DE69019229T2

DE69019229T2 - Ozonspaltung.

Info

Publication number: DE69019229T2
Application number: DE69019229T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Nagano; Tadao Nakatsuji; Masahiro Tanaka; Kimihiko Yoshida; Masafumi Yoshimoto
Original assignee: Sakai Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Sakai Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1989-05-19
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2010-05-22
Also published as: EP0398766A1; EP0398766B1; DE69019229D1; US5158654A

Description

Diese Erfindung betrifft ein Reaktorelement zum Spalten von Ozon, das in einem Fluid wie beispielsweise Abwasser oder Abgas enthalten ist. Die Erfindung betrifft darüberhinaus ein Verfahren zum Spalten von Ozon und ein Verfahren zur Regeneration eines solchen Reaktorelementes.
Es sind unterschiedliche Verfahren zum Spalten von schädlichem, in der Luft enthaltenem Ozon vorgeschlagen worden, z. B. ein Adsorptionsverfahren, bei dem poröses Material wie beispielsweise Aktivkohle oder ein Zeolith-Katalysator benutzt wird, und ein oxidatives Spaltungsverfahren, bei dem ein Katalysator wie beispielsweise MnO&sub2; verwendet wird.
Die vorstehenden, bekannten Ozonspaltungsverfahren sind jedoch nicht zufriedenstellend. Das Adsorptionsverfahren hat den Nachteil, daß das Adsorbens häufig regeneriert werden muß, da es in seiner Adsorptionsfähigkeit begrenzt ist, so daß der Betrieb arbeitsaufwendig und kostspielig ist. In dem oxidativen Spaltungsverfahren haben die bekannten Katalysatoren eine ungenügende Ozonspaltungsaktivität und altern sehr schnell, wenn sie unter harten Bedingungen benutzt werden, z. B. wenn ein Gas behandelt wird, das eine hohe Konzentration an Ozon enthält, oder ein Gas mit einer hohen Raumgeschwindigkeit behandelt wird.
Die FR-A-2357297 offenbart die Entfernung von Ozon aus Gasmischungen durch einen Kontakt mit einem granularen Metalloxidkatalysator bei einer erhöhten Reaktionstemperatur. Die EP-A-0186477 offenbart Klimaanlagen-Wärmetauscher mit einem Ozonspaltungskatalysator auf der Oberfläche eines Warmlufteinlasses. Die DE-A-2415452 und die DE-U-G8518123.4 befassen sich nicht mit Ozonspaltung; erstere offenbart einen Katalysator mit einer Beschichtung aus katalytischem Material auf einem Metallsubstrat, das die Form eines Metallstreifens mit ebenen und gewellten Abschnitten hat, die aufgerollt sind, um Durchlässe für die Reaktionspartner und die Produkte zu schaffen, wobei elektrischer Strom durch den Metallstreifen geleitet wird, um den Katalysator aufzuheizen; letztere offenbart einen Filter/Katalysator für Gase und Fluide mit einem nichtmetallischen, synthetischen Substrat in Gestalt eines offenzelligen Schaums oder eines planaren Gitters (oder mehrerer übereinander angeordneter planarer Gitter), wobei die Schaumzellen oder Gitteröffnungen Durchlässe für Gas/Fluid schaffen, und mit einer katalytischen Metallbeschichtung. Fig. 8 zeigt verallgemeinert einen solchen Filter/Katalysator zwischen Elektroden zum unter Strom setzen des Filters/Katalysators, um ihn zu beheizen. Die DE-A-3636250 erwähnt ebenfalls keine Ozonspaltung; sie offenbart das Entfernen gasförmiger Verunreinigungen aus Abgas durch Oxidation in einem sauerstoffenthaltenden Strom über einem beheizten Metall, Metalloxid oder keramischen Katalysator, wobei der Katalysator periodisch in einem sauerstoffenthaltenden Strom bei einer erhöhten, jedoch niedrigeren Temperatur regeneriert wird.
Die Erfindung stellt einen verbesserten Ozonspaltungsprozeß und ein Reaktorelement und ein Verfahren zum Regenerieren eines solchen Reaktorelementes bereit.
