DE3915573A1 - Verfahren und vorrichtung zum filtern von kontaminierten, mit fluessigen blaeschen durchsetzten gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Filtern von kontaminierten, mit flüssigen Bläschen durchsetzten Gasen.

Die Kontamination des Gases ergibt sich ganz oder teil­ weise aus flüssigen Bläschen, welche radioaktive oder toxische Substanzen in gelöstem Zustand enthalten.

Die flüssigen Bläschen ergeben einen Zustand der Über­ sättigung, wobei die Gasphase (oder der Gasträger) mit Dampf der Flüssigkeit oder Flüssigkeiten, welche die Bläschen bildet bzw. bilden, gesättigt ist.

Wenn diese Flüssigkeit Wasser ist, spricht man von feuchter Luft als Gasträger.

Das Vorhandensein von Partikeln in Suspension in dem Gas­ träger wird Aerosol genannt.

Die Erfindung ist für alle Gebiete der Industrie anwend­ bar, wenn die Anwesenheit von kontaminierten Substanzen dem Menschen den Zugang zu den Filtereinrichtungen ver­ bietet, und sie ist ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen möglich.

Die Anwendung der Erfindung ist insbesondere interessant auf nuklearem Gebiet.

Das Problem der Reinigung von Gas, welches mit Partikeln in Suspension (oder Aerosol) kontaminiert ist, ergibt sich insbesondere in Kreisläufen für den Transport von Flüssigkeit mittels eines Luftförderers und insbesondere solchen, welche unter Vakuum arbeiten.

Fig. 1 zeigt einen derartigen Kreislauf.

Eine Rohrleitung 1 verbindet den Behälter 2, welcher die zu hebende Flüssigkeit 3 enthält, mit dem Trenngefäß 4, in welchem die Flüssigkeit 3 von dem Gas getrennt und durch die Rohrleitung 5 abgezogen wird.

Die Arbeitsluft, welche den Aufstieg der Flüssigkeit be­ wirkt, wird durch die Rohrleitung 6 zugeführt.

Die Trennung der Arbeitsluft von der zu transportierenden Flüssigkeit erzeugt im Bereich des Trennbehälters ein Aerosol.

Das Trägergas dieses Aerosols, welches durch die Rohr­ leitung 7 austritt, wird durch die mit Dampf gesättigte Luft gebildet. Die Partikeln des Aerosols sind aktive Flüssigkeitsbläschen, welche die Zusammensetzung der transportierten Flüssigkeit aufweisen. Diese Flüssigkeit ist allgemein eine wäßrige Lösung, welche mit kontami­ nierten Salzen durchsetzt ist.

In der klassischen, in Fig. 1 dargestellten Reinigungs­ kette durchläuft das Aerosol einen Bläschenentferner 8 (hier mit parallelen Lamellen dargestellt), welcher dazu bestimmt ist, den größeren Teil der Flüssigkeitsbläschen (im Mittel in einer Größenordnung von generell 80%) zu­ rückzuhalten, und geht dann durch ein Filter 9. Dieses Filter spielt die Rolle einer Schranke gegenüber der in dem Aerosol vorhandenen Restaktivität, sei es als feine Bläschen (kleiner als ungefähr 7 µ) oder als feste Partikeln. Die kontaminierenden Partikeln werden durch das in dem Filter enthaltene Filtriermittel zurückgehalten.

Dieser ganze Einrichtungsteil ist in einer gegen die Außenseite durch eine biologische oder radiologische Schutzwand 10 abgetrennten Zelle angeordnet, wobei der Zugang zu der Zelle für den Menschen verboten ist. Da­ gegen ist der Vakuumkreislauf 11, der hinter dem Filter angeordnet ist, aus Gründen der Einfachheit der Wartung in einer zugänglichen Zone gelegen. Entsprechend muß das aus dem Filter austretende Gas 12 absolut eine Aktivität besitzen, welche mit der für Personen zugänglichen Zone vereinbar ist.

Im Stand der Technik sind Filtermittel bekannt, welche eine ausreichende Wirksamkeit besitzen, wenn sie auf trockene Gase angewendet werden, doch hat man beobachtet, daß sie einem bedeutenden Verlust an Wirksamkeit unter­ liegen, wenn das zu filternde Gas Flüssigkeitsbläschen enthält.

Dann ergibt sich eine stufenweise Befeuchtung des Filter­ mittels, welche sogar bis zur Benetzung geht.

Die Reinigungsgüte eines kontaminierten Gases wird ge­ messen durch den Faktor der Dekontamination F _D , welcher gleich ist dem Verhältnis der in der einströmenden Gas­ menge enthaltenen Aktivität zu der Restaktivität in der gleichen Menge des ausströmenden Gases. Wenn das Filter durchfeuchtet wird, tendiert F _D nach eins, und die Rolle des Filters als Barriere gegenüber der Kontamination wird zunichte gemacht.

