-
Die
vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren für die Reinigung von Luft, die
von Pulvern, Gasen und Dämpfen
und Lösungsmittel,
auch Aromaten, verunreinigt ist.
-
Das
Verfahren ist für
die Vernichtung der im Luftstrom enthaltenen Lösungsmittel äußerst geeignet,
zudem dadurch dass im gleichen Arbeitsprozess auch die anderen Schadstoffe
zerstört
werden.
-
Tatsächlich wurde
bis heute ausschließlich aktive
Kohle zur Absorption von Lösungsmittel
verwandt, wobei diese aktive Kohle regeneriert werden musste, was
hohe Transport- und Behandlungskosten mit sich brachte.
-
Außerdem,
sowohl die so genannten kalten Instant-Verdunstungs Verfahren der
Flüssigkeiten aus
der Luft, durch Versprühung
der Flüssigkeit durch
Zerstäuber-Düsen, als
auch der Instant-Kondensierungverfahren
der Flüssigkeit,
erreicht durch Luftkompression, waren bereits bekannte Bestandteile.
-
Derzeit,
auch Ventilatoren mit der einzigen Funktion der Luftabscheidung
werden in Luftreinigungssystemen eingesetzt, und werden deshalb
normalerweise stromabwärts
des Luftreinigungssystems platziert, und direkt stromaufwärts des
Abzuges.
-
In
der Vergangenheit konnte eine Dampf-Kondensierung auf den so genannten Kondensierungskeimen,
z.B. auf den normalerweise in der Luft enthaltenen Verschmutzungen,
festgestellt werden.
-
Auch
das Phänomen
des hochgesättigten Dampfes
kondensierend auf den so genannten Antitropf- und Antikondensierungs-Metallmatten,
ist wohl bekannt.
-
Reinigungssysteme
des gasigen Flusses sind bekannt von IT-1,290,778-B entsprechend
dem Oberbegriff des Anspruches 1, SU-1, 151, 276-A und US-4.401.440-A.
-
Die
Aufgaben des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung, sind viele und beachtenswert:
- – die Möglichkeit
des Einsatzes eines feuchten Luftreinigungsverfahrens, unter Gebrauch
der folgenden Verdampfungs- und Kondensierungseffekte, welche augenblicklich
ablaufen, zur linearen Reduzierung der Dimensionen des Systems
- – die
Realisierung von Reinigungsmaschinen ohne die so genannten Füllkörper aufgrund
welcher es möglich
wird, bei der gleichen Menge zu reinigender Luft, die Dimensionen
und die Produktionskosten durch einfache Erhöhung der Durchschnittsgeschwindigkeit
des Luftstroms und des Flüssigkeitsflusses,
zu reduzieren
- – die
Möglichkeit
Reinigungsmaschinen zu realisieren, ausgestattet mit einem Hochdruckgebläse, das
gleichzeitig auch als Luftabscheider dient, aus der Umgebung in
die Atmosphäre,
ohne gezwungen zu sein zwei Gebläse
zu installieren, eines nach dem anderen;
- – die
Möglichkeit
Luftströme,
auch bei hohen Temperaturen zu reinigen, durch eine wesentliche
Reduzierung des Wärmewertes,
welche durch Zerstäuber-Verdampfer
erreicht werden kann, dank des Vorhandenseins von Wasser in der
Zirkulationsflüssigkeit;
- – die
Realisierung eines Verfahrens, das jedweden verschmutzenden Agens,
auch aromatisch, von der Luft entfernt durch einfaches Einsetzen einer
zirkulierenden Flüssigkeit,
geeignet es zu fangen, d.h. es in die Lösung einzuführen oder in Dispersion im
Flüssigkeitskörper;
- – die
Möglichkeit
einer einfachen Eliminierung der aufzubereitenden Flüssigkeit,
sobald sie mit verschmutzenden Agens gesättigt ist, aus der Reinigungsmaschine,
in einen Tank, der sich nicht unbedingt in der Nähe der Maschine befinden muss;
- – die
Durchführung,
auch der sub-mikronischen Reinigung der Luft, dank des Anwachsens
der Schmutzpartikel durch die Kondensierung;
- – die
Möglichkeit,
Maschinen einzusetzen, die nie angehalten werden müssen, da
sie keine Füllkörper haben;
- – die
Möglichkeit,
den Reinigungsgrad des Prozesses durch Erhöhung der Förderhöhe des Kompressor-Gebläses zu erhöhen und
zur gleichen Zeit, sowohl die Reduzierung des Austritts des Venturi
Rohres und/oder die Ausgangssektion der Luft aus den Ruhekammern,
stromabwärts
vom Kompressor-Gebläse
angebracht, als auch die Variation des Reinheitsgrades der zirkulierenden Flüssigkeit;
- – die
Möglichkeit
die Reinigungsmaschine mit einem kleinem Kessel zur Entgasung der
Absorptionsflüssigkeit,
zu versehen, mit nachfolgendem Auffangen der konzentrierten Lösungsmittel;
- – die
Möglichkeit
besagte Maschine mit einem Brenner für die konzentrierten Lösungsmittel
zu versehen.
