DE19501783A1 - Verfahren zum Begasen eines Behandlungsraumes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Begasen eines Behandlungsraumes zur Schädlingsbekämpfung mittels Inertgas, wie Stickstoff, Kohlendioxid oder Argon oder einer Mischung hieraus, wobei das Inertgas-Luft­ gemisch (Kreislaufgas) im Kreislauf durch den Behandlungsraum und eine elektrochemische Zelle gefördert wird, die dem Kreislaufgas Sauerstoff entzieht.

Ein derartiges Verfahren ist in der DE 43 08 585 A1 beschrieben. Um den Einsatz von toxischen Behandlungsgasen zu vermeiden, wird ein Inertgas, wie Stickstoff, Kohlendioxid oder eine Mischung hieraus verwendet. In der Inertgas-Luftatmosphäre sterben die Schädlinge ab. Die nötige Einwirkungsdauer ist lang im Vergleich zur Verwendung von toxischen Gasen. Während der Einwirkungsdauer steigt die Rest-Sau­ erstoffkonzentration im Behandlungsraum wegen unvermeidlicher Undichtigkeiten. Ein solcher Behandlungsraum ist beispielsweise eine aus Folien oder Platten aufgebaute Kammer, in der sich die von Schädlingen befallenen Gegenstände, insbesondere Kunstgegenstände, befinden. Die Konzentration wird während der Einwirkungsdauer gemessen.

In der DE 43 08 585 A1 ist die Verwendung eines Apparates zum Sauersstoffentzug vorgeschlagen. Durch diesen wird mittels eines Gebläses das Behandlungsgas geführt. Der Apparat entzieht diesem Sauerstoff. Das vom Sauerstoff befreite Behandlungsgas wird in den Behandlungsraum zurückgeführt.

Die Temperatur in der Kammer soll einerseits hoch sein, da eine günstige Temperatur das Absterben der Schädlinge begünstigt. Andererseits darf sie nicht so hoch sein, daß die Kunstgegenstände Schädigungen erleiden. Eine Temperatur von 26°C erscheint günstig.

Schwankungen der Luftfeuchtigkeit in dem Behandlungsraum sind ebenfalls eine Gefahr fuhr die befallenen Kunstgegenstände. Es wird deshalb die Feuchtigkeit im Behandlungsraum gemessen und die Feuchtigkeit wird mittels eines Befeuchters bzw. Entfeuchters bei einem Sollwert gehalten.

In der Zeitschrift "Restaurator 11, 1990", S. 22 bis 33 ist ein Verfahren zum Bekämpfen in Insekten beschrieben. Dabei wird der Kammer Stickstoff mit einer relativen Feuchte von etwa 45% und einer Raumtemperatur von etwa 25°C zugeführt. Ein geregeltes oder gesteuertes Nachdosieren von Stickstoff während der Einwirkungsdauer ist nicht vorgesehen. In der Behandlungskammer ist ein sauerstoffabsorbierendes Mittel eingelagert, welches während der Einwirkungsdauer der Behandlungsgasatmosphäre gegebenenfalls Sauerstoff entzieht. Bei großvolumigen Innenräumen sind entsprechend große Mengen dieses Mittels nötig.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist auch in der älteren Patentanmeldung P 44 10 116 beschrieben. Bei einer zu hohen Rest-Sauerstoffkonzentration in der Behandlungskammer wird das Behandlungsgas abgesaugt und über eine Sauerstoff-Trennanlage, beispielsweise aktiviertes Eisen, einen katalytischen Sauerstoffänger oder eine Membran-Trennanlage oder ein Molekularsieb, geleitet. Der Inertgasanteil wird in die Kammer zurückgeführt. Die Sauerstoff-Trennanlage kann während der Einwirkungsdauer kontinuierlich in Betrieb sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Verfahrensparameter, wie Restsauerstoffkonzentration, Temperatur und Feuchtigkeit, bei den Sollwerten zu halten und den Sauerstoffentzug zu verbessern.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Kreislaufgas durch die Kathode einer elektrochemischen Zelle geleitet wird, wobei der Sauerstoff des Kreislaufgases zu Wasser reduziert wird.

