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Title:
DEVICE AND METHOD FOR PURIFYING OUTGOING AIR WHICH IS LOADED WITH CONTAMINANTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/085524
Kind Code:
A1
Abstract:
A device for purifying outgoing air which is loaded with contaminants, comprising an ionization unit (2) which is used to ionize contaminants which are contained in said outgoing air and a collector unit (4, 5) which is used to separate ionized contaminants from said outgoing air. The collector unit comprises a water jet (4) which is used to produce a mist so that ionized contaminants can settle on the droplets of said mist, and a mist collector (5) which is used to separate the droplets of mist to which the contaminants have adhered from said outgoing air. The inventive device enables very small particles and drops of contaminants to be removed in an efficient manner without having to clean the collector plates at regular intervals. The inventive device is particularly useful for purifying blue smoke from outgoing textile areas, which otherwise is only possible with the aid of electrofilters.

Inventors:
HUNDSDOERFER MARKUS HANS ULRIC (DE)
Application Number:
PCT/CH2002/000220
Publication Date:
October 31, 2002
Filing Date:
April 22, 2002
Export Citation:
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Assignee:
KOENIG AG (CH)
HUNDSDOERFER MARKUS HANS ULRIC (DE)
International Classes:
B01D45/08; B01D50/00; B03C3/014; B03C3/16; (IPC1-7): B03C3/16; B01D50/00
Domestic Patent References:
WO1992019380A11992-11-12
Foreign References:
EP1075872A22001-02-14
US5846301A1998-12-08
US3874858A1975-04-01
US3064409A1962-11-20
GB2036951A1980-07-02
Attorney, Agent or Firm:
Clerc, Natalia (Isler & Pedrazzini AG Gotthardstrasse 53 Postfach 6940 Zürich, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Reinigung von schadstoffbelasteter Ab luft, wobei die Vorrichtung eine lonisierungseinheit (2) zur Io nisation von in der Abluft enthaltenen Schadstoffen und eine Kollektoreinheit (4,5) zur Abscheidung der ionisierten Schad stoffe aus der Abluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollektoreinheit ein Mittel zur Erzeugung eines Nebels (4) zwecks Behaftung der ionisierten Schadstoffe an Nebeltröpfchen und einen in Strömungsrichtung der Abluft nachfolgend angeordne ten ersten Tropfenabscheider (5) zur Abscheidung der schadstoff behafteten Nebeltröpfchen aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Erzeugung eines Nebels eine erste Wasserdüse (4) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, dass der Ionisierungseinheit (2) eine Kühlund/oder Vorreinigungseinheit vorgeschalten ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlund/oder Vorreinigungseinheit eine zweite Wasserdüse (7) zur Zerstäubung von eingeführtem Wasser in einen Sprühnebel und einen zweiten Tropfenabscheider (8) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlund/oder Vorreinigungseinheit einen Wärmetauscher auf weist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Tropfenabscheider (5) ein mechanischer Abscheider ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Abscheider eine Abscheidgrenze von 1020 pm aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserdüse eine Zweistoffoder Einstoffdüse ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Vernebelung Nebeltröpfchen mit einem durch schnittlichen Durchmesser von 1020 pm erzeugt.
10. Verfahren zur Reinigung von schadstoffbelasteter Abluft, wobei die Abluft durch eine Ionisiereinheit (2) geleitet wird, um in der Abluft enthaltene Schadstoffe zu ionisieren, und wo bei die ionisierten Schadstoffe in einer Kollektoreinheit (4, 5) aus der Abluft abgeschieden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluft in der Kollektoreinheit (4,5) mit einem Nebel beauf schlagt wird, in welchem sich die ionisierten Schadstoffe an Ne beltröpfchen anhaften, und dass die schadstoffbehafteten Nebel tröpfchen an einem Tropfenabscheider (5) aus der Abluft abge schieden werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die schadstoffbelastete Abluft bei Eintritt in die Ionisierungs einheit (2) eine Temperatur aufweist, in welcher mindestens ein Teil der Schadstoffe in Form von Tropfen und/oder Partikeln vor liegen.
Description:
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR REINIGUNG VON SCHADSTOFFBELASTETER ABLUFT Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Ver- fahren zur Reinigung von schadstoffbelasteter Abluft gemäss Oberbegriff der Patentansprüche 1 respektive 9. Diese Vorrich- tung und dieses Verfahren eignen sich insbesondere zur Reinigung von bei der Textilherstellung und-verarbeitung entstehenden Ab- luft, insbesondere der Abluft eines Spannrahmens.