Ein Ozonspaltungs-Reaktorelement gemäß der Erfindung weist auf,
(a) eine Katalysatorstruktur mit einem Substrat aus einem luftdurchlässigen, faserigen Bogen, der in sich oder auf sich einen Ozonspaltungskatalysator in einer Menge von 50 bis 250 Gew.-% bezogen auf den luftdurchlässigen, faserigen Bogen und stromleitendes Material in Form von Pulver, Fasern oder Whiskern in einer Menge trägt, daß die Katalysatorstruktur durch unter Strom setzen geheizt werden kann, und
(b) Elektroden, die an der Katalysatorstruktur zum unter Strom setzen der Struktur angebracht sind, um Ozon bei erhöhter Temperatur zu spalten.
Das faserige Bogensubstrat kann ein Gewebe oder ein Vlies sein; es kann aus organischen Fasern wie beispielsweise Polyesterfasern, Polyamidfasern oder Polyolefinfasern zusammengesetzt sein, oder aus anorganischen Fasern wie beispielsweise Glasfasern, Silikafasern, Aluminiumoxidsilizium(IV)-Oxid-Fasern oder Kohlefasern, oder aus einer Mischung aus zwei oder mehreren derselben.
Es ist bevorzugt, daß der verwendete faserige Bogen beständig gegenüber einer hohen Temperatur von mehr als 100ºC, besonders bevorzugt von mehr als 150ºC ist; bevorzugt weist er eine hohe Verarbeitbarkeit auf, da der faserige Bogen sehr oft in gewellte Bogen geformt und als solcher eingesetzt wird. Es ist bevorzugt, daß der faserige Bogen eine Luftdurchlässigkeit von 100 ml/cm².sec. bis 50 l/cm².sec. aufweist, wenn Ozon enthaltendes Fluid durch ihn geleitet werden soll; ist die Luftdurchlässigkeit geringer als 100 ml/cm².sec., kann der faserige Bogen eine große Ozonspaltungsrate aufweisen, jedoch führt dies zu einem hohen Druckverlust; ist die Luftdurchlässigkeit größer als 50 l/cm².sec., kommt es zu praktisch keinem Druckverlust, jedoch kann die Ozonspaltungsrate zu niedrig sein. Es ist bevorzugt, daß der eingesetzte faserige Bogen einen Leerraumanteil von nicht weniger als 85 % hat.
Jeder Ozonspaltungskatalysator kann verwendet werden. Er kann beispielsweise aus MnO&sub2;, MoO&sub3;, CuO, Fe&sub2;O&sub3;, Ag&sub2;O, NiO, Co&sub3;O&sub4;, WO&sub3;, V&sub2;O&sub5;, SnO&sub2;, Pt und Pd ausgewählt werden. Diese Katalysatoren können für sich oder als Mischung aus zwei oder mehreren verwendet werden.
Es kann als ein Katalysator beispielsweise ein binärer Katalysator wie etwa MNO&sub2;/TiO&sub2;, MnO&sub2;/Alkalimetalloxid oder MnO&sub2;/Erdalkalimetalloxid, oder ein Zeolith-Katalysator bestehend aus einem Zeolith mit einem Metalloxid verwendet werden, dessen Oxidbildungsenthalpie - ΔHof nicht mehr als 100 kcal (418,7 kJ)/Grammatom Sauerstoff beträgt.
Das gemäß der Erfindung eingesetzte stromleitende Material kann jedes Material mit elektrischem Widerstand sein, das Wärme erzeugt, wenn es unter Strom gesetzt wird. Somit kann als ein solches stromleitendes Material z. B. Graphit, Kohlefasern, Siliziumkarbid, Silber, eine Nickel-Chrom-Legierung, eine Chrom- Aluminiumlegierung oder rostfreier Stahl eingesetzt werden. Die getragenen stromleitenden Materialien können in Form von Pulver, Whiskern oder Fasern vorliegen.
Zunächst wird eine Katalysatorstruktur beschrieben, die aus einem faserigen Bogen besteht, der Katalysator und oder stromleitendes Material in sich oder auf sich trägt.
