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WO2006072235A1 - Method and device for the purification and conditioning of air - Google Patents

Method and device for the purification and conditioning of air

Info

Publication number
WO2006072235A1
WO2006072235A1 PCT/DE2006/000013 DE2006000013W WO2006072235A1 WO 2006072235 A1 WO2006072235 A1 WO 2006072235A1 DE 2006000013 W DE2006000013 W DE 2006000013W WO 2006072235 A1 WO2006072235 A1 WO 2006072235A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air
electrode
ozone
collecting
particles
Prior art date
Application number
PCT/DE2006/000013
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinz HÖLTER
Werner Tenk
Original Assignee
Efs Schermbeck Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102005001022A external-priority patent/DE102005001022A1/en
Priority claimed from DE102005017462A external-priority patent/DE102005017462A1/en
Priority claimed from DE200510018150 external-priority patent/DE102005018150A1/en
Priority claimed from DE102005031949A external-priority patent/DE102005031949A1/en
Priority claimed from DE102005047247A external-priority patent/DE102005047247A1/en
Application filed by Efs Schermbeck Gmbh filed Critical Efs Schermbeck Gmbh
Publication of WO2006072235A1 publication Critical patent/WO2006072235A1/en

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/14—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by the additional use of mechanical effects, e.g. gravity
    • B03C3/155—Filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/01—Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation
    • B03C3/013—Conditioning by chemical additives, e.g. with SO3
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/60—Use of special materials other than liquids

Definitions

  • the invention relates to a method for purifying and conditioning air enriched with dust particles of other inorganic and organic pollutant particles and microorganisms in which pollutant particles are ionized by means of at least one electrically charged spraying electrode and then deposited on at least one collecting electrode, the ionized pollutant particles still remaining between the spraying electrode and the collecting electrode be brought into contact with other denaturing or oligodynamically acting surfaces, and an apparatus for carrying out the method.
  • Ionization filters which have hitherto been used in particular for the separation of dust from the flue gases of fossil-heated power plants, are distinguished by a low flow resistance for the flue gas passing through the electrodes and a high degree of dust separation.
  • electrostatic precipitator due to the very simple construction without moving parts such electrostatic precipitator are very wear-resistant and thus only a small amount of repair.
  • Under denaturing or oligodynamic layer is to be understood as a material which has a free mass transfer surface for microorganisms which prepared in such a way is that the contacted microorganisms die off after a short time.
  • Suitable denaturing substances may be corresponding copper compounds or other known toxic materials with which the corresponding layer has been impregnated or prepared.
  • strongly acidic or strongly alkaline materials can be used either alone or in combination.
  • the object of the present invention is to reliably optimize, in particular, the killing of the microorganisms contained in the air to be purified to almost 100%.
  • This object is achieved in a method and a device of the type mentioned above, in that in the area of the spray electrode ozone is introduced into the air to be purified and excess ozone is separated again in the flow direction behind the collecting electrode from the purified air.
  • one of the strongest known oxidizing agent by the particular organic substances, and thus microorganisms, killed and largely decomposed or mineralized, can be aeksgrad the ionization filter used with respect to microorganisms of nearly 100 % to reach.
  • the ionization filter is thus a closed system, ie no harmful ozone quantities can undesirably enter the environment.
  • the required ozone be produced in a particularly cost-effective manner by means of the high-voltage spray electrode.
  • the ion density is set at approximately 10 7 to 2 ⁇ 10 7 ions per cm 3 and the ratio of negative and positive ions is approximately 1.4.
  • the desired optimum setting can be achieved by appropriate control of the high voltage at the spray electrode.
  • the quality of the purified and already exempted from excess ozone, but also only very low ion concentrations having respiratory air substantially improve when it is subjected to a renewed ionization, in which case the ion density to be set preferably at about 500 to 4000 negative ions per cm 3 of air.
  • the presence of negative ions in the air is known to be of great importance for the quality of the air, as shown in the following table.
  • a particularly effective device for carrying out the method according to the invention is an ionization filter for cleaning air enriched with dust particles, other inorganic and organic pollutants and microorganisms with at least one electrically charged spray electrode to produce electrically conductive particles, at least one collecting electrode for trapping in the electric field between spray and precipitation electrode moved pollutant particles and at least one arranged in the flow path of the deposited pollutant particles further layer which has denaturing or oligodynamic properties which is characterized by the introduction of ozone in the region of the spray and by a device for removing excess ozone from the purified air in the Flow path behind the collecting electrode.
  • the device for removing the excess ozone is formed as an activated carbon filter or as a catalyst stage.
  • activated carbon filter at least one part of the activated carbon to be replaced by a less expensive alkaline material, such as e.g. Calcium carbonate, to replace.
