DE19615618A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Abluft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von durch Bearbeitungs- und/oder Verarbei­ tungsprozesse verunreinigter Abluft.

Abluft enthält in Abhängigkeit von ihrem Entstehungsort die unterschiedlichsten Verunreinigungen. Dies gilt gleicher­ maßen für Kunststoff-Produktionsanlagen wie für die kunst­ stoffverarbeitende Industrie, ferner für die Herstellung von Asphalt und Farben sowie für die Salpeter-, Schwefel- und Phosphorsäureherstellung, für Anlagen zur Papier- und Kunststoffbeschichtung, für Galvanikanlagen, Einbrennöfen, Räuchereien oder Recyclinganlagen usw., um nur einige kon­ krete Fälle zu nennen. Probleme mit zu reinigender Abluft bestehen vor allem dort, wo in irgendeiner Form mit orga­ nischen Kohlenstoffverbindungen gearbeitet wird.

Es ist bekannt, die ins Freie geführte, schadstoffbelaste­ te Abluft durch eine Nachverbrennung von ihren Inhalts­ stoffen zumindest teilweise zu befreien. Dies ist jedoch ein sehr aufwendiges und teures Verfahren, das ferner in­ sofern nachteilig ist, als die bei der Verbrennung ent­ stehenden Rauchgase gegebenenfalls wieder gereinigt werden müssen. Überdies werden die CO₂-Emissionen als besonders umweltschädigend angesehen.

Weiter ist es bekannt, Emissionen dadurch zu eliminieren, daß schadstoffbelastete Abluft durch Aktivkohlefilter geführt wird, wobei die Aktivkohle die geruchsbildenden und auch sonstige Moleküle absorbiert.

Des weiteren ist die Reinigung von Abluft mit Hilfe von Glasfasertiefbett-Filtern bekannt. Hierbei ist zunächst eine Abkühlung der Abluft auf maximal 40°C erforderlich. Auch werden zunächst die unlöslichen Partikel in einem aus­ wechselbaren Vorfilter aus Mattenmaterial aus der Abluft herausgefiltert. Glasfasertiefbett-Filter reagieren dar­ überhinaus sehr empfindlich nicht nur bei höheren Tempe­ raturen, sondern auch bei stärkerer Verunreinigung der Abluft.

Schließlich sind auch Biofilter bekannt. Hier handelt es sich im wesentlichen um Kompostfilter. Sie müssen ständig kontrolliert und gepflegt werden. Eine schlechte Wartung oder Luftstoffe, die zu aggressiv sind, können in kurzer Zeit das Gleichgewicht in der Biomasse zerstören und damit den Filter unbrauchbar machen.

Alle Maßnahmen zur Verringerung von Luftemissionen sind ebenso wie die oben erwähnte Nachverbrennung sehr kosten­ intensiv, wobei gleichzeitig ein Entsorgungsproblem für die belasteten Filter und die Aktivkohle besteht.

Die bekannten Maßnahmen haben sich insbesondere für klei­ nere Betriebe als sehr unwirtschaftlich herausgestellt, so daß aus diesem Grund häufig auf grundsätzlich erforderliche Reinigungsmaßnahmen verzichtet wird. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zu schaffen, mit deren Hilfe auf kostengünstige Weise eine prozeßintegrierte Verminderung auch von gegebenenfalls stark variierenden Belastungen durch Materialpartikel, Staub, Kondensat, Wärme, organische Kohlenstoffverbindun­ gen, Pilze, Keime usw. in der Abluft auf ein unter den ge­ setzlichen Vorgaben liegendes Maß erreicht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung mit den Merk­ malen des Anspruches 1 vor, daß die zu reinigende Abluft durch mindestens eine Reinigungsstation strömt, daß sie zu­ nächst von unten nach oben strömt und daß sie auf Hinder­ nisse prallt, mit Frischluft vermischt wird und durch min­ destens einen Filter strömt und durch und/oder an minde­ stens einer Sprüheinrichtung vorbeiströmt. Erfindungsge­ mäß wird die Abluft von den in Kammern bzw. vor diesen an­ geordneten Einrichtungen einerseits gereinigt und reagiert andererseits mit dem Luftsauerstoff von unbelasteter Luft, so daß schließlich vollkommen gereinigte Luft zur Verfügung steht. Die Luft durchströmt dabei auch Sprühvorrichtungen, die einerseits zum Reinigen der Luft und andererseits zur Selbstreinigung von Filtereinrichtungen vorgesehen sind.

Die entsprechende Vorrichtung gemäß Anspruch 3 sieht min­ destens eine Reinigungsstation und einen in Bodennähe an­ geordneten Einlaßstutzen vor, wobei ferner mindestens je ein Prallabscheider, eine Filtereinrichtung, eine Frisch­ luftversorgungseinrichtung und eine Sprühvorrichtung vor­ handen sind. Die Reinigungsstationen sind jeweils als Kam­ mern ausgebildet und in dem benötigten Umfang vorhanden, so daß im Ergebnis eine stark belastete Abluft vollständig gereinigt werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung hervor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher be­ schrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 im Schnitt sowie in schematischer Darstellung eine Seitenansicht der Vorrichtung;

Fig. 2 eine Draufsicht;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 1;

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 1;

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 1 und

Fig. 8, 9 u. 10 jeweils schematische Darstellungen verschie­ dener Filter in anderem Maßstab.

Eine Vorrichtung 1 umfaßt gemäß Ausführungsbeispiel mehrere Kammern I, II, III, IV bzw. V und entsprechend mehrere Rei­ nigungs- und/oder Reaktionsstrecken I′, II′ usw. (Fig. 3). Die zu reinigende Abluft durchströmt die Vorrichtung 1 in Richtung der Pfeile a von einem Einlaßstutzen 2 bis zu ei­ nem Saug-Druckgebläse 3 und einem diesem nachgeschalteten Auslaßrohr 4. Dabei wird sie von den in den Kammern bzw. vor diesen angeordneten Einrichtungen einerseits gereinigt und reagiert andererseits mit dem Luftsauerstoff von unbe­ lasteter Luft, so daß schließlich vollkommen gereinigte Luft am Auslaßrohr 4 zur Verfügung steht. Die Luft durch­ strömt dabei auch Sprühvorrichtungen, die einerseits zum Reinigen der Luft und andererseits zur Selbstreinigung von Filtereinrichtungen vorgesehen sind.

Wie vor allem Fig. 3 zeigt, wird die verunreinigte Abluft unter einem nach unten gerichteten Winkel von 15° bis 45° in die Vorrichtung 1 bzw. in ihre Kammer I eingeleitet. Dies geschieht ferner im unteren Bereich der Kammer I. Die nach unten gerichtete Zuströmung und die entsprechende Lage des Einlaßstutzens 2 begünstigen das Abfließen von Konden­ sat in Richtung des Bodens 5 der Vorrichtung 1.

Um Ablagerungen aus der Abluft (Versottung) in dem Einlaß­ stutzen 2 bzw. in der zu ihm führenden, in Fig. 3 nicht dargestellten Leitung zu vermeiden, können dort eine oder mehrere Gruppen von Sprühdüsen 6 für zur Reinigung dienen­ de Flüssigkeit (Wasser) vorgesehen sein. Das Wasser aus diesen Sprühdüsen 6 begünstigt sowohl eine Reinigung oder Vorreinigung der Abluft als auch des Einlaßstutzens 2 und/ oder der zu ihm führenden Leitung.

Zum Entfernen von gröberen Materialpartikeln aus der Abluft ist im unteren Bereich der Kammer I ein Prallabscheider 7 vorgesehen. Er besteht aus mehreren, vertikal übereinander sowie im Abstand voneinander angeordneten Abscheiderplatten 8, die ganz oder zum Teil perforiert sein können und mittig in der Kammer I in Höhe der Eintrittsöffnung des Einlaß­ stutzens 2 angeordnet sind. Die Abscheiderplatten 8 sind antihaftend beschichtet und selbstreinigend.

