DE69403618T2

DE69403618T2 - Verfahren zum Zusammenführen eines Gasstroms mit einer Flüssigphase, Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, und Anwendungen

Info

Publication number: DE69403618T2
Application number: DE69403618T
Authority: DE
Inventors: Jean Gignier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1994-12-15
Publication date: 1997-10-02
Anticipated expiration: 2014-12-16
Also published as: FR2713955B1; EP0659474B2; FR2713955A1; ATE153876T1; DE69403618T3; EP0659474B1; DE69403618D1; EP0659474A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet des In-Kontakt- Bringens eines Gasstroms mit einer flüssigen Phase. Ihr Ziel ist insbesondere ein verbessertes Verfahren sowie verbesserte Vorrichtungen zum Herstellen eines Kontakts zwischen einerseits einem Gas und andererseits einer flussigen Phase, bei der es sich entweder um eine homogene Flüssigkeit oder um eine Flüssigkeit, die suspendierte feste Teilchen enthält, handeln kann, zum Zwecke der Fixierung bestimmter Bestandteile des Gases in der flüssigen Phase.
Ein weiteres Ziel der Erfindung sind die Anwendungen des Verfahrens und der Vorrichtungen. Ein erstes Anwendungsbeispiel ist die Reinigung von Gasen, wobei die Erfindung insbesondere zum Fixieren von Bestandteilen interessant ist, die in geringen Konzentrationen in dem Gas vorhanden sind, da die gründliche Entfernung solcher Bestandteile zur Zeit sehr schwierig ist und nur zum Teil gelingt.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel besteht darin, in der flüssigen Phase chemische oder physikochemische Reaktionen durchzuführen, d.h. mit der Flüssigkeit selbst oder mit einem in der Flüssigkeit suspendierten Feststoff. In diesem Fall stellt die Erfindung besonders wirkungsvolle chemische oder biochemische Reaktoren bereit. Ausführlichere Beispiele für solche Reaktoren werden weiter unten angegeben.
Verschiedene Gas/Flüssigkeit-Kontaktvorrichtungen sind dem Fachmann wohlbekannt.
Dazu gehören Böden verschiedener bekannter Typen: Glockenböden, Ventilböden oder Siebböden, die für die Operationen der Destillation, Absorption oder des Strippens verwendet werden. Diese Operationen sind rein physikalische und zielen darauf ab, einen Bestandteil einer Phase bevorzugt in die andere überzuführen, wobei man sich die Unterschiede der Partialdrücke der verschiedenen Bestandteile zunutze macht. Dazu bedarf es keiner großen Flüssigkeitsvolumina auf dem Boden, und die Dicke der Flüssigkeit liegt im allgemeinen unter 100 mm. Größere Dicken wären übrigens auch hinderlich, vor allem bei den Böden des Sieb oder Ventiltyps, bei denen die Flüssigkeit nur durch den Druck des Gases, das durch die Löcher oder Ventile strömt, auf dem Boden gehalten wird und man eine "Gleichlaufschwankung" vermeiden möchte, die das methodische Fließen der Flüssigkeit auf dem Boden kurzschließen würde. Außerdem stört die Gegenwart von Feststoffen auf solchen Böden die Leistungsfähigkeit der Operation erheblich.
Weitere Gas/Flüssigkeit-Kontaktvorrichtungen bestehen aus Behältern oder Kolonnen, in die im unteren Teil Gas eingeblasen wird. Zur Verbesserung des Kontakts verwendet man mechanische Rührer, oder aber man sorgt für eine Bewegung der Flüssigkeit durch Lufteinpressen aufgrund von Trennungen zwischen einer belüfteten Zone und einer nicht belüfteten Rückflußzone. Ein anderes Rührverfahren ist in der Französischen Patentanmeldung 91.05.830 beschrieben, die unter der Nr. 2676375 veröffentlicht ist; dort sorgt die Geometrie des Behälters selbst für eine Zirkulation. In allen diesen Vorrichtungen beträgt das Verhältnis Höhe/Durchmesser der Vorrichtung in der Praxis wenigstens 1 und liegt am häufigsten darüber und zuweilen sogar sehr weit darüber (bis zu 100). Außerdem gewährleisten diese Vorrichtungen selbst nicht, wie die Böden, von sich aus eine methodische Zirkulation der Flüssigkeit von einer Zuführung bis zu einem Ablauf. Schließlich sind der Druckverlust bei der Luft und damit die notwendige Kompressionsleistung hoch, was erhebliche Kosten mit sich bringt.
Als Dokumente, die den Stand der Technik auf dem Gebiet des In- Kontakt-Bringens eines Gases mit einer Flüssigkeit erläutern, kann zum Beispiel auch auf die folgenden Dokumente Bezug genommen werden.
Das sehr alte Französische Patent FR-A-594.488 besöhreibt in sehr allgemeiner Weise ein Verfahren zur Absorption und Reinigung von Gas sowie Vorrichtungen zu seiner Durchführung. Gemäß diesem Dokument wird das Gas mit einer Flüssigkeit und einem Feststoff in Kontakt gebracht, wobei die Verwendung des letzteren unverzichtbar ist. Aus diesem Grund umfassen die Vorrichtungen stets besondere Mittel, um die Diffusion des Gases zu gewährleisten und um den Feststoff zu tragen. Außerdem enthält dieses Dokument keine konkrete Lehre zu den Parametern, die notwendigerweise gewählt werden müssen, um eine gründliche Reinigung des Gases oder die Durchführung bestimmter chemischer oder biochemischer Reaktionen zu gewährleisten, bei denen der in der flüssigen Phase suspendierte Feststoff eine katalytische Wirkung ausübt oder an einer chemischen oder biochemischen Reaktion beteiligt ist. Schließlich enthält das Dokument FR-A-594.488 keine Lehre zum Erreichen eines innigen Kontaktes zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit ohne die Anwesenheit eines Feststoffs.
Das Patent EP-A-0543579 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, deren Aufgabe insbesondere die Entfernung von Pestizidrückständen aus dem Wasser ist. Mit anderen Worten, dieses Dokument betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Wasser. Das Verfahren besteht darin, Aktivkohleteilchen zu verwenden, die in dem zu behandelnden Wasser in Suspension gehalten werden. Eines der Mittel, um die Suspendierung der Aktivkohle in der Flüssigkeit zu gewährleisten, besteht darin, daß man einen Belüftungsgasstrom vorsieht, der im unteren Teil der Zone, die das zu behandelnde Wasser enthält, eingeführt wird. Bei einem solchen Verfahren spielt der Gasstrom keine andere Rolle, als die Aktivkohle in Suspension zu halten, da das Dokument keine Lehre enthält, die die Behandlung von Bestandteilen beträfe, die in dem Gas enthalten sind. Aus der Beschreibung des Patents EP-A-0 543 579 geht klar hervor, daß der in der flüssigen Phase suspendierte Feststoff, also die Aktivkohlen im Wasser, das wesentliche und unverzichtbare Mittel des Verfahrens bildet. Aus diesem Dokument läßt sich kein Hinweis auf ein Gasreinigungsverfahren entnehmen, bei dem man das zu behandelnde Gas mit einer flüssigen Phase in Kontakt bringt, die keinen suspendierten Feststoff enthält.
