DE3247607A1 - Verfahren zur beseitigung von nebel aus der atmosphaere - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von Nebel aus der
• Atmosphäre durch Versprühen eines Reagenz in die durch Nebel getrtibte Atmosphäre.
• Nebelbildungen stellen nach wie vor eine erhebliche Gefahr für die gesamte Verkehrsabwi.cklung etwa in See- oder l'lußhEifen, Flughäfen, an stark befahrenen Straßenkreuzungen oder dergl. bzw. eine erhebliche Behinderung von Freiluftveranstaltungen, etwa Sportveranstaltungen dar. Sie treten auf durch Auskondensierung von Wasserdampf aus der Atmosphäre bei Erreichen bzw. Überschreiten der Sättigungsgrenze an Wasser in der Atmosphäre, wobei sich die Feuchtigkeit an in der Atmosphäre befindlichen Kristallisationskeimen niederschlägt und damit Tröpfchen abscheidet, die einen Durchmesser von zwischen (),1 und 30 Mikron aufweisen und aufgrund ihrer quasi dispers feinen Verteilung die bekannten Sichttrübungen durch NebeL bildet. Die Kristallisationskeime werden hierbei insbesondere ionisierbaren bezw.
• ionisierten Salzpartikeln gebildet die durch Meerwasserversprühung oder mit den Rauchgasen aus Verbrennungsanlagen in die Atmosphäre gelangen, so daß sich insbesondere in den dichtbesiedelten Gebieten eine hohe Konzentration an nebelbildenden Keimen Windet Entsprechend den vorstehend geschilderten Bildungsbedingungen erfolgt die Beseitigung von vorhandenem Nebel bezw. die Verhinderung der Nebelbildung bisher durch Versprühen von Kristal}istionskeimen, insbesondere Silberjodid in großen Höhen, durch die Agglomeration der Nebeltröpfchen herbeigeführt und deren Abregnen veranlaßt werden soll. Die auf diesem Wege erzielten Ergebnisse sind in hohem Maße unbefriedigend, i.m Hinblick darauf, daß einerseits das Silberjodid selbst ein ionisierbares Salz darstellt und demgemäß häufig gerade die bekämpfte Nebelbildung angeregt bezw. verstärkt wird und daß andererseits durch die Art des Materials selbst und die Notwendigkeit seines Transports in große Höhen erhebliche, in den meisten l;ällen in keinem Verhältnis zum Nutzen stehende Kosten auftreten.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, mit dessen Hilfe mi t einem geringeren Kostenaufwand eine Beseitigung des Nebels bis in große Höhen erreicht und ie Nebelfreiheit über einen längeren Zeitraum gewährleistet werden kann. Die l.r-fi.ndung besteht darin, daß die Behandlung durch Versprühen einer Substanz in feiner Verteilung erfolgt, die mit den die Nebelirübung bildenden Wassertröpfchen unter exothermer Reaktion ein gasförmiges Reaktionsprodukt abspaltet.
• Durch die Erfindung ist ein Verfahren geschaffen, mit dessen Hilfe schnell und unter geringem Kostenaufwand e-ine längerwähren(le Nebelfreiheit großer Gebiete bis in große Höhen erreicht werden kann. ie Erfindung beruht auf der Wirkung, daß einerseits durch die Reaktion der Substanz mit Wasser die in kondensierter Form vorliegende leuchtigkeit unmittelbar gebunden und dnM andererseits durch die exotherme Reaktion in Verbindung mit der Abspaltung eines gaslörmigen Reaktionsproduktes in dem Sprühbereich ein Auftrieb geschaffen wird, in dem die feinstkörnigen Materialanteile in große Höhen getragen werden, so daß si.ch die Reaktion von der Versprühebene aus nach oben fortsetzt. Die exotherme Reaktion hat den weiteren Vorteil, daß sich i.nfolge der sich ergebenden Erwärmung der Luft das Wasseraufnahmevermögen der Luft wesentlich erhöht bezw. die relative Luftfeuchtigkeit verringert, was die Grundlage daFür darstellt, daß die Nebelfreiheit in dem behandelten gebiet über längere Zeiträume erhalten bleibt.
