3628858A1 DE3628858A1 DE19863628858 DE3628858A DE3628858A1 DE 3628858 A1 DE3628858 A1 DE 3628858A1 DE 19863628858 DE19863628858 DE 19863628858 DE 3628858 A DE3628858 A DE 3628858A DE 3628858 A1 DE3628858 A1 DE 3628858A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- filter
- filter bed
- air
- bed
- filter medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
- B01D53/0415—Beds in cartridges
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
- B01D53/0438—Cooling or heating systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
- B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
- B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
- B03C3/14—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by the additional use of mechanical effects, e.g. gravity
- B03C3/155—Filtration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/102—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/112—Metals or metal compounds not provided for in B01D2253/104 or B01D2253/106
- B01D2253/1124—Metal oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
- B01D2257/302—Sulfur oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/40—Nitrogen compounds
- B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/502—Carbon monoxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/702—Hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/90—Odorous compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/708
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/93—Toxic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/708
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40084—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by exchanging used adsorbents with fresh adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
- B01D2259/4533—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for medical purposes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
- B01D2259/4566—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for use in transportation means
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Electrostatic Separation (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Reinigung von mit toxischen Gasen, insbesondere mit CO
(Kohlenmonoxid), NO x (Stickoxiden), SO2 (Schwefeldioxid) und
Kohlenwasserstoffen unterschiedlicher Zusammensetzung be
lasteter Luft mittels eines Filtermediums auf Aktivkohlebasis.
Aus arbeitsmedizinischer Sicht stellt die Belastung der
Atemluft mit CO, NO x und Kohlenwasserstoffen ein gravierendes
Problem für eine ganze Reihe von Berufsgruppen dar, insbe
sondere, jedoch nur beispielsweise, für Berufskraftfahrer. Die
Beseitigung der genannten toxischen Gase speziell aus Auto
innenräumen ist mit den heutigen Filtermethoden jedenfalls
dann unmöglich, wenn eine wirtschaftlich vertretbare Lösung
angestrebt wird.
Die Problematik der Luftbelastung mit CO, NO x , Kohlenwasser
stoffen und SO2 geht jedoch viel weiter und beeinflußt einmal
die Energiepolitik und zum anderen die Überlegungen zur Ge
sundheitspolitik im allgemeinen. Hierbei ist insbesondere an
die Freihaltung von Innenräumen von toxischen Gasen gedacht,
in denen beispielsweise durch Tabakrauchen CO entsteht, und
dies speziell nachdem Tabak in die Lister der gefährlichen
Arbeitsstoffe aufgenommen wurde. Ferner spielt das Problem
der zuverlässigen Filtration vor allem von CO und NO x in
weiten Bereichen der Industrie eine große Rolle.
Mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand ist die Filtration
insbesondere von CO bei Temperaturen, die für den mensch
lichen Organismus erträglich sind, bisher nicht möglich,
sondern lediglich bei Temperaturen, die weit über 100°C
liegen.
Zur Entfernung von CO kommen in erster Linie HOPKALIT sowie
Mischkatalysatoren wie z. B. Cr2O3/MNO2/CuO oder CO2O3/CoO oder
reine Metalloxide wie z. B. CuO zum Einsatz. Als einziges der
bekannten Filter-/Katalysatormaterialien wirkt HOPKALIT auch
bei niedrigen Temperaturen. Leider ist die Wirksamkeit bei be
stimmten Umweltbedingungen stark limitiert. Alle anderen Metall
oxidgemische sind erst bei Temperaturen T < 150°C wirksam.
Bekanntermaßen hat die in dem Filtermaterial enthaltene Aktiv
kohle zwei Funktionen, d. h. sie dient als Träger sowie als Filter
für die eintretenden toxisch belasteten bzw. konvertierten Gase.
Anstelle von Aktivkohle wären also auch Medien einsetzbar, die
eine ähnliche Funktion erfüllen, beispielsweise Molekularsiebe
oder Ionentauscher.
