DE10312309A1

DE10312309A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abluft

Info

Publication number: DE10312309A1
Application number: DE2003112309
Authority: DE
Inventors: Manfred H Langner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2004-09-30

Abstract

Ein Verfahren zur Reinigung von mit organischen Inhaltsstoffen belasteter Abluft durch Energiezufuhr beinhaltet, dass in der strömenden Abluft durch ein elektrisches Hochspannungsfeld, insbesondere ein Hochfrequenz-Wechselfeld, ein Plasma erzeugt wird. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem die Abluft führenden Strömungskanal (1, 1') und einer Energiequelle weist mindestens zwei den Strömungskanal (1, 1') begrenzende Entladungselektroden (2, 2'; 3, 3') im Abstand zueinander angeordnet auf, die mit jeweils einem von zwei Anschlüssen (4, 5) mit unterschiedlichem Potential einer elektrischen Hochspannungsquelle (6) verbunden sind. Einer der beiden Anschlüsse (4) der Hochfrequenzquelle (6) liegt auf Erdpotential und der andere Anschluss (5) liegt demgegenüber auf Hochspannungspotential. Die mit dem auf Hochspannungspotential liegenden Anschluss (5) verbundenen Entladungselektroden (3, 3') weisen einen innen liegenden elektrischen Leiter (7) und eine äußere Isolierung (8) auf. Die Entladungselektroden (2, 3) bestehen aus parallelen Platten oder sind konzentrisch zueinander angeordnet. Eine Waschvorrichtung (9, 10, 11) ist vorgesehen, welche die Entladungselektroden (2, 3) und/oder die Innenwände des Strömungskanals (1) durch aufgesprühtes Waschwasser wäscht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von mit organischen Inhaltsstoffen belasteter Abluft durch Energiezufuhr.

Organische Inhaltsstoffe, überwiegend Kohlenstoffverbindungen, bilden häufig die Verunreinigungen in Abluft. Diese Verunreinigungen wirken schädigend oder – soweit es sich um Geruchsstoffe handelt – auch belästigend, und müssen deshalb entweder aus der Abluft entfernt oder zumindest so verändert werde, dass sie nicht mehr schädigend oder störend wirken. Dieser Vorgang wird nachfolgend zusammenfassend und vereinfacht als "Reinigung" der Abluft bezeichnet.

Neben Filtern und Wäschern, die die Inhaltsstoffe aus der Abluft entfernen, sind auch Verfahren bekannt, bei denen durch Energieeinwirkung in Form von Wärme die die Inhaltsstoffe bildenden chemischen Verbindungen aufgebrochen und in einfachere, nicht schädigende oder störende Verbindungen zerlegt werden. Insbesondere werden Kohlenstoffverbindungen hierbei größtenteils in Kohlendioxid und Wasser zerlegt.

Die Energiezufuhr durch Erhitzung auf verhältnismäßig hohe Temperaturen ist sowohl hinsichtlich des erforderlichen Bauaufwands für die verwendeten Vorrichtungen als auch hinsichtlich des Energiebedarfs sehr aufwendig. Darüber hinaus stellt die durch die Erhitzung verursachte Brandgefahr ein wesentliches Problem dieser Verfahren dar.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung so auszubilden, dass mit verhältnismäßig geringem apparativem Aufwand und geringem Energiebedarf eine wirksame Umwandlung der Inhaltsstoffe von Abgas ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der strömenden Abluft durch ein elektrisches Hochspannungsfeld ein Plasma erzeugt wird.

Wenn die Abluft durch dieses Plasma strömt, so werden die überwiegend als Kohlenstoff-Inhaltsstoffe vorliegenden Verunreinigungen durch eine plasmachemische Reaktion. zerlegt, wobei überwiegend Kohlendioxid entsteht. Je nach der Stärke der plasmachemischen Reaktion, d.h. abhängig von dem elektrischen Stromeintrag, wird zunächst auch der Aggregatzustand der Inhaltsstoffe verändert. Feste Inhaltsstoffe werden verflüssigt und anschließend – ebenso wie bereits in flüssiger Form vorliegende Inhaltsstoffe – in einen gasförmigen Aggregatzustand gebracht.

Der Energieaufwand ist, ebenso wie der erforderliche apparative Aufwand, verhältnismäßig gering. Die auftretenden Temperaturen liegen wesentlich unter den erforderlichen Verbrennungstemperaturen für die Inhaltsstoffe, so dass eine Brandgefahr ausgeschlossen oder doch wesentlich verringert ist. Auch komplexe und höhermolekulare Verbindungen, wie sie häufig bei Geruchsstoffen vorliegen, werden wirksam zerlegt, wobei im wesentlichen ein Oxidationsvorgang erfolgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in Lufterfassungshauben, Kanälen, Abgasbehandlungsanlagen und Dunstabzugshauben sowohl im gewerblichen wie auch im häuslichen Bereich eingesetzt werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, das Verfahren in Umluftanlagen zur Raumluftverbesserung einzusetzen.

Vorzugsweise ist das elektrische Hochspannungsfeld ein Hochfrequenz-Wechselfeld.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem die Abluft führenden Strömungskanal und einer Energiequelle ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei den Strömungskanal begrenzende Entladungselektroden im Abstand zueinander angeordnet sind, die mit jeweils einem von zwei Anschlüssen mit unterschiedlichem Potential einer elektrischen Hochspannungsquelle verbunden sind.