Dem Kreislaufgas wird so auf einfache Weise Sauerstoff entzogen, so daß die Restsauerstoff-Konzentration im Behandlungsraum auf einen zum Abtöten der Schädlinge nötigen, niedrigen Wert gebracht werden kann bzw. bei diesem Wert gehalten werden kann, auch wenn Sauerstoff mit der Umgebungsluft in den Behandlungsraum eindringt. Bei dem Verfahren bilden sich keine unerwünschten Produkte. Es entsteht an der Kathode lediglich Wasser. Dieses kann zum Befeuchten der Atmosphäre des Behandlungsraumes verwendet werden, wenn die Behandlungsraum-Atmosphärenfeuchtigkeit während der Einwirkdauer zu trocken wird. Eine zu trockene Atmosphäre würde die zu behandelnden Gegenstände, insbesondere Kunstgegenstände schädigen.

In einer Ausführung der Erfindung wird als elektrochemische Zelle eine Sandwich-Zelle verwendet. Sie besteht aus einem festen Polymerelektrolyten, der Protonen leitet und zwischen zwei bevorzugt planaren Elektroden eingebettet ist. Die Kathode ist an einer Seite des festen Polymerelektrolyten aufgepreßt und die Anode auf der anderen Seite. Wird an der Zelle eine Potentialdifferenz von 1,4 Volt oder höher angelegt, so laufen folgende Zellreaktionen ab:
Kathode: ½O₂ + 2H⁺ + 2e^- → H₂O
Anode : H₂O → 2e^- + 2 H⁺ + ½O₂
An der Anode wird Wasser in Protonen, Elektronen und Sauerstoff aufgespalten, wobei die Protonen über den Feststoff-Polymerelektrolyten zur Kathode geleitet werden. Dort wird Sauerstoff mit Protonen und Elektronen zu Wasser reduziert. Der Sauerstoff stammt dabei aus der Behandlungsgasatmosphäre, die durch die Kathode geleitet wird. Das vom Sauerstoff befreite Inertgas wird wieder dem Behandlungsraum zugeführt. Es fallen keine unerwünschten Nebenprodukte an. Das an der Kathode gebildete Wasser kann zum Befeuchten der Behandlungsgas-Atmosphäre benutzt werden und ist somit besonders vorteilhaft. Es kann dann benötigt werden, wenn die Feuchtigkeit in dem Behandlungsraum einen Sollwert unterschreitet.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann die Kathode mit einem Katalysator dotiert sein, um z. B. die Aktivierungsenergie des Sauerstoffzerfalls herabzusetzen. Die Potentialdifferenz von 1,4 Volt oder höher ist notwendig um die Wasserstoffbildung

2H⁺ + 2e^- → H₂

zu unterdrücken.

Um zu vermeiden, daß die Feuchtigkeit im Behandlungsraum durch das an der Kathode gebildete Wasser zu hoch wird, ist ein regelbarer Kühler nach der Kathode und vor dem Behandlungsraum dazwischengeschaltet. Parallel zum Kühler kann eine Umgehungsleitung vorgesehen sein, durch die befeuchtetes, von Sauerstoff teilweise oder vollständig befreites Kreislaufgas in den Behandlungsraum geführt wird, wenn dessen Feuchtigkeit erhöht werden soll.

In der Weiterbildung der Erfindung können mehrere elektrochemische Zellen eingesetzt werden, um den Sauerstoffentzug zu beschleunigen oder bei Ausfall einer oder mehrerer Zellen Ersatzzellen betreiben zu können.

Ein weiterer Vorteil der Kreislaufführung des Inertgases ist, daß sich im Behandlungsraum eine gleichmäßige Gasverteilung hinsichtlich Konzentration, Feuchtigkeit und Temperatur einstellt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. Die Fig. 1 zeigt ein Durchführungsbeispiel des Verfahrens schematisch:

In einem möglichst luftdichten Behandlungsraum (1) sind von Schädlingen befallene Gegenstände oder Güter untergebracht. Der Behandlungsraum (1) kann eine aus Folien oder Platten aufgebaute Kammer oder ein Gebäuderaum sein. Die Gegenstände bzw. Güter sind Kunstgegenstände oder Vorräte.

