DE19703068A1 - Regeneration of adsorber(s) using microwave(s) - Google Patents

Regeneration of adsorber(s) using microwave(s)

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Abstract

A method for the regeneration of a dielectric adsorber using microwave energy, with special provision to prevent overheating, involves addition of a magnetic material having microwave-absorbing properties with a Curie temperature below the thermal runaway-temperature of the adsorber. Also claimed is the equipment for carrying out this process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Regeneration eines dielek­ trischen Adsorbers, insbesondere Adsorber zur Kabinenluftreinigung.The invention relates to a method for the thermal regeneration of a dielek trical adsorber, especially adsorber for cabin air purification.

Im Bereich der Fahrzeugkabinen wird der Luftaufbereitung zunehmende Bedeu­ tung beigemessen. Die Thematik unterteilt sich dabei in die Aufbereitung der an­ gesaugten Frischluft als derzeit wichtigsten Anwendungsfall sowie der Aufberei­ tung der Luft in Kabinen mit mehr oder weniger hohen Umluftanteilen.Air treatment is becoming increasingly important in the area of vehicle cabins attributed. The topic is divided into the preparation of the sucked fresh air as currently the most important application and preparation air in cabins with more or less high air circulation.

Was die Frischluftzufuhr anbetrifft, so sind höhere Staub- bzw. Aerosolanteile un­ erwünscht. Verstärkte Bedeutung wird auch der Abtrennung von Flugpollen bei­ gemessen. Darüber hinaus sind neben Partikeln, Aerosolen sowie aerosolge­ bundenen Substanzen gasförmige Stoffe vorhanden, die entweder typische Luftschadstoffe darstellen (z. B. Emissionen aus Verbrennungsmotoren wie ali­ phatische/aromatische Kohlenwasserstoffe, Stick- und Schwefeloxide) oder ty­ pische Geruchsstoffe sind (zum Teil auch resultierend aus Verbrennungsprozes­ sen oder biologischen Ursprungs). As far as the fresh air supply is concerned, higher levels of dust and aerosol are un he wishes. The separation of pollen is also becoming more important measured. In addition to particles, aerosols as well as aerosol Bound substances present gaseous substances, either typical Represent air pollutants (e.g. emissions from internal combustion engines such as ali phatic / aromatic hydrocarbons, nitrogen and sulfur oxides) or ty Typical odorants are (partly also resulting from combustion processes or biological origin).  

Die derzeitige Praxis besteht bei Straßenfahrzeugen darin, die Frischluftaufbe­ reitung durch Aktivkohlefilter, gegebenenfalls noch mit vorgeschaltetem Parti­ kel-/Aerosolfilter vorzunehmen und diese Filter gemäß mittleren Erfahrungswer­ ten nach festgelegten Zeitintervallen auszutauschen. Was den Partikel-/Aerosol­ filter anbetrifft, so ist absehbar, daß dabei auch weiterhin so zu verfahren sein wird, da eine on-board Regeneration solcher Filtereinheiten mit vertretbarem Aufwand kaum realisierbar sein dürfte. Was die Adsorption der gasförmigen Stof­ fe anbetrifft, so bestehen bei diesen hingegen Möglichkeiten zu einer on-board Regeneration, z. B. thermisch. Dies gilt auch für Adsorbermaterialien, wenn sol­ che für die Umluftaufbereitung eingesetzt werden, wenngleich hier andere Schwerpunkte hinsichtlich abzutrennender Substanzen relevant sind (z. B. Was­ serdampf, Tabakrauch, Geruchsstoffe menschlichen Ursprungs oder sogenann­ te Fogging-Substanzen, Mikroorganismen).The current practice for road vehicles is to clean air riding through an activated carbon filter, possibly with an upstream part kel / aerosol filter and this filter according to average experience to be exchanged at specified intervals. As for the particle / aerosol As far as filters are concerned, it is foreseeable that this will continue to be the case is because an on-board regeneration of such filter units with reasonable Effort can hardly be realized. As for the adsorption of the gaseous substance As far as fe is concerned, there are, however, possibilities for an on-board Regeneration, e.g. B. thermal. This also applies to adsorber materials if sol be used for air conditioning, although others here Priorities with regard to substances to be separated are relevant (e.g. what steam, tobacco smoke, odorants of human origin or so-called fogging substances, microorganisms).