Textile Abluft ist sehr problematisch zu reinigen, da sich in der Abluft Wachse, Öle und meist auch Fasern befinden, die, ein- mal abgeschieden, oft sehr schwer aus Filtereinheiten auszutra- gen sind. Es sind verschiedene Luftwäscher bekannt, beispiels- weise Rotationswäscher oder Wirbelwäscher, in welchen die Abluft durch grosse Mengen zirkulierenden Abwassers gewaschen wird. Die Reinigungsleistung dieser mechanischen Wäscher ist jedoch oft nicht ausreichend, da die Abscheidung nur bis zu einer Tropfen- grösse von circa 10-20 um möglich ist. In der Textilherstel- lung und-verarbeitung entsteht jedoch ein sogenannter blauer Rauch, welcher sich aufgrund der geringen Grösse der Schadstoffe mittels herkömmlicher Wäscher nicht reinigen lässt. Dieser blaue Rauch spielt bei der VOC Belastung eine geringe Rolle. Seine Re- duktion ist jedoch trotzdem wünschenswert, stehen doch viele Textilbetriebe in dicht besiedelten Gebieten.

Deshalb werden vermehrt Elektrofilter eingesetzt, welche Schad- stoffpartikel in der Abluft ionisieren und an in Strömungsrich- tung nachfolgend angeordneten elektrisch geladenen Kollektor- platten ablagern. Zwar ermöglichen diese Elektrofilter auch die Entfernung von kleinsten Schadstoffpartikeln und somit auch die Reinigung des blauen Rauches. Nachteilig ist jedoch, dass sich die Schmutzpartikel an den Kollektorplatten ablagern, so dass diese häufig im Wochenrhythmus gereinigt werden müssen. Die im Textilbereich anfallenden Verschmutzungen sind zudem derart, dass eine einfache Spülung der Kollektorplatten im eingebauten Zustand nicht ausreicht. Die Platten müssen somit entfernt und die Anlage während dieser Wartungsarbeit stillgelegt werden.

US-A-3874858 offenbart eine Vorrichtung zum Reinigen eines Gasstroms, bei welcher das Gas vor Einleitung in einen Wäscher oder Skrubber ionisiert wird. Auch hier lagern sich mindestens ein Teil der Schmutzpartikel im Körper des Wäschers selber ab, so dass die Reinigung entsprechend aufwendig ist.

Ferner sind aus EP-A-1'075'874 und WO 92/19380 Elektrofilter be- kannt, in welchen die Abluft mit den ionisierten Schmutzparti- keln mit einer Flüssigkeit besprüht und anschliessend auf einer Kollektorplatte aufgefangen werden. Die Kollektorplatte muss entsprechend regelmässig gereinigt werden.

US-A-5846301 beschreibt eine Vorrichtung zur Reinigung eines Gasstroms, bei welchem das Gas ebenfalls ionisiert und mit einem alkalischen Reaktionsmittel berieselt wird. Dabei fallen die Tröpfchen entgegen der Strömungsrichtung des Gases nach unten in einen Übergangskanal, von wo das Reaktionsmittel zur Wiederver- wendung in einen Vorratstank abgezogen wird. Nachteilig ist hier, dass ein Reaktionsmittel verwendet wird. Zudem ist der Übergangskanal ebenfalls vom Gas durchströmt. Bei einer positi- ven Veränderung des Verschmutzungsgrades des nachströmenden Ga- ses wird nun sauberes Gas vom schmutzigen Nebel kontaminiert.