Dieses Phänomen kann sich bisweilen sehr rasch (nach etwa 10 Stunden) bemerkbar machen, insbesondere, wenn die transportierten Lösungen warm sind, und es macht sich im allgemeinen nach etwa 100 Stunden bemerkbar, was verfrüht ist im Vergleich zur Dauer einer normalen Filterver­ schlammung, welche in der Größenordnung von mindestens 3 Monaten liegt.

Man ist somit gezwungen, zu häufigen Wechseln der Filter­ elemente überzugehen, was teuer ist, die Anzahl der Mani­ pulationsvorgänge an dem strahlenden und/oder kontaminier­ ten Material (welche ziemlich kompliziert sind) verviel­ facht und die Menge an zu behandelndem Abfall vermehrt.

Um dieses Problem zu lösen, hat man bisher versucht, die Feuchtigkeit des Gases und die Menge an Flüssigkeits­ bläschen in dem zu filternden Gas zu senken.

Mehrere Lösungen waren bekannt. Die erste besteht darin, den Bläschenentferner durch einen leistungsfähigeren Bläschenentferner (durch entsprechende Wahl der Materialien und der Konzeption) zu ersetzen. Zugleich hat man in einer zweiten Lösung vorgeschlagen, das Aerosol durch einen vor dem Bläschenentferner angeordneten Kondensor- Kühler zu leiten, derart, daß der Taupunkt des Aerosols gesenkt wird und daß die Partikeln des Aerosols vergrößert werden, was den Wirkungsgrad des Bläschenentferners ver­ bessert. Schließlich wird gemäß einer dritten Lösung in einer alleinigen Anwendung oder in Kombination mit der zweiten Lösung, das aus dem Bläschenentferner austretende Aerosol durch Konvektion in einer Heizvorrichtung vor dem Filtern beheizt, derart, daß die flüssigen Bläschen ver­ dampfen und das Gas in der Heizvorrichtung überhitzt wird, dann strömt durch das Filter eine Gasphase, welche mit festen kontaminierten Partikeln durchsetzt ist, welche durch das Filtermaterial festgehalten werden.

Leider ist der ersatzweise oder zusätzliche Einsatz eines Gerätes in den existierenden Arbeitslinien nicht immer möglich, da der Platz hierfür nicht immer vorgesehen ist, und außerdem erfordert dieser Vorgang eine Dekontamination, einen Stillstand der Anlage usw.; schließlich ist er auch teuer.

Leider müssen auch diese zusätzlichen Geräte in der Zelle installiert werden, welche nach außen durch eine biologische und/oder radiologische Schutzwand abgetrennt ist; wegen des Zugangsverbotes für den Menschen zu der fertigen Zelle ist das Einbringen der Geräte auch schwierig und kostspielig. Ihre Installation vergrößert außerdem das Volumen der Zelle, die Leistung der ständig notwendigen Belüftung und die Abmessungen der biologischen und/oder radiologischen Abschirmungen, was nochmals die Kosten vergrößert.

Somit wurde nach einer wirtschaftlichen und effizienten Lösung gesucht,

• - welche keine Nachrüstung von Einrichtungen in der für den Menschen unzugänglichen Zelle erfordert,
• - welche leicht von der zugänglichen Zone aus eingebracht werden kann und
• - welche das Volumen der Anlagen nicht vergrößert.

Dabei wurde auch angestrebt, daß diese Lösung leicht in existierenden Anlagen eingebracht werden kann, sei es, um den Wirkungsgrad zu verbessern, sei es, um einer Wei­ terentwicklung der Anforderungen zu entsprechen.

Zur Lösung dieser Probleme schlägt die Erfindung nach der vorliegenden Anmeldung ein Verfahren zur wirksamen Reinigung der kontaminierten Gase sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vor, welche auch alle spezifischen Anforderungen auf dem nuklearen Gebiet er­ füllt.

Insbesondere wurde durch den Erfinder ein Verfahren zur Filterung eines kontaminierten, mit flüssigen Bläschen durchsetzten Gases (bzw. eines Aerosols) gefunden, wobei die Filterung über ein Filtermedium erfolgt, welches um eine zentrale Ausnehmung, durch welche das Aerosol aus­ tritt, angeordnet ist, und wobei in dem Verfahren das Filtermedium mittels einer in der genannten zentralen Ausnehmung angeordneten Strahlungsquelle auf eine über dem Taupunkt des Aerosols liegende Temperatur erwärmt wird.

In den im nuklearen Bereich angewendeten Filtern, und insbesondere in Vakuumkreisen, ist das Filtermaterial in kontinuierlicher Weise um eine zentrale Ausnehmung angeordnet, derart, daß das filternde Aerosol in die ge­ nannte Ausnehmung eintritt und dann das Filtermedium durchströmt.

Natürlich sind Mittel vorgesehen, damit das eintretende, kontaminierte Aerosol nur in die zentrale Ausnehmung ge­ leitet wird und daß das saubere Gas abgezogen wird, ohne daß das Risiko eines Kontaktes zwischen dem sauberen Gas und dem kontaminierten Aerosol auftritt.