• Die Behandlung erfolgt vorteilhaft mit Hilfe einer mi.t Wasser chemisch reagierenden Substanz. Hierbei kommen vorzugsweise die Metallcarbide, insbesondere Calciumcarbid, einer Korngröße unter 0,3 mm, vorzugsweise unter 0,15 mm, zum Einsatz, das bei einer hohen Wärmeabgabe und p.reiswerter Herstellbarkeit umweltunschädliche Reaktionsprodukte bildet, nämlich einerseits Calciumhydroxid, das in einer zweckdienlichen Weise weiterhin zur Reinigung der Atmosphäre von keimbildenden Partikeln und Jonen beiträgt, und andererseits Acethylen, das aufgrund seines gegenüber Luft geringeren spezifischen Gewichtes weiterhin über die Erwärmung hinaus Auftriebskräfte erzeugt und in der Atmosphäre kurzfristig unter Einwirkung aktiver Strahlung, insheson(ler-e UV-Strahlung dp.r Sonne zerfä lt.
• Zur Unterstützung der Wirkung können den Substanzen eine oder mehrere durch Hydrolyse und/oder Hydratation wasserbindende Substanzen, zugesetzt werden, so beispielsweise Stickstoff und Wasserstoff enthaltende organische Substanzen wie Azane, Diazane, Triazane oder Tetraazane, weiterhin Azene, Diazene, Triazene oder Te traazene, Triazdiene oder Tetraazdiene, schließlich Azo- oder Diazomethan, Ameisensfiure, Methylhadrazin, OxaL-säure, Dimethylperoxid, in reiner Form oder als Salz, die Feuchtigkeit durch Hydratation bezw. Hydrolyse ohne Freisetzung von Wärme binden. Es können jedoch auch unter exothermer Reaktion durch Hydrolyse und/oder Hydratation wasserbindende Substanzen zugesetzt werden, so insbesondere kristallwasserfre ies Natriumsulfat, Natr iumhydrophsphat, Natriumcarbonat, Bari.umoxid, Siliziumchlorid oder dergl. in einer Menge bis zu 65 Gew.%, vorzugsweise zwischen 15 und 35 Gew.%, zugesetzt sein. Durch das große Wasserbindevermögen dieser Substanzen auch für nicht kondensierte Feuchtigkeit wird der Wassergehalt der Luft und mit die relative Luftfeuchtigkeit weiter-hin vermindert, wodurch der Zeitraum der erzielbaren Nebelfreiheit weiterhin wesentlich erhöht wird. Es kann davon ausgegangen werden, daß bei normalem Einsatz des Verünlirens eine Zeitspanne der Nebeifreiheit zwischen 6 und 8 Stunden erzielt wird und daß - ausgehend hiervon - zur Verlcingerung der NebeLfreiheil. um jcwcils etwa 2 Stunden eine relative Luftfeuchtigkeit von jeweils 5 % unter der Sättigungsgrenze angestrebt werden muß durch entsprechende Beigabe von derartigen Zusätzen.
• Die Wirkung kann noch dadurch verstärkt werden, daß in gewissen Zeitabständen schmale Streifen seitlich der nebelfrei zu haLtenden Zone behandelt werden, um eine Rücknebelung des nebelfreten Korridors von der Seite her zu verhindern oder zumindest zu verzögern. Es kann weiterhin aus demselben Grund der Materialeinsatz vielfach erheblich verringert werden insbesondere in den Fällen, in denen nicht die Schaffung von Nebelfreiheit bis in große Höhen in Rede steht, die Schaffung großer Auftriebskräfte durch Bildung großer Gasmengen und höherer Temperaturen somit nicht erforderlich ist.
• In Fällen, in denen die Spontaneität der Reaktion unerwünscht ist, etwa in Fällen, in denen die plötzliche Bildung großer Acethylenmengen unerwünscht ist, können der Substanz oder dem Substanzgemisch zur Pufferung der Reaktion gegenüber Wasser indifferente Materialien, beispielsweise Alkali.- oder irdalkal ikcarbona L e, etwa Calciumkarbonat oder Natriumkarbonat, zugesetzt werden. Aus demselben Grund kann das Versprühen der Substanz bezw. des Substanzgemisches an Stelle mit der üblicherweise eingesetzten getrockneten Luft mit getrocknetem Inertgas erfolgen.
• Die Erfindung wird -nachstehend anhand einiger Beispiele erläutert.
• Beispiel 1 Es soll die Landebahn eines Flughafens in einer Länge von 3 000 m und einer Breite von 60 in bis in eine Höhe von 10 m nebelfrei gemacht werden.