Das dem Behandlungsraum (1) zuzuführende Inertgas, beispielsweise Kohlendioxid, Argon oder Stickstoff, ist in einem Druckbehälter (2) in verdichteter Form bereitgestellt. Statt des Druckbehälters kann auch ein entsprechender Gasgenerator vorgesehen sein, der das Inertgas erzeugt. Zum Abtöten der Schädlinge ist bei der Verwendung von Kohlendioxid als Behandlungsgas eine Restsauerstoff-Konzentration von 10 - 8 Vol.-% gewünscht. Bei der Verwendung von Argon oder Stickstoff ist eine Restsauerstoff-Konzentration von etwa 4 Vol.-% bis 0,1 Vol.-% oder niedriger gewünscht. Im Falle von Stickstoff kann auch auf den Druckbehälter (2) oder Gasgenerator von Anfang an verzichtet werden, da in der Luft bereits ca. 78 Vol.-% Stickstoff vorliegen.

In dem Behandlungsraum (1) ist ein Fühler (27) zur Erfassung der Restsauerstoff-Konzentration sowie ein Temperaturfühler (28), ein Feuchtefühler (29), ein Holzfeuchtefühler (54) sowie Druckfühler (30) angeordnet.

Die Fühler (27), (28), (29), (30), (54) sind an eine nicht näher dargestellte Regelelektronik angeschlossen, die in Abhängigkeit von den Meßwerten und eingestellten Sollwerten die weiter unten näher beschriebenen Aggregate und die Inertgaszuführung aus dem Druckbehälter (2) über das Aggregatventil (3) steuert.

An dem Behandlungsraum sind an voneinander weit entfernten Stellen eine Vorlauf-Gasleitung (34) und eine Rücklauf-Gasleitung (35) angeschlossen. Zwischen der Vorlaufgasleitung (34) und der Rücklaufleitung (35) liegt die elektrochemische Zelle (5, 6, 7) bestehend aus der Kathode (5), dem Feststoff Polymerelektrolyten (6) und der Anode (7). Diese ist marktbekannt. In der Rücklauf-Leitung (35) und/oder in der Vorlaufleitung (34).

Diese können auch vorzugsweise in der Behandlungskammer (1) sein, falls sie ungenügend gasdicht sind. Zwischen der Kathode (5) und dem Behandlungsraum (1) liegt ein Kühler (10). Diesem ist eine Umgehungsleitung (36) parallelgeschaltet, so daß mit Hilfe der Magnetventile (8) und (9) das Inertgas oder die Behandlungsraum-Atmosphäre über den Kühler, der stufenlos regulierbar ist, oder über die Umgehungsleitung oder über beide geführt werden kann. In der Umgehungsleitung ist ein Heizgerät (12) eingebaut, mit dem das Inertgas oder die Behandlungsraumatmosphäre beheizt werden können. An dem Kühler ist eine Leitung (37) angeschlossen, die zu einem möglichst gasdichten Wasserbehälter (24) führt. Sie enthält eine gasdichte Wasserpumpe (17), mit deren Hilfe sich im Kühler abgeschiedenes Wasser über das Magnetventil (11) in den Wasservorratsbehälter (24) befördern läßt. Der Wasservorratsbehälter (24) enthält eine Füllstandskontrolle (25) mit deren Hilfe über die Leitung (44) Wasser aus einem zweiten Behälter oder aus der Wasserleitung über die Ventile (58) und (59) angefordert werden kann.

Das Wasser kann dabei über ein Sauerstoff-Filtrationsgerät (26) geführt werden. Dies kann z. B. ein Ultraschallgerät sein. Über die Leitung (41) und (39) kann mittels der Wasserpumpe (18) und des Ventils (23) benötigtes Wasser z. B. zur Anode (7) gefördert werden. Bevorzugt zwischen Wasserpumpe (18) und Anode (7) ist eine Entsalzungsanlage (19) eingebaut. Diese entsalzt, entmineralisiert oder deionisiert das Wasser, das zur Anode (7) geführt wird. Von der Anode (7) wird eine Leitung (42) abgeführt und mündet in einen Sauerstoff-Strip­ per (21), der eine Ausgangsleitung (43) mit einem Magnetventil (47) besitzt. Zwischen Anode (7) und Sauerstoff-Stripper kann in die Leitung (42) eine Wasserpumpe (45) und ein Magnetventil (20) eingebaut werden. Vom Sauerstoff-Stripper (21) führt eine Leitung (40) mit einem Magnetventil (22) weg und mündet mit der Leitung (41) in die Leitung (39).

