DE9203062U1 - Biological exhaust air scrubber - Google Patents
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Description
Johann Schönhanuner
Niederreuth 1
8317 MengkofenJohann Schönhanuner
Niederreuth 1
8317 Mengkofen
Die Neuerung bezieht sich auf einen biologischen Abluftwäscher mit wenigstens einem Wäscherabschnitt, in dem Füllkörper angeordnet sind, über denen sich Wasseraustrittsdüsen und wenigstens ein Abluftanschluß befinden und unter denen sich weitere Wasseraustrittsdüsen, ein Wassersammelbecken und wiederum wenigstens ein Abluftanschluß befinden und die durch das abwärtsfließende Wasser benetzbar sind und von der Abluft durchströmbar sind, insbesondere zur Abluftreinigung für einen Tierstall. Solche biologischen Abluftwäscher eignen sich nämlich insbesondere für Tierställe, werden jedoch auch bei anderen organischen Geruchsquellen wie Tierverwertungsanstalten sowie anorganischen Geruchsquellen wie Gießereien und dergleichen eingesetzt.The innovation relates to a biological exhaust air scrubber with at least one scrubber section in which filling bodies are arranged, above which there are water outlet nozzles and at least one exhaust air connection and below which there are further water outlet nozzles, a water collection basin and again at least one exhaust air connection and which can be wetted by the downward-flowing water and through which the exhaust air can flow, in particular for cleaning the exhaust air for an animal stable. Such biological exhaust air scrubbers are particularly suitable for animal stables, but are also used for other organic sources of odor such as animal processing plants and inorganic sources of odor such as foundries and the like.
Die Technik der Abluftwäsche ist allgemein bekannt (International Chemical Engineering, Vol. 26, Nr. 3, Juli 1986, S. 387 - 395). Die mit Waschwasser berieselten Füllkörper, auf deren Oberfläche sich ein reinigungsaktiver biologischer Rasen angesiedelt, können Schutt-Elemente sein (DE-OS 32 17 923, Fig. 2) oder können auch aus Plattenstapeln mit Profilplatten, die Rinnen ausbilden, bestehen (DE-OS 41 12 983) und hierbei auch eine Waschturmkolonne aus mehreren in Kaskade übereinander angeordneten Wäscherabschnitten bilden. Es ist auch bekannt (DE-GM 90 04 233.6), daß sich unterhalb des Reinigungsabschnitts mit den Füllkörpern eine Beregnungszone befindet, in der entgegen der Einströmung des Luftstroms ein Wassernebel versprüht wird, der dann unter dem Einfluß der Schwerkraft zum Sammelbecken niedersinkt und hierbei Schwebestoffe aus der Abluft ausregnet. Weiterhin sind Luftwäscher bekannt (DE-OS 33 41 374), bei denen zumindest eines der Füllkörperbetten nicht selbst mit Waschwasser berieselt wird, sondern nur durch aus der feuchten Abluft auskondensiertes Wasser und von einem darüber angebrachten Tropfenabscheider abtropfende Feuchtigkeit benetzt wird.The technology of exhaust air scrubbing is generally known (International Chemical Engineering, Vol. 26, No. 3, July 1986, pp. 387 - 395). The packing elements sprinkled with scrubbing water, on whose surface a biological lawn with cleaning activity settles, can be rubble elements (DE-OS 32 17 923, Fig. 2) or can also consist of plate stacks with profile plates that form channels (DE-OS 41 12 983) and in this case also form a scrubbing tower column made up of several scrubber sections arranged one above the other in a cascade. It is also known (DE-GM 90 04 233.6) that there is a sprinkling zone below the cleaning section with the packing elements, in which a water mist is sprayed against the inflow of the air stream, which then sinks to the collection basin under the influence of gravity and thereby rains out suspended matter from the exhaust air. Air washers are also known (DE-OS 33 41 374) in which at least one of the packing elements is not itself sprinkled with washing water, but is only wetted by water condensed from the moist exhaust air and moisture dripping from a droplet separator mounted above it.
