DE4019905A1 - Luftreinigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Luft-Reinigungsvorrichtung und insbesondere eine Vorrichtung zum Einbau in einer Abluftleitung zum Entfernen unerwünschter Teilchen und Gase aus der die Abluftleitung verlassenden Abluft.

Nachdem die Menschen umweltbewußter werden, wird die Entfernung schädlicher Stäube und Gase aus der Abluft von Fabriken und Maschinen in steigendem Maß von Bedeutung, um die Luftverschmutzung in vielen entwickelten Ländern zu begrenzen. Im allgemeinen ist die Hauptquelle der Luftverschmutzung die industrielle Abluft, welche die Schornsteine von Fabriken verlassen. Die ausströmende Abluft enthält gewöhnlich eine große Menge von Staub und Gasen, welche die natürliche atmosphärische Balance zerstören und menschliche Gesundheit schädigen. Um solche Abluft frei von jeder Verunreinigung zu halten, wurde eine Art von Luft-Reinigungsvor­ richtung entwickelt, deren Konstruktion in Fig. 1 dargestellt ist.

Die zum Stande der Technik gehörende Vorrichtung umfaßt hauptsächlich einen Behälter 11 zum Entfernen von Staub und einen Behälter 12 zum Entfernen schädlicher Gase. Der Betrieb dieser Vorrichtung wird folgendermaßen ausgeführt:

Die Gichtabluft tritt in dem Behälter 11 durch eine Einlaßleitung 13 ein und wird durch eine darin angeordnete Wassersprüheinrich­ tung 14 besprüht, wodurch der Staub durch die Absorption der fallenden Wassertropfen entfernt wird. Die verbleibende Abluft tritt in den Behälter 12 durch den Kanal 15 ein und wird durch eine darin angeordnete Mischungs-Sprüheinrichtung 16 besprüht, wobei die Sprühmischung auf eine chemische Zusammensetzung in der Abluft abgestimmt ist, z. B. Kalkwasser (Kalziumcarbonat), welches in der Lage ist mit schädlichen gasförmigen Sulfiden in der Abluft zu reagieren, während das By-Product, z. B. CaSO, wiedergewonnen werden kann als Rohmaterial zur Verwendung bei der Herstellung von Stuckgips. Die gereinigte Abluft wird dann durch eine Auslaßleitung 17 in die Atmosphäre ausgefördert.

Wegen der Tatsache, daß die abwärts gesprühten Wassertropfen und die chemische Mischung nicht die gesamte Abluft kontaktieren kann, ist es schwierig, den Staub und die schädlichen Gase mit Hilfe dieser Vorrichtung vollständig aus der Abluft zu entfernen. Darüber hinaus muß während einer Reinigung und/oder Instandhaltung der Vorrichtung der Betrieb der Vorrichtung unterbrochen werden.

Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abluft-Reinigungsvorrichtung zu schaffen, welche alle in der Abluft von Fabriken oder Maschinen vorhandenen Schmutzstoffe wirksam entfernt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Abluft- Reinigungsvorrichtung, welche kontinuierlich betrieben werden kann, also auch während Reinigungs- oder Instandhaltungsmaßnahmen ablaufen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß eine Abluft-Reinigungsvorrichtung zum Einbau in die Abluftleitung vorgesehen ist, welche den Staub und die schädlichen Gase, welche in der Abluft enthalten sind, wirksam entfernt, um so die Luftverschmutzung zu verhindern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt im wesentlichen einen Rahmenträger, welcher eine erste Seitenwand aufweist, welche einen Einlaß hat für die zu reinigende Abluft und eine zweite Seitenwand mit einem Auslaß für den Austritt der gereinigten Abluft. Wenigstens ein Filterelement ist entfernbar eingesetzt zwischen der ersten und der zweiten Seitenwand, welche eine Mehrzahl von geeignet dimensionierten Perforationen hat.