Die zentrale Ausnehmung besitzt allgemein eine zylindrische Form mit einem Kreisquerschnitt, wobei jedoch jede andere Querschnittsform ebenfalls möglich ist, beispielsweise eine Ellipsoidform, eine Hexagonalform usw.

Das Filtermedium ist so, wie es üblicherweise durch den Fachmann für das kontaminierte, zu filternde Aerosol ge­ wählt wird. Die Erfindung ist für jedes Filtermedium an­ wendbar, welches sicherstellt, daß radioaktive, feste Partikeln zurückgehalten werden, vorausgesetzt, daß es der herrschenden Wärme widersteht. Die gegenwärtig in dem Nuklearbereich verwendeten Materialien sind Sintermetalle (beispielsweise rostfreier Stahl), Keramiken, Faserma­ terialien, Zellulose, faserbeschichtetes Papier usw. Die Erfindung kann ebensogut für Filter mit hoher oder mittlerer Effizienz wie für solche mit sehr hoher Effi­ zienz angewendet werden.

In dem Filter kann das Filtermedium in einem perforier­ ten Mantel angeordnet sein, welcher das Aerosol durch­ läßt, oder, noch häufiger, das Filtermedium besitzt eine ausreichende mechanische Festigkeit, um die Verwendung eines Mantels zu erübrigen.

Im folgenden werden als "Filterkörper" die durch das Gas durchströmten Teile des Filters bezeichnet, das ist ent­ weder das Filtermedium allein oder zusammen mit dem per­ forierten Mantel.

Erfindungsgemäß ist im Inneren des Filters in der ge­ nannten zentralen Ausnehmung eine Strahlungsquelle ange­ ordnet, und sie heizt das Filtermedium entweder direkt durch Strahlung, oder die thermische Strahlung heizt den perforierten leitenden Mantel, welcher die Wärme auf das Filtermedium überträgt, derart, daß das Filtermedium auf einer über dem Taupunkt des Aerosols liegenden Temperatur gehalten wird. Die flüssigen Bläschen, welche in Kontakt mit dem Medium gelangen, verdampfen dann, wobei sie die kontaminierenden Substanzen in festem Zustand auf dem Medium zurücklassen. Aus dem Filter tritt lediglich eine Gasphase aus, welche mit Dampf von der Flüssigkeit bzw. den Flüssigkeiten der Flüssigkeitsbläschen durchsetzt ist, und es tritt lediglich ein feuchtes Gas aus, wenn die Flüssigkeit aus Wasser besteht. Die auf dem Filter­ medium herrschende Temperatur und die Gasmenge durch die Dicke dieses Mediums reichen aus, um die Rückkondensation des Dampfes bzw. der Dämpfe in dem Medium zu verhindern.

Die Heizung durch Strahlung ermöglicht es, in dem Filter­ medium eine gleichförmige Temperatur durch das Phänomen der Eigentemperaturverteilung zu erhalten, wobei die Wärmeabsorption proportional zum Temperaturabstand zwi­ schen der Quelle und dem Empfänger - Abstand zur vierten Potenz genommen - ist.

Außerdem wird im Fall von diathermanem oder wärmedurch­ lässigem Gas (z.B. von Luft) die Strahlungswärme zunächst durch die flüssigen Bläschen absorbiert, welche sie zum Verdampfen verwenden, wobei das Gas sich praktisch nicht erwärmt.

Die von der Strahlungsquelle zugeführte Energie wird so­ mit am besten zur Anhebung des Taupunktes und zur Ver­ dampfung der flüssigen Bläschen verwendet.

Die Wahl der Strahlungsquelle und ihre Anordnung werden nach der Art des Filtriermediums, nach seiner Dicke und nach seiner Filtertechnologie bestimmt.

Das Medium muß der herrschenden Wärme standhalten. Für ein Medium aus Sintermetall kann man einen elektrischen Widerstand verwenden, welcher in einem Behälter nach Art eines Handschuhfingers angeordnet ist; wenn andererseits jedoch das Material Papier ist, kann eine Infrarotlampe passend sein, und deren Anwendung kann je nach der ge­ wünschten Anwendung für das Filter angemessen oder nicht angemessen sein. So ist im Nuklearbereich und in einer unzugänglichen Zone diese Anwendung nicht in Betracht zu ziehen aufgrund des Vorhandenseins von Glas in der Lampe, welches zerbrechen könnte.

Die an beliebigen Punkten des Filters (Filtermedium und Mantel und andere Teile) erreichten Temperaturen müssen mit der mechanischen Festigkeit dieser Teile verträg­ lich sein. Elastomerdichtungen werfen die größten Probleme auf: Sie gewährleisten keine genügende Dichtigkeit bei Temperaturen oberhalb von etwa 80°C-100°C. Man kann je­ doch Vorsichtsmaßnahmen treffen durch die Vermeidung von thermischen Brücken (Wärmeübertragung durch Leitung) und bei der Anordnung der (Strahlungs-)Quellen.