-
Zur
Erreichung der oben erwähnten
Aufgaben und zur Zerstörung
besagter verschmutzenden Agens, sieht das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Absorbierung in einer flüssigen
Phase in der Maschine vor, in welcher ein inniges, dynamisches Gemisch
zwischen der zu reinigenden Luft und der zirkulierenden Flüssigkeit
erreicht werden könnte.
Dieses Verfahren wird näher
in den als Anlage beigefügten
Ansprüchen
definiert, mit besonderem Bezug auf Anspruch 1.
-
Die
zirkulierende Flüssigkeit
in besagter Maschine kann bestehen – gemäß der vorliegenden Erfindung – aus heterogenen
Kohlenwasserstoffmischungen und behandeltem Wasser, welches durch einen
ein fachen Anordnung abgeschieden werden könnte, aufgrund des unterschiedlichen
spezifischen Gewichtes einer jeden Flüssigkeit, sowohl als auch durch
eine homogene Mischung von behandeltem Wasser und Lösungsmittel
oder anderen Flüssigkeiten,
welche durch einen Destillationsturm getrennt werden könnten.
-
Zur
Spezifizierung der Mittel, sowohl die eine als auch die andere Mischung,
ebenso wie die flüssige
Dispersion, wie auch immer sie realisiert wird, können gebraucht
werden, nur die Flüssigkeit
wird erwähnt
werden, zur Erklärung
des Verfahrens, gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Die
gleiche Flüssigkeit,
die zur Absorbierung der verschmutzenden Agens gebraucht wird, wird
sowohl zur Kühlung
des gasigen Flusses eingesetzt – falls
er zu warm ist – als
auch zur Verdampfung und Sättigung
im Dampf des Luftstromes, und zur Waschung und Entfernung von Kondensaten
und festen Partikeln, welche auf die Wände der Ruhekammern fallen.
-
Dieselbe
Flüssigkeit
geht in Umlauf während der
Behandlung, mit dem Ziel, die Funktionseigenschaften zu wiederherstellen,
da es verschmutzende Agens absorbiert.
-
Solche
Eigenschaften bestehen z.B. in der Kapazität an verschmutzenden Partikeln
anzudocken, Gase und Lösungsmittel
zu schmelzen, und durch Erzeugung kondensierter Dämpfe, auch
die aromatischen Komponenten der verschmutzenden Substanzen zu absorbieren.
-
Sofern
es den thermodynamischen Prozess betrifft, eingesetzt zur Zerstörung der
verschmutzenden Agens, präsent
im Luftstrom, muss unterstrichen werden, dass, falls die Temperatur
des zu reinigenden Luftstroms nicht über 100°C ist, es weder notwendig sein
wird, Hitze zuzuführen
noch abzuführen, sensitiv
in besagtem Luftstrom, sondern nur Dampfzuführungen und Abführungen,
entsprechend einem Temperatur neben dem Raumtemperatur.
-
Falls
die Lufttemperatur höher
als die erwähnte
ist, könnte
selbige stromaufwärts,
im beschriebenen Kreislauf, reduziert werden.
-
Der
hohe Wassergehalt in der Flüssigkeit wird
sowohl zur Abkühlung
des Luftstroms – wie
bereits erwähnt – als auch
im Falle des Einsatzes in der Mischung auch anderer Flüssigkeiten
wie Kohlenwasserstoff, zur Vermeidung von Funkenbildung mit der
Gefahr einer Explosion, falls sie ohne Wasser benutzt werden.