Die zum Teil perforierten Aufprall- und Abscheiderplatten 8 sind - gegebenenfalls stufenlos - zwischen 0° und 80° verstellbar. Sie lenken daher die Abluft unter einem Win­ kel von 0° bis 80° gegen eine Rückwand 9 bzw. zum Boden 5 der ersten Kammer I. Die Aufprall- und Abscheiderplatten 8 sind in vertikaler Stufung derart überlappend angeordnet, daß es zu einer erwünschten Verwirbelung der Abluft kommt. Die Verwirbelung wird dabei durch die Perforation in den Abscheiderplatten 8 zusätzlich verstärkt. Die versetzte An­ ordnung der Abscheiderplatten 8 begünstigt sowohl die Grob­ partikel- als auch die Tropfenabscheidung und die Selbst­ reinigung der Abscheiderplatten 8 mit Spül- und Reinigungs­ flüssigkeit (Wasser) aus Düsen 10, die vertikal über dem Prallabscheider 7 angeordnet sind.

Die zur Reinigung dienenden und im Gegenstrom arbeitenden Düsen 10 des Aufprall-Plattenabscheiders bzw. Prallabschei­ ders 7 sollen besonders stark haftende Verunreinigungen be­ seitigen und sind seitlich und oberhalb von dem Prallab­ scheider 7 angeordnet. Der zugehörige Wasserdruck ist frei regelbar. Bei sehr stark verschmutzter und/oder heißer Ab­ luft bewirkt die im Gegenstrom eingegebene Waschflüssig­ keit, daß die Abluft auf Sättigungstemperatur gekühlt wird. Die Waschflüssigkeit begünstigt die Partikelabscheidung und Absorption der gasförmigen Verunreinigungen. Das Reini­ gungswasser verbessert den Antihafteffekt der Abscheider­ platten 8.

Oberhalb sowie seitlich von dem Plattenabscheider/ Prallab­ scheider befinden sich zwei Frischluft-Öffnungen 11, 12 in Form zweier in die Kammer I hineinragender Kanäle. Sie sind unter einem Winkel von 45° im Gegenstrom zur Abluft ange­ ordnet. Ihr Querschnitt ist durch Verschlußklappen (nicht dargestellt) frei bestimmbar. Ferner ist zweckmäßigerweise je eine Sprühvorrichtung 13 jeder Frischluft-Öffnung 11, 12 zugeordnet. Die Vermischung der Frischluft mit der Ab­ luft und der eingedüsten Reinigungsflüssigkeit führt zu ei­ ner intensiven Durchmischung im Abgas-Frischluft-Flüssig­ keits-Kontaktbereich, so daß auch Kondensation und Oxida­ tion möglich sind. Wenn die Wärmeenergie der Abluft voll genutzt werden soll, bleiben die Frischluft-Öffnungen 11, 12 geschlossen.

Die derart konditionierte und stark verwirbelte Abluft trifft sodann auf ihrem von unten nach oben gerichteten Strömungsweg auf die Unterseite einer waagerecht angeord­ neten Filtereinrichtung 14 in Gestalt einer Vierbett-Fil­ terkomponente. Sie besteht aus einem antihaftend beschich­ teten Gitter-Streckmetallelement 15 zum Zurückhalten von sehr groben Partikeln, einem antihaftend beschichteten Ge­ strickelement 16, einem Airbett-Element aus einem anti­ haftend beschichteten Abstandshalter 17, der durch parallel angeordnete Stege unterteilt ist, und einem Mittelgestrick­ element 18. Die einzelnen Elemente sind in einem antihaf­ tend beschichteten U-Profilrahmen 19 festgeklemmt und wer­ den in einer U-Schiene 20 befestigt.

Die Funktion der Filtereinrichtung 14 (Filterkomponente) basiert auf den unterschiedlichen Eigenschaften der einzel­ nen Schichten und ihrer Anordnung zueinander. Die wechseln­ den Widerstände der einzelnen Schichten sowie die hohe Feuchtigkeit begünstigen die Abscheidung der gröberen Par­ tikel, und zwar vor allem nach dem Passieren des Airbett- Elements (Abstandshalter 17) in das Mittelgestrickelement 18. Eine Gegenstromreinigung der Komponente/ Filtereinrich­ tung 14 wird durch ihre waagrechte Anordnung wesentlich vereinfacht.

Oberhalb der Filterkomponente/Filtereinrichtung 14 ist eine Sprüheinrichtung 21 für ein Strömungsmedium/Reini­ gungsflüssigkeit angeordnet. Bei starker Belastung der Ab­ luft kann die Sprüheinrichtung 21 als Gegenstromwäscher auch kontinuierlich sowie gemeinsam mit einer Sprüheinrich­ tung 22 betrieben werden, die dem Prallplattenabscheider 7 zugeordnet ist. Bei Bedarf können auch die Wände bzw. die Decke 23 der Kammer I gereinigt werden.

Stark verunreinigtes Kondensat und Reinigungswasser sammeln sich am Boden 5 der Kammer I, von wo sie in eine Abwasser­ reinigungsanlage gepumpt werden. Die hier zurückgehaltenen Stoffe werden entsorgt und das gereinigte Wasser wird dem Reinigungsprozeß wieder zugeführt.

Oberhalb der Filtereinrichtung 14 befindet sich eine Öff­ nung 24, durch die die Abluft aus der Kammer I in die Kam­ mer II strömt. Der Querschnitt der Öffnung 24 ist relativ klein bzw. derart gewählt, daß die Abluft beschleunigt wird und gegen die Decke 25 der Kammer II prallt, bevor sie den Übergang in die Kammer II vollständig vollzieht. Somit ent­ stehen ebenfalls erwünschte Turbulenzen.

Die vorgereinigte Abluft wird nicht nur durch die Öffnung 24 unter die Decke 25 der Kammer II geführt, sondern durch Leitbleche 26 so gelenkt, daß sie gleichmäßig die Anström­ seite einer weiteren Filtereinrichtung 27 beaufschlagt. Bei dieser Filtereinrichtung 27 handelt es sich um eine Drei­ bett-Filterkomponente. Die Abluft wird im wesentlichen in horizontaler Richtung durch diese Dreibett-Filterkomponen­ te 27 geführt.

Im oberen Bereich der Kammer II, und zwar seitlich im rech­ ten Winkel zur strömenden Abluft sind zwei Frischluft-Öff­ nungen 28, 29 angeordnet. Ihr Querschnitt ist durch nicht dargestellte Verschlußklappen frei regelbar. Die seitliche Zuführung der Frischluft sorgt für Turbulenzen. Da auch die Abluft beim Passieren der Öffnung 24 zwischen der Kammer I und der Kammer II verwirbelt, erfolgt eine innige Vermi­ schung von Abluft und Frischluft, was noch durch die in Höhe der Frischluftöffnungen 28, 29 angeordneten, schräg nach unten gerichteten Leitbleche 26 begünstigt wird. Auch hier können Dämpfe in der Abluft auskondensieren und der Sauerstoffgehalt steigt.

Das Filterbett der Filtereinrichtung 27 besteht aus drei Metallgestrick-Schichten, die durch antihaftend beschich­ tete Streckmetallabdeckungen 30 voneinander getrennt sind. Die Übergänge zwischen den einzelnen Schichten und die un­ terschiedlichen Widerstände der einzelnen Filterelemente (Fein- 31, Mittel- 32 sowie Grobgestrick 33) bewirken mehr­ fache Veränderungen der Zustände innerhalb des Filterkör­ pers/der Filtereinrichtung 27. Dadurch werden Sperrwirkung und Trägheitsabscheidung des Filterbettes stark begünstigt. Vor allem in der Mittel- und der Grobgestrickschicht 32 bzw. 33 koaleszieren die feuchtigkeitsführenden Gase und fließen innerhalb des Gestricks ab. Die Feststoffpartikel werden mitgerissen. Nach dieser Filterkomponente sollten mindestens 90% der Abluftverunreinigungen beseitigt sein.

Als Filterbett ist die Filtereinrichtung 27 vertikal bzw. stehend angeordnet. Sie trennt die Kammer II in zwei nicht gleich große Hälften. Die Höhe der Kammer II ist gleich der der Kammer I.

In Strömungsrichtung hinter der Filtereinrichtung 27 befin­ det sich eine weitere Sprüheinrichtung 34 mit Reinigungsdü­ sen. Sie sind auf das Filterbett bzw. auf die Filterein­ richtung 27 gerichtet, so daß die im Filterbett abgeschie­ denen und dort haftengebliebenen Verunreinigungen im Gegen­ strom ausgespült werden. Die Sprüheinrichtung 34 erstreckt sich über die gesamte Höhe der Filtereinrichtung 27.

