DE3344809A1

DE3344809A1 - Verfahren und vorrichtung zur beseitigung von nebel aus der atmosphaere

Info

Publication number: DE3344809A1
Application number: DE19833344809
Authority: DE
Inventors: Zbigniew Dr. 6078 Neu-Isenburg Boguslawski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-12-12
Filing date: 1983-12-12
Publication date: 1985-06-13
Also published as: WO1985002637A1; EP0165278A1; JPS61500676A; US4726517A; EP0165278B1

Description

EYER & LINSER PATENTANWÄLTE

ρ at E NTAN w Alte ι dipl.-inq. Eckhardt ever + Physiker heinz linser

BG 6239

ROBERT-BOSCH-STR. 12A D-6O72 DREIEICH

Postfach 1O3S1O Telefon (Ο61Ο3) 37 66 Telex Λ 180 3BB

Anmelder:

Dr. Zbigniew Boguslawski Frankfurter Straße 167 Neu Isenburg

Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung
von Nebel aus der Atmosphäre
(Zusatz zu P 32 47 607.8)

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Das Hauptpatent (Anmeldung) P 32 47 607.8 betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von Nebel aus der Atmosphäre durch Versprühen eines Reagenz in die durch Nebel getrübte Atmosphäre, bei dem die Behandlung durch Versprühen einer Substanz, vorzugsweise Calciumcarbid in feiner Verteilung erfolgt, die mit den die Nebeltrübung bildenden Wassertröpfchen unter exothermer Reaktion ein gasförmiges Reaktionsprodukt abspaltet, wobei die Substanz zur Gewährleistung einer längerfristigen Nebelfreiheit in einer Ausführungsform der Erfindung nach dem Hauptpatent eine oder mehrere unter exothermer Reaktion durch Hydrolyse und/oder Hydratation wasserbindende Substanzen, beispielsweise kristallwasserfreies Natriumsulfat, Natriumhydrophosphat, Natriumcarbonat, Bariumoxid, Siliziumchlorid oder dergl. enthalten kann.

Das Verfahren nach dem Hauptpatent hat sich bestens bewährt, es wird jedoch das freie Versprühen einer feste bezw. flüssige Reaktionsprodukte, beispielsweise im Falle des Einsatzes von Calciumcarbid Kalkmilch bildenden Substanz in die Atmosphäre in den Fällen als nachteilig empfunden, in denen es sich bei dem bearbeiteten Gebiet um ein Terrain handelt, das während der Sprühzeit nicht oder nur unter Inkaufnahme schwerwiegender Nachteile frei von Menschen und Gerätschaften gehalten werden kann. Dies ist etwa der Fall bei innerstädtischen oder außerstädtischen Straßenkreuzungen, Flughafenvorfeldbereichen, Zufahrtswegen zu Häfen, Stadien oder dergl. kleineren, begrenzbaren Flächenbereichen.

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Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß als Aufgabe die Schaffung

eines Verfahrens und einer Vorrichtung zugrunde, mit deren Hilfe auf der Grundlage des Verfahrens der Erfindung nach dem Hauptpatent eine Nebelbeseitigung und gegebenenfalls vorbeugende Freihaltung begrenzter

Gebiete von Nebel ohne Hinterlassung von Rückständen möglich ist. Die Erfindung besteht darin, daß die in dem begrenzten Flächengebiet enthaltene Luft kontinuierlich in einem geschlossenen Kreislauf abgesaugt und zurückgeführt wird, wobei die Luft auf ihrem Umlaufweg durch einen die Substanz enthaltenden Behälter geleitet und ihr Feuchtigkeit bis auf einen unterhalb der Sättigungsgrenze liegenden Wert entzogen wird.

