DE3642472A1 - Process and apparatus for purifying exhaust gases - Google Patents

Process and apparatus for purifying exhaust gases

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DE3642472A1 DE19863642472 DE3642472A DE3642472A1 DE 3642472 A1 DE3642472 A1 DE 3642472A1 DE 19863642472 DE19863642472 DE 19863642472 DE 3642472 A DE3642472 A DE 3642472A DE 3642472 A1 DE3642472 A1 DE 3642472A1
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Baldur Dr Eliasson
Ulrich Dr Kogelschatz
Gert Dr Weddigen
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BBC Brown Boveri AG Germany
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Abstract

The invention relates to a process and an apparatus for purifying exhaust gases, in which NOx molecules are converted into nitrogen and oxygen with the aid of electrons. In order to increase the number of converted molecules, a catalyst surface is exposed to the action of an electric field or to irradiation by UV light. To carry out the process, an apparatus (1) is used which has at least one catalyst (4), on the surface of which are installed at least two electrodes (3), or in which the catalyst (4) is arranged between two electrodes (3), the electrodes (3) always being connected to a power source. An apparatus can alternatively be used in which UV irradiators (7) are arranged at a defined distance from the surface of the catalyst (4). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for cleaning of exhaust gases according to the preamble of the claim 1 and a device for implementation of the procedure.

Ein solches Verfahren ist zur Reinigung von NO x -haltigen Abgasen aller Art geeignet, gleichgültig, ob sie aus einer Verbrennungsmaschine oder einer Verbrennungsanlage stammen.Such a process is for purifying NO x -containing exhaust gases of all kinds suitable, regardless of whether they originate from an internal combustion engine or an incinerator.

In der deutschen Patentanmeldung P 36 33 416.2 ist ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen beschrieben, für dessen Durchführung zwei Elektroden und ein Katalysator verwendet werden. Mit Hilfe dieser Bauelemente werden freie oder an der Katalysatorfläche adsorbierte NO x - Moleküle mit Hilfe von Elektronen in NO--Ionen umgewandelt. Diese Ionen werden anschließend mit freien oder adsorbierten NO-Molekülen unter Abgabe von Elektronen und unter Bildung von Sauerstoff und Stickstoff zur Reaktion gebracht.German patent application P 36 33 416.2 describes a process for purifying exhaust gases, for the implementation of which two electrodes and a catalyst are used. With the help of these components, free or adsorbed NO x molecules are converted into NO - ions with the help of electrons. These ions are then reacted with free or adsorbed NO molecules with the release of electrons and with the formation of oxygen and nitrogen.

Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß für die Durchführung sehr viel Energie aufgewendet werden muß und die Menge der beseitigten Schadstoffe noch nicht den gewünschten Wert erreicht hat.The disadvantage of this method is that it is carried out a lot of energy has to be expended and that The amount of pollutants removed is not yet the desired one Has reached value.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Abbau von NO x insbesondere auf der Katalysatoroberfläche zu vergrößern und den Energiebedarf zu senken, sowie eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit der dieses Verfahren durchgeführt werden kann. The invention is therefore based on the object of increasing the decomposition of NO x, in particular on the catalyst surface and reducing the energy requirement, and of identifying a device with which this method can be carried out.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1 solved.

Weitere Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind in den Patentansprüchen 4, 9 und 10 offenbart.Other devices for performing the method are disclosed in claims 4, 9 and 10.