  • alkaline material such as e.g. Calcium carbonate
  • activated carbon and alkaline material can also be arranged one behind the other in separate layers.
  • the additional use of an alkaline material also makes it possible to easily deposit residual acidic components from the air.
  • a plurality of precipitation electrodes each provided with a respective denaturing surface are arranged parallel to each other in the flow path of the air to be purified.
  • the separation efficiency of the ionization filter can be further improved especially with regard to very small particles ( ⁇ 0.3 ⁇ )
  • the denaturing or oligodynamic precipitation electrode consists of a copper alloy and a plurality of collecting electrodes are each arranged in a gas-like manner, each associated with a spray electrode and a zero electrode is provided between each two collecting electrodes.
  • the distance between the collecting electrode and associated spray electrode is expediently ⁇ 30 mm.
  • the distance between the gas collecting electrodes is about 9mm and the required high voltage is about 9kV.
  • the required ozone is introduced in a concentration of at least 0.5 mg / m 3 of air between the oligodynamically acting surfaces and the zero electrode.
  • the inventive method is in an excellent manner for cleaning and conditioning of air in buildings, such as residential buildings, hospitals, hotels public institutions, etc. However, it should be otherwise possible airtight trained facilities, so that the entire air required centrally over a or several ionization filters can be passed.
  • the application of the method according to the invention is not limited to the cases presented so far.
  • it proves to be very healthy in the automotive sector with appropriate air conditioning and fresh air purification with conventional systems for the affected persons when determined according to a further feature of the invention, first by means of a sensor, the content of organic and inorganic pollutant particles in the fresh air and, as soon as the concentration of the Pollutant exceeds a predetermined limit, the cleaning of the fresh air then takes place in an ionization according to the invention.
  • the loaded with inorganic and organic pollutant particles and microorganisms fresh air enters at 1 in an ionization filter according to the invention.
  • the filter has a spraying electrode 3 with metal tips for ionizing the pollutant particles.
  • the high voltage required for the ionization and also for the generation of the required ozone is established via the high voltage generators 2,2a.
  • the required ion density and the required amount of ozone can be represented by voltages between 8 and 12 kV.
  • Ionized pollutant particles as well as by the action of ozone killed and already largely mineralized microorganisms, such as fungi, viruses, bacteria and others, are then deposited on the precipitation electrodes 4 provided with denaturing surfaces.
  • a plurality of collecting electrodes are arranged parallel to each other in the flow path of the air, resulting in a large mass transfer area at relatively low flow path.
  • an activated carbon filter 5 This is usually a reinforced with activated carbon and folded filter system, the activated carbon reinforcement preferably consists of activated carbon fibers.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a method and a device for the purification and conditioning of air loaded with dust particles, other inorganic and organic pollutants and microorganisms, whereby the pollutant particles are ionised by means of at least one electrically-charged spray electrode and then deposited on at least one collector electrode. The ionised pollutant particles are brought into contact with further surfaces having a denaturing or oligodynamic effect and ozone is introduced into the air for conditioning in the region of the spray electrode. Excess ozone is removed from the conditioned air after the collector electrode in the direction of flow.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung und Konditionierung von LuftMethod and device for cleaning and conditioning air
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung und Konditionierung von mit Staubpartikeln sonstigen anorganischen und organischen Schadstofrpartikeln und Mikroorganismen angereicherter Luft, bei dem mittels mindestens einer elektrisch aufgeladenen Sprühelektrode Schadstoffpartikel ionisiert und dann an mindestens einer Niederschlagselektrode abgeschieden werden, wobei die ionisierten Schadstoffteilchen zwischen Sprühelektrode und Niederschlagselektrode noch mit weiteren denaturierend bzw. oligodynamisch wirkenden Oberflächen in Kontakt gebracht werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens.The invention relates to a method for purifying and conditioning air enriched with dust particles of other inorganic and organic pollutant particles and microorganisms in which pollutant particles are ionized by means of at least one electrically charged spraying electrode and then deposited on at least one collecting electrode, the ionized pollutant particles still remaining between the spraying electrode and the collecting electrode be brought into contact with other denaturing or oligodynamically acting surfaces, and an apparatus for carrying out the method.
Ionisationsfilter, die bisher insbesondere zur Abscheidung von Staub aus den Rauchgasen fossil beheizter Kraftwerke eingesetzt werden, zeichnen sich bei hohem Staubabscheidegrad durch einen niedrigen Strömungswiderstand für das die Elektroden passierende zu reinigende Rauchgas aus. Darüber hinaus sind aufgrund der sehr einfachen Bauweise ohne bewegte Teile derartige Elektrofilter sehr verschleißarm und damit nur in geringem Maße reparaturanfallig.Ionization filters, which have hitherto been used in particular for the separation of dust from the flue gases of fossil-heated power plants, are distinguished by a low flow resistance for the flue gas passing through the electrodes and a high degree of dust separation. In addition, due to the very simple construction without moving parts such electrostatic precipitator are very wear-resistant and thus only a small amount of repair.
