DE2118066A1 - Method and device against air pollution - Google Patents

Method and device against air pollution

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Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,Patent attorneys Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A. We j ckmann, Dipl.-Chem. B. Huber.Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A. We j ckmann, Dipl.-Chem. B. Huber.

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 8208 MUNICH 86, POST BOX 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 4» 39 21 /22MÖHLSTRASSE 22, NUMBER 4 »39 21/22

<983921/22><983921/22>

Raymond Oscar BECKERRaymond Oscar BECKER

37» Chemin des Petites Brosses37 “Chemin des Petites Brosses

Caluire (Rhone) / FrankreichCaluire (Rhone) / France

undand

Leon Gerard POISSONNIER 32, Montee des Soldats Caluire (Rhone) / FrankreichLeon Gerard POISSONNIER 32, Montee des Soldiers Caluire (Rhone) / France

Verfahren und Vorrichtung gegen LuftverschmutzungMethod and device against air pollution

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verhinderung der Verschmutzung von Atmosphärenluft durch Gase von Dampfkesseln, Öfen, Brennern od.dgl. durch Einbringen eines Katalysators in die Verbrennungsluft.The invention relates to a method and a device for preventing the pollution of atmospheric air by gases from boilers, ovens, burners or the like. by introducing a catalyst into the combustion air.

Um die Verschmutzung der atmosphärischen Luft durch Verbrennungsgase zu verhindern, bei denen es sich um Gase von Dampfkesseln, Haushalts- oder Industrieöfen oder auch um Abgase von Verbrennungsmotoren handelt, hat man diese Verbrennungsgase mit einem Katalysator behandelt.To the pollution of the atmospheric air by combustion gases to prevent which are gases from steam boilers, domestic or industrial ovens or even are exhaust gases from internal combustion engines, these combustion gases have been treated with a catalytic converter.

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Es wurde auch eine Vorverbrennung durchgeführt, indem man den Katalysator der einem Brenner, einem Dampfkessel, einem Reaktor, einem Motor oder einem Thermogenerator zugeführten Verbrennungsluft zusetzt. In diesem Fall ist die Dosierung der Katalysatormenge im Verhältnis zum Verbrennungsluftvolumen schwierig·Pre-combustion was also carried out using the catalyst of a burner, a steam boiler, adds combustion air fed to a reactor, engine or thermal generator. In In this case, it is difficult to dose the amount of catalyst in relation to the volume of combustion air

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mittels derer eine geeignete Dosierung und eine intensive Mischung von Luft und Katalysatordämpfen erreicht wird.The invention is therefore based on the object of creating a method and a device by means of which a suitable dosage and an intensive mixture of air and catalyst vapors is achieved.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass ein flüssiger Katalysator im dampfförmigen Zustand in die Verbrennungsluft dadurch eingebracht wird, dass der Katalysator im flüssigen Zustand durch Kapillarwirkung in ein oder mehrere mikroporöse Elemente eindringt, mit denen die Verbrennungsluft auf ihrem Weg vor der Verbrennung kontaktiert wirds so dass diese Luft aufgrund der Wirkung der Oberflächenspannung eine dieser Luft proportionale Ka talys a tordampfas»nge mitführt.This object is achieved in that a liquid catalyst in the vaporous state is introduced into the combustion air by the fact that the catalyst in the liquid state penetrates through capillary action into one or more microporous elements with which the combustion air comes into contact on its way before combustion s so that this air, due to the effect of the surface tension, carries along with it a catalytic converter steam that is proportional to this air.

Der verwendete flüssige Katalysator ist ein Phasenübergangsmetall«, Es besteht zweckmässigsrweiee aus einem Tricarbonylmethyl-Cyclopentadienyl-Mangan·The liquid catalyst used is a phase transition metal «, It expediently consists of one Tricarbonylmethyl-Cyclopentadienyl-Manganese

Die mit diesem flüssigen Katalysator imprägnierten mikroporösen Elemente können von der Verbrennungsluft durchsetzt werden. Es kann jedoch auch ihre Aussenflache von der Luft umströmt werden·The microporous elements impregnated with this liquid catalyst can come from the combustion air be enforced. However, it can also be its outer surface be flowed around by the air

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Die gesamte oder nur ein Teil dieser Verbrennungsluft kann die mikroporösen Elemente durchsetzen oder ums trömen·All or only part of this combustion air can penetrate or flow around the microporous elements

Dieses Verfahren, bei dem die Katalyeatordämpfe in der Verbrennungsluft fein verteilt werden, stellt die Dotierung dieser Luft sicher, so dass durch einfache und wirksame Mittel eine Lösung des Problems der Verschmutzung der atmosphärischen Luft durch eine erhebliche Verminderung des Anteils unverbrannter Stoffe ebenso wie des von Haushalts- und Industrieöfen, Verbrennungsmotoren u.dgl. abgegebenen Kohlenoxids erreicht wird·This process, in which the catalyst vapors are finely distributed in the combustion air, provides the Doping this air safely, so that by simple and effective means a solution to the problem of the pollution of the atmospheric air by a considerable reduction in the proportion of unburned substances in the same way as the carbon oxide emitted by domestic and industrial ovens, internal combustion engines and the like is achieved

Das bzw. die porösen Elemente können von einer Scheibe gebildet werden, die mehr oder weniger dick ist und deren Durchmesser dem Volumen der Luft proportional ist, bevor diese die Elemente durchquert, wobei der Katalysator die Scheibe bzw. die Scheiben an ihrem Umfang imprägniert· Die Scheibe bzw. die Scheiben sind durchbohrt, um Luftkanäle zu bilden.The or the porous element can be formed by a disk that is more or less thick and whose diameter is proportional to the volume of air before it passes through the elements, the Catalyst impregnates the disc or discs on their periphery · The disc or discs are pierced to form air channels.

Das bzw. die porösen Elemente können auch von einem Rohr mit einem zentralen Kanal für die mit Katalysatordämpfen zu beladende Luft gebildet werden·The porous element (s) can also be formed by a tube with a central channel for the air to be loaded with catalyst vapors

Die porösen Elemente können auch aus Rohren oder Stangen beliebigen Durchmessers bestehen, die in dem Strömungsweg der Verbrennungsluft angeordnet und von dieser umströmt werden·The porous elements can also consist of tubes or rods of any diameter, which are arranged in the flow path of the combustion air and flow around them.

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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besteht jedes mikroporöse Element aus einem absorbierenden! feuerfesten Fasergewebe oder -geflecht, das auf einen rohrförmigen Träger aufgezogen ist und dessen Ende in einen Behälter mit konstantem Volumen eintaucht, dem der flüssige Katalysator zugeführt wird.In a particularly advantageous embodiment there is every microporous element from an absorbent! refractory fiber fabric or braid that on a tubular support is drawn up and the end of which is immersed in a container of constant volume, to which the liquid catalyst is fed.

Die Verbrennungsluft kann durch natürlichen oder erzwungenen Luftzug oder mittels eines Ventilators, eines Kompressors, einer Turbine od.dgl. mit Atmosphärendruck oder einem etwas höheren Druck zugeführt werden.The combustion air can be natural or forced Air draft or by means of a fan, a compressor, a turbine or the like. with atmospheric pressure or a slightly higher pressure.

Eine derartige Dampfabgabevorrichtung kann mehr oder weniger nahe der Luftzuführdüse eines Brenners, eines Ofens, eines Reaktors oder eines Motors angeordnet werden und zusätzliche, nicht behandelte Luft kann ebenfalls zugeführt werden, die sich mit der mit den Katalysatordämpfen beladenen Luft mischt.Such a steam delivery device can be more or less close to the air supply nozzle of a burner, a Furnace, reactor or motor can be arranged and additional, untreated air can are also supplied, which mixes with the air laden with the catalyst vapors.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 4 beispielsweise erläutert. Es zeigt:The invention is explained below with reference to FIGS. 1 to 4, for example. It shows:

Fig· 1 und 2 Axialschnitte von unterschiedliche Abmessungen aufweisenden Dampfabgabevorrichtungen mit Querdurchsatz der Verbrennungsluft,1 and 2 show axial sections of steam dispensing devices having different dimensions Cross throughput of the combustion air,

Fig. 3 ein Diagramm, aus dessen Kurven die Katalysatormengen der Vorrichtungen der Figuren 1 und 2 mit und ohne zusätzlicher luftzufuhr hervorgehen, und3 shows a diagram from whose curves the amounts of catalyst of the devices of Figures 1 and 2 emerge with and without an additional air supply, and

Fig. h einen Axialschnitt einer Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform.Figure h shows an axial section of a device in a further embodiment.

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Bei der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 ist eine Scheibe 1 aus porösem Material, z.B. aus keramischem Material, von mehreren Öffnungen 2 durchsetzt und in der Zuführstrecke angeordnet, die die Verbrennungsluft vor dem Eintritt in die Versorgungsdüse 3 zurücklegt. Diese Düse ist durch Dichtungen k und eine Zwischenscheibe 5 zwischen zwei Flanschen 6 eingespannt. Am inneren Umfang der Zwischenscheibe 5 ist eine Nut 7 ausgebildet, die über einen Kanal 8 mit einem flüssigen Katalysator versorgt wird.In the embodiment of FIGS. 1 and 2, a disk 1 made of porous material, for example made of ceramic material, is penetrated by several openings 2 and is arranged in the feed path that the combustion air travels before it enters the supply nozzle 3. This nozzle is clamped between two flanges 6 by seals k and an intermediate disk 5. A groove 7 is formed on the inner circumference of the intermediate disk 5 and is supplied with a liquid catalyst via a channel 8.