Das Patent JP-A-62.258.727 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, deren spezielle Aufgabe die Behandlung von Abgasen ist, um sie zu entschwefeln und Staub daraus zu entfernen. Das Verfahren besteht darin, daß man das zu behandelnde Gas, das insbesondere SO&sub2; als Verunreinigung enthält, gleichzeitig mit einem sauerstoffhaltigen Gas, wie Luft, in ein flüssiges Medium bestimmter Zusammensetzung einbläst, wobei man Vorkehrungen trifft, um in der Flüssigkeit einen maximalen Sulfitgehalt aufrechtzuerhalten. Die flüssige Phase enthält Calciumverbindungen, die mit Schwefeldioxid reagieren können. Die Mittel des In-Kontakt- Bringens des Gases mit der Flüssigkeit sind traditionell und beinhalten ein einfaches Einblasen des Gases in die Flüssigkeit. Die Reaktionszone umfaßt keine perforierte Platte, die die Flüssigkeit und den Teil, wo das zu behandelnde Gas eingeleitet wird, voneinander trennt. Es ist klar, daß die Lehre des Patents JP-A-62.258.727 aufein Verfahren beschränkt ist, bei dem das zu reinigende Gas zusammen mit einem sauerstoffhaltigen Gas, wie Luft, direkt in die Flüssigkeit einströmt.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben kurz angesprochenen Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
Sie erlaubt es, einen Gas/Flüssigkeit-Kontakt unter Bedingungen zu gewährleisten, die durch keines der bestehenden Systeme realisiert werden. Sie schafft Leistungen, die sich hinsichtlich der möglichen Geometrien genauso als überraschend erwiesen haben wie hinsichtlich der Wirksamkeit der Stoffübertragung von der Gasphase in die flüssige Phase.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Fixieren gasformiger Bestandteile, die in einem Gasstrom enthalten sind, durch In-Kontakt-Bringen desselben mit einer homogenen oder heterogenen flüssigen Phase bereitzustellen, wobei sich dieses Verfahren zum Beispiel auf die Fixierung schädlicher oder störender Lösungsmittel, die in industriellen Abgasen enthalten sind, anwenden läßt.
Es ist noch ein weiteres Ziel der Erfindung, chemische und biochemische Reaktionen durchzuführen, zum Beispiel chemische Reaktionen mit homogener oder heterogener Katalyse.
In ihrer allgemeinen Form betrifft die Erfindung ein Verfahren zum In-Kontakt-Bringen eines Gasstroms mit einer flüssigen Phase, wobei wenigstens bestimmte Bestandteile des Gasstromes durch die flüssige Phase fixiert werden können, wobei das Verfahren darin besteht, daß man das Gas in wenigstens eine Zone einleitet, die die flüssige Phase enthält, wobei der untere Teil der Zone eine perforierte Platte umfaßt, wobei der Gasstrom dazu gebracht wird, daß er die Platte von unten nach oben durchströmt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Höhe der Zone auf einem Wert von über 200 mm und unter 1 m gehalten wird und daß die Gesamtoberfläche der Perforationen der Platte zwischen 1/40 und 1/300 des für die Perforationen verfügbaren horizontalen Querschnitts liegt.
Wie bereits angemerkt, bezeichnet der Ausdruck "flüssige Phase" im Sinne der vorliegenden Beschreibung sowohl ein homogenes flüssiges Medium als auch ein heterogenes flüssiges Medium, das suspendierte feste Teilchen enthält.
In einer einfachen und vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der flussigen Fixierungsphase um ein wäßriges Medium.
Die Erfindung ist nicht auf einen Modus der Fixierung der Bestandteile des Gasstromes und der flüssigen Phase eingeschränkt. Diese Fixierung kann tatsächlich physikalisch, chemisch oder physiko-chemisch sein. Es kann sich um eine Absorption, eine Adsorption, eine Auflösung oder eine chemische Reaktion im eigentlichen Sinne handeln.
Das Verfahren der Erfindung beinhaltet eine Fixierungszone, deren horizontaler Boden mit Löchern zum Durchlassen des Gases durchbohrt ist, mit einer Höhe der Flüssigkeit von über 200 mm und bis zu einem Meter, aber vorzugsweise zwischen 300 und 400 mm. Diese Höhe der Flüssigkeit ist viel größer als die, die bei den in der Literatur beschriebenen Siebböden verwendet wird, wobei die Rechenverfahren empfehlen, 100 mm als äußerste Obergrenze nicht zu überschreiten, und vorzugsweise Höhen von 50 bis 100 mm empfehlen (Ludwig, 2. Aufl., Gulf Publishing Corp.). Andererseits liegt die Gesamtoberfläche der Perforationen gemäß der Erfindung zwischen 1/40 und 1/300 der gesamten für die Perforationen verfügbaren Oberfläche, während dieses Verhältnis bei den bekannten Siebböden im Bereich von 1/6 bis 1/14 liegt.
Außerdem unterscheidet sich die Erfindung auch insofern stark von den durch die mechanischen Rührer oder durch "Lufteinpressen" erhaltenen Rührkapazitäten, als das Verhältnis Höhe der Flüssigkeit/Durchmesser der Fixierungszone bei den industriellen Vorrichtungen weit unter 1 liegt: zum Beispiel 0,1 für eine Vorrichtung von 3 m Durchmesser mit einer Höhe der Flüssigkeit von 300 mm.
Gemäß einem anderen vorteilhaften Merkmal der Erfindung haben die einzelnen Perforationen Oberflächen, die innerhalb einer Spanne von 0,5 bis 3,5 mm² liegen. Die Form dieser Perforationen ist gleichgültig, wobei es am praktischsten ist, kreisförmige Perforationen zu verwenden. Diese Abmessungen der Perforationen unterscheiden sich erheblich von denen, die zur Zeit in Siebböden verwendet werden, wo Durchmesser von 3 mm oder 1/8" (Oberfläche 7 mm²) als Minimum angesehen werden (Chem. Eng. Progress, Juli 1993 - S. 71-77), wobei die am allgemeinsten empfohlenen Abmessungen im Bereich von 5-10 mm liegen, was einer Oberfläche von 19 bis 78 mm² entspricht, die sogar 127 mm² erreichen kann.