Im Gegensatz zum Stand der Technik ist die Menge der Flüssigkeitsbläschen, welche in dem in das Filter ein­ tretenden Gas vorhanden sind, ohne Bedeutung. Das er­ findungsgemäße Verfahren kann ebensogut auch nach einer Trennung zwischen Flüssigkeit und Gas in einem Bläschen­ entferner wie ohne eine solche Trennung angewendet wer­ den. Der letztere Fall ist besonders von Interesse: das Verfahren kann an vorhandene Anlagen angepaßt werden, welche keinen Bläschenentferner enthalten.

Die Erfindung ist für jedes Gas anwendbar, insbesondere für Luft, und für jedes Aerosol (Bläschen von Wasser, Lösungsmittel, Säure usw.), vorausgesetzt, daß diese keine gefährliche Instabilität für die in dem Filter herrschen­ den Temperaturen darstellen. So sind aus diesem Grund organische, brennbare Lösungsmittel ausgeschlossen, wie beispielsweise Tributyl-Phosphat (Flammpunkt 146°C).

Das zu filternde Aerosol kann ebenso auch feste (nicht gelöste) Partikeln enthalten, welche kontaminiert sind oder nicht; diese stören die Anwendung der Erfindung nicht und werden durch das Filter zurückgehalten.

Das Gas kann bei verschiedenen Drücken durchströmen. Es genügt einfach, daß es das Filtermedium durchströmt, wobei der Druckunterschied zwischen Eingang und Ausgang am Medium beispielsweise dadurch gehalten wird, daß die Anlage durch eine hinter dem Filter angeordnete Vakuum­ einrichtung unter Unterdruck gehalten wird oder auch da­ durch, daß das eintretende Gas unter Druck gehalten wird. Hierbei findet die übliche Technik der Gasfilterung An­ wendung.

Die Erfindung schlägt außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens vor, welche auch an vorhandene Filtereinrichtungen angepaßt werden kann.

Insbesondere wird ein Filter vorgesehen, um die Filterung eines mit flüssigen, kontaminierten Bläschen oder Tröpfchen durchsetzten Gases durchzuführen, wobei das Filter in einem biologischen und/oder radiologischen Schutzmantel angeordnet ist, in deren einer Wand eine geeignete Öff­ nung vorgesehen ist und wobei das Filter folgende Merk­ male aufweist:

• - ein Gehäuse, welches mit einem Rohransatz für den Ein­ tritt des Gasstromes und mit einem außenliegenden Rohr­ ansatz für dessen Austritt sowie mit Mitteln zur Be­ festigung an der genannten biologischen und/oder radio­ logischen Schutzwand versehen ist,
• - ein eigentliches, lösbar in dem Gehäuse gehaltenes Fil­ terelement, welches aus einer um eine zentrale Aus­ nehmung, durch die der zu filternde Gasstrom eintritt, angeordneten Filterkörper besteht und an jedem Ende eine Platte aufweist, wobei die eine der Platten mit einer Eintrittsöffnung für das Gas in der Nähe der Ausnehmung sowie mit Mitteln zur Abdichtung zwischen dem Filter­ element und dem Eintritts-Rohrstutzen des Gehäuses ver­ sehen ist,
• - und einen biologischen und/oder radiologischen Schutz­ propfen, welcher lösbar die in der biologischen und/oder radiologischen Schutzwand angebrachte Öffnung ver­ schließt und nach seiner Abnahme den Zugang zu dem Fil­ terelement gestattet,

und wobei das Filter dadurch gekennzeichnet ist,

• - daß die dem biologischen und/oder radiologischen Schutz­ propfen nächstliegende Platte des Filterelementes eine metallische Wand umfaßt, welche einen Behälter in der Form eines Handschuhfingers in der zentralen Ausnehmung des Filterelementes bildet, und
• - daß in dem Behälter in der Form eines Handschuhfingers mittels einer in dem Propfen in der Achse des Hand­ schuhfingers angebrachten Bohrung eine Heizvorrichtung angeordnet ist, wobei die Heizvorrichtung so unabhängig von dem Filterelement von außen herausgezogen werden kann, wobei die Bohrung ihre eigene biologische und/oder radiologische Schutzvorrichtung aufweist.

Die Vorrichtung wird nun anhand von Fig. 2 im einzelnen beschrieben, welche im Schnitt eine vorteilhafte Aus­ führungsform zeigt. Diese Figur zeigt ein Filter, welches senkrecht nach oben entfernt werden kann, so wie es ge­ wöhnlich in Vakuum-Luftförderkreisen verwendet wird. Die­ se senkrechte Anordnung des Filters erleichtert seine Handhabung, doch ist sie für die Durchführung des er­ findungsgemäßen Verfahrens nicht unbedingt notwendig.