Mittel zur Lieferung einer ausgewählten Reinigungsflüssigkeit sind vorgesehen, die gegen das Filterelement geleitet und über die Perforationen ausgebreitet wird, wobei ein Flüssigkeitsfilm darauf geformt wird, nachdem die Reinigungsflüssigkeit über das Filter­ element geflossen ist. Ferner sind Mittel zum Sammeln der Reini­ gungsflüssigkeit, die über das Filterelement geflossen ist, angeordnet.

Vorzugsweise umfaßt das Filterelement einen hohlen Filterrahmen und eine Filtermembran mit geeignet dimensionierten Perforationen darin. Bevorzugt besteht die Filtermembran aus einer Mehrzahl von Membranschichten.

Bevorzugt wird es ferner, daß die Zuführmittel wenigstens ein erstes Zuführungsteil zum Zuführen von Wasser zu dem Filterelement umfassen. Bevorzugt ist es dabei, daß die Zuführmittel wenigstens ein zweites Zuführelement umfassen zum Zuführen einer ausgewählten chemischen Lösung zu dem Filterelement, die geeignet ist zum Reagieren mit den schädlichen Gasen in der Abluft, um die Gefahr der Umweltverschmutzung auszuräumen.

Die Abluftleitung kann entsprechend den aktuellen Notwendigkeiten mit einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen Vorrichtungen bestückt sein, von denen jede auf einen individuellen Schmutzstoff in der Abluft eingestellt ist, so daß die Reinigungswirkung maximiert wird.

Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispiele deutlich. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Reinigungsprozesses mit Hilfe einer bekannten Abluft-Reinigungsvorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Konstruktion einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht der bevorzugten Ausführung gemäß Fig. 2,

Fig. 3a einen perspektivischen Ausschnitt des Filterrahmens mit Membran in der Nutenführung,

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Abluft-Reinigungssystems mit zwei Einheiten gemäß Fig. 2, die an eine Abluft­ leitung angeschlossen sind,

Fig. 4a zeigt einen Flüssigkeitsfilm auf einem Abschnitt der Perforationen in dem Filterelement der bevorzugten Ausführung,

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführung der erfindungsgemäßen Ausführung,

Fig. 6 eine schematische Frontansicht der zweiten Ausführung gemäß Fig. 5.

In den Fig. 2 und 3 ist eine bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung dargestellt, die im wesentlichen einen Rahmenträger 20 umfaßt, eine Mehrzahl von Filterelementen 30, Flüssigkeitszufuhrmittel 40 und Flüssigkeits­ sammelmittel 50.

Der Rahmenträger 20 hat im wesentlichen die Form eines rechteckigen Hohlkörpers mit einer ersten Seitenwand mit einer Öffnung zum Ein­ leiten der verschmutzten Abluft und eine zweite Seitenwand gegen­ über der ersten Seitenwand mit einer Öffnung zum Ausfördern der gereinigten Abluft. Der rechteckige Hohlkörper umfaßt ferner zwei gegenüberliegende Seitenwände parallel zur Strömungsrichtung der Abluft, von denen jede eine Mehrzahl von Längsrippen 21 aufweist, die an der Innenoberfläche gebildet sind. Das Filterelement 30 ist lösbar eingesetzt in gegenüberliegende Nuten 22, welche jeweils durch beabstandete Längsrippen 21 gebildet werden und die in Richtung quer zur Strömungsrichtung der Abgase verlaufen. Auf die oberen Enden des Rahmenträgers 20 ist eine Mehrzahl von Kappen 23 zum Abdecken der darin angeordneten Filterelemente 30 gesetzt.

Das Filterelement 30 besteht aus einem rechteckigen Hohlfilter­ rahmen 31, der zwischen gegenüberliegenden Nuten 22 eingesetzt ist und eine Filtermembran 33 mit geeigneten darin geformten Per­ forationen trägt.

