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CH665136A5 - METHOD FOR CLEANING AIR OR GAS FLOWS AND TRAVEL BED FILTER SYSTEM FOR CARRYING OUT THE METHOD. - Google Patents

METHOD FOR CLEANING AIR OR GAS FLOWS AND TRAVEL BED FILTER SYSTEM FOR CARRYING OUT THE METHOD. Download PDF

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CH665136A5
CH665136A5 CH23684A CH23684A CH665136A5 CH 665136 A5 CH665136 A5 CH 665136A5 CH 23684 A CH23684 A CH 23684A CH 23684 A CH23684 A CH 23684A CH 665136 A5 CH665136 A5 CH 665136A5
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CH
Switzerland
Prior art keywords
pollutants
filter
filter system
different
sorption materials
Prior art date
Application number
CH23684A
Other languages
German (de)
Inventor
Manfred Ohlmeyer
Juergen Wilhelm
Original Assignee
Kernforschungsz Karlsruhe
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Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Luft- oder Gasströmen von unterschiedlichen Schadstoffen und eine Wanderbettfilteranlage zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 3. The invention relates to a method for cleaning air or gas streams of different pollutants and a moving bed filter system for carrying out the method according to the preamble of claims 1 and 3 respectively.

Für die Abscheidung von Schadstoffen aus Luft- oder Gasströmen durch Adsorption in Filteranlagen, z.B. mittels Aktivkohle, ist es häufig notwendig, verschiedene bzw. verschieden imprägnierte Sorptionsmaterialien einzusetzen, wenn sich die Schadstoffe aus unterschiedlichen Komponenten zusammensetzen, die bevorzugt jeweils nur von einem bestimmten oder speziell imprägnierten Sorptionsmaterial adsorbiert werden. So treten z.B. in Kläranlagen H2S, Mer-captane, Geruchsträger saurer Art und diverse Kohlenwasserstoffe auf, die bei der Abluftreinigung zwecks Geruchsbeseitigung möglicht vollständig zurückgehalten werden sollten, wozu wenigstens zwei verschiedene Aktivkohlesorten erforderlich sind. For the separation of pollutants from air or gas flows by adsorption in filter systems, e.g. Using activated carbon, it is often necessary to use different or differently impregnated sorption materials if the pollutants are composed of different components, which are preferably only adsorbed by a specific or specially impregnated sorption material. For example, in sewage treatment plants H2S, Mer-captane, acidic odor carriers and various hydrocarbons, which should be completely retained when cleaning the exhaust air for the purpose of eliminating odors, which requires at least two different types of activated carbon.

In der Zeitschrift Chemie-Technik, 9. Jahrgang (1980), Nr. 1, Seiten 41 und 42, ist eine Adsorptionsanlage mit einem Festbettfilter zur Abluftreinigung dargestellt und beschrieben, bei der zwei Aktivkohlesorten die geruchsbildenden Schadstoffe auf der Abluft herausfiltern. Die erste Schicht Aktivkohle ist 1 bis 1,5 m dick und dient vor allem zur Abscheidung von H2S und niederen Mercaptanen. Die zweite Schicht Aktivkohle ist 0,3 bis 0,5 m dick und bindet alle Geruchsträger saurer Art (s. Seite 41, rechte Spalte der zitierten Druckschrift). Konzentrationsschwankungen der Geruchsstoffe haben zwar zu Beginn der Standzeit keinen unmittelbaren Einfluss auf die Abscheideleistung der beiden Schichten, andererseits werden in diesem Falle die verschiedenen Aktivkohleschichten zeitlich unterschiedlich stark beladen, so dass die vorausberechnete Standzeit für das Gesamtinventar an Aktivkohle-Füllung nicht erreicht wird, da die Füllung bereits erneuert werden muss, sobald nur eine der beiden Schichten erschöpft ist. In the magazine Chemie-Technik, 9th year (1980), No. 1, pages 41 and 42, an adsorption system with a fixed bed filter for exhaust air purification is shown and described, in which two types of activated carbon filter out the odor-forming pollutants in the exhaust air. The first layer of activated carbon is 1 to 1.5 m thick and is primarily used to separate H2S and lower mercaptans. The second layer of activated carbon is 0.3 to 0.5 m thick and binds all acidic odor carriers (see page 41, right column of the cited publication). Fluctuations in the concentration of odorous substances have no direct influence on the separation performance of the two layers at the beginning of the service life, on the other hand, in this case the different activated carbon layers are loaded at different times, so that the pre-calculated service life for the total inventory of activated carbon filling is not achieved, since the The filling must be replaced as soon as only one of the two layers is exhausted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemässen Art aufzuzeigen, das auch bei zeitlichen Konzentrationsschwankungen der Schadstoffe eine gleichmässigere Beladung der verschiedenen Sorptionsmaterialien gestattet, so dass eine optimale Materialausnutzung, verbunden mit einer maximalen Standzeit bei Einhalten einer vorgegebenen Mindestabscheideleistung erzielt wird. The invention has for its object to provide a method of the generic type, which allows a more uniform loading of the different sorption materials even with temporal concentration fluctuations of the pollutants, so that an optimal material utilization combined with a maximum service life is achieved while maintaining a predetermined minimum separation performance.

