DE4224172A1 - Gasreinigungsvorrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gasreinigungsvorrichtung mit Filter.
Eine Gasreinigungsvorrichtung der genannten Art ist aus DE-A-37 05 705
bekannt. Im Bypass zum Rauchgasabzug sind zwei in Abstand voneinander
angeordnete Feststoffkatalysatoren angeordnet, denen ein Wärmetauscher und
ein Reaktionsgefäß nachgeschaltet ist. Im Reaktionsgefäß wird das im
Wärmetauscher anfallende Kondensat neutralisiert.
Es soll eine Gasreinigungsvorrichtung geschaffen werden, mit der u. a. schwer
zerstörbare Schadstoffe aus Gasen entfernt und zu unschädlichen Stoffen
katalytisch abgebaut werden können.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Kennzeichen des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen in der kompakten
Bauweise der Vorrichtung und im Verbrauch von weniger Energie bei ihrem
Betrieb gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen zu sehen. Sie ermöglicht ferner
ein Reduzieren der Absaugleistung von Abgasen, da die Reinigung im
wesentlichen autotherm erfolgt und damit Abgaskonzentrationen möglich
werden, die bei Verwendung herkömmlicher Vorrichtung zur Explosion neigen.
Die Erfindung eignet sich gleichermaßen für die Reinigung von Deponiegasen,
von geruchsbeladenen Gasen aus Absaugungen von beispielsweise Räuchereien,
von aromatischen Kohlenwasserstoff enthaltenden Gasen aus Absaugungen aus
dem gewerblichen Bereich, von Abgasen aus Tunnelöfen in der Ausbrandphase,
von Schwelbrandgasen bei Holzfeuerungen und als Rußfilter für insbesondere
stationäre Dieselbrennkraftmaschinen. Es sind Betriebstemperaturen von 300 bis
1350°C möglich.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg
darstellender Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1, die Gasreinigungsvorrichtung geschnitten;
Fig. 2, den Schnitt II-II von Fig. 1;
Fig. 3, eine Alternative zur Gasreinigungsvorrichtung nach Fig. 1 geschnitten
und
Fig. 4, eine Gasreinigungsvorrichtung mit zwei in Reihe geschalteten
Filtermodulen.
Die Gasreinigungsvorrichtung nach Fig. 1 kommt im wesentlichen für
Anwendungen in Betracht, bei denen der Druck auf der Rohgasseite kleiner ist
als auf der Reingasseite (z. B. Deponiegas). Die Vorrichtung gemäß Fig. 3 wird
bevorzugt bei Drucken eingesetzt, die auf der Rohgasseite größer als auf der
Reingasseite sind (z. B. Dieselfahrzeuge). Für schwierige Reinigungsprobleme
kann es zweckmäßig sein, mehrere Filtermodule 9 (Fig. 4) hintereinander zu
schalten.
Im Gehäuse 11 mit dem Rohgaseinlaß 1 und dem Reingasauslaß 10 ist ein
Filtermodul 9 angeordnet, der aus einem Träger 2 aus porösen,
wärmebeständigen, elektrisch isolierendem Material besteht. Auf dem Träger 2
ist ein beheizbares Metallgewebe 3 angeordnet. Die innere Oberfläche des
porösen Trägersmaterials und/oder des Metallgewebes 3 kann mit einer
katalytisch wirksamen Schicht versehen sein (nicht dargestellt). Die katalytisch
wirksame Schicht kann aus Metalloxiden oder Edelmetallen bestehen.