Der Katalysator wird von dem faserigen Bogen als ein Träger zusammen mit stromleitendem Material getragen, um eine Katalysatorstruktur zu bilden. Der faserige Bogen kann den Katalysator und das stromleitende Material gleichmäßig in dem Bogen verteilt oder als eine dünne Schicht gleichmäßig auf seiner Oberfläche haben. Ersteres ist insbesondere anwendbar auf die Herstellung der Katalysatorstruktur unter Verwendung eines faserigen Vliesbogens als Träger, wohingegen letzteres sowohl auf die Herstellung der Katalysatorstruktur unter Verwendung eines vliesartigen oder eines gewebten faserigen Bogens als Träger anwendbar ist. Der Bogen kann durch Untertauchen oder durch Waschbeschichtungsverfahren beladen werden; in einem Untertauchverfahren wird der faserige Bogen in eine Lösung eines Katalysatorvorläufers eingetaucht, um den faserigen Bogen mit der Lösung zu tränken, und wird dann getrocknet und kalziniert, um den Vorläufer in den Katalysator umzuwandeln. Der Vorläufer kann eine wasserlösliche Verbindung sein, beispielsweise Manganacetat, das durch Erhitzen in Manganoxide umgewandelt wird. In einem Waschbeschichtungsverfahren wird der faserige Bogen in ein Katalysatorslurry eingetaucht und wird dann getrocknet, um eine Katalysatorstruktur zu ergeben.
Der faserige Bogen trägt bevorzugt das stromleitende Material in einer Menge von 20 bis 60 Gew.-% bezogen auf den faserigen Bogen. Ist die Menge kleiner als etwa 20 Gew.-%, dann kann der faserige Bogen zu isolierend sein, um ausreichend beheizt zu werden, wenn er unter Strom gesetzt wird, wohingegen dann, wenn die Menge größer als etwa 60 Gew.-% ist, ein wirksamer Kontakt des Ozons mit dem Katalysator verhindert sein kann, was eine schlechte Ozonspaltungsrate ergibt.
Der faserige Bogen trägt geeigneterweise 50 bis 250 Gew.-% an Katalysator bezogen auf den faserigen Bogen. Ein Einsatz von mehr als 250 Gew.-% ergibt keinen besonderen Vorteil und ist vom wirtschaftlichen Standpunkt aus ziemlich unerwünscht; ist die Menge des von dem faserigen Bogen getragenen Katalysators kleiner als 50 Gew.-%, kann die Ozonspaltungsaktivität zu niedrig sein.
Wenn das Eintauch- oder Waschbeschichtungsverfahren zum Aufbringen des Katalysators auf einen Träger eingesetzt wird, kann auch ein faseriges Material aufgebracht werden. Jegliche Fasern können benutzt werden, vorausgesetzt, daß sie beständig gegen Ozon sind und gut von dem Träger angenommen werden. Die Fasern können ein großes Längen/Durchmesserverhältnis haben, wie beispielsweise Mullit-Keramikfasern, C oder E Glasfasern oder Fasern aus rostfreiem Stahl; oder ein kleines Längen/Durchmesserverhältnis wie beispielsweise Kaliumtitanatfasern oder Siliziumkarbidwhisker. Jedoch haben, unter dem Gesichtspunkt eines leichten Aufbringens und einer brauchbaren synergistischen Wirkung von katalytischer Spaltung und mechanischer Spaltung von Ozon mittels Fasern, die Fasern bevorzugt eine Länge von 0,1 bis 20 um und ein Längen/Durchmesserverhältnis von 10 bis 1000, wenn sie auf einem Träger aufgenommen sind. Die Fasern sind bevorzugt in einer Menge von 2 bis 20 Gew.-% bezogen auf die durch den Träger abgestützten Materialien vorhanden. Beträgt die Menge an Fasern mehr als 20 Gew.-%, können sie ungleichmäßig abgestützt sein und eine wirksame Ozonspaltung durch den Katalysator verhindern.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reaktorelementes ist,
Fig. 2 ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ozonspaltungsreaktor ist,
Fig. 3 eine räumliche Darstellung eines gewellten, erfindungsgemäßen Reaktorelementes ist,
Fig. 4 ein Längsschnitt durch einen anderen erfindungsgemäßen Ozonspaltungsreaktor ist,
Fig. 5 ein Längsschnitt durch einen weiteren erfindungsgemäßen Ozonspaltungsreaktor ist, und
Fig. 6 eine räumliche Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Reaktors ist.
