DE102008039994A1

DE102008039994A1 - Filtersystem für Strassentunnel oder Flughafenterminals

Info

Publication number: DE102008039994A1
Application number: DE102008039994A
Authority: DE
Inventors: Bernd Mueller
Original assignee: Mueller Bernd Dipl-Ing (fh)
Current assignee: Mueller Bernd Dipl-Ing (fh)
Priority date: 2008-05-05
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2009-11-26
Also published as: DE112009001671A5; WO2009135464A1

Abstract

Filtersystem für Abluft aus Strassentunneln oder Zuluft für Flughafenterminals mit mehreren, in den Lüftungskanal (6) eingebauten Filterelementen (5) zur Reinigung des Luftstroms von Feinstaub, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente den Feinstaub zurückhalten und durch reingasseitig im Reingasraum (2) angebrachte Schnellschlussventile (4) mit Pressluft aus dem Presslufttank (3) selbsttätig abgereinigt werden und ein Sorptionsfilter (8) zur Abscheidung gasförmigen Schadstoffen nachgeschaltet ist.

Description

Filtersystem für Luft aus Strassentunneln oder Zuluft für Flughafenterminals mit in den Lüftungskanal eingebauten, selbsttätig reinigenden Filterelementen zur Abscheidung von Feinstäuben sowie einer Sorptionsfilterstufe mit Permanganat enthaltenden Filterelementen zur Abscheidung von gasförmigen Schadstoffen.
Filtersystem für Strassentunnel oder Flughafenterminals
Im Rahmen des Umweltschutzes wird gefordert, die Abluft von Strassentunneln von Feinstaub und Stickoxiden zu reinigen. Ebenso sind Verfahren notwendig um speziell bei langen Tunneln, die Sichttrübung zu verringern.
Die Zuluft von Flughafenterminals muss in der Umgebung der Start- und Landebahnen angesaugt werden. Diese Umgebungsluft weist dieselben negativen Merkmale auf, wie Tunnelabluft.
Die aus den Abgasen und dem Abrieb von Fahrzeugen und Flugzeugen stammenden Feinstäube sowie die Stickoxide in einem Verfahren abzuscheiden ist Aufgabe dieser Erfindung.
Es sind Verfahren bekannt, Partikel und Stickoxide aus einem Gasstrom zu entfernen. Ein bekanntes Verfahren ist die Abscheidung durch elektrostatische Abscheidung ( EP 1 039 963 B1 ) bei dem durch Vorionisation und elektrostatische Abscheideverfahren die Feinstaubpartikel abgeschieden werden. Durch Zugabe von Ozon soll das NO in NO² umgewandelt und im nachgeschalteten Aktivkohlefilter adsorbiert werden.
Ferner sind biologische Verfahren bekannt, bei welchen das Gas durch mikrobiologisch beaufschlagte Trägerschichten geführt, in denen Mikroben das NOx binden sollen.
In GB000001395980A ist eine Filteranlage beschrieben, welche Feinstaubpartikel zuverlässig aus Luftströmen filtern kann, jedoch kein NOx.
Die bekannten Verfahren weisen Nachteile auf, die deren breite Anwendung bisher verhinderten.
Vor allem die geringen Abscheidegrade für Partikel < 2,5 μm sowie die geringe Speicherkapazität von Aktivkohle für NOx sind bei diesen Verfahren für Dauerbetrieb hinderlich.
Die Forderung an ein zukunftsträchtiges Filtersystem für Tunnelabluft und -umluft und Frischluftfilter sind
Geringer Druckverlust
Hoher Abscheidegrad (> 95%) auch für PM 2,5 Partikel
Hoher Abscheidegrad (> 95%) für NO und NO²
Hoher Abscheidegrad für SO²
Abscheidung von Schwermetallstäuben
Umwandlung von giftigem CO in CO²
Lange Filterstandzeiten von über 1 Jahr
Der Sorptionsfilter sollte nicht brennbar sein
Filtersystem zur Reinigung der Tunnelabluft und -umluft für Strassentunnel
Filtersystem zur Reinigung der Zuluft bei Flughafenterminals
Bei Strassentunneln mit Tunnellüftung wird die Abluft durch einen oder mehrere Ventilatoren durch einen Abluftschacht ins Freie befördert.
Eine bekannte Tunnellüftung mit den vorgenannten Merkmalen unterliegt dem Nachteil, dass der Luftstrom mangels geeigneter Filtration erheblich mit Feinstaub und Stickoxiden verunreinigt ist.
Eine bekannte Zuluftanlage für Flughafenterminals unterliegt dem Nachteil, dass der Luftstrom mangels geeigneter Filtration erheblich mit Feinstaub und Stickoxiden verunreinigt ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es ein Filtersystem für Strassentunnel oder Zuluftsysteme für Flughafenterminals zu schaffen, das den Feinstaub und Stickoxide im Luftstrom zurückhält und mit einer Abreinigungsvorrichtung ausgestattet ist, das die Filterelemente selbsttätig während dem Betrieb reinigt, um einen Dauerbetrieb zu ermöglichen.
Die Erfindung betrifft eine Ent- oder Belüftungssystem mit einem in den Luftschacht (6) eingebauten selbstreinigenden Filtersystem zur Reinigung des vom Ventilator (1) erzeugten Luftstroms von Feinstaub und Stickoxiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Filtersystem, welches aus mehreren Filterelementen (5) besteht, in die Lüftungskanäle von Strassentunnneln oder Flughafenlüftungen eingebaut wird.