Im unteren Bereich der Kammer II ist eine Vorrichtung 35 zur Wärmerückgewinnung bzw. zur Kühlung angeordnet. Es han­ delt sich hier vorzugsweise um einen Luft-Wasser-Wärme­ tauscher. Die Abluft strömt in der Kammer II von oben nach unten, durch die Filtereinrichtung 27 und durch die Vor­ richtung 35 sowie durch eine Öffnung 36 im unteren Bereich der Kammer II in die Kammer II. Die Öffnung 36 befindet sich schließlich in einer Wand 37, welche die beiden Kam­ mern II und III luftdicht trennt.

Ferner sind im unteren Bereich der Sprüheinrichtung 34 wei­ tere Reinigungsdüsen 38 so angeordnet, daß sie nicht nur die Filtereinrichtung 27 reinigen, sondern auch zur Reini­ gung der Vorrichtung 35 (Luft-Wasser-Wärmetauscher) dienen. Wenn hier auch keine groben Verunreinigungen mehr auftre­ ten, können doch die noch in der Abluft vorhandenen Aero­ sole nach einer gewissen Zeit zu einer Verschmutzung der Vorrichtung 35 führen.

Auch in der Kammer II sammeln sich das verunreinigte Kon­ densat und das Reinigungswasser im Bereich des Bodens 5, von wo sie auf den Boden 5 der Kammer I geleitet werden.

Im unteren Bereich der Kammer III sowie oberhalb der An­ ström-Öffnung der zur Wärmerückgewinnung dienenden Vor­ richtung 35 sind seitlich sowie im rechten Winkel zum Ab­ luftstrom zwei Frischluft-Öffnungen 39 und 40 vorgesehen. Auch ihr Querschnitt ist durch nicht dargestellte Ver­ schlußklappen regelbar. Die seitliche Zuführung der Frisch­ luft sorgt auch hier für Turbulenzen, und da die Abluft be­ reits beim Passieren der zur Wärmerückgewinnung dienenden Vorrichtung 35 verwirbelt wurde, führt beides zu einer wei­ teren, intensiven Vermischung. Die Abluft kühlt daher zu­ sätzlich ab und Kondensat bildet sich. Der Sauerstoffge­ halt steigt, was sich auf den Abbau von feinsten orga­ nischen Kohlenstoffverbindungen günstig auswirkt. Die Vor­ richtung ist ferner derart ausgelegt, daß hier eine Tempe­ ratur von 70°C nicht überschritten wird.

Eine weitere Filtereinrichtung 41 befindet sich in der Kam­ mer III. Sie ist stehend angeordnet und erstreckt sich über die gesamte Höhe der Kammer III. Bei dieser Filtereinrich­ tung 41 handelt es sich um einen Fünf-Elemente-Filterkör­ per, der aufgrund der Anordnung der unten in der Wand 37 befindlichen Öffnung 36 und einer oben, zur nächsten Kam­ mer IV führenden Öffnung 42 möglichst gleichmäßig von der zu reinigenden Abluft beaufschlagt wird. Die Führung der Abluft von unten nach oben begünstigt zusätzlich den Rei­ nigungseffekt durch kondensiertes Wasser, das in der Fil­ tereinrichtung durch sein Eigengewicht von oben nach unten abläuft.

Die Filtereinrichtung 41 besteht wiederum aus unterschied­ lichen Filterelementen. Sie besteht aus fünf Schichten, wo­ bei es sich bei der ersten um ein Feingestrick 43, bei der dritten um ein Mittelgestrick 44 und bei der fünften Schicht um ein Grobgestrick 45 handelt. Die jeweils zweite und vierte Schicht ist ein Airbett-Element 46 bzw. 47. Bei den Airbett-Elementen 46, 47 handelt es sich jeweils um an­ tihaftend beschichtete Abstandshalter. Zur Verbesserung ihrer Stabilität und der Gasführung sind sie durch Stege unterteilt. Sie garantieren auch einen gleichmäßigen Luft­ spalt.