Zur thermischen Regeneration von Adsorbermaterialien, also der Desorption aufgenommener gasförmiger Substanzen, sind Verfahren bekannt, wie z. B. die Regeneration mittels Heißdampf bzw. Heißluft. Mit beiden Verfahren wird eine homogene Aufheizung der Sorbentien bei gleichzeitiger guter Wärmeübertra­ gung erreicht. Was insbesondere die Heißdampfregeneration anbetrifft, so wird üblicherweise bei Temperaturen zwischen 120°C und 180°C gearbeitet.For the thermal regeneration of adsorber materials, i.e. desorption absorbed gaseous substances, methods are known, such as. B. the Regeneration using superheated steam or hot air. With both methods one homogeneous heating of the sorbents with good heat transfer reached. When it comes to hot steam regeneration in particular, it will usually worked at temperatures between 120 ° C and 180 ° C.

Für den Regenerationsprozeß sind grundsätzlich hohe Temperaturen vorteil­ haft, vor allem wenn es sich bei den adsorbierten Stoffen um sogenannte Hoch­ sieder handelt. Dies ist eine Folge der kinetischen Prozesse der Desorption, die in allen Fällen einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen. Somit wird die Desorption mit steigender Temperatur beschleunigt. Andererseits ist in der Praxis zu berücksichtigen, daß das individuelle Adsorbermaterial hinsichtlich seiner Temperaturbeständigkeit nicht überlastet und damit irreversibel desakti­ viert wird. Die Temperaturbeständigkeit ist von Material zu Material verschieden. Bei Silicagel beispielsweise tritt eine thermische Schädigung bei Temperaturen oberhalb ca. 400°C auf, Molekularsiebe sollten bis zu einer maximalen Regene­ rationstemperatur von 300°C betrieben werden, ansonsten sollte die Regenera­ tion mit einer Druckabsenkung erfolgen. Für Aktivkohlen liegt die Selbstzün­ dungstemperatur im Bereich von 300°C.In principle, high temperatures are advantageous for the regeneration process sticky, especially if the adsorbed substances are so-called high boilers. This is a consequence of the kinetic processes of desorption that have a positive temperature coefficient in all cases. Thus desorption accelerates with increasing temperature. On the other hand, in the Practice to take into account that the individual adsorber material regarding  its temperature resistance is not overloaded and therefore irreversible fourth. The temperature resistance differs from material to material. With silica gel, for example, thermal damage occurs at temperatures above about 400 ° C, molecular sieves should reach a maximum rain ration temperature of 300 ° C, otherwise the Regenera tion with a pressure drop. Auto-ignition is for activated carbons temperature in the range of 300 ° C.

Zusätzlich ist zu berücksichtigen, daß aufgrund steigender Energiekosten zur Er­ zielung höherer Regenerationstemperatur immer ein Mittelweg zwischen einer entsprechenden Temperatur und einer tolerierbaren Desorptionszeit anzustre­ ben ist.In addition, it should be taken into account that due to increasing energy costs for Er aiming for a higher regeneration temperature always a middle way between one Appropriate temperature and a tolerable desorption time ben is.

Es ist weiterhin bekannt, daß Adsorbereinheiten mittels elektrischer Energie über Widerstandsheizelemente thermisch regeneriert werden können. Bezüg­ lich einer möglichst homogenen Aufheizung des Adsorbens ist das Verfahren der oben angegeben Aufheizung der Desorptionsluft unterlegen, stellt jedoch eine brauchbare Alternative dar, wenn aufgrund technischer Randbedingungen eine Aufheizung der Desorptionsluft nicht erfolgen kann. So ist beispielsweise bei der Frischluft- und Umluftreinigung von Kabinen in Straßenfahrzeugen eine Adsorberregeneration mittels überhitztem Dampf technisch kaum mit vertretba­ rem Aufwand realisierbar. Auch eine Heißluftregeneration weist für diesen An­ wendungsfall Probleme auf.It is also known that adsorber units using electrical energy can be regenerated thermally using resistance heating elements. Reference The procedure is to heat the adsorbent as homogeneously as possible inferior to the heating of the desorption air given above, however a viable alternative if due to technical constraints the desorption air cannot be heated. For example in the fresh air and circulating air cleaning of cabins in road vehicles Technically, adsorber regeneration using superheated steam is hardly acceptable realizable. A hot air regeneration also indicates this use case problems.