Reingasseitig ist im Reingasraum (2) an jedem Filterelement jeweils 1 Schnellschlussventil (4) angebracht.
Die Schnellschlussventile sind mit dem Presslufttank (3) welcher mit Pressluft beaufschlagt ist und einer elektrischen Filtersteuerung verbunden.
Die in den Abluftschacht eingesaugte staubhaltige Luft wird durch die Filter gesaugt (oder gedrückt bei Installation nach dem Ventilator) und der im Rohgas enthaltene Feinstaub wird an der Oberfläche der Filterelemente zurückgehalten.
Mit zunehmender Staubmenge bildet sich ein Staubkuchen an der Oberfläche der Filterelemente und der Filterwiderstand steigt.
Bei zeit- oder differenzdruckgesteuerter Aktivierung des Schnellschlussventils (4) wird kurzzeitig Pressluft aus dem Presslufttank (3) in das erste Filterelement (5) geblasen und dadurch der an dem Filter anhaftende Staubkuchen abgesprengt und der Filterwiderstand sinkt.
Beim nächsten Abreinigungsvorgang wird das nächste Filterelement abgereinigt usw.
Der Feinstaub fällt nach unten in den Staubtrichter (7).
Die staubfreie Luft wird durch den Reingasraum gesaugt und in die Sorptionsfilterstufe (8) bestehend aus mehreren Filterelementen, die mit aktivierter Tonerde gefüllt sind, geleitet. In der Sorptionsfilterstufe werden schädliche Gasbestandteile gebunden.
Der Sorptionsfilter muss sehr grosse Luftmengen reinigen und sehr geringe Anströmgeschwindigkeiten ermöglichen. Ausserdem soll durch mechanische Belastungen kein Sorptionsmaterial emittiert werden.
Durch bekannte Schüttbettfilter sind diese Anforderungen nicht zu bewerkstelligen, da durch Schüttvorgänge Reibung entsteht. Deshalb soll bei diesem Filter das Sorptionsmaterial in doppelwandigen Filterpatronen aufgenommen werden, welche periodisch samt Inhalt ausgetauscht werden.
Die Einbringung des Sorptionsmaterials in einzelne Patronen gewährleistet eine hohe Anströmfläche und gleichbleibende Filterbeaufschlagung über die gesamte Bauhöhe.
Dadurch können sehr grosse Filterflächen und sehr geringe Anströmgeschwindigkeiten und lange Verweildauern erreicht werden, was die Reaktion mit dem Schadstoff begünstigt. Das Sorptionsmaterial besteht aus mit Permanganat angereicherter Tonerde. Das Permanganat ist sehr reaktionsfreudig und benötigt kurze Reaktionszeiten (Kontaktzeit < 0,5 sec).
Im Sorptionsfilter laufen folgende Reaktionen ab: (in diesem Fall für Kaliumpermanganat) 2KMnO₄ + SO₂ → K₂SO₄ + 2MnO₂ + O₂ 3NO + 2KMnO₄ + H₂O → 3NO₂ + 2MnO₂ + 2KOH 3NO₂ + KMnO₄ + 2KOH → 3KNO₃ + MnO₂ + H₂O CO wird zu CO² oxidiert
Die Abscheidung des NO erfolgt hier durch Umwandlung in Salpeter und wird im Trägermaterial gebunden. Diese Bindung ist nicht reversibel, d. h. bei Temperaturerhöhung wird das gebundene NOx nicht wieder freigegeben (keine Desorption).
Somit bleiben der Filterwiderstand und die Saugluftmenge bei hohen Filterstandzeiten nahezu konstant.
Durch den Einsatz des Filtersystems in Strassentunneln oder Zuluftsystemen für Flughafenterminals wird die Staubmenge und die Stickoxidbelastung im Luftstrom zuverlässig reduziert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1039963 B1 [0005]
- GB 000001395980 A [0007]

Claims

Filtersystem für Abluft aus Strassentunneln oder Zuluft für Flughafenterminals mit mehreren, in den Lüftungskanal (6) eingebauten Filterelementen (5) zur Reinigung des Luftstroms von Feinstaub, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente den Feinstaub zurückhalten und durch reingasseitig im Reingasraum (2) angebrachte Schnellschlussventile (4) mit Pressluft aus dem Presslufttank (3) selbsttätig abgereinigt werden und ein Sorptionsfilter (8) zur Abscheidung gasförmigen Schadstoffen nachgeschaltet ist.
Filtersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente aus Filterpatronen bestehen.
Filtersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente aus mehrfach gefalteten Gewebefilterelementen bestehen.
Filtersystem nach Anspruch 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterabreinigung zeitlich gesteuert ist.
Filtersystem nach Anspruch 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterabreinigung differenzdruckgesteuert ist.
Filtersystem nach Anspruch 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sorptionsfilter in Strömungsrichtung nachgeschaltet ist.
Filtersystem nach Anspruch 1–5 dadurch gekennzeichnet, dass der Sorptionsfilter aus mehreren doppelwandigen, luftdurchlässigen Filterpatronen besteht, welche mit aktivierter Tonerde/Permanganat gefüllt sind.