In der einschlägigen Industrie, in Forschungsinstituten
und dergleichen, insbesondere in allen großen Firmen der
Kraftfahrzeugindustrie, wird selbstverständlich seit vie
len Jahren versucht, die Fahrgastinnenräume von Kraftfahr
zeugen durch Filtration der von außen durch den Fahrtwind
eingedrückten oder angesaugten Luft von den genannten to
xischen Gasen soweit als möglich zu befreien. Dabei ist
die Verwendung von mikroporösen Filtermedien, insbesondere
von Filtermedien auf Aktivkohlebasis, immer im Vordergrund
des Interesses gestanden. Entsprechendes gilt für die Be
seitigung gasförmiger Luftverunreinigungen in Innenräumen,
wobei hier insbesondere an Kohlenmonoxid gedacht wird, das
unter den zahlreichen Inhaltsstoffen des Tabakrauchs so
wohl im Hauptstrom- als auch im Nebenstromrauch vorkommt.
Bekannt ist, daß für bestimmte Risikogruppen von Menschen,
d. h. von Personen mit pektangiösen Beschwerden, Personen
mit peripherer arterieller Verschlußkrankheit sowie für
schwangeren Frauen bereits bei Überschreiten eines Kohlen
monoxid-Hämoglobinwerts im Blut von 2 bis 3% Auswirkun
gen auf die Gesundheit auftreten können. Somit kommt dem
sogenannten Passivrauchen als Belastung der Nichtraucher
am Arbeitsplatz ebenfalls eine besondere Bedeutung zu.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu
entwickeln und eine nach diesem Verfahren arbeitende Vor
richtung zu schaffen, mit denen die Filtration insbesonde
re von CO auch bei niederen Temperaturen, die auf dem Ni
veau der Umgebungstemperatur oder geringfügig darüber lie
gen, zu ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht entsprechend der Leh
re der Patentansprüche 1 und 3 darin, daß das Filterbett
selbst und/oder die mit toxischen Gasen belastete Luft un
mittelbar vor Eintritt in das Filterbett geringfügig er
wärmt wird, und zwar vorzugsweise auf eine Tempertur, die
um etwa 5 bis 50°C, gegebenenfalls auch bis 80°C, über der
Umgebungstemperatur liegt, derart, daß sich kein Wasser
dampfniederschlag im oder auf dem Filterbett bildet.
Als Ausgangspunkt des Erfindungsgedankens konnte zunächst
durch Versuche festgestellt werden, daß der in der Luft
immer vorhandene Wasserdampf ein besonderes Problem für
eine längerzeitige Wirksamkeit aller bisher verwendeten
Filtermedien darstellt, insbesondere auch bei Verwendung
des an sich gut wirksamen und unter der Handelsbezeichnung
HOPKALIT bekannten Filtermediums. Bisher gab es keine be
friedigende Erklärung für das Phänomen, daß HOPKALIT schon
nach kurzer Zeit, insbesondere bei der Beseitigung von CO,
fast vollständig wirkungslos wurde.
Überraschenderweise wurde nun mit der Erfindung gefunden,
daß eine nur geringfügige Erwärmung des Filtermediums be
reits eine durchschlagende Wirkung zeigt. Das mikroporöse
Filtermedium blieb auch über sehr lange Testperioden und
bei vergleichsweise sehr hohen Wasserdampfkonzentrationen
und bei künstlich erzeugten hohen CO-Konzentrationen der
Luft voll wirksam.
Als Grund für die wesentlich gesteigerte Langzeitwirksam
keit des Filtermediums bei geringfügiger Erwärmung kann
angenommen werden, daß eine Kondensation von Wasserdampf
in den kapillaren Innenräumen des Filtermediums und/oder
auf dem Filterbett nun nicht mehr auftreten kann, so daß
die katalytische und kapillare Wirksamkeit des Filterme
diums auch über lange Zeiträume aufrechterhalten werden
kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend un
ter Bezug auf die Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein prinzipielles Ausführungsbeispiel für das
Kernstück einer Filtervorrichtung mit erfin
dungsgemäßen Merkmalen,
Fig. 2 in schematischer Darstellung den Aufbau einer
Versuchsfilteranlage unter Verwendung einer Fil
tervorrichtung erfindungsgemäßer Bauart, und
Fig. 3 die Prinzipdarstellung eines Heiz- und Belüftungs
systems für ein Kraftfahrzeug bei Verwendung einer
erfindungsgemäßen Filteranlage.
Das in Fig. 1 in schematischer Seitenschnittdarstellung ge
zeigte Filterelement ist Teil einer Filtervorrichtung mit
erfindungsgemäßen Merkmalen und umfaßt einen in ein Filter
gehäuse 5 (siehe Fig. 2) auswechselbar einsetzbaren Rahmen 8
mit einem dem Lufteintritt nicht behindernden Gitter 4 auf
der Zuluftseite (Zustromseite) 2 sowie ein weiteres Gitter
12 auf der Abluftstromseite 14. Es versteht sich, daß der
Durchströmquerschnitt des Filterelements 1an den Kanal-
oder Gehäusequerschnitt der Filtervorrichtung entsprechend
dem jeweiligen Anwendungszweck angepaßt ist. So kann das
Filterelement 1 beispielsweise an den Querschnitt eines
Zuluftkanals zum Fahrgastinnenraum eines Kraftfahrzeugs
angepaßt sein und von der Motorraumseite her über eine
oberseitig zu öffnende Klappe ausgewechselt werden (vgl.
Fig. 3). Der Innenraum des Filterelements 1 zwischen den
Gittern 4 und 12 ist bei vergleichsweise lockerer Schütt
dichte mit einem Filtermedium 10 auf Aktivkohlebasis, ver
setzt mit Metalloxiden, insbesondere mit dem untere der
Handelsbezeichnung HOPKALIT bekannten Filtermedium, gefüllt.
Das Filtermedium 10 kann auch scheiben- oder tabeletten
förmig bei vergleichsweise geringer Preßdichte in den Innen
raum zwischen den Gittern 4 und 12 eingebracht sein; an Be
standteilen weist es im wesentlichen Aktivkohle definierter
Struktur und Vorbehandlung, Schwermetalloxidgemische de
finierter Zusammensetzung, Alkali-/Erzalkalioxidmischungen
sowie in der Regel eine Edelmetalloxiddotierung auf.
Das so weit beschriebene Filterelement 1 ist herkömmlicher
Bauart. Als wesentliches erfindungsgemäßes Element kommt
eine Heizeinrichtung 6 hinzu, durch welche das Filtermedium
10 auf eine Temperatur gebracht werden kann, die relativ
geringfügig über der Umgebungstemperatur liegt. Unter
"relativ geringfügig" wird dabei eine (positive) Temperatur
differenz zur Umgebungstemperatur von beispielsweise 5 bis
60°C, in Ausnahmefällen auch bis 80°C, verstanden. Ent
scheidende für die Verwirklichung des Erfindungsgedankens
ist, daß die Bildung von Wasserkondensation innerhalb des
Filtermediums 10 und/oder auf der Oberfläche des Filter
mediums bei praktisch vorkommenden Luftfeuchtigkeitsgraden
vermieden wird. So kann beispielsweise auch daran gedacht
werden, die Heizeinrichtung 6 regelbar auszulegen, so daß
bei minimalem Heizleistungsverbrauch in ungefährer
Abhängigkeit vom Wert der relativen Luftfeuchtigkeit
in jedem Fall sicher die Bildung von Wasserkondensation
im Filtermedium 10 verhindert wird.
In der Darstellung der Fig. 1 ist die Heizeinrichtung 6 als
eine Mehrzahl von elektrischen Widerstandsheizstäben bzw.
als Heizgitter dargestellt. Versuche mit einem Filterele
ment 1, wie es gut im Zuluftkanal zu einer Fahrgastkabine
eines Kraftfahrzeugs verwendet werden könnte, haben erge
ben, daß eine Heizleistung von etwa 100 W bis maximal
600 W für den vorgesehenen Zweck einer geringfügigen Er
wärmung des Filtermediums 10 über die Umgebungstemperatur
völlig ausreicht.