Das zu reinigende Gas dringt auf seinem Weg zunächst in das erste Feingestrick-Element 43 ein. Vor allem bei hohem Ae­ rosolgehalt und bei hoher Strömungsgeschwindigkeit wird die an der Abströmseite bzw. im Airbett-Element 46 ablaufende Flüssigkeit von der Abluft mitgerissen. Die Tropfen werden in der mittleren Schicht bzw. in dem Mittelgestrick 44 und bei besonders stark belasteter Abluft in der Grobschicht bzw. in dem Grobgestrick 45 aufgefangen und fließen inner­ halb des zweiten, als Abstandshalter dienenden Airbett-Ele­ mentes 47 und des Grobgestrickes 45 ab.

Ebenso wie im Falle der Filtereinrichtung 27 ist auch im Falle der Filtereinrichtung 41 in Strömungsrichtung zu­ nächst das Feingestrick, dann das Mittelgestrick und schließlich das Grobgestrick vorgesehen.

Die Funktion der Filtereinrichtung 41 beruht im wesentli­ chen auf den unterschiedlichen Eigenschaften ihrer einzel­ nen Schichten und ihrer Anordnung zueinander. Der wechseln­ de Widerstand und der stoffliche Aufbau der einzelnen Ele­ mente/ Schichten begünstigt die Abscheidung auch der fein­ sten Aerosole, wobei die Diffusion des durchdringenden Ga­ ses verbessert wird. Auch die in den als Abstandshalter dienenden Airbett-Elementen 46, 47 eingeschlossenen Luft­ schichten sind von großer Bedeutung. Beim Passieren des Luftspaltes entspannt sich das Gas, um an der Oberfläche der nächsten Gestrickschicht gebremst und im Inneren des jeweiligen Elementes umgehend verwirbelt zu werden.

Der Gesamtaufbau der als Filterbett gestalteten Filter­ einrichtung 41 ermöglicht nicht nur die Abscheidung durch Aufprall und Trägheit, wobei die einzelnen Tröpfchen zu größeren Tropfen zusammenwachsen und somit koaleszieren, sondern auch durch die Brown′sche Bewegung für Tröpfchen aus dem Submikronbereich.

In Strömungsrichtung hinter der Filtereinrichtung 41 ist eine weitere Sprüheinrichtung 48 mit Reinigungsdüsen ange­ ordnet. Sie sind auf die Filtereinrichtung 41 gerichtet. Falls Verunreinigungen in der Filtereinrichtung 41 haften­ bleiben, werden sie in Gegenstromrichtung ausgespült. Diese Reinigung wird durch die als Abstandshalter dienenden Air­ bett-Elemente 46, 47 begünstigt. Die Verunreinigungen kön­ nen dadurch besser aus gespült werden und fließen nicht nur in den Gestrickelementen, sondern auch an den Stegen der Airbett-Elemente 46, 47 ab.

Die Reinigung aller Komponenten in den Kammern I bis III erfolgt automatisch. Durch die Verschmutzung der Filter und der zur Wärmerückgewinnung dienenden Vorrichtung 35 steigt der Gesamtwiderstand der einzelnen Kammern I bis III. Beim Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes reagieren in den Figuren nicht dargestellte, grundsätzlich vorgesehene Dif­ ferenzdruckfühler. Sie steuern die automatische Reinigung der verschmutzten Filtereinrichtungen. Die Kammern werden zweckmäßigerweise einzeln angesteuert, da vor allem die er­ ste Filtereinrichtung 14 wesentlich schneller verschmutzen wird als die letzte Filtereinrichtung im Strömungsweg. Die Reinigung der Kammer III erfolgt zweckmäßigerweise außer­ halb der Regelbetriebszeiten, um einen Oxidationsprozeß in der nächsten Kammer IV nicht unnötig zu behindern.