Darüber hinaus wird erfindungsgemäss eine Wanderbettfilteranlage vorgeschlagen, die so gestaltet ist, dass sich mit ihr dieses Verfahren besonders vorteilhaft durchführen lässt. In addition, a moving bed filter system is proposed according to the invention, which is designed in such a way that this method can be carried out particularly advantageously with it.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im Kennzeichen der Patentansprüche 1 bzw. 3 enthaltenen Massnahmen vorgeschlagen. To solve this problem, the measures contained in the characterizing part of patent claims 1 and 3 are proposed.

Durch das homogene Vermischen der verschiedenen Sorptionsmaterialien können relativ grosse Schwankungen in der Konzentration der einzelnen Schadstoffe ausgeglichen werden, ohne dass hierdurch die Gesamtstandzeit spürbar verkürzt wird, da bei Erschöpfung eines Sorptionsmaterials eine ledigliche Teilerneuerung erforderlich ist. Eine weitere Optimierung gestattet das erfindungsgemässe Wanderbettfilter, bei dem die Sorptionsmaterial-Mischung laufend an diese Schwankungen angepasst werden kann. The homogeneous mixing of the different sorption materials enables relatively large fluctuations in the concentration of the individual pollutants to be compensated for, without the overall service life being shortened appreciably, since only one part replacement is necessary when a sorption material is exhausted. A further optimization allows the moving bed filter according to the invention, in which the sorption material mixture can be continuously adapted to these fluctuations.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung erläutert: An exemplary embodiment of the invention is explained below using a schematic drawing:

Die Figur zeigt eine Mehrweg-Sprptions-Wanderbettfil-teranlage mit einem Filtergehäuse 5 zur Aufnahme rieselfa-higer Sorptionsmaterialien 1, das mit übereinanderliegenden, seitlichen Anschlusskammern 2, 3 für die Zu- und Abfuhr des Luft- oder Gasstromes sowie einer Strömungsleit-und Umlenkkammer 4 ausgestattet ist. Die Kammern 2, 3,4 sind von dem mit Sorptionsmaterial 1 gefüllten Gehäuse 5 durch gasdurchlässige Wände in Form von Lochblechen 6, 7, 8 getrennt. The figure shows a reusable Sprptions moving bed filter system with a filter housing 5 for receiving free-flowing sorption materials 1, the one above the other, lateral connection chambers 2, 3 for the supply and discharge of the air or gas flow and a flow guide and deflection chamber 4 Is provided. The chambers 2, 3, 4 are separated from the housing 5 filled with sorption material 1 by gas-permeable walls in the form of perforated plates 6, 7, 8.

Oberhalb der Anschlusskammer 3 bzw. der Umlenkkammer 4 ist in dem Filtergehäuse 5 eine Höhenstandsmessein-richtung mit Regler 16 sowie eine Mischzone 5a vorgesehen mit statischen Mischern 5b als Mischvorrichtung, die die Above the connection chamber 3 or the deflection chamber 4, a height-level measuring device with controller 16 and a mixing zone 5a are provided in the filter housing 5 with static mixers 5b as the mixing device, which the

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verschiedenen Sorptionsmaterialien la, lb homogen miteinander vermischt, bevor sie in die darunter liegende «Filterzone» 5c, 5d des Gehäuses 5 gelangen. An diesen oberen, als Mischzone 5a dienenden Abschnitt des Filtergehäuses 5 sind zwei Zellenradschleusen 9,10 als Dosiereinrichtungen angeschlossen, die mit je einem Vorratsgefäss 11,12 verbunden sind. Die Vorràtsgefässe 11,12 enthalten verschieden imprägnierte, rieselfähige Aktivkohle la bzw. lb als Sorptionsmaterialien zur Abscheidung der unterschiedlichen Schadstoffe. different sorption materials la, lb are homogeneously mixed with one another before they reach the “filter zone” 5c, 5d of the housing 5 underneath. At this upper section of the filter housing 5, which serves as a mixing zone 5a, two cellular wheel locks 9, 10 are connected as metering devices, each of which is connected to a storage vessel 11, 12. The storage vessels 11, 12 contain differently impregnated, free-flowing activated carbon la or lb as sorption materials for separating the different pollutants.