Gemäß der Erfindung können die verwendbaren Gasdurchsätze in einem sehr weiten Bereich variieren. Wenn man den Durchsatz durch die auf den Gesamtquerschnitt der Fixierungszone bezogene Geschwindigkeit ausdrückt, kann letztere so gering wie 0,1 m/s sein und kann 1 m/s erreichen. Diese Zahlen gelten für Luft von Atmosphärendruck und müssen also für andere Gase oder andere Drücke gemäß den bekannten Beziehungen (in erster Näherung proportional dem Kehrwert der Quadratwurzel der Dichte des Gases) angepaßt werden.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß unter solchen Bedingungen trotz des starken Druckes der Flüssigkeit auf den Perforationen keine "Gleichlaufschwankung" beobachtet wurde und daß dieses günstige Ergebnis bei festen Teilchen mit einer höheren Dichte als Wasser, deren Abmessungen unterhalb des Durchmessers der Perforationen liegen kann, beibehalten wird. Mit solchen Feststoffen erhält man eine relativ homogene flüssig/fest-Phase, die durch das hindurchströmende Gas durchmischt wird. Die mittlere Dichte einer solchen Suspension kann groß sein: zum Beispiel kann das vor dem Einführen in die Fixierungszone gemessene Gesamtvolumen der Feststoffe bis zu 75% des Volumens der Zone betragen (wobei 50 bis 70% die bevorzugte Spanne ist). Dies ist sehr vorteilhaft, wenn der Feststoff eine Rolle bei der Reaktion spielt, wobei man die in der Flüssigkeit absorbierte(n) Verbindung(en) vom Gasstrom aus einsetzen möchte: mineralischer oder biologischer Katalysator (Träger mit immobilisierten Enzymen oder mit Mikroorganismen).
Die Höhen der Flüssigkeit können groß sein, zum Beispiel in der Größenordnung eines Meters, wie oben erwähnt, aber je nach den anderen Merkmalen der Erfindung ist es interesssanter, diese Höhe aufzuteilen und sich auf Höhen zwischen 200 und 600 mm und vorzugsweise zwischen 300 und 400 mm zu beschränken.
Wenn die oben definierte Fixierungszone auch von einer nicht erneuerten Flüssigkeit besetzt sein kann, ist es tatsächlich auch möglich und im allgemeinen vorteilhaft, diese Flüssigkeit zwischen einer Eintrittszone, die zum Beispiel durch einen Verteiler definiert ist, und einer gegenüberliegenden Austrittszone, die durch einen Ablauf definiert ist, zirkulieren zu lassen. So kann man die Flüssigkeit erneuern, wobei der Feststoff an Ort und Stelle bleibt, was für ein System der heterogenen Katalyse vorteilhaft ist. Diese Zirkulation der Flüssigkeit erlaubt es, bequem Nebenoperationen durchzuführen, wie Erhitzen oder Abkühlen, Einführung von Reagentien, von löslichen Katalysatoren, wie einem Enzym, oder auch Entzug von Reaktionsprodukten oder Nebenprodukten, vor allem bei biologischen Reinigungsverfahren in industriellen Medien.
Diese Möglichkeit der Zirkulation der Flüssigkeit macht die Staffelung der Kontaktetagen vorteilhaft, um die Abreicherung der zu fixierenden Bestandteile zu verbessern. Daher wird man die Höhe der Flüssigkeit in jeder der Etagen beschränken, wodurch man die oben genannten Bereiche von 300 bis 400 mm erhält, die sich für eine gute Fixierung von Bestandteilen, die sich in Lösung bringen lassen, als ausreichend erwiesen haben.
So verwendet man gemäß der Erfindung mit Vorteil eine Vielzahl von Fixierungszonen, wobei der zu behandelnde Gasstrom diese Zonen nacheinander durchströmt.
Was diese Fixierung durch den Gasstrom herangetragener flüchtiger Verbindungen in der Flüssigkeit betrifft, zeigen die Literaturstellen, die sich mit den bekannten Materialien befassen (Böden der üblichen Typen, die für Absorptionsoperationen verwendet werden), daß die Steigung der Kurve des Gleichgewichts zwischen Flüssigkeit und Gas ein Parameter ist, der einen bestimmenden Einfluß auf die Ausbeute der Absorption hat, d.h. auf das Verhältnis zwischen der effektiven Konzentrationsänderung im Gas und der, die man erreichen würde, wenn das austretende Gas mit der Flüssigkeit, die den Boden verläßt, im Gleichgewicht wäre. Zum Beispiel weisen Walker und Sherwood (Ind. Eng. Chem. 33, 5. 93 (1941)) darauf hin, daß die Ausbeute der Absorption für die Absorption einer flüchtigen Verbindung in Wasser, für die die Steigung der Gleichgewichtskurve 0,20 beträgt (wie im Falle von Ethanol bei 15ºC), 90% ist, während diese Ausbeute für eine Steigung der Gleichgewichtskurve von 200 (wie im Falle von Toluol bei 15ºC) auf 6% fällt. Mit anderen Worten, die Ausbeute der Absorption beträgt ein Fünfzehntel.
Versuche zur Fixierung von Verbindungen, die sehr unterschiedliche Affinitäten zu der verwendeten Flüssigkeit haben, führten zu dem überraschenden Ergebnis, daß das Fixierungsniveau dank der Erfindung für alle diese Verbindungen im wesentlichen gleich dem theoretischen Maximum ist, d.h. daß die Konzentration jedes untersuchten Bestandteils in dem Gas weitgehend dem physikalischen Gleichgewicht mit der Konzentration desselben Bestandteils in der Flüssigkeit entsprach.
Daraus folgt, daß bei der Durchführung von Reaktionen innerhalb der Flüssigkeit oder beim Kontakt mit den festen Teilchen (katalytische oder biochemische Wirkung der letzteren), bei denen der (bzw. die) aus dem Gas fixierte(n) Bestandteil(e) verbraucht wird, die Fixierung dieser Bestandteile zunimmt und der Gehalt in dem Gas, das aus der betrachteten Kontaktetage austritt, noch im Gleichgewicht mit dieser reduzierten Konzentration in der Flüssigkeit sein wird.
Die Erfindung ist also sehr gut für den Fall geeignet, daß das Ziel darin besteht, die ursprünglich in dem Gas vorhandenen Bestandteile abzureichern. Die Verwendung mehrerer Etagen in Serie ist also besonders wirkungsvoll.
Die Typen der Reaktionen, die durchgeführt werden können, sind vielfältig:
- chemische Reaktionen mit homogener Katalyse, wobei die reagierenden Stoffe erneuert und die Reaktionsprodukte in der Schleife der Zirkulation entfernt werden können;
- chemische Reaktionen mit heterogener Katalyse;
- biochemische Reaktionen in flüssiger Phase: lösliche Enzyme oder Mikroorganismen, die gleichmäßig in der Flüssigkeit verteilt sind;
- biochemische Reaktionen in heterogener Phase mit Enzymen oder Mikroorganismen, die auf einem Träger immobilisiert sind.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Reinigung industrieller Gase, für die Entfernung gasförmiger Lösungsmittel, die in der Atmosphäre der Herstellungswerke enthalten sind, für die Reinigung von Gasgemischen, für die Entfernung chlorierter Lösungsmittel aus der Atmosphäre von Bleichanstalten oder von industriellen Färbereien, für die Reinigung der Atmosphäre von Garagen, die mit Erdölprodukten belastet sind, sowie allgemein der Atmosphäre, die in die Umläufe von Klimaanlagen der großen Bürogebäude zurückgeführt wird.
Man kann so Lösungsmittel oder gasförmige Substanzen entfernen, die in der Atmosphäre vorhanden sind und für den Menschen schädlich sein oder die Herstellungsverfahren stören können.
Gemäß der Erfindung kann die flüssige Fixierungsphase einen löslichen, zum Beispiel ein wasserlösliches Enzym, oder einen suspendierten Katalysator enthalten, zum Beispiel in einer wäßrigen Phase dispergierte Mikroorganismen im Zustand der freien Zellen.
Gemäß der Erfindung kann es sich bei den auf der perforierten Platte abgelagerten festen Teilchen, falls vorhanden, um Zeolithe, Aluminiumoxid, poröse Puzzolanerden und allgemein um in Wasser unlösliche Teilchen handeln, die eine gute mechanische Festigkeit zeigen und einen chemischen oder biochemischen Katalysator zu absorbieren vermögen.
Der Typ des auf den unlöslichen Teilchen absorbierten Katalysators umfaßt metallische Oxidationskatalysatoren, Oxidase-Enzyme, Peroxidase-Enzyme, Proteasen, Lipasen, Carboxypeptidasen und/oder Esterasen. Es kann sich auch um Mikroorganismen handeln, die die festen Teilchen besiedeln und solche Enzyme mitbringen oder erzeugen.
Unter einem andeten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens, wobei die Vorrichtung wenigstens einen Behälter, der die Flüssigkeit enthalten soll, eine mit Perforationen durchbohrte horizontale Platte, die sich im Innern des Behälters erstreckt und diesen in einen oberen Teil und einen unteren Teil trennt, wobei die Flüssigkeit im oberen Teil oberhalb der Platte gehalten wird, ein Rohr, um das zu behandelnde Gas in den unteren Teil zu leiten, so daß das Gas von unten nach oben zirkuliert, so daß es durch die Perforationen der Platte strömt und mit der Flüssigkeit in Kontakt kommt, sowie Mittel zum Absaugen des behandelten Gases im oberen Teil umfaßt.
Nach einer ergänzenden Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung Mittel umfassen, um zusätzliche Flüssigkeit in den oberen Teil des Behälters zu leiten, sowie Mittel, um einen Teil der Flüssigkeit des oberen Teils des Behälters abzusaugen.
Für eine kontinuierliche oder haibkontinuierliche Funktion umfaßt die Vorrichtung Mittel zur Rückgewinnung des aus dem Behälter austretenden Gases, um es in den unteren Teil unter der perforierten Platte zurückzuführen, wobei die zusätzliche Flüssigkeit portionsweise oder kontinuierlich eingeleitet wird.
Nach einer unter praktischen Gesichtspunkten interessanten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung eine Vielzahl von Behältern, die ein Etagensystem bilden, wobei das aus der unteren Etage oder dem unteren Behälter kommende Gas nacheinander durch die oberen Etagen strömt, bevor es aus der letzten Etage abgesaugt wird, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Zirkulation der zusätzlichen Flüssigkeit und der abgesaugten Flüssigkeit in jeder Etage zu gewährleisten.
Gemäß der Erfindung ist die Anzahl der perforierten Platten oder Siebböden nicht eingeschränkt. Je nach den Schwierigkeiten und je nach den Erfordernissen der Fixierung kann die Vorrichtung zwei oder mehr Siebböden umfassen.
Auf diese Weise durchströmt der Gasstrom eine erste perforierte Platte, auf der die homogene oder heterogene flüssige Phase gehalten wird, das bereits gereinigte Gas durchströmt anschließend einen zweiten Siebboden, der eine flüssige Phase trägt, die die gleiche wie die über die erste Platte zirkulierende oder eine davon verschiedene ist, und so weiter über die verschiedenen Etagen, bis die Gasphase völlig von den gasförmigen Substanzen befreit ist, die man entfernen möchte.
Man wird beobachten, daß, um den Anforderungen der Erfindung zu genügen, insbesondere in ihrer Anwendung auf eine Vorrichtung für biochemische Reaktionen, bei denen die feste Suspension die Rolle eines Biokatalysators spielt, die Zirkulation der Flüssigkeit in einem Etagensystem im wesentlichen das Ziel hat, die Konzentrationen in jeder Etage zu homogenisieren und auch die Temperatur zu regulieren.
In einem System mit mehreren Etagen kann sich die Zirkulation der Flüssigkeit gleichermaßen individuell auf dem Niveau jeder Etage abspielen, wobei dann ein Teil der Flüssigkeit zurückgeführt wird, um als zusätzliche Flüssigkeit zu dienen, oder man kann als Variante auch Flüssigkeitsverbindungen zwischen jeder Etage vorsehen, so daß man ein Kaskadensystem erhält. Solche Ausführungen obliegen dem Fachmann und brauchen nicht ausführlicher beschrieben zu werden.
Die Erfindung wird noch anhand der folgenden Beispiele, ohne in irgendeiner Weise darauf beschränkt zu sein, sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, bei denen:
Figur 1 schematisch einen senkrechten Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt.
Figur 2 ist ein Schema analog Figur 1 einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung mit Etagen, wobei die Flüssigkeit kaskadenartig zirkuliert.
Figur 3 stellt noch eine andere Variante der Ausführung der Vorrichtung mit mehreren Etagen dar, wobei die Flüssigkeit in jeder Etage zirkuliert.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die durch Figur 1 dargestellt wird, hat diese die Form eines parallelepipedischen Behälters 1 mit quadratischem Querschnitt. Er besteht insbesondere aus einem durchsichtigen Material, wie Polymethylmethacrylat, zum Beispiel dem unter der Bezeichnung "Altuglas" bekannten, Polycarbonat oder Glas. Er weist zwei Teile 1a, 1b auf, die durch eine perforierte Metallplatte 2 voneinander getrennt sind. Das zu reinigende Gas tritt im unteren Teil 1a des Behälters durch eine Zutrittsdüse 3 ein. Dann durchströmt es die perforierte Platte 2, die eine große Zahl von Öffnungen 8 umfaßt, deren Durchmesser ungefähr 2 mm beträgt.
Selbstverständlich kann die Vorrichtung auch aus anderen Materialien hergestellt werden oder andere geometrische Formen aufweisen.
Auf der perforierten Platte 2 ist ein Bett aus festen Teilchen angeordnet, die aus Zeolithen oder aus Alumosilicat gebildet sind.
Die Abmessungen der Teilchen werden so gewählt, daß diese beweglich sind.
Die Reinigungsflüssigkeit tritt im oberen Teil 1b seitlich durch die Einmündung 4 ein. Außerdem wird auf dem oberen Teil 1b des Behälters ein Dichtungsdeckel 5 angebracht, der eine zentrale Öffnung 6 trägt, die das gereinigte Gas austreten läßt und es erlaubt, den Gasdruck einzustellen. Der Deckel kann Vorrichtungen zur Regulierung oder zur Probenahme (Druck, Temperatur ...) tragen.