In Straßenfahrzeugen (Antrieb durch Verbrennungsmotoren) wäre es prinzipiell denkbar, den Adsorber als Rohr- oder Plattenwärmetauscher vorzusehen. Die kontinuierlich anhaltende Verbrauchsreduzierung bei Verbrennungsmotoren bewirkt jedoch, daß immer weniger Verlustwärme bei sinkenden Temperatur­ niveaus zur Verfügung steht und die erforderlichen Wärmetauscherfläche damit vergleichsweise groß werden. Aufgrund resultierender Volumen- und Gewichts­ probleme scheidet diese Möglichkeit zur thermischen Regeneration von Adsor­ bereinheiten praktisch aus. Außerdem werden infolge vergleichsweise geringer erzielbarer Adsorbertemperaturen (deutlich unter 100°C) die notwendigen De­ sorptionszeiten unverhältnismäßig groß oder der gewünschte Regenerationsef­ fekt wird infolge einer vergleichsweise hohen Festbeladung nicht erreicht.In principle, it would be in road vehicles (powered by internal combustion engines) conceivable to provide the adsorber as a tube or plate heat exchanger. The Continuous reduction in consumption in internal combustion engines  however, causes less and less heat loss when the temperature drops levels is available and the required heat exchanger area become comparatively large. Due to resulting volume and weight This possibility for thermal regeneration of adsor eliminates problems super units practically. In addition, they will be comparatively less achievable adsorber temperatures (well below 100 ° C) the necessary De sorption times disproportionately long or the desired regeneration ef is not achieved due to a comparatively high fixed load.

Somit besteht ein starker Bedarf an einem Verfahren, das unabhängig von Verlustwärme bei Verbrennungsmotoren eine homogene Aufheizung einer Adsor­ bereinheit auf möglichst hohen Temperaturen ermöglicht.There is therefore a strong need for a process that is independent of heat loss in internal combustion engines, homogeneous heating of an adsor Superimposed at the highest possible temperatures.

Dies ist grundsätzlich durch die Verwendung elektromagnetischer Hochfre­ quenzstrahlung realisierbar. Beispielsweise ist die bekannte Trocknung ver­ schiedenster Substanzen mittels Mikrowellen ein technisch geführtes und art­ verwandtes Verfahren. Auch werden in der Literatur Verfahren beschrieben, wo mittels Mikrowellenenergie (z. B. 0.915 GHz, 2.46 GHz) Adsorber regeneriert werden können (z. B. Bathen, D. und Schmid-Traub, Chem. Ing. Technik (68), 91, 1996).This is basically due to the use of electromagnetic high frequency feasible radiation. For example, the known drying is ver various substances using microwaves a technically managed and art related procedure. Methods are also described in the literature where regenerated with microwave energy (e.g. 0.915 GHz, 2.46 GHz) adsorber (e.g. Bathen, D. and Schmid-Traub, Chem. Ing. Technik (68), 91, 1996).

Üblicherweise sind diese Verfahren derart angelegt, daß ein für die Hochfre­ quenzstrahlung im wesentlichen transparentes Adsorbermaterial eingesetzt wird. Beispiele hierfür sind im Bereich der typischen Mikrowellenfrequenzen (0.915 GHz, 2.46 GHz) Quarz, Aluminiumoxid, Cordierit, Mullit und bestimmte Zeolithe (z. B. hydrophobe Materialien). Aktivkohle wäre ein Beispiel für ein weit weniger HF-transparentes Material. Usually, these procedures are designed in such a way that one for the Hochfre quartz radiation essentially transparent adsorber material used becomes. Examples of this are in the range of typical microwave frequencies (0.915 GHz, 2.46 GHz) quartz, aluminum oxide, cordierite, mullite and certain Zeolites (e.g. hydrophobic materials). Activated carbon would be an example of a far less HF-transparent material.  