Das untere Ende der Filterkammer 5 wird von einer Zel-lenradschleuse 13 gebildet zum geregelten Abziehen der mit Schadstoffen beladenen Sorptionsmaterialien 1. The lower end of the filter chamber 5 is formed by a cell wheel lock 13 for the controlled removal of the sorption materials 1 loaded with pollutants.

Der zu reinigende Luft- oder Gasstrom Q gelangt über die Anschlusskammer 2 und das Lochblech 6 in die untere Filterzone 5d des Filterbettes, die im wesentlichen quer zu ihrer Wanderrichtung (Pfeil A) durchströmt wird. Durch das Lochblech 8 gelangt der so vorgereinigte Luft- oder Gasstrom C2 in die Umlenkkammer 4 und sodann in die obere Filterzone 5c, die ebenfalls im wesentlichen quer zu ihrer Wanderrichtung A durchströmt wird. Hier vollzieht sich die End- und Feinreinigung. Der von Schadstoffen gereinigte Luft- oder Gasstrom C3 verlässt über das Lochblech 7 und die Anschlusskammer 3 die Filteranlage. The air or gas flow Q to be cleaned passes through the connection chamber 2 and the perforated plate 6 into the lower filter zone 5d of the filter bed, which is flowed through essentially transversely to its direction of travel (arrow A). The air or gas stream C2 thus pre-cleaned passes through the perforated plate 8 into the deflection chamber 4 and then into the upper filter zone 5c, which is likewise flowed through essentially transversely to its traveling direction A. The final and fine cleaning takes place here. The air or gas stream C3 cleaned of pollutants leaves the filter system via the perforated plate 7 and the connection chamber 3.

Im Abstrom C3 ist eine Messeinrichtung 15 vorgesehen zur Bestimmung der Restkonzentrationen Kj, K2 der unterschiedlichen Schadstoffe, wobei der eine Teil der Schadstoffe, der die Restkonzentration Ki hat, im wesentlichen von dem Sorptionsmaterial la abgeschieden wird, während der andere Teil mit der Restkonzentration K2 im wesentlichen von dem Sorptionsmaterial lb abgeschieden wird. A measuring device 15 is provided in the outflow C3 for determining the residual concentrations Kj, K2 of the different pollutants, one part of the pollutants having the residual concentration Ki being essentially separated from the sorption material la, while the other part with the residual concentration K2 im is essentially separated from the sorbent material lb.

Mit den Messwerten Ki und K2 wird ein Regler 14 beaufschlagt, der die Dosiereinrichtung 9,10 so betätigt, dass in der Mischzone 5a eine Mischung aus den beiden Sorptionsmaterialien la, lb entsteht, die gleichmässig mit den Schadstoffen der Ströme Ci und C2 beladen wird. Ändern sich während des Betriebes der Filteranlage die Restkonzentrationen Ki, K: der Schadstoffe, so bewirkt der Regler 14 über die Dosiereinrichtungen 9, 10 eine entsprechende Änderung der zuzugebenden Sorptionsmaterialmischung 1. Nimmt z.B. die Restkonzentration K] zu, so wird der Anteil des Sorptionsmaterials la an der Mischung so erhöht, dass die Restkonzentration dieses Schadstoffes im Abluftstrom C3 wirder abnimmt und unterhalb des zulässigen Restkonzentrationswertes liegt. The measured values Ki and K2 are applied to a controller 14, which actuates the metering device 9, 10 in such a way that a mixture of the two sorption materials la, lb is formed in the mixing zone 5a and is loaded uniformly with the pollutants of the streams Ci and C2. If the residual concentrations Ki, K: of the pollutants change during operation of the filter system, then the controller 14 effects a corresponding change in the sorbent material mixture 1 to be added via the metering devices 9, 10. the residual concentration K] increases, the proportion of the sorption material la in the mixture is increased so that the residual concentration of this pollutant in the exhaust air stream C3 decreases again and is below the permissible residual concentration value.