Im Bereich von Gebäuden , wie Wohnhäusern, Krankenhäusern, öffentliche Verwaltungen usw., erfolgt z.B. im Kreislauf von Klimaanlagen die Reinigung der Luft meist mit normalen Filtern, die aus fliesartigen Materialien in der Regel aufgebaut sind .Diese Filter weisen einen sehr hohen Druckverlust auf, wobei mit zunehmender Beladung die Reinigungswirkung zudem nachlässt. Bakterien, Pilze Sporen oder andere Mikroorganismen passieren das Filter oder werden aufgrund des durch die Beladung bedingten erhöhten Ventilatordruckes über Undichtigkeiten im Leitungssystem freigesetzt und können zu einer starken gesundheitlichen Belastung der mit Frischluft zu versorgenden Menschen führen.In the area of buildings, such as residential buildings, hospitals, public administrations, etc., e.g. In the circulation of air conditioning systems, the cleaning of the air usually with normal filters, which are usually made up of flow-like materials. These filters have a very high pressure drop, with increasing load, the cleaning effect also decreases. Bacteria, fungi Spores or other microorganisms pass through the filter or are released due to the increased fan pressure due to the loading due to leaks in the piping system and can lead to a severe health burden on people to be supplied with fresh air.
Aus der WO98/56489 ist es bereits bekannt geworden, auch im Bereich von Wohnhäusern, Krankenhäusern, Hotels, usw. zur Luftreinigung Ionisationsfilter einzusetzen. Dabei wird auch vorgeschlagen, zur Abtötung von Mikroorganismen zwischen Sprühelektrode und Niederschlagselektrode des Ionisationsfilters eine weitere denaturierende bzw. oligodynamisch wirkende Schicht vorzusehen.From WO98 / 56489 it is already known to use in the field of homes, hospitals, hotels, etc. for air purification ionizing filter. It is also proposed to provide a further denaturing or oligodynamically acting layer for killing microorganisms between the spray electrode and the precipitation electrode of the ionization filter.
Unter denaturierender bzw. oligodynamischer Schicht ist dabei ein Material zu verstehen, welches eine freie Stoffaustauschfläche für Mikroorganismen aufweist, die derart präpariert ist, dass die kontaktierten Mikroorganismen nach kurzer Zeit absterben. Als denaturierend wirkende Stoffe können entsprechende Kupferverbindungen oder auch sonstige bekannte toxische Materialien, mit denen die entsprechende Schicht imprägniert oder präpariert worden ist, eingesetzt werden. Darüber hinaus können stark saure bzw. stark alkalische Materialien entweder jeweils für sich alleine oder auch in Kombination eingesetzt werden.Under denaturing or oligodynamic layer is to be understood as a material which has a free mass transfer surface for microorganisms which prepared in such a way is that the contacted microorganisms die off after a short time. Suitable denaturing substances may be corresponding copper compounds or other known toxic materials with which the corresponding layer has been impregnated or prepared. In addition, strongly acidic or strongly alkaline materials can be used either alone or in combination.
Messungen an ersten Prototypen haben gezeigt, dass derartige Ionisationsfilter neben einem hohen Abscheidewirkungsgrad auch gute Erfolge in Hinblick auf das Abtöten von Mikroorganismen aufweisen.Measurements on the first prototypes have shown that such ionization filters, in addition to a high degree of separation efficiency, also have good success in terms of killing microorganisms.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere das Abtöten der in der zu reinigenden Luft enthaltenen Mikroorganismen verlässlich auf nahezu 100% zu optimieren.The object of the present invention is to reliably optimize, in particular, the killing of the microorganisms contained in the air to be purified to almost 100%.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, dadurch gelöst, dass im Bereich der Sprühelektrode Ozon in die zu reinigende Luft eingeleitet und überschüssiges Ozon in Strömungsrichtung hinter der Niederschlagselektrode aus der gereinigten Luft erneut abgetrennt wird.This object is achieved in a method and a device of the type mentioned above, in that in the area of the spray electrode ozone is introduced into the air to be purified and excess ozone is separated again in the flow direction behind the collecting electrode from the purified air.