Am Boden der Vorrichtung ermöglicht ein seitlicher Ansatz 7 die Entnahme der beladenen Flüssigkeit.
Es empfiehlt sich, daß die suspendierten Teilchen nicht durch eine kräftige Bewegung aufgerührt werden. So ist der Kontakt zwischen den festen Teilchen, die zum Beispiel als Katalysatoren fungieren, und den zu fixierenden Substanzen in dem Gas optimal.
Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform wird die Zirkulation der Fluide kontinuierlich durchgeführt, bis die Gesamtmenge des zu behandelnden Gases durchgetreten ist. Für Wartungsoperationen kann es erforderlich sein, den Gasstrom zu verlangsamen oder sogar ganz anzuhalten; die mit zu fixierenden Substanzen beladene Flüssigkeit kann dann durch einen unteren seitlichen Ansatz, der auf den Zeichnungen nicht dargestellt ist, abfließen.
Der Behlter 1 besteht vorteilhafterweise aus zwei Volumina, die sehr genau aufeinanderpassen. Nach der Reinigungsreaktion, wenn der Durchtritt der Fluide angehalten wurde, kann man die beiden Volumina auseinandernehmen und die mit Katalysator beladenen festen Teilchen zurückgewinnen.
Die suspendierte feste Substanz kann je nach Lage der Dinge reaktiviert oder wiederaufbereitet werden, so daß sie in einem neuen Reinigungsprozeß erneut verwendet werden kann.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform, die in Figur 2 dargestellt ist, umfaßt die Vorrichtung zwei Fixierungsetagen 9 und 10, die im oberen Volumen 12 einen Eintritt 4 für die Flüssigkeit 11 und im unteren Teil des Volumens 13 der unteren Etage 10 einen Gaseintritt 3 aufweisen. Ein Ansatz 7, der in das Volumen 13 eingelassen ist, erlaubt den Austritt der Flüssigkeit, die für die Fixierung diente. Die Vorrichtung umfaßt zwei perforierte Metallplatten 2 und 2', die Öffnungen 8, 8' aufweisen, so daß der eingeleitete Gasstrom zuerst die erste perforierte Platte 2', auf der sich eine Suspension von Absorptionsteilchen in der Fixierungsflüssigkeit befindet, und dann die zweite perforierte Platte 2 durchströmt, die selbst von einer Schicht aus Fixierungsflüssigkeit bedeckt ist, die durch den Eintrittsansatz 4 eingeleitet wird.
Diese beiden Reinigungsetagen erlauben eine optimale Fixierung der in der Gasphase enthaltenen gasförmigen Bestandteile, die man entfernen möchte.
Eine weitere Ausführungsform des Systems mit mehreren Etagen ist in Figur 3 dargestellt. Die Vorrichtung umfaßt zwei Fixierungszonen 100a und 100b sowie drei übereinandergelagerte Volumina 101, 102 und 103. Die Volumina 101 und 102 sind in ihrem unteren Teil durch eine perforierte Platte 118 bzw. 128 begrenzt, die nach den weiter oben beschriebenen Merkmalen realisiert ist. Die Flüssigkeit, die suspendierte Feststoffe enthält oder nicht enthält, wird oberhalb dieser Platten zurückgehalten, ohne daß Flüssigkeit oder feste Körnchen durch den Gasfluß, der von unten nach oben verläuft, in das untere Volumen entweichen. Die Höhen der Flüssigkeit in jedem der Volumina liegen in den oben angegebenen Bereichen. Sie werden durch die Überläufe 119 und 129 bestimmt. Eine Zirkulation im Kreislauf durch jedes der Volumina wird durch die Pumpen 117 und 127 gewährleistet. Die Flüssigkeiten werden durch die Rohre 112 und 122 aus den durch die Überläufe begrenzten Austrittskompartimenten aufgenommen und über die Eintrittsrohre 111 und 121 zurückgeführt. Gegenüber den letzteren sorgt eine Ablenkplatte 130, 131 für eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit über die gesamte Breite des Volumens.
In das untere Volumen 103 wird das zu behandelnde Gas durch das Rohr 132 eingeleitet.
Die Durchsätze der Flüssigkeitszirkulation sind so groß, daß die Retentionszeit pro Passage in der Größenordnung von einigen Minuten liegt. Man kann jedem der Kreisläufe 112, 122 Flüssigkeit 114 und/oder 124 zuführen, Abläufe 115 und/oder 125 sowie eine Verbindung 116 zwischen den Kreisläufen bereitstellen. Diese sekundären Durchsätze sind im Verhältnis zu den Hauptzirkulationsdurchsätzen geringfügig, da die beiden Volumina im wesentlichen unabhängig voneinander funktionieren, was die Flüssigkeiten betrifft. Dennoch kann man durch bequemes regulieren des Eintritts 114, der Zwischenverbindung 116 und des Austritts 125 eine Kaskadenfunktion wie mit der Vorrichtung der Figur 2 realisieren.
Das Gas wird durch das Rohr 132 eingeleitet, durchströmt die perforierten Platten 128 und dann 118 sowie die auf jeder dieser Platten zurückgehaltenen Flüssigkeiten und tritt schließlich durch das Rohr 113 wieder aus.
Die vorliegende Beschreibung, die ein System mit zwei Etagen betrifft, kann offensichtlich auch auf eine beliebige Zahl von übereinandergelagerten Etagen ausgedehnt werden.
Die Realisation wäre der in Figur 3 dargestellten analog, wobei man n + 1 Volumina benotigt, um n Etagen der Absorption/Reaktion zu realisieren.
Ein solches System mit mehreren Etagen ist nützlich, wenn man den Gehalt einer in dem eintretenden Gas enthaltenen flüchtigen Verbindung stark reduzieren will. Wenn diese Verbindung zum Beispiel durch eine enzymatische oder mikrobiologische Reaktion innerhalb der Flüssigkeit (lösliche Enzyme oder freie Zellen) oder in der Masche der suspendierten Körnchen (immobilisierte Enzyme oder Zellen) entfernt wird, bestimmt das Gleichgewicht zwischen der Absorptions- und der Metabolisierungsgeschwindigkeit der zu behandelnden flüchtigen Verbindungen ihre Konzentration in der Flüssigkeit, die wiederum die Konzentration im austretenden Gas bestimmt (wir haben gesehen, daß sich das Gas und die Flüssigkeit in dem System gemäß der Erfindung praktisch im Gleichgewicht befinden, was im Gas vorhandene absorbierbare Bestandteile betrifft). Man findet also aufgrund der auf jeder Etage stattfindenden Reaktionen von Etage zu Etage immer geringere Konzentrationen und hat so die Möglichkeit, den oder die absorbierbaren flüchtigen Bestandteil(e) weitgehend zu entfernen.
Die großen Höhen der Flüssigkeit gemäß der Erfindung erlauben die Realisierung von Reaktionsvolumina, die gut an die Behandlung von Gasdurchsätzen angepaßt sind, die als für die Erfindung charakteristisch genannt wurden.