Für die Durchführung des Verfahrens wird die Oberfläche des Katalysators der Einwirkung eines elektrischen Feldes ausgesetzt oder mit UV-Strahlung bestrahlt. Für die Durchführung des Verfahrens wird vorzugsweise ein zylinderförmiger Katalysator verwendet, auf dessen Innenflächen als Ringe ausgebildete metallische Elektroden angeordnet sind. Die Elektroden weisen einen definierten Abstand voneinander auf und sind alternierend an den Plus- bzw. Minus-Pol einer Gleichspannungsquelle angeschlossen. Vorzugsweise wird hiefür eine Hochspannungsquelle verwendet. Als Katalysator werden Doppelt- und Mehrfachoxidsysteme bzw. ein Kobalt-Perowskit und ein oder mehrere Fischer-Tropsch-Katalysatoren verwendet.For the implementation of the procedure, the surface the catalyst of exposure to an electric field exposed or irradiated with UV radiation. For the Implementation of the method is preferably a cylindrical one Catalyst used on the inner surfaces arranged as rings formed metallic electrodes are. The electrodes have a defined one Distance from each other and are alternating on the Plus or minus pole of a DC voltage source connected. A high voltage source is preferred for this used. As a catalyst, double and Multiple oxide systems or a cobalt perovskite and one or more Fischer-Tropsch catalysts are used.

Anstelle dieser Vorrichtung können auch mehrere ringförmige Elektroden verwendet werden, die in definiertem Abstand voneinander angeordnet sind. Zwischen jeweils zwei ringförmigen Elektroden ist eine ringförmige Katalysatorfläche angeordnet. Die ringförmigen Elektroden sind wiederum alternierend an den Plus- bzw. Minuspol einer Gleichspannungsquelle, vorzugsweise einer Hochspannungsquelle angeschlossen. Das zu reinigende Gas wird durch den von den Elektroden und den zylinderförmigen Katalysatorflächen gebildeten Zylinder hindurchgeleitet.Instead of this device, several annular ones can also be used Electrodes are used that are defined in Are spaced from each other. Between each two annular electrodes is an annular catalyst surface arranged. The ring-shaped electrodes are alternately at the plus or minus pole a DC voltage source, preferably a high voltage source connected. The gas to be cleaned is by the of the electrodes and the cylindrical Catalyst surfaces formed cylinder passed through.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann auch durch einen nicht elektrisch leitenden Katalysator gebildet werden, der zylinderförmig ausgebildet und von einem ebenfalls zylinderförmig ausgebildeten metallischen Gehäuse umgeben wird, das eng an den Außenflächen des Katalysators anliegt. Auf die Innenflächen des Katalysators sind ringförmige Elektroden in definiertem Abstand voneinander angeordnet. Für die Durchführung des Verfahrens wird an die Elektroden und das metallische Gehäuse eine Wechselspannung hoher Frequenz angelegt.A device for performing the method can also by a non-electrically conductive catalyst  are formed, the cylindrical and formed by a metallic, also cylindrical Housing is surrounded, which is close to the outer surfaces of the catalyst. On the inner surfaces of the catalyst are annular electrodes in a defined Spaced from each other. For the implementation the procedure is applied to the electrodes and that metallic housing an AC voltage high frequency created.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein zylinderförmiger Katalysator vorgesehen, in dessen Innenbereich UV-Strahler angeordnet sind, deren Längsachsen zur Längsachse des Katalysators parallel verlaufen. Durch den Innenbereich des Katalysators wird das zu reinigende Gas geleitet.In a further embodiment of the invention is a cylindrical catalyst provided in the interior UV lamps are arranged, their longitudinal axes run parallel to the longitudinal axis of the catalyst. This is due to the interior of the catalytic converter passed gas to be cleaned.

Anstelle eines zylinderförmigen Katalysators können auch zwei als ebene Flächen ausgebildete Katalysatoren verwendet werden, die in definiertem Abstand voneinander angeordnet sind. Zwischen diesen beiden Flächen sind ebenfalls UV-Strahler angeordnet. Das zu reinigende Gas wird zwischen diesen beiden Flächen hindurchgeleitet. Beide Ausführungsformen sind durch ein Gehäuse nach außenhin so begrenzt, daß nur Ein- und Austrittsöffnungen für das Gas offen bleiben.Instead of a cylindrical catalyst, too two catalysts designed as flat surfaces are used be at a defined distance from each other are arranged. Are between these two surfaces also arranged UV lamps. The gas to be cleaned is passed between these two areas. Both embodiments are outward through a housing so limited that only entry and exit openings stay open to the gas.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further features essential to the invention are in the subclaims featured.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention is described below with reference to drawings explained in more detail.

