DE4441796A1

DE4441796A1 - Verfahren zum Ableiten eines toxischen Gas-Luftgemisches aus einem Behandlungsraum

Info

Publication number: DE4441796A1
Application number: DE19944441796
Authority: DE
Inventors: Hans Binker
Original assignee: Binker Materialschutz GmbH
Current assignee: Binker Materialschutz GmbH
Priority date: 1994-11-24
Filing date: 1994-11-24
Publication date: 1996-05-30

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ableiten eines toxischen Gas-Luftgemisches, das Sulfurylfluorid als Wirkbestandteil enthält, aus einem Behandlungsraum, in dem das Sulfurylfluorid zur Schädlingsbekämpfung während einer Einwirkungsdauer wirksam war.

Ein derartiges Verfahren, bei dem das abgeleitete Gas- Luftgemisch über einen Gaswäscher geführt wird, ist in der DE 42 05 459 A1 beschrieben.

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 um den zu behandelnden Gegenstand aufgebaut wird. Nach der Einwirkungszeit des Gases muß der Raum gelüftet werden. Toxische Gas- Luftgemische sollen selbst auch bei niedrigeren Konzentrationen nicht einfach in die Umgebungsluft entlassen werden.

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 durch 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 unerwünscht, einen so begasten Raum einfach in die Umgebung zu entlüften, obwohl dabei die Konzentration der Wirkbestandteile 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 älteren Patentanmeldung P 44 01 338 ist ein Verfahren zum Ableiten eines Sulfurylfluorid- Luftgemisches aus einem Behandlungsraum beschrieben. Das abgeleitete Gas-Luftgemisch wird so erhitzt, daß sich Sulfurylfluorid aufspaltet. Die Spaltprodukte lassen sich in einem Gaswäscher neutralisieren oder in einem Filter ausfiltern. Dieses Verfahren hat einen hohen Energiebedarf.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, durch das verhindert wird, daß der Wirkbestandteil in gasförmigem Zustand in die Umgebung entweicht, wobei das Verfahren ohne großen Energieeinsatz hinreichend schnell ablaufen soll.

Erfindungsgemäß ist obiges Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Behandlungsraum abgeleitete Sulfurylfluorid-Luftgemisch durch einen eine konzentrierte Lauge enthaltenden Apparat geleitet wird, wobei die Lauge mit dem Sulfurylfluorid reagiert und die Reaktionsprodukte im Apparat zurückgehalten werden.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß das gasförmige Sulfurylfluorid des Gemisches in der konzentrierten Lauge hinreichend schnell reagiert und wenigstens ein Teil der Reaktionsprodukte in der Lauge ausgefällt werden. Der Rest der Reaktionsprodukte bleibt in der Lauge gelöst. Bei entsprechenden Gegebenheiten verläßt den Apparat als gasförmiger Bestandteil nur Luft. Die Mutterlauge ist nach der Reaktion wiederverwertbar oder entsorgbar.

Günstig ist auch, daß sich das Sulfurylfluorid aus dem Gas-Luftgemisch ohne besonderen Energieeinsatz entfernen läßt. Das Verfahren läuft ohne besonderen Regelungsaufwand und ohne besondere Beaufsichtigung ab.

Das genannte Verfahren läßt sich auch einsetzen, wenn als Wirkbestandteil Carbonylsulfid (COS) verwendet wird. In diesem Falle muß nicht unbedingt mit einer konzentrierten Lauge gearbeitet werden. Es kann eine verdünnte Lauge verwendet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Die Fig. 1 bis 4 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele schematisch.

In einem abgedichteten Behandlungsraum (1), beispielsweise einer Kirche, befindet sich ein Sulfurylfluorid- Luftgemisch. Das Sulfurylfluorid wurde eingebracht, um Schädlinge in Kunstgegenständen abzutöten. Nach einer gewissen Einwirkdauer soll das Sulfurylfluorid aus dem Behandlungsraum (1) entfernt werden, ohne daß es direkt in die Umgebung gelangt.

An den Behandlungsraum (1) ist über eine Rohrleitung (2), in der ein Sauggebläse (3) angeordnet ist, ein Apparat (4) angeschlossen. Das Sauggebläse (3) kann auch Bestandteil des Apparates (4) sein. In diesem befindet sich konzentrierte Natronlauge in einem weit überstöchiometrischen Verhältnis zum Sulfurylfluoridanteil des Gas-Luftgemisches im Behandlungsraum (1). Die Natronlauge liegt bevorzugt in einer 50%igen Konzentration vor.