In einer Vielzahl von Untersuchungen sowohl im Labormaßstab als auch im technischen Maßstab mit entsprechenden Geräten hat es sich gezeigt, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren, d.h. also durch die Kombination von denaturierend wirkenden Oberflächen mit zusätzlichem Ozon auch bei sehr hohen Konzentrationen an Mikroorganismen in der zu behandelten Luft diese nahezu zu 100% abgetötet werden. Die abgetöteten Mikroorganismen werden dann zusammen mit den weiteren anorganischen und organischen Schadstoffpartikeln an der Niederschlagselekrode abgeschieden und je nach Beladung von Zeit zu Zeit aus dem Ionisationsfilter entfernt.In a large number of investigations both on a laboratory scale and on an industrial scale with corresponding devices, it has been found that by the method according to the invention, i. So by the combination of denaturing surfaces with additional ozone even at very high concentrations of microorganisms in the air to be treated they are almost 100% killed. The killed microorganisms are then deposited together with the other inorganic and organic pollutant particles at the precipitation electrode and, depending on the load, removed from the ionization filter from time to time.
Gerade durch den zusätzlichen Einsatz von Ozon , einem der stärksten bekannten Oxidationsmittel , durch das insbesondere auch organische Stoffe, und damit auch Mikroorganismen, abgetötet und weitestgehend zersetzt bzw. mineralisiert werden, lässt sich ein Wirkungßgrad der verwendeten Ionisationsfilter auch im Hinblick auf Mikroorganismen von nahezu 100% erreichen. Dadurch, dass die Mikroorganismen nicht nur abgetötet, sondern auch weitestgehend zersetzt werden, ergibt sich als weiterer Vorteil, dass im Filter selbst keine Verwesungsreaktionen ablaufen, welches mit der Bildung weiterer übel riechender oder sogar toxischer Schadstoffe verbunden wäre. Da sich eine vollständige Stöchiometrie der Reaktionen zwischen Ozon und den entsprechenden Reaktionspartnern im Filter selbstverständlich nicht einstellen lässt, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die erneute vollständige Abtrennung von überschüssigem Ozon in Strömungsrichtung hinter der Niederschlagselektrode vorgesehen. Im Hinblick auf das Ozon handelt es sich bei dem Ionisationsfilter somit um ein geschlossenes System, d.h. es können keine schädlichen Ozonmengen unerwünscht in die Umgebung gelangen.Just by the additional use of ozone, one of the strongest known oxidizing agent, by the particular organic substances, and thus microorganisms, killed and largely decomposed or mineralized, can be a Wirkungsgrad the ionization filter used with respect to microorganisms of nearly 100 % to reach. The fact that the microorganisms are not only killed, but also largely decomposed, results in the further advantage that run in the filter itself no decomposition reactions, which would be associated with the formation of other foul smelling or even toxic pollutants. Of course, since a complete stoichiometry of the reactions between ozone and the corresponding reactants in the filter can not be adjusted, according to a further feature of the invention the renewed complete separation of excess ozone in the flow direction behind the precipitation electrode is provided. With regard to the ozone, the ionization filter is thus a closed system, ie no harmful ozone quantities can undesirably enter the environment.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, dass benötigte Ozon mittels der unter Hochspannung stehende Sprühelektrode besonders kostengünstig zu erzeugen.According to a further feature of the invention, it is proposed that the required ozone be produced in a particularly cost-effective manner by means of the high-voltage spray electrode.
Es hat sich gezeigt, dass besonders hohe Abscheidegrade im Ionisationsfilter erreicht werden können, wenn die Ionendichte auf etwa 107 bis 2*107 Ionen pro cm3 eingestellt wird und dabei das Verhältnis von negativen und positiven Ionen bei etwa 1,4 liegt. Die gewünschte optimale Einstellung kann durch entsprechende Regelung der Hochspannung an der Sprühelektrode erreicht werden.It has been found that particularly high degrees of separation in the ionization filter can be achieved if the ion density is set at approximately 10 7 to 2 × 10 7 ions per cm 3 and the ratio of negative and positive ions is approximately 1.4. The desired optimum setting can be achieved by appropriate control of the high voltage at the spray electrode.
Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich die Qualität der gereinigten und von überschüssigem Ozon bereits befreiten, aber auch nur noch sehr geringe Ionenkonzentrationen aufweisenden Atemluft wesentlich verbessern, wenn diese einer erneuten Ionisierung unterzogen wird, wobei hierbei die einzustellende Ionendichte vorzugsweise bei etwa 500 bis 4000 negativer Ionen pro cm3 Luft liegt. Die Anwesenheit von negativen Ionen in der Atemluft ist bekanntlich von großer Bedeutung für die Qualität der Luft, wie sich aus der folgenden Tabelle ergibt.According to a further feature of the method according to the invention, the quality of the purified and already exempted from excess ozone, but also only very low ion concentrations having respiratory air substantially improve when it is subjected to a renewed ionization, in which case the ion density to be set preferably at about 500 to 4000 negative ions per cm 3 of air. The presence of negative ions in the air is known to be of great importance for the quality of the air, as shown in the following table.