Es hat sich erwiesen, daß bei den bekannten Abluftwäschern unterIt has been proven that with the known exhaust air scrubbers under
Umständen eine für die Füllkörperoberfläche relativ zu geringe Waschwirkung auftreten kann. Außerdem hat sich erwiesen, daß die Oberfläche der Füllkörper sich gelegentlich mit unaktiven Belägen überzieht, beispielsweise mit Kalkbelägen, die eine öftere Reinigung erforderlich machen.In certain circumstances, the washing effect may be relatively insufficient for the packing surface. It has also been shown that the surface of the packing occasionally becomes covered with inactive deposits, for example lime deposits, which require more frequent cleaning.
Demgegenüber soll durch die Neuerung ein Abluftwäscher geschaffen werden, bei dem eine, bezogen auf die Oberfläche, optimale Waschwirkung erzielt wird. Dies wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Neuerung erreicht.In contrast, the innovation is intended to create an exhaust air washer that achieves an optimal washing effect in relation to the surface. This is achieved by the innovation characterized in claim 1.
Es wurde nämlich herausgefunden, daß der Grund für die verminderte Wirkung eine mangelhafte Benetzung der Füllkörperoberfläche ist. Diese mangelhafte Benetzung hat ihre Gründe einerseits darin, daß insbesondere bei hohen Füllkörperschichten oder einer Kaskade mehrerer Stufen, die von einer gemeinsamen Waschwasserversorgung benetzt werden, sich dieses Waschwasser im Verlauf des Hindurchrieselns zu einzelnen Rinnsalen konzentriert, zwischen denen trockene Partien bleiben; und weiterhin, daß an weniger benetzten Flächen das Waschwasser schneller wegtrocknet, als es wieder zuströmt. Durch die neuerungsgemäße Maßnahme wird dieser Erscheinung nun in zweierlei Hinsicht entgegengewirkt: Das von unten in den Wäscherabschnitt eingesprühte Waschwasser wird vom Abluftstrom mitgerissen und bewirkt neben dem von oben herunterrieselnden Waschwasser in den unteren Partien des Abschnitts oder der Abschnittskaskade eine zumindest verbesserte, im optimierten Fall vollständige Benetzung der Füllkörperoberflächen. Außerdem erhöht dieses Einsprühen von der Unterseite her auch die relative Luftfeuchtigkeit der Abluft, wodurch die Tendenz verringert wird, daß der Abluftstrom die Füllkörperoberflächen abtrocknet. Wiederum im optimalen Fall wird der Wassergehalt der Abluft auf 100 % relative Luftfeuchtigkeit angehoben, so daß die vorbeistreichende Abluft nirgends, auch nicht an Stellen schwacher Benetzung, die Oberfläche trocknet. Diese Erscheinung verbessert nicht nur den Wirkungsgrad des Abluftwäschers, sondern verhindert auch die Belegung der Oberfläche mit Kalk und sonstigen festen Ablagerungen, mit dem Ergebnis, daß der Luftwäscher jahrelang ohne Reinigung arbeiten kann.It was discovered that the reason for the reduced effect is inadequate wetting of the packing surface. This inadequate wetting is due, on the one hand, to the fact that, particularly in the case of high packing layers or a cascade of several stages that are wetted by a common washing water supply, this washing water concentrates as it trickles through into individual streams, between which dry areas remain; and, furthermore, that on less wetted areas the washing water dries out faster than it flows back in. The innovative measure counteracts this phenomenon in two ways: The washing water sprayed into the washer section from below is carried along by the exhaust air flow and, in addition to the washing water trickling down from above, causes at least improved, in the optimized case complete, wetting of the packing surfaces. In addition, this spraying from the bottom also increases the relative humidity of the exhaust air, which reduces the tendency for the exhaust air flow to dry the packing surfaces. Again, in the best case, the water content of the exhaust air is increased to 100% relative humidity, so that the passing exhaust air does not dry the surface anywhere, even in places where it is weakly wetted. This phenomenon not only improves the efficiency of the exhaust air washer, but also prevents the surface from becoming covered with lime and other solid deposits, with the result that the air washer can work for years without cleaning.
Üblicherweise wird eine Besprühung der Unterseite der gesamten Waschturmkolonne, ob sie aus einem oder mehreren Abschnitten besteht, genügen. Sollte sich jedoch bei höheren Waschturmkolonnen, die aus mehreren Abschnitten bestehen, erweisen, daß die Rinnsalbildung schon in den höheren Abschnitten einsetzt, so können auch Düsenanordnungen, die in die Unterseite des jeweils darüber liegenden Wäscherabschnitts spritzen, zwischen einzelnen Abschnitten angeordnet sein.Usually, spraying the underside of the entire washing tower column, whether it consists of one or more sections, will be sufficient. However, if it turns out that trickling already begins in the higher sections of taller washing tower columns consisting of several sections, then nozzle arrangements that spray into the underside of the washing section above can also be arranged between individual sections.
