DE4233478A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von mit flüchtigen Bestandteilen beladenen Luftströmen - Google Patents

Description

Das Problem der Beladung von Gasströmen mit flüchtigen Bestand­ teilen, z. B. Lösungsmitteldämpfen, ist bekannt. Im Rahmen der ständig steigenden Umweltschutzauflagen werden die zugelassenen Mengen dieser Stoffe in den angesprochenen Luftströmen, z. B. Abluft, immer weiter reduziert. Man hat bisher verschiedene Anlagen gebaut, die in der Lage sind, bestimmte Mengen der ange­ sprochenen Schadstoffe, im folgenden einfach Kontaminanten ge­ nannt, aus der Luft herauszunehmen. Dies geschieht z. B. durch Fällungsverfahren, wie Herausnahme von Kohlendioxid durch Fäl­ lung als Calciumcarbonat oder durch andere chemische Reaktionen, die das Molekül des Kontaminants zerstören. Es gibt zudem Ver­ fahren, die die Kontaminanten in Form einer Wäsche binden und so aus dem Luftstrom entfernen.

Weiterhin werden die Kontaminanten adsorptiv, z. B. durch Durch­ leiten der Luftströme durch adsorbierende Materialien wie z. B. Torf (Biofilter) oder Aktivkohle, gereinigt. Alle diese Verfah­ ren haben den Nachteil, daß sie sehr kostenaufwendig sind und vor allem die Kontaminanten nur bis zu einer Grenze bzw. zu einem Grenzwert aus den Gasströmen herausnehmen, der im allge­ meinen dem geforderten Grenzwert (TA-Luft) nicht voll ent­ spricht; im Falle anfänglicher Einhaltung des Grenzwertes er­ folgt meist eine Beladung, bei der die zugelassenen Werte wieder überschritten werden.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, ein einfach arbeitendes Verfahren und eine Vorrichtung dazu zu schaffen, die in der Lage sind, über längere Zeit Abluftströme von mitgeführten Kontami­ nanten zu reinigen, und zwar dergestalt, daß die vorgeschriebe­ nen Grenzwerte der Emission mit Sicherheit über eine längere Laufzeit der Anlage nicht überschritten werden.

Das einzige bisher bekannte Verfahren, das diese Aufgabe er­ füllt, ist die thermische Oxidation, die in Nachbrennern in bisher schon vorhandenen Verbrennungsanlagen durchgeführt wird. Bei diesem thermischen Verfahren werden Temperaturen von im allgemeinen über 1000°C zur oxidativen Zerstörung der Kontami­ nanten benötigt. Das Betreiben einer solchen Anlage ist daher von der Energieseite sehr aufwendig.

Die Erfindung stellt durch Kombination verschiedener Verfahrens­ gänge sicher, daß die Kontaminanten weitestgehend aus einem Abluftstrom entfernt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist so aufgebaut, daß ein mit organischen Kontaminanten beladener Luftstrom zunächst ein Reaktionsbad durchläuft, welches neutral, basisch oder sauer sein kann, und in dem ein Teil der Verunrei­ nigung durch einen chemischen Prozeß zerstört oder durch die Flüssigkeit abgefangen wird.

Erfindungsgemäß soll diese Stufe möglichst klein gehalten wer­ den, um die Dimensionen einer solchen Anlage in praktikablen Größenordnungen zu halten. Da bei allen chemischen Reaktionen bestimmte Parameter wie z. B. Reaktionszeit und Temperaturen zu beachten sind, werden die Kontaminanten in dieser Stufe nur bis zu einem bestimmten Prozentsatz, der den Aufwand in noch erträg­ lichen Grenzen hält, jedoch durchaus bis 85% gehen kann, aus der Luft herausgenommen. Die Restmenge bleibt in der Abluft.