ungefähre Anzahl negativer Ionen pro cm3 Luftapproximate number of negative ions per cm 3 air
St. Moritz 4000St. Moritz 4000
Mittelgebirge 1200Central Mountains 1200
Nach Gewitter 800After thunderstorm 800
Land- und Stadtluft 300-500Land and city air 300-500
Bei Smog 40 Eine besonders wirksame Vorrichtung zu Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Ionisationsfilter zur Reinigung von mit Staubpartikeln, sonstigen anorganischen und organischen Schadstoffen und Mikroorganismen angereicherter Luft mit mindestens einer elektrisch aufgeladenen Sprühelektrode zur Erzeugung elektrisch leitender Teilchen, mindestens einer Niederschlagselektrode zum Auffangen der im elektrischen Feld zwischen Sprüh- und Niederschlagselektrode bewegten Schadstoffteilchen und mindestens einer im Strömungsweg der abzuscheidenden Schadstoffteilchen angeordneten weiteren Schicht, welche denaturierend bzw. oligodynamische Eigenschaften besitzt welches gekennzeichnet ist durch die Einleitung von Ozon im Bereich der Sprühelektrode sowie durch eine Einrichtung zur Entfernung von überschüssigem Ozon aus der gereinigten Luft im Strömungsweg hinter der Niederschlagselektrode.At Smog 40 A particularly effective device for carrying out the method according to the invention is an ionization filter for cleaning air enriched with dust particles, other inorganic and organic pollutants and microorganisms with at least one electrically charged spray electrode to produce electrically conductive particles, at least one collecting electrode for trapping in the electric field between spray and precipitation electrode moved pollutant particles and at least one arranged in the flow path of the deposited pollutant particles further layer which has denaturing or oligodynamic properties which is characterized by the introduction of ozone in the region of the spray and by a device for removing excess ozone from the purified air in the Flow path behind the collecting electrode.
Vorzugsweise ist dabei die Einrichtung zur Entfernung vom überschüssigen Ozon als Aktivkohlefilter oder auch als Katalysatorstufe ausgebildet.Preferably, the device for removing the excess ozone is formed as an activated carbon filter or as a catalyst stage.
Insbesondere aus wirtschaftlicher Sicht kann es sich dabei aber auch als sinnvoll erweisen, bei einem Aktivkohlefilter zumindest einen Teü der Aktivkohle durch ein kostengünstigeres alkalisches Material, wie z.B. Calciumcarbonat, zu ersetzen. Dabei können Aktivkohle und alkalisches Material aber auch in getrennten Schichten hintereinander angeordnet sein. Durch den zusätzlichen Einsatz eines alkalischen Materials ergibt sich zudem die Möglichkeit, saure Restbestandteile aus der Luft einfach abzuscheiden.In particular, from an economic point of view, however, it may also prove to be expedient, in the case of an activated carbon filter, at least one part of the activated carbon to be replaced by a less expensive alkaline material, such as e.g. Calcium carbonate, to replace. In this case, however, activated carbon and alkaline material can also be arranged one behind the other in separate layers. The additional use of an alkaline material also makes it possible to easily deposit residual acidic components from the air.
Nach einem weitern Merkmal der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im Strömungsweg der zur reinigenden Luft mehrere mit je einer denaturierenden Oberfläche versehenen Niederschlagselektroden jeweils parallel zueinander angeordnet.According to a further feature of the device for carrying out the method according to the invention, a plurality of precipitation electrodes each provided with a respective denaturing surface are arranged parallel to each other in the flow path of the air to be purified.
Auf diese Weise steht für die Wechselwirkung mit den Mikroorganismen und die Abscheidung der Schadstoffpartikel insgesamt eine relativ große Gesamtoberfläche zur Verfügung. Dies wiederum hat zur Folge, dass zum Erzielen einer vorgegebenen Leistung das Filter relativ kompakt gebaut werden kann.In this way, a relatively large total surface area is available for the interaction with the microorganisms and the deposition of the pollutant particles. This in turn means that the filter can be made relatively compact to achieve a given performance.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung lässt sich die Abscheideleistung des Ionisationsfilters gerade auch im Hinblick auf sehr kleine Teilchen (<0.3μ) weiter verbessern, wenn die denaturierende bzw. oligodynamische Niederschlagselektrode aus einer Kupferlegierung besteht und mehrere Niederschlagselektroden jeweils gassenartig angeordnet sind, wobei jeder eine Sprühelektrode zugeordnet und jeweils zwischen zwei Niederschlagselektroden eine Nullelektrode vorgesehen ist. Der Abstand zwischen Niederschlagselektrode und zugeordneter Sprühelektrode liegt zweckmäßigerweise bei <30mm. Der Abstand der gassenbildenden Niederschlagselektroden untereinander beträgt ca. 9mm und die benötigte Hochspannung liegt bei etwa 9kV.According to a further feature of the invention, the separation efficiency of the ionization filter can be further improved especially with regard to very small particles (<0.3μ), If the denaturing or oligodynamic precipitation electrode consists of a copper alloy and a plurality of collecting electrodes are each arranged in a gas-like manner, each associated with a spray electrode and a zero electrode is provided between each two collecting electrodes. The distance between the collecting electrode and associated spray electrode is expediently <30 mm. The distance between the gas collecting electrodes is about 9mm and the required high voltage is about 9kV.