Vorzugsweise haben die Wasseraustrittsdüsen einen ausreichend flachen Austrittskegel, um die gesamte Unterseite des darüberliegenden Wäscherabschnitts zu besprühen. Hierdurch gelangt an jeder Stelle ausreichend viel Waschwasser in den Wäscherabschnitt, um dort die Füllkörperoberfläche lückenlos zu benetzen. Durch feinzerstäubende Düsen wird die Feuchtigkeitssättigung der Abluft erreicht. Dieser Effekt ist um so wichtiger, je höher im Waschwasser die Konzentration der gelösten Stoffe bereits ist. Aus diesem Grund kann es zweckmäßig sein, das dem Waschwasser laufend zugeführte Frischwasser über die nach oben spritzenden Wasserdüsen beizumischen, so daß die von ihnen ausgestoßenen Waschwasserströme eine niedrigere Konzentration haben, was das Verdunsten dieses Wassers im Abluftstrom erleichtert und so die Trocknung der Oberflächen vermindert.Preferably, the water outlet nozzles have a sufficiently flat outlet cone to spray the entire underside of the washer section above. This ensures that sufficient washing water reaches the washer section at every point to completely wet the packing surface. Moisture saturation of the exhaust air is achieved by finely atomizing nozzles. This effect is all the more important the higher the concentration of dissolved substances in the washing water already is. For this reason, it can be useful to mix the fresh water continuously fed into the washing water via the water nozzles spraying upwards so that the washing water streams emitted by them have a lower concentration, which facilitates the evaporation of this water in the exhaust air stream and thus reduces the drying of the surfaces.
Die Neuerung eignet sich insbesondere für solche Abluftwäscher, deren Füllkörper aus Profilplatten bestehen, welche Rinnen bilden. Bei solchen Abluftwäschern ist die Gefahr der Konzentration des Waschwassers auf Rinnsale noch erhöht und läßt sich durch Wahl der Anstellwinkel der Düsen in Bezug zu den durch die Profilplatten gebildeten Rinnen eine optimale Ausnützung des Waschwassers erzielen, von dem in diesem Fall nur ein kleiner Prozentsatz beim Auftreffen auf die Unterseite des Wäscherabschnitts nach unten abprallt.The innovation is particularly suitable for exhaust air scrubbers whose filling bodies consist of profile plates that form channels. In such exhaust air scrubbers, the risk of the washing water concentrating in channels is even higher and by selecting the angle of attack of the nozzles in relation to the channels formed by the profile plates, optimal use of the washing water can be achieved, of which in this case only a small percentage bounces downwards when it hits the underside of the scrubber section.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Neuerung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:Further details, advantages and developments of the innovation emerge from the following description of preferred embodiments with reference to the drawing. They show:
Fig. 1 in schematischer aufgeschnittener Seitenansicht einen neuerungsgemäßen biologischen Abluftwäscher, wie er insbesondere in einem Viehstall verwendbar ist;Fig. 1 shows a schematic cut-away side view of a biological exhaust air scrubber according to the invention, as it can be used in particular in a cattle shed;
Fig. 2 in größerem Maßstab eine weiterhin schematisierte Teil-Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform des Abluftwäschers;Fig. 2 shows, on a larger scale, a further schematic partial side view of a modified embodiment of the exhaust air scrubber;
Fig. 3 in entsprechender schematisierter Seitenansicht eine andere Ausführungsform des neuerungsgemäßen Abluftwäschers. Fig. 3 shows a schematic side view of another embodiment of the exhaust air scrubber according to the innovation.