Die Filter, welche zum Zurückhalten der kontaminierten Elemente dienen, sind im Inneren der biologischen und/oder radiologischen Schutzwände angeordnet, welche eine Um­ hüllung bilden, durch die die ionisierenden Strahlungen und/oder die Kontamination nicht dringen können, womit sie auch den Außenbereich schützen (die Wände sind entspre­ chend der jeweiligen Strahlungsart gestaltet).

Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist das Filter unter einem biologischen und/oder radiologischen Schutzdeckel 13 an­ geordnet, in welchem eine mit einer Schulter 14 versehene Öffnung vorgesehen ist, wobei sich auf der Schulter 14 das Gehäuse 15 mit seinem entsprechenden Rand 16 abstützt.

Das Gehäuse hängt somit an dem Deckel. Es können aber auch andere Mittel in Betracht gezogen werden, um das Ge­ häuse an der biologischen und/oder radiologischen Schutz­ wand zu positionieren.

Das Gehäuse 15, welches das Filterelement 17 enthält, ist allgemein aus metallischen Wänden gebildet. Es ist mit drei Öffnungen versehen: Die eine Öffnung dient zum Durchführen des Filterelementes, welches von der zugäng­ lichen Zone durch die Öffnung des Deckels eingeführt wird, während die beiden anderen Öffnungen dem Eingang 18 und dem Ausgang 19 für das Gas entsprechen. In Fig. 2 umfassen diese letzteren beiden Öffnungen jeweils Rohran­ sätze zum Anschluß der Rohrleitungen für das Gas.

Das Filterelement 17 umfaßt folgende Teile:

• - einen Filterkörper 20 mit einer Ausnehmung 21. Gemäß Fig. 2 ist der Filterkörper mit einer zylindrischen Ringform versehen, wodurch die zentrale Ausnehmung 21 mit Kreisquerschnitt festgelegt wird; die Ausnehmung kann jedoch ebenso auch einen ellipsoiden, viereckigen oder sonstigen Querschnitt aufweisen. Die Dicke des Filterkörpers ist konstant.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist der Filterkörper allein durch das Filtermedium gebildet, welches ein Sintermetall von ausreichender mechanischer Festigkeit ist, um die Verwendung eines perforierten Haltemantels zu erübrigen. In dem Fall, wo ein solcher notwendig ist, ist der das Medium enthaltende Mantel aus zwei zylindrischen, konzentrischen Wänden mit unterschied­ lichen Querschnitten gebildet, wobei das Medium den Raum zwischen diesen Wänden ausfüllt, welche ihrerseits perforiert sind, um das Gas durchzulassen;

• - zwei Platten 22 und 23, welche jeweils an den Enden des Filterkörpers angeordnet sind und die Ausnehmung abdecken. In der Platte gegenüber der Eintrittsöffnung 18 für das Gas in das Gehäuse (in Fig. 2 die untere Platte) ist eine Öffnung 24 angebracht, um den Durchtritt des Gases in die Ausnehmung des Filterelementes zu gestatten.
• Abdichtmittel 25 sind zwischen dem Rohransatz des Ge­ häuses und der Öffnung der Platte vorgesehen (dies sind beispielsweise ringförmige Dichtungen aus Elastomer),
• - Befestigungseinrichtungen für das Filterelement in dem Gehäuse. Gemäß Fig. 2 ist das Filterelement im Gehäuse aufgehängt. Zu diesem Zweck ist an der der biologischen Schutzwand benachbarten Platte (obere Platte 23) ein metallisches Teil 26 von zylindrischer Form (in der Achse mit dem Zylinder des Filterkörpers übereinstimmend) befestigt, welches mit einem Flansch 27 abgeschlossen ist, der seinerseits eine Schulter bildet, die auf einer entsprechenden Schulter 28 in dem Behälter aufliegt.

Diese Anordnung ist vorteilhaft, jedoch sind auch andere Mittel zur Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Fil­ terelement möglich.

Abdichtmittel sind auch zwischen dem Flansch 27 und dem Ge­ häuse vorgesehen; in der vorgeschlagenen Ausführungsform sind dies Dichtelemente (welche in Fig. 2 nicht gezeigt sind), die durch das Gewicht des Pfropfens zusammenge­ drückt werden.

Gemäß Fig. 2 wird das vertikale Filterelement in dem Ge­ häuse durch den Pfropfen 29 festgehalten, welcher durch sein Gewicht auf dem Flansch 27 und der Schulter 28 des Ge­ häuses aufliegt.

Allgemein könnten auch andere Haltemittel zur Positionie­ rung des Filterelementes verwendet werden (beispielsweise durch Fernsteuerung lösbare Verbindungen und dgl.), wie auch immer die Anordnung des Filters ist (z.B. vertikal, horizontal oder geneigt).

Das in das Gehäuse durch den Rohransatz 18 eintretende Gas strömt direkt durch die Ausnehmung 21 des Filterele­ mentes 17 über dessen Öffnung 24, durchströmt dann den Filterkörper 20 und gelangt dann in den Raum 30 zwischen dem Gehäuse und dem Filterelement und tritt schließlich durch den äußeren Rohrstutzen 19 des Gehäuses aus.