Von dem Behandlungsraum (1) kann vorteilhafterweise eine weitere Leitung (38) zum Wasservorratsbehälter (24) geführt werden, die für Druckausgleich sorgt. In ihr kann ein Filter (46) untergebracht sein, der zwischen einem Wasserabscheider (15) oder Kühler und dem Vorratsbehälter für das Wasser (24) eingebaut ist. In den Behandlungsraum (1) können zusätzlich ein Heizgerät (31), ein Befeuchtungsgerät (32) und ein Entfeuchtungsgerät (33) eingebracht sein. Zwischen Behandlungsraum (1) und Fördereinrichtung (4) kann ein Magnetventil (50) eingebaut sein, vor dem in Strömungsrichtung eine Bypassleitung (48) zur Leitung (35) geführt wird. In die Leitung (48) können die Magnetventile (49 und 61) eingebaut sein. Es kann günstig sein, in die Leitung (35) zwischen Behandlungsraum (1) und Kühler (10) ein weiteres Magnetventil (35) einzupassen.

Die Ventile (3), (8), (9), (11), (14), (16), (20), (22), (23), (47), (49), (50), (51), (52), (53), (58), (59), (61) dienen der Steuerung des Gasstromes und/oder Steuerung des Wasserflusses durch die betreffenden Leitungen. Die Leitungen können sauerstoffundurchlässige Kunststoffe oder Metalle (z. B. Kupfer) sein; die Sauerstoffdurchlässigkeit sollte möglichst klein sein. Die Leistung der Fördereinrichtung (4) ist so ausgelegt, daß sie den Strömungswiderstand der Rohrleitungen, der elektrochemischen Zelle und den der Aggregate überwindet, jedoch im Behandlungsraum (1) keinen zu hohen Überdruck erzeugt. Durch eine Regelungs- und Sicherungseinrichtung kann dies gewährleistet werden. An der Kammer oder am Behandlungsraum (1) kann noch eine Ausgangsleitung (60) mit einem Ventil (53) vorgesehen sein. Ausgangsleitung (60) und Ventil (53) lassen Luft in den Behandlungsraum (1) bei Bedarf einströmen, so daß nur soviel Sauerstoff aus der Luft in den Behandlungsraum (1) einströmt, damit dieser Sauerstoff an der Kathode (5) zu Wasser reduziert wird, das gerade den Feuchtigkeitsmehrbedarf im Behandlungsraum (1) entspricht. Dies bedeutet, daß wenn sich nahezu kein Sauerstoff mehr im Kreislaufgas befindet und dennoch Wasser im Behandlungsraum (1) benötigt wird, kann durch die Leitung (60) und das Ventil (53) einströmender Sauerstoff gezielt zu Wasser für den Behandlungsraum (1) umgesetzt werden.

Zu Beginn des Behandlungsverfahrens kann es auch günstig sein, daß Inertgas aus dem Druckbehälter (2) über das Ventil (3) in den Behandlungsraum (1) einströmt und über eine Verdünnungsspülung oder Verdrängungsspülung Sauerstoff aus dem Behandlungsraum (1) über die Leitung (60) und das Ventil (53) in die Umgebungsluft ausgetrieben wird. Hierbei sollten aber die Ventile (14), (49), (50), (51) und (61) geschlossen sein. Es kann nämlich von Vorteil sein, daß die Atmosphäre des Behandlungsraumes (1) zunächst auf niedrige Sauerstoffwerte so gespült wird, bevor die elektrochemische Zelle (5, 6, 7) zugeschaltet wird bzw. aktiviert wird. Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung nach Fig. 1 ist im wesentlichen folgende.