Durch die Erfindung ist ein Verfahren geschaffen, mit dessen Hilfe schnell und unter geringem Kostenaufwand eine längerwährende, erforderlichenfalls zeitlich unbegrenzte und insbesondere vorbeugende Nebelfreiheit begrenzter Flächenbereiche erreicht werden kann, wobei keine Reagenzien in die Atmosphäre versprüht und daher auch keine unerwünschten Reaktionsprodukte in die Atmosphäre emittiert werden. Durch die unmittelbare Rückführung der Luft in gleicher Menge treten keine eine Rücknebelung des behandelten Bereiches aus der Umgebung verursachenden Unterdruckverhältnisse auf, wobei im Gegenteil durch die aufgrund der exothermen Reaktion eintretende Volumenvergrößerung eine Verdrängung von nebelbeladener Atmosphäre in Bereiche außerhalb des behandelten Gebietes eintritt. Die entnebelnde bezw. vorbeugende Wirkung wird weiterhin dadurch verstärkt, daß durch die Erwärmung der Luft aufgrund der exothermen Reaktion und der hierdurch bewirkten Volumenvergrößerung die relative Luftfeuchtigkeit überproportional verringert und damit das Wasserauf-

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nahmevermögen der Luft wesentlich erhöht wird, wodurch die Nebelbeseitigung, beschleunigt und die Vorbeugungswirkung gegen das Entstehen von Nebeltriibungen weiterhin verbessert wird.

Die Behandlung erfolgt, soweit die Beseitigung von bereits gebildetem Nebel betroffen ist, vorteilhaft mit einem Metallcarbid, vorzugsweise Calciumcarbid, über das die Luft in dem Reaktionsbehälter geleitet wird, wobei die Substanz als Zusatzmittel 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 enthalten kann. Soweit die Beseitigung relativer Luftfeuchtigkeit und damit die vorbeugende Freihaltung eines Gebietes von Nebel betroffen ist,

^ erfolgt die Behandlung vorteilhaft mit Hilfe einer durch Hydrolyse bezw. Hydratation Wasser bindenden Substanz, vorzugsweise kristallwasserfreiem Natriumsulfat, Natriumhydrophosphat, Natriumcarbonat, Bariumoxid, Siliziumchlorid oder dergl. Es kann selbstverständlich auch eine Mischung aus beiden Substanzen zum Einsatz kommen, wobei die Mischung die durch

^ Hydrolyse bezw. Hydratation Wasser bindende Substanzen in einer Menge bis zu 85 Gew.%, vorzugsweise zwischen 35 und 65 Gew.% enthalten kann. Mit dem insgesamt gleichen Ergebnis kann auch stufenweise oder alternativ gearbeitet werden derart, daß in getrennten Arbeitsgängen der Luft die die Nebeltrübung verursachende Feuchtigkeit durch Behandlung mit dem mit

^^J Wassertröpfchen unter exothermer Reaktion ein gasförmiges Reaktionsprodukt abspaltenden Material entzogen und/oder ihre relative Luftfeuch-

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tigkeit mittels der durch Hydratation oder Hydrolyse Wasser bindenden Substanz vermindert wird.

Die Substanz kann weiterhin zur Pufferung der Reaktion gegenüber Wasser indifferente Materialien, beispielsweise Alkali- oder Erdalkalikar bonate, etwa Calciumkarbonat oder Natriumkarbonat, enthalten.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht erfindungsgemäß aus einem sich in dem begrenzten Gebiet erstrekkenden System von Saugdüsen enthaltenden Leitungen, die über ein Gebläse mit einem der Aufnahme des mit der Luftfeuchtigkeit reagierenden Materials dienenden Behälter verbunden sind, an den ein das begrenzte Gebiet umfassendes System von Abströmöffnungen aufweisenden Leitung angeschlossen ist. Hierbei sind vorteilhaft die Saug- und Blasleitungen in Nachbarschaft im wesentlichen parallel zueinander geführt, wobei die Saug- bezw. Abströmöffungen derart angeordnet sind, daß die Luft aus einer sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Richtung aus dem umgrenzten Gebiet abgesaugt und in einer sich im wesentlichen vertikal erstreckenden Richtung in das begrenzte Gebiet ausgeblasen wird. Hierdurch wird eine optimale Luftabsaugung und Luftumführung erreicht in dem Sinne, daß die nebelbeladene Luft aus den bodennahen Schichten abgesaugt und die an Feuchtigkeit verarmt und erwärmte und damit für Luftfeuchtigkeit hoch aufnahmefähige und tendenziell aufgrund ihrer Erwärmung aufströmende Luft in die darüber liegenden Luftschichten rückgeführt wird, wobei aufgrund der aufsteigenden Tendenz gleichzeitig in den Randzonen des behandelten Gebietes hochaufnahmefähige Luftkorridore gebildet werden, die ein Riicknebeln aus seitlich außerhalb gelegenen Bereichen verhindern.