-
Das
Verfahren, gemäß der vorliegenden
Erfindung, wird hierunter detaillierter beschrieben, gemäß einer
möglichen
Ausführungsart,
welche die folgenden Hauptanwendungen im zu reinigenden Luftstrom,
enthält:
- – die
zu reinigende Luft wird durch Sprühdüsen versprüht, da sie einen hohen Prozentsatz
an kalter Sofort-Dampfproduktion hat (d.h. ohne Zusatz empfindlicher
Hitze), während
die Geschwindigkeit erhöht
wird (z.B. in der Konvergenz eines VENTURI Rohres);
- – schließlich, die
Geschwindigkeit des Luftstroms ist reduziert, d.h. in der Divergenz
eines Venturi-Rohrs, so dass der Druck zunimmt und der Strom wird
zu einem Tropfenbinder geleitet, der die erste Phase der Kondens-Zerstörung abschließt, aufgrund
des kontinuierlichen Vorhandenseins von Dampfverhältnissen
Nahe an der Sättigung;
- – er
zu reinigende Luftstrom, der bereits eine erste grobe Reinigung
durchgemacht hat, wird nun in ein Hochdruckgebläse gebracht, das sowohl die Ladeverluste
in der Luftventilation überwinden kann,
als auch dynamisch einen relativ niedrigen Druck im VENTURI Rohr
beibehal ten kann, verglichen mit dem Auffangpunkt der Luft, und
dynamisch in den Dampfkondensierungelementen, hiernach beschrieben,
einen relativ hohen Druck beizubehalten, im Vergleich mit dem Ausstoß des Luftstroms
in die Atmosphäre;
- – die
Luft ist bereits stromabwärts
unter Druck im Kompressorgebläse,
und wird in die erste Ruhekammer geleitet, welche die Funktion der
Kondensierungskammer hat, wo die Luft entgegen ihrer Ausgangsschnelligkeit
verlangsamt und umgeleitet wird, zur Trennung von den Nebeltropfen, welche
an den Wänden
der Kammer niederfallen;
- – Aufgrund
der Druckerhöhung,
dank sowohl des Einsatzes des Gebläses als auch der Geschwindigkeitsreduzierung,
entsteht in der ersten Ruhekammer Nebel, der schnell auf den Boden
der Kammer fällt,
sowohl aufgrund der Schwerkraft, auf die Wände der besagten Kammer, als
auch dank der Trägheit,
und wird dann gesammelt in der zirkulierenden Flüssigkeit.
-
In
der Tat ist es bekannt, dass falls die Luft gesättigt im Dampf, welche mit
einer Flüssigkeit
mit einer niedrigeren Temperatur als der kriti schen Temperatur der
besagten Flüssigkeit
gemischt wird, erfolgt eine schnelle Volumenreduzierung aufgrund
der Kompression, eine sofortige Umwandlung eines gesättigten
Dampfes in einen hochgesättigten
Dampf erfolgt, welche für
einen bestimmten Zeitraum unverändert
bleibt falls die Luft rein ist.
-
Im
Falle verunreinigter Luft, die das Behandlungsziel dieses Verfahrens,
gemäß der vorliegenden Erfindung
ist, die Volumenverminderung der im Dampf gesättigten Luft bedingt die sofortige
Kondensierung der Flüssigkeit
auf den verschmutzenden Partikeln, indem sie die gleiche Menge Kondensierungskeime
bilden.
-
Die
erste Ruhekammer, im Prozess der zu reinigenden Luft wird gefolgt
von einem Element zur sensiblen Reduzierung der Ausgangssektion,
das ein örtliches
Ansteigen der Luftgeschwindigkeit beinhaltet.
-
Besagtes
Element zur Reduzierung der Ausgangssektion der Ruhekammer könnte z.B.
auch Luft-Umleitungsturbine
sein, typisch für
einen Zyklon mit Achsensymmetrie in welchem die freie Passage auf
die Hälfte
reduziert wird, ein Drittel oder mehr.