Es zeigt It shows  

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen, Fig. 1 is a vertical section through a device for purifying exhaust gases,

Fig. 2 eine Variante der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, Fig. 2 shows a variant of the embodiment shown in Fig. 1,

Fig. 3 eine Vorrichtung mit UV-Strahlern, Fig. 3 shows a device with UV lamps,

Fig. 4 eine Vorrichtung mit Katalysatoren, die als ebene Flächen ausgebildet sind. Fig. 4 shows a device with catalysts which are designed as flat surfaces.

Die in Fig. 1 dagestellte Vorrichtung umfaßt im wesentlichen ein zylinderförmiges Gehäuse 2, Elektroden 3 und einen Katalysator 4. Das Gehäuse 2 ist zylinderförmig ausgebildet und aus einem korrosionsbeständigen jedoch elektrisch nicht leitenden Material gefertigt. An seinen beiden Stirnflächen 2 A, 2 E ist das Gehäuse 2 offen. Eine Öffnung 2 E dient als Eintritt für das zu reinigende Gas, während das gereinigte Gas und die dabei gebildeten Reaktionsprodukte aus der zweiten Öffnung 2 A austreten. Der Katalysator 4 ist als Zylinder ausgebildet. Seine Abmessungen sind so gewählt, daß seine Außenfläche eng an der Innenfläche des Gehäuses 2 anliegt. Der Katalysator 4 kann beispielsweise durch Beschichtung der Innenfläche des Gehäuses mit dem entsprechenden Katalysatormaterial ausgebildet werden. Für die Herstellung des Katalysators werden vorzugsweise Doppel- und Mehrfachoxidsysteme verwendet. Kobalt-Perowskit kann zusammen mit verschiedenen Fischer-Tropsch-Katalysatoren ebenfalls zur Ausbildung von Katalysatoren verwendet werden. Als Doppeloxidsysteme sind beispielsweise Zink- und Cromoxid bzw. Eisen und Siliziumoxid geeignet. Als Dreifachoxidsystem kommt beispielsweise Nickeloxid, Molybdänoxid und Gammaaluminiumoxid in Frage. Kupferoxid, Nickeloxid und Aluminiumoid können ebenfalls verwendet werden. Auf der Innenfläche des Katalysators 4 sind Elektroden 3 angeordnet, die als Ringe ausgebildet sind. Die Elektroden 3 sind in definiertem Abstand untereinander angeordnet. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elektroden 3 mm. Die Elektroden sind aus einem gut leitenden Material gefertigt. Die sie bildenden Ringe weisen eine Höhe von 0,05 mm auf. Die Elektroden 3 sind alternierend an den Pluspol 6 P bzw. den Minuspol 6M einer Hochspannungsquelle angeschlossen.The device shown in FIG. 1 essentially comprises a cylindrical housing 2 , electrodes 3 and a catalyst 4 . The housing 2 is cylindrical and made of a corrosion-resistant but electrically non-conductive material. The housing 2 is open on its two end faces 2 A , 2 E. An opening 2 E serves as an entrance for the gas to be cleaned, whereas the cleaned gas and the reaction products formed from the second opening 2 A leak. The catalyst 4 is designed as a cylinder. Its dimensions are chosen so that its outer surface lies closely against the inner surface of the housing 2 . The catalyst 4 can be formed, for example, by coating the inner surface of the housing with the corresponding catalyst material. Double and multiple oxide systems are preferably used for the preparation of the catalyst. Cobalt perovskite can also be used together with various Fischer-Tropsch catalysts to form catalysts. Zinc and chromium oxide or iron and silicon oxide, for example, are suitable as double oxide systems. Examples of suitable triple oxide systems are nickel oxide, molybdenum oxide and gamma aluminum oxide. Copper oxide, nickel oxide and aluminumoid can also be used. Electrodes 3 , which are designed as rings, are arranged on the inner surface of the catalyst 4 . The electrodes 3 are arranged at a defined distance from one another. The distance between two successive electrodes is preferably 3 mm. The electrodes are made of a highly conductive material. The rings forming them have a height of 0.05 mm. The electrodes 3 are alternately connected to the positive pole 6 P and the negative pole 6 M of a high voltage source.

An Stelle eines Gehäuses 2 aus einem nichtleitenden Material, kann auch ein Gehäuse 2 aus einem leitenden Material verwendet werden. in diesem Fall wird für die Herstellung des Katalysators ein nichtleitendes Material verwendet. Die Elektroden 3 und das Gehäuse 2 werden dann zur Ausbildung eines elektrischen Feldes an eine Wechselspannungsquelle (hier nicht dargestellt) angeschlossen.In place of a housing 2 made of a non-conductive material, a housing 2 can be used from a conductive material. in this case a non-conductive material is used for the production of the catalyst. The electrodes 3 and the housing 2 are then connected to an AC voltage source (not shown here) to form an electrical field.

Das zu reinigende Abgas wird in die Öffnung 2 E eingeleitet. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Querschnitt der Öffnung 2 E 2 cm². Das zu reinigende Abgas strömt mit einer Raumgeschwindigkeit von 6000/h in die Öffnung 2 E des Gehäuses 2 ein. Der Anteil an NO x -Molekülen an diesem ungereinigten Abgas beträgt 1000 ppm No x -Moleküle. Das aus der Öffnung 2 A austretende gereinigte Abgas enthält nur noch 100 ppm NO x -Moleküle. Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung wird nach außenhin ebenfalls durch ein Gehäuse 2 begrenzt. Dieses ist ebenfalls zylinderförmig ausgebildet und aus einem elektrisch nicht leitenden Material gefertigt, welches korrosionsbeständige Eigenschaften besitzt. Die erste Öffnung 2 E des Gehäuses dient als Einlaß für das zu reinigende Gas, während die zweite Öffnung 2 A als Austritt für das gereinigte Gas dient. Im Inneren des Gehäuses 2 sind Elektroden 3 in definiertem Abstand zueinander angeordnet. Die Elektroden 3 sind als Ringe ausgebildet, deren Abmessungen so gewählt sind, daß sie direkt an die Innenfläche des Gehäuses 2 angrenzen. Die Elektroden 3 können beispielsweise durch Aufdampfen auf die Innenfläche des Gehäuses 2 gebildet werden. Der Abstand zwischen den Elektroden beträgt wiederum 3 mm. Zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgende Elektroden 3 ist ein als Zylinder ausgebildeter Katalysator 4 angeordnet. Die Abmessungen der Katalysatoren 4 sind so bemessen, daß ihre Außenflächen direkt an der Innenfläche des Gehäuses 2 anliegen. Gleichzeitig schließt jeder Katalysator 4 bündig an zwei Elektroden 3 an. Erfindungsgemäß können die zylinderförmig ausgebildeten Katalysatoren 4 ebenfalls auf die Innenfläche des Gehäuses 2 aufgedampft bzw. aufgesprüht werden.The exhaust gas to be cleaned is introduced into the opening 2 E. In the embodiment shown here, the cross section of the opening 2 E is 2 cm². The exhaust gas to be cleaned flows into the opening 2 E of the housing 2 at a space velocity of 6000 / h. The proportion of NO x molecules in this unpurified exhaust gas is 1000 ppm of No x molecules. The out of the opening 2 A purified waste gas leaving only contains 100 ppm NO x molecules. The device shown in FIG. 2 is also limited externally by a housing 2 . This is also cylindrical and made of an electrically non-conductive material that has corrosion-resistant properties. The first opening 2 E of the housing serves as an inlet for the gas to be cleaned, while the second opening 2 A serves as an outlet for the cleaned gas. In the interior of the housing 2 , electrodes 3 are arranged at a defined distance from one another. The electrodes 3 are designed as rings, the dimensions of which are selected such that they directly adjoin the inner surface of the housing 2 . The electrodes 3 can be formed, for example, by vapor deposition on the inner surface of the housing 2 . The distance between the electrodes is again 3 mm. A catalyst 4 designed as a cylinder is arranged between each two successive electrodes 3 . The dimensions of the catalysts 4 are dimensioned such that their outer surfaces bear directly against the inner surface of the housing 2 . At the same time, each catalytic converter 4 connects flush to two electrodes 3 . According to the invention, the cylindrical catalysts 4 can also be vapor-deposited or sprayed onto the inner surface of the housing 2 .

Ebenso wie bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung sind die Elektroden 3 alternierend an den Minuspol 6 M bzw. den Pulspol 6 P einer Gleichspannungsquelle, insbesondere an eine Hochspannungsquelle, angeschlossen.As in the device shown in FIG. 1, the electrodes 3 are alternately connected to the negative pole 6 M or the pulse pole 6 P of a direct voltage source, in particular to a high voltage source.

Fig. 3 zeigt eine Variante der für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbaren Vorrichtung. Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung 1 wird nach außenhin wiederum durch ein zylinderförmiges Gehäuse 2 begrenzt, das aus einem elektrisch leitenden oder nichtleitenden Material gefertigt ist, welches gegen Korrosion, insbesondere gegen die schädliche Einwirkung der in dem zu reinigenden Abgas enthaltenden Stoffe beständig ist. Über die Öffnung 2 E des Gehäuses 2 wird das zu reinigende Abgas in das Innere des Gehäuses eingeleitet. Das gereinigte Gas tritt über die Öffnung 2 A aus dem Gehäuse aus. Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein Katalysator 4 angeordnet, der zylinderförmig ausgebildet ist. Der Katalysator 4 ist aus dem gleichen Material gefertigt, wie der in Fig. 1 dargestellte und die in der zugehörigen Beschreibung erläuterte Katalysator 4. Erfindungsgemäß kann der Katalysator 4 durch Aufsprühen oder Aufdampfen des für seine Herstellung bestimmten Materials auf die Innenfläche des Gehäuses 2 gebildet werden. Andererseits besteht auch die Möglichkeit, den Katalysator vorzufertigen und in das Gehäuse 2 einzusetzen. In diesem Fall sind seine Abmessungen so zu wählen, daß seine Außenfläche direkt an der Innenfläche des Gehäuses 2 anliegt. Im Inneren des Katalysators 3 sind eine Vielzahl von UV- Strahlern 7 installiert. Vorzugsweise sind die UV-Strahler ringförmig in einem geringen Abstand von der Oberfläche des Katalysators 4 angeordnet. Die UV-Strahler 7 sind so positioniert, daß ihre Längsachsen parallel zur Längsachse des zylinderförmigen Katalysators 4 verläuft. Erfindungsgemäß werden Hochleistungs-UV-Strahler verwendet, die für die 254 nm-Quecksilber-Resonanzlinie einen Wirkungsgrad von . . .=30 bis 50% erreichen. Die Photonenenergie bei 254 nm Wellenlänge beträgt 4,9 eV. Von jedem Photon werden aus der Oberfläche des Katalysators etwa 0,25 Elektronen herausgelöst. Wird davon ausgegangen, daß pro Elektron n×NO-Moleküle in N₂- und O₂-Moleküle umgewandelt werden, so berechnet sich der Energieaufwand pro vernichtetes NO-Molekül gemäß nachfolgender Gleichung: Fig. 3 shows a variant of usable for carrying out the method of the invention device. The device 1 shown in Fig. 3 is again limited externally by a cylindrical housing 2 , which is made of an electrically conductive or non-conductive material, which is resistant to corrosion, in particular against the harmful effect of the substances contained in the exhaust gas to be cleaned. Via the opening 2 E of the housing 2 , the exhaust gas to be cleaned is introduced into the interior of the housing. The purified gas exits through the opening of 2 A from the housing. In the interior of the housing 2 , a catalyst 4 is arranged, which is cylindrical. The catalyst 4 is made of the same material as the catalyst 4 shown in FIG. 1 and explained in the associated description. According to the invention, the catalyst 4 can be formed by spraying or evaporating the material intended for its production onto the inner surface of the housing 2 . On the other hand, there is also the possibility of prefabricating the catalyst and inserting it into the housing 2 . In this case, its dimensions are to be chosen so that its outer surface lies directly against the inner surface of the housing 2 . A large number of UV lamps 7 are installed in the interior of the catalytic converter 3 . The UV lamps are preferably arranged in a ring at a short distance from the surface of the catalyst 4 . The UV lamps 7 are positioned so that their longitudinal axes run parallel to the longitudinal axis of the cylindrical catalyst 4 . According to the invention, high-power UV lamps are used which have an efficiency of for the 254 nm mercury resonance line. . . = Reach 30 to 50%. The photon energy at 254 nm wavelength is 4.9 eV. About 0.25 electrons of each photon are released from the surface of the catalyst. If it is assumed that n × NO molecules are converted into N₂ and O₂ molecules per electron, the energy expenditure per destroyed NO molecule is calculated according to the following equation:

4,90 eV/(η · n γ) = 7,84×10-19 Ws/(η · n · γ)4.90 eV / ( η · n γ ) = 7.84 × 10 -19 Ws / ( η · n · γ )

Bei einem 100 MW-Kraftwerk erfolgt ein Rauchgasausstoß von etwa 300 000 m³/h, wobei das Rauchgas etwa 1000 ppn NO-Moleküle enthält. Das entspricht einem NO-Molekül- Ausstoß von 2×10+24 Molekülen pro Sekunde. Die Leistung, welche für die Reinigung dieses Abgases mit Hilfe von UV-Strahlern erforderlich ist, errechnet sich gemäß nachfolgender Gleichung:A 100 MW power plant emits flue gas of approximately 300,000 m³ / h, the flue gas containing approximately 1000 ppn NO molecules. This corresponds to an NO molecule output of 2 × 10 +24 molecules per second. The power required for cleaning this exhaust gas with the help of UV lamps is calculated according to the following equation:

7,84×10-19/(η · n · q)×2×10+24=ρ W=1,6/(η · n · γ) MW7.84 × 10 -19 / ( η · n · q ) × 2 × 10 +24 = ρ W = 1.6 / ( η · n · γ ) MW

Werden für η=40%, n=20, q=0,25 eingesetzt, so ergibt sich aus der obigen Gleichung ein Wert von 0,8 MW oder anders ausgedrückt weniger als 1% der Kraftwerksleistung. Die heute erhältlichen UV-Hochleistungsstrahler geben etwa 1 W UV-Strahlung pro cm Länge ab. Bei einer Lampenlänge von 3 m benötigt man 0,8 MW UV-Leistung. Für die Reinigung der obengenannten Rauchgasmenge eines 100 MW-Kraftwerks sind etwa 2700 UV-Strahler erforderlich. Das Verfahren zur Reinigung des Abgases beruht auf der Beseitigung der im Abgas enthaltenen NO-Moleküle mit Hilfe von Elektronen. An der Oberfläche des Katalysators werden NO-Moleküle adsobiert. In dem zu reinigenden Gas, welches durch das Gehäuse 2 strömt, sind freie NO- Moleküle enthalten. Mit Hilfe der Elektronen, welche durch die UV-Strahler bzw. das elektrische Feld erzeugt werden, erfolgt eine Umwandlung eines Teils dieser freien und adsorbierten Moleküle, wobei NO x -Ionen gebildet werden. Diese Ionen wiederum reagieren mit freien und adsorbierten NO-Molekülen unter Abgabe von Elektronen zu Stickstoff und Sauerstoff. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die Tatsache aus, daß die NO-Moleküle bei Temperaturen unter 400°C thermodynamisch instabiler sind als Stickstoff- und Sauerstoffmoleküle. Mit Hilfe des Katalysators wird die Bindungsenergie der NO-Moleküle auf einen Wert herabgesetzt, der kleiner als 5 eV ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß bei der Beseitigung der NO x -Moleküle nicht zusätzlich Energie zur Spaltung von Abgasbestandteilen wie Sauerstoff und Wasser verlorengeht.If η = 40%, n = 20, q = 0.25 are used, the equation above results in a value of 0.8 MW or, in other words, less than 1% of the power plant output. The UV high-power lamps available today emit about 1 W UV radiation per cm length. With a lamp length of 3 m, 0.8 MW UV power is required. About 2700 UV lamps are required to clean the above-mentioned amount of flue gas from a 100 MW power plant. The process for cleaning the exhaust gas is based on the removal of the NO molecules contained in the exhaust gas with the help of electrons. NO molecules are adsorbed on the surface of the catalyst. The gas to be cleaned, which flows through the housing 2 , contains free NO molecules. With the help of the electrons, which are generated by the UV emitters or the electric field, some of these free and adsorbed molecules are converted, NO x ions being formed. These ions in turn react with free and adsorbed NO molecules to give off electrons to nitrogen and oxygen. The method according to the invention takes advantage of the fact that the NO molecules are thermodynamically unstable at temperatures below 400 ° C. than nitrogen and oxygen molecules. With the help of the catalyst, the binding energy of the NO molecules is reduced to a value that is less than 5 eV. This ensures that additional energy for splitting exhaust gas components such as oxygen and water is not lost when the NO x molecules are removed.

Fig. 4 zeigt eine Variante der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung. Der Unterschied zwischen beiden Vorrichtungen 1 bestehen darin, daß bei der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung zwei als ebene Flächen ausgebildete Katalysatoren 4 vorgesehen sind. Die beiden Katalysatoren 4 sind in einem definierten Abstand voneinander angeordnet, der vorzugsweise 2 cm beträgt. Zwischen diesen beiden Katalysatoren 4 sind UV-Strahler 7 angeordnet. Vorzugsweise sind die Strahler in der Nähe der beiden Katalysatoroberflächen 4 positioniert. Die Längsachsen der UV-Strahler verlaufen parallel zur Längsachse der Katalysatoren 4. Die gesamte Anordnung wird von einem quaderförmigen Gehäuse 2 nach außen begrenzt. An zwei gegenüberliegenden Seiten ist der das Gehäuse 2 bildende Quader offen. Vorzugsweise sind es die beiden Begrenzungsflächen, die senkrecht zu den Längsachsen der UV-Strahler 7 angeordnet sind. Diese Öffnungen dienen als Ein- und Austrittsöffnung des Gases. Das zu reinigende Abgas wird über die dargestellte Öffnung 2 E in das Innere des Gehäuses 2 eingeleitet und dort gereinigt. FIG. 4 shows a variant of the device shown in FIG. 3. The difference between the two devices 1 is that in the device shown in FIG. 4, two catalytic converters 4 designed as flat surfaces are provided. The two catalysts 4 are arranged at a defined distance from one another, which is preferably 2 cm. UV lamps 7 are arranged between these two catalysts 4 . The radiators are preferably positioned in the vicinity of the two catalyst surfaces 4 . The longitudinal axes of the UV lamps run parallel to the longitudinal axis of the catalysts 4 . The entire arrangement is delimited from the outside by a cuboid housing 2 . The cuboid forming the housing 2 is open on two opposite sides. It is preferably the two boundary surfaces that are arranged perpendicular to the longitudinal axes of the UV lamps 7 . These openings serve as the inlet and outlet opening of the gas. The exhaust gas to be cleaned is introduced into the interior of the housing 2 via the opening 2 E shown and cleaned there.