Für die Freihaltung der Fahrgastkabine eines Kraftfahr
zeugs von den genannten toxischen Gasen wird es
meist zweckmäßig sein, eine andere Art der Erwärmung
des Filtermediums 10 vorzusehen. Kraftfahrzeuge sind in
aller Regel ohnehin mit einer Heizeinrichtung für den Fahr
gastraum ausgestattet. Es ist ohne weiteres möglich, ein
getrennt einstellbares Wärmetauscherelement in den Frisch
luftkanal im Bereich des vorgesehenen Filterelements zu
verlegen, um dadurch die angestrebte geringfügige Erwär
mung des Filtermediums 10 zu erreichen. Obwohl die da
durch eintretende geringfügige Erwärmung auch der (gereinigten)
Luft auf der Abluftstromseite 14 im Fahrgastraum kaum merk
lich ins Gewicht fällt, kann, um einen guten Belüftungskom
fort auch bei hohen Außentemperaturen zu gewährleisten, er
gänzend eine Rückkühlung bzw. Nachkühlung der gereinigten
Luft nach dem Austritt aus dem abluftseitigen Gitter 12
vorgesehen werden, beispielsweise über eine Umluftkühlung
durch den Fahrtwind oder auch über eine in vielen
Fahrzeugen ohnehin vorhandene Klimaanlage. Die dabei abzu
führende Wärmemenge liegt deutlich unter der Wärmemengeab
gabe einer einzelnen Person an die Umwelt.
Aus praktisch-technischen Erwägungen kann es zweckmäßig
sein, die Heizelemente 6 bzw. das von einem erwärmten
Fluid (beispielsweise Kühlwasser) durchströmte, für die
Erwärmung des Filtermediums 10 bestimmte Wärmetauscherele
ment unmittelbar am oder vor dem Gitter 4 auf der Zuluft
seite 2 anzuordnen. In diesem Fall wird das Filtermedium
10 ebenfalls ausreichend erwärmt, aber zusätzlich tritt
eine Erwärmung der mit toxischen Gasen noch belasteten Zu
luft unmittelbar vor dem Eintritt in das Filtermedium 10
ein. Auch diese Art der Erwärmung des Filtermediums 10
bzw. der in das Filtermedium 10 eintretenden Luft führt
zu befriedigenden Ergebnissen. Entscheidend ist, daß auch
in diesem Fall keine Kondensation des Wassergehalts der
Luft im oder auf dem Filtermedium 10 eintritt.
Die Anwendung einer erfindungsgemäßen CO-Reinigungsanlage
im Beheizungs- und Lüftungssystem für den Fahrgastinnenraum
eines Kraftfahrzeugs zeigt die Fig. 3.
Der Lufteintritt erfolgt beispielsweise an der Oberseite
der Motorhaube eines Kraftfahrzeugs über ein Gitter 20 unter
dem sich, um das Eindringen von Wasser zu verhindern, ein
Regenwasserabweiser 34 befindet. Der ansaugseitige Luftkanal
ist mit Bezugshinweis 26 angegeben, und der Bezugshinweis 28
läßt die unter der Wirkung eines Hauptgebläses 20 in den
Kraftfahrzeuginnenraum (nicht dargestellt) angesaugte Zuluft
erkennen. Die Zuluft 28 durchströmt zunächst ein erfindungs
gemäß aufgebautes CO-Filter 32, das von einem Hilfswärme
tauscher 42 durchsetzt ist, der über eine durch ein Ventil
40 zu öffnende bzw. zu sperrende Hilfsleitung 48 an die
Heißwasserzulaufleitung 46 (ausgehend vom Motorkühler) zum
Hauptwärmetauscher 22 (Heizung des Kraftfahrzeugs) ange
schlossen ist. Das über die Hilfsleitung 48 zuströmende
Wärmefluid (Kühlmittel, z. B. Wasser) wird nach Durchströmen
des Hilfswärmetauschers 42 im Filter 32 über eine Hilfsrück
leitung 44 in die Ableitung 46 vom Hauptwärmetauscher 22 zum
Motorkühler zurückgeleitet. Über den Hilfswärmetauscher
42 kann also gemäß der Lehre der Erfindung das Filter
medium im CO-Filter 32, gegebenenfalls reguliert über das
Ventil 40, auf eine Temperatur gebracht werden, die gering
fügig über der Umgebungstemperatur liegt, so daß der oben
erwähnte Dampf- bzw. Wasserniederschlag am oder im Filter
medium nicht zu befürchten ist. In Durchströmungsrichtung
unmittelbar an das CO-Filter 32 anschließend kann ein
Hilfswärmetauscher 24 vorgesehen sein um gegebenenfalls bei
höheren Außentemperaturen die geringfügig erwärmte Luft
wieder abzukühlen. Der Hilfswärmetauscher 24 wird von in
Querrichtung strömender Luft gekühlt, die bei 30 in einen
Querkanal unter der Wirkung eines Hilfsgebläses 38 ange
saugt wird und bei 36 wieder abgeführt wird. Sofern das
Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage ausgerüstet ist, kann
der Hilfswärmetauscher 24 selbstverständlich entfallen.
