DE4401338A1 - Verfahren zum Ableiten eines Gas-Luftgemisches aus einem Raum - Google Patents
Verfahren zum Ableiten eines Gas-Luftgemisches aus einem RaumInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ableiten eines
toxischen Gas-Luftgemisches, das Sulfurylfluorid als
Wirkbestandteil enthält, aus einem Raum, in dem das Gas
zur Schädlingsbekämpfung wirksam war.
Ein derartiges Verfahren, bei dem das abgeleitete
Gas-Luftgemisch über einen Gaswäscher geführt wird, ist
aus der DE 42 05 459 A1 bekannt.
Zur Schädlingsbekämpfung werden die betreffenden Räume,
beispielsweise Kirchenraum, Museumsraum, Bibliotheksraum
oder Vorratslagerraum, begast. Ein solcher Raum ist oft
auch eine Kammer, in die der zu behandelnde Gegenstand
eingestellt wird oder die von dem zu behandelnden
Gegenstand aufgebaut wird. Nach der Einwirkungszeit des
Gases muß der Raum gelüftet werden. Es ist oft
unerwünscht, daß das Behandlungsgas einfach in die
Umgebung abgeleitet wird.
In dem Konferenzbericht "Proceedings of the 1st
International Conference on Insect Pests in the Urban
Environment", St. John′s College, Cambridge, 30. Juni bis
03. Juli 1993, ist in dem Artikel Dr. G. Binker "Report
on the first fumigation of a church in Europe using
sulfuryl fluoride", S. 51 bis 55, die Entwesung eines
Kirchenraums unter Einsatz von Sulfurylfluorid (SO₂F₂)
beschrieben. Sulfurylfluorid hat gegenüber dem bisher
vielfach verwendeten Methylbromid den Vorteil, daß es
nicht karzinogen ist und die Ozonschicht nicht
beeinflußt. Dennoch ist es aus Umweltschutzgründen
gelegentlich unerwünscht, einen so begasten Raum einfach
in die Umgebung zu entlüften, obwohl dabei die
Konzentration des Wirkbestandteils in der Luft sehr
niedrig ist.
Versuche haben gezeigt, daß das Sulfurylfluorid in einem
Gaswäscher nur sehr schlecht reagiert und in diesem kaum
zurückgehalten werden kann.
In der Literaturstelle "Journal of Chemical Physics",
Volume 54, Number 8, 15. April 1971, S. 3445 bis 3449 ist
die thermische Behandlung eines SO₂F₂-Argon- Gemisches
beschrieben, bei der SO₂F₂ gespalten wird. Ein derartiges
Verfahren eignet sich für das Verfahren der eingangs
genannten Art nicht.
Verfahren zum Cracken von Erdöl, also organischen
Produkten, sind bekannt. Bei dem bei dem Verfahren der
eingangs genannten Art vorliegenden Gas-Luftgemisch
handelt es sich nicht um ein solches organisches Produkt.
Es sind auch Verfahren zur katalytischen bzw. thermischen
Nachverbrennung von beispielsweise kohlenstoffhaltigen
Abgasen bekannt. Durch die Verbrennung wird die
Oxidationszahl erhöht. Dies kann bei SO₂F₂ nicht zum
gewünschten Ergebnis führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs
genannten Art vorzuschlagen, bei dem verhindert wird, daß
das Sulfurylfluorid im gasförmigen Zustand in die
Umgebung entweicht.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Verfahren der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das aus dem
Raum abgeleitete Gas-Luftgemisch thermisch so behandelt
wird, daß der Wirkbestandteil (SO₂F₂) wenigstens
überwiegend aufgespalten wird, und daß danach die
Spaltprodukte in einem Gaswäscher in einer basischen
Lösung neutralisiert oder in einem Filter ausgefiltert
werden.