Bei dieser Ausfiihrungsform wird das benötigte Ozon in einer Konzentration von mindestens 0.5mg/m3 Luft zwischen die oligodynamisch wirkenden Flächen und die Nullelektrode eingeleitet.In this embodiment, the required ozone is introduced in a concentration of at least 0.5 mg / m 3 of air between the oligodynamically acting surfaces and the zero electrode.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in hervorragender Weise zur Reinigung und Konditionierung von Luft in Gebäuden, wie Wohnhäusern, Krankenhäusern, Hotels öffentlichen Einrichtungen, usw. Dabei sollte es sich jedoch um ansonsten möglichst luftdicht ausgebildete Einrichtungen handeln, damit die gesamte benötigte Luft auch zentral über ein oder mehrere Ionisationsfilter geleitet werden kann.The inventive method is in an excellent manner for cleaning and conditioning of air in buildings, such as residential buildings, hospitals, hotels public institutions, etc. However, it should be otherwise possible airtight trained facilities, so that the entire air required centrally over a or several ionization filters can be passed.
m diesem Falle erweist es sich nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens als besonders wirtschaftlich, den dem Ionisationsfilter von außen zuströmenden Frischluftstrom in einem gesonderten Wärmetauscher in Wärmetausch zu bringen mit einem zentralen Abluftstrom aus dem jeweiligem Raum oder Gebäude. Auf diese Weise kann z.B. immer dann, wenn die Außentemperatur niedriger ist als die Innentemperatur über die Frischluft ein Teil des Wärmeinhalts der Abluft erneut in das Gebäude transportiert werden. Umgekehrt ergibt sich, dass bei höheren Außen- als Innentemperaturen die Frischluft vor Eintritt in das Gebäude entsprechen abgekühlt werden kann.In this case, it proves to be particularly economical, according to a further feature of the method according to the invention, to bring the ionization filter from the outside incoming fresh air stream in a separate heat exchanger in heat exchange with a central exhaust air flow from the respective room or building. In this way, e.g. Whenever the outside temperature is lower than the inside temperature over the fresh air part of the heat content of the exhaust air is transported back into the building. Conversely, at higher outdoor temperatures than indoor temperatures, the fresh air can be appropriately cooled before entering the building.
Selbstverständlich ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht auf die bisher dargestellten Fälle beschränkt. So erweist es sich z.B. im Automobilbereich mit entsprechender Klimatisierung und Frischluftreinigung mit herkömmlichen Systemen für die betroffenen Personen als sehr gesundheitsfördernd, wenn nach einem weiterem Merkmal der Erfindung zunächst mittels eines Sensors der Gehalt an organischen und anorganischen Schadstoffteilchen in der Frischluft ermittelt und, sobald die Konzentration der Schadstoffteilchen einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, die Reinigung der Frischluft dann in einen Ionisationsfilter gemäß der Erfindung erfolgt.Of course, the application of the method according to the invention is not limited to the cases presented so far. For example, it proves to be very healthy in the automotive sector with appropriate air conditioning and fresh air purification with conventional systems for the affected persons when determined according to a further feature of the invention, first by means of a sensor, the content of organic and inorganic pollutant particles in the fresh air and, as soon as the concentration of the Pollutant exceeds a predetermined limit, the cleaning of the fresh air then takes place in an ionization according to the invention.
Falls die zu reinigende Frischluft, z.B. in Arbeits- und Wohnräumen auf Ölplattformen, zusätzlich noch sehr feucht und salzhaltig und gegebenenfalls noch mit weiteren Schadstoffen, wie z.B. SO2, HCL, HF und ähnlichen, angereichert ist, erweist es sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung als sinnvoll, die Luft von ihrer eigentlichen Reinigung zunächst über ein Bett aus geblähtem Aluminiumsilikat zu führen.If the fresh air to be cleaned, eg in working and living spaces on oil rigs, in addition still very moist and salty and possibly still with other pollutants, such as SO 2 , HCL, HF and the like, enriched, it turns out to be a further feature of The invention makes sense to first guide the air from its actual cleaning over a bed of expanded aluminum silicate.
Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind dem in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.Further explanations of the invention can be found in the embodiment shown schematically in the figure.
Gemäß der Figur tritt die mit anorganischen und organischen Schadstoffpartikeln sowie Mikroorganismen belastete Frischluft bei 1 in ein Ionisationsfilter gemäß der Erfindung ein. Das Filter weißt eine Sprühelektrode3 mit Metallspitzen zur Ionisierung der Schadstoffpartikel auf. Die für die Ionisierung und auch für die Erzeugung des benötigten Ozons erforderliche Hochspannung wird über die Hochspannungsgeneratoren 2,2a aufgebaut. Je nach Feuchtigkeit lassen sich die erforderliche Ionendichte und die benötigte Ozonmenge durch Spannungen zwischen 8 und 12kV darstellen.According to the figure, the loaded with inorganic and organic pollutant particles and microorganisms fresh air enters at 1 in an ionization filter according to the invention. The filter has a spraying electrode 3 with metal tips for ionizing the pollutant particles. The high voltage required for the ionization and also for the generation of the required ozone is established via the high voltage generators 2,2a. Depending on the humidity, the required ion density and the required amount of ozone can be represented by voltages between 8 and 12 kV.
Ionisierte Schadstoffpartikel sowie durch die Einwirkung von Ozon abgetötete und bereits weitestgehend mineralisierte Mikroorganismen, wie Pilze, Viren, Bakterien und andere, werden dann auf den mit denaturierenden Oberflächen versehenen Niederschlagselektroden 4 abgelagert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind mehrere Niederschlagselektroden parallel zueinander im Strömungsweg der Luft angeordnet, wodurch sich eine große Stoffaustauschfläche bei relativ geringem Strömungsweg ergibt.Ionized pollutant particles as well as by the action of ozone killed and already largely mineralized microorganisms, such as fungi, viruses, bacteria and others, are then deposited on the precipitation electrodes 4 provided with denaturing surfaces. In the present embodiment, a plurality of collecting electrodes are arranged parallel to each other in the flow path of the air, resulting in a large mass transfer area at relatively low flow path.
Überschüssiges Ozon wird in einem Aktivkohlefilter5 abgeschieden. Dabei handelt es sich in der Regel um ein mit Aktivkohle armiertes und gefaltetes Filtersystem, wobei die Aktivkohlearmierung vorzugsweise aus Aktivkohlefasern besteht. Excess ozone is deposited in an activated carbon filter 5. This is usually a reinforced with activated carbon and folded filter system, the activated carbon reinforcement preferably consists of activated carbon fibers.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Reinigung und Konditionierung von mit Staubpartikeln, sonstigen anorganischen und organischen Schadstoffpartikeln und Mikroorganismen angereicherter Luft, bei dem mittels mindestens einer elektrisch aufgeladenen Sprühelektrode Schadstoffpartikel ionisiert und dann an mindestens einer Niederschlagselektrode abgeschieden werden, wobei die ionisierten Schadstoffteilchen zwischen Sprühelektrode und Niederschlagselektrode noch mit weiteren denaturierend bzw. oligodynamisch wirkenden Oberflächen in Kontakt gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Sprühelektrode Ozon in die zu reinigende Luft eingeleitet und überschüssiges Ozon in Strömungsrichtung hinter der Niederschlagselektrode aus der gereinigten Luft erneut abgetrennt wird.Anspruch [en] A process for purifying and conditioning air enriched with dust particles, other inorganic and organic pollutant particles and microorganisms in which pollutant particles are ionized by means of at least one electrically charged spraying electrode and then deposited on at least one collecting electrode, wherein the ionised pollutant particles are still present between the spraying electrode and the collecting electrode further denaturing or oligodynamically acting surfaces are brought into contact, characterized in that in the region of the spray electrode ozone is introduced into the air to be purified and excess ozone in the flow direction behind the collecting electrode from the purified air is separated again.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ozon mittels der Sprühelektrode erzeugt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that ozone is generated by means of the spray electrode.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der mittels der Sprühelektrode erzeugten Ionen auf etwa 107 bis 2*107 Ionen pro cm3 und dass Verhältnis von negativen zu positiven Ionen vorzugsweise auf etwa 1,4 eingestellt wird.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the density of the ions generated by means of the spray electrode to about 10 7 to 2 * 10 7 ions per cm 3 and that ratio of negative to positive ions preferably to about 1.4 is set.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gereinigte Luft einer weiteren Ionisierung unterzogen wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cleaned air is subjected to a further ionization.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Ionisierung regelbar ist, wobei vorzugsweise etwa 500 bis 4000 negative Ionen pro cm3 Luft erzeugt werden.5. The method according to claim 4, characterized in that the further ionization is controllable, wherein preferably about 500 to 4000 negative ions per cm 3 of air are generated.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu reinigende frische Luft vor ihrer Reinigung und Einleitung in einen Raum oder ein Gebäude in indirekten Wärmetausch mit Abluft aus dem Raum oder dem Gebäude erwärmt bzw. abgekühlt wird. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that to be cleaned fresh air is heated or cooled before their purification and introduction into a room or building in indirect heat exchange with exhaust air from the room or building.