DE4024271A1 - Vorrichtung zur beseitigung oder zur verringerung des ozongehaltes eines gases - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beseitung oder zur Verringerung des Ozongehaltes eines Gases.

Es ist bekannt, daß Ozon in einer Atmosphäre, die auch von Menschen, Tieren und Pflanzen als Atemluft bzw. zur Photosynthese benutzt wird, selbst in geringsten Konzentrationen zu Gesundheitsschäden führen kann. Eine solche Atmosphäre ist die bodennahe Schicht der Erdatmosphäre, in der sich zum größten Teil unser Leben abspielt. Deshalb sollte es unser aller Bemühen sein, diese Atmosphäre von Ozon und anderen gesundheitsschädlichen Gasen frei zu halten.

Bei vielen industriellen Prozessen fällt gasförmiges Ozon in z. T. nicht geringfügigen Mengen an, wie z. B. bei Coronaentladungen in Kopiergeräten und Laserdruckern, beim Lichtbogenschweißen, beim UV-Aushärten von Klebern und Druckfarben, beim Coronavorbehandeln von Kunststoffteilen und Folien, beim Prüfen von Werkstücken mittels Ultraviolettstrahlenquellen, beim Sterilisieren von Wasser und zur Geruchsbeseitigung in Kläranlagen durch nicht verbrauchte Restmengen und vielen weiteren Prozessen.

Bisher bekannte Vorrichtungen und Methoden zur Ozonkonzentrationsverringerung in gasförmigem Medium basieren auf Aktivsubstanzen wie Aktivkohle sowie Mangandioxid, Natronkalk oder Eisenoxide.

Diese Methoden bringen aber den Nachteil mit sich, daß die aktiven Substanzen zum Teil verbraucht bzw. die Ozonmoleküle chemisch oder auch physikalisch in diese Aktivsubstanzen eingebunden werden. Bei höheren Konzentrationen des Gases werden die Standzeiten der Aktivsubstanzen dann sehr gering, so daß bereits nach kürzester Zeit die Aktivsubstanzen nicht nur ausgewechselt sondern auch noch entsorgt werden müssen. Dies ist nicht nur mit hohen Kosten verbunden, sondern belastet auch durch die notwendige Entsorgung unsere Umwelt.

Andere bekannte Vorrichtungen und Verfahren arbeiten mit Zusatzstoffen wie Brenngas und Stickstoffmonoxid oder Terpenoiden, was wiederum Rückstände hinterläßt, die entsorgt werden müssen. Diese Verfahren oder Vorrichtungen bedingen hohe Betriebskosten und sind für große Ozonkonzentrationen nicht gut zu handhaben.

Vorrichtungen und Verfahren, die in Anwesenheit eines Katalysators das Ozon zersetzen, müssen das Katalysatormaterial vor anderen Verunreinigungen des ozonhaltigen Gases schützen, so daß aufwendige Filteranlagen erforderlich sind, die nur noch Ozon bis zum Katalysator gelangen lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Beseitigung oder Verringerung des Ozongehaltes eines Gases bereitzustellen, die mit einfachen Mitteln ohne Zusatzstoff und ohne Anfall von Abfallprodukten arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Bereits eine geringe Verweilzeit von 0,05 Sekunden und eine relativ geringe Erwärmung von wenigstens 50°C des durchströmenden Gases bewirken eine nennenswerte Reduzierung seines Ozon-Gehaltes.

Die Verweilzeit kann vorteilhaft durch eine die Strömungsgeschwindigkeit verringernde oder den Strömungsweg verlängernde Bauform des Behältnisses verlängert werden.

Die zuzuführende Energiemenge läßt sich vorteilhaft durch eine Wärmerückgewinnung, die vor dem Austritt aus dem Behältnis angeordnet ist, verringern.

Die zuzuführende Energie kann alternativ oder zusätzlich von einer Strahlenquelle abgegeben werden, die vorteilhafterweise wenigstens ein Spektrum im ultravioletten Bereich aufweist.

Eine Anordnung von einem Katalysatoreigenschaften aufweisenden Material im Behältnis, d. h. am Gaserhitzer oder den Wänden des Behälters, bringt eine weitere Reduktion des Ozongehaltes in der erfindungsmäßigen Vorrichtung.

Nachfolgend wird an Hand der beigefügten Zeichnung eine Ausführungsbeispiel der neuartigen Vorrichtung beschrieben.

Das ozonhaltige Gas, z. B. ozonhaltige Luft wird durch einen Stutzen (5) dem Behälter (1) zugeführt. Durch einen strömungstechnisch günstig gewählten Diffusor (6) wird die Luft in seiner Geschwindigkeit verringert und mittels eines Gaserhitzers (2) erhitzt.

Durch die geringere Geschwindigkeit des Gases bleibt es eine bestimmte Zeit in dem Behältnis (1). Während dieser Zeit wird das Gas mit einer Strahlenquelle, die mindestens ein ultraviolettes Spektrum aufweist, bestrahlt.

Durch das Einwirken dieser Strahlung und durch die erhöhte Temperatur zersetzt sich das Ozon.

Am Ende des Behälters wird die Wärme dem Gas durch einen Wärmetauscher (3) wieder entzogen. Diese Wärme wird dann über einen weiteren Wärmetauscher (7) oder eine Wärmepumpe einem Kreislauf (8), der den Gaserhitzer (2) durchströmt, zugeführt.

Nach einer gewissen Anfahrzeit genügt es, dem Kreislauf (8) über eine Heizung (9) nur noch die Wärme zuzuführen, die auf Grund von Isolations- und Reibungsverlusten verlorengeht.

Diese Anlage arbeitet im stationäre Betrieb und bei optimaler Auslegung aller Komponenten im höchsten Maß energie- und dadurch auch kostensparend.

Bei einem Versuch ergab sich bei einer Ausgangskonzentration von 250 ppm Ozon im Gas und einer Aufheizung durch den Gaserhitzer auf 250°C bei einer Verweilzeit im Behältnis von 3 Sekunden eine Reduzierung der Konzentration auf 1 ppm beim Austritt aus dem Behältnis.

Hierbei war eine zusätzliche Strahlenquelle nicht eingeschaltet.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Beseitigung oder zur Verringerung des Ozongehaltes eines Gases, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behältnis (1) mit Ozon oder ozonhaltigem Gas durchströmt und diesem Behältnis Energie zugeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durchströmende Gas erhitzt wird.

3. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas durch einen Gaserhitzer (2) auf eine Temperatur erhitzt wird, die wenigstens 50 Grad Celsius beträgt.

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erhitzte Gas sich wenigstens 0,05 Sekunden im Behältnis (1) befindet.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas durch die Bauform des Behältnisses in seiner Geschwindigkeit verringert wird.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas nach einer Verweilzeit von wenigstens 0,05 Sekunden im Behältnis (1) von einem Wärmetauscher (3) abgekühlt wird und die durch den Wärmetauscher (3) abgeführte Wärme dem Gaserhitzer (2) wieder zugeführt wird.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mit einer Strahlenquelle (4) bestrahlt wird.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenquelle (4) wenigstens ein Spektrum im ultravioletten Bereich aufweist.

9. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaserhitzer (2) oder andere im Behältnis angeordnete Bauteile aus einem mit Katalysatoreigenschaften versehenem Material besteht oder wenigstens damit legiert oder beschichtet ist.

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaserhitzer aus Keramik besteht oder wenigstens damit legiert oder beschichtet ist.