Die Vorrichtung ist von verhältnismäßig einfachem Aufbau. Ihr Platzbedarf ist gering, so dass sie auch im Rahmen einer nachträglichen Umrüstung in bestehende Abluftanlagen eingebaut werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher. erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
1 in vereinfachter Darstellungsweise eine als Plattenreaktor ausgeführte Vorrichtung zur Reinigung von Abluft,
2 eine als Röhrenreaktor ausgeführte Vorrichtung zur Reinigung von Abluft und
3 einen Schnitt längs der Linie III-III in 2.
Die in 1 schematisch dargestellte Vorrichtung dient dazu, in Abluft oder einem anderen Abgas enthaltene Inhaltsstoffe abzubauen bzw. so umzuwandeln, dass diese überwiegend als Kohlenstoffverbindungen vorliegenden Inhaltsstoffe keine schädigenden und/oder störenden Auswirkungen mehr haben.
Die Abluft strömt in der durch Pfeile gekennzeichneten Richtung durch mehrere parallele Strömungskanäle 1. Die Strömungskanäle 1 werden jeweils durch zwei im Abstand zueinander angeordnete Entladungselektroden 2, 3 begrenzt. Es sind mehrere Endladungselektroden 2, 3 in Abständen zueinander angeordnet. Sie sind wechselweise mit jeweils einem der beiden Anschlüsse 4 bzw. 5 einer elektrischen Hochspannungsquelle 6 verbunden, die in den Strömungskanälen 1 zwischen den Entladungselektroden 2, 3 durch ein elektrisches Hochspannungsfeld, vorzugsweise ein Hochfrequenz-Wechselfeld, ein Plasma erzeugt.
Jeweils ein Anschluss 4 der beiden Anschlüsse 4, 5 der Hochspannungsquelle 6, der mit den Entladungselektroden 2 verbunden ist, liegt auf Erdpotential, während der andere Anschluss 5 demgegenüber auf Hochspannungspotential liegt. Die mit dem auf Hochspannungspotential liegenden Anschluss 5 verbundenen Entladungselektroden 3 weisen jeweils einen innen liegenden elektrischen Leiter 7 und eine äußere Isolierung 8 auf, beispielsweise aus Glas oder Porzellan. Die nicht isolierten, auf Erdpotential liegenden Entladungselektroden 2 können beispielsweise als einfache Metallplatten ausgeführt sein.
Beim Durchströmen der Strömungskanäle 1 werden die Inhaltsstoffe der Abluft durch das dort gebildete Plasma in einfachere, unschädliche und nicht störende Verbindungen zerlegt, insbesondere zu Kohlendioxid.
Wie in 1 dargestellt, kann eine Waschvorrichtung vorgesehen sein, die die Entladungselektroden 2, 3 und/oder andere Innenwände des Strömungskanals 1 durch aufgesprühtes Waschwasser wäscht. Hierzu ist beispielsweise ein Waschwasserbehälter 9 mit einer Pumpe vorgesehen, der über eine Waschwasserleitung 10 Waschwasser zu Sprühköpfen oder Sprührohren 11 führt, von denen es auf die Flächen der Entladungselektroden 2, 3 gesprüht wird. Das an diesen Flächen herablaufende Waschwasser wird in einer Sammelwanne 12 aufgefangen und abgeführt.
Während die Entladungselektroden 2, 3 im Ausführungsbeispiel nach 1 aus parallelen Platten bestehen, sind die Entladungselektroden 2', 3' beim Ausführungsbeispiel nach den 2 und 3 konzentrisch zueinander angeordnet. Der dargestellte Röhren- oder Ringreaktor weist zylinderförmige Strömungskanäle 1' zwischen den konzentrisch zueinander angeordneten Entladungselektroden 2' und 3' auf. Auch hierbei ist die elektrische Hochspannungsquelle 6 eine Hochfrequenzquelle.

Claims

Verfahren zur Reinigung von mit organischen Inhaltsstoffen belasteter Abluft durch Energiezufuhr, dadurch gekennzeichnet, dass in der strömenden Abluft durch ein elektrisches Hochspannungsfeld ein Plasma erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Hochspannungsfeld ein Hochfrequenz-Wechselfeld ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem die Abluft führenden Strömungskanal und einer Energiequelle, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei den Strömungskanal (1, 1') begrenzende Entladungselektroden (2, 2'; 3, 3') im Abstand zueinander angeordnet sind, die mit jeweils einem von zwei Anschlüssen (4, 5) mit unterschiedlichem Potential einer elektrischen Hochspannungsquelle (6) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Entladungselektroden (2, 2'; 3, 3') in Abständen zueinander angeordnet und wechselweise mit jeweils einem der beiden Anschlüsse (4, 5) der elektrischen Hochspannungsquelle (6) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Anschlüsse (4) der Hochfrequenzquelle (6) auf Erdpotential liegt und der andere Anschluss (5) demgegenüber auf Hochspannungspotential liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem auf Hochspannungspotential liegenden Anschluss (5) verbundenen Entladungselektroden (3, 3') einen innen liegenden elektrischen Leiter (7) und eine äußere Isolierung (8) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungselektroden (2, 3) aus parallelen Platten bestehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungselektroden (2', 3') konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Hochspannungsquelle (6) eine Hochfrequenzquelle ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3–9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Waschvorrichtung (9, 10, 11) vorgesehen ist, die die Entladungselektroden (2, 3) und/oder die Innenwände des Strömungskanals (1) durch aufgesprühtes Waschwasser wäscht.