Das Filterelement kann von der für den Menschen zugäng­ lichen Zone (welche außerhalb der biologischen und/oder radiologischen Umhüllung liegt) aus in das Gehäuse einge­ bracht bzw. von ihm ausgebracht werden, und zwar mit Hilfe eines Pfropfens 29, welcher in die biologische und/ oder radiologische Schutzwand 13 eingelassen ist. Dieser Propfen kann aus demselben Material wie die genannte Wand bestehen oder auch nicht.

Wenn er an Ort und Stelle sitzt, gewährleistet der Propfen die Kontinuität des biologischen und/oder radio­ logischen Schutzes entlang der Wand 13. Manipulationen an dem Propfen und an dem Filterelement werden von ge­ eigneten, mobilen Schutzummantelungen aus durchgeführt (so wie sie etwa in dem französischen Patent 25 60 710 be­ schrieben sind), welche die Aufrechterhaltung des bio­ logischen Schutzes gewährleisten.

Um sicherzugehen, daß die oberhalb der Abdichtebene 27 und der Oberseite (der zur biologischen und/oder radio­ logischen Schutzwand hin gerichteten Seite) 23 des Fil­ terelementes liegenden Gehäuseteile nicht kontaminiert sind, insbesondere nach Arbeiten zum Einbringen oder Ent­ fernen des Filterelementes, verbindet man das Filterele­ ment mit dem Stöpsel im Bereich des Randes 27 dieses Ele­ mentes, beispielsweise durch Verschweißen.

Diese Vorgehensweise ist jedoch nicht unbedingt notwen­ dig.

Der Stöpsel gestattet nach seiner Entfernung den Zugang zum Filterelement. Wenn der Stöpsel und das Filterele­ ment zwei getrennte Teile sind, wird das Filterelement durch eine Greifvorrichtung eingeführt bzw. herausge­ nommen. Wenn der Stöpsel mit dem Filterelement verbunden ist, bringt das Herausziehen des Stöpsels auch das Fil­ terelement nach außen, und man führt dann eine andere Anordnung von Stöpsel und Filterelement ein, oder es sind Mittel vorgesehen, so daß das Element allein auf dem gleichen Stöpsel ausgewechselt werden kann.

Das hier beschriebene Filter ist an sich bekannt. Um das durch die Filterung von mit kontaminierenden Flüssig­ keitsbläschen durchsetztem Gas gestellte Problem mit Hilfe einer einfachen Vorrichtung zu lösen, welche leicht von der für den Menschen zugänglichen Zone aus zu unter­ halten ist und welche bei einer vorhandenen Anlage keine Änderungen erfordert, schlägt die Erfindung vor, in der Ausnehmung des Filterelementes eine Heizvorrichtung in einem Behälter von der Form eines Handschuhfingers anzu­ bringen und in dem biologischen und/oder radiologischen Schutzpropfen eine Bohrung anzubringen, welche ihre eigene biologische Schutzeinrichtung enthält und die Manipula­ tion der Heizvorrichtung unabhängig von dem Pfropfen und/ oder dem Filterelement ermöglicht, ohne daß es notwendig wird, hierfür eine passende mobile Schutzumhüllung zu verwenden.

Die Strahlungsquelle zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch einen Behälter in Form eines Hand­ schuhfingers 31 gebildet, welcher eine Heizvorrichtung 32 enthält. Gemäß Fig. 2 ist die Heizvorrichtung ein elek­ trisches Widerstandselement 32, dessen Anschlußdrähte 33 in einem thermisch leitenden Kitt 34 eingebettet sind, welcher das Element von dem Handschuhfinger-Behälter iso­ liert und ihm mechanische Festigkeit verleiht.

Das Widerstandselement wird über die Drähte 33 versorgt, welche an eine außerhalb der biologischen und/oder radio­ logischen Schutzumhüllung angeordnete Stromquelle ange­ schlossen sind.

Genauer gesagt, ein Handschuhfinger 31, der durch eine metallische Wand in Fingerform gebildet ist, ist an der der biologischen Schutzwand nächstgelegenen Platte 23 des Filterelementes angebracht, welcher sich in die Aus­ nehmung des Elementes erstreckt, und zwar vorzugsweise über die gesamte Länge des Filtermediums.

Bei dieser Ausführungsform überträgt der elektrische Wi­ derstand seine Wärme auf den Kitt, welcher sie auf die Wand des Handschuhfingers überträgt, welche ihrerseits auf den Filterkörper abstrahlt.

Sicherlich ist die thermische Brücke zwischen der Strah­ lungsquelle und dem Filterelement schlecht, so daß die Wärmeübertragung durch Leitung vermindert ist. So werden die Dichtungsmittel zwischen dem Gehäuse und dem Filter­ element (beispielsweise Elastomerdichtungen) geschützt.