Ein Stellglied 48 zur stufenlosen Heizungsregulierung im
Heißwasserzulauf 46 beeinflußt das über den Hilfswärme
tauscher 32 im CO-Filter 42 fließende erwärmte Kühlmittel
nicht, wie sich unmittelbar aus der Zeichnung durch die
Anordnung des Ventils 40 bzw. des Stellglieds 48 ersehen
läßt. Ein zum Fahrgastinnenraum führender Luftverteiler ist
mit Bezugshinweis 24 angegeben.
Mit dem Versuchsaufbau einer Filteranlage mit einem er
findungsgemäß beheizten Filtermedium 10 nach Fig. 2 ließ
sich die hohe Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Luftrei
nigungsverfahrens gut nachweisen.
In ein Filtergehäuse 5 mit Lüfter 11 wurde ein Filterele
ment 1 entsprechend dem anhand Fig. 1 erläuterten Auf
bau eingesetzt. Das Filtermedium 10 wurde mittels der
Heizelemente 6 (Heizstäbe oder Heizgitter) auf eine Tem
peratur erwärmt, die geringfügig über der umgebenden Raum
temperatur lag. Um auf der Zustromseite 2 definierte Men
gen an Raumluft ansaugen zu können, waren zwei getrennt
regelbare Lüfter 11 vorgesehen, deren prinzipielle Anord
nung die Fig. 2 erkennen läßt. Auf der Zuluftseite konnte
über eine Zuleitung 16 eine definiert einstellbare Menge
von CO in das Filtergehäuse 5 eingespeist werden. Im Zu
luftbereich war außerdem ein Wasserdampfgenerator 17 vor
gesehen, der im einfachsten Fall aus einer Heizplatte be
stand, auf die ein Topf mit Wasser gestellt wurde, das
zum Kochen gebracht wurde. Die angesaugte Raumluft konnte
also auf einen weit über dem Normalen liegenden Wasser
dampfgehalt gebracht werden.
Vor und hinter dem Filterbett 10 ließ sich an Entnahme
stellen 18 und 19 kontinuierlich Probeluft entnehmen, die
zunächst durch einen Infrarot-Gasanalysator und anschlie
ßend durch eine Gaswaschflasche (nicht gezeigt) geleitet
wurde, die eine Lösung von Palladiumchlorid als Reagens
auf Kohlenmonoxid (CO) enthielt. Sowohl vor als auch hin
ter dem Filterelement 1 befanden sich Meßpunkte 15 zur
Messung der Luftfeuchtigkeit des Gasstroms. Die Messungen
der Luftfeuchtigkeit erfolgten mit einem Gerät mit der Be
zeichnung "MATZNER Hygrotest" des Typs 6200/6250.
Ein Beispiel der Versuchsbedingungen sei erläutert:
- - Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms: 1,4 m/sec;
- - Filterfläche: 0,01 m2 (100 × 100 mm);
- - Menge an Filtermedium auf Aktivkohlebasis: 1000 g;
- - Konzentration von CO vor dem Filter: 40 ppm v/v bzw. 120 ppm v/v;
- - relative Luftfeuchtigkeit vor dem Filtersystem variie rend: 40, 60, 80 bzw. 90%.
Die CO-Konzentration im Zuluftstrom 2 ließ sich durch eine
Druckfeinregulierung an einer Druckgasflasche genau ein
stellen. Für jede der vorgewählten CO-Konzentrationen wur
de der Einfluß der angegebenen unterschiedlichen Luftfeuch
tigkeitswerte untersucht.
Als Ergebnis ließ sich folgendes feststellen:
Bei keinem der Versuche zeigte der Infrarotgasanalysator,
der mit einem Kalibriergas geeicht war, auch bei einer Ver
suchsdauer von mehreren Stunden die Anwesenheit von Kohlen
monoxid im Abluftstrom 14 an. Die (braune) Lösung von Pal
ladiumchlorid in der Gaswaschflasche zeigte keinerlei Trü
bung, d. h. das Kohlenmonoxid war vollständig durch das
Filterelement 1 zurückgehalten worden.