• Die Übersättigung beträgt bei einer Außentemperatur von 10 Grad C 25 %.
• Die Sättigung bei 10 Grad C beträgt bei Luft 10 g/m3, so daß unter den gegebenen Bedingungen 2,5 g Wasser/m3 Luft, d.h. insgesamt 45 000 kg Wasser aus dem vorgegebenen Luftvolumen gebunden werden müssen.
• Das stöchiometrische Reaktionsverhältnis zwischen Calciumcarbid und Wasser beträgt 1 : 2, so daß insgesamt bei einem Molekulargewicht des Ca.l.ciumcarbids von 64 und des Wassers von 18 fiir iie Bindung des Wassers der Einsatz von insgesamt ca. 80 000 kg Calciumcarbid erforderlich sind, die bei der Reaktion etwa 250 000 m3 Acethyten freisetzen, was einem Anteil an dem fraglichen Luftvolumen von etwa 1,4 %, d.h einer bei weitem noch nicht gefährlihen Konzentration entspricht.
• Das Versprühen erfolgt mit mehreren Staubkanonen mi.t getrockneter Luft bei einem Druck von 6 Atü bi.s in liöhen von etwa 50 m, woraus für mindestens 8 Stunden ein nebel freier Korridor in der verlangten Ausdehnung resultiert.
• Beispiel 2 Es soll unter den gleichen äul3eren Bedingungen wie in Beispiel 1 ein Sportfeld in einer länge von 200 m und einer breite von 150 m bis in eine Höhe von 50 m vom Nebel befreit werden. Dte zu bindende Wassermenge beträgt in diesem Fall 3750 kg. Es kommen zum Einsatz eine Substanzmischung aus 75% Calciumcarbid und 25% Natriumhydrophosphat, von dem 216 g Wasser pro Mol eingesetzter Substanz, entsprechend ca. 1520 g Wasser pro Kg gebunden werden. Die eingesetzte Mischung bindet somit ca. 800 g Wasser je kg, so daß insgesamt etwa 4 687 kg Substanzmischung eingestzt werden muß. Das Versprühen erfolgt in der in ßeispiei 1 beschriebenen Weise in einer höhle von etw<'j bis 35 m.

Claims (9)

1. Pa tentansprüche S Verfahren zur Beseitigung von Nebel aus der Atmosphäre durch Versprühen eines Reagenz in die durch Nebel getrübte Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung durch Versprühen einer Substanz in feiner Verteilung erfolgt, die mit den die Nebeltrübung bildenden Wassertröpfchen unter exothermer Reaktion ein gasförmiges Reaktionsprodukt abspaltet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß di.e Behandlung mit Hilfe einer mit Wasser chemisch reagiercnden Substanz erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit einem Metallcarbid, vorzugsweise Calciumcarbid, einer Korngröße unter 0,3 mm, vorzugsweise unter 0,15 mm, erfolgt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz als Zusatz eine Stickstoff und Wasserstoff enthaltende organische Substanz, beispielsweise ein Azan, Diazan, Triazan oder Tetraazan, ein Azen, Diazen, Triazen oder Tetraazen, ein Triazdien oder Tetraazdien, weiterhin Azo- oder Diazomethan, Ameisensäure, Methylhadrazin, Oxalsäure, Dimethylperoxid, in reiner Form oder als Salz enthält
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz eine oder mehrere unter exothermer Reaktion durch Hydrolyse und/oder Hydratation wasserbindende Substanzen in einer Menge bis zu 65 Gew.%, vorzugsweise zwischen 15 und 35 Gew.% enthält.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz als durch Hydrolyse bezw. Hydratation Wasser bindende Substanzen kristallwasserfreies Natriumsulfat, Natriumhydrophosphat, Natriumcarbonat, Bariumoxid, Slliziumchlorid oder dergl. enthält.
7. 7. Verfahren nach einem der Anspriiche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz zur Pufferung der Reaktion gegenüber Wasser indifferente Materialien, beispielsweise Alkali- oder l.rdalkal.ikcarbonste, etwa Calciumkarbonat oder Natriumkarbonat, enthält.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Versprühen der Substanz bezw. des Substanzgemisches mit getrockneter Luft erfolgt.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Versprühen der Substanz bezw. des Subslanzgemisclles mit getrocknetem lnertgas erfolgt.