Die oben genannten Materialien sind unmagnetische Stoffe, dadurch wird die Einkopplung von Mikrowellen durch die im allgemeinen frequenz- und tempera­ turabhängige komplexe Dielektrizitätskonstante (DK) beschrieben:
The above-mentioned materials are non-magnetic substances, which describes the coupling of microwaves through the generally frequency- and temperature-dependent complex dielectric constant (DK):

ε = ε' + i ε'' (1)ε = ε '+ i ε' '(1)

Der Imaginäranteil der DK beinhaltet Verluste durch Leitungs- und Polarisa­ tionsströme. Der dielektrische Verlustwinkel δε ist definiert durch:
The imaginary part of the DK includes losses due to line and polarization currents. The dielectric loss angle δ ε is defined by:

tan δε = ε''/ε' (2)tan δ ε = ε '' / ε '(2)

Er ist ein Maß für das Absorptionsvermögen elektromagnetischer Wellen. Die volumenspezifische Absorption von Mikrowellenenergie im Inneren eines ent­ sprechend absorbierenden Materials ist gegeben durch die Verlustleistungs­ dichte:
It is a measure of the absorption capacity of electromagnetic waves. The volume-specific absorption of microwave energy inside a correspondingly absorbent material is given by the power loss density:

Pabs = π ν ε' tan δε |E|2 ≈ π ν ε' |E|2 (3)
P abs = π ν ε 'tan δ ε | E | 2 ≈ π ν ε '| E | 2 (3)

mit der Frequenz ν und der elektrischen Feldstärke E im absorbierenden Volu­ men.with the frequency ν and the electric field strength E in the absorbing volume men.

Viele oxidischen Absorbermaterialien sind bei Temperaturen unterhalb ca. 150-200°C durch sehr kleine δε-Werte charakterisiert (ε'' ⇒ 0) und damit hinsichtlich ihrer möglichen Leistungsaufnahme gemäß (3) limitiert.Many oxidic absorber materials at temperatures below approx. 150-200 ° C are characterized by very small δ ε values (ε '' ⇒ 0) and are therefore limited with regard to their possible power consumption according to (3).

Eine verbesserte Leistungsaufnahme kann erwartet werden, wenn die adsor­ bierten Substanzen entweder polar oder leicht polarisierbar sind, z. B. Wasser, Stick- und Schwefeloxide, partiell oxidierte Kohlenwasserstoffe (Alkohol, Alde­ hyde, Ketone, Carbonsäuren) sowie einfache aromatische Kohlenwasserstoffe. Aliphatische und alicyclische Kohlenwasserstoffe erfüllen die notwendigen Kri­ terien hingegen nicht.Improved power consumption can be expected if the adsor dated substances are either polar or easily polarized, e.g. B. water, Nitrogen and sulfur oxides, partially oxidized hydrocarbons (alcohol, alde  hyde, ketones, carboxylic acids) and simple aromatic hydrocarbons. Aliphatic and alicyclic hydrocarbons meet the necessary criteria However, teries do not.

Es wird also in der Praxis notwendig sein, Adsorbermaterialien mit einer gewis­ sen Absorptionsfähigkeit für die Hochfrequenzstrahlung einzusetzen, um ein An­ laufen des Desorptionsprozesses in vernünftigen Zeilen zu realisieren, insbe­ sondere dann, wenn höhere Temperaturen erzielt werden sollen. Dafür sind auch vergleichsweise hohe elektrische Feldstärken gemäß (3) erforderlich. Bei Mikrowellensystemen müssen dazu Resonatoren eingesetzt werden. Konstante Felddichten werden damit jedoch in keinem Fall erreicht, insbesondere nicht bei der für manche Anwendungsfälle erforderlichen Verwendung von Resonatoren für höhere Moden (Enm und Hnm).It will therefore be necessary in practice to use adsorber materials with a certain absorption capacity for the high-frequency radiation in order to realize a start of the desorption process in reasonable lines, especially when higher temperatures are to be achieved. This also requires comparatively high electrical field strengths according to (3). In the case of microwave systems, resonators must be used for this. However, constant field densities are never achieved, especially not when using resonators for higher modes (E nm and H nm ) which are required for some applications.