Ausserdem hält die Zellenradschleuse 13 über den Höhenstandsmesser 16 die Füllhöhe des Filterbetts 5c, 5d in dem Filtergehäuse 5 konstant. In addition, the cellular wheel sluice 13 keeps the fill level of the filter bed 5c, 5d in the filter housing 5 constant via the level sensor 16.

Zusätzlich können ferner Konzentrationsmesseinrichtungen 15a, 15b im Zuluftstrom Q bzw. in dem vorgereinigten Zwischenstrom C2 vorgesehen werden, mit deren Messwer-ten ebenfalls der Regler 14 zur schnelleren Erfassung von Konzentrationsänderungen beaufschlagt werden kann. In addition, concentration measuring devices 15a, 15b can also be provided in the supply air flow Q or in the pre-cleaned intermediate flow C2, the measured values of which can also be applied to the controller 14 for faster detection of changes in concentration.

Diese Betriebsweise wird bevorzugt kontinuierlich durchgeführt. Ein Gesamtdurchbruch der Schadstoffe wird beim Mehrweg-Prinzip auch bei starken Schwankungen der Schadstoffkonzentrationen mit Sicherheit verhindert, weil das Sorptionsmaterial, so lange es sich in der oberen Filterzone "5c befindet, nur teilweise beladen wird und dadurch möglich Durchbrüche aus der unteren Filterzone 5d kompensiert. This mode of operation is preferably carried out continuously. A total breakthrough of the pollutants is prevented with the reusable principle even with strong fluctuations in the pollutant concentrations because the sorption material is only partially loaded as long as it is in the upper filter zone "5c and thus compensates for breakthroughs from the lower filter zone 5d.

Die Erstfüllung erfolgt nach Massgabe der Schadstoffkonzentrationen in der Zuluft Ci. The initial filling takes place according to the pollutant concentrations in the supply air Ci.

Die Filterbettiefe entspricht der Summe der Einzelschichten eines von den Auslegungsdaten her vergleichbaren Mehrschichtsorptionsfilterbetts. The filter bed depth corresponds to the sum of the individual layers of a multilayer sorption filter bed that is comparable from the design data.

Im Normalbetrieb der Anlage dienen die Messwerte der Restkonzentration Ki, K2 der Schadstoffe in der gereinigten Abluft C3 als Führungsgrösse für den Regler 14, während die Messwerte in der Zuluft Q bzw. dem Zwischenstrom C2 als Störgrössen aufgeschaltet werden. In normal operation of the system, the measured values of the residual concentration Ki, K2 of the pollutants in the cleaned exhaust air C3 serve as a guide variable for the controller 14, while the measured values in the supply air Q or the intermediate flow C2 are applied as disturbance variables.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (7)