Das verunreinigte und oxidierbare Stoffe enthaltende Rohgas gelangt über
Rohgaseinlaß 1 in das Gehäuse 11 (Fig. 3) oder direkt in den Hohlraum des
porösen Trägers 2 (Fig. 1). Aus dem Gehäuse 11 strömt das Rohgas durch das
gegebenenfalls beheizbare Metallgewebe 3 und den Träger 2 in den Hohlraum
des Trägers 2 und von dort zum Reingasauslaß 10. Gelangt das Rohgas vom
Rohgaseinlaß 1 direkt in den Hohlraum des Trägers 2, strömt es von dort durch
den Träger 2 und das Metallgewebe 3 in das Gehäuse 11 und zum
Reingasauslaß 10. Beim Durchgang durch den porösen Träger 2 und das
Metallgewebe 3 erfolgt zwischen den oxidierbaren Stoffen des Rohgases und
der gegebenenfalls katalytisch beschichteten inneren Oberfläche des porösen
Trägers 2 und/oder des Metallgewebes 3 eine Wechselwirkung. Sind
katalytische Schichten vorhanden wird eine selbsterhaltende Niedrigtemperatur
Oxidation bei 300°C (flammenlose Verbrennung) erreicht. Bei rußbeladenem
Rohgas ist eine exotherme Verbrennung von Ruß möglich. Die durch die
Oxidation der Schadstoffe im Rohgas entstehende Energie kann wärmetechnisch
verbraucht werden. Die jeweilige Betriebstemperatur (Solltemperatur) der
Gasreinigungsvorrichtung kann mit einem Temperaturfühler 7 ermittelt werden.
Der Meßwert des Temperaturfühlers 7 kann zur Regelung der Energiezufuhr 6
für die Heizung des Metallgewebes 3 verwendet werden. Durch die Regelung
werden Temperatursprünge oder lokale Temperaturerhöhungen vermieden. Ein
durch unterschiedliche Rohgaszusammensetzung verursachter Wärmeüberschuß
oder -unterschuß (Defizit) kann damit ausgeregelt werden. Eine zusätzliche
Ionisierungseinrichtung 8 mit den Elektroden 4, 5 ermöglicht den Transport von
z. B. schwer abbaubaren Polymeren im Rohgas zum heißen Metallgewebe 3 und
dem Träger 2 oder die Bildung von Ozon.
Der radiale Aufbau der Gasreinigungsvorrichtung ermöglicht ein homogenes
Wirkungsfeld von Metallgewebe 3 und porösem Träger 2. Eine
Kaskadenanordnung (Fig. 4) von mehreren Filtermodulen 9 gegebenenfalls mit
jeweils unterschiedlich wirkender katalytischer Beschichtung ist ohne
wesentlichen Druckverlust möglich, so daß auf diese Weise sich Schadstoffe
selektiv optimal ausfiltern lassen. 12 deutet einen Entspannungsraum für das
Gas an.
Auf Grund der modularen Bauweise eignet sich Gasreinigungsvorrichtung zum
Nachrüsten bestehender Anlagen. Der Abbau der Schadstoffe kann
chemokatalytisch oder thermokatalytisch erfolgen.
Claims (10)
1. Gasreinigungsvorrichtung mit Filter, dadurch gekennzeichnet, daß in
einem Gehäuse (11) mit Rohgaseinlaß (1) und Reingasauslaß (10) ein
Filtermodul (9) angeordnet ist, der aus einem Träger (2) aus porösem,
wärmebeständigem, elektrisch isolierendem Material besteht, auf dem ein
beheizbares Metallgewebe (3) angeordnet ist.
2. Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Träger (2) aus miteinander verbundenen Keramikteilchen besteht, die
im wesentlichen kugelförmige und kantige Gestalt aufweisen.
3. Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Träger (2) als einseitig geschlossener Hohlkörper
ausgebildet ist.
4. Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Gaseinlaß (1) in die Öffnung des Hohlkörpers übergeht.
5. Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Öffnung des Hohlkörpers in den Gasauslaß (10) übergeht.
6. Gasreinigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das beheizbare Metallgewebe (3) und/oder der
poröse Träger (2) mit einer katalytisch wirksamen Schicht versehen sind.
7. Gasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß auf der Gaseinlaßseite (1) und der Gasauslaßseite
(10) des Trägers (2) Ionisierungselektroden (4, 5) angeordnet sind.
8. Gasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Träger (2) mit Stegen versehen ist, auf denen
sich das Metallgewebe (3) abstützt.
9. Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Träger (2) aus einer Trägerstruktur (Stab- oder
Rohrbündel) besteht, auf der das Metallgewebe (3) angeordnet ist.
10. Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Träger (2) aus 40 bis 85% kugelförmigen und 15-60% kantigen
Keramikteilchen besteht, die durch eine Glasphase aus Ton, Feldspat oder
einer Fritte miteinander verbunden sind.
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