Der Apparat (4) weist einen Luftauslaß (5) auf.

Der Sulfurylfluorid-Anteil des mittels des Sauggebläses (3) in den Apparat (4) geleiteten Gas-Luftgemisches reagiert mit der Natronlauge nach folgender Formel:

SO₂F₂ + 4 NaOH(aq.) → Na₂SO₄+ 2 NaF + 2 H₂O

Bei der Reaktion fallen Natriumsulfat (Na₂SO₄), Natriumfluorsulfat (NaSO₃F) und Natriumfluorid (NaF) teilweise als feste Reaktionsprodukte in der Lauge aus und bleiben so im Apparat (4) zurück. Die Abluft kann über den Luftauslaß (5) in die Umgebung entlassen werden und enthält bei optimaler Auslegung des Apparates (4) kein Sulfurylfluorid sondern nur reine Luft.

Bei der genannten Reaktion laufen folgende Einzelschritte ab:

a) SO₂F₂+ NaOH → HSO₃F + NaF
b) HSO₃F + NaOH → NaSO₃F + H₂O
c) NaSO₃F + NaOH → NaSO₄H + NaF
d) NaHSO₄ + NaOH → Na₂SO₄ + H₂O.

Die Einzelschritte b) und d) laufen schneller ab als die Einzelschritte a) und c).

Bei der Ausführung nach Fig. 1, bei der der Luftauslaß (5) direkt in die Umgebungsluft mündet, kann am Luftauslaß (5) ein Fühler vorgesehen sein, der gasförmige Restbestandteile von Sulfurylfluorid in der Luft erfaßt.

Mittels des Fühlers läßt sich die Förderleistung des Sauggebläses (3) regeln bzw. reduzieren, wenn noch Restbestandteile von Sulfurylfluorid in der Abluft vorliegen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Luftauslaß (5) an den Behandlungsraum (1) angeschlossen. Die Luft bzw. Restbestandteile von Sulfurylfluorid werden dadurch im Kreislauf durch den Behandlungsraum (1) und den Apparat (4) geführt. Eine besondere Überwachung erübrigt sich hier. Nach einigen Stunden hat das gesamte Sulfurylfluorid im Apparat (4) abreagiert. Die Luft und eventuell nicht umgesetztes Sulfurylfluorid können dem Behandlungsraum (1) bedenkenlos zugeführt werden, da diese Abluft keine für die im Behandlungsraum stehenden Gegenstände, beispielsweise Kunstwerke, schädlichen Bestandteile enthält. Diese werden in jedem Fall in der Lauge festgehalten. Zur Sicherheit kann jedoch ein Tropfenabscheider oder Filter zwischen den Apparat (4) und den Behandlungsraum (1) zwischengeschaltet werden, um zu verhindern, daß unerwünschte Bestandteile in den Behandlungsraum gelangen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Sauggebläse (3) keinen nennenswerten Unterdruck im Behandlungsraum (1) erzeugt, sondern nur eine Umwälzung stattfindet, wobei der Sulfurylfluorid- Bestandteil der umgewälzten Luft ständig verringert wird, ohne daß Sulfurylfluorid über den Apparat (4) in die Atmosphäre gelangt.

Nachdem das Sulfurylfluorid im Apparat (4) abreagiert hat, läßt sich der Apparat (4) entfernen und die überschüssige Lauge mit den Reaktionsprodukten läßt sich für andere Verfahren weiterverwenden oder entsorgen. Die Abdichtung des Behandlungsraums (1) läßt sich dann abnehmen, wonach der Raum wieder normal zugängig ist.

Der Apparat (4) ist in den Figuren außerhalb des Behandlungsraumes (1) dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, den Apparat (4) direkt in dem Behandlungsraum (1) zu installieren.

Das beschriebene Verfahren läßt sich auch bei einer Abdichtungsanordnung verwenden, wobei zwischen einer ersten Abdichtung und einer zweiten Abdichtung ein Zwischenraum vorgesehen ist, wie dies in der DE 42 05 459 A1 beschrieben ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Apparat (4) in mehrere Teilapparate (4′) aufgeteilt, die in Reihe geschaltet sind. Es findet dabei eine stufenweise Reduktion der Sulfurylfluoridkonzentration durch die konzentrierte Natronlauge statt, dahingehend, daß eventuell nicht abreagierendes Sulfurylfluorid im nächsten Apparat (4′) abreagiert, falls die Kapazität des ersten Apparates (4) nicht ausreicht.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der Apparat (4) in mehrere, beispielsweise drei, parallelgeschaltete Teilapparate (4′′) aufgeteilt. Vor jedem Teilapparat (4′′) ist ein Ventil (6) vorgesehen. Mittels der Ventile (6) ist das Verfahren so steuerbar, daß entweder alle drei Teilapparate (4′′) gleichzeitig oder nacheinander durchströmt werden.

