DE3616899A1 - Mittel zur entgiftung von abgasen - Google Patents

Mittel zur entgiftung von abgasen

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    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/922—Mixtures of carbon monoxide or hydrocarbons and nitrogen oxides
    • B01D53/925—Simultaneous elimination of carbon monoxide or hydrocarbons and nitrogen oxides
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Description

Die nachstehend beschriebene Erfindung bildet eine Zusatzanmeldung zur Hauptanmeldung P 35 05 829.3. Gegenstand der Erfindung ist die Entgiftung von Abgasen der Industrie, der Raumbeheizungen sowie der Fahrzeuge.
Dazu können Mittel, die in den Abgasen enthalten sind, insbesondere Kohlenmonoxid, wie auch Mittel, die von Außen in die Abgasrohre (bzw. Kamine) eingebracht werden, dienen. Der Ablauf der Entgiftung vollzieht sich unter systematisch aufeinander folgende, optimal sich ändernde Temperaturen und Drücke sowie Veränderungen der Durchlaufgeschwindigkeit der Gase. Hierdurch können die jeweils günstigsten Voraussetzungen für die in den aufeinanderfolgenden Teilbereichen des Abgasrohres zu vollziehenden chemischen Änderungen der giftigen Stoffe, geschaffen werden. Am Ende des Abgasrohres treten nur noch unschädliche Gase in die Atmosphäre aus.
Die hohe Bedeutung dieses Problems ist weltweit Gegenstand der Forschung.
Nachstehend wird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung beschrieben. Hierzu wird auf die Hauptanmeldung bezug genommen. Es handelt sich um Verbesserungen der dort vorgeschlagenen Problemlösungen sowie um weitere Ausbildungen.
Fig. 1 zeigt im Längsschnitt ein Abgasrohr 1, 1′, 1″. Die von rechts aus dem Motorzylinder zugeführten Abgase enthalten, insbesondere die giftigen Stoffe Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid, Stickstoffoxide und Kohlenwasserstoffe. Hierbei spielt das Kohlenmonoxid eine Doppelrolle. Es ist einerseits selbst hoch giftig, andererseits befähigt andere giftige Stoffe, z. B. Schwefeldioxid, durch Zersetzung unschädlich zu machen. Dies nach der Gleichung:
SO2 + 2 CO ⇄ S + 2 CO2
Dazu bedarf es der Aktivierung des Schwefeldioxids durch hohe Temperaturen.
Das Kohlenmonoxid bedarf zu einer Entstehung und Aufrechterhaltung Temperaturen von über 800°C. Es entwickelt sich ein Gleichgewichtszustand je nach der Temperatur entsprechend der Gleichung:
2 CO + O2 ⇄ 2 CO2
(Boudouard'sche Gleichgewicht)
Es ist daher vorteilhaft das rechte Teil des Rohres 1 möglichst warm zu halten, z. B. durch eine entsprechende Isolierung (nicht gez.). Soweit erforderlich ist Sauerstoff diesem Rohrteil zuzuleiten (Luft).
Falls der notwendige Wärmezustand nicht erzielbar ist, kann durch ein Netz von elektrischen Glühdrähten 2 mit optimalen Glühtemperaturen eine entsprechende Aktivierung des Schwefeldioxids und Kohlenmonoxids sowie der sonstigen Stoffe erzeugt werden.
Die giftigen Stickoxide werden bei hohen Temperaturen zersetzt. Dies ergibt sich aus den Gleichungen:
2 NO2 + 27,28 kcal = 2 NO + O2
2 NO zersetzt sich bei Temperaturen über 800°C in Stickstoff und Sauerstoff (N2 + O2)
Auch alle sonstigen Stickoxide, wie auch schädliche Kohlenwasserstoffe werden durch hohe Temperaturen in unschädliche Stoffe umgewandelt bzw. zersetzt.
Die Zufuhr von Sauerstoff (Luft) zu diesem rechten Teil 1 des Abgasrohres darf nicht dazu führen, das CO in CO2 umzuwandeln, sondern lediglich dazu, CO zu erzeugen.
Durch die Glühhitze des Glühdraht-Netzes erfolgt die Zersetzung der giftigen Schwefel, Stickstoff und sonstigen Oxide. Das Kohlenmonoxid reißt diesen Sauerstoff unter Bildung von CO2 an sich. Dazu ist jedoch erforderlich, daß der Druck des Abgases und die Temperatur der Gase hinter dem Netz 2 der Glühdrähte entsprechend gesenkt wird.
Es verbleibt dann im wesentlichen nur noch Kohlenmonoxid, das noch nicht verbraucht worden ist. Es gilt dieses durch Umwandlung zu CO2 unschädlich zu machen. Je tiefer die Temperatur links von dem Glühdraht- Netz 2 sinkt, desto mehr verschiebt sich das Gleichgewicht in Richtung zur Entstehung von CO2. Es ist daher zweckmäßig diesen Teil des Abgasrohres 1′ zu erweitern und damit zu kühlen. Auch können entsprechende Kühlvorrichtungen dazu vorgesehen sein, die z. B. den "Fahrwind" kühlend um diesen Teil 1′ des Abgasrohres herum strömen lassen. Es können auch, wie bereits in der Hauptanmeldung beschrieben, zu diesem Zweck Kühlschlangen im Innern des Abgasrohres angeordnet sein, die durch kühlende Luft oder Kühlwasser die Abgase kühlen.
Fig. 1 zeigt ein schräg von unten nach oben in das linke Teil des Rohres 1′ einmündendes Luftrohr 3. Dies dient dazu kühle Druckluft (z. B. Fahrwind) dem Endteil 1″ des Abgasrohres zuzuleiten.
Hierdurch werden die Abgase ggf. noch tiefer gekühlt und damit das restliche Kohlenmonoxid in CO2 umgewandelt. Gleichzeitig wird der Druck der Abgase in dem Endteil des Abgasrohres erhöht und somit die Umwandlung in CO2 begünstigt. Durch die Schrägstellung des Luftrohres 3 wird der Luftstrom im entsprechenden Winkel zum Ende des Abgasrohres 1″ hin reflektiert.
Das Luftrohr 3 kann zur jeweils optimalen Schrägstellung wahlweise schwenkbar angeordnet sein.
Die Fig. 1 zeigt Rohreinmündungen 4, 5, 6, 7. Diese können erforderlichenfalls dazu dienen andere Stoffe zur Unschädlichmachung eventuell noch vorhandener restlicher Giftstoffe in einem optimal dazu nach Temperatur und Druck geeigneten Bereich des Abgasrohres einzugeben. So könnte z. B. Wasser und Calciumoxid oder sonst eine alkalische Flüssigkeit zur Neutralisierung von Säuren im Abgas eingegeben werden. Die Lage dieser Rohre kann unterschiedlich zueinander und zu dem Luftstrahl 3 a, je nach Zweckmäßigkeit, erfolgen. Auch Luft kann außer durch das Rohr 3 durch andere Rohreinmündungen, z. B. 6, 7, dem Abgasrohr 1′ zugeführt werden.
Fig. 2 zeigt statt des schräg einmündenden Luftrohres 3 ein Luftrohr 11, das konzentrisch das Ende des Abgasrohres 1″ umfaßt und damit dieses Teil durch die kalte Druckluft abkühlt, falls dies zweckmäßig ist. Es könnte aber auch dieser Luftstrom im Rohr 11 durch Heizspiralen erwärmt werden und auch das Rohr 11 weiter zurück zum Abgasrohr 1′ hin, gelagert sein.
Insbesondere kann das Abgasrohr 1″ mit Lochungen 14 versehen sein, durch welche der kalte oder erwärmte Luftstrom 3 a mittels eines Luftrohres 12 wahlweise in das Abgasrohr, reguliert nach Mange-, Druck- und Einströmgeschwindigkeit, eingegeben werden kann. Diesem Luftstrom können je nach Erfordernis auch andere Stoffe zur Unschädlichmachung der Abgase beigefügt sein. Durch Heizspiralen kann ggf., soweit vorteilhaft, dem Abgasrohr erwärmte Luft zugeführt werden. Mit den dargestellten Mitteln kann den verschiedensten Anforderungen, die sich aus der Praxis ergeben, optimal entsprochen werden. Entsprechend den jeweils unterschiedl. Anforderungen kann, auf einzelne hier beschriebene verschiedenartige Möglichkeiten und Gestaltungen zur Entgiftung verzichtet werden, falls diese nicht benötigt werden.