Der Filterrahmen 31 ist mit Vertiefungen 32 versehen und Rahmen­ stäben 34 zum Sichern der Filtermembran 33 an ihm. Die Filter­ membran 33, bevorzugt aus Nylon oder Metall, besteht aus einer Mehrzahl von Membranschichten. Die Flüssigkeitszuführungsmittel 40 sind am oberen Ende des Rahmenträgers 20 angeordnet und abwechselnd mit Filterelementen 30 versehen, die ein Zuführrohr 41 mit einer Reihe von Sprühöffnungen 42 umfassen, die auf das Filterelement 30 gerichtet sind.

Der Flüssigkeitssammler 50 ist am Boden des Rahmenträgers 20 angeordnet und umfaßt einen Sammeltrog 51 zum Sammeln der Reinigungsflüssigkeit, welche durch die Flüssigkeitszufuhrmittel 40 ausgesprüht wird und über die Filtermembran 33 fließt. Zusätzlich sind die Böden des Rahmenträgers 20 und das Filterelement 30 eingetaucht in die Flüssigkeit, welche in dem Sammeltrog 51 steht.

Beim Betrieb der Ausführung gemäß Fig. 2 zwingen die Flüssigkeits­ zufuhrmittel 40 einen Strom von ausgewählter Reinigungsflüssigkeit durch die Sprühöffnungen 42 und gegen das Filterelement 30, wobei die Reinigungsflüssigkeit sich dann über die Perforationen 331 des Filterelements ausbreitet. Ein Filterflüssigkeitsfilm, der auf der Flüssigkeitsspannung beruht, ist dann wirksam auf der Filtermembran 33 gebildet, wie Fig. 4A zeigt. Der Flüssigkeitsfilm 332 blockiert und absorbiert Staub und/oder schädliche Gase, welche in der Abluft enthalten sind, welche hindurchströmt. Die fallenden Tropfen tragen die absorbierten Schmutzstoffe mit, und diese werden in dem Sammeltrog 51 aufgefangen. Die Zuführung der Abluft kann wirksam durch Anordnung eines Luftkompressors in der Luftreingungsvorrich­ tung gemäß der Erfindung verbessert werden. Schließlich kann die gereinigte Abluft in die Atmosphäre entlassen werden.

Die über die Filtermembran zu sprühende Reinigungsflüssigkeit kann nur aus Wasser zum Absorbieren des Staubes bestehen, oder aus einer chemischen Lösung, die in der Lage ist, mit einem schädlichen Gas in der Abluft zu reagieren, um die Gefahr der Luftverschmutzung dadurch zu verringern.

Zum Beispiel kann die Reinigungsflüssigkeit aus Kalkwasser bestehen, welches in der Lage ist, schädliche gasförmige Sulfide, wie SO₂ zu entfernen. Das entstehende CaSO, welches in dem Sammeltrog 51 aufgefangen wird, kann als Rohmaterial zur Verwendung bei der Herstellung von Stuckgips wiedergewonnen werden.

In Fig. 4 ist ein Luftreinigungssystem mit zwei Einheiten der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Fig. 2 dargestellt, die an eine Abluftleitung angeschlossen sind. Dabei kann die erste Einheit ausschließlich zur Entfernung von Staub ausgerüstet sein. Die Reinigungsflüssigkeit, die über die Filtermembran 33 verteilt wird, ist dann Wasser. Die zweite Einheit kann zur Entfernung eines schädlichen Gases, wie SO₂, ausgerüstet sein, und die zu verteilen­ de Reinigungsflüssigkeit kann eine entsprechende chemische Lösung, wie Kalkwasser, sein. Das oben beschriebene System ist ausschließ­ lich ein einfaches Beispiel zur Erläuterung des Luftreinigungs­ systems, so daß je nach den aktuellen Notwendigkeiten des Benutzers auch wenigstens zwei Einheiten der Ausführung gemäß Fig. 2 vorge­ sehen sein können, von denen jede auf einen individuellen Schmutz­ stoff, der aus der Fabrik- oder der Maschinenabluft zu entfernen ist, gerichtet ist.