Durch die thermische Behandlung zerfällt das
Sulfurylfluorid in verschiedene Spaltprodukte,
insbesondere SO₂, HF, F₂. Diese sind wesentlich
reaktionsfreudiger als SO₂F₂. Die Spaltprodukte werden in
der basischen Lösung des Gaswäschers sicher
neutralisiert. Die neutralisierte Lösung läßt sich in
flüssigem Zustand gezielt entsorgen. Es ist auch möglich,
die neutralisierte Lösung zu trocknen; dann ist eine
trockne Entsorgung möglich.
Die Spaltprodukte können auch in einem Filter,
beispielsweise Aluminiumoxid-Filter, ausgefiltert werden.
Insgesamt ist dadurch erreicht, daß das Sulfurylfluorid
und auch seine Spaltprodukte nicht in gasförmigem Zustand
in die Umgebung entweichen.
Die Verwendung eines Filters hat den Vorteil, daß sich
das Filtermaterial vergleichsweise einfach regenerieren
läßt. Demgegenüber wird die basische Lösung bei der
Reaktion mit den Spaltprodukten irreversibel verbraucht.
Eine Rückgewinnung einer funktionstüchtigen basischen
Lösung wäre aufwendig und unwirtschaftlich. Der Filter
dagegen läßt sich ausheizen oder nach Neutralisation
auswaschen.
Die in der Luft enthaltene Luftfeuchtigkeit fördert das
Entstehen von neutralisierbaren Spaltprodukten. Falls die
vorhandene Luftfeuchtigkeit nicht ausreicht, kann
zusätzlich Wasser eingedüst werden.
Das Sulfurylfluorid wird also nicht verbrannt, sondern es
wird einer Pyrolyse bzw. einer thermisch unterstützten
Reaktion mit Wasser unterworfen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.
Die Figur zeigt eine Anlage zur Durchführung des
Verfahrens schematisch.
In einem Raum (1), beispielsweise einem Kirchenraum,
befindet sich ein toxisches Gas-Luftgemisch, bestehend
aus Luft, Luftfeuchtigkeit und SO₂F₂, dem ggfs. als
Synergist CO₂ (Kohlendioxid) zugesetzt sein kann, in
einer Konzentration, die nach einer gewissen Zeit
Schädlinge abgetötet hat, die sich in
Einrichtungsgegenständen des Raumes (1) befinden. Der
Raum (1) ist in üblicher Weise abgedichtet. Er kann auch
so abgedichtet sein, wie dies in der DE 42 05 459 A1
beschrieben ist. Dort ist außen um den Raum (1) eine
weitere Abdichtung gelegt, wobei zwischen der inneren
Abdichtung und der äußeren Abdichtung ein Zwischenraum
besteht. Aus dem Raum (1) bzw. dem Zwischenraum soll das
Gas-Luftgemisch abgezogen werden. Hierfür wird an den
Raum (1) bzw. den Zwischenraum eine Leitung (2) mit einem
Sauggebläse angeschlossen. Die Leitung (2) wird über einen
Wärmetauscher (3) mit einem beheizbaren Reaktor (4)
verbunden.
Ausgangsseitig ist der Reaktor (4) über eine Leitung (5)
und den Wärmetauscher (3) an einen Gaswäscher (6)
angeschlossen, in dem sich eine basische Lösung,
beispielsweise Natronlauge, befindet.
Das Gas-Luftgemisch wird im Reaktor (4) so erhitzt, daß
das Sulfurylfluorid aufgespalten wird. Hierfür herrscht
im Reaktor (4) eine Temperatur zwischen 260°C und 2600°C,
insbesondere 800°C bis 1000°C. Zur Verbesserung der
Spaltreaktion kann im Reaktor (4) ein Katalysator
angeordnet werden. Die Temperatur wird so gewählt, daß
das Sulfurylfluorid (SO₂F₂) möglichst vollständig
gespalten wird.