Claims (24)

1. Mittel zur Entgiftung von Abgasen dadurch gekennzeichnet, daß von Außen Luft in das Abgasrohr einströmt.
2. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Luft vom Fahrwind abgeleitet ist.
3. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die einströmende Luft die Abgase abkühlt.
4. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft schräg in Abgasrichtung in das Abgasrohr mittels entsprechend einmündender Rohre einströmt.
5. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftrohr in wahlweisen Winkeln zum Abgasrohr beweglich angeordnet ist.
6. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftrohr erwärmbar ist.
7. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr von Außen von einem luftführenden zweiten Rohr (11) konzentrisch umfaßt ist. (Fig. 2).
8. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr zur Aufnahme der Luft aus dem konzentrisch umgreifenden Rohr, mit Lochungen versehen ist.
9. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das das Abgasrohr umgreifende Rohr über das Ende des Abgasrohres hinweg ragt.
10. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr in seinem Zwischenbereich (1′) durch den Fahrwind gekühlt ist.
11. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Winkel einströmende Luft die Abgase unter erhöhten Druck setzt.
12. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenmonoxid giftigen Stoffen in den Abgasen den Sauerstoff entzieht und damit diese in unschädliche Stoffe umwandelt.
13. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Heizelemente, z. B. Heizdrähte, im Innern des Abgasrohres zur Durchführung der chemischen Änderungen bzw. Zersetzung der giftigen Stoffe angeordnet sind.
14. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlschlangen oder dergl. im Abgasrohr angeordnet sind.
15. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr auf Teilbereichen optimal erwärmt oder gekühlt ist.
16. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend den Temperaturerfordernissen das Abgasrohr nach Außen isoliert ist.
17. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß saure Stoffe im Abgas durch basische Stoffe neutralisiert werden.
18. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Schwefeloxide durch Temperaturerhöhung zum Zerfall gebracht werden.
19. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Stickoxide durch Temperaturveränderungen zum Zerfall gebracht werden.
20. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr eine Erweiterung (1′) besitzt.
21. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung auch der Schalldämpfung dient.
22. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eingeblasene Luft erwärmt ist.
23. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regulierung des Druckes im Abgasrohr und in den diesem Gase zuführenden anderen Rohre Ventile vorgesehen sind.
24. Mittel zur Entgiftung von Abgasen nach mindestens einem der v. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme der Abgase unterschiedlich für einzelne Bereiche regulierbar ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2735383A1 (fr) * 1995-06-16 1996-12-20 Hamon Ind Thermique Procede et installation de neutralisation et de filtration de fumees acides par voie seche en deux etages
DE19938246C5 (de) * 1999-08-12 2004-07-01 Skf Gmbh Dichtungsanordnung für ein Lager

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2735383A1 (fr) * 1995-06-16 1996-12-20 Hamon Ind Thermique Procede et installation de neutralisation et de filtration de fumees acides par voie seche en deux etages
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