Die Filtermembran 33 kann allein mittels des kontinuierlichen Flusses der Reinigungsflüssigkeit darüber gereinigt werden. Bezüglich der Gesamtreinigung des Systems gemäß der Erfindung können die einzelnen Filterelemente 30 zum Waschen getrennt von dem Rahmenträger 20 entfernt werden, indem die Kappe 23 abgenommen und dann das Filterelement 30 herausgezogen wird, wie im rechten Teil der Fig. 2 dargestellt ist.

Da jedes der Filterelemente 30 des Systems gemäß der Erfindung unabhängig ist, wird der normale Betrieb der Vorrichtung während der Reinigung eines Filterelements 30 oder während der Instand­ setzung nicht notwendigerweise unterbrochen. Alternativ kann die Vorrichtung mit einer Bewegungseinrichtung gekuppelt sein, so daß die Reinigung der Filterelemente 30 durch Bewegen (Rütteln, Schütteln) vorgenommen wird.

Die Zahl der Filterelemente 30 und die Schichten der Filtermembran 33 sind variabel in Abhängigkeit von den jeweiligen Wünschen der Verwender. Darüber hinaus ist der Oberflächenabschnitt der Filtermembran 33 ausweitbar.

Eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Sie umfaßt wenigstens einen Rahmenträger 60, eine Mehrzahl von Filtermembranen 70, die eine Mehrzahl von Membranschichten 71 aufweisen, eine Flüssigkeits­ zuführung 80, die ein Zuführrohr 81 mit vielen Sprühöffnungen 82 umfaßt, die auf die Membranschichten 71 gerichtet sind, und einen Flüssigkeitssammler 90.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Entfernen unerwünschter Teilchen oder Gase aus der Abluft, die eine Abluftleitung verläßt, bestehend aus:

• - einem Rahmenträger mit einer ersten Seitenwand, die einen Einlaß zum Anschluß für eine ankommende Abluftleitung hat, und eine zweite Seitenwand gegenüber der ersten Seitenwand mit einer Austrittsöffnung zum Abfördern der Abluft,
• - eine Mehrzahl von Filterelementen, die lösbar zwischen der ersten und der zweiten Seitenwand eingesetzt sind und von denen jedes einen hohlen peripheren Rahmen umfaßt, an dem eine Filtermembran befestigt ist, in der eine Mehrzahl von Perforationen ausgebildet ist,
• - der Rahmenträger hat Mittel zum Tragen jedes der Filterelemente in im wesentlichen parallelem Abstand, wobei jedes Filterelement unabhängig von dem anderen vom Rahmenträger entfernbar ist,
• - Mittel zum Zuführen eines Stromes von Reinigungsflüssigkeit, die gegen das Filterelement gerichtet ist und verteilt wird über einen Hauptabschnitt der Perforationen,
• - wobei die Perforationen so dimensioniert sind, daß ein Flüssig­ keitsfilm darauf wirksam gebildet wird, nachdem die Reinigungs­ flüssigkeit sich über das Filterelement verteilt hat,
• - Mittel zum Sammeln der über das Filterelement fließenden Reinigungsflüssigkeit.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführmittel wenigstens ein erstes Zuführelement umfaßt zum Fördern von Wasser zu dem Filterelement.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführmittel wenigstens ein zweites Zuführteil umfaßt zum Zuführen einer chemischen Lösung zu dem Filterelement, die in der Lage ist, die Gefahr der Umweltverschmutzung, die durch Anwesenheit eines schädlichen Gases in der Abluft entsteht, auszuräumen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Lösung schädliche Gase absorbiert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement einen Hohlfilterrahmen und eine darauf vorgesehene perforierte Filtermembran umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermembran aus einer Mehrzahl von Membranschichten besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement senkrecht zur Fließrichtung der Abluft ausgerichtet ist.