Während der Einwirkungsdauer läuft die Fördereinheit (4) und fördert Inertgas Luftgemisch im Kreislauf (Kreislaufgas) durch den Behandlungsraum (1), die Vorlaufleitung (34), die elektrochemische Zelle (Kathode) (5) und/oder Bypass Leitung (48), durch die Rücklaufleitung (35) zurück in den Behandlungsraum (1). Durch die ständige Luftströmung ist eine gleichmäßige Gasverteilung in dem Behandlungsraum (1) gewährleistet. Die Teilströmung durch den Bypass (48), die größer als die Teilströmung durch die elektrochemische Zelle (Kathode (5)) sein kann, ermöglicht es, die elektrochemische Zelle (Kathode (5)) nur mit einem Teil des Kreislaufgases zu beaufschlagen. Dies kann bei Kohlendioxid oder Kohlendioxid Mischbegasungen wichtig sein, da die Sauerstoff-Restkonzentration hier nicht so niedrig sein muß, wie im Gegensatz bei Stickstoff oder sein, da die Sauerstoff-Restkonzentration hier nicht so niedrig sein muß, wie im Gegensatz bei Stickstoff- oder Argon-Begasungen. Es braucht also nur ein Teil des Kreislaufgases über die elektrochemische Zelle (Kathode (5)) geführt werden.

Im Laufe der Einwirkzeit oder Einwirkungsdauer bei einer Inertbegasung wird die Restsauerstoff-Kon­ zentration im Behandlungsraum (1) steigen, weil Luftsauerstoff in den Behandlungsraum (1) eindiffundiert oder Undichtigkeiten (Leckagen) im System bestehen oder es soll nach dem Abdichten des Behandlungsraumes (1) einfach der Luft im Behandlungsraum (1) der Sauerstoff entzogen werden. Ist der Behandlungsraum (1) z. B. ein Zelt oder eine Folienhülle, kann bei Stickstoffbegasung vollständig auf eine Spülung des Behandlungsraumes (1) mit Stickstoff verzichtet werden, da einfach nur der Sauerstoff entzogen werden braucht. Bei Kohlendioxid-Begasungen oder Argon-Begasungen muß Kohlendioxid oder Argon oder ein Gemisch aus beiden zudosiert werden, da in der Luft - im Gegensatz zu Stickstoffbegasungen - zu wenig oder nicht ausreichende Mengen an Behandlungsgas, also Kohlendioxid oder Argon vorhanden sind.

Der Restsauerstoff oder ursprüngliche Luftsauerstoff gelangt bei Betrieb der Anlage in die Kathode (5) der elektrochemischen Zelle (5, 6, 7), wobei der Sauerstoff wie folgt umgesetzt wird:
Kathode: O₂ + 4 H⁺ + 4e^- → 2H₂O
Der Restsauerstoff wird also in der Kathode zu Wasser umgesetzt und das Inertgas gelangt vom Sauerstoff teilweise oder vollständig befreit in den Behandlungsraum (1) zurück. Wird der Sauerstoff an der Kathode verbraucht, wird der Partialdruck des Sauerstoffs im Behandlungsraum (1) erniedrigt und es entsteht ein Unterdruck im Behandlungsraum. Es kann z. B. bei zu starkem Unterdruck (bei Folienbegasungen etc.) aus dem Druckbehälter (2) durch Öffnen des Ventils (3) Inertgas nachdosiert werden, was durch den Sauerstoffentzug notwendig werden kann. Zur Druck-geregelten Steuerung steht der Drucksensor (30) zur Verfügung.