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Ionisationsfilter zur Reinigung von mit Staubartikeln, sonstigen anorganischen und organischen Schadstoffen und Mikroorganismen angereicherter Luft mit mindestens einer elektrisch aufgeladenen Sprühelektrode zur Erzeugung elektrisch leitender Teilchen und mindestens einer Niederschlagselektrode zum Auffangen der im elektrischem Feld zwischen Sprühelektrode und Niederschlagselektrode bewegten Schadstoffteilchen und mindestens einer im Strömungsweg der abzuscheidenden Schadstoffteilchen angeordneten weiteren Schicht, welche denaturierende bzw. oligodynamische Eigenschaften besitzt, gekennzeichnet durch die Einleitung von Ozon im Bereich der Sprühelektrode(3) sowie durch eine Einrichtung(5) zur Entfernung von überschüssigem Ozon aus der gereinigten Luft im Strömungsweg hinter der Niederschlagselektrode(4).7. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 with an ionization filter for cleaning with dust particles, other inorganic and organic pollutants and microorganisms enriched air with at least one electrically charged spray electrode for producing electrically conductive particles and at least one collecting electrode for collecting the in the electric field between Spray electrode and collecting electrode moved pollutant particles and at least one arranged in the flow path of the deposited pollutant particles further layer which has denaturing or oligodynamic properties, characterized by the introduction of ozone in the region of the spray electrode (3) and by a device (5) for removing excess ozone from the purified air in the flow path behind the collecting electrode (4).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung(5) zur Entfernung von überschüssigem Ozon als Aktivkohlefilter ausgebildet ist.8. The device according to claim 7, characterized in that the device (5) is designed to remove excess ozone as activated carbon filter.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivkohlefilter(5) mit einer Mischung aus Aktivkohle und einem alkalischen Material bestückt ist.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the activated carbon filter (5) is equipped with a mixture of activated carbon and an alkaline material.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Aktivkohle und alkalisches Material in getrennten Schichten vorgesehen sind.10. The device according to claim 9, characterized in that activated carbon and alkaline material are provided in separate layers.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungsweg der Luft mehrere mit je einer denaturierenden Oberfläche versehenen Niederschlagselektroden jeweils parallel zueinander angeordnet sind.11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that a plurality of each provided with a denaturing surface precipitation electrodes are arranged parallel to each other in the flow path of the air.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die denaturierende bzwi oligodynamische Niederschlagselektrode aus einer Kupferlegierung besteht und mehrere Niederschlagselektroden jeweils gassenartig angeordnet sind, wobei jeder eine Sprühelektrode zugeordnet und jeweils zwischen zwei Niederschlagselektroden eine Nullelektrode vorgesehen ist. 12. The device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the denaturing or oligodynamic precipitation electrode consists of a copper alloy and a plurality of collecting electrodes are arranged in each case like a gas, each associated with a spray electrode and each provided between two collecting electrodes a zero electrode.
13. Vorrichtungen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den oligodynamischen Flächen der Niederschlagselektroden und der Nullelektrode Ozon eingeleitet wird.13. Apparatus according to claim 12, characterized in that between the oligodynamic surfaces of the collecting electrodes and the zero electrode ozone is introduced.
14. Anwendung der Vorrichtung nach Anspruch 7 im Automobilbereich, wobei die dem Fahrzeuginneren zuzuführende Frischluft gereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Sensors der Gehalt an organischen und anorganischen Schadstoffteilchen in der Frischluft ermittelt wird und dass, sobald die Konzentration der Schadstoffteilchen einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, die Reinigung der Frischluft in einen Ionisationsfilter gemäß Anspruch 7 erfolgt.14. Application of the device according to claim 7 in the automotive sector, wherein the vehicle interior fresh air to be supplied is cleaned, characterized in that by means of a sensor, the content of organic and inorganic pollutant particles in the fresh air is determined and that, as soon as the concentration of pollutant particles a predetermined limit exceeds, the purification of the fresh air is carried out in an ionization filter according to claim 7.
15. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf die Reinigung von sehr feuchter und salzhaltiger Luft, die zusätzlich noch mit weiteren Schadstoffen, wie z.B. SO2, HCL, Hf und ähnlichen, angereichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft vor Eintritt in das Ionisationsfilter zunächst über ein Bett aus geblähtem Aluminiumsilikat geführt wird. 15. Application of the method according to claim 1 to the purification of very humid and salty air, which is additionally enriched with other pollutants, such as SO 2 , HCL, Hf and the like, characterized in that the air before entering the ionization filter initially passed over a bed of expanded aluminum silicate.
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