Es ist ein Charakteristikum bei allen oxidkeramischen Adsorbermaterialien und auch solchen mit Kohlenstoffkomponenten (div. Aktivkohlen), daß ab einer mate­ rialspezifischen Schwelltemperatur der Verlustwinkel δε steil ansteigt. Dies führt in Verbindung mit der stark inhomogenen E-Feldverteilung ab einer individuel­ len kritischen Temperatur zu einem sich lawinenartig selbstverstärkenden Wechselspiel zwischen sich immer weiter erhöhender Absorptionsfähigkeit für die elektromagnetische Strahlung und daran gekoppelt einen immer höheren Leistungseintrag an der Stelle hoher elektrischer Felder, das heißt punktuell im gesamten Adsorber. Dieser Effekt wird als "Thermal Runaway" bezeichnet. Falls er eintritt, wird der Adsorber irreversibel geschädigt und die Einheit ist nach kür­ zester Zeit vollkommen zerstört.It is a characteristic of all oxide-ceramic adsorber materials and also those with carbon components (various activated carbons) that the loss angle δ ε increases steeply from a material-specific threshold temperature. In conjunction with the strongly inhomogeneous e-field distribution from an individual critical temperature, this leads to an avalanche-like self-reinforcing interplay between the ever increasing absorption capacity for electromagnetic radiation and, coupled with this, an ever higher power input at the point of high electrical fields, i.e. selectively throughout the adsorber. This effect is known as "thermal runaway". If it occurs, the adsorber is irreversibly damaged and the unit is completely destroyed after a very short time.

Hinsichtlich des praktischen Einsatzes sind daher, zumindest für höhere ange­ strebte Arbeitstemperaturen, vergleichsweise aufwendige Temperaturmeß- und Regelungseinheiten bwz. zusätzlich eine permanente Kontrolle abgegebener Mikrowellenleistung mit entsprechender Regeleinrichtung erforderlich.With regard to practical use, therefore, at least for higher ones strived for working temperatures, comparatively complex temperature measuring and  Control units or additionally a permanent control of the delivered Microwave power with appropriate control device required.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur thermischen Regenera­ tion eines Adsorbers anzugeben, bei der eine Schädigung des Adsorbers sicher und ohne komplexe Regelstrategien verhindert wird.It is therefore an object of the invention to provide a method for thermal regeneration tion of an adsorber in which damage to the adsorber is certain and is prevented without complex control strategies.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung zur Anwendung mit dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren geeignete Adsorber sind Gegenstand weiterer Ansprüche.This object is achieved by the method according to claim 1. Beneficial Embodiments of the invention for use with the Ver driving suitable adsorbers are the subject of further claims.

Gemäß der Erfindung werden einem dielektrischen, nahezu verlustfreien Adsor­ bermaterial magnetische, bevorzugt ferritische Stoffe beigemischt. Die elektro­ magnetische Absorptionseigenschaft von Ferriten ist magnetischer Natur und entsprechend (3) gegeben durch
According to the invention magnetic, preferably ferritic materials are admixed to a dielectric, almost loss-free adsor material. The electromagnetic absorption property of ferrites is magnetic in nature and is given by (3)

Pabs = π ν µ' tan δµ |H|2 ≈ π ν µ'' |H|2 (4)
P abs = π ν µ 'tan δ µ | H | 2 ≈ π ν µ '' | H | 2 (4)

mit der komplexen Permeabilitätskonstanten
with the complex permeability constant

µ = µ' + i µ'' (5)
µ = µ '+ i µ''(5)

mit dem magnetischen Verlustwinkel δm, der durch
with the magnetic loss angle δ m caused by

tan δm = µ''/µ' (6)
tan δ m = µ '' / µ '(6)

definiert ist. is defined.  

Magnetische Absorbermaterialien verhalten sich demzufolge grundsätzlich an­ ders als elektrische Absorbermaterialien und zwar in der Weise, daß sie nur un­ terhalb der sogenannten Curie-Temperatur ankoppeln. Oberhalb der Curie- Temperatur verschwinden die magnetischen Eigenschaften (µ'' = 0 und damit tan δm = 0) und ein weiterer Leistungseintrag in das Material findet nicht mehr statt. Insofern stellen magnetische, elektromagnetische Energie absorbierende Materialien (im folgenden kurz als "magnetische Absorber" bezeichnet) hinsicht­ lich des Eintrags von Mikrowellenleistung selbstregulierende Systeme dar. Die individuelle Curie-Temperatur entspricht dabei der maximal erreichbaren Tem­ peratur durch die Mikrowellenheizung. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit der Thermal Runaway sicher und ohne Verwendung weiterer Rege­ lungsmechanismen vermieden werden.Magnetic absorber materials therefore basically behave differently than electrical absorber materials and in such a way that they only couple below the so-called Curie temperature. The magnetic properties vanish above the Curie temperature (µ '' = 0 and thus tan δ m = 0) and there is no further power input into the material. In this respect, magnetic, electromagnetic energy absorbing materials (hereinafter referred to as "magnetic absorbers") are self-regulating systems with regard to the input of microwave power. The individual Curie temperature corresponds to the maximum temperature that can be achieved by the microwave heating. With the method according to the invention, the thermal runaway can thus be avoided safely and without using further control mechanisms.

Als magnetische Absorbermaterialien können z. B. Weichferrite des Typs MeO.Fe2O3 mit Me: zweiwertiges Metallion oder Hartferrite des Typs MeO.6 Fe2O3 mit Me: Ba, Pb, Sr verwendet werden.As magnetic absorber materials such. B. Soft ferrites of the type MeO.Fe 2 O 3 with Me: divalent metal ion or hard ferrites of the type MeO.6 Fe 2 O 3 with Me: Ba, Pb, Sr are used.

Eine bevorzugte Gestaltung mikrowellenregenerierbarer Adsorber besteht dar­ in, einer Pelletschüttung von aktivem, dielektrischem Adsorbermaterial gleich­ mäßig verteilte magnetische Absorberpellets hinzu zu mischen. Damit ist man in der Art der aktiven Adsorbermaterialien weitestgehend frei. Der magnetische Ab­ sorber ist dabei so zu wählen, daß die Curie-Temperatur unterhalb der kritischen Temperatur (Thermal Runaway) des dielektrischen Adsorbermaterials liegt.A preferred design of microwave-regenerable adsorbers is in, a pellet fill of active, dielectric adsorber material to mix moderately distributed magnetic absorber pellets. So you're in the type of active adsorber materials largely free. The magnetic Ab sorber should be chosen so that the Curie temperature is below the critical Temperature (thermal runaway) of the dielectric adsorbent material is.

Der neben dem dielektrischen Adsorbermaterial vorhandene magnetische Ab­ sorber muß nicht, kann jedoch auch adsorptive Eigenschaft aufweisen. The magnetic Ab present in addition to the dielectric adsorber material sorber does not have to, but can also have an adsorptive property.  

Es besteht auch die Möglichkeit, den magnetischen Absorber als Vollmaterial, d. h. ohne dielektrisches Adsorbermaterial einzusetzen, was jedoch die Anwen­ dungsbreite deutlich einschränkt. Eine leichte Durchströmung des Adsorberbet­ tes mit Luft zum raschen Abtransport der desorbierten Gase wirkt dabei stark un­ terstützend.It is also possible to use the magnetic absorber as a solid material, d. H. without using dielectric adsorber material, which however the users broadly limited. A light flow through the adsorber bed tes with air for rapid removal of the desorbed gases has a strong effect supportive.

Es ist darüber hinaus möglich, die Gestaltung mikrowellenregenerierbarer Ad­ sorbermaterialien derart vorzunehmen, daß monolithische Adsorbermaterialien (z. B. die von der Kfz-Abgaskatalyse bekannten Cordierit-Honeycombstrukturen) mit einem Gemisch aus magnetischem Absorber und aktivem (dielektrischen) Adsorbermaterial beschichtet werden. Ein anderes Ausführungsbeispiel ist die Herstellung der monolithischen Keramikstruktur aus Ferritmaterial und dessen Beschichtung mit aktivem (dielektrischem) Adsorbermaterial.It is also possible to design a microwave-regenerable ad make sorber materials such that monolithic adsorber materials (e.g. the cordierite honeycomb structures known from automotive exhaust gas analysis) with a mixture of magnetic absorber and active (dielectric) Adsorber material are coated. Another embodiment is Manufacture of the monolithic ceramic structure from ferrite material and its Coating with active (dielectric) adsorber material.

In der Figur ist ein mögliches Verfahrensschema für die Anwendung in mobilen Ka­ binenluftsystemen (z. B. Straßenfahrzeugen) dargestellt. Die Zuluft der Kabine durchströmt dabei zunächst das Partikel/Aerosolfilter PAF und danach das Ad­ sorberbett AD zur Abtrennung gasförmiger Schadstoffe bevor sie der Kabine zu­ geführt wird. Die Adsorbereinheit besteht aus der Mikrowellenquelle MW und dem Adsorberbett AD, das mit dem entsprechend ausgewählten Sorbens zur Abtrennung der gasförmigen Schadstoffe und dem mikrowellenabsorbierenden Ferritpartikeln gefüllt ist. Im Beladungsbetrieb wird die gesamte Zuluft zur Schad­ stoffabtrennung durch das Adsorberbett AD geleitet. Nach einem vorher festge­ legten Beladungsintervall wird die Regeneration des Adsorberbettes AD einge­ leitet. Hierzu wird die Zuluft im Bypass um die Adsorbereinheit geleitet und nur ein geringer Teilstrom in der Regenerationsphase durch das Adsorberbett AD geführt. Zu Beginn der Regeneration wird die Mikrowellenquelle MW aktiviert, und somit die zur Aufheizung des Adsorberbettes AD erforderliche hochfrequen­ te elektromagnetische Strahlung erzeugt. Die Ferrit-Partikel im Adsorberbett AD absorbieren die Energie und Beschleunigen den Aufheizprozeß im Adsorber­ bett. Der Teilstrom der Zuluft, der in der Regenerationsphase durch das Adsor­ berbett AD geführt wird, nimmt die freigesetzten Gasmoleküle auf und transpor­ tiert sie aus dem Bett. Diese Abluft wird entweder in die Umgebung geführt oder bevorzugt der Ansaugluft für den Verbrennungsmotor zugemischt, in dem die Schadstoffe verbrannt werden. Die Regeneration wird nach einem vorgegebe­ nen Zeitintervall oder über eine Temperaturregelung beendet. Aufgrund der ge­ zielt zugeführten und homogen im Adsorberbett AD erteilten Heizenergie nimmt die Regeneration des Adsorbers nur eine verhältnismäßig geringe Zeit in An­ spruch (Minutenbereich), in der die Zuluft ungefiltert der Fahrzeugkabine zuge­ führt wird.In the figure is a possible process scheme for use in mobile Ka linear air systems (e.g. road vehicles). The supply air to the cabin first flows through the particle / aerosol filter PAF and then through the ad sorber bed AD for separating gaseous pollutants before they enter the cabin to be led. The adsorber unit consists of the microwave source MW and the adsorber bed AD, which with the appropriately selected sorbent Separation of the gaseous pollutants and the microwave absorbing Ferrite particles is filled. In loading operation, the entire supply air becomes harmful separation of substances passed through the adsorber bed AD. After a previously fixed regeneration of the adsorber bed AD is inserted directs. For this purpose, the supply air in the bypass is directed around the adsorber unit and only a small partial flow in the regeneration phase through the adsorber bed AD guided. At the beginning of the regeneration, the microwave source MW is activated,  and thus the high frequency required for heating the adsorber bed AD generated electromagnetic radiation. The ferrite particles in the adsorber bed AD absorb the energy and accelerate the heating process in the adsorber bed. The partial flow of the supply air, which in the regeneration phase through the adsor overbed AD is carried, the released gas molecules and transport takes her out of bed. This exhaust air is either led into the environment or preferably mixed with the intake air for the internal combustion engine in which the Pollutants are burned. The regeneration is specified according to a NEN time interval or via a temperature control. Due to the ge targets the supplied and homogeneous heating energy in the adsorber bed AD the regeneration of the adsorber only takes a relatively short time (minute range) in which the unfiltered supply air is drawn into the vehicle cabin leads.