Der ersten Reaktionsstufe wird erfindungsgemäß eine weitere zweite Reinigungsstufe nachgeschaltet, in der die Kontaminanten absorbiert werden. Die Adsorption an z. B. Aktivkohle ist seit langer Zeit bekannt. Nachteil dieser Methode ist, daß sich die Aktivkohle relativ schnell mit den Kontaminanten belädt und entweder erneuert oder wieder aufbereitet werden muß. Diese Aufbereitung der Aktivkohle kann jedoch auch nur einige Male durchgeführt werden, bis die Aktivkohle endgültig verbraucht ist und ausgetauscht werden muß. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht daher eine Absorptionsstufe vor. In dieser Absorptions­ stufe werden Polymere verwendet, die in der Lage sind, das Viel­ fache ihres Eigengewichtes an Kontaminanten absorptiv zu binden. Diese Polymere sind bekannt und werden bisher dazu benutzt, Mineralölkohlenwasserstoffe oder deren Abkömmlinge direkt zu binden (z. B. bei Chemieunfällen). Die Polymere sind thermo­ plastische Kautschuke, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Monovinyl-Aren-konjugierten-Dien-Blockcopolymeren, Monovinyl- Aren-Monoolefin-Blockcopolymeren und hydrierten Derivaten sol­ cher Blockcopolymeren, die mit geringen Mengen an hydrophobem Silika (Kieselerde, Siliciumdioxid) beschichtet bzw. umhüllt sind, wobei thermoplastische Kautschuk-Blockcopolymere mit ge­ ringen Mengen an hydropohobem Silika und hochdisperse silikoni­ sierte pyrogene Kieselsäure oder hydrophobes Kieselgur bevorzugt sind.

Die Copolymere umfassen Blockcopolymere vinylaromatischer Mono­ mere und konjugierte Diene mit wenigstens einem monovinylaroma­ tischem Polymerblock, der mit einem konjugierten Dien-Polymer­ block verknüpft ist oder Blockcopolymere vinylaromatischer Mono­ mere und monoolefinische Monomere mit wenigstens einem mono­ vinylaromatischen Polymerblock, der mit einem monoolefinischen Polymerblock verknüpft ist, ebenso wie hydrierte Derivate dieser Blockcopolymeren. Insbesondere sind die Blockcopolymeren thermo­ plastische, elastomere, lineare Zweiblock-, Dreiblock- und ra­ diale oder verzweigte Polymere, umfassend monovinylaromatische Polymerblöcke, angebunden an elastomere konjugierte Diene oder elastomere monoolefinische Polymerblöcke einschließlich hydrier­ ter Derivate solcher Polymerblöcke. Die allgemeine Struktur der Blockmoleküle sind vom linearen A-B-A Block-Typ, radialen oder verzweigten A-B Block-Typ und zweifachen A-B Block-Typ. Hierbei bedeuten "A" ein monovinylaromatisches Polymer oder einen hydrierten Polymerblock, während "B" ein elastomeres konjugier­ tes Dien, ein hydriertes Dien, einen monoolefinischen oder hydrierten monoolefinischen Polymerblock bedeuten. Die mono­ vinylaromatischen Polymerblöcke umfassen entweder Homopolymer- oder Copolymerblöcke und überwiegen vorwiegend im monovinyl­ aromatischen Monomer als hauptsächlich polymerisierbare Einheit. Die konjugierten Dien- und hydrierten Dienpolymerblöcke und die monoolefinischen und hydrierten monoolefinischen Polymerblöcke können entweder von homopolymerer oder copolymerer Art sein, wobei ihre wesentliche Eigenschaft darin zu sehen ist, daß sie eine Konstitution mit elastomeren Eigenschaften aufweisen.

Beide Blöcke "A" und "B" können teilweise oder vollständig hydriert sein. Falls nur teilweise hydriert wird, ist es bevor­ zugt, daß die Blöcke "B", nämlich die konjugierten Dien-Polymer­ blöcke so hydriert werden, daß die Oxidationsempfindlichkeit vermindert wird. Daher können diese Polymere Blockpolymere um­ fassen, die nicht, teilweise oder vollständig hydriert sind.

Die monovinylaromatischen Monomere, die verwendbar sind zur Bildung der Blockcopolymere, umfassen Styrol, α-Methylstyrol und ringalkyliertes Styrol. Diese sind miteinander oder mit geringen Mengen konjugierter Diene unter Ausbildung der Blöcke "A" co­ polymerisierbar. Die konjugierten Diene, die für die Bildung der Blöcke "B" oder als Komponenten in geringerem Anteil in den Blöcken "A" verwendbar sind, umfassen insbesondere konjugierte Diene mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, insbesondere Butadien und Isopren. Die für die Bildung der Blöcke "B" verwendbare Mono­ olefinen besitzen vorzugsweise 2 bis 8 Kohlenstoffatome, wobei Ethylen, Propylen und Butylen bevorzugt sind. Bevorzugte mono­ olefinische "B"-Blöcke umfassen Copolymere von Ethylen/Propylen und Ethylen/Buthylen. Repräsentative Blockcopolymere haben die Konfiguration Polystyrol-Polybutadien-Polystyrol, Polystyrol- Polyisopren-Polystyrol und Polystyrol-Poly(Ethylen/Butylen)/ Polystyrol A-B-A Dreiblockcopolymere; Polystyrol-Polybutadien und Polystyrol-Polyisopren A-B radiale oder verzweigte Blockco­ polymere; Polystyrol-Polybutadien, Polystyrol-Poly( Ethylen/Pro­ pylen) und Polystyrol-Poly(Ethylen/Butylen) A-B Zweiblockcopoly­ mere.

Bevorzugte Blockcopolymere sind Polystyrol-Polybutadien-Polysty­ rol und Polystyrol-Poly( Ethylen/Butylen ) -Polystyrol lineare A-B-A Dreiblockcopolymere. Insbesondere sind solche Materialien für die Erfindung geeignet, die unter den Handelsbezeichnungen Kraton D und Kraton G als thermoplastische Kautschuke von Shell Chemical Company, Houston/Texas, angeboten werden. Die am mei­ sten bevorzugten Materialien sind vom Hersteller entweder in Pellet- oder Pulverform erhältlich, wobei die Pulverform bevor­ zugt wird.

Die hydrophoben Silika-Additive, die mit den thermoplastischen Elastomeren kombiniert werden, sind in der technischen und der Patentliteratur veröffentlicht und im Handel erhältlich. Die hydrophoben Silikaverbindungen können im wesentlichen irgendwel­ che siliciumhaltigen Verbindungen umfassen einschließlich Sili­ ka, Diatomit, Kieselgur und andere Formen der Diatomeenerde, die behandelt worden sind, um das Material hydrophob zu machen. Insbesondere sind hydrophobe amorphe abgerauchte Silikaverbin­ dungen bevorzugt, die unter den Handelsnamen Aerosil R-972, R-972V, R-974, R-974V und R-976 von Degussa Corporation, Rich­ field Park/New Jersey erhältlich sind. Bevorzugt sind Aerosil R-972 und R-974, umfassend mit Dimethyldichlorsilan behandelte Siliziumdioxide. Hydrophobes Silika wird in Mengen von 0,1-3,0 Gew.-%, insbesondere 0,3-0,7 Gew.-%, bezogen auf das Volumen der thermoplastischen, elastomeren Blockcopolymere, eingesetzt.

Hydrophobes Silika ist leicht kombinierbar mit den Blockcopoly­ meren durch einfache Mischtechniken, wodurch ein Polymer mit einer weitgehend gleichmäßigen Oberflächenbeschichtung erhalten wird.

Durch die Kombination der beiden beschriebenen Verfahrensschrit­ te wird erreicht, daß die Kontaminanten aus den Luftströmen soweit herausgenommen werden, daß auf der Abluftseite Werte erreicht werden, die die zulässigen Grenzwerte, die für die entsprechenden Kontaminanten in der TA Luft festgelegt sind, langzeitig deutlich unterschritten werden.

Es ist bekannt, daß für die meisten organischen Kontaminanten eine Aufbrechung der Moleküle durch ein Oxidationsverfahren am geeignetsten ist. Oxidationsverfahren in diesem Sinne sind seit langem bekannt, wie z. B. Nachverbrennung (thermische Oxida­ tion), katalytische Nachverbrennung z. B. bei Abgasen von Otto­ motoren, Autoxidation mit Luft oder Sauerstoff über Radikalket­ ten zu Peroxiden bzw. Hyperperoxiden, enzymatische Oxidation mit Hilfe von Bakterien, die in Biofilter eingebracht werden. Die Oxidation mit chemischen Oxidantien in neutraler, saurer oder basischer Lösung ist ebenfalls seit langem bekannt. Oxidantien, die hier Anwendung finden, sind z. B. Kaliumchlorat, Blei(IV)­ oxid, Kaliumpermanganat, Mangandioxid, Chromate, Osmiumtetra­ oxid, Salpetersäure, Wasserstoffperoxid. Auch organische Oxidan­ tien können eingesetzt werden wie z. B. Dimethylsulfoxid, N-Bromsuccinimid, Chinone, Persäuren und Perester (s. Römpp "Chemielexikon").

Nachteil dieser Oxidantien bis auf Wasserstoffperoxid ist, daß diese Stoffe bei dem Oxidationsvorgang selbst reduziert werden und vielfach als Schlämme ausfallen, die dann ihrerseits als Problemabfälle zu behandeln sind. Beim Einsatz von Wasserstoff­ peroxid ergibt sich der Nachteil, daß bei der Oxidation der Kontaminanten aus dem Wasserstoffperoxid Wasser gebildet wird, das die Reaktorflüssigkeit stark verdünnt oder für den Fall, daß es sich um nichtwäßrige Lösungen handelt, verunreinigt.

Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, daß die Verwendung von Ozon bzw. ozonangereicherter Luft oder ozonangereichertem Sauer­ stoff beim Durchgang durch eine Reaktorflüssigkeit, die eine Säure, vorzugsweise eine mineralische Säure ist wie z. B. Schwe­ felsäure, eine optimale Aufbrechung der Kontaminantenmoleküle durch Oxidation bewirkt, ohne daß unlösliche Reduktionsprodukte innerhalb des Oxidationssystems anfallen. Ozon reagiert dabei auch mit gesättigten Verbindungen, wobei die Reaktionszeiten von der Ozonkonzentration in der Abluft, der Durchströmzeit (Reak­ tionszeit), der zur Verwendung kommenden Säure sowie in einigen Fällen der Zerlegung des Ozons in ein Sauerstoffmolekül und ein Sauerstoffradikal abhängt. So kann die Geschwindigkeit des Ozon­ abbaus zum Erhalt reaktiver Sauerstoffradikale durch Bestrahlung mit UV-Licht einer Wellenlänge von Lamda 240 bis 300 nm erhöht werden. Beim Arbeiten mit Ozon bietet sich ebenfalls die Durch­ leitung durch ein Bad mit normaler Natronlauge an. Damit werden die Reaktionszeiten nochmals erheblich verkürzt. Das ozonhaltige Luft- oder Sauerstoffgemisch wird vorzugsweise der kontaminier­ ten Luft direkt, am besten kurz vor dem Eintritt der Luft in den Reaktionsteil zugegeben. Alternativ ist es auch möglich, die ozonhaltige Luft oder den ozonangereicherten Sauerstoff über eine Lanze oder andere Vorrichtung separat in die Flüssigkeit im Reaktionsteil einzuleiten.

Ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigne­ ter, in der Zeichnung beispielhaft abgebildeter, geschlossener Reaktionsbehälter ist so konstruiert, daß es sich dabei um einen Behälter handelt, der vorzugsweise konusartig ausläuft. Die kontaminierte Luft wird oberhalb des Konus 3 über ein Rohrsystem 1 oder ähnliches geleitet, das gewährleistet, daß die Luft in der Flüssigkeit 5 fein verteilt in den Oxidationsteil eingepreßt wird. Der Konus ist als Beruhigungszone ausgestaltet und schließt mit einem Lochsieb 4 gegen den zylindrischen Teil ab. Der Konus 3 ist vorgesehen, um sich bildende Schlämme oder andere Festpartikel, die im Reaktionsteil gebildet werden oder mit der Luft in den Reaktionsteil gelangen, aufzunehmen. Am Ende des Konus ist ein Auslaßstutzen 20 angebracht, über den man die sich bildenden Feststoffanteile abziehen kann. Oberhalb des Lufteinführungssystems 1 kann ein feinlochiger Siebboden 6 oder ein Schlitzboden angebracht sein, der die Luftverteilung in der Flüssigkeit weiterhin optimiert. Der Flüssigkeitsstand über diesem Siebboden wird vorzugsweise mit 5-10 cm Flüssigkeitshöhe oberhalb des Siebbodens 6 vorgesehen. Auf dem Siebboden 6 werden Füllkörper 7 wie z. B. Raschigringe oder vorzugsweise geblähtes Glas aufgeschüttet. Dadurch wird erreicht, daß die Luft nicht frei durchströmen kann, sondern auf entsprechenden Widerstand stößt und sich so entsprechend ver­ teilt. Außerdem werden durch die Füllkörper 7 Reaktionszentren gebildet, die sicherstellen sollen, daß genügend Reaktionsstöße zwischen den in der Luft vorhandenen Kontaminanten und dem Oxi­ dationssystem stattfinden. Oberhalb der Füllkörper 7 ist ein System von Düsen 8a angebracht, durch welche die sich im Reak­ tionsteil befindende Flüssigkeit durch ein Rohrleitungssystem 13 gepumpt fein verdüsen läßt. Die in den Reaktorraum gedüste oder vernebelte Flüssigkeit läuft dann im Gegenstrom zur eingebrach­ ten Luft durch die Füllkörper und wirkt als Reaktionsvermittler bzw. reagiert selbst mit den Kontaminanten in dem Fall, daß in der Flüssigkeit bekannte Oxidationsmittel, wie vorher beschrie­ ben, gelöst sind. Über dem Düsensystem befindet sich ein weite­ rer Siebboden 10, über dem entsprechende Tropfenfänger 11 ange­ bracht sind, die verhindern, daß Flüssigkeit aus dem Reaktions­ teil in dem teildekontaminierten Luftstrom mitgerissen werden.

Es hat sich gezeigt, daß je nach eingesetztem Oxidationsmittel und auch in Abhängigkeit von der Flüssigkeit, in der das Oxida­ tionsmittel gelöst wurde, eine Reduzierung des Kontaminanten­ anteils um bis zu 60% aus der Abluft möglich ist. Im Falle der Zuhilfenahme von in die Flüssigkeit 5 geleitetem Ozon aus einem Ozonisator 2 anstelle von Lösungen bekannter Oxidantien, konnte überraschenderweise ein Anstieg der Reduzierung der Kontaminan­ ten von bis zu 85-88% festgestellt werden. Für den Fall, daß die Reaktion mit Ozon sehr schnell verlaufen soll, wird erfin­ dungsgemäß der Einbau von UV-Strahlern, die UV-Licht mit einer Wellenlänge von Lamda 240-300 nm ausstrahlen, vorgesehen. Dieses UV-Licht bewirkt, daß sich das Ozon sehr schnell in Sau­ erstoff und radikalischen Sauerstoff zersetzt und damit unmit­ telbar wirksam ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß überschüssige Ozonmengen, die sonst in den Abluftstrom geraten würden, abgebaut werden, so daß die Gefahr eines Austritts von Ozon aus der Anlage verhindert wird. Als sehr überraschend hat sich erwiesen, daß sich bei ungleichmäßigen Beladungen von Luft­ strömen mit Kontaminanten, z. B. bei Lösungsmitteltrocknern, die taktmäßig gefahren werden, eine Art Gleichrichterwirkung ein­ stellt. Offenbar reichert sich Ozon in der Reaktionsflüssigkeit an und reagiert beladungsentsprechend. D. h., bei hohen Beladun­ gen wird viel Ozon verbraucht, bei niedrigeren Beladungen wird nicht alles Ozon verbraucht, so daß sich in der Flüssigkeit wieder Ozon anreichert. Dadurch werden für den Kontaminantenbe­ reich Spitzen weggeschnitten, ebenso gleichermaßen im Gegentakt für die Ozonkonzentration in der Flüssigkeit, so daß sich eine Art Gleichrichterfunktion ergibt, die sehr effektiv ist. Dieses vorteilhafte Verfahren mit Ozon ist in seiner Anwendung nicht auf die erfindungsgemäße Kombination des Verfahrens beschränkt, sondern kann für jedes Luftreinigungsverfahren verwendet werden, das nach einem entsprechenden Oxidationsverfahren arbeitet.

Nach dem Tropfenabscheider 11 kommt der Siloverschluß 12, aus dem die mit Restkontaminanten beladene Luft aus dem Reaktions­ teil austritt. Die Luft wird ggf. dann umgelenkt über Rohrlei­ tungen 12a, in ein zweites als Waschbehälter bezeichnetes abge­ schlossenes Gefäß eingeleitet, das ebenfalls einen Konusboden 14 und einen Auslaß 20a aufweist und wie das Reaktionsgefäß aufge­ baut sein kann. Die Einleitung der Luft erfolgt über ein gleich­ artiges Rohrsystem 12a wie in den Reaktionsbehälter in den Konus 14. Dieser zweite Waschbehälter beinhaltet vorzugsweise Wasser bis zu einer bestimmten Füllhöhe. Auf das Wasser wird erfin­ dungsgemäß ein Polymerboden 15 gegeben, der in der Lage ist, Kontaminanten zu absorbieren. Die Erfindung bevorzugt hier Poly­ mere, die absorbieren und die oben beschrieben wurden. Diese Polymere sind spezifisch sehr leicht, so daß sie auf der Ober­ fläche schwimmen. Der durch das Wasser tretende Luftstrom ver­ wirbelt diese Polymere im Wasser, so daß hindurchtretende Kon­ taminantenteilchen von diesen Polymeren aufgenommen werden kön­ nen. Erfindungsgemäß wird jedoch vorgesehen, eine mechanische Einrichtung in diesen Behälter einzubauen, die garantiert, daß das spezifisch leichte Polymer mit dem im Behälter befindlichen Wasser entsprechend intensiv vermischt wird.

Eine weitere Möglichkeit, die Kontaminanten an den genannten Polymeren zu absorbieren, ist, anstelle des Waschreaktors in der geschilderten Form einen Verwirbelungsreaktor einzusetzen, in dem die Polymere in dem durchgehenden Luftstrom intensiv ver­ mischt werden, wobei über eine Zusatzeinrichtung Feuchtigkeit, vorzugsweise in Form von Sattdampf, eingegeben werden kann, um zu gewährleisten, daß auch hier wieder ein intensiver Kontakt zwischen der durchströmenden Luft mit den mitgeführten Kontami­ nanten und den in Frage kommenden Absorbenzien stattfindet (nicht dargestellt). Der Waschbehälter schließt auch wieder mit einem Siebboden und Tropfenscheider bei 16 ab.

Die Luft ist nach Verlassen dieser Elemente soweit dekontami­ niert, daß die zulässigen Werte der TA Luft weit unterschritten werden.

Erfindungsgemäß ist es zudem möglich, den Waschteil der Anlage ganz oder teilweise durch einen Tuchfilter zu ersetzen. Die verwendeten Filtertücher enthalten in diesem Fall das schon beschriebene Polymer. Bei Verwendung von solchen Filtertüchern kann teilweise auf einen Waschvorgang durch Wasser verzichtet werden. Es ist jedoch auch möglich und vorteilhaft, zunächst die Luft durch eine Waschflüssigkeit, vorzugsweise Wasser zu leiten und dann noch einmal durch die Filter durchstreifen zu lassen.

Aus Sicherheitsgründen wird erfindungsgemäß zweckmäßigerweise vorgesehen, die Anlage mit einem Behälter zu versehen, in dem sich ein Siebkorb 17 oberhalb des Siebbodens 16 befindet. Dieser Siebkorb wird befüllt mit einem Gemisch aus den beschriebenen Polymeren und Aktivkohle. Die Erfindung sieht ebenfalls vor, diesem Gemisch oder auch den Einzelstoffen Polymer und Aktiv­ kohle geblähtes Glas unterzumischen, um Verblockungseffekte zu vermeiden. Anstelle von geblähtem Glas können auch andere Füll­ körper wie z. B. Perlit, Raschigringe u. ä. Verwendung finden. Für den Fall, daß überschüssige Ozonreste in dem austretenden Reingas vorhanden sind, werden diese an der Aktivkohle zerstört, so daß eine ozonfreie Abluft gewährleistet werden kann. Der Waschbehälter endet oben mit einem Reingasauslaß 18 und verfügt über ein Schwingsystem 19 bekannter Bauart.

Das erfindungsgemäße Verfahren, welches über einen Reaktions­ teil, einen Waschteil und einen Absorptionsteil sowie einen Sicherheitsabschlußteil verfügt, gewährleistet, daß über ein chemisches Aufbrechen der Kontaminantenmoleküle und eine an­ schließende Absorption der im Luftstrom vorhandenen Restkontami­ nantenanteile Abluftwerte auf der Reingasseite erreicht werden, die beachtlich unterhalb der durch die TA Luft vorgegebene Kon­ taminantenschwelle in Abluftströmen liegen.

Im Oxidationsteil kann die Oxidation auch über Katalyse durch­ geführt werden, wie sie z. B. im Kraftwagenbereich eingesetzt wird.

Es besteht ferner die Möglichkeit, den Reaktionsteil auch ohne Flüssigkeit zu fahren, indem man nur den kontaminierten Luft­ strom mit ozonangereicherter Luft bzw. ozonangereichertem Sauer­ stoff zusammenführt, das Ozon über die entsprechende UV-Strah­ lung zerlegt und damit die Reaktion zwischen Ozon und den Kon­ taminanten einleitet. Dabei ist vorteilhaft, geringe Feuchtig­ keitsmengen dem Abluftstrom zuzugeben, die als Reaktionsvermitt­ ler wirken.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine kombinierte Verwendung von bekannten auf den Kontaminationsstoff wirkenden Oxidantien und Ozon. Die Kombination ist vor allem vorteilhaft bei hohem Kontaminantengehalt im Luftstrom.

Eine Kombination bildet den Vorteil, daß die Kontaminanten durch beide Oxidationsmittel angegriffen werden. Die dabei anfallenden Reduktionsprodukte der Oxidantien können nach Beendigung des Dekontaminationsprozesses durch weiteres Durchleiten von ozon­ beladener Luft oder ozonangereichertem Sauerstoff wieder aufoxi­ diert werden, um nach einer gewissen Standzeit der Gesamtanlage wieder als reaktionsfähige Oxidantien zur Verfügung zu stehen. Bei einer durchgehenden Ozonbeschickung im Reaktionsteil auch während der Standzeiten ergibt sich auf diese Weise ein Aufla­ deeffekt im Hinblick auf die Oxidantien. Außerdem erfolgt durch die Zugabe vom Ozon eine Startreaktion, die den oxidativen Pro­ zeß durch die Oxidantien erleichtert oder auch schon bei niedri­ geren Temperaturen im Reaktionsteil anlaufen läßt.

Claims (32)

1. Verfahren zur Reinigung von mit flüchtigen Bestandteilen beladenen Luftströmen, wobei die Luftströme in einer ersten Stufe mit einem Reaktionsverfahren, vorzugsweise einem Oxidationsverfahren, und in einer zweiten Stufe unter Ver­ wendung eines Polymeren als Absorptionsmittel behandelt werden, wobei das Absorptionsmittel ein thermoplastischer Kautschuk ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Monovinyl-Aren-konjugierten-Dien-Blockcopolymeren, Mono­ vinyl-Aren-Monoolefin-Blockcopolymeren und hydrierten Deri­ vaten solcher Blockcopolymeren, die mit geringen Mengen an hydrophobem Silika beschichtet oder umhüllt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an hydrophobem Silika 0,1 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Volumen des thermoplastischen Blockcopoly­ meren, beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an hydrophobem Silika 0,3 bis 0,7 Gew.-%, bezogen auf das Volumen der thermoplastischen, elastomeren Blockcopolymeren beträgt.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockcopolymeren thermoplastische, elastomere, lineare, Zweiblock-, Dreiblockpolymere und radiale oder verzweigte Polymere sind, ausgewählt aus der Gruppe beste­ hend aus wenigstens einem monovinylaromatischen Polymer­ block, verbunden mit einem elastomeren, konjugierten Dien- Polymerblock; wenigstens einem monovinylaromatischen Poly­ merblock und hydrierten Derivaten solcher Blockcopolymeren.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Blockpolymere wenigstens teilweise hydriert ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtelastomere monovinylaromatische Polymerblock wenigstens teilweise hydriert ist.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Blockcopolymere ausgewählt ist aus solchen mit der Konfiguration: Polystyrol-Polybutadien-Polystyrol, Polysty­ rol-Polyisopren-Polystyrol und Polystyrol-Poly-(Ethylen/ Butylen)/Polystyrol A-B-A Dreiblockcopolymere; Polystyrol- Polybutadien und Polystyrol-Polyisopren A-B radiale oder verzweigte Blockcopolymere; Polystyrol-Polybutadien, Poly­ styrol-Poly(Ethylen/Propylen) und Polystyrol-Poly(Ethylen/ Butylen) A-B Zweiblockcopolymere.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer nach Art eines Waschverfahrens in Kombina­ tion mit Wasser verwendet wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer in Form eines Filterbettes verwendet wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasch- und/oder Filterprozeß ein Filterbett aus einem Gemisch aus dem Polymer und Aktivkohle nachgeschaltet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch ein Füllkörpergranulat gegen Verblockung zugegeben wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Verblockungsmittel geblähtes Glas verwendet wird.