In Fig. 1 ist eine Abluftwäscheranlage in aufgeschnittener Weise dargestellt. Ein Abluftwäscherblock 1 ist ein integrierter Block, der aus sechs übereinanderliegenden Wäscherabschnitten 2 besteht. Darüber befinden sich Wasserdüsen 3 und über diesen ein Tropfenabscheider 4 mit Luftleitkanälen, die Ecken aufweisen, wodurch die Tropfen aufgrund ihrer Trägheit an die Wand stoßen, dort eingefangen werden und dann nach unten abtropfen. Über dem Tropfenabscheider 4 befindet sich noch ein Sauggebläse 5, das die Abluft, gegebenenfalls über einen Wärmetauscher, einem Kamin zuführt.Fig. 1 shows an exhaust air scrubber system in a cutaway view. An exhaust air scrubber block 1 is an integrated block, consisting of six scrubber sections 2 placed one above the other. Above these are water nozzles 3 and above these a droplet separator 4 with air ducts that have corners, whereby the drops hit the wall due to their inertia, are caught there and then drip down. Above the droplet separator 4 there is also a suction fan 5, which feeds the exhaust air, if necessary via a heat exchanger, to a chimney.
Beim dargestellten Abluftwäscherblock handelt es sich um einen Block, der aus"Profilplatten zusammengestellt ist, deren Profile in der Zeichnung angedeutete Rinnen bilden, die in den einzelnen Wäscherabschnitten 2 eine etwas unterschiedliche Struktur ergeben. Nach oben zu werden sie feiner, so daß die unteren Wäscherabschnitte insbesondere die im Abluftstrom mitgeführten Stäube und Festkörper einfangen, während in den oberen Abschnitten aufgrund der benetzten und mit einem biologischen Rasen belegten Rinnenflächen die Gase eingefangen und umgewandelt werden.The exhaust air scrubber block shown is a block that is made up of profile plates, the profiles of which form the channels indicated in the drawing, which result in a slightly different structure in the individual scrubber sections 2. They become finer towards the top, so that the lower scrubber sections capture in particular the dust and solids carried along in the exhaust air flow, while in the upper sections the gases are captured and converted due to the wetted channel surfaces covered with a biological lawn.
Unter dem Abluftwäscherblock 1 befindet sich eine schräge Tropfenauffangplatte 6, die die gesamte tropfende Unterfläche des Abluftwäscherblocks 1 unterspannt. Das gesamte abtropfende, mit Schmutz versetzte Waschwasser wird also von der Tropfenauf fangplatte 6 aufgefangen und entlang einer Abtropf kante 7 wieder abgegeben, und zwar in ein Sammelbecken 8. Das Sammelbecken 8 ist mehrkammrig und besteht aus einer Schlammkammer 9, die unter der AbtropfkanteUnder the exhaust air scrubber block 1 there is a slanted drip collecting plate 6, which spans the entire dripping undersurface of the exhaust air scrubber block 1. All of the dripping, dirt-laden wash water is thus caught by the drip collecting plate 6 and discharged along a drip edge 7, into a collecting basin 8. The collecting basin 8 has multiple chambers and consists of a sludge chamber 9, which is located under the drip edge
7 liegt und das verschmutzte Waschwasser auffängt, und einer Wasserkammer 10. Diese Kammern werden getrennt durch eine Scheidewand 11, die im Verlauf ihrer Höhe einen Durchlaß 12 aufweist.7 and collects the dirty washing water, and a water chamber 10. These chambers are separated by a partition wall 11, which has a passage 12 along its height.
Zwischen der Unterseite des Abluftwäscherblocks 1 und der Tropfenauffangplatte 6 verlaufen parallele Rohre 21, auf denen in Abständen Sprühdüsen 22 sitzen, welche nach oben auf die Unterseite des Blocks 1 gerichtet sind. Der Sprühkegel 23 der einzelnen Düsen 22 bzw., wenn es sich um Längsschlitzdüsen handelt, der Sprühwinkel in Querrichtung ist ausreichend flach, um die gesamte Unterfläche des Blocks 1 zu erreichen, und die Strahlcharakteristik der Düsen ist so ausgelegt, daß diese Unterfläche einigermaßen gleichmäßig mit Wasser aus den Düsen 22 versorgt wird.Parallel pipes 21 run between the underside of the exhaust air scrubber block 1 and the droplet collection plate 6, on which spray nozzles 22 are located at intervals, which are directed upwards towards the underside of the block 1. The spray cone 23 of the individual nozzles 22 or, in the case of longitudinal slot nozzles, the spray angle in the transverse direction is sufficiently flat to reach the entire underside of the block 1, and the jet characteristics of the nozzles are designed so that this underside is supplied with water from the nozzles 22 in a fairly even manner.