-
Nahe
der besagten Auslasssektion aus der Ruhekammer, kreuzt die Luft
das Aktionsfeld der Kalt-Verdampfer-Sprühdüsen der entsprechenden Kapazität, und das
bewirkt eine sofortige, kalte Verdampfung der Flüssigkeit, begünstigt durch
den örtlichen
Geschwindigkeitsanstieg und der gleichzeitigen Druckverminderung.
-
Sofort
nach Kreuzung der Sofort-Verdampfungs-Zone,
tritt der Luftstrom in eine zweite Ruhekammer, wo eine zweite Sofort-Kondensierung
stattfindet, mit der Adhäsion
der Nebelpartikel den Wänden
der Kammer, wo se durch die Umleitung des Flusses landen, und auf
dem Boden besagter Kammer.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung, falls ein Zyklon benutzt wird, wird der letztere feuchter
Natur sein, in welchem die beiden Verdampfungs- und Kondensierungszonen
so nah sind, dass sie sich berühren.
-
Nach
der zweiten Ruhekammer, und mit den gleichen Massen, kann die zu
reinigende Luft noch eine dritte, oder eine vierte ... treffen,
entsprechend der Notwendigkeit den Reinigungsgrad zu verbessern.
-
In
jeder Ruhekammer, in der Tat, wird eine Gruppe von Kondensierungskeimen
eingefangen, und gleichzeitig werden Lösungsmittel in der zirkulierenden
Flüssigkeit
gebunden.
-
Am
Auslass der letzten Ruhekammer sind keine Sprühdüsen, um das ermüdende Einführen der Tropfen
in die Luftkapazität,
welche in die Atmosphäre
abgeführt
wird, zu vermeiden, aber nichtsdestoweniger ist eine enge Passage
entstanden, z.B. durch Einbringung eines Metall-anti-Tropfen-Netzes
auf der normalen Passage, mit dem Ziel den hochgesättigten Dampf
zu kondensieren, der anderenfalls nicht kondensieren könnte, aufgrund
des Mangels an so genannten Kondensierungskeimen.
-
Falls
ein Achsensymmetrischer Zyklon verwandt wird, ist dieser trockener
Natur mit einem Anti-Tropf Netz im Luftauslassbereich.
-
Die
gereinigte Luft wird in den Abzug geleitet und von dort in die Atmosphäre.
-
Das
Luftreinigungsverfahren, gemäß der vorliegenden
Erfindung, arbeit perfekt, außer
in jenen Fällen,
in denen sich aufgrund der Beschaffenheit der verschmutzenden Agens,
enthalten im zu reinigenden Luftstrom, sättigen, mit z.B. besonders
flüchtigen Lösungsmittel
oder anderen verschmutzen Agens der im Luftstrom zirkulierenden
Flüssigkeit,
die in den Abzug geleitet wird.
-
In
diesen Fällen,
gemäß der vorliegenden
Erfindung, bietet das Verfahren eine Modifizierung durch die Zirkulation
in der/n letzten Ruhekammer/n, der Flüssigkeit, bestehend nur aus
destilliertem Wasser oder zumindest relativ reinem Wasser. Ersetzend die
Mischung zirkulierender Flüssigkeiten
im Rest der Maschine.
-
In
der Tat, reines Wasser kann die Kondensierungskeime, welche im gasigen
Fluss enthalten sind, aufnehmen, ohne hohe Anteile von Partikeln, z.B.
von zu entfernenden Lösungsmittel
in besagten Luftstrom zu entlassen, im schlimmsten Fall jedoch nur
reine Wasserpartikel, ohne Auswirkungen auf die Umwelt, frei zu
setzen.
-
Außerdem können besagte
Reinwasserpartikel eingefangen werden, bevor sie in die Atmosphäre mit Hilfe
der vorgenannten Anti-Tropfen Metallmatten abgeleitet werden.
-
Im
letzteren Fall, wo die Gefahr der Sättigung der verschmutzenden
Agens in der Atmosphäre
besteht, muss die vorgenannte Behandlung des gasigen Flusses angewandt
werden (sofortige konsekutive Verdampfungs- und Kondensierungsprozesse) mit
differenzierter Flüssigkeit,
bestehend aus einer Wassermischung für die erste Verdampfungs- und Kondensierungsbehandlung
und aus reinem Wasser soweit es die letzten Behandlungen betrifft,
unmittelbar vor dem Ausstoß in
die Atmosphäre.