Dies vermindert den Gesamtwirkungsgrad der Anlage.

US-A-3064'409 offenbart eine Vorrichtung, bei welcher einem Nassreiniger ein Elektrofilter mit Kollektorplatte vorgeschaltet ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reinigung von schadstoffbelasteter Abluft zu schaffen, welche eine hohe Reinigungsleistung mit geringem War- tungsaufwand ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 beziehungsweise 9 gelöst.

Erfindungsgemäss wird ein Filter verwendet, in welchem in der Abluft enthaltene Schadstoffe ionisiert werden, die Abluft mit einem Sprühnebel beaufschlagt wird, um die ionisierten Schad- stoffe an Nebeltröpfchen anzulagern, und die schadstoffbehafte- ten Nebeltröpfchen in einem in Strömungsrichtung nachgeordneten, vorzugsweise mechanischen Tropfenabscheider abgeschieden werden.

Die elektrisch neutralen oder nur schwach geladenen Nebeltröpf- chen bilden einen Kollektor für die ionisierten Schadstoffe, welche sich an diesen anlagern. Durch die Anhaftung der ioni- sierten Schadstoffe an die Nebeltröpfchen vergrössern sich Masse und Volumen, so dass sich die Schadstoffe am Tropfenabscheider abfangen und aus der Abluft abscheiden lassen. Kleinste Schmutz- partikel und Schmutztropfen lassen sich somit aus der Abluft entfernen, insbesondere lässt sich der blaue Rauch vermindern.

Da sich die Schadstoffe jedoch nicht am Tropfenabscheider abla- gern, sondern mit den Nebeltröpfchen vom Tropfenabscheider ab- fliessen, muss dieser kaum gereinigt werden. Vorteilhaft ist ferner, dass die Kontamination der Abluft in der Anlage kontinu- ierlich abnimmt.

Um einen optimalen Wirkungsgrad zu erzielen ist es notwendig, dass die Schadstoffe in Form von Partikeln und/oder Tropfen vor- liegen. Je nach Temperatur und Zusammensetzung der Abluft ist es deshalb sinnvoll, diese vor der Ionisierung zu kühlen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von Ausfüh- rungsbeispielen, welche in der beiliegenden Zeichnung darge- stellt sind, näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss einer ersten Ausführungsform und Figur 2 gemäss einer zweiten Ausführungsform.

Die erfindungsgemässe Reinigungsvorrichtung befindet sich vor- zugsweise in einem Abluftkanal einer Produktionsanlage, bei- spielsweise in einem Abluftkanal eines textilen Spannrahmens oder einer Extrusionsanlage. Im allgemeinen befindet sie sich in einem rohrförmigen Kanal K, welcher vorzugsweise liegend, aber auch stehend angeordnet sein kann.

Durch eine Eintrittsöffnung 1 gemäss Figur 1 gelangt schadstoff- belastete Abluft in eine Ionisierungseinheit 2. Die Strömung- richtung ist in den Figuren mit Pfeilen dargestellt. Die Abluft wird im allgemeinen mittels eines hier nicht dargestellten, üb- licherweise nach der Reinigungsvorrichtung angeordneten Gebläses angesaugt. Als Ionisierungseinheit 2 eignen sich im Prinzip alle bekannten, in Elektrofiltern eingesetzten Ionisierungseinheiten.

Vorzugsweise wird eine Spannung von mindestens annähernd-14kV angelegt, um mindestens einen Teil der in der Abluft enthaltenen Schmutzpartikel oder Schmutztröpfchen negativ zu laden.