Im Betrieb wird das Wasser aus der Wasserkammer 10 über eine Waschwasser-Umwälzpumpe 24 zu den Düsen 3 und 22 gepumpt, die es von oben und von unten in die entsprechenden Wäscherabschnitte 2 des Blocks 1 einspritzen. Das über die Düsen 3 in den Block gelangende Waschwasser wird durch die Schwerkraft nach unten geleitet, und das über die Düsen 22 in den Block 1 gelangende Waschwasser wird zunächst vom Abluftstrom, der durch Pfeile 25 angedeutet ist, in den Block weiter hineingerissen und schlägt sich in den unteren Abschnitten 2 an den Oberflächen nieder.During operation, the water is pumped from the water chamber 10 via a washing water circulation pump 24 to the nozzles 3 and 22, which inject it from above and below into the corresponding washer sections 2 of the block 1. The washing water entering the block via the nozzles 3 is guided downwards by gravity, and the washing water entering the block 1 via the nozzles 22 is initially drawn further into the block by the exhaust air flow, which is indicated by arrows 25, and precipitates on the surfaces in the lower sections 2.
Fig. 2 zeigt ausschnittweise einen gegenüber Fig. 1 dahingehend abgewandelten Luftwäscher, daß seine einzelnen Wäscherabschnitte mit sich nach oben zu verengenden bzw. komplexer werdenden Rinnen jeweils als getrennte Blocks ausgeführt sind und sich in der Mitte der Gesamtanlage eine weitere Düsenanordnung befindet, nämlich mit nach unten gerichteten Düsen 3' und mit nach oben gerichteten Düsen 221 .Fig. 2 shows a detail of an air washer which is modified compared to Fig. 1 in that its individual washer sections with channels which narrow or become more complex towards the top are each designed as separate blocks and in the middle of the entire system there is a further nozzle arrangement, namely with downwardly directed nozzles 3' and with upwardly directed nozzles 22 1 .
Bei der Ausführung nach Fig. 2 sind die nach oben gerichteten Düsen 22 und 22 · verhältnismäßig dicht angeordnet und weisen spitzwinklige Sprühkegel auf, die auf die Neigung der unmittelbar darüber anschließenden Rinnen des betreffenden Blocks abgestimmt sind. Hierdurch wird im Vergleich zur Anordnung nach Fig. 1 eine noch bessere Ausnützung des von unten her eingesprühten WaschwassersIn the design according to Fig. 2, the upward-facing nozzles 22 and 22 · are arranged relatively closely together and have acute-angled spray cones that are matched to the inclination of the channels of the block in question that are immediately above them. This allows for even better utilization of the washing water sprayed in from below compared to the arrangement according to Fig. 1.
erreicht, das nur zu einem kleinen Teil an den unteren Plattenkanten abprallt und zum größeren Teil bis tief in den betreffenden Wäscherabschnitt eindringen kann.only a small part of which bounces off the lower plate edges and the majority of which can penetrate deep into the relevant washer section.
Fig. 3 veranschaulicht die Anwendung der Neuerung auf einen einstufigen Abluftwäscher, mit einem Wäscherabschnitt 31, der in diesem Fall nicht aus einem Plattenstapel, sondern aus in einem Käfig gehaltenen, in der Zeichnung in einer Käfigecke angedeuteten Füllkörper-Schütt-Elementen besteht, die dort zu einer für den Reinigungszweck ausreichenden Schichthöhe angehäuft sind und jeweils eine für die Bildung des biologischen Rasens günstige große Oberfläche und ein für den Durchzug der Abluft günstiges großes und nach außen offenes Leervolumen aufweisen. Der Wäscherabschnitt 31 wird von oben über die Düsen 3 und von unten über die Düsen 22 benetzt.Fig. 3 illustrates the application of the innovation to a single-stage exhaust air scrubber, with a scrubber section 31, which in this case does not consist of a stack of plates, but of filler elements held in a cage, indicated in the drawing in a corner of the cage, which are piled up there to a layer height sufficient for the cleaning purpose and each have a large surface area favorable for the formation of the biological lawn and a large empty volume open to the outside favorable for the passage of the exhaust air. The scrubber section 31 is wetted from above via the nozzles 3 and from below via the nozzles 22.
Claims (6)
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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