Auch bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 und 4 kann der Luftauslaß (5) in den Behandlungsraum (1) zurückgeführt sein.

Als Lauge läßt sich anstelle der konzentrierten wäßrigen Natronlauge z. B. auch konzentrierte wäßrige Kalilauge oder Calciumhydroxidlauge, Bariumhydroxidlauge oder wäßrige Calciumoxidlösung/-suspension verwenden. Bei Verwendung von Calciumoxid, Calciumhydroxid oder Bariumhydroxid bilden sich zum Teil schwer lösliche Fluoride und Sulfate, die die Reaktion der Lauge mit Sulfurylfluorid durch Verlagerung des chemischen Gleichgewichts beschleunigen. Als Lauge lassen sich auch konzentrierte stark alkalische alkoholische oder polyalkoholische Lösungen einsetzen. Auch ist stark alkalische Ammoniaklösung oder eine Lösung stark basischer Amine möglich. Ammoniak und Amine können sogar selbst mit Sulfurylfluorid reagieren.

Die Reaktion des Sulfurylfluorids mit der konzentrierten Lauge läßt sich dadurch beschleunigen, daß die Lauge auf eine Temperatur oberhalb der Raumtemperatur gebracht wird. Zur Beschleunigung der Reaktion können der Lauge auch katalytisch wirkende Nucleophile, beispielsweise Phenolat oder Cyanid, zugegeben werden.

Das beschriebene Verfahren ist auch bei der Verwendung von Carbonylsulfid als Wirkbestandteil einsetzbar. Das Carbonylsulfid wird in der Lauge, die hier nicht unbedingt konzentriert sein muß, nach der Formel:

COS + 4 NaOH → Na₂CO₃+ Na₂ S + 2 H₂O

umgesetzt. Hier können Na₂CO₃ und Na₂S in der Lauge teilweise als feste Bestandteile ausfallen; der Rest bleibt gelöst.

Claims

1. Verfahren zum Ableiten eines toxischen Gas- Luftgemisches, das Sulfurylfluorid als Wirkbestandteil enthält, aus einem Behandlungsraum, in dem das Sulfurylfluorid zur Schädlingsbekämpfung während einer Einwirkungsdauer wirksam war, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Behandlungsraum abgeleitete Sulfurylfluorid-Luftgemisch durch einen eine konzentrierte Lauge enthaltenden Apparat geleitet wird, wobei die Lauge mit dem Sulfurylfluorid reagiert und die Reaktionsprodukte im Apparat zurückgehalten werden.

2. Verfahren zum Ableiten eines toxischen Gas- Luftgemisches, das Carbonylsulfid als Wirkbestandteil enthält, aus einem Behandlungsraum, in dem das Carbonylsulfid zur Schädlingsbekämpfung während einer Einwirkungsdauer wirksam war, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Behandlungsraum abgeleitete Carbonylsulfid-Luftgemisch durch einen eine Lauge enthaltenden Apparat geleitet wird, wobei die Lauge mit dem Carbonylsulfid reagiert und die Reaktionsprodukte im Apparat zurückgehalten werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Apparat verlassende Luft in die Umgebung entlassen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Apparat verlassende Gas-Luftgemisch im Kreislauf in den Behandlungsraum zurückgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas-Luftgemisch dem Apparat mit derjenigen Temperatur zugeführt wird, die es im Behandlungsraum besitzt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauge wäßrige Natronlauge ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Natronlauge 10% bis 50% oder mehr beträgt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauge wäßrige Kalilauge oder Calciumhydroxidlauge, Bariumhydroxidlauge oder wäßriges Calciumoxid ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauge eine alkalische alkoholische oder polyalkoholische Lösung ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauge eine alkalische Ammoniaklösung oder eine Lösung basischer Amine ist.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauge über Raumtemperatur erwärmt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lauge Nucleophile zugesetzt sind.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Apparate (4′) vorgesehen sind, die in Reihe geschaltet sind.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Apparate (4′′) vorgesehen sind, die parallelgeschaltet sind und gleichzeitig oder nacheinander vom Gas-Luftgemisch durchströmt werden.