-
Bei
dieser Vorgehensweise wird die verschmutzte Luft zuerst mit einer
relativ schmutzigen Flüssigkeit
gewaschen, um sobald es die Notwendigkeit erfordert durch erhöhte Anteile
darin enthaltener verschmutzender Agens, in ein Aufbereitungsverfahren
geleitet zu werden, und danach mit reinem Wasser.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung, die sofortige kalte Verdampfung der Flüssigkeit
und die folgende Kondensierung des Dampfes durch die Luftkompression
erfolgen in schneller Abfolge, um den Dampf auf den Kondensierungskeimen
festzusetzen, welche die Verschmutzungslast darstellen, mit dem Endergebnis
der Umwandlung in Tropfen beachtlicher Groesse und Menge, und sie
aus dem Luftstrom durch einfache Umleitung des besagten Luftstroms zu
entfernen, der nicht von den flüssigen
Tropfen gefolgt wird, mit dem Endergebnis, besagte Verschmutzungslast
einzufangen und sie in die Flüssigkeit
fallen zu lassen.
-
Zur
Erreichung besagten Ergebnisses, das eingesetzte Gebläse wird
nicht mehr stromabwärts im
Reinigungssystem eingebracht, sondern sofort strom aufwärts am Abzug,
muss jedoch im besagten Reinigungssystemkörper enthalten sein, stromabwärts des
Endtropfabscheiders des Venturirohrs und sofort stromaufwärts von
den Ruhekammern.
-
In
der Tat, besagtes Gebläse
arbeitet nicht mehr nur als Abziehvorrichtung, sondern auch als Kompressor
für besagte
Luft, und wird zudem zu dem Element, das den sofortigen Kondensierungsprozess ermöglicht.
-
Außerdem,
zur Erreichung der maximalen Reduzierung des Luftdrucks im VENTURI
Rohr, stromaufwärts
des Kompressor-Gebläses
angebracht, ohne Änderung
der Funktionsweise des gesamten Verfahrens, wird eine variable Ausgangssektion
im Venturi Rohr angebracht, so dass sowohl die Luftstromgeschwindigkeit
in der Rohrverengung angepasst werden kann als auch der Druck im
Reinigungssystem.
-
Der
schwache Druck im VENTURI Rohr sowohl durch Drosselung des Durchflusses
als auch durch die sehr hohe Luftgeschwindigkeit in besagter Verengung,
in Verbindung mit dem Einsatz von Zerstäuberdüsen bedingt die sofortige Umwandlung
des zu reinigenden Luftstroms in einen mit gesättigten Dampf belasteten Luftstrom.
-
Die
folgende Kompression des Luftstroms, die stromabwärts des
Kompressorgebläses
erfolgt, bewirkt die sofortige Kondensierung des gesättigten Dampfes
um die Kondensierungskeime, falls notwendig, kann der Prozess auch
durch folgende Ruhekammern verbessert werden.
-
Die
notwendigen Bestandteile zur Durchführung des Reinigungverfahrens,
gemäß der vorliegenden
Erfindung, ohne den Einsatz eines Anti-Verstopfungs-Systems, einzusetzen
im letzten Abschnitt des Verfahrens, kann wie folgt beschrieben
werden:
- – ein
VENTURI Rohr mit variablem oder fixem Ausgang, vorzugsweise variabel;
- – eine
Vielzahl von Kalt-Verdampfern-Sprühdüsen, eingebracht in den Zirkulationskreislauf
für Hochdruck-flüssigkeit
geeignet, deshalb ausgestattet mit einer Zirkulationspumpe in adäquater Verbreitung;
- – Ein
Hochleistungs-Kompressor-Gebläse,
vorzugsweise zentrifugal selbstreinigendes Modell;
- – Ruhekammern,
welche sowohl die Aufgabe der Trennung der Kondenstropfen durch
Umleitung des Luftstromes und charakterisiert jeweils durch eine
wesentliche Drosselung der Luftauslass-Sektion, als auch durch das Kondensierungs- Sammelsystem mit
der folgenden Einleitung derselben in den Kreislauf der zirkulierenden Flüssigkeit;
- – sowohl
die erste als auch die folgenden Ruhekammern, werden mit Verdunstungs-Einsprühdüsen im Auslass
versehen;
- – Die
letzte Ruhekammer wird keine Verdunstungs-Einsprühdüse im Auslass haben, wie in
besagter nicht enger Sektion die Antitropfen und Antikondensierungs-Metallnetze
positioniert ist, mit der Aufgabe, mögliche vorhandene hochgesättigte Dämpfe, zu
kondensieren, durch Sammeln des Kondensates und Rückführung in
den Kreislauf der zirkulierenden Flüssigkeit;
- – Ein
System zum Filtern und Behandeln der Zirkulation-Flüssigkeit
mit dem Ziel den Sättigungsgrad
der verschmutzenden Substanzen zu kontrollieren;
- – ein
System zur Kontrolle des Anteils des gesättigten Dampfes des Luftstroms
im VENTURI Rohr;
- – elektrische
Schalt- und Kontrolltafel.
