DE19545679C2 - Mischnebelerzeugung zur Absorption von Geruchstoffen - Google Patents
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Description
Die Geruchskontrolle und Geruchsverminderung gewinnt zunehmend an Bedeutung. So werden z. B.
die Anwohner von offenen Biomüll- bzw. Kompostieranlagen durch die dort entstandenen Geruchse
missionen zum Teil erheblich in ihrer Wohnqualität beeinträchtigt.
Die Instrumente der üblichen technischen Abluftreinigung wie Biofiltration, Wäscher, thermische
Oxidation oder Adsorption an Aktivkohle sind zum einen kostenintensiv und zum anderen bei
offenen Anlagen nicht bzw. nur sehr schlecht zu realisieren.
Zum Stand der Technik sind die Druckschriften
- 1. DE 891 312.8 U1
- 2. US 5 417 920
zu nennen.
Der Bedarf an kostengünstigen umweltschonenden Vorrichtungen zur Verminderung der Geruchse
missionen von offenen Kompostieranlagen ist offensichtlich.
Die Geruchsstoffe, die von Biomüll- bzw. Kompostieranlagen emittiert werden, stellen eine sehr
heterogene Gruppe von chemischen Substanzen dar, lassen sich aber grob in drei Klassen einteilen:
- - pH-neutrale Geruchsstoffe, wie z. B. Dimethylsulfid
- - pH-acide Geruchsstoffe, wie z. B. Schwefelwasserstoff, Mercaptane, organische Säuren
- - pH-basische Geruchsstoffe, wie z. B. Ammoniak, organische Amine
Künstlich erzeugter Nebel kann prinzipiell als Absorbermedium für Geruchsstoffe eingesetzt
werden. Der Nebel in seiner Gesamtheit bietet für Gasmoleküle eine große Reaktionsoberfläche;
zudem sind die einzelnen Nebeltropfen schwebefähig, wodurch eine unerwünschte Nässung der
Umgebung ausgeschlossen wird. Allerdings ist die Absorptionseffizienz stark vom pH-Wert des
Nebels abhängig. So läßt sich z. B. mit basischem Nebel besonders effektiv Schwefelwasserstoff aus
der Luft entfernen; Ammoniak und organische Amine werden andererseits von saurem Nebel am
besten absorbiert. Die besondere Eigenschaft der Mischvernebelung ist es, daß sich im Nebel die
scheinbare Unverträglichkeit von saurem und basischem Absorptionsmittel überwinden läßt. Mit
einer Mischvernebelung ist es prinzipiell möglich, Tropfen mit gegensätzlichen chemischen Eigen
schaften gleichzeitig auszubringen.
Nebel ist physikalisch gesehen ein schwebefähiges Tropfenkollektiv, bei dem sich die einzelnen
Tropfen unabhängig voneinander bewegen. Die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßens
und damit einer Wechselwirkung von Nebeltropfen aufgrund einer relativen Bewegung
zueinander ist aufgrund ihres kleinen Diffusionskoeffizienten bei moderaten
Teilchenzahldichten (ca. 1000 Tröpfchen/cm3) gering. Im Nebel können sich daher Tropfen
mit unterschiedlichen chemischen Eigenschaften über gewisse Zeiträume nebeneinander
aufhalten, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen bzw. miteinander zu reagieren.
Wird ein Nebel ausgebracht, in dem saure und basische Tropfen nebeneinander vorliegen, ist
dieses Tropfenkollektiv sowohl für basische als auch für saure Geruchsstoffe ein idealer
Absorber (Bild 1). Gasmoleküle werden aufgrund ihres hohen Diffusionskoeffizienten sehr
schnell mit einem geeigneten Tropfen kollidieren und von diesem chemisch absorbiert. Der
basische Geruchsstoff, z. B. ein Amin, wird mit den sauren Nebeltropfen reagieren; der saure
Geruchsstoff, z. B. Schwefelwasserstoff, reagiert hingegen mit den basischen Nebeltropfen.
Saurer und basischer Nebel werden getrennt durch separate Vernebelungsvorrichtungen
erzeugt und anschließend zu einem Mischnebel vereinigt. Die einzelnen Verneblerdüsen sind
durch ein scharfes Tropfenspektrum mit einem Maximum bei 10 µm gekennzeichnet. Die
optimale Vermischung der beiden Einzelnebel wird durch eine unmittelbare räumliche Nähe der
beiden Vernebelungsdüsen zueinander sichergestellt (Bild 2). Die beiden zu vernebelnden
Lösungen mit unterschiedlichen pH-Werten sind so anzusetzen, daß der Nebel in seiner
Gesamtheit einen neutralen pH-Wert von 7 hat.
- - Vernebler 1: 50 mL/min 10-3 mol/L HCl-Lösung (pH = 3)
- - Vernebler 2: 50 mL/min 10-3 mol/L NaOH-Lösung (pH = 11)
- - Mischnebel: 100 ml/min aus Nebeltropfen mit 50% pH = 3 und 50% pH = 11 Mischnebel ist in seiner Gesamtheit neutral (pH = 7)
Nach Ausbringung des Nebels werden die einzelnen Tropfen immer kleiner, da ihnen durch die
natürliche Verdunstung kontinuierlich Wasser entzogen wird, und trocknen am Ende ein. Die
in den Tropfen gelösten Stoffe verbleiben als Aerosol in der Luft, welches sich wiederum in
seiner Gesamtheit gegenüber der Umwelt neutral verhält und mit der Luft abtransportiert wird.
Claims (6)
1. Verfahren zur Bereitstellung eines Mischnebels zur Absorption von unerwünschten
Geruchsstoffen aus der Luft, dadurch gekennzeichnet, daß im Mischnebel Tropfen mit
gegensätzlichen chemischen Eigenschaften gleichzeitig ausgebracht werden, ohne sich
gegenseitig zu beeinflussen bzw. miteinander zu reagieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Absorption von sauren und
basischen Geruchsstoffen Tropfen mit niedrigem und hohem pH-Wert gleichzeitig ausgebracht
werden. Menge und Konzentration der vernebelten Lösungen werden so gewählt, daß sich der
Nebel in seiner Gesamtheit pH-neutral verhält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des
Mischnebels durch separate, in unmittelbarer Nähe zueinander installierte Verneblereinheiten
erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischnebel alle
Absorptionseigenschaften der verwendeten Einzelkomponenten beinhaltet.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgebrachten
Tropfen schwebefähig sind. Die Tropfen haben einen Durchmesser von maximal 20 µm.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Salzbildung
im Tropfen eine erneute Freisetzung der Geruchsstoffe ausgeschlossen wird.
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1995
- 1995-12-07 DE DE19545679A patent/DE19545679C2/de not_active Expired - Fee Related
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