Durch die Öffnung 42 gelangt die Abluft in die Kammer IV, bei der es sich um eine Oxidations-Reaktionsstrecke IV han­ delt. Hier lassen sich die gasförmigen Kohlenstoffverbin­ dungen unterschiedlichster Struktur sowie auch Mikroorga­ nismen elektrochemisch oxidieren, nachdem das zu oxidieren­ de Abgas in den vorgeschalteten Einrichtungen der Kammern I bis III entsprechend konditioniert wurde. Die Kammer IV ist eine Oxidationskammer, in der die von Partikeln und Ae­ rosolen befreite Abluft durch ein Hochspannungs-Entladungs­ feld 50 (zum Beispiel einen Ionisationsgenerator) geführt wird. Durch Koronaentladung wird molekularer Sauerstoff (O₂) in atomaren Sauerstoff (O) gespalten, der durch seine extrem kurzen Reaktionszeiten die Oxidation einleitet. Die hierfür erforderliche, regelbare elektrische Feldstärke und die Polarisierung richten sich nach dem jeweiligen Abluft­ volumenstrom, den Inhaltsstoffen und deren molekularen Ei­ genschaften. Durch die Diffusion der gasförmigen Stoffe (unter anderem Gerüche) mit energiereichen Sauerstoffatomen wird ein Oxidationsprozeß eingeleitet, bei dem die organi­ schen Kohlenstoffverbindungen mit den Sauerstoffatomen che­ misch reagieren.

Eine erfolgreich durchgeführte Oxidation bewirkt die Oxi­ dierung der gasförmigen Kohlenstoffverbindungen, die Be­ freiung von Keimen, Bakterien und Pilzen und die Elimi­ nierung von Gerüchen. Die Oxidation sorgt somit für ein steriles Umfeld.

In der Kammer IV können je nach Schadstoffbelastung der Ab­ luft auch noch weitere Hochspannungs-Entladungsfelder 51 (Fig. 6) angeordnet werden, die den bereits eingeleiteten Oxidationsprozeß verstärken und beschleunigen.

Direkt hinter dem ersten Hochspannungs-Entladungsfeld 50 sind vier nebeneinanderliegende Frischluft-Eintrittsöff­ nungen 53 vorgesehen. Sie können einzeln durch Klappen (nicht dargestellt) verschlossen werden. Die Frischluft dient der Beschleunigung des Oxidationsprozesses. Hinter der vierten Eintrittsöffnung 53′ ist ein Verwirbelungs­ blech 54 angeordnet, das in den Strömungsweg ragt. Es be­ wirkt, daß die seitlich zum Hauptstrom eingeführte Frisch­ luft mit stark verwirbelter Abluft vermischt wird. Bei ei­ ner schwach belasteten Abluft kann auf das bzw. die Hoch­ spannungs-Entladungsfelder 50, 51 verzichtet werden. Dies führt zu einer entsprechenden Energieeinsparung.

Der Aufbau und die Länge der Reaktionsstrecke IV′ definie­ ren eine Kontakt- und Reagenzstrecke. Die Reaktionsstrecke IV′ ist so aufgebaut, daß die Abluft mehrmals beschleunigt und verwirbelt wird. Erreicht wird dies durch eine Laby­ rinthführung und durch einen Wechsel bei der Dimensionie­ rung des Querschnittes der Strecke. Bei Bedarf können zu­ sätzliche, die Verwirbelung fördernde Verwirbelungsbleche in die Strecke integriert werden. Somit wird eine sehr in­ tensive und oxidationsfördernde Vermischung erzielt. Die Verweildauer der Oxidantien und die Intensität der Oxida­ tion ist frei steuerbar.

Die Länge der Reaktionsstrecke IV′ ist ausreichend, daß die Abluft in ihr solange verbleiben kann, bis die organischen Kohlenstoffverbindungen vollständig oxidiert sind. Bei Be­ darf können auch mehrere, der Reaktion dienende Kammern entsprechend der Kammer IV in Reihe geschaltet werden.

Aufgrund des beschriebenen Vorganges können die Flächen der vorgeschalteten Filtereinrichtungen/ Filterkomponenten op­ timiert werden. Dies bedeutet, es werden wesentlich klei­ nere Filterflächen benötigt, als es sonst der Fall ist.

Gemäß Ausführungsbeispiel befindet sich bei der Vorrichtung 1 die Kammer IV mit der Reaktionsstrecke IV′ räumlich über den Kammern I, II und III. Der Strömungsweg bzw. die Reak­ tionsstrecke IV′ in der Kammer IV ist aufgrund des jeweili­ gen Querschnittes derart gewählt, daß die Abluft dort ge­ genüber den Kammern I bis III stark beschleunigt ist und schließlich in beschleunigtem Zustand in den oberen Bereich der Kammer V gelangt. Bei der Kammer V handelt es sich um eine Entspannungskammer, in der die Oxidation beendet ist.