Bei dieser thermischen Behandlung von Sulfurylfluorid
können im Prinzip drei Reaktionskomplexe ablaufen:
- 1. Reaktionskomplex:
SO₂F₂ → SO₂ + F₂
2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂
2SO₂ + O₂ → 2SO₃
SO₃ + H₂O → H₂SO₄ - 2. Reaktionskomplex:
2SO₂F₂ + 2H₂O → 2SO₂ + O₂ + 4HF
2SO₂ + O₂ → 2SO₃
SO₃ + H₂O → H₂SO₄ - 3. Reaktionskomplex:
SO₂F₂ + H₂O → HF + HSO₃F
HSO₃F + H₂O → HF + H₂SO₄
In die Reaktionen greift ersichtlich das Wasser der
Luftfeuchtigkeit stark ein. Die Zusammensetzung der
Spaltprodukte hängt wesentlich von der Temperatur und dem
Feuchtigkeitsgehalt der das SO₂F₂ enthaltenden Luft ab.
Die Oxidation des Schwefeldioxids zu Schwefeltrioxid
erfolgt teils durch Luftsauerstoff und teils durch den
bei der Reaktion gebildeten Sauerstoff. Die durch die
Reaktionen hauptsächlich entstehenden Spaltprodukte sind
SO₂, F₂ und HF.
Alle bei den genannten Reaktionen entstandenen
Spaltprodukte werden mit der Luft dem Gaswäscher (6)
zugeführt. In diesem werden sie - mit Ausnahme des
Sauerstoffs - aufgefangen bzw. neutralisiert, wobei im
Gaswäscher (6) folgende Reaktionen ablaufen:
SO₂ + 2NaOH → Na₂ SO₃ + H₂O
HF + NaOH → NaF + H₂O
F₂ + 2NaOH → 2NaF + 1/2 O₂ + H₂O
HSO₃F + NaOH → Na(SO₃F) + H₂O
HSO₃F + 3NaOH → NaF + Na₂SO₄ + 2H₂O
SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O
H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O.
HF + NaOH → NaF + H₂O
F₂ + 2NaOH → 2NaF + 1/2 O₂ + H₂O
HSO₃F + NaOH → Na(SO₃F) + H₂O
HSO₃F + 3NaOH → NaF + Na₂SO₄ + 2H₂O
SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O
H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O.
Die genannten Säure-Base-Reaktionen treten je nach den
Reaktionsbedingungen im vorhergehenden Spaltprozeß bzw.
dem Vorliegen der bei den dortigen Reaktionen
entstandenen Spaltprodukte auf.
Diese Reaktionen erfolgen schnell, da die genannten
Spaltprodukte mit der basischen Lösung heftiger reagieren
als es SO₂F₂ als solches tun würde.
Im Wärmetauscher (3) wird das in den Reaktor (4)
eintretende Gas-Luftgemisch von dem den Reaktor (4)
verlassenden, im Reaktor (4) aufgeheizten, Gas-Luftgemisch
vorerwärmt. Das in den Gaswäscher (6) eintretende
Gas-Luftgemisch soll eine Temperatur haben, die zwischen
der Raumtemperatur und etwa 80°C liegt.
Die neutralisierten Spaltprodukte liegen im Gaswäscher (6)
in gelöster Form vor, so daß sie diesen nicht über einen
Luftabzug (7) verlassen. Die neutralisierten Spaltprodukte
lassen sich in flüssiger Form gezielt entsorgen.
Wenn eine Entsorgung in trockener Form gewünscht ist,
wird die neutralisierte Lösung getrocknet.
Als basische Lösung im Gaswäscher (6) eignen sich auch
andere Laugen, beispielsweise Kalkmilch. Bei Anwesenheit
von Calcium-Ionen fällt im Gaswäscher (6) bei den
Reaktionen nahezu unlösliches Calciumfluorid (CaF₂) sowie
Calciumsulfat (CaSO₄) aus. Das Sulfurylfluorid wird damit
im Endergebnis in handhabbare, entsorgbare Feststoffe
überführt.