Beispiel I

Die verwendete Vorrichtung ist eine des allgemeinen Typs, der in Figur 1 dargestellt ist, und umfaßt zwei Kompartimente. Das obere Kompartiment 1b kann die Flüssigkeit mit einer nutzbaren Kapazität von 6 Litern aufnehmen. Der Boden des oberen Kompartimbents ist eine horizontale Platte mit einer Oberfläche von 200 cm². Die für die Perforationen verfügbare Oberfläche beträgt 120 cm², und die gesamte Oberfläche der letzteren beträgt 0,5% davon. Ein Austrittsüberlauf 7 gewährleistet eine Höhe der Flüssigkeit von 300 mm. Fur eine Zirkulation der Flüssigkeit (Wasser) zwischen einem Eintrittsüberlauf 4 und diesem Austrittsüberlauf wird gesorgt. Ein Luftstrom wird durch das Rohr 3 unter der perforierten Platte in das untere Kompartiment eingeleitet.
Der Luftdurchsatz wird auf ungefähr 8 m³/h, und der Wasserdurchsatz auf 100 l/h reguliert. Für Versuche injiziert man mit Hilfe einer Dosierpumpe organische Verbindungen in den Luftstrom. Die Experimente erstreckten sich auf die folgenden Verbindungen: Ethanol, Aceton, Ethylacetat, n-Propylacetat, Isoamylacetat, Toluol.
Die verwendeten Durchsätze lagen zwischen 0,5 und 3 ml/min.
Durch Gaschromatographie mißt man die Gehalte im Gas und in der Flüssigkeit am Eintritt und am Austritt, um einen Ausgleich der Stoffbilanz zu gewährleisten.
Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der Tabelle I unten aufgeführt: Tabelle I
* Wenn nichts anderes angegeben ist, beträgt diese Menge 1 ml/min.
** Mittelwerte aus 3 bis 5 Meßreihen
*** Die Berechnung berücksichtigt die effektiven Durchsätze von Luft und Wasser zum Zeitpunkt der Messung.

Beispiel II

In dieselbe Vorrichtung wie in Beispiel I wurden in das obere Kompartiment 3,6 l Silicoaluminatkörnchen mit den folgenden Merkmalen gegeben:
- Korngröße: 1,5-3 mm (also kleiner als der Durchmesser der Perforationen)
- Schüttdichte 0,85
- Dichte der einzelnen Körnchen: 1,65
- Form der Körnchen: unregelmäßig.
Man läßt diese Körnchen sich regelmäßig auf der perforierten Platte absetzen, indem man sie in das von einem kleinen Luftstrom durchströmte Wasser fallen läßt.
Die Experimente der Fixierung organischer Verbindungen werden unter denselben Bedingungen des Luft- und Wasserdurchsatzes wie oben wiederholt. Die verwendeten Produkte sind Ethylacetat, n-Propylacetat, Isoamylacetat und Toluol. Die Gehalte beim Austritt werden gemessen, wenn sie die Stabilität erreicht haben, um den Einfluß einer etwaigen Adsorption auf dem Feststoff auszuschalten.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengefaßt: Tabelle II
Die Ergebnisse sind denen ähnlich, die in Beispiel I, d.h. ohne suspendierte Körnchen, erhalten wurden.

Beispiel III

In diesen Versuchen wurde der Einfluß der Konzentration eines organischen Produkts in der Flüssigkeit auf den Gehalt beim Austritt bei gegebener Injektionsmenge dieses Produkts untersucht.
Die Experimente erstreckten sich auf Isoamylacetat und Toluol mit 2 Konzentrationen für ersteres und 3 Konzentrationen für letzteres.
In Tabelle III sind die erhaltenen Ergebnisse zusammengefaßt. Tabelle III
Man beobachtet ein konstantes Verhältnis zwischen den beiden Spalten, das im wesentlichen dem theoretischen Gleichgewicht Flüssigkeit/Dampf für das untersuchte Produkt entspricht.