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Die Saug- und Blasleitungen sind vorteilhaft in einem im wesentlichen geschlossenen Ring geführt, der das nebelfrei zu haltende Gebiet in Bodennähe umfasst, wodurch eine optimale Begrenzung des zu behandelnden Gebietes und eine optimale Verfahrensführung in Bezug auf die umzuwälzenden Luftmassen erreicht werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur wahlweise

Beseitigung vorhandenen Nebels oder vorbeugenden Verhinderung des Entstehens von Nebel in einem begrenzten Gebiet

Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Anlage zur Beseitigungdes schleichenden Nebels in schematischer Darstellung

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Anlage zur Nebelbeseitigung in schematischer Darstellung

Beispiel 1:

Es soll ein Flugplatz-Vorfeld mit Ausmaßen 50 χ 30 χ 15 m (22.500 m³)

bei Windstille für einen nicht festliegenden Zeitraum von Nebel befreit

*-^ werden. Es wird daher eine feste Einrichtung installiert, die - siehe Fig. 1 - aus zwei ortsfest montierten Reaktionsbehältern 7 und 8, einem

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Umwälzventilator 6 sowie einem ortsfest montierten, jedoch um etwa 15 m höhenverstellbaren System von Ansaugdiisen bezw. Auslaßöffnunen aufweisenden Saug- und Druckrohrleitungen 1, 2, 3, A, 5 besteht. Die Leitungen bestehen aus Plastik oder Leichtmetall und sind nebeneinander in einem Abstand von beispielsweise ca. 8 bis 10 m gleichmäßig über das Aktionsfeld verteilt. Die Rohrkonstruktion wird von einem Hubgerätesystem oder aber von einer leichten Leichtmetall-Konstruktion getragen und verschoben. Die Saugrohrleitungen haben nach unten gerichtete Saugstutzen und die Druckrohrleitungen haben die Druckstutzen nach oben gerichtet, wobei die Saug- und Druckrohrleitungen als Zwillingsrohre ausgeführt und montiert werden.

Die Nebelluft wird durch die Saugrohrleitungen der Zwillingsrohre 1, 2, 3, 4, 5 mittels des Ventilators 6 angesaugt. Der Ventilator kann in Abhängigkeit der Zeit, innerhalb derer die Entnebelung des Gebietes sichergestellt werden muß, eine Leistung von 22 500 Nm³/h oder 45 000 Nm³/h oder darüber besitzen. Die angesaugte Luft gelangt auf ihrem Umlauf zunächst zur Beseitigung der Nebelfeuchtigkeit in den mit gemahlenem Karbid gefüllten Reaktionsbehälter 7 , und anschließend zur Verringerung

2Q der relativen Feuchtigkeit in den mit feinpulverigem Natriumsulfat gefüllten Reaktionsbehälter 8. Sie wird anschließend als klare und durch die exotherme Reaktion in Behälter 7 erwärmte Luft über die Druckrohrleitungen der Zwillingsleitung in das behandelte Gebiet zurückbefördert. Die Rohrleitungen in den Zwillingsrohren haben einen Durchmesser 325 (oder 460), die Sammelrohre einen Durchmesser von 750 (oder 1 000) mm. Der Chemikalienbedarf hängt von der Nebelkonzentration ab. Die Reaktionsbehälter haben einen Durchmesser von 2000/3500 mm.

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Beispiel 2:

Es soll ein Flugplatz-Vorfeld, wie im Beispiel 1, von schleichendem Nebel befreit werden. Es wird dieselbe Einrichtung wie im Beispiel 1 eingesetzt, wobei aber eine Zusatzeinrichtung (Fig. 2) auf der Einströmseite des Nebels in das behandelte Gebiet installiert wird, die aus einer Anzahl nebeneinander angeordenter Saugleitungen 10 besteht, die an die Saugleitung eines Ventilatorsystems angeschlossen sind und die Luft aus dem auf der Zuströmseite des nebelfrei zu haltenden Feldes gelegenen Korridor 11 absaugen. Die Saugleistung ist abhängig von der Einfließgeschwindigkeit des schleichenden Nebels, sie berechnet sich zu

bei einer Einfließgeschwindigkeit von 0,5 m/sek - 1 350 000 m³/h

bei einer Einfließgeschwindigkeit von 1,0 m/sek - 2 700 000 m^s/h

bei einer Einfließgeschwindigkeit von 1,5 m/sek - 4 050 000 m³/h

Bei schleichendem Nebel kann derart verfahren werden, daß man an dem Behandlungsgebiet auf der Einfließseite des Nebels die Zusatzeinrichtung mit einer Leistung arbeiten läßt, die die ganze Einfließmenge erfaßt, wobei einerseits die aus dem vorgeschalteten Korridor 11 abgesaugte Luft in einen außerhalb des Behandlungsgebietes 12 gelegenen Raum 13 abgeführt und andererseits das Behandlungsgebiet auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise entnebelt wird. Die Methode ist insoweit aufwendig und ihre Anwendung unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten von Fall zu Fall zu überprüfen.

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Beispiel 3:

Es soll ein Flugplatz-Vorfeld, wie im Beispiel 1, vorbeugend gegen das Aufkommen von Nebel geschützt werden. Die Feuchtigkeitsanzeige nähert sich dem Sättigungsgrad von 100 %. Es wird dieselbe Anlage in Betrieb genommen wie im Beispiel 1, mit dem Ziel aber, die Sättigungsgrenze von 95 % kontinuierlich zu halten. Der Ventilator 6 beschickt nun nur den Reaktionsbehälter 8.

Beispiel 4:

Es soll ein Fußballplatz 100 χ 100 χ 20 (200 000 ni³)m entnebelt werden oder auch vorbeugend gegen Nebel geschützt werden. Man nützt dieselbe Verfahrensweise wie in der Fig. 1 mit dem Unterschied, daß das nach oben verschiebbare Einzelzwillingsrohr als fahrbare, beispielsweise auf' einem Anhänger mit verschiebbarer Bühne montierte Anlage mit einer Arbeitsbreite von 10 bis 15 m in Bahnen über das ganze Arbeitsfeld verfahren wird. Bei einer Fahrtgeschwindigkeit von 5 km/h wird das Fußballfeld in (10 mal 100 m : 5000 m) χ 1 h χ 60 Min/h =12 Min. total entnebelt. Wegen der großen Volumenmenge wird die Entnebelungsaktion auf eine Stunde verlängert, wobei die Leistung des Umwälzventilators auf ca. 40 000 Nm³/h erniedrigt werden kann.
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Beispiel 5;

In einer Großstadt soll ein Zebrastreifen in der Stadtmitte durchgehend nebelfrei gehalten werden. Der zu entnebelnde Raum beträt 5 χ 30 χ 5 m (750 m³). Es wird aus Elementen die Entnebelunsanlage ortsfest aufgebaut oder eine fahrbare Einheit eingesetzt. Man bewegt rektangular gebaute Ringzwillingsrohre von unten nach oben und macht den Durchgang nebelfrei. Bei einem langandauernden Nebel erfolgt die Verschiebung der Ringzwillingsrohre in bestimmten Zeitabschnitten. Die Luft wird - siehe Fig. 3 - durch den Ventilator 14 angesaugt, durch den Reaktionsbehälter 15 und Filter 16 in die Druckleitung des Ringzwillingsrohres 1 geleitet.

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Claims

BG 6239 33U809 Patentansprüche

1. Verfahren zur Beseitigung von Nebel aus der Atmosphäre durch Versprühen eines Reagenz in die durch Nebel getrübte Atmosphäre, bei dem nach Patent (Anmeldung) P 32 47 607.8 die Behandlung mittels einer mit

^ den die Nebeltrübung bildenden Wassertröpfchen unter exothermer Reaktion ein gasförmiges Reaktionsprodukt abspaltenden und/oder einer durch Hydrolyse und/oder Hydratation wasserbindenden Substanz erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem begrenzten Flächengebiet, beispielsweise einer Straßenkreuzung, eines Flughafen-Vorfeldbereiches oder dergl.

** enthaltene Luft kontinuierlich in einem geschlossenen Kreislauf abgesaugt und zurückgeführt wird, wobei die Luft auf ihrem Umlaufweg durch einen die Substanz oder die Substanzen enthaltenden Behälter geleitet und ihr Feuchtigkeit bis auf einen unterhalb der Sättigungsgrenze liegenden Wert

entzogen wird.
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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit einem Metallcarbid, vorzugsweise Calciumcarbid, einer Korngröße über 0,3 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 150 mm erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Karbid zur (mechanischen) Befreiung der Kornoberfläche von Reaktionsprodukten

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und damit Erhaltung seiner vollen Reaktionsfähigkeit kontinuierlich oder in regelmäßigen Abständen mechanisch durch Rührer oder mittels Druckluft umgewälzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumcarbid zur Bindung des bei der Reaktion gegebenenfalls gebildeten Phosphins (PH3) ein oder mehrere Salze mit einem niedrigeren Redoxpotential als Phosphin, beispielsweise Silbernitrat oder Kupfersulfat enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz als Zusatzmittel 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.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz als durch Hydrolyse bezw. Hydratation Wasser bindende Substanzen kristallwasserfreies Natriumsulfat, Natriumhydrophosphat, Natriumcarbonat, Bariumoxid, Siliziumchlorid oder dergl. enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Hydrolyse bezw. Hydratation Wasser bindende Substanzen in einer Menge bis zu 85 Gew.%, vorzugsweise zwischen 35 und 65 Gew.% in der mit der kondensierten Feuchtigkeit reagierenden Substanz enthalten ist.

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8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, "daß die Substanz zur Pufferung der Reaktion gegenüber Wasser indifferente Materialien, beispielsweise Alkali- oder Erdalkalikarbonate, etwa

Calciumkarbonat oder Natriumkarbonat, enthält.
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9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in getrennten Arbeitsgängen der Luft die die Nebeltrübung verursachende Feuchtigkeit durch Behandlung mit dem mit Wassertröpfchen unter exothermer Reaktion ein gasförmiges Reaktionsprodukt abspaltenden

Material entzogen und/oder ihre relative Luftfeuchtigkeit mittels der durch Hydratation oder Hydrolyse Wasser bindenden Substanz vermindert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung des Eindringens von schleichendem Nebel in d:-:s Behandlungsgebiet die Luft auf dessen Anströmseite abgesaugt und und in einen Bereich außerhalb des Behandlungsgebietes abgeblasen wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprü-

ehe 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein sich in dem begrenzten Gebiet erstreckendes System von Saugdüsen enthaltenden Leitungen, die über ein Gebläse mit einem der Aufnahme des mit der Luftfeuchtigkeit reagierenden Materials dienenden Behälter verbunden sind, an den ein das begrenzte Gebiet umfassendes System von Abströmöffnungen aufweisenden Leitung

angeschlossen ist.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Saug- _t und Blasleitungen in Nachbarschaft im wesentlichen parallel zueinander geführt sind und die Saug- bezw. Abströmöffungen derart angeordnet sind, daß die Luft aus einer sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Richtung aus dem umgrenzten Gebiet abgesaugt und in einer sich im wesentlichen vertikal erstreckenden Richtung in das begrenzte Gebiet ausgeblasen wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Saug- und Blasleitungen einen im wesentlichen geschlossenen, das begrenzte, nebelfrei zu haltende Gebiet in Bodennähe umfassenden, vertikal verstellbaren Ring bilden.

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