Eine weitere Verbesserung der Luftreinigung ließ sich er
zielen, wenn das Filterelement 1 in an sich bekannter Wei
se (vgl. DE-Patentschriften 27 21 528 und 28 02 965) als
sogenanntes Elektroaktivfilter betrieben wurde. In diesem
Fall war die Filteranordnung auf der Zuluftseite 2 um ei
ne Hochspannungsionisierungsvorrichtung 3 bekannter Bauart
ergänzt, die an den negativen Quellenpol (Minus-Pol) einer
hochohmigen Hochspannungsquelle von beispielsweise 15 bis
20 kV angeschlossen wurde. Der andere Quellenpol der Hoch
spannungsquelle (Plus-Pol) wurde über das abluftseitige
metallische Gitter 12 unmittelbar an die stromabliegende
Seite des Filtermediums 10 angeschlossen. Das Filterele
ment 1 war über den Rahmen isoliert im Filtergehäuse 5 ge
halten. Bei diesem ergänzten Versuchsaufbau wurde eine
noch bessere Reinigungswirkung insbesondere hinsichtlich
der an mikrofeine Staubpartikel angelagerten toxischen Gas
verbindungen erreicht. Diese Ergänzung des Erfindungsge
dankens eines geringfügig erwärmten Filtermediums in Kombi
nation mit einem Elektroaktivfilter gemäß der beschriebe
nen Bauart läßt also sehr hohe Reinigungswirkung auch für
solche Luftbelastungen erwarten (etwa für Dieselmotor
abgase), bei denen eine mehr oder weniger starke An
lagerung von CO- bzw. NO x -Verbindungen an mikrofeine
Partikel im Bereich einer Größenordnung von ≦0,5 µm
gegeben ist.
Als Anwendungsbereich für die Erfindung ist in erster
Linie an die Fernhaltung von schädlichen Abgasanteilen aus
Flugzeug- bzw. Fahrgastinnenräumen von Flugzeugen bzw. von
Kraftfahrzeugen, an die Luftreinhaltung in Garagen aber
auch in Gaststätten oder allgemein von Räumen gedacht,
in denen Tabakrauch anfällt. Besonderes Interesse an
hochwirksamen Filtern erfindungsgemäßer Bauart besteht
auch im industriellen (Pharma- und Elektroindustrie) und im
medizinischen Bereich, wo unter anderem besonderer Wert
auf die Qualitätskontrolle gelegt werden muß. Gegenüber
herkömmlicher Möglichkeiten zur Beseitigung von CO, NO x
und SO2 aus der Atemluft bietet die Erfindung den ent
scheidenden Vorteil, daß mit vergleichsweise niedrigem
technischem Zusatzaufwand nahezu bei Umgebungstemperatur des
Filtermediums 10 gearbeitet werden kann.
Claims (9)
1. Verfahren zur Reinigung von mit toxischen Gasen,
insbesondere mit Kohlenmonoxid (CO) belasteter Luft mittels
eines Filtermediums aus Aktivkohle und Metalloxiden, da
durch gekennzeichnet, daß das Filter
medium und/oder die belastete Luft unmittelbar vor Eintritt
in das Filtermedium auf eine geringfügig über der Umgebungs
temperatur liegende Temperatur so aufgeheizt wird, daß sich
kein Wasserniederschlag im oder auf dem Filtermedium bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Luft nach Austritt aus
dem Filtermedium rückgekühlt wird.
3. Filtervorrichtung zur Reinigung von mit toxischen
Gasen, insbesondere mit Kohlenmonoxid (CO) belasteter Luft
mit einem in ein Filtergehäuse (8) eingebauten Filterbett (10)
auf Aktivkohle/Metalloxidbasis, durch welches die zu reinigende
Luft hindurchgeleitet wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Verhinderung von Wassernieder
schlag im oder auf dem Filtermedium unmittelbar vor oder
im Filterbett (10) eine Heizeinrichtung (6) angeordnet
ist zur Erwärmung des Filterbetts auf eine geringfügig
über der Umgebungstemperatur liegende Temperatur.
4. Filtervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung so
dimensioniert ist, daß das Filterbett (10) auf eine Tem
peratur im Bereich von 5°C bis 60°C über Umgebungstempera
tur erwärmt wird.
5. Filtervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, ge
kennzeichnet durch eine auf der Abstrom
seite des Filterbetts (10) angeordnete Kühleinrichtung zur
Rückkühlung des aus dem Filterbett austretenden gereinig
ten Luftstroms.
6. Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden An
sprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß als Filtermaterial des Filterbetts (10) eine
Mischung aus Aktivkohle und Metalloxiden verwendet wird, die
als wesentliche Bestandteile vorbehandelte Aktivkohle, ein
Schwermetalloxidgemisch, Alkali-/Erdalkalioxide und eine
Edelmetalloxiddotierung umfaßt.
7. Filtervorrichtung nach wenigstens einem der vor
stehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Filterbett (10) in an sich
bekannter Weise als Elektroaktivfilter betrieben wird,
bei dem die toxisch belastete Luft vor Eintritt in das
Filterbett (10) ionisiert wird, während der Gegenpol der
ionisierenden Hochspannungsquelle auf der Stromabseite
unmittelbar an das Filterbett angeschlossen ist.
8. Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden An
sprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Heizeinrichtung (6) durch elektrische Wi
derstandsheizelemente in Form von Stäben oder in Form ei
nes Gitters gebildet ist, die auf der Stromzuseite unmit
telbar vor dem Filterbett (10) angeordnet sind oder das
Filterbett durchsetzen.
9. Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden An
sprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Heizeinrichtung durch einen von einem er
wärmten Fluid durchströmten Wärmetauscher gebildet ist,
dessen Wärmetauschelement(e) auf der Stromzuseite unmittel
bar vor dem Filterbett (10) oder im Filterbett (10) ange
ordnet ist (sind).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863628858 DE3628858A1 (de) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | Verfahren und vorrichtung zur reinigung von mit toxischen gasen belasteter luft |
EP87112117A EP0259674A3 (de) | 1986-08-25 | 1987-08-20 | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von mit toxischen Gasen belasteter Luft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863628858 DE3628858A1 (de) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | Verfahren und vorrichtung zur reinigung von mit toxischen gasen belasteter luft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3628858A1 true DE3628858A1 (de) | 1988-03-10 |
Family
ID=6308139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863628858 Withdrawn DE3628858A1 (de) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | Verfahren und vorrichtung zur reinigung von mit toxischen gasen belasteter luft |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0259674A3 (de) |
DE (1) | DE3628858A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4234023A1 (de) * | 1992-10-09 | 1994-04-14 | Bundesrep Deutschland | Verfahren und Vorrichtungen zur Dekontamination von Vergiftungen mit chemischen Kampfstoffen sowie ein zur Dekontamination ausgerüstetes Gerät oder Objekt |
DE4410142A1 (de) * | 1994-03-24 | 1995-09-28 | Paul J M Haufe | Filter, Filtermaterial sowie Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials zur Adsorption von Gasen |
US6405539B1 (en) | 1997-11-04 | 2002-06-18 | Pneumatic Berlin Gmbh | Method and device for recovering gases |
DE202014102383U1 (de) | 2014-05-21 | 2015-05-26 | Zeosys - Zeolithsysteme - Forschungs- Und Vertriebsunternehmen Für Umweltschutz-, Medizin- Und Energietechnik Gmbh | Filteranlage für ein Gebäude und Filtereinrichtung |
DE102017000518A1 (de) | 2017-01-23 | 2018-07-26 | Donaldson Filtration Deutschland Gmbh | Aufbereitungsbehälter, Kartusche und Vorrichtung zur Aufbereitung eines Fluids mit zwei Aufbereitungsbehältern |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4030144C1 (de) * | 1990-09-24 | 1992-04-23 | Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3658724A (en) * | 1967-08-01 | 1972-04-25 | Du Pont | Adsorbent oxidation catalyst |