Claims (8)

1. Verfahren zur thermischen Regeneration eines dielektrischen Adsor­ bers, wobei der beladene Adsorber durch Einstrahlung von Mikrowellen­ energie homogen aufgeheizt und damit regeneriert wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der dielektrische Adsorber zusätzlich ein magneti­ sches, mikrowellen-absorbierendes Material enthält, wobei die Curie- Temperatur des magnetischen, mikrowellen-absorbierenden Materials unterhalb der kritischen Thermal Runaway-Temperatur des dielektri­ schen Adsorbers liegt.1. A method for the thermal regeneration of a dielectric adsor bers, wherein the loaded adsorber is heated homogeneously by irradiation of microwaves energy and thus regenerated, characterized in that the dielectric adsorber additionally contains a magnetic cal microwave absorbing material, the Curie The temperature of the magnetic, microwave-absorbing material is below the critical thermal runaway temperature of the dielectric adsorber. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mikrowel­ lenfrequenzen zwischen 0,5 GHz und 5 GHz eingesetzt werden und diese Frequenzen mittels eines Mikrowellen-Magnetrons erzeugt wer­ den.2. The method according to claim 1, characterized in that microwaves lenfrequencies between 0.5 GHz and 5 GHz are used and who generates these frequencies using a microwave magnetron the. 3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als magnetisches, mikrowellen-absorbierendes Material ein Ferritmaterial eingesetzt wild.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized ge features that as a magnetic, microwave-absorbing Material a ferrite material used wildly. 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als dielektrische Adsorbermaterialien oxidische Werkstoffe wie Silicagel, Zeolithe, Aluminiumoxid, Cordierit, Mullit oder Aktivkohle verwendet werden.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized ge indicates that as dielectric adsorbent materials oxidic Materials such as silica gel, zeolites, aluminum oxide, cordierite, mullite or Activated carbon can be used. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Absorber anstatt einem dielektrischen Adsorbermate­ rial und einem magnetischen, mikrowellen-absorbierendem Material nur das magnetische, mikrowellen-absorbierende Material umfaßt, wobei dieses adsorbierenden Charakter aufweist.5. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized records that the absorber instead of a dielectric adsorber  rial and a magnetic, microwave-absorbing material only the magnetic microwave absorbing material comprises, wherein has this adsorbent character. 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es an Bord eines Kraftfahrzeugs durchgeführt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized ge indicates that it is carried out on board a motor vehicle. 7. Durch Einstrahlung von Mikrowellenenergie regenerierbarer Adsorber aus einem dielektrischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Adsorber zusätzlich ein magnetisches, mikrowellen-absorbierendes Material enthält, wobei die Curie-Temperatur des magnetischen, mikro­ wellen-absorbierenden Materials unterhalb der kritischen Thermal Ru­ naway-Temperatur des dielektrischen Materials liegt.7. Adsorbers that can be regenerated by irradiation with microwave energy made of a dielectric material, characterized in that the adsorber also has a magnetic, microwave-absorbing one Contains material where the Curie temperature of the magnetic, micro wave-absorbing material below the critical Thermal Ru naway temperature of the dielectric material. 8. Durch Einstrahlung von Mikrowellenenergie regenerierbarer Adsorber, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem magnetischen, mikro­ wellen-absorbierendem Material besteht.8. Adsorbers that can be regenerated by irradiation with microwave energy, characterized in that it consists of a magnetic, micro wave-absorbing material.
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