Der Ausdruck "Katalysator" bedeutet hier aktive Komponenten, die eine Ozonspaltungsaktivität besitzen. Der Katalysator ist normalerweise durch einen Träger getragen, um zusammen mit anderen Additiven eine zum praktischen Gebrauch geeignete Katalysatorstruktur zu bilden. Diese Strukturen werden als Katalysatorstrukturen bezeichnet.
Fig. 1 zeigt ein Reaktorelement gemäß der Erfindung. Es umfaßt eine Katalysatorstruktur 10 bestehend aus einem permeablen faserigen Bogen 11, der einen Katalysator und stromleitendes Material trägt. Die Katalysatorstruktur ist als ein rechteckiger Bogen dargestellt und hat ein Paar an gegenüberliegenden Seiten angebrachte Elektroden 12. Jede Elektrode hat eine Stromleitung 13 zum Verbinden mit einer Stromquelle, so daß die Katalysatorstruktur 10 unter Strom gesetzt und geheizt werden kann.
Fig. 2 zeigt einen Ozonspaltungsreaktor gemäß der Erfindung unter Verwendung von Reaktorelementen gemäß Fig. 1. Der Reaktor 20 hat ein isolierendes Gehäuse 21, das einen axialen Durchlaß 22 zum Hindurchleiten eines Ozon enthaltenden Fluids aufweist. Der Reaktor weist eine Reihe der genannten Elemente mit Katalysatorstrukturen 10 auf, die sich quer durch den Durchlaß 22 erstrecken und die parallel und mit Abstand voneinander angeordnet sind. Das Fluid wird zwangsweise durch die Katalysatorstrukturen 10 geleitet, um Ozon in Kontakt mit dem Katalysator zu bringen, während die Strukturen über die Elektroden 12 (nicht dargestellt) durch unter Strom setzen beheizt werden.
Fig. 3 zeigt ein anderes Reaktorelement mit einer gewellten Katalysatorstruktur 30 aus gewelltem, durchlässigem faserigem Karton 31 und an gegenüberliegenden Seiten angebrachten Elektroden 32.
Jede Elektrode hat eine Stromleitung 33 zum Verbinden mit einer Stromquelle.
Fig. 4 illustriert einen Reaktor 40, bei dem die Elemente aus Fig. 3 in einem Gehäuse 41 auf dieselbe Art wie in Fig. 2 angeordnet sind.
Beim Betreiben des Reaktors wird die Katalysatorstruktur unter Strom gesetzt, so daß sie beheizt wird, während ein Ozon enthaltendes Fluid dazu gebracht wird, durch die Katalysatorstrukturen zu fließen, um den Katalysator zu berühren, so daß Ozon katalytisch bei erhöhter Temperatur gespalten wird.
Fig. 5 zeigt einen weiteren Reaktor 50 gemäß der Erfindung, bei dem eine Reihe der Reaktorelemente aus Fig. 1 in einem Gehäuse 51 parallel zueinander längs der Reaktorachse angeordnet sind, um zwischen den Katalysatorstrukturen 10 Durchlässe 52 zu bilden. Wenn dieser Reaktor eingesetzt wird, wird ein Ozon enthaltendes Gas längs der und in Kontakt mit den Katalysatorstrukturen durch die Durchlässe 52 des Gehäuses geführt, wobei die Katalysatorstrukturen über Elektroden 12 (nicht gezeigt) unter Strom gesetzt sind, so daß Ozon katalytisch bei erhöhter Temperatur gespalten wird.
Fig. 6 zeigt einen Reaktor 60, der ein Reaktorelement mit einer durchlässigen Katalysatorstruktur 61 aufweist, die in einem Gehäuse 62 wie ein Balg gefaltet ist. Ein Ozon enthaltendes Fluid wird dazu gebracht, wie durch Pfeile dargestellt, durch die Struktur zu fließen, während der Balg durch Elektroden (nicht dargestellt) unter Strom gesetzt ist.
Die Ozonspaltung kann bei einer Temperatur von z. B. nicht weniger als 20ºC durchgeführt werden, vorzugsweise bei einer Temperatur von 30 bis 90ºC. Wenn die Reaktionstemperatur niedriger als ungefähr 20ºC ist, können Oxide mit hohen Valenzen, die durch die Reaktion von Ozon mit dem Katalysator erzeugt werden, nicht gespalten werden und Sauerstoff kann sich in der Katalysatorstruktur ansammeln und die Ozonspaltungsrate des Reaktors verringern.