Es lassen sich auch andere Anordnungen finden. Das elek­ trische Widerstandselement kann durch andere Heizvorrich­ tungen ersetzt werden (eine Infrarotlampe und dgl.), deren Energieversorgung von außerhalb der Umhüllung möglich ist, wobei elektrische Drähte dann durch den Stöpsel führen. Allgemein wird die Strahlungsquelle in Abhängig­ keit davon gewählt, welche Temperatur an dem Filtermedium gewünscht ist, welche Temperaturen an dem Medium und den anderen Teilen des Filters zulässig sind und welche An­ forderungen der nukleare Betrieb stellt.

Die in dem Handschuhfinger angeordnete Heizvorrichtung bleibt somit sauber (frei von einer Kontamination) und kann mit weniger Vorsicht als das Filterelement sowie un­ abhängig von diesem Element gehandhabt werden.

Um die Verteilung des zu filternden Aerosols beim Ein­ tritt in das Filterelement sowie die Wärmeverteilung zu verbessern, können Rippen an der Außenwand des Handschuh­ fingers vorgesehen werden.

Auf der gleichen Achse wie der Handschuhfinger ist eine Bohrung 35 durch die biologische Schutzwand eingebracht, um die Anschlußdrähte für die Heizvorrichtung, wenn not­ wendig, durchzuführen und um überdies die Handhabung die­ ser Vorrichtung unabhängig von dem Stöpsel und von der des Filterelementes zu gestatten. Es ist klar, daß die Platte des Filterelementes, an der der Handschuhfinger befestigt ist, ebenfalls durchbohrt ist (eine Öffnung des Handschuhfingers).

Die Bohrung 35 kann ihre eigene biologische und/oder radiologische Schutzvorrichtung aufweisen.

Gemäß Fig. 2 ist die Bohrung 35 in den biologischen Schutzstöpsel 29 eingebracht. Sie weist einen Durchmesser auf, der annähernd gleich ist dem des Handschuhfingers. In ihrem oberen Teil enthält die Bohrung eine Füllung mit Bleischrot (in einer Umhüllung enthalten), die nicht dar­ gestellt ist. Die Anordnung von Heizvorrichtung, Anschluß­ drähten und Füllung wird von der zugänglichen Zone aus gehandhabt, nachdem die Platte 36 entfernt wurde (wel­ che die durchgehende Planität der Oberfläche des Deckels 13 gewährleistet) und durch einfaches Herausziehen der mit ihrer Versorgung (Drähte in Fig. 2) verbundenen Heiz­ vorrichtung, wobei diese Vorrichtung dann durch die Boh­ rung gleitet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, das Problem der Filterung von Aerosolen durch Durchführung des ebenfalls erfindungsgemäßen Verfahrens zu lösen. Sie bietet eine einfache Realisierung und Wartung, und sie erfordert keine Änderung der Anlage für das Verfahren. Die üblichen Vorgänge für die Wartung des Filters werden nicht beeinträchtigt, es genügt, die Heizvorrichtung zu entfernen, bevor man zu dem Filterelement gelangt.

Die genannte Vorrichtung gemäß Fig. 2 wurde in einem Luft­ förderkreis unter Vakuum erprobt. Die zu transportierende Flüssigkeit ist eine wäßrige Lösung von 10 g/l von Fluor­ eszin, welches auf einer Temperatur von 50°C gehalten wird. Die Transportluft weist eine Fördermenge von 1480 Nl/h auf. In der Pumpe herrscht ein Vakuum von 6 m Wassersäule. Die Eintauchtiefe beträgt 40%. Die Menge der transportierten Flüssigkeit beträgt theoretisch 825 l/h.

Das Filter ist von der Art wie in Fig. 2 gezeigt. Das Filtermedium ist ein gesinterter, rostfreier Stahl von 3 µ, welches unter der Marke "Poral" im Handel erhält­ lich ist (Lieferant St. Ugine).

Im Bereich des Bläschenentferners herrscht eine Tempera­ tur von 44°C.

Die Temperaturen im Bereich des Filters betragen:

• - am Eingang des Filters: 36,8°C,
• - Umgebungsluft bei 26,7°C,
• - am Ausgang des Filters: 41°C,
• - am Gehäuse: 57,6°C,
• - auf der Oberfläche des Widerstandselementes: 492°C,
• - an der unteren Dichtung: 47,3°C,
• - an der oberen Dichtung: 64°C.

Der Wert F _D beträgt 273, der Versuch dauerte 55 Stunden.