Die bei 9 zugeführte Verbrennungsluft durchquert die Scheibe 1 und verlässt sie mit Katalysatordämpfen beladen bei 10 wieder.The combustion air supplied at 9 passes through the Disk 1 and leaves it loaded with catalyst vapors at 10 again.

Die Düse 3 kann von der Scheibe 1 entfernt angeordnet sein, um bei 11 eine zusätzliche Luftzufuhröffnung zu bilden« Die Düse kann jedoch auch ohne zusätzliche Luft gespeist werden, d.h. nur mit der mit Dämpfen beladenen Luft, die die Scheibe 1 durchquert hat.The nozzle 3 can be arranged at a distance from the disk 1 in order to close at 11 an additional air supply opening Form «The nozzle can, however, also be fed without additional air, i.e. only with the one with steam laden air that has traversed the disc 1.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung dargestellt, bei der der Durchmesser der Scheibe aus porösem Material 33 nunIn Fig. 1, a device is shown in which the diameter of the disk made of porous material 33 now

2 bei einer Imprägnieroberfläche von 12 cm und einem Luftkanal mit einem Durchmesser von 20 mm beträgt. Fig. 3 zeigt, dass bei einer Abgabevorrichtung mit diesen Eigenschaften in 60 Minuten die abgegebene Menge des Katalysators 0,780 cm bei zusätzlicher Luftzufuhr (Kurve Α) und 1,20 cm ohne zusätzliche Luft (Kurve B) beträgt.2 with an impregnation surface of 12 cm and one Air duct with a diameter of 20 mm. Fig. 3 shows that in a dispensing device with With these properties, the amount of catalyst released in 60 minutes is 0.780 cm with additional Air supply (curve Α) and 1.20 cm without additional Air (curve B).

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Das Beispiel der Fige 2 zeigt eine Vorrichtung, bei der der Durchmesser der Scheibe aus porösem Material 72 mmThe example of FIG e 2 shows an apparatus in which the diameter of the disc of porous material 72 mm

2 bei einer Imprägnieroberfläche von 26 cm und einem Luftkanal mit einem Durchmesser von 62 mm beträgt. Fig. 3 zeigt, dass bei letzterer Vorrichtung und bei den gleichen Bedingungen wie oben die abgegebene Katalysatormenge 1,98 c>* (Kurve C) bzw. 2,26 cm (Kurve D) beträgt.2 with an impregnation surface of 26 cm and an air duct with a diameter of 62 mm. 3 shows that with the latter device and under the same conditions as above, the amount of catalyst released is 1.98 c > * (curve C) or 2.26 cm (curve D).

Fig. h zeigt eine Ausführungsform, bei der die Verbrennungsluft ein mikroporöses Element nicht durchquert, fe sondern dessen Aussenflache umströmt. Bei dieser Ausführungsform besteht der Verdampfer aus einer feuerfesten Fasergewebehülle 15 z.B. aus Siliciumoxid, deren Ende in einen Behälter 16 mit konstantem Niveau tauchte Die Hülle 15 wird in ihrem horizontalen Teil von einem starren Rohr 17 z.B. aus Aluminium getragen, das an dem Behälter 16 mittels einer Befestigungsschraube .18 befestigt iofe, die an einem Ende des Rohres angeordnet ist.FIG. H shows an embodiment in which the combustion air does not pass through a microporous element, but rather flows around its outer surface. In this embodiment, the evaporator consists of a refractory fiber fabric cover 15, for example made of silicon oxide, the end of which is immersed in a container 16 with a constant level Fastening screw .18 fastens iofe, which is located at one end of the tube.

Der Behälter 16 mit konstantem Niveau weist in seiner vertikalen Achse ein Auslaufrohr 19 auf, das abdichtend quer durch den Boden 20 eines Behälters 21 greifen kann, " der in seinem oberen Teil geschlossen ist und das eine flüssige metallorganische Komplexverbindung enthält.The container 16 with constant level has in its vertical axis an outlet pipe 19, the sealing can reach across the bottom 20 of a container 21, "which is closed in its upper part and the one contains liquid organometallic complex compound.

Der Behälter 21 ist verschiebbar in einer Verlängerung 22 des Behälters 10 angeordnet. Xn Fig. k ist dieser Behälter noch nicht mit dem Auslaufrohr 19 verbunden· Um ihn mit dem Rohr 19 zu verbinden, drückt man ihn nach unten, so dass sein Boden 20 mit dem oberen EndeThe container 21 is arranged displaceably in an extension 22 of the container 10. Xn Fig. K , this container is not yet connected to the outlet pipe 19. To connect it to the pipe 19, it is pressed down so that its bottom 20 is connected to the upper end

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des Rohres 19 in Berührung kommt und setzt diese Bewegung fort, um den Boden zu durchbohren, indem das Rohr 19 in ihn eindringt.of the tube 19 comes into contact and continues this movement proceeded to pierce the ground by penetrating the tube 19 into it.