In Strömungsrichtung nachgeordnet ist eine Kollektoreinheit 3 vorhanden, welche im wesentlichen aus einem Mittel zur Erzeugung eines Nebels 4 und einen nachgeordneten Tropfenabscheider 5 be- steht. Der Nebel wird in dem hier beschriebenen Ausführungsbei- spiel mittels mindestens einer Wasserdüse 40 erzeugt. Handelt es sich um eine Einstoffdüse, so ist die Düse mit einem Wasser- schluss 41 versehen. Handelt es sich um eine Zweistoffdüse, wel- che Luft und Wasser kombiniert, so ist ferner ein Druckluftan- schluss 42 vorhanden. Im Falle der Einstoffdüse beträgt der Was- serdruck vorzugsweise 10-20 bar, bei einer Zweistoffdüse vor- zugsweise 4-6 bar. Typische mittlere Tröpfchendurchmesser liegen bei 10-20 pm. Die Wassertemperatur beträgt beispielsweise min- destens annähernd 20°C. Vorzugsweise ist die Düse 40 so angeord- net, dass sie einen Nebel im Gleichstrom mit dem Strom der Ab- luft erzeugt.

Beabstandet zur Düse 40 und ihr nachfolgend ist der Tropfenab- scheider 5 angeordnet. Der Abstand ist genügend gross gewählt, um eine Anlagerung der ionisierten Schadstoffe an die Nebel- tröpfchen zu ermöglichen. Typische Werte betragen 2-4 m. Als Tropfenabscheider 5 eignen sich insbesondere Lamellenabscheider, vorzugsweise mit einer Abscheidgrenze von 10-20 jum. An diesem Tropfenabscheider 5 scheiden sich die Nebeltröpfchen ab und mit ihnen die angehafteten Schadstoffe. Die Nebeltröpfchen und Schadstoffe fliessen am Tropfenabscheider 5 ab und werden über einen Ablauf 50 abgeführt. Die gereinigte Abluft verlässt die Reinigungsvorrichtung über eine Austrittöffnung 6 und wird im allgemeinen über einen Kamin abgeführt.

Je nach Produktionsbetrieb weist die Abluft eine relativ hohe Temperatur auf. Die Abluft eines textilen Spannrahmens beträgt beispielsweise ungefähr 120°-200°C. Optimale Wirkungsgrade wer- den jedoch dann erzielt, wenn die Schadstoffe in Form von Parti- keln oder Tröpfchen in der Abluft vorliegen. Deshalb ist es vor- teilhaft, die Abluft vor Eintritt in die Ionisierungseinheit in einer Kühleinheit zu kühlen. Ferner ist es vorteilhaft, die Ab- luft in einer Vorreinigungseinheit von grösseren Schmutzparti- keln zu befreien.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäss Figur 2 er- folgt die Kühlung und Vorreinigung in einer gemeinsamen Einheit, welche der Ionisierungseinheit vorgelagert ist. Diese Vorreini- gungseinheit besteht im wesentlichen aus einem Luftwäscher oder aus einem Wärmetauscher, in welchem die Luft soweit gekühlt wird, das die Schadstoffe kondensieren. In Figur 2 ist die Vari- ante mit dem Luftwäscher dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus mindestens einer zweiten Wasserdüse 7 zur Zerstäubung von eingeführtem Wasser in einen zweiten Sprühnebel und einen zwei- ten Tropfenabscheider 8. Dadurch lässt sich die Abluft vorreini- gen und des weiteren auf eine gewünschte Temperatur kühlen. Vor- zugsweise beträgt die Temperatur anschliessend 50°-80° C.

Dank der erfindungsgemässen Vorrichtung und dem Verfahren lässt sich eine Abscheideleistung von organischen Kohlenstoffen von bis zu 75% erzielen. Ausserdem wird der blaue Rauch weitgehend eliminiert. Trotzdem müssen keine Filter oder Kollektorplatten gereinigt werden, da die Schadstoffe mit dem Wasser über die Tropfenabscheider abgeführt werden.