Somit wurde das gewünschte Resultat mit einem Verfahren und einer Vorrichtung, welche äußerst einfach sind, er­ reicht, nämlich:

• - das Filter behält seine volle Wirksamkeit auch bei Anwesenheit von flüssigen Bläschen oder Tröpfchen,
• - man kann auch ohne einen dem Filter vorgeschalteten Bläschenentferner auskommen,
• - das Verfahren ist auch auf Kreise mit Unterdruck anwend­ bar, in denen der Wassergehalt des gesättigten Gases mit Unterdruck größer ist als derjenige des gesättigten Gases mit hohem Druck,
• - die Vorrichtung ist äußerst kostengünstig,
• - die Vorrichtung ist billiger im Betrieb als eine Heizung für die Luft, weil es weniger Energie benötigt, das Fil­ termedium durch direkte Beheizung auf einer über dem Taupunkt liegenden Temperatur zu halten als eine Be­ heizung und Verdampfung der Flüssigkeit in einem Gas,
• - die Anpassung an jede Art von vorhandenem Filter ist leicht, da es genügt, eine Ausnehmung in dem Filterele­ ment anzubringen, welche bei den meisten im Nuklearbe­ reich verwendeten Filtern bereits existiert, und dann den Stöpsel durchzubohren unter Anwendung bekannter Ab­ dichtmittel zur biologischen und/oder radiologischen Abschirmung,
• - es ist keinerlei Eingriff in dem aktiven Bereich not­ wendig,
• - die Handhabung des Filterelementes wird nicht ver­ kompliziert.

Claims (13)

1. Verfahren zum Filtern eines kontaminierten Gases, wel­ ches mit flüssigen Bläschen oder Tröpfchen durchsetzt ist (auch Aerosol genannt), durch ein Filtermedium, welches um eine zentrale Ausnehmung, durch die das Aerosol eintritt, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermedium durch eine in der zentralen Ausnehmung angeordnete Strahlungsquelle auf eine über dem Tau­ punkt des Aerosols liegende Temperatur aufgeheizt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermedium aus Sintermetall besteht.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermedium aus Keramik be­ steht.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gas unter vermindertem Druck zirkuliert.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterung mit sehr hohem Wir­ kungsgrad durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas vor dem Filtern eine Vor­ richtung zur Eliminierung von Bläschen oder Tröpfchen durchströmt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zu filternde Gas Luft ist, welche von einer Einrichtung zum Flüssigkeitstransport mittels eines Luftförderers kommt.

8. Filter zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Filter in einer biologischen und/oder radiologischen Schutzumhüllung angeordnet ist, in deren einer Wand eine geeignete Öffnung vor­ gesehen ist, wobei das Filter folgende Merkmale auf­ weist:

• - ein Gehäuse (15), welches mit einem Rohransatz (18) für den Eintritt des Gasstromes und mit einem außen­ liegenden Rohransatz (19) für dessen Austritt sowie mit Mitteln zur Befestigung an der genannten bio­ logischen und/oder radiologischen Schutzwand ver­ sehen ist,
• - ein eigentliches, lösbar in dem Gehäuse (15) gehal­ tenes Filterelement (17), welches aus einem um eine zentrale Ausnehmung, durch die der zu filternde Gas­ strom eintritt, angeordneten Filterkörper (20) be­ steht und an jedem Ende eine Platte aufweist, wobei die eine der Platten mit einer Eintrittsöffnung für das Gas in der Nähe der Ausnehmung sowie mit Mitteln zur Abdichtung zwischen dem Filterelement und dem Eintritts-Rohransatz (18) des Gehäuses versehen ist,
• - einen biologischen und/oder radiologischen Schutz­ propfen (29), welcher lösbar die in der biologischen und/oder radiologischen Schutzwand (13) angebrachte Öffnung verschließt und nach seiner Abnahme den Zu­ gang zu dem Filterelement gestattet,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die dem biologischen und/oder radiologischen Schutzpropfen (29) nächstliegende Platte (23) des Filterelementes (17) eine metallische Wand umfaßt, welche einen Behälter in Form eines Handschuhfingers (31) in der zentralen Ausnehmung (21) des Filterele­ mentes bildet und
• - daß in dem Handschuhfinger mittels einer in dem Propfen (29) in der Achse des Handschuhfingers (31) angebrachten Bohrung (35) eine Heizvorrichtung (34) angeordnet ist, wobei die Heizvorrichtung so unab­ hängig von dem Propfen und dem Filterelement von außen herausgezogen werden kann, wobei die Bohrung ihre eigene biologische und/oder radiologische Schutzvorrichtung aufweist.

9. Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein über Drähte gespeistes, elektrisches Widerstands­ element die Heizvorrichtung bildet.

10. Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung durch eine Infrarotlampe gebildet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (17) mit einem Flansch (27) auf einer Schulter (28) des an einem bio­ logischen Schutzdeckel (13) hängenden Gehäuses (15) ruht, wobei die Abdichtung zwischen dem Filterelement (17) und dem Gehäuse (15) durch Pressung von Dichtungen unter Einwirkung des Gewichts des biologischen und/oder radiologischen Schutzpropfens (29) erreicht wird, und daß die untere Platte eine Öffnung zum Eintritt des Gasstromes aufweist, während die obere Platte den Handschuhfinger trägt.

12. Filter nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Propfen (29) mit dem Filterele­ ment (17) verbunden ist, derart, daß sie zusammen ein­ geführt und herausgezogen werden können.