JPS5513771B2 (de) * | 1972-09-14 | 1980-04-11 | ||
JPS5622573B2 (de) * | 1974-02-21 | 1981-05-26 | ||
DE2721528C2 (de) * | 1977-05-12 | 1983-09-29 | Manfred R. 8023 Pullach Burger | Elektrostatische Filtervorrichtung zur Reinigung von Gasen |
GB2105212B (en) * | 1981-09-11 | 1984-10-17 | Domnick Junter Filters Limited | Remove carbon monoxide from air |
US4448757A (en) * | 1982-04-26 | 1984-05-15 | Deltech Engineering, Inc. | Process for removing contaminants from compressed air |
-
1986
- 1986-08-25 DE DE19863628858 patent/DE3628858A1/de not_active Withdrawn
-
1987
- 1987-08-20 EP EP87112117A patent/EP0259674A3/de not_active Ceased
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4234023A1 (de) * | 1992-10-09 | 1994-04-14 | Bundesrep Deutschland | Verfahren und Vorrichtungen zur Dekontamination von Vergiftungen mit chemischen Kampfstoffen sowie ein zur Dekontamination ausgerüstetes Gerät oder Objekt |
DE4410142A1 (de) * | 1994-03-24 | 1995-09-28 | Paul J M Haufe | Filter, Filtermaterial sowie Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials zur Adsorption von Gasen |
US6405539B1 (en) | 1997-11-04 | 2002-06-18 | Pneumatic Berlin Gmbh | Method and device for recovering gases |
DE202014102383U1 (de) | 2014-05-21 | 2015-05-26 | Zeosys - Zeolithsysteme - Forschungs- Und Vertriebsunternehmen Für Umweltschutz-, Medizin- Und Energietechnik Gmbh | Filteranlage für ein Gebäude und Filtereinrichtung |
EP2946826A1 (de) | 2014-05-21 | 2015-11-25 | ZeoSys GmbH | Filteranlage für ein gebäude und filtereinrichtung |
DE102017000518A1 (de) | 2017-01-23 | 2018-07-26 | Donaldson Filtration Deutschland Gmbh | Aufbereitungsbehälter, Kartusche und Vorrichtung zur Aufbereitung eines Fluids mit zwei Aufbereitungsbehältern |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0259674A2 (de) | 1988-03-16 |
EP0259674A3 (de) | 1988-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0050243B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von mit Schadstoffen belasteter Luft | |
DE69321459T2 (de) | Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft | |
DE69012880T2 (de) | Sorptionsfiltervorrichtung. | |
DE60022722T2 (de) | Luftbehandlungsystem | |
DE3107758C2 (de) | ||
EP2500491B1 (de) | Personenschutzsystem | |
DE1957902A1 (de) | Luftreinigungseinrichtung fuer den Innenraum eines Kraftfahrzeuges | |
CH639608A5 (de) | Filter fuer die frischluftzufuhr zu autokabinen und verwendung des filters. | |
DE3628858A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur reinigung von mit toxischen gasen belasteter luft | |
DE3938592A1 (de) | Vorrichtung zur beseitigung des ozongehaltes von raumluft | |
DE102020201820A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung von Abgasen | |
EP4144450B1 (de) | Verfahren zum reinigen von bei einem bearbeitungsprozess in einem reinraum/trockenraum entstehender abluft sowie anlage zur durchführung des verfahrens | |
DE102021004571A1 (de) | Verfahren zum Reinigen von bei einem Bearbeitungsprozess in einem Reinraum/Trockenraum entstehender Abluft sowie Anlage zur Durchführung des Verfahrens | |
DE2063764A1 (de) | Vorrichtung zum Schutz der Innenräume von Kraftwagen gegen verschmutzte Luft | |
DE2603750A1 (de) | Belueftungsvorrichtung fuer personenfahrzeuge, insbesondere kampfwagen, sanitaetswagen, kommandowagen o.dgl. | |
DE2030565A1 (de) | Staubfreie Arbeitsstation | |
DE29722466U1 (de) | Fenster oder Tür | |
DE2212687A1 (de) | Belueftungseinrichtung fuer den innenraum von fahrzeugen | |
DE1780080C3 (de) | Fahrerkabine für Landmaschinen mit Belüftungs- bzw. Klimaanlage | |
DE3103303C2 (de) | Vorrichtung zur Reinigung von mit Schadstoffen belasteter Luft | |
DE3634312C2 (de) | ||
DE3314997C2 (de) | ||
DE20110048U1 (de) | Gasentladungslaser mit Mitteln zur Entfernung von Gasverunreinigungen | |
EP0634205A1 (de) | Katalysator zum Spalten von Ozon | |
DE3626393C2 (de) | Anordnung zur Luftfilterung für Kraftfahrzeuge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |