DE4317964A1 - Verfahren und Vorrichtung zur plasmachemischen Bearbeitung von Schadstoffen und Materialien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur plasma­ chemischen Bearbeitung von Stoffen und Materialien, bei dem die Ausgangsstoffe als Reaktanden eine mit dielek­ trisch behinderten Entladungen beaufschlagte Strecke durchlaufen und Elektronenenergie von der Entladung auf die Reaktanden zur Aktivierung einer plasmachemischen Umsetzung übertragen wird, welche Energie eine Funktion des Produktes pxd mit p als Gasdruck und d als Schlagweite der Entladung ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf die zugehörige Vorrichtung, bei welcher die Reaktanden einen nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Ent­ ladung arbeitenden Plasmareaktor durchlaufen, mit einer Anordnung aus wenigstens zwei Elektroden und wenigstens einem dielektrischen Körper.

Das Phänomen der dielektrisch behinderten Entladung ist in der Fachliteratur auch unter den Bezeichnungen stille Entladung oder Barrierenentladung bekannt. Die stille Entladung wird beispielsweise zur Ozonerzeugung verwendet. Physik und Chemie speziell dieser Anwendung der stillen Entladung sind experimentell und theoretisch vielfältig untersucht.

Stille Entladungen werden zwischen Elektroden erzeugt, zwischen denen sich mindestens eine dielektrische Schicht oder ein dielektrischer Körper befindet, derart, daß eine Gasentladung von Metall zu Metall nicht möglich ist. In den meisten praktischen Fällen liegt eine dielektrische Schicht unmittelbar an einer oder beiden Elektroden an.

Stille Entladungen lassen sich über einen weiten Druckbereich (0,1 bar bis 10 bar), also insbesondere bei Atmosphärendruck, betreiben. Damit erübrigen sich Vakuum- oder Druckgefäße, und es läßt sich bei hinreichend hoher Strömungsgeschwindigkeit ein hoher Materialdurchsatz erzielen.

Da mindestens eine der Elektroden mit einem Dielektrikum bedeckt ist, kann höchstens der zur Aufladung der Kapa­ zität der Anordnung nötige Verschiebungsstrom fließen. Stille Entladungen werden daher mit Wechselstrom oder gepulst betrieben, wobei die Frequenz nahezu beliebig von der Netzfrequenz von 50 Hertz (Hz) bis in den Bereich von einigen 100 kHz variiert werden kann.

Steigt die elektrische Feldstärke im Entladungsraum über die Durchbruchfeldstärke, fließt ein Strom, der bei hin­ reichend hohem Gasdruck von einer Vielzahl statistisch verteilter Stromfäden (sog. Filamente bzw. Mikroentladun­ gen) getragen wird. Die dabei transportierten Ladungen sammeln sich auf den Dielektrika an, so daß sich ein elektrisches Feld aufbaut, das dem ursprünglichen Feld entgegengerichtet ist und dieses soweit schwächt, daß die Elektronenverluste durch Anlagerung die Elektronenerzeu­ gung durch Ionisation überwiegen, wodurch die Entladung zum Erliegen kommt.

Die Mikroentladungen sind transiente Entladungen, deren Lebensdauer von wenigen Nanosekunden (ns) bis zu einigen 100 ns reichen kann. Wegen der kurzen Lebensdauer des Plasmas und der erheblichen Trägheit der schweren Teilchen (Atome, Moleküle, Ionen) wird die in die Entladung einge­ brachte Energie zum weit überwiegenden Teil von den Elek­ tronen aufgenommen. Die Elektronen erreichen Temperaturen im Bereich einiger zehntausend K (mehrere eV), während die Temperatur der schweren Teilchen im Verlauf einer Einzel­ entladung nur unwesentlich von ihrer Ausgangstemperatur abweicht.

Plasmachemische Prozesse werden dadurch möglich, daß Elek­ tronen ihre Energie, die sie bei der Entladung erhalten, durch inelastische Stöße auf die Reaktanden übertragen. Dies geschieht um so effizienter, je genauer die mittlere Energie der Elektronen an die Aktivierungsenergie der gewünschten Reaktion angepaßt ist, und kann einen Wir­ kungsgrad von bis zu 90% erreichen.

Die mittlere Elektronenenergie hängt von der reduzierten Feldstärke E/n (E: elektrische Feldstärke, n: Gasdichte) in der Entladung ab, die ihrerseits eine Funktion des Produktes pxd aus dem Gasdruck p und der sog. Schlagweite ist. Da der Gasdruck p bei den meisten Anwendungen fest­ liegt, wobei p beispielsweise gleich dem Atmosphärendruck sein kann, ist im allgemeinen die Schlagweite d das Mittel der Wahl, die mittlere Elektronenenergie zu beeinflussen.

Gebräuchliche Apparaturen zur Erzeugung stiller Entladun­ gen haben entweder die vor allem in Ozonisatoren verwen­ dete koaxiale Geometrie oder die für Grundlagenunter­ suchungen und bei Excimerlampen bevorzugte planparallele Anordnung. In beiden Fällen wird bei der Konstruktion der Apparatur die Schlagweite d so vorgewählt, daß die Elek­ tronenenergie im gewünschten Bereich liegt.

Eine andere Art, stille Entladungen zu betreiben, besteht darin, zwischen zwei metallischen Elektroden eine lose Schüttung dielektrischer Körper, z. B. Keramikkugeln, ein­ zubringen, wie es u. a. in der US-PS 4 954 320 beschrieben wird. Diese Art des Plasmareaktors ist als "Packed Bed Reactor" bekannt.

In der nicht vorveröffentlichten DE-OS 43 31 581 wird ein Verfahren zur plasmachemischen Zersetzung und/oder Vernichtung von Schadstoffen, insbesondere zur Abgasreini­ gung von Verbrennungsmotoren oder anderen mit fossilem Treibstoff betriebenen Maschinen unter Einsatz von stillen Entladungen vorgeschlagen, wobei alle Betriebs­ größen der plasmachemischen Umsetzung in der Weise ge­ regelt werden, daß die erwünschte Spaltung der Schadstoffe maximiert und das Auftreten unerwünschter Reaktionen, ins­ besondere die Entstehung von Ozon, minimiert wird. Die dort beschriebene Vorrichtung soll vorzugsweise zur Abgas­ reinigung ausgelegt sein und hat eine Elektrodenanordnung mit einer Führung für die Schadstoffe einschließlich von Zuführungen für die Beimischungen und Mittel zur Regelung der elektrischen Leistung einerseits und zur Gewährlei­ stung einer definierten Temperatur der zu behandelnden Schadstoffe andererseits.

In der Praxis ist davon auszugehen, daß komplexere Reak­ tionen in Teilschritten erfolgen. Wenn die angestrebte plasmachemische Umsetzung aus zwei oder mehr Teilschritten besteht, die eine jeweils unterschiedliche Aktivierungs­ energie erfordern, oder wenn zwei unterschiedliche Reak­ tionen an den Komponenten eines Gemisches gewünscht wer­ den, müssen bisher jeweils Kompromisse geschlossen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzu­ geben und die zugehörige Vorrichtung zu schaffen, welche für komplexe plasmachemische Reaktionen einsetzbar sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß beim Durchlau­ fen der dielektrischen Entladung das Produkt pxd an die Aktivierungsenergie der gewünschten Reaktion angepaßt wird und räumlich und/oder zeitlich unterschiedliche Werte an­ nimmt. Vorzugsweise wird dabei der Gasdruck p der Schad­ stoffe konstant gehalten und die Schlagweite d der dielek­ trischen Entladung lokal verändert. Dadurch ist es mög­ lich, für komplexe Vorgänge plasmachemische Umsetzung oder Teilreaktionen derselben in Bereichen stattfinden zu las­ sen, die sich durch unterschiedliche mittlere Elektronen­ energien auszeichnen.

Vorzugsweise ist das Verfahren für die Zersetzung oder Vorrichtung von Schadstoffen geeignet. Als Schadstoffe kommen insbesondere die Abgase von Motoren oder Verbren­ nungsprodukte anderer mit fossilen Brennstoffen betrie­ bener Maschinen in Frage.

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des vorzugsweise angegebenen Verfahrens bilden vorteilhafterweise bei einem Plasmareaktor der eingangs genannten Art die Elektroden und/oder der dielektrische Körper ein Entladungsgefäß mit lokal unterschiedlichen Schlagweiten. In einfacher Weise kann dies durch eine entsprechende geometrische Ausformung wenigstens einer der Elektroden erreicht werden oder dadurch, daß innerhalb eines einzigen Entladungsgefäßes Dielektrika mit unterschiedlichen Dielektrizitätskon­ stanten eingesetzt werden.

Im Rahmen der Erfindung kann nunmehr erreicht werden, daß beispielsweise die Reaktanden für die plasmachemische Reaktion einem periodischen Wechsel der mittleren Elektro­ nenenergie ausgesetzt werden. Weiterhin kann die mittlere Elektronenenergie auch variierenden Eigenschaften, wie z. B. Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit und der Konzen­ tration der Reaktanden angepaßt werden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich in besonders einfacher Weise durch zwei konzentrische Elektroden, mit einer zentrischen ersten Elektrode und einer koaxialen zweiten Elektrode realisieren. Aber auch in ebener Anord­ nung mit gegenüberstehenden Plattenelektroden sind Aus­ führungsformen möglich.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Aus­ führungsbeispielen in Verbindung mit weiteren Unteransprü­ chen. Es zeigen die

Fig. 1 bis 8 jeweils in Schnittdarstellung unter­ schiedliche Ausführungsformen von Plasma­ reaktoren.

Die Fig. 1 bis 6 stellen Plasmareaktoren mit koaxialen Elektroden, Fig. 7 stellt einen Plasmareaktor aus zwei Plattenelektroden und Fig. 8 einen Plasmareaktor mit koaxialen Elektroden mit verdrillter bzw. ggf. gewendel­ ter innerer Elektrode dar, wobei die Reaktoren jeweils zur Durchführung des vorzugsweise für die Zersetzung von Schadstoffen angegebenen Verfahrens ausgelegt sind.

Die Figuren werden teilweise gemeinsam beschrieben. Bei der Beschreibung der einzelnen Figuren bedeutet i jeweils einen fortlaufenden Index zwischen 1 und n, wobei zur Vereinfachung der Darstellung im allgemeinen n = 3 bzw. n = 4 gewählt ist. Davon abgesehen kann n auch eine größe­ re Zahl sein, wodurch sich erheblich mehr Variationen er­ geben.

In Fig. 1 besteht ein Plasmareaktor 10 aus einem zylindrischen Rohr 12 der Länge L, das aus einem dielek­ trischen Material, wie Glas oder Keramik besteht, und koaxial eine Innenelektrode 14 auf ihrer gesamten Länge umschließt. Die Innenelektrode 14 ist in Fig. 1 ganz oder teilweise von einem Dielektrikum 15 in Form einer Schicht oder eines eng anliegenden Rohres ummantelt. Sie ist in axialer Richtung in n Bereiche der Länge l_i = L/n unter­ teilt, derart, daß ihr Durchmesser in benachbarten Berei­ chen i und i+1 unterschiedlich ist. Im Beispiel der Fig. 1 ist n = 4 gewählt.

Speziell in Fig. 1 nimmt der Durchmesser von einem Bereich i zum benachbarten Bereich i+1 stufenweise um jeweils den­ selben Betrag ab. Der Durchmesser der Innenelektrode 14 kann jedoch auch alternierend zwei verschiedene Werte, beispielsweise etwa D₁ für gerade i und D₂ < D₁ für unge­ rade i, annehmen. Es ist auch möglich, daß die n Berei­ che, in denen der Durchmesser D der Innenelektrode 14 je­ weils konstant ist, unterschiedliche Längen l₁, l₂ . . . l_n besitzen, wobei gilt: Σl_i = L. In allen Fällen ist der maximale Durchmesser der Innenelektrode einschließlich der in Fig. 1 vorhandenen dielektrischen Schicht 15 so gewählt, daß zwischen den Elektroden ein Spalt der Breite d_i verbleibt, die in den einzelnen Bereichen i unter­ schiedlich ist. Die Größe d_i realisiert jeweils die soge­ nannte Schlagweite.

Das dielektrische Rohr 12 wird außen formschlüssig von n Außenelektroden 16a, 16b bis 16d umschlossen, wobei jedem der n Bereiche der Innenelektrode 14 je eine Außen­ elektrode 16 gegenübersteht und wobei die Ränder benach­ barter Außenelektroden die Abstände a_i zueinander haben.

Letztere Abstände können voneinander verschieden sein. Die einzelnen Außenelektroden 16 werden vorteilhafterweise als metallische Schichten, z. B. durch Aufdampfen oder Plasma­ spritzen, hergestellt; sie können jedoch auch am Umfang des Rohres 12 enganliegende Metallstreifen oder Rohrab­ schnitte sein.

Zur Vermeidung von Entladungen zwischen benachbarten Außenelektroden sind an den Rändern Ringe 18 angebracht, die das Rohr 12 enganliegend umfassen. Deren Durchmesser ⌀ ist so gewählt, daß die elektrische Feldstärke auf der Ringoberfläche so niedrig wird, daß elektrische Entladun­ gen zwischen benachbarten Außenelektroden 16 nicht auf­ treten.

Die Ringe 18 können dadurch hergestellt sein, daß Spiral­ federn an ihren Enden so miteinander verschweißt werden, daß das auf diese Weise entstehende elastische Gebilde das Rohr 12 eng anliegend umschließen kann. Es ist möglich, mehreren benachbarten Bereichen der Innenelektrode 14 jeweils eine gemeinsame Außenelektrode 16 zuzuordnen. Beispielsweise stehen je zwei benachbarten Bereichen der Innenelektrode eine gemeinsame Außenelektrode 16 gegen­ über.

Die Ausbildung des Reaktorgefäßes gemäß Fig. 1 bewirkt, daß beim Durchlaufen des Schadstoffes durch den Reaktor 10 innerhalb des einzigen Reaktorgefäßes Bereiche mit unter­ schiedlichen Schlagweiten d_i für die stille Entladung zur Verfügung stehen. Diese können bei Bedarf in einfacher Weise dadurch aktiviert werden, daß an eine oder mehrere der Außenelektroden 16 die geeignete, d. h. die mindestens zum elektrischen Durchschlag führende Spannung angelegt wird.

In Fig. 2 ist ein koaxialer Plasmareaktor 20 gezeigt; bei dem eine Innenelektrode 24 als metallischer Zylinder der Länge L ausgebildet ist. Der Zylinder kann ein Hohlkörper sein und ist ganz oder teilweise mit der dielektrischen Schicht 15 ummantelt. Ein Rohr 22 der Länge L, das aus einem dielektrischen Material wie Glas oder Keramik besteht, umschließt die Innenelektrode 24 auf ihrer gesamten Länge. Das Rohr 22 ist in axialer Richtung in n Bereiche der Länge l_i = L/n unterteilt, wobei sein Innendurchmesser in benachbarten Bereichen i und i+1 unterschiedlich ist, wobei wiederum n = 4 ist. Der Innendurchmesser nimmt von einem Bereich i zum benach­ barten Bereich i+1 stufenweise um jeweils denselben Betrag ab. Der Innendurchmesser des Rohres 22 kann jedoch auch alternierend zwei verschiedene Werte, beispielsweise D₃ für gerade i und D₄ < D₃ für ungerade i, annehmen. Daneben können die n Bereiche, in denen der Innendurch­ messer D des Rohres 22 jeweils konstant ist, auch unter­ schiedliche Längen l₁, l₂, . . . , l_n besitzen, wobei jeweils gilt: Σl_i = L.

Das dielektrische Rohr 22 wird außen wiederum formschlüs­ sig von einer Außenelektrode umschlossen, die sich über die gesamte Reaktorlänge L erstreckt.

Im Reaktor 30 gemäß Fig. 3 umschließt ein Rohr 12 der Länge L entsprechend Fig. 1, das aus einem dielektrischen Material wie Glas oder Keramik besteht, konzentrisch eine metallische Innenelektrode 34 auf ihrer gesamten Länge. Die Innenelektrode 34 hat die Gestalt eines Kegelstumpfes, wobei ihr Durchmesser von einem Maximaldurchmesser D_max an der einen Seite der Innenelektrode 34 auf einen Wert D_min an ihrer anderen Seite abnimmt. Sie kann von einer dielektrischen Schicht 15 ummantelt sein. Die Schlagweite variiert dadurch kontinuierlich von einem Minimalwert d_min zu einem Maximalwert d_max.

Das dielektrische Rohr 12 wird entsprechend Fig. 1 form­ schlüssig von vier Außenelektroden 16a, 16b, 16c und 16d umschlossen, wenn n = 4 ist. Die Außenelektroden 16a bis 16d werden jeweils durch ein Paar von entsprechend Fig. 1 ausgebildeten Ringen 18 umfaßt.

In Fig. 4 ist eine Innenelektrode 44 eines koaxialen Reak­ tors 40 so gestaltet, daß ihr Durchmesser in axialer Richtung periodisch variiert, wobei die Gesamtlänge L der Innenelektrode 44 ein ganzzahliges Vielfaches einer Perio­ denlänge l_p ist. Der Querschnitt der Innenelektrode 44 hat hier das Profil einer Sägezahnkurve. Das Profil kann je­ doch auch durch eine beliebige andere periodische Funktion gegeben sein. Gegebenenfalls kann die Periodenlänge auch nicht konstant sein oder die Innenelektrode 44 ein nicht­ periodisch veränderliches Profil besitzen. Ansonsten ist der Reaktor 40, insbesondere mit der Realisierung der Außenelektrode, entsprechend den Fig. 1 und 3 ausge­ bildet.

In Fig. 5 ist ein koaxialer Plasmareaktor 50 gezeigt, der im wesentlichen wie Fig. 1 aufgebaut ist: Die Innenelek­ trode ist in axialer Richtung in n Bereiche (hier n = 3) unterschiedlicher Längen l_i unterteilt, wobei ihr Durch­ messer von einem Bereich i zum benachbarten Bereich i+1 stufenweise um jeweils denselben Betrag abnimmt mit Σl_i = L. In diesem Fall ist die Innenelektrode 54 von einem Di­ elektrikum 55 der Dielektrizitätskonstanten ε umgeben, das als Schicht oder als am Rohrumfang eng anliegendes Rohr­ stück ausgeführt sein kann. Die Dicke Δs_i des Dielektri­ kums ist in Fig. 5 in den n Bereichen unterschiedlich ge­ wählt, so daß sich dadurch eine örtlich unterschiedliche Wirkung der stillen Entladung ergibt. Die Innenelektrode 54 ist auf ihrer gesamten Länge L koaxial von einer durch­ gehenden zylindrischen Außenelektrode 56 umschlossen, die auf ihrer Innenseite mit einer dielektrischen Schicht 55 bedeckt sein kann.

Die Dicken Δs_i des Dielektrikums 55 in den Bereichen i können so vorgewählt werden, daß die elektrische Feldstär­ ke E_i im Bereich i gleich der Zündfeldstärke E_zi in diesem Bereich oder einer anderen vorgegebenen Feldstärke ist.

In Abwandlung bzw. Ergänzung zu Fig. 5 können die Bereiche i auch mit Dielektrika 55a, 55b bis 55n unterschiedlicher Dielektrizitätskonstanten ε_i beschichtet sein.

In Fig. 6 sind die Maßnahmen der Fig. 5 speziell auf die Außenelektrode 66 eines Reaktors 60 übertragen. Die Außen­ elektrode 66 ist hier in axialer Richtung in n Bereiche unterschiedlicher Länge l_i (hier n = 3) unterteilt, wobei ihr Innendurchmesser von einem Bereich i zum benachbarten Bereich i+1 stufenweise um jeweils denselben Betrag ab­ nimmt mit Σl_i = L. Die Außenelektrode 66 ist an ihrer Innenseite mit einem Dielektrikum 55 der Dielektrizitäts­ konstante ε beschichtet, wobei die Dicke Δs_i des Dielek­ trikums in den n Bereichen unterschiedlich gewählt ist. Die Außenelektrode 66 umschließt auf ihrer gesamten Länge L koaxial eine hohlzylindrische Innenelektrode 64, die auf ihrer Außenseite mit einer dielektrischen Schicht 63 be­ deckt sein kann.

Bei den Reaktoren 50 und 60 gemäß Fig. 5 und 6 ist beson­ ders vorteilhaft, daß Bereiche unterschiedlicher Schlag­ weiten d_i und damit unterschiedlicher mittlerer Elektro­ nenenergien vorhanden sind, wobei nur eine einzige gemein­ same Außenelektrode benötigt wird, so daß der Reaktor von einer einzigen, für alle Bereiche gleichen Spannung be­ trieben werden kann.

Die anhand der Fig. 1 bis 6 beschriebenen Merkmale können in entsprechender Weise für eine planare Geometrie ange­ wendet werden: In Fig. 7 ist ein koaxialer Reaktor 50 gemäß Fig. 5 in die planare Geometrie eines Reaktors 70 übertragen. Im einzelnen ist eine ebene Elektrode 76 mit der Länge L, die mit einem Dielektrikum 75 beschichtet sein kann, vorhanden. Dieser Elektrode 76 steht eine treppenformige Elektrode 74 mit n Stufen (hier n = 3) der Länge l_i gegenüber mit Σl_i = L. Die treppenförmige Elek­ trode 74 ist mit einem Dielektrikum 73a, b, c unterschied­ licher Dielektrizitätskonstanten ε_i beschichtet, wobei die Dicken Δs_i der Dielektrika auf den n Stufen vorteilhaft so gewählt sind, daß die elektrische Feldstärke E_zi im Bereich der Stufe i gleich der Zündfeldstärke E in diesem Bereich oder einer anderen vorgegebenen Feldstärke ist.

Eine Anordnung mit Plattenelektroden ergibt sich aus der koaxialen Anordnung für D → ∞. Aus der zeichnerischen Darstellung der Fig. 5 braucht also lediglich der Teil unterhalb der Symmetrielinie verwendet werden. Obwohl die planaren Anordnungen geometrisch einfacher erscheinen, hat sich in der Praxis gezeigt, daß die koaxialen Elektroden­ anordnungen leichter zu justieren sind. Gegebenenfalls lassen sich dabei durch gezielte Änderung der Zentrizität der inneren Elektrode und geeignete Wahl der Elektroden zueinander die Schlagweiten zusätzlich in axialer Richtung des Reaktors ändern.

In Fig. 8 ist ein Reaktor 80 mit koaxialer Anordnung aus innerer Elektrode 84 und äußerer Elektrode 86 dargestellt, bei dem die innere Elektrode 84 als Formkörper mit quadra­ tischem Querschnitt in der Rohrachse der äußeren Elektrode 86 verläuft und in Achsrichtung verdrillt ist. Entspre­ chend der Steigung der dadurch realisierten Schraubenlinie wird somit eine periodisch sich ändernde Schlagweite d im Reaktor 80 erreicht, wobei die Änderung stetig ohne Sprungstellen erfolgt. Die Oberfläche der inneren Elek­ trode 84 kann mit einem Dielektrikum belegt sein, was bei­ spielsweise durch Plasmaspritzen erfolgt. Vorteilhafter­ weise ist auch die innere Rohrwandung der äußeren Elek­ trode 84 mit einer konstanten Schicht 83 eines Dielektri­ kums versehen.

Alternativ zu Fig. 8 kann der Formkörper elliptischen Querschnitt haben, so daß keine singulären Bedingungen an Kanten auftreten. Ein ähnliches Ergebnis wird erreicht, wenn der Formkörper als Wendel mit rundem Querschnitt ausgebildet ist.

Claims (26)

1. Verfahren zur plasmachemischen Bearbeitung von Stoffen und Materialien, bei dem die Ausgangsstoffe als Reaktanden eine mit dielektrisch behinderten Entladungen beaufschlag­ te Strecke durchlaufen und zur Aktivierung einer plasma­ chemischen Umsetzung Elektronenenergie von der Entladung auf die Reaktanden übertragen wird, welche Energie eine Funktion des Produktes pxd mit p als Gasdruck und d als Schlagweite der dielektrischen Entladung ist, da­ durch gekennzeichnet, daß beim Durchlaufen der dielektrischen behinderten Entladung das Produkt pxd an die Aktivierungsenergie der gewünschten Reaktionen angepaßt wird und räumlich und/oder zeitlich unterschiedliche Werte annimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es zur Zersetzung und/oder Vernichtung von Schadstoffen angewendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die plas­ machemische Umsetzung oder Teilreaktionen derselben in Bereichen mit unterschiedlicher mittlerer Elektronen­ energie stattfinden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Reaktanden für die plasmachemische Umsetzung einem periodischen Wechsel der mittleren Elektronenenergie ausgesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß beim Durchlaufen der mit dielektrisch behinderten Entladungen beaufschlagten Strecke der Gasdruck der Schadstoffe konstant gehalten und die Schlagweite lokal verändert wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der die Reaktanden einen nach dem Prinzip der dielektrisch be­ hinderten Entladung arbeitenden Plasmareaktor durchlaufen, mit einer Anordnung aus wenigstens zwei Elektroden und wenigstens einem dielektrischen Körper, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (14, 24, 34, 44, 54; 16, 56, 64, 66, 74, 76, 84, 86) und/oder der dielektrische Körper (15, 55, 63, 73, 83) ein Ent­ ladungsgefäß (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80) mit lokal unterschiedlichen Schlagweiten (d_i) bilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die unterschiedlichen Schlagweiten (d_i) innerhalb des Entladungsgefäßes durch Ausformung wenigstens einer der Elektroden (14, 24, 34, 54, 16, 56) erreicht werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Schlagweiten (d_i) innerhalb des Ent­ ladungsgefäßes durch geeignete Wahl der Lage der Elek­ troden (14, 24, 34, 54, 16, 56) erreicht werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die unterschiedlichen Schlagweiten im Entladungsgefäß (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) durch Ausformung und/oder Ausbildung des dielektri­ schen Körpers (15, 55, 63) erreicht werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für die Ausbildung der dielektrischen Körper (55) Dielektrika (55a bis d) mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten (ε_i) verwendet werden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Elektroden (14, 24, 34, 44, 54, 16, 50) und/oder der dielektrische Körper (15, 55, 63) abschnittsweise unterschiedliche Abstände haben.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß koaxial ausgerichtete Elektroden (14, 16) mit wenigstens einer inneren und wenigstens einer äußeren Elektrode vorhanden sind und daß die innere Elektrode (14) einen abschnittsweise unter­ schiedlichen Durchmesser aufweist (Fig. 1).

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß koaxial ausgerichtete Elektroden (16, 24) mit wenigstens einer inneren und wenigstens einer äußeren Elektrode vorhanden sind und daß die äußere Elektrode (16) mit dem Dielektrikum (22) einen abschnittsweise unterschiedlichen Durchmesser aufweist (Fig. 2).

14. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich der Abstand der Elek­ troden untereinander und/oder der Abstand einer Elektrode zu dem auf der anderen Elektrode aufliegenden Dielektrikum stetig von einem ersten Wert zu einem zweiten Wert ändert (Fig. 3).

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß koaxial ausgerichtete Elektroden mit wenigstens einer inneren und wenigstens einer äußeren Elektrode vorhanden sind und daß die innere Elektrode sich von einem größeren Durchmesser stetig zu einem kleineren Durchmesser verjüngt (Fig. 3).

16. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich der Abstand der Elektroden zueinander einschließlich der ggf. aufliegen­ den Dielektrika abschnittsweise von einem ersten Wert als Ausgangsabstand zu einem zweiten Wert ändert und vom zweiten Abstandswert jeweils Sprungstellen zum Ausgangs­ abstand vorhanden sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß koaxial ausgerichtete Elektroden mit wenigstens einer inneren und wenigstens einer äußeren Elektrode vorhanden sind und daß die innere Elektrode in ihrem Durchmesser abschnittsweise variiert (Fig. 4).

18. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens eine Elektrode (64, 76) abschnittsweise mit Dielektrika unterschiedlicher Dicke und/oder unterschiedlicher Dielektrizitätskonstante (ε_i) belegt ist (Fig. 5-7).

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß koaxial ausgerichtete Elektroden (64, 66) mit wenigstens einer inneren und wenigstens einer äußeren Elektrode vorhanden sind und daß die äußere Elektrode (66) abschnittsweise einen unter­ schiedlichen Innendurchmesser aufweist und/oder ab­ schnittsweise mit Dielektrika unterschiedlicher Dielek­ trizitätskonstante (ε_i) belegt ist (Fig. 6).

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, 16 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwei plattenförmige Elektroden (74, 76) vorhanden sind, von denen eine abschnittsweise unterschiedliche Dicke hat bzw. mit Dielektrika unterschiedlicher Dicke (Δs_i) und/oder unterschiedlicher Dielektrizitätskonstanten (ε_i) belegt ist (Fig. 7).

21. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß koaxial ausgerichtete Elektroden (84, 86) mit wenigstens einer inneren und wenigstens einer äußeren Elektrode vorhanden sind, wobei die äußere Elektrode (84) rohrförmig mit konstanten oder abschnittsweise unterschiedlichem Durchmesser ausgebildet ist und die innere Elektrode (86) aus einem in der Rohr­ achse verlaufenden verdrillten oder gewendelten Formkörper besteht (Fig. 8).

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die äußere Elektrode (84) und/oder die innere Elektrode (86) mit einem Dielektrikum belegt ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß koaxial ausgerichtete Elektroden (14, 16) mit wenigstens einer inneren und wenigstens einer äußeren Elektrode vorhanden sind und daß die äußere Elektrode (16, 16a, 16b, 16c, 16d) an ihren Rändern von enganliegenden Ringen (18) um­ schlossen ist (Fig. 1-4).

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, gekenn­ zeichnet durch einen Durchmesser (⌀) der Ringe (18) derart, daß die elektrische Feldstärke auf ihrer Oberfläche niedrig ist, wodurch elektrische Entladungen im Außenraum des Plasmareaktors (10, 20, 30, 40) nicht auf­ treten.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ringe (18) an den Enden miteinander verschweißte Spiralfedern enthalten und daß jeweils ein so entstandenes elastisches Ringgebilde (18) die äußere Elektrode (16, 16a, 16b, 16c, 16d) an ihren Rändern enganliegend umschließt.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als äußere Elektrode ab­ schnittsweise einzelne Außenelektroden (16a, 16b, 16c, 16d) mit je einem Paar elastischer Ringgebilde (18) vor­ handen sind.