Die Reaktionstemperatur, bei der keine solche Verminderung der Reaktionsrate stattfindet, hängt von dem verwendeten Katalysator und der Menge von Ozon ab, die pro Zeiteinheit mit einer Katalysatoreinheit in Berührung gebracht wird. Diesbezüglich ist es nützlich, die Reaktionstemperatur bezogen auf einen CA-Wert zu bestimmen (CA = controlled atmosphere = kontrollierte Atmosphäre). Der CA-Wert ist hier als das Produkt der Ozonkonzentration (ppm) an einem Einlaß eines Reaktors und der Flächengeschwindigkeit von in den Reaktor eingeleitetem Abgas definiert und die Flächengeschwindigkeit ist definiert als der Wert der Raumgeschwindigkeit (h&supmin;¹) des Gases dividiert durch die Gasberührungsfläche pro Einheitsvolumen (m²/m³) der Katalysatorstruktur. Wird beispielsweise ein Abgas bei einem CA-Wert von 100000 mit einem MnO&sub2; Katalysator behandelt, so wird die Reaktion bei 60ºC durchgeführt. Wird ein binärer Katalysator aus MnO&sub2; (80 Gew.-%)/Ag&sub2;O (20 Gew.-%) eingesetzt, wird die Reaktion bei 55ºC durchgeführt, während bei einem ternären Katalysator aus MnO&sub2; (70 Gew.-%)/Ag&sub2;O (10 Gew.-%)/TiO&sub2; (20 Gew.-%) die Reaktion bei 40ºC durchgeführt wird. Wird andererseits ein Abgas bei einem CA-Wert von 1000 mit den vorgenannten Katalysatoren behandelt, kann die Reaktion bei Temperaturen von 55ºC bzw. 50ºC bzw. 35ºC durchgeführt werden.
Die Ozonspaltungsrate ist bei festen Reaktionstemperaturen und Ozonkonzentrationen von der Flächengeschwindigkeit abhängig, sie ändert sich jedoch auch abhängig von dem benutzten luftdurchlässigen Trägermaterial und seiner Luftdurchlässigkeit, und von der Art, in der das Katalysatormaterial in dem Gehäuse angeordnet ist. Eine genauere Beschreibung wird im folgenden anhand von Beispielen gegeben werden.
Wie vorstehend beschrieben, enthält der erfindungsgemäße Reaktor ein stromleitendes Material, so daß es unter Strom gesetzt wird und Ozon bei erhöhten Temperaturen in Kontakt mit dem Katalysator gebracht wird; Ozon kann mit einer hohen Geschwindigkeit zersetzt werden, während der Katalysator seine hohe Aktivität selbst unter harten Reaktionsbedingungen über eine lange Zeitdauer behält.
Als ein weiterer Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Regenerieren jedes der zuvor beschriebenen Ozonspaltungsreaktorelemente bereitgestellt, das umfaßt: unter Strom setzen und Beheizen der Katalysatorstruktur auf erhöhte Temperatur, um den Katalysator zu regenerieren.
Die Katalysatorstrukturen werden bevorzugt bei einer Temperatur von nicht weniger als ungefähr 20ºC eingesetzt, wie zuvor beschrieben worden ist. Jedoch wird immer noch häufig festgestellt, daß die Ozonspaltungsrate sich mit der Zeit verringert, wenn die Ozonspaltungsreaktion bei ungefähr 20ºC durchgeführt wird. Es kann aus irgendeinem Grund erforderlich sein, die Reaktion bei niedrigeren Temperaturen durchzuführen, da die Spaltungsrate sich umso schneller verringert, je härter die Reaktionsbedingungen sind.
Erfindungsgemäß wird jedoch die Katalysatorstruktur regeneriert durch unter Strom setzen und Beheizen der deaktivierten Katalysatorstruktur auf Temperaturen von vorzugsweise nicht weniger als ungefähr 40ºC, besonders bevorzugt von nicht weniger als ungefähr 50º C und äußerst bevorzugt nicht weniger als ungefähr 70ºC. Je höher die Temperatur ist, bei der die Katalysatorstruktur regeneriert wird, desto höher sind die erzielten Ozonspaltungsraten, so daß eine Spaltung über eine längere Zeitdauer durchgeführt werden kann, bevor die Katalysatorstruktur wieder auf ein vorbestimmtes Aktivitätsniveau deaktiviert ist.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele genauer beschrieben, sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt.

Beispiel 1

Eine Menge von 50 g eines ternären Katalysators aus MnO&sub2; (70 Gew.-%)/Ag&sub2;O (10 Gew.-%)/TiO&sub2; (10 Gew.-%) mit einer spezifischen Oberfläche von 32 m²/g und einer durchschnittlichen Partikelgröße von 50 um, 100 g Silika-Sol, 50 g Graphitpulver und Wasser wurden miteinander vermischt, um ein wässriges Slurry mit einem Feststoffgehalt von 100 g/l bereitzustellen.
Ein 30 mm x 35 mm Glastuch (L&sub5;&sub5;FT 10000 von Unitica M Glass K.K.) mit einer Luftdurchlässigkeit von 30 l/cm².sec. wurde in den Slurry eingetaucht und dann luftgetrocknet, um eine Katalysatorstruktur zu ergeben. Es wurde festgestellt, daß der Katalysator in einer Menge von 146 % bezogen auf den faserigen Bogen aufgenommen worden war.
Ein Paar Kupferelektroden wurde an den gegenüberliegenden 35 mm-Längsseiten des faserigen Bogens wie in Fig. 1 dargestellt angebracht. Es wurde festgestellt, daß die Katalysatorstruktur einen Widerstand von 210 Ω aufwies.
Sieben Katalysatorstrukturen wurden wie in Fig. 2 dargestellt in einem Gehäuse in festem Abstand angeordnet, so daß der Abstand von der ersten zur siebten Struktur 70 mm betrug, wodurch ein Reaktor mit einer Gaskontaktfläche von 100 m²/m³ bereitgestellt wurde.

Beispiel 2

Ein 30 mm x 35 mm keramischer, faseriger Bogen (Gewicht 90 g/m² und Dicke 5 mm von Oriental Asbestos K.K.) wurde in denselben Slurry wie aus Beispiel 1 eingetaucht und dann luftgetrocknet, um eine Katalysatorstruktur zu ergeben, die den Katalysator in einer Menge von 125 % bezogen auf den faserigen Bogen trug. Es wurde festgestellt, daß die Katalysatorstruktur einen Widerstand von 193 Ω aufwies.
Die Aktivität des Reaktors wurde wie folgt gemessen. Luft wurde in einen Ozongenerator eingeleitet, so daß die Luft Ozon in einer vorbestimmten Konzentration enthielt, und die Luft wurde dann zu dem Reaktor geleitet, während der Reaktor unter Strom gesetzt war. Die Ozonkonzentrationen in der Luft am Einlaß und am Auslaß des Reaktors wurden mit einem Ozonanalysator analysiert. Eine Ozonspaltungsrate (%) wurde basieend auf der Gleichung [(C&sub1;-C&sub2;)/C&sub1;] x 10, berechnet, wobei C&sub1; die Ozonkonzentration am Einlaß und C&sub2; die Ozonkonzentration am Auslaß ist. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 wiedergegeben.
Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich, ist die Ozonspaltungsrate umso höher und die Katalysatorstruktur umso dauerhafter, je höher die Temperatur der Katalysatorstruktur ist.

Beispiel 3

Es wurde Luft enthaltend 1000 ppm Ozon hergestellt und die Luft wurde durch denselben Reaktor wie in Beispiel 1 bei einem CA-Wert von 10000 und 20ºC geleitet. Die Ozonspaltungsrate wurde alle 10 Stunden gemessen. Die Ergebnisse sind in der Spalte des Katalysators "wie hergestellt" wiedergegeben. Je länger die Zeitdauer war, während der die Ozonspaltung durchgeführt wurde, desto mehr war der Katalysator deaktiviert.
Als separates Experiment wurde derselbe Reaktor wie in Beispiel 1 unter Strom gesetzt und alle 10 Stunden auf 50ºC beheizt, um den Katalysator zu regenerieren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben. Der Katalysator wurde alle 10 Stunden auf eine Aktivität von über 99 % regeneriert. TABELLE 1 Temperatur (ºC) Ozonkonzentration am Reaktoreinlaß (ppm) Ozonspaltungsrate (%) Katalysatorstruktur Gas am Auslaß des Reaktors CA-Wert Anfänglich Nach 100 h Nach 1000 h Beispiel TABELLE 2 Ozonspaltungsrate (%) Reaktionszeit (h) Wie hergestellt Vor Beheizung Nach Beheizung

Claims

1. Ozonspaltungs-Reaktorelement, welches aufweist

(a) eine Katalysatorstruktur (10, 30, 60) mit einem Substrat aus einem luftdurchlässigen, faserigen Bogen (11, 31), der in sich oder auf sich einen Ozonspaltungskatalysator in einer Menge von 50 bis 250 Gew.-% bezogen auf den luftdurchlässigen, faserigen Bogen und stromleitendes Material in Form von Pulver, Fasern oder Whiskern in einer Menge trägt, daß die Katalysatorstruktur durch unter Strom setzen geheizt werden kann, und

(b) Elektroden (12, 32), die an der Katalysatorstruktur zum unter Strom setzen der Struktur angebracht sind, um Ozon bei erhöhter Temperatur zu spalten.

2. Element nach Anspruch 1,

bei dem der luftdurchlässige, faserige Bogen (11, 31) auf sich oder in sich von 20 bis 60 Gew.-% des stromleitenden Materials bezogen auf den luftdurchlässigen, faserigen Bogen trägt.

3. Element nach Anspruch 1 oder 2,

bei dem der faserige Bogen ein gewellter faseriger Bogen (31) ist.

4. Element nach Anspruch 1 oder 2 oder 3,

bei dem der luftdurchlässige, faserige Bogen (11, 31) den Katalysator und das stromleitende Material gleichmäßig in sich verteilt hat oder auf seiner Oberfläche trägt.

5. Verfahren zum Spalten von in einem Fluid enthaltenen Ozon, wobei das Verfahren umfaßt ein in Berührung bringen des Fluids mit einem Ozonspaltungs-Reaktorelement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche unter gleichzeitigem unter Strom setzen und Heizen der Katalysatorstruktur, um Ozon bei erhöhter Temperatur zu spalten.

6. Verfahren nach Anspruch 3,

bei dem das Fluid durch oder entlang der Katalysatorstruktur geführt wird.

7. Verfahren zum Regenerieren eines gebrauchten Ozonspaltungs-Reaktorelements gemäß Anspruch 1 oder 3,

wobei das Verfahren umfaßt ein unter Strom setzen und Heizen der Katalysatorstruktur auf eine erhöhte Temperatur, um den Katalysator zu regenerieren.

8. Verfahren nach Anspruch 7,

bei dem die Regeneration bei einer Temperatur von 40 bis 70ºC durchgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,

bei dem der luftdurchlässige, faserige Bogen von 20 bis 60 Gew.-% des stromleitenden Materials bezogen auf den luftdurchlässigen, faserigen Bogen trägt.

10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 oder 9,

bei dem der luftdurchlässige, faserige Bogen den gebrauchten Katalysator und das stromleitende Material gleichmäßig in sich verteilt hat oder auf seiner Oberfläche trägt.