13. Verfahren zur Reinigung von mit flüchtigen Bestandteilen beladenen Luftströmen, wobei die Luftströme in mindestens einer Stufe mit einem Oxidationsverfahren behandelt werden, insbesondere nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, wobei im Oxidationsverfahren der kontaminierte Luftstrom zur Oxidation mit Ozon kontaktiert wird, wobei reines Ozon und/oder ein Ozon-Luftgemisch und/ oder ein Ozon-Sauerstoffgemisch verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Reaktionsbereitschaft Ozon vor oder während der Kontaktierung mit einer UV-Strahlung zerlegt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Luftstrom geringe Feuchtigkeitsmengen beigegeben werden.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsgas in Kombination mit einer Reaktorflüs­ sigkeit verwendet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktorflüssigkeit eine Säure verwendet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Säure Schwefelsäure verwendet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktorflüssigkeit Natronlauge verwendet wird.

20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsgas dem Luftstrom zugeführt wird.

21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsgas in die Flüssigkeit eingeleitet wird.

22. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsgasverfahren mit einem üblichen Oxida­ tionsverfahren kombiniert verwendet wird.

23. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, gekennzeichnet durch die Hintereinanderschaltung von zwei geschlossenen Reak­ tionsgefäßen, wobei im ersten Reaktionsgefäß eine Oxida­ tionsreaktion und im zweiten Reaktionsgefäß mindestens eine Absorptionsreaktion durchgeführt wird.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Reaktionsgefäß einen Konusboden (3) aufweist, der nach unten mit einem Auslauf (20) endet und nach oben zweckmäßigerweise einen Siebboden (4) aufweist, über dem der Flüssigkeitsspiegel einer Reaktorflüssigkeit (5) an­ geordnet ist, wobei die Reaktorflüssigkeit (5) mit einer von außen in das Gefäß gehenden Lufteinführleitung (1) in Verbindung steht, und wobei ein außerhalb des Gefäßes an­ geordneter Ozonisator (2) mit der Einführleitung (1) oder mit der Reaktorflüssigkeit (5) in Verbindung steht.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Reaktorflüssig­ keit (5) ein Siebboden (6) angeordnet ist, auf dem eine Füllkörperschicht (7) lagert, die mit einem weiteren Sieb­ boden (8) abgedeckt ist, wobei oberhalb des Siebbodens (8) eine Sprühanlage (8a) vorgesehen ist, die über eine Ver­ bindungsleitung (13) mit integrierter Pumpe mit dem Konus­ raum des Konusbodens (3) in Verbindung steht.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Sprühanlage ein UV-Strahler (9) angeordnet ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des UV-Strahlers (9) ein weiterer Siebboden (10) lagert, über dem ein Tropfenabscheider angeordnet ist.

28. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgefäß nach oben mit einem Luftaustritt (12) endet.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftaustritt (12) über eine Verbindungsleitung (12a) mit dem Konus (14) des zweiten Reaktionsgefäßes in Verbindung steht, wobei in diesem Reaktionsgefäß, das einen Auslaß (20a) entsprechend dem Auslaß (20) aufweist, ober­ halb des Konus eine Filterschicht (15) angeordnet ist, die als Absorptionsmittel im wesentlichen ein polymeres nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Polymerschicht ein Siebboden (16) angeord­ net ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 29 und/oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Siebbodens (16) ein Aktivkohle enthalten­ der Siebkorb angeordnet ist.

32. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Reaktorgefäß mit einem Auslaß (18) für den gereinigten Luftstrom ausgerüstet ist.