665 136665 136 1. Verfahren zur Reinigung von Luft- oder Gasströmen von Schadstoffen in einer Filteranlage, bei dem die Luftoder Gasströme (Ci) durch ein in einem Filtergehäuse (5) untergebrachtes Filterbett (5c, 5d) hindurchgeführt werden, das aus verschiedenen Sorptionsmaterialien (la, lb) besteht zur Abscheidung unterschiedlicher Schadstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Sorptionsmaterialien vor ihrem Einsatz nach Massgabe der Konzentrationen der unterschiedlichen Schadstoffe in den zu reinigenden Luftoder Gasströmen homogen miteinander vermischt werden. 1. A method for cleaning air or gas streams of pollutants in a filter system, in which the air or gas streams (Ci) are passed through a filter bed (5c, 5d) housed in a filter housing (5), which is made of different sorption materials (la, lb ) for the separation of different pollutants, characterized in that the different sorption materials are mixed homogeneously with one another before use in accordance with the concentrations of the different pollutants in the air or gas streams to be cleaned. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man während des Betriebs der Filteranlage die Restkonzentrationen (Kl, K2) der Schadstoffe im Abluftstrom (C3) misst, nach Massgabe dieser Restkonzentrationen die verschiedenen Sorptionsmaterialien (la, lb) miteinander mischt und das Filtergehäuse (5) damit beschickt und eine der zugegebenen Mischung entsprechende Menge an mit Schadstoffen beladenen Sorptionsmaterialien aus dem Filtergehäuse abzieht. 2. The method according to claim 1, characterized in that the residual concentrations (Kl, K2) of the pollutants in the exhaust air stream (C3) are measured during operation of the filter system, the various sorption materials (la, lb) are mixed with one another in accordance with these residual concentrations and the filter housing (5) loaded with it and a quantity of sorbent material loaded with pollutants corresponding to the added mixture is withdrawn from the filter housing. 2 2nd PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 3. Wanderbettfilteranlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einem Filtergehäuse (5) zur Aufnahme rieselfähiger Sorptionsmaterialien 3. moving bed filter system for performing the method according to claims 1 and 2 with a filter housing (5) for receiving free-flowing sorption materials (la, lb), das mit einer oberen Einfülleinrichtung (5a, 5b), einer unteren Abzugseinrichtung (13) und seitlichen Anschlusskammern (2, 3) zur Zu- und Abfuhr des Luft- oder Gasstromes ausgestattet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: (la, lb), which is equipped with an upper filling device (5a, 5b), a lower extraction device (13) and lateral connection chambers (2, 3) for supplying and removing the air or gas flow, characterized by the following features: a) oberhalb der von dem Luft- oder Gasstrom beaufschlagten Filterzonen (5c, 5d) des Filtergehäuses (5) ist eine mit einer Mischvorrichtung (5b) versehene Mischzone (5a) vorgesehen; a) above the filter zones (5c, 5d) of the filter housing (5) acted upon by the air or gas flow, a mixing zone (5a) provided with a mixing device (5b) is provided; b) an die Mischzone (5a) des Filtergehäuses (5) sind mehrere Vorratsgefasse (11,12) angeschlossen, die jeweils verschiedene Sorptionsmaterialien (la, lb) zur Abscheidung unterschiedlicher Schadstoffe enthalten; b) several storage vessels (11, 12) are connected to the mixing zone (5a) of the filter housing (5), each of which contains different sorption materials (la, lb) for the separation of different pollutants; c) zwischen jedem Vorràtsgefäss (11,12) und der Mischzone (5a) ist je eine Dosiereinrichtung (9,10) geschaltet, wobei die Dosierung der verschiedenen Sorptionsmaterialien (la, lb) in die Mischzone (5a) nach Massgabe der Konzentrationen der unterschiedlichen von den Sorptionsmaterialien (la, lb) abzuscheidenden Schadstoffe erfolgt. c) a metering device (9, 10) is connected between each storage vessel (11, 12) and the mixing zone (5a), the metering of the different sorption materials (la, lb) into the mixing zone (5a) according to the concentrations of the different ones pollutants to be separated from the sorption materials (la, lb). 4. Wanderbettfilteranlage nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Messeinrichtung (15) zur Bestimmung der Konzentrationen der Schadstoffe in dem Abluftstrom (C3) der Filteranlage sowie einen hiermit verbundenen Regler (14), der die Dosiereinrichtung (9,10) betätigt. 4. moving bed filter system according to claim 3, characterized by a measuring device (15) for determining the concentrations of pollutants in the exhaust air stream (C3) of the filter system and a controller (14) connected thereto, which actuates the metering device (9, 10). 5. Wanderbettfilteranlage nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Abzugsschleuse (13) als Abzugseinrichtung, die über einen Höhenstandsmesser (16) die Füllhöhe der Sorptionsmaterialien (1) in dem Filtergehäuse (5) konstant hält. 5. moving bed filter system according to claim 3, characterized by a trigger lock (13) as a trigger device, the level of the sorption materials (1) in the filter housing (5) keeps constant via a level meter (16). 6. Wanderbettfilteranlage nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine weitere Messeinrichtung (15a) im Zuluftstrom (Cx), die die Konzentrationen der Schadstoffe misst und die ebenfalls mit dem Regler (14) verbunden ist. 6. moving bed filter system according to claim 4, characterized by a further measuring device (15a) in the supply air flow (Cx) which measures the concentrations of the pollutants and which is also connected to the controller (14). 7. Wanderbettfilteranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Messeinrichtung (15b) im Umlenkstrom (C2) vorgesehen ist, die ebenfalls mit dem Regler (14) verbunden ist. 7. moving bed filter system according to claim 6, characterized in that a further measuring device (15b) is provided in the deflection current (C2), which is also connected to the controller (14).
CH23684A 1983-01-29 1984-01-19 METHOD FOR CLEANING AIR OR GAS FLOWS AND TRAVEL BED FILTER SYSTEM FOR CARRYING OUT THE METHOD. CH665136A5 (en)

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DE19833303038 DE3303038C1 (en) 1983-01-29 1983-01-29 Process for operating a filter system for cleaning air or gas flows and moving bed filter system for carrying out the process

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Publication Number Publication Date
CH665136A5 true CH665136A5 (en) 1988-04-29

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ID=6189574

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