Es ist auch möglich, daß dem Sulfurylfluorid im Raum (1)
als Synergist Kohlendioxid zugesetzt ist. Das
Kohlendioxid beschleunigt die Atmung der Insekten und
erhöht damit indirekt die Wirksamkeit des
Sulfurylfluorids. Dadurch ist gleichzeitig die für die
Begasung notwendige Menge von Sulfurylfluorid reduziert.
Das Kohlendioxid wird zusammen mit der Luft und dem
Sulfurylfluorid aus dem Raum (1) abgeleitet. Wenn im
Reaktor (4) mit höheren Temperaturen als etwa 1200°C
gearbeitet wird, wird dem Reaktor (4) ein Vorfilter
vorgeschaltet, der das Kohlendioxid ausfiltert. Es ist
dadurch vermieden, daß sich das Kohlendioxid im
Reaktor (4) in giftiges Kohlenmonoxid umwandelt, was bei
Temperaturen über 1200°C geschehen würde. Die Verwendung
des Kohlendioxid-Vorfilters ist vor allem angezeigt, wenn
vergleichsweise große Mengen an Kohlendioxid,
beispielsweise mehr als 5 Vol.-%, zugesetzt sind.
Wird nicht mit einem Kohlendioxid-Vorfilter gearbeitet,
dann ist es zweckmäßig, wenn anstelle des Gaswäschers (6),
der eine basische Lösung enthält, ein Filter verwendet
wird, der die Spaltprodukte des Sulfurylfluorids
herausfiltert. Das Kohlendioxid tritt dann unverändert
durch den Filter hindurch. Würde, insbesondere bei großen
Kohlendioxidmengen, ein Gaswäscher mit einer basischen
Lösung verwendet, dann würde das Kohlendioxid selbst
einen großen Teil der basischen Lösung verbrauchen, was
unerwünscht ist. Denn die basische Lösung läßt sich nach
Gebrauch wirtschaftlich nicht als basische Lösung
rückgewinnen.
Claims (11)
1. Verfahren zum Ableiten eines toxischen
Gas-Luftgemisches, das Sulfurylfluorid als
Wirkbestandteil enthält, aus einem Raum, in dem das Gas
zur Schädlingsbekämpfung wirksam war,
dadurch gekennzeichnet,
daß das aus dem Raum abgeleitete Gas-Luftgemisch
thermisch so behandelt wird, daß der Wirkbestandteil
wenigstens überwiegend aufgespalten wird, und daß danach
die Spaltprodukte in einem Gaswäscher in einer basischen
Lösung neutralisiert oder in einem Filter ausgefiltert
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die thermische Behandlung bei einer Temperatur
zwischen 260°C und 2600°C, insbesondere zwischen 800°C
und 1000°C, erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die thermische Behandlung in Anwesenheit von H₂O,
insbesondere der Luftfeuchtigkeit des Gas-Luftgemisches,
erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die thermische Behandlung unter Katalyse mittels
eines Katalysators erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das die Spaltprodukte enthaltende Gas-Luftgemisch vor
dem Gaswäscher gekühlt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlung in einem Wärmetauscher erfolgt, der das
Gas-Luftgemisch vor der thermischen Behandlung
vorerwärmt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die basische Lösung nach der Reaktion mit den
Spaltprodukten getrocknet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die basische Lösung Natronlauge ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1
bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die basische Lösung Kalkmilch ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Sulfurylfluorid als Synergist Kohlendioxid
beigemischt ist und daß das Kohlendioxid in einem
Vorfilter vor der thermischen Behandlung ausgefiltert
wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1
bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Sulfurylfluorid als Synergist Kohlendioxid
beigemischt ist und daß das Kohlendioxid durch das die
Spaltprodukte ausfilternde Filter hindurchgelassen wird.
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- 1994-01-18 DE DE19944401338 patent/DE4401338C5/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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