Mißt der Feuchtefühler (29) in der Behandlungskammer (1) einen zu hohen Istwert (und weicht vom Sollwert ab), kann das Kreislaufgas nach dem Durchströmen der elektrochemischen Zelle (Kathode (5)) im Kühler (10) stufenlos auf die gewünschte Temperatur abgekühlt werden durch Schließen des Ventils (9) und Öffnen der Ventile (8) und (51). Die Ventile (11) und (52) sind dabei geschlossen. Durch das Abkühlen des Kreislaufgases im Kühler kondensiert Wasser aus und wird im Kühler abgeschieden. An der Kathode entstehendes Wasser, das im Kreislaufstrom mitgerissen wird oder in der Behandlungsraumatmosphäre unerwünscht enthaltenes Wasser kann so dem Kreislaufgas entzogen werden, so daß im Behandlungsraum (1) die gewünschte Feuchtigkeit in der Atmosphäre eingeregelt werden kann. Die Atmosphärenfeuchtigkeit läßt sich auch mit dem Kühler (10) so steuern, daß z. B. die Holzfeuchte von z. B. hölzernen Kunstwerken in der Kammer oder im Behandlungsraum (1) auf einem gewünschten Niveau gehalten werden können. Man benötigt dann zumindest noch einen Fühler (54), der die Holzfeuchte mißt und an das Steuergerät (13) angeschlossen ist. Das vom Wasser teilweise oder ganz befreite Kreislaufgas, - durch Passieren des Kühlers (10) -, kann durch das Heizgerät (57), das zwischen dem Ventil (51) und dem Kühler (10) in die Leitung (35) eingebaut sein kann, wieder auf eine gewünschte Temperatur erwärmt werden, damit sich die Temperatur im Behandlungsraum (1) nicht verändert. Das im Kühler (10) angefallene Wasser ist durch Kondensation gewonnen und somit entmineralisiert. Es wird nach Öffnen des Ventils (11) bei Bedarf über die Leitung (37) mit Hilfe der Wasserpumpe (17) zum Wasservorratsbehälter (24) geführt.

Aus dem Wasservorratsbehälter (24) kann es bei Bedarf über die Leitungen (41) und (39) nach Öffnen des Ventils (23) und Schließen des Ventils (22) ggfs. mit Hilfe der Wasserpumpe (18) zur Anode (7) transportiert werden. In der Leitung (39) kann zusätzlich ein Deionisator (19) bevorzugt zwischen Wasserpumpe (18) und Anode (7) eingebracht. Der Deionisator (19) kann dann von Vorteil sein, wenn das Wasserreservoir (24) durch Ionen-haltiges Wasser aus der Wasserleitung nach Öffnen der Ventile (58) und (59) mit Hilfe des Füllstandsmessers (25) aufgefüllt wird. Das Wasser aus der Wasserleitung kann zusätzlich noch über den Apparat (26) strömen, der dem Wasser Sauerstoff entzieht. In der Regel ist dies nicht notwendig, da das Wasser aus dem Wasservorratsbehälter (24) zur Anode (7) geführt wird, wo sowieso Sauerstoff nach folgender Reaktion produziert wird:
Anode: 2H₂O → 4e^- + 4 H⁺ + O₂
Die dabei gebildeten Protonen wandern von der Anode (7) über den Feststoff Polymerelektrolyten (6) zur Kathode (5) und stehen dort zur Verfügung, Sauerstoff in Wasser umzuwandeln.

Der an der Anode (7) gebildete Sauerstoff wird über die Leitung (42) bzw. (43) ins Freie geführt. Hierbei sind die Ventile (20) und (47) zu öffnen.

Bevor der Sauerstoff ins Freie gelangt, kann er durch den Sauerstoff-Stripper aus dem Wasser entfernt werden, wobei das Wasser nach Öffnen des Ventils (22) und Schließen des Ventils (23) mit Hilfe der Wasserpumpe (18) oder Wasserpumpe (45) im Kreislauf gehalten wird. Bei Entnahme von Wasser aus dem Wasservorratsbehälter Sauerstoffs aus dem Behandlungsraum (1) mittels der Zellreaktionen in der elektrochemischen Zelle (5, 6, 7) kann der Druckausgleich auch in dem Behandlungsraum (1) durch Öffnen des Ventils (3) vorgenommen werden, wobei Inertgas (Stickstoff und/oder Argon und/oder Kohlendioxid) aus dem Behälter (2) nachströmt bzw. einströmt.

Es können auch Betriebsfälle auftreten, in denen die Feuchtigkeit der Atmosphäre in dem Behandlungsraum (1) zu niedrig ist. Eine zu trockene Atmosphäre ist für die im Behandlungsraum (1) befindlichen Kunstgegenstände oder Behandlungsgüter ungünstig, da sie dabei selbst austrocknen können. Um eine zu trockene Atmosphäre zu vermeiden, kann die Temperatur im Kühler (10) erhöht werden, so daß das Kreislaufgas mehr Wasser aus der Kathodenreaktion mit sich führt und bei der Kreislaufführung die Feuchtigkeit der Atmosphäre im Behandlungsraum (1) erhöht.

Es können auch Betriebsfälle auftreten, vor allem dann, wenn die Restsauerstoff-Konzentration im Kreislaufgas schon erwünscht niedrig ist, so daß das Kreislaufgas nicht über die Kathode geführt werden muß, sondern nach Schließen des Ventils (50) und Öffnen des Ventils (49) über die Bypassleitung (48) geleitet wird. Ventil (51) ist dann ebenfalls geschlossen. In der Bypassleitung kann ein weiterer Kühler (55) sowie ein Heizgerät (56) zusätzlich vorgesehen sein, um auch bei der Kreislaufführung über den Bypass die Temperatur und Feuchte des Kreislaufgases verändern zu können. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann auch das Ventil (8) geschlossen werden und das Ventil (9) geöffnet werden, so daß das Kreislaufgas über die Bypassleitung (36) nach Öffnen des Ventils (52) geführt wird, bevor es in den Behandlungsraum (1) wieder einströmt. Beim Passieren der Bypassleitung (36) kann das Gas zusätzlich mit dem Heizgerät (12) erwärmt werden, um die Temperatur in dem Behandlungsraum (1) zu erhöhen. Es kann auch vorgesehen sein, daß im Behandlungsraum (1) zusätzlich ein Heizgerät (31), ein Befeuchtungsgerät (32) und ein Entfeuchtungsgerät (33) noch einbracht sind.

Es können auch Betriebsfälle auftreten, besonders bei Beginn der Behandlung, wenn sich im Behandlungsraum (1) noch eine hohe Restsauerstoffkonzentration befindet, daß nach Schließen der Ventile (14), (49), (50) und (51) und Öffnen der Ventile (3) und (53) Inertgas aus dem Behälter (2) durch den Behandlungsraum (1) strömt und den Sauerstoff mit einer Teilmenge des Inertgases aus dem Behandlungsraum (1) über die Leitung (60) ins Freie spült. Beim Erreichen einer Restsauerstoffkonzentration im Behandlungsraum (1), die gewünscht niedrig genug ist, können dann die Ventile (3) und (53) geschlossen werden und die Behandlungsgasatmosphäre im Kreislauf über die Kathode (5) geführt werden, um die Restsauerstoffkonzentration auf dem gewünscht niedrigen Wert zu halten oder noch weiter zu verringern. Es kann auch vorgesehen sein, daß mehrere elektrochemische Zellen verwendet werden, falls die Kapazität einer Zelle zur Sauerstoff-Kon­ zentrationserniedrigung nicht ausreicht. Die Verwendung mehrerer Zellen hat auch den Vorteil, daß bei Ausfall einer Zelle genügend Ersatzzellen zur Verfügung stehen, dainit die Restsauerstoffkonzentration im Behandlungsraum (1) nicht durch evtl. vorhandene Leckagen ansteigt. Mit dem Steuergerät (13) und/oder den Fühlern (27), (28), (29), (30) und (54) lassen sich die Ventile der Anlage steuern.

Das Regelgerät (13) in Verbindung mit dem Druckfühler (30) kann u. a. auch die Ventile (3), (14) und (16) steuern. Die Steuerung des Ventils (3) kann dann notwendig werden, wenn der Druck im Behandlungsraum nach Entfernung des Sauerstoffs sinkt.

Der Behälter (2) kann eine Inertgasstahlflasche, ein sonstiger Inertgasbehälter, eine PSA-Anlage oder eine Membran-Trennanlage zur Stickstofferzeugung sein. Der Strombedarf für das Steuergerät (13), ggfs. für den Behälter (2), für die Wasserpumpen (17) und (18) sowie (45), der Fördereinrichtung (4) und der elektrochemischen Zelle (5, 6, 7) sowie der Temperatur-Feuchte und Entfeuchteeinrichtungen, insbesondere (10), (12), (15), (31), (32), (33), (57) kann ganz oder teilweise aus dem elektrischen Versorgungsnetz betrieben sein. Es ist jedoch auch möglich, mit Sonnenlicht und/oder in Kombination von elektrischer Energie aus dem Versorgungsnetz betrieben sein. Es ist jedoch auch möglich mit Sonnenlicht und/oder in Kombination von elektrischer Energie aus dem Versorgungsnetz Solarenergie einzusetzen.