Beispiel IV

Die in Beispiel I beschriebene Vorrichtung wird modifiziert, indem man den Austrittsüberlauf in der Höhe 300 mm durch einen Überlauf in der Höhe 100 mm ersetzt, wobei der Rest unverändert bleibt. Die Höhe der zirkulierenden Flüssigkeit liegt jetzt somit bei ungefähr 100 mm: Höhe des Überlaufs plus Höhe der überlaufenden Flüssigkeit, die einige mm beträgt.
Die Experimente werden in demselben, in Beispiel I beschriebenen Arbeitsmodus mit Ethanol und Toluol wiederholt. Die Analyseergebnisse sind in Tabelle IV unten aufgeführt: Tabelle IV
Man stellt fest, daß die Absorption für Ethanol immer noch gut ist mit einer Ausbeute von ungefähr 96%, bezogen auf das theoretische Gleichgewicht Flüssigkeit/Dampf (Ausbeute in Beispiel 1 sehr nahe bei 100%).
Für Toluol beträgt die Absorptionsausbeute dagegen nur noch 35% des theoretischen Gleichgewichts statt 89% unter den Bedingungen von Beispiel I.

Beispiel V

Die obige Vorrichtung wird erneut modifiziert, indem man die perforierte Platte, die die Flüssigkeit zurückhält, durch eine andere Platte ersetzt, die mit kreisförmigen Löchern mit einem Durchmesser von 5 mm in einem Dreiecksmuster mit einem Abstand von 15 mm durchbohrt ist (d.h., daß die Perforationen 10,1% der verfügbaren Oberfläche besetzen). Der Austrittsüberlauf hat immer noch eine Höhe von 100 mm.
Die Experimente werden mit Ethanol und Toluol wiederholt. Die Durchsätze der Luft, des Wassers und der organischen Verbindungen stehen im selben Verhältnis zueinander wie in Beispiel I. Die Analyseergebnisse sind in Tabelle V unten in % der theoretischen Absorptionsausbeute aufgeführt (Gleichgewicht Flüssigkeit/Dampf zwischen der. Flüssigkeit und dem austretenden Gas). Tabelle V
Die Absorptionsausbeute ist für Ethanol noch annehmbar, während sie für Toluol sehr gering wird.

Beispiel VI

Die in Beispiel I beschriebene Vorrichtung wird verwendet. Sie wird mit verdünnter Salpetersäure sterilisiert und mit Wasser gespült, das durch ein Sterilisationsfilter gelaufen ist (0,2-µm- Filter). Diese Vorrichtung wird dann als Fermenter verwendet, um eine Bakterienkultur ausgehend von einem Stamm, der zur Gattung Pseudomonas gehört, durchzuführen, wobei man die Flüssigkeit in geschlossenem Kreislauf zirkulieren läßt und Luft einbläst. Diese Kultur wird in Minimalnährmedium durchgeführt, wobei Sucrose mit kleinen Mengen Ethylacetat die Kohlenstoffquelle bildet.
Nach 48 Stunden Kultur bei 30ºC injiziert man in die mit einem Durchsatz von 8 m³/h zugeführte Luft Ethylacetat in einer Menge von 1 ml/min. Man hält eine Zirkulation der Flüssigkeit mit einem Durchsatz von ungefähr 100 l/h wie in Beispiel I aufrecht, um die Homogenität der Konzentrationen im Innern des Volumens zu gewährleisten. Die abgepumpte Flüssigkeit wird kontinuierlich in das Volumen zurückgeführt, das somit mit einer Retentionszeit von 3,6 min durchflossen wird, ohne daß irgendetwas entnommen oder entleert wird. Man beschränkt sich darauf, von Zeit zu Zeit etwas steriles destilliertes Wasser hinzuzufügen, um den Verdunstungsverlust zu ersetzen. Nach 6 Stunden mißt man die Gehalte an Ethylacetat in der austretenden Luft und in der Flüssigkeit durch Gaschromatographie. Diese Messungen werden 2 Stunden lang alle Viertelstunde wiederholt. Der Mittelwert der Messungen, deren maximale Abweichung unter 5% liegt, ist wie folgt:
- Gehalt im austretenden Gas, g/m³: 4,50
- Gehalt im Gleichgewicht mit der Flüssigkeit, g/m³: 4,55.
Man stellt fest, daß also ungefähr 18 g/h Ethylacetat verschwunden sind, die durch die Bakterienkultur in einer aeroben Reaktion abgebaut wurden.
Außerdem liegen die Gehalte im Gas und in der Flüssigkeit hier noch ganz in der Nähe des theoretischen Gleichgewichts Flüssigkeit/Dampf.
Anscheinend spielt also die Flüssigkeit, die auf der Platte zirkuliert und von dem Gas durchstromt wird, die doppelte Rolle einer Absorptionszone wie in Beispiel I und einer Reaktionszone.

Beispiel VII

Man geht vor wie in Beispiel VI, außer daß man 3 l gleichermaßen sterilisierte Puzzolanerdekörnchen mit einer Korngröße von 1,5-3 mm in das Volumen gibt, bevor man die Bakterienkultur durchführt. Diese wird 48 h lang bei 30ºC durchgeführt, wobei man die Flüssigkeit in geschlossenem Kreislauf auf dem Volumen zirkulieren läßt und Luft einbläst. Es werden derselbe Stamm und dasselbe Nährmedium wie in Beispiel VI verwendet.
Dann injiziert man 3 Stunden lang Ethylacetat in einer Menge von 1 ml/min, dann nochmals 3 Stunden lang in einer Menge von 3 ml/min in die Luft, wobei die Durchsätze der Luft und der Flüssigkeit dieselben sind wie in Beispiel VI.
Dann werden 2 Stunden lang alle Viertelstunde gaschromatographische Analysen durchgeführt. Der Mittelwert der Messungen ist wie folgt:
- Gehalt im austretenden Gas, g/m³: 11,25
- Gehalt im Gleichgewicht mit der Flüssigkeit, g/m³: 11,10.
Man stellt fest, daß Ethylacetat mit einer Geschwindigkeit von 70 g/h verschwunden ist, das ist ungefähr viermal so viel wie bei den vorigen Experimenten. Die von Bakterien besiedelten Puzzolanerdekörnchen verhalten sich wie ein überlegener Biokatalysator, wahrscheinlich aufgrund einer größeren Bakterienpopulation. Diese Teilchen werden durch den Gasstrom durchmischt, aber man vermeidet, daß sie durch die Flüssigkeitszirkulation mitgerissen werden, indem man ein Sieb der Maschenweite 0,5 mm über den Austrittsüberlauflegt, wobei man diesen in derselben vertikalen Ebene fortsetzt.
Man erhält wiederum die Kombination einer Absorptionszone, deren instrinsische Wirksamkeit nicht modifiziert ist, und einer Reaktionszone, deren Aktivität vervierfacht wurde, in demselben Volumen.
Die Retentionszeit beträgt bei jedem Durchtritt der Flüssigkeit ungefähr 2,5 Minuten.

Beispiel VIII

Die Experimente von Beispiel VII werden wiederholt, aber mit dem Ziel, einen geringeren Gehalt in der Luft zu erhalten, verwendet man ein System mit mehreren Etagen des in Figur 3 dargestellten Typs mit zwei Fixierungszonen, die in Serie über der Luft angeordnet sind, wobei die aus der ersten austretende Luft die zweite speist, aber jede ihre eigene Flüssigkeitszirkulation hat.
Jede Zone enthält 3 Liter derselben Puzzolanerdekörnchen, wie sie in den Experimenten im Zusammenhang mit Beispiel VII verwendet wurden. Man beimpft die beiden Volumina gleichzeitig und geht genauso vor wie oben, mit dem einzigen Unterschied, daß alle Operationen mit beiden Volumina gleichzeitig durchgeführt werden.
Bei einer Zufuhr von 3 ml/min Ethylacetat zu der Luft, die in das erste Volumen eintritt, erhält man die folgenden Analyseergebnisse:
- Gehalt in der Luft, die das erste Volumen verläßt und in das zweite eintritt, g/m³: 10,82
- Gehalt in der Luft&sub1; die das zweite Volumen verläßt, g/m³: 2,5.
Man stellt fest, daß im zweiten Volumen Ethylacetat mit einer Geschwindigkeit von 75 g/h und im zweiten Volumen von 66 g/h abgebaut wird. So erhält man bei einem Anfangsgehalt in der Luft von 20 g/m³ beim Austritt aus dem zweiten Volumen einen auf 2,5 g/m³ reduzierten Gehalt.

Claims

1. Verfahren zum In-Kontakt-Bringen eines Gasstroms mit einer flüssigen Phase, wobei wenigstens bestimmte Bestandteile des Gasstromes durch die flüssige Phase fixiert werden können, wobei das Verfahren darin besteht, daß man das Gas in wenigstens eine Zone einleitet, die die flüssige Phase enthält, wobei der untere Teil der Zone eine perforierte Platte umfaßt, wobei der Gasstrom dazu gebracht wird, daß er die Platte von unten nach oben durchströmt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Höhe der Zone auf einem Wert von über 200 mm und unter 1 m gehalten wird und daß die Gesamtoberfläche der Perforationen der Platte zwischen 1/40 und 1/300 des für die Perforationen verfügbaren horizontalen Querschnitts liegt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der flüssigen Fixierungsphase um ein wäßriges Medium handelt.

3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der flüssigen Fixierungsphase um ein homogenes flüssiges Medium handelt.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der flüssigen Fixierungsphase um ein heterogenes flüssiges Medium handelt, das suspendierte feste Teilchen enthlt.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bts 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Phase einen löslichen oder suspendierten Katalysator umfaßt.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Katalysator um einen Metallkatalysator handelt.

7. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Katalysator um ein Enzym handelt, dasb aus Oxidasen, Peroxidasen, Proteasen, Lipasen, Carboxypeptidasen und/oder Esterasen ausgewählt ist.

8. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator eine Kultur von Mikroorganismen umfaßt.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Enzyme oder die Mikroorganismen auf suspendierten festen Teilchen fixiert sind.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Flüssigkeit in der Fixierungszone zwischen 200 und 600 mm, vorzugsweise zwischen 300 und 400 mm liegt.

11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der einzelnen Perforationen der perforierten Platte zwischen 0,5 mm² und 3,5 mm² liegt.

12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom, der die zu fixierenden Bestandteile enthält, auf einen Durchsatz gebracht wird, der einer Geschwindigkeit zwischen 0,1 m/s und 1 m/s entspricht, wobei sich diese Zahlen auf Luft von Atmosphärendruck beziehen und je nach der Natur des Gases und dessen Druck variieren können.

13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beladung der Fixierungszone mit festen Teilchen bis zu 75% des Volumens dieser Zone beträgt, wobei diese Zahl auf ihr Trockenvolumen vor der Beladung bezogen berechnet ist.

14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Beladung der Fixierungszone mit festen Teilchen im Bereich von 50 bis 70% des Volumens dieser Zone liegt, wobei ihr Volumen trocken vor der Beladung bestimmt würde.

15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssigkeit der Fixierungszone zwischen einer Eintrittszone und einer Austrittszone zirkulieren läßt.

16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Fixierungszonen verwendet wird, wobei der zu behandelnde Gasstrom diese Zonen nacheinander durchströmt.

17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen Behälter, der die Flüssigkeit enthalten soll, eine mit Perforationen durchbohrte horizontale Platte, die sich im Innern des Behälters erstreckt und diesen in einen oberen Teil und einen unteren Teil trennt, wobei die Flüssigkeit im oberen Teil oberhalb der Platte gehalten wird, ein Rohr, um das zu behandelnde Gas in den unteren Teil zu leiten, so daß das Gas von unten nach oben zirkuliert, so daß es durch die Perforationen der Platte strömt und mit der Flüssigkeit in Kontakt kommt, sowie Mittel zum Absaugen des behandelten Gases im oberen Teil umfaßt, wobei die Höhe der Flüssigkeit oberhalb der Platte über 200 mm und unter 1 m liegt und die Gesamtoberfläche der Perforationen der Platte zwischen 1/40 und 1/300 des für die Perforationen verfügbaren horizontalen Querschnitts liegt.

18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel, um zusätzliche Flüssigkeit in den oberen Teil des Behälters zu leiten, sowie Mittel, um einen Teil der Flüssigkeit des oberen Teils des Behälters abzusaugen, umfaßt.

19. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zur Rückgewinnung des aus dem Behälter austretenden Gases umfaßt, um es in den unteren Teil unter der perforierten Platte zurückzuführen, wobei die zusätzliche Flüssigkeit portionsweise oder kontinuierlich eingeleitet wird.

20. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vielzahl von Behältern umfaßt, die ein Etagensystem bilden, wobei das aus der unteren Etage oder dem unteren Behälter kommende Gas nacheinander durch die oberen Etagen strömt, bevor es aus der letzten Etage abgesaugt wird, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Zirkulation der zusätzlichen Flüssigkeit und der abgesaugten Flüssigkeit in jeder Etage zu gewährleisten.

21. Verwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 zur Reinigung industrieller Abgase oder von Umläufen bei Klimaanlagen.

22. Verwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 zur Durchführung chemischer oder biochemischer Reaktionen.