-
Außer allen
erwähnen
Elementen der besagten Behandlung, ohne das Anti-Verstopfungs-Systems,
zur Durchführung
des Verfahrens, gemäß der vorliegenden
Erfindung, mit dem Anti-Verstopfungs-System, bietet die vorliegende
Erfindung auch das Vorhandensein der folgenden Elemente:
- – eine
Maschine zur Wasserabscheidung aus der Zirkulationsflüssigkeit;
- – eine
Maschine zur Wasseraufbereitung oder eine Maschine zur Destillierung
des besagten Wassers;
- – Kalt-Verdampfer-Sprühdüsen von
reinem Wasser, angebracht auf einem passenden Umlauf von reinem
Wasser in Zirkulation mit einer geeigneten Hoheförderhöhepumpe;
- – ein
System zur Prüfung
des Reinheitsgrades des umlaufenden Wassers, unter Einleitung desselben
in die zirkulierende Flüssigkeit,
im noch verbliebenen Teil der Maschine, falls der Reinheitsgrad
unter die vorherbestimmten Werte sinkt;
- – eine
Tafel zur Schaltung und Kontrolle der Funktionen der oben erwähnten Elemente.
-
Was
die Aufeinanderfolge der zur Durchführung dieses Verfahrens einschließlich des
Anti-Verstopfungs-Systems
betrifft, sind diese in der Sequenz mit welcher sie von der zu reinigenden
Luft gekreuzt werden:
- – Sprühdüsen zur Verdunstung und Verdampfung einer
Flüssigkeit,
stromaufwärts
angebracht in der Konvergenz des VENTURI Rohrs;
- – ein
VENTURI Rohr mit einer fixen oder variablen Einmündung,
- – ein
Tropfensetzer;
- – ein
Hochleistungskompressor-Gebläse
(die Luft befindet sich in Unterdruck in allen Phasen stromaufwärts des
Kompressorgebläses
und in sofortigem Überdruck
stromabwärts):
- – eine
erste Ruhekammer, gefolgt von einer engen Ausstoß-Sektion, befeuchtet durch
die Verdampfer-Sprühdüsen der
zirkulierenden Flüssigkeit
(die Luft ist im Überdruck);
- – die
folgenden möglichen
Ruhekammern mit engem Auslasssektor, befeuchtet durch die Verdampfer-Versprüh-Düsen der
zirkulierenden Flüssigkeit
(die Luft ist im Überdruck);
- – eine
oder mehrere Ruhekammern, versehen mit engen Ausgangssektoren, befeuchtet
mit Sprühdüsen mit
reinem Wasser, muss jedoch betont werden, dass dieser Bereich nur
dann vorhanden ist, wenn das Anti-Verstopfungs-Systems gewünscht wird
(die Luft ist in Überdruck);
- – Eine
Ruhekammer, in der Auslasssektion mit einem Anti-Tropfen-Netz versehen,
mit der Funktion die fehlenden Kondensierungskeime zu ersetzen,
d.h. sie haben die Funktion die Sofortkondensierung des hochgesättigten
Dampfes hervorzurufen (die Luft in leichten Überdruck);
- – Abzug.