[go: up one dir, main page]

DE4132955C1 - Removal of pollutant in medium - by using filter which has hollow chambers and high frequency electric field to raise temp. and produce temp. profile - Google Patents

Removal of pollutant in medium - by using filter which has hollow chambers and high frequency electric field to raise temp. and produce temp. profile

Info

Publication number
DE4132955C1
DE4132955C1 DE19914132955 DE4132955A DE4132955C1 DE 4132955 C1 DE4132955 C1 DE 4132955C1 DE 19914132955 DE19914132955 DE 19914132955 DE 4132955 A DE4132955 A DE 4132955A DE 4132955 C1 DE4132955 C1 DE 4132955C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
filter
pollutants
filter body
temp
pollutant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE19914132955
Other languages
German (de)
Inventor
Armin Dipl.-Phys. Beying
Wolfgang Prof Dr.-Ing. 7513 Stutensee De Heering
Gunther Dipl.-Ing. 7988 Wangen De Loehmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19914132955 priority Critical patent/DE4132955C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE4132955C1 publication Critical patent/DE4132955C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0892Electric or magnetic treatment, e.g. dissociation of noxious components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • B01D53/323Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00 by electrostatic effects or by high-voltage electric fields
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122Incoherent waves
    • B01J19/126Microwaves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

A process for the removal of a pollutant in a medium, includes using a filter which has a number of hollow chambers. A high frequency electric field is used to raise the temp. and produce a temp. profile. Part of the field energy is dissipated in the filter body. The temp. causes the pollutants to break up, and the crack products are cooled and spatially sepd. after leaving the filter body. ADVANTAGE - The process is simple and economical and prevents any recombination of pollutants.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abbau von Schadstoffen in einem Medium, insbesondere ein mittels hochfrequenter elek­ tromagnetischer Wechselfelder beheiztes Filter, in dem die Schadstoffe ther­ misch aufgebrochen und die Crackprodukte räumlich getrennt werden.The invention relates to a method and an apparatus for the degradation of Pollutants in a medium, in particular by means of high-frequency elec tromagnetic alternating fields heated filter, in which the pollutants ther mixed up and the cracked products are spatially separated.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abbau von Schadstoffen in einem schadstoffbehafteten Medium wird in der DE 34 34 266 A1 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird eine Aktivkohle-Wasser-Suspension in das Abgas ein­ gedüst, wobei sich die Schadstoffe an die Aktivkohlepartikel anlagern und die Suspension einer anschließenden Regeneration in Katalysatoren unterzogen wird. Wie allgemein bei Verfahren, die Katalysatoren verwenden, muß hierbei der als Katalysator benutzte Stoff sehr genau auf die auszulