DE3603170A1

DE3603170A1 - Verfahren und vorrichtung zur akustischen gasreinigung

Info

Publication number: DE3603170A1
Application number: DE19863603170
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Grigull; Bernhard Dr Wessling
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-02-03
Filing date: 1986-02-03
Publication date: 1987-08-13
Also published as: WO1987004641A1; EP0256103A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zur Reinigung von Abgasen aus Verbrennungsanlagen, Verbrennungskraftmaschinen und emissionsintensiven Produktionsanlagen durch akustische Staub-, Aerosol- und/oder Schadgasentfernung bzw. Rückgewinnung von Wertstoffen.

Problemstellung

Die Verschmutzung der Umwelt durch die Abgase von Verbrennungs(kraft)maschinen nimmt immer bedrohlichere Ausmaße an. Die Abgasreinigung bei Kraftwerken, Müllverbrennungsanlagen, Heizungsanlagen, Kraftwagen und ähnlichen Verbrennungsanlagen und Verbrennungskraftmaschinen aber auch bei emissionsintensiven Produktionsanlagen wird daher immer dringlicher. Dementsprechend werden zahlreiche neue Verfahren vorgeschlagen, alte optimiert und in den technischen Maßstab umgesetzt. Je nach Aufgabenstellung,

- Staub-, bzw. Aerosolabscheidung
- Schadgasentfernung (NO_x, CO, SO₂)
- Entfernung bzw. Rückführung unverbrannter Brennstoffe

ergeben sich oft erhebliche Nachteile, vor allem hinsichtlich

- mangelnder Effizienz
- hoher Investitionskosten bzw. schlechtes Verhältnis von Aufwand und Wirkung auch bei neuen Anlagen (z. B. erheblicher Energieverbrauch)
- schädliche Nebenwirkungen (z. B. Erhöhung der Abfallmenge wie bei der Entschwefelung von Kraftwerken, Entstehung neuer Giftstoffe als Nebenwirkung der Abgasreinigungsverfahren u. ä.)
- der Ausrüstung der bestehenden alten Anlagen, die oftmals nicht möglich ist.

Stand des Wissens und der Technik

Die Abgasreinigung bei Kraftwerken und emissionsintensiven Produktionsanlagen wie Stahlwerken, anderen Metallrohstofferzeugern (Kupfer, Zinn) u. a. wird durch Filter, Elektrofilter, Naßwäscher u. ä. bewirkt. Nachteilig sind entweder die geringe Effizienz bei Aerosolen oder bei steigender Effizienz der hohe Energieaufwand (Elektrofilter), bei Naßwäschern die Verlagerung des Abluftproblems in ein Abwasserproblem bzw. (vgl. SO₂- Entfernung-Gips) in ein erhöhtes Abfallproblem. Die Nachrüstung von Altanlagen ist sehr kostenintensiv und daher nahezu vollständig verunmöglicht.

Die Abgasreinigung von insbesondere häuslichen Heizungsanlagen wird in der Praxis, wegen des Fehlens praktikabler Techniken, nicht durchgeführt. Hier überwiegt die Zielsetzung, Brenner, Kessel und Verbräuche zu optimieren, während die Abgase unbehandelt bleiben. Abgase von Kohleöfen und offene Kamine werden üblicherweise ebenfalls nicht gereinigt.

Ebenfalls ganz erhebliche Probleme sind mit der Abgasreinigung von Verbrennungskraftmaschinen verbunden. Dieser Problemkreis, der Stand des Wissens und der Technik hierzu kann den folgenden Literaturstellen entnommen werden:

1) K.C. Taylor, Automobile Catalytic Converters (Springer-Verlag Berlin 1984)
2) E. Koberstein, Chem. i. u. Zeit 18 (2), 37 (1984)
3) L. Hegedus u. a., Chemtech 10, 63 (1980)
4) A. Löwe, U. Hoffmann, Chem.Ing.Tech 57, 835 (1985)
5) H. Appel, Wissenschaftsmagazin der TU Berlin, Heft 5 (1985)

Selbst mit optimal eingestellten Motoren und neuen Motorkonzepten (z. B. Magermotor) werden neben CO₂ und H₂O v. a. unverbrannte Benzin- und Dieselbestandteile (CH), Stickstoffoxide (NO_x), Kohlenmonoxid (CO) und Ruß incl. polyzyklischer Verbindungen als Aerosole und Gase an die Umwelt abgegeben. Dazu kommen feste und gasförmige Bleiverbindungen im Falle der Verwendung verbleiter Kraftstoffe. Das z. Zt. beste Verfahren zur Schadstoffverminderung ist die Kombination des sog. 3-Wege-Katalysators mit einer Einspritzanlage, womit CH, CO und NO_x um 80-90% reduziert werden können. Mit dem "Katalysator" sind jedoch eine Reihe schwerwiegender prinzipieller Probleme verbunden:

- alte Motoren können nur in seltenen Fällen bzw. nur mit hohem Aufwand nachgerüstet werden
- die Katalysator-Herstellung, Betrieb und Wartung sind teuer (2.000-5.000 DM innerhalb von 3-5 Jahren), energietechnisch und rohstoffseitig aufwendig,
- a) Keramik
- b) Al₂O₃-Zwischenschicht
- c) 2 g Pt, Ph oder Pd pro Katalysator (d. h. für 1 Million Autos 2.000 kg dieser Metalle!)
- d) die Umstellung der Raffinerien auf unverbleites Benzin erhöht deren Energieverbrauch
- durch verbleites Benzin kann der Katalysator "vergiftet" = unwirksam werden
- in der Kaltstartphase, d. h. also im Kurzstrecken-/ Stadtverkehr wird die Effizienz erheblich beeinträchtigt
- es wird gelegentlich bereits befürchtet, daß beim Betrieb flüchtige Pt-Verbindungen, die ihrerseits hochgiftig sind, entstehen und in die Umwelt gelangen.

Dieselmotoren enthalten im Abgas zwar gegenüber Benzinmotoren deutlich verminderte CO- und NO_x-Anteile, dagegen aber weit mehr Ruß mit cancerogenen Polyzyklen, die beispielsweise durch den oben erwähnten Katalysator nicht abgebaut werden. Hier werden Rußfilter unterschiedlicher Bauart oder elektrostatischer Rußabscheider vorgeschlagen. Nachteilig ist v. a. die geringe Abscheidungsrate und die Selektivität (nur Ruß wird abgeschieden).

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, einen elektrostatischen Flugascheabscheider mit einer Schallquelle von 18-20 kHz zu koppeln (DE-OS 27 01 498).

Aufgrund der hohen Leitfähigkeit des Rußes haben elektrostatische Abscheider nur geringe Effizienz. Das gleiche trifft für Fliehkraft- oder Prallabscheider zu, da die Staubkonzentration zu niedrig und die Partikel zu klein sind.

Abgasreinigung durch Koagulation der Stäube und Aerosole vermittels Einwirkung von Schall und Ultraschall ist ebenfalls bekannt (vgl. Ullmann: Enzyklopädie der technischen Chemie). Jedoch haften den bekannten Techniken 2 schwerwiegende Nachteile an:

a) die akustische Abgasreinigung benötigt einen Gehalt an Schwebteilchen von mehr als 1 g/m³, um effizient zu sein
b) die bisher benutzten Techniken (Luftstrahlgenerator oder Hochfrequenzsirenen) erfordern zur Schallerzeugung einen hohen Energieaufwand mit gewaltigen Umwandlungsverlusten (Wirkungsgrade 50-5%!).

Soweit man der Literatur entnehmen kann, handelt es sich bei der Abgasreinigung bei Kraftwagen um ein kompliziertes Problem: Bei etwa 0,1-0,2 m³ Abgas/h entsprechend ca. 5 m³/km (bei 100 km/h) enthält es etwa 16 g H₂O pro m³, 0,3 g CH, 2 g CO, 0,2 g NO_x und (bei Dieselfahrzeugen) weniger als 0,2 g Ruß/m³ entsprechend ca. 80/1,5/10/1 bzw. 1 g/km Fahrstrecke.

Aufgabe der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und zu seiner Durchführung geeignete Vorrichtungen bereitzustellen, mit denen bei zufriedenstellender Effizienz der Abluftreinigung durch die Einfachheit geringere Investitions- und Betriebskosten ermöglicht werden, die in bestehenden Anlagen nachrüstbar sind und keine zusätzlichen neuen Probleme durch Nebenwirkungen schaffen. Zusätzlich sollte ggf. eine Rückgewinnung von in der Abluft enthaltenen wertvollen Stoffen ermöglicht werden.

Es wurde nach Sichtung des verfügbaren Informations- und Erfahrungsmaterials entschieden, die Möglichkeiten akustischer Abgasreinigungsverfahren näher zu untersuchen, obwohl nach dem Stand der Technik eine nur geringe Reinigungswirkung bei hohem apparativem Aufwand zu erwarten war.

Die Erfindung

Völlig überraschenderweise wurde nun gefunden, daß eine Staub- und Aerosolkoagulation und -abscheidung sehr effizient ausführbar ist, wenn man die Abluft mit Schallwellen überlagert, die zwei oder mehr Frequenzen, vorzugsweise ein breites Frequenzband aufweisen, das aus einer oder zwei Grundfrequenzen und deren harmonischen und unharmonischen Oberwellen besteht. Vorteilhafterweise verwendet man zur Erzeugung des Frequenzbandes nur eine Schallquelle. Es ist besonders vorteilhaft, mit stehenden Wellen und/oder Schwebungen zu arbeiten und/oder die Abluft nicht auf gerader Linie senkrecht, sondern auf helikalem Wege auf die Schallquelle zuzuführen.

Darüber hinaus zeigte es sich völlig überraschenderweise für Verbrennungsanlagen und Verbrennungskraftmaschinen, daß es mit dem beschriebenen erfindungsgemäßen multifrequenten akustischen Abgasreinigungsverfahren gelingt, neben dem Ruß- u. a. Aerosol-Gehalt auch noch den Schadgas-Gehalt im Abgas nennenswert zu senken.

Nähere Beschreibung der Erfindung (Verfahren und zu seiner Durchführung geeignete Vorrichtungen)

Dieses neuartige Verfahrensprinzip kann erfindungsgemäß ausgeführt werden, indem in einem z. B. zylindrischen Raum eine Grundfläche durch eine mit der Zylinderwandung fest verbundene Membran gebildet wird, mit der außenliegend zentrisch angeordnet der Metallkern einer Spule metallisch fest verbunden ist; durch elektrische Erregung der Spule mit einem Wechselstrom geeigneter Spannung und gewünschter Frequenz (= Grundfrequenz) wird diese sowie ihre harmonischen und unharmonischen Oberwellen direkt durch die Membran und indirekt über die mit der Membran metallisch verbundene Zylinderwandung auf die im Zylinder strömende Abluft übertragen.

Während bereits der Abscheidungseffekt bei diesem durch eine einzige Grundfrequenz (z. B. zwischen 1 und 10 kHz) erzeugten breiten Frequenzband (vgl. Fig. 1 und 2) überraschend hoch war, wurde der Grad der Abscheidung jeweils sichtlich verbessert durch folgende weiteren erfindungsgemäßen Bestandteile des Verfahrens bzw. der zu seiner Durchführung geeigneten Vorrichtungen, die einzeln oder in Kombination miteinander im Rahmen des oben beschriebenen Prinzips der Erfindung angewendet werden können:

1. An einem Ende des mit der Membran verbundenen Metallkerns der Spule wurde ein Piezokristall angebracht, der unabhängig von der Spule mit einer zweiten Grundfrequenz angeregt werden kann, wodurch ein weiteres breites Frequenzband erzeugt wird, das über die Membran auf die Abluft übertragen wird. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Spule mit einer Frequenz zwischen 1 und 10 kHz, den Piezokristall mit mehr als 10 kHz, besonders bevorzugterweise mit mehr als 20 kHz anzuregen (vgl. Fig. 3).
2. Das L : D-Verhältnis des Zylinders und die Grundfrequenz(en) wurden so aufeinander abgestimmt, daß der Zylinder offenbar als Helmholtz-Resonator wirkt bzw. sich offenbar stehende Wellen und/oder Schwebungen aufbauen können.
3. Die Abluft wurde nicht mehr senkrecht in gerader Linie auf die schallerzeugende Membran zugeführt (= parallel zur Zylinderwandung), sondern tangential am der Membran entgegengesetzten Ende des Zylinders eingeführt und helikal auf die Schallquelle zugeführt (siehe Fig. 4).

Die Abscheidung der unter der Schalleinwirkung agglomerierenden Aerosol- und Staubteilchen der Abluft aus den erwähnten Anlagen und Maschinen erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß im Falle der tangentialen Führung der Abluft im Zylinder vor der Schallquelle ein nach innen gekrümmter Abweiser und dahinter eine abnehmbare Auffangvorrichtung angebracht ist, wonach, in Helix- Richtung gesehen, nach dem Abweiser und kurz vor der Schallquelle der Abluft-Auslaß angeordnet ist.

Bei einer Kombination dieser erfindungsgemäßen Verfahrensbestandteile und Vorrichtungsausführungen bei einer Verbrennungskraftmaschine wurde nochmals überraschenderweise bei der Auswertung von Massenspektren (s. Fig. 5) beobachtet, daß neben einer sehr nennenswerten Rußabscheidung auch eine Erniedrigung des NO_x-Gehaltes und des CO-Gehaltes auftritt.

Dies ist umso überraschender, als hier im Gegensatz zum bekannten Katalysator keine katalytisch wirksamen Pt- o. a. Oberflächen zur Verfügung stehen. Die Schadgasentfernung und damit die Effizienz des Gesamtverfahrens in Hinblick auf die Abgasreinigung wird erfindungsgemäß dann noch einmal erhöht, wenn

4. z. B. vor die schallbetriebene Abgasreinigungsstufe eine Sauerstoffmeßsonde im Abgasstrom angebracht wird, deren Meßdaten zur elektronisch geregelten Einstellung eines stöchiometrischen Kraftstoff- Luft-Verhältnisses verwendet werden.

Bei optimaler Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrensprinzips bzw. optimaler Kombination der erfindungsgemäßen Ausführungsformen bzw. Bestandteile des Verfahrens bzw. der Vorrichtungen ergibt sich also überraschenderweise eine sehr effiziente Abscheidung von Stäuben und Aerosolen, darunter Wertstoffen und Rußen, verbunden mit einer nennenswerten Verminderung des Gehalts an Schadgasen bei vergleichsweise einfachem apparativen und niedrigem energetischen Aufwand.

Eine solche optimale Kombination besteht für Verbrennungsanlagen, Kraftwerke und Verbrennungskraftmaschinen z. B. in einer elektronisch regelbaren Kraftstoff-Luft-Gemisch- Zuführung, der dazu erforderlichen Sauerstoffmeßsonde im Abluftstrom, ggf. einer (elektronisch geregelten) teilweisen Abgasrückführung und der beschriebenen akustischen Abluftbehandlung. Bevorzugterweise wird auch diese in Hinblick auf die Grundfrequenzen und/oder Schallenergien elektronisch geregelt und dadurch unterschiedlichen Betriebszuständen der Anlagen, z. B. der Drehzahl eines Motors, dem periodischen Betrieb eines Brenners einer Gebäudezentralheizung oder dem pulsierenden Abgasausstoß z. B. einer Öl-Vakuumpumpe angepaßt.

Der Energiebedarf zum Betreiben der akustischen Abgasreinigung ist relativ niedrig. Z. B. kommt man bei einem Personenkraftwaren mit mehr als 1 Watt, z. B. 1-5 Watt, bevorzugt 10-50 Watt aus, d. h. es wird nur ca. 0,01% bis 0,1% der durch die Verbrennung erzeugten Leistung zur Abgasreinigung benötigt.

Das Verfahrensprinzip läßt sich auf verschiedenste Art und Weise ausführen und variieren. So kann man beispielsweise auch nicht nur mit einer Schallbehandlungsstufe, sondern z. B. mit 2 oder mehreren hintereinander geschalteten Stufen arbeiten und kann ggf. je nach Wahl der Grundfrequenzen und Energien in den unterschiedlichen Verfahrensstufen unterschiedliche Verfahrensaufgaben ausführen (z. B. Grobabscheidung, Wertstoffrückgewinnung, Ruß- und Schadgasentfernung).

Somit eignet sich das Verfahren für verschiedenartigste Anwendungen, anstelle von oder im Kombination mit bisher üblichen Filtern und Reinigungsverfahren:

- Kraftwerke, Müll- und andere Verbrennungsanlagen, Gebäudeheizungsanlagen (v. a. Kohle-, Koks- und Ölfeuerung)
- emissionsintensive Produktionsanlagen (Stahlwerke, Metallhütten etc.)
- Luftreinigung in Bergbau, Sägewerken, Schleifereien etc.
- Ölabscheidung (z. B. bei Ölvakuumpumpen und Abscheidung anderer Aerosole)
- Staubabscheidung und gleichzeitige Wertstoffrückgewinnung bei stauberzeugenden Prozessen (z. B. Mischen, Fördern etc. von pulverförmigen Stoffen), wobei bei Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens die Rückführung der Stäube direkt in den Prozeß in einer weniger staubenden - weil koagulierten - Form möglich ist
- Abgase von Verbrennungskraftmaschinen (Motoren von Personen- und Lastkraftwagen, Lokomotiven und Schiffen)

Gegenüber herkömmlichen Techniken zeichnen sich eine Reihe von Vorteilen ab:

- Kombination von einfacher und preiswerter Bau- und Verfahrensweise mit hoher Reinigungseffizienz
- niedriger Wartungsaufwand
- nachträglicher Einbau v. a. bei bestehenden Produktionsanlagen (Mischern, Silos und dgl.), Ölpumpen, Pkw- und Lkw-Motoren, Diesellokomotiven, Schiffen, Gebäudeheizungen und dgl. möglich
- flexible Einsatzmöglichkeiten (Staub-, Aerosol- und Schadgasentfernung sowie Wertstoffrückgewinnung)
- Möglichkeit der Rußrückführung in den Verbrennungsraum bzw. Verwendung der abgeschiedenen Ruße als Füllstoffe oder Pigmente in Gummi, Kunststoffen und Lacken
- flexible Betriebsweise
- preiswerte, einfache Ausgangskomponenten, keine seltenen teuren Rohstoffe erforderlich.

Eine Erklärung für die überraschend hohe Wirksamkeit des Verfahrens kann noch nicht gegeben werden. Dennoch sind einige Erklärungshypothesen aufstellbar, ohne daß die Erfindung daran gebunden sein soll:

- Die unterschiedlichen Aerosol- und Staubteilchen lassen sich nicht, wie man früher versuchte, durch Schallwellen von nur einer einzigen Frequenz genügend effizient zur Koagulation bringen, sondern erst durch ein breites Frequenzband aus Schall und Ultraschall, also durch Druckdifferenzen und Cavitationen unterschiedlicher und wechselnder örtlicher Energie.
- Vermutlich durch stehende Wellen oder Schwebungen hoher und wechselnder örtlicher Energie werden einige Koagulationskeime längere Zeit im Verfahrensraum schwebend gehalten, so daß genügend Zeit zum Partikelwachstum verbleibt, bis das Gewicht erreicht ist, das durch die helikale Luftführung durch Zentrifugalkraft die Abscheidung ermöglicht.
- Die wachsenden Teilchen, v. a. Ruß aus der Verbrennung, adsorbieren Gase; vermutlich stellt die Rußoberfläche zum einen genügend katalytische Aktivität, zum anderen auch genügend oxidier- bzw. reduzierbare funktionelle Gruppen und adsorbierte Gase zur Verfügung, so daß ein regelrechter katalytischer Redox-Vorgang zum Abbau der einzelnen Schadgase (NO_x zu N₂, CO zu CO₂, unverbranntes C_xH_y zu CO₂) vor sich gehen kann. Möglicherweise wird auch der Ruß selbst teilweise zu CO₂ nachverbrannt.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sollen die nachfolgenden Beispiele dienen, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist:

Beispiel 1

Der Auspufftopf eines Pkw (Typ: Peugeot 504 Diesel, 51 kW) wurde umgebaut entsprechend Fig. 6 und 7, so daß der Auspufftopf als der zylindrische Verfahrensraum dient, dessen Grundfläche die anzuregende Membran ist.

Die Abluft wird tangential eingeführt, zur Rußabscheidung wird ein Auslaß angebracht, an den ein Sammeltopf angeflanscht wird. Die Anordnung der Magnetspule auf der Membran und den Piezokristall zeigt Fig. 8.

Die Magnetspule wird elektronisch mit

a) 2,05 kHz bzw.
b) 3,2 kHz

angeregt, wobei sich die Frequenzspektren entspr. Fig. 1 und 2 ergeben. Im Versuch b) ergaben sich 105 dB bei einer Eingangsleistung von ca. 30 Watt.

Bei laufendem Motor ohne Last wurde beobachtet:

- ohne Schallerzeugung: keine Rußabscheidung
- mit 2,05 kHz: nennenswerte Rußabscheidung
- mit 3,2 kHz: offensichtlich etwas stärkere Rußabscheidung
- mit 3,2 kHz und zusätzlich 45 kHz (Erregung des Piezokristalls mit Wechselstrom von 50 V) eine deutlich stärkere Rußabscheidung.

Für die weiteren Versuche wurde daher mit den letzteren Einstellbedingungen gearbeitet.

Beispiel 2

Mit der oben beschriebenen Versuchsanordnung wurden Fahrversuche im Stadt- und Autobahnverkehr unternommen. Es wurde abgeschieden

- in der Stadt: ca. 2-6 g auf 100 km
- Autobahn: ca. 2-8 g auf 100 km

Das abgeschiedene schwarze Pulver enthält ca.

- 14% flüchtige Bestandteile (100°C, 20 mbar, 30 min.), darin 6-10% H₂O
- 22% mit Cyclohexan extrahierbare Stoffe, die nach IR zu urteilen naphtenisches Mineralöl sind (unverbrannte Dieselbestandteile)

und hat in einer wäßrigen Suspension einen pH von 3,5 bis 4.

Beispiel 3

Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde ein Lkw (Typ: Daimler-Benz Turbo Diesel) ausgerüstet. Auf 100 km wurden zwischen 3 und 10 g Ruß abgeschieden.

Beispiel 4

Von der Abluft des Wagens aus Beispiel 1 wurden mengenproportionale Proben entnommen und in einem Massenspektrometer Typ MSQ 200 (Fa. Leybold-Heraeus) analysiert. Die Auswertung ergab folgende Peakintensitäten (jeweils normiert auf m/e = 22 entspr. CO:

a) Spektrum aufgenommen mit geringer Empfindlichkeit

b) Spektrum mit höherer Empfindlichkeit

Aus Spektrum a) entnehmen wir, daß der Anteil an H₂O⁺ um 25% steigt (H₂O wäre eines der Reaktionsprodukte des katalytischen Abbaus der Schadgase), während O etwa gleich bleibt. Aus Spektrum b) entnehmen wir, daß NO⁺ etwa gleich bleibt, NO aber um 20% zu sinken scheint. Interessant ist zusätzlich ein Vergleich der Peakintensitäten untereinander. Das Verhältnis von CO₂/O₂ zu NO/NO₂ ändert sich durch die Schalleinwirkung von ca. 5 auf ca. 5,7, das Verhältnis O₂ zu NO/NO₂ von 2 auf 2,4. Obwohl die Messungen noch keine endgültigen und v. a. keine quantitativen Schlüsse zulassen, deuten sie sehr stark auf eine sehr nennenwerte Verminderung von NO_x im Abgas hin.

Beispiel 5

Die Elementaranalyse der abgeschiedenen Stoffe aus Beispiel 2 ergab

C: 53,5%
H: 6,5%
N: 1,5%
O: 38%

Claims

1. Verfahren zur Reinigung von Abluft aus Produktionsanlagen, Verbrennungsanlagen und Verbrennungskraftmaschinen sowie zur Rückgewinnung staub- und aerosolförmiger Wertstoffe aus Produktionsanlagen mittels Schallwellen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abluftstrom Schall mit zwei oder mehreren Frequenzen überlagert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Frequenzen von mehr als 1 kHz verwendet werden, die mit einer Schallquelle erzeugt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Frequenzspektrum aus einer oder zwei Grundfrequenzen sowie deren harmonischen und unharmonischen Oberwellen zusammensetzt, wobei die erste Grundfrequenz von der zweiten um mindestens 10 kHz verschieden ist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftstrom tangential in einen zylindrischen Raum eingeführt wird und diesen helikal entgegen der Fortpflanzungsrichtung der Schallwellen durchströmt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft einen Raum, dem stehende Schallwellen und/oder Schwebungen überlagert sind, durchströmt, so daß eine maximale Verweilzeit der koagulierenden Aerosolteilchen resultiert und ständig neue Koagulationskeime zur Verfügung stehen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Optimierung der Frequenzen und Schalleistungen ein maximales Aerosol- Teilchenwachstum verbunden mit Adsorption schädlicher gasförmiger Abluftbestandteile ausgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die adsorbierten Gase aus der Gruppe der Schwefel-, Kohlenstoff- und Stickstoffoxide zum Teil durch Redox-Reaktionen mit Ruß und/oder anderen nicht vollständig oxidierten Kohlenstoffverbindungen abgebaut werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlagerung des zylindrischen Raumes mit Schallwellen gleichzeitig durch die im Raum befindlichen Gase und die metallische Wandung des Raumes ausgeführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft einen oder mehrere zylindrische Räume nacheinander durchströmt, die im Falle mehrerer Räume mit Schallwellen gleicher oder unterschiedlicher Frequenz überlagert sind.

10. Verfahren zur Reinigung von Abgasen aus Verbrennungskraftmaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die akustische Abgasreinigung mit einer (z. B. elektronisch geregelten) Kraftstoffeinspritzanlage und/oder einer (z. B. elektronisch geregelten) Abgasrückführung und/oder einer Drehzahlmessung kombiniert wird, wobei der Sauerstoffgehalt im Abgasstrom zur Regelung eines stöchiometrischen Sauerstoff-Kraftstoff-Verhältnisses über die Einspritzanlage für den Verbrennungsraum gemessen wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Schalls 0,01 bis 1 kW pro 100 kW der Leistung der die Abluft erzeugenden Maschine aufgewendet wird.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schall magnetostriktiv durch Anregung einer Spule mittels Wechselstrom, wobei der Metallkern der Spule fest mit dem Zentrum einer z. B. metallischen Membran verbunden ist, erzeugt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an einem mit der Membran verbundenen Ende des Metallkerns ein Piezokristall zur Erzeugung einer zweiten Grundfrequenz angebracht ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran metallisch mit der Wandung des von der Abluft durchströmten Raumes verbunden ist.

15. Vorrichtung in zylindrischer Form nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Zylinders eine tangential angeordnete Abluftzuführung, am anderen Ende die Schallquelle angeordnet ist, vor der der Abluftaustritt und ein Auslaß für die abzuscheidenden koagulierten Partikel, der vom Abluftaustritt durch einen Abweiser getrennt ist, angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Raum, in dem die tangential eingeführte Abluft mit Schallwellen überlagert wird, als Helmholtz-Resonator ausgebildet ist mit einem L : D-Verhältnis von mehr als 3 : 1.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Durchmesser von Abluftzuführung zu Verfahrensraum (Zylinder) weniger als 1 : 2 beträgt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallerzeugung, insbesondere die Frequenzen und Leistungen, elektronisch regelbar und dadurch unterschiedlichen Betriebszuständen der Anlage, z. B. der Drehzahl einer Verbrennungskraftmaschine, anpaßbar ist.

19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallerzeugung in elektronisch geregelter Weise mit einer z. B. vor dem zylindrischen beschallten Abluftreinigungsraum angeordneten Sauerstoffgehaltsmeßsonde, die mit einer Kraftstoffeinspritzanlage und/oder einem Abgasrückführungsregelventil gekoppelt ist, verbunden ist.