Bei der Begasung größerer Räume kann eine besondere Inertgasquelle (2) nicht unbedingt erforderlich sein; es kann auch der Stickstoff aus der Luft verwendet werden, wobei der Luft in der beschriebenen Weise der Sauerstoff mittels der elektrochemischen Zelle (5, 6, 7) entzogen wird.

Claims (24)

1. Verfahren zum Begasen eines Behandlungsraumes zur Schädlingsbekämpfung mittels Inertgas, wie Stickstoff, Kohlendioxid, Argon oder einer Mischung hieraus, wobei das Inertgas-Luftgemisch (Kreislaufgas) im Kreislauf durch den Behandlungsraum (1) und durch eine elektrochemische Zelle (5, 6, 7) gefördert wird, die dem Kreislaufgas Sauerstoff entzieht, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff in Wasser umgewandelt wird und das gebildete Wasser im Bedarfsfalle ganz oder teilweise zum Befeuchten der Behandlungsraumatmo­ sphäre verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrochemische Zelle (5, 6, 7) ein Feststoff-Polymerelektrolyt (6) verwendet wird, der sich zwischen Kathode (5) und Anode (7) befindet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der elektrochemischen Zelle (5, 6, 7) mindestens eine Potentialdifferenz von 1,4 Volt anliegt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrochemischen Zelle (5, 6, 7) wenigstens eine zweite elektrochemische Zelle zugeschaltet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff des Kreislaufgases an der Kathode (5) der elektrochemischen Zelle (5, 6, 7) in Wasser überführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreislaufgas in Strömungsrichtung hinter der elektrochemischen Zelle (5, 6, 7) durch einen Kühler (10) und/oder Trockner geleitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß parallel zum Kühler (10) eine Umgehungsleitung (36) vorgesehen ist, durch die befeuchtetes Kreislaufgas in den Behandlungsraum (1) geführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreislaufgas in der Umgehungsleitung (36) zusätzlich durch ein Heizgerät (12) geführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreislaufgas in der Rückführleitung (35) in Strömungsrichtung nach dem Kühler (10) durch ein Heizgerät (57) geführt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur elektrochemischen Zelle (5, 6, 7) ein Bypass (48) geschaltet ist, durch den ein Teilstrom des Kreislaufgases gefördert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bypass (48) in Strömungsrichtung der Teilstrom des Kreislaufgases durch einen Kühler (55) und/oder durch ein Heizgerät (56) geführt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das im Kühler (10) gebildete Wasser einem Wasservorratsbehälter (24) zugeführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des im Kühler (10) gebildeten Wassers zum Vorratsbehälter (24) mittels einer Wasserpumpe (17) erfolgt.

14. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckausgleichsleitung (38) vom Behandlungsraum (1) zum Wasservorratsbehälter (24) geführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckausgleichsleitung zwischen Behandlungsraum (1) und Wasservorratsbe­ hälter (24) ein Luftfilter (46) eingebracht ist.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser aus dem Wasservorratsbehälter (24) über die Leitungen (41) und (39) zur Anode (7) geführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser aus dem Wasservorratsbehälter (24) zur Anode (7) mittels einer Wasser­ pumpe (18) geführt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Wasserpumpe (18) und der Anode (7) ein Deionisator (19) eingebracht wird.

19. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Anode (7) Wasser zu Elektronen, Protonen und Sauerstoff umgesetzt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Anode (7) gebildeten Protonen über einen Feststoff-Polymerelektrolyten (6) zur Kathode (5) wandern.

21. Verfahren nach Anspruch 19. dadurch gekennzeichnet, daß der an der Anode (7) gebildete Sauerstoff über einen Sauerstoff-Stripper (21) ins Freie geleitet wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Sauerstoff befreite Wasser vom Sauerstoff-Stripper (21) zum Wasservorrats­ behälter (24) geleitet wird.

23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der benötigte elektrische Strom aus Solarenergie stammt.

24. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (5) der elektrochemischen Zelle (5, 6, 7) mit einem Katalysator dotiert ist.