Die aus der Kammer IV kommende Abluft bewegt sich in der Kammer V von oben nach unten und gelangt im unteren Bereich der Kammer V zu einer Austrittsöffnung 55 (Fig. 3). Von hier strömt die gereinigte Abluft noch durch das Gebläse 3 und das Auslaßrohr 4 schließlich ins Freie.

Eine Ozonsonde 56 (Fig. 3) im Austrittsbereich gibt Aus­ kunft über den aktuellen Zustand der Abluft. Ein Ozonüber­ schuß bedeutet, daß das Hochspannungs-Entladungsfeld 50/ 51 zu einer zu intensiven Oxidation der Abluft führt. Die Abluft wurde zu intensiv behandelt. Werden jedoch keine Oxidationswerte ermittelt, so kann dies bedeuten, daß die Abluft intensiver behandelt werden muß. Ein Optimum wird erreicht, wenn die nach TA-Luft zulässigen Ozonwerte vor­ liegen.

Zweckmäßigerweise sind alle Kammern in einem gemeinsamen Gehäuse 57 angeordnet.

Die Fig. 8 bis 10 zeigen schließlich die verschiedenen Fil­ tereinrichtungen 14, 27 bzw. 41 mit ihren Einzelheiten le­ diglich in größerem Maßstab.

Claims (4)

1. Verfahren zum Reinigen von durch Bearbeitungs- und/oder Verarbeitungsprozesse verunreinigter Abluft, dadurch gekennzeichnet,
daß die zu reinigende Abluft durch mindestens eine Rei­ nigungsstrecke strömt,
daß sie in einer ersten Reinigungsstrecke von unten nach oben strömt
und daß sie auf Hindernisse prallt, verwirbelt wird, mit Frischluft vermischt wird sowie durch mindestens einen Filter strömt und durch und/oder an mindestens einer Sprüheinrichtung vorbei strömt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft von in Kammern bzw. vor diesen angeordneten Einrichtungen einerseits gereinigt wird und anderer­ seits mit Luftsauerstoff von unbelasteter Luft rea­ giert.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine Reini­ gungsstrecke und einen in Bodennähe angeordneten Ein­ laßstutzen (2), ferner mindestens je einen Prallab­ scheider (7), eine Filtereinrichtung (14, 27, 41), eine Frischluftversorgungseinrichtung und eine Sprühvor­ richtung.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 mit mindestens einem oder mehreren der folgen­ den Merkmale,
daß sie mehrere, vorzugsweise bis zu fünf hintereinan­ der angeordnete, von der Abluft durchströmte Kammern umfaßt,
daß die erste Kammer im unteren Bereich einen Einlaß­ stutzen (2) aufweist, der unter einem Winkel von 15° bis 45° nach unten gerichtet ist,
daß Sprühdüsen (6) dem Einlaßstutzen (2) zugeordnet sind, daß mindestens ein Aufprall-Plattenabscheider (7) vorgesehen und in Höhe des Einlaßstutzens (2) angeord­ net ist,
daß die einzelnen Abscheiderplatten (8) des Prallplat­ tenabscheiders (7) zwischen 0° und 80° verstellbar sind,
daß in einer Kammer eine Reaktionsstrecke mit minde­ stens einem Hochspannungs-Entladungsfeld (50) vorge­ sehen ist,
daß Frischluft-Eintrittsöffnungen (53) in Strömungs­ richtung unmittelbar hinter dem Hochspannungs-Entla­ dungsfeld (so) vorgesehen sind,
daß gegebenenfalls Verwirbelungsbleche (45) vorgesehen sind,
daß die Länge und der Aufbau der Reaktionsstrecke der­ art gewählt sind, daß eine definierte Reaktion möglich ist,
daß die Reaktionsstrecke für eine mindestens einmalige Beschleunigung und Verwirbelung der Abluft vorgesehen ist,
daß in Strömungsrichtung hinter der Reaktionsstrecke eine zur Entspannung der Abluft dienende Kammer vorge­ sehen ist,
daß eine Austrittsöffnung (55) aus der letzten Kammer nahe dem Boden angeordnet ist und
daß ein Gebläse 3 vorgesehen ist.