Claims (10)

1. Verfahren zur Reinigung von NO x -haltigen Abgasen aus Verbrennungsanlagen und Verbrennungsmotoren mit wenigstens einem Katalysator (1), dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Entladung wenigstens die Oberfläche des Katalysators (4) der Einwirkung eines elektrischen Feldes oder der Bestrahlung durch Licht ausgesetzt wird.1. A process for the purification of NO x -containing exhaust gases from combustion plants and internal combustion engines with at least one catalyst ( 1 ), characterized in that, in order to increase the discharge, at least the surface of the catalyst ( 4 ) is exposed to the action of an electric field or the irradiation by light becomes. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Katalysators (4) mit UV- Licht bestrahlt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the surface of the catalyst ( 4 ) is irradiated with UV light. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Katalysators (4) dem elektrischen Feld einer Gleich- oder einer Wechselspannungsquelle ausgesetzt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the surface of the catalyst ( 4 ) is exposed to the electric field of a DC or an AC voltage source. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit wenigstens zwei Elektroden (3) und mindestens einem Katalysator (4), die von einem Gehäuse (2) umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3) in definiertem Abstand voneinander auf einem flächig ausgebildeten Katalysator (4) installiert oder durch einen solchen Katalysator (4) voneinander getrennt angeordnet sind.4. Device for performing the method according to claim 1 with at least two electrodes ( 3 ) and at least one catalyst ( 4 ) which are surrounded by a housing ( 2 ), characterized in that the electrodes ( 3 ) at a defined distance from each other on a flat catalyst ( 4 ) installed or separated from each other by such a catalyst ( 4 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (4) als Zylinder ausgebildet und die als Ringe geformten Elektroden (3) auf seiner Innenfläche angeordnet sind.5. The device according to claim 4, characterized in that the catalyst ( 4 ) is designed as a cylinder and the electrodes shaped as rings ( 3 ) are arranged on its inner surface. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere als Zylinder ausgebildete Katalysatoren (4) vorgesehen und jeweils ein Katalysator (4) zwischen zwei als Ringe ausgebildeten Elektroden (3) angeordnet ist, und daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Elektroden (3) 3 mm und die Höhe der Elektroden (3) beträgt.6. The device according to claim 4, characterized in that a plurality of catalysts designed as cylinders ( 4 ) is provided and in each case one catalyst ( 4 ) is arranged between two electrodes ( 3 ) designed as rings, and in that the distance between two adjacent electrodes ( 3 ) 3 mm and the height of the electrodes ( 3 ). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderförmige Katalysator (4) aus einem dielektrischen Material gefertigt und zwischen dem Gehäuse (2), das aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist, und den Elektroden (3) eine hochfrequente Wechselspannung gelegt ist.7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cylindrical catalyst ( 4 ) made of a dielectric material and between the housing ( 2 ), which is made of an electrically conductive material, and the electrodes ( 3 ) one high-frequency AC voltage is applied. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) aus einem dielektrischen Material gefertigt und die Elektroden (3) alternierend an den Minuspol (6 M) und den Pluspol (6 P) einer Gleichspannungsquelle angeschlossen sind.8. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the housing ( 2 ) made of a dielectric material and the electrodes ( 3 ) are alternately connected to the negative pole ( 6 M) and the positive pole ( 6 P) of a DC voltage source . 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (4) zylinderförmig ausgebildet und in seinem Innenbereich UV-Strahler (7) angeordnet sind.9. A device for performing the method according to claim 1, characterized in that the catalyst ( 4 ) is cylindrical and in its inner region UV lamps ( 7 ) are arranged. 10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei als ebene Flächen ausgebildete Katalysatoren (4) in definiertem Abstand deckungsgleich angeordnet sind, und daß zwischen den beiden Katalysatoren (4) UV-Strahler (7) installiert sind.10. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that at least two catalysts designed as flat surfaces ( 4 ) are arranged congruently at a defined distance, and that between the two catalysts ( 4 ) UV lamps ( 7 ) are installed.
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