Der untere Teil des Rohres 19 bestimmt das konstante Niveau 23 der flüssigen, metallorganischen Komplexverbindung in dem Behälter 16. Ein Sichtfenster 2k ermöglicht es, dieses Niveau zu kontrollieren.The lower part of the tube 19 determines the constant level 23 of the liquid, organometallic complex compound in the container 16. A viewing window 2k enables this level to be checked.

Wenn das Niveau in dem Behälter 16 absinkt, kann Atmosphärenluft durch das Rohr 19 in den Behälter 21 steigen"und die Flüssigkeit, die darin enthalten ist, kann so lange auslaufen, bis dieses Niveau wieder hergestellt ist.When the level in the container 16 drops, atmospheric air can enter the container 21 through the pipe 19 rise "and the liquid it contains can run out until this level is restored.

Wenn der Behälter 21 leer ist, kann er abgenommen und durch einen anderen ersetzt werden.When the container 21 is empty, it can be removed and replaced with another.

Die gesamte Vorrichtung ist an der Luftöffnung für die Verbrennungsluft eines Brenners durch eine Platte 25 befestigt, so dass die feuerfeste Hülle bzw. die Hüllen 15 von der Luft umströmt werden.The entire device is at the air opening for the combustion air of a burner through a plate 25 attached, so that the refractory envelope or the envelopes 15 are flowed around by the air.

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Claims (1)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zur Verhinderung der Verschmutzung von Atmosphärenluft durch Gase von Dampfkesseln, Öfen, Brennern od.dgl. durch Einbringen eines Katalysators in die Verbrennungsluft, dadurch gekennzeichnet, dass ein flüssiger Katalysator in dampfförmigem Zustand in die Verbrennungsluft dadurch eingebracht wird, dass der Katalysator im flüssigen Zustand durch Kapillarwirkung in ein oder mehrere mikroporöse Elemente eindringt, mit denen die Verbrennungsluft auf ihrem Weg vor der Verbrennung kontaktiert wird, so dass diese Luft aufgrund der Wirkung der Oberflächenspannung eine dieser Luft proportionale Katalysatordampfmenge mitführt.1.Methods of preventing the pollution of atmospheric air by gases from steam boilers, furnaces, Burners or the like. by introducing a catalyst into the combustion air, characterized in that a liquid catalyst in vapor state in the combustion air is introduced by the fact that the catalyst is in the liquid state by capillary action penetrates into one or more microporous elements that the combustion air uses on its way before combustion is contacted, so that this air due to the effect of surface tension an amount of catalyst steam proportional to this air carries. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die mikroporösen Elemente von der Verbrennungsluft durchsetzt werden«2. The method according to claim 1, characterized in that the microporous element or elements from the combustion air to be enforced " 3» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die mikroporösen Elemente von der Verbrennungsluft umspült werden.3 »Method according to claim 1, characterized in that that the microporous element or elements are washed around by the combustion air. ke Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mikroporösen Elemente von einer Scheibe (i) gebildet werden, die durchbohrt ist, um Verbrennungsluftkanäle zu bilden, und der an ihrem Umfang ein flüssiger Katalysator zugeführt wird. k e device for carrying out the method according to claims 1 and 2, characterized in that the microporous elements are formed by a disc (i) which is pierced to form combustion air ducts and to which a liquid catalyst is fed on its periphery. 109845/12109845/12 2118Π6Β2118Π6Β 5· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die mikroporösen Elemente von einem Rohr gebildet werden, das die Verbrennungsluft durchsetzt.5. Device for performing the method according to claim 4, characterized in that the or the microporous elements are formed by a tube that passes through the combustion air. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsluft die Aussenfläche des bzw. der mikroporösen Elemente umströmt, die mit dem flüssigen Katalysator imprägniert sind.6. Device according to claims 1 and 3 »characterized in that the combustion air Outer surface of the microporous element or elements flows around the one with the liquid catalyst are impregnated. 7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes mikroporöse Element aus einem rohrförmigen, feuerfesten, absorbierenden Fasergewebe besteht, dessen Ende in einen Behälter (i6) mit konstantem Niveau taucht, dem der flüssige Katalysator zugeführt wird.7. Device according to claim 6, characterized in that each microporous element consists of a tubular, fire-resistant, absorbent fiber fabric, the end of which is in a container (i6) with constant Level dips to which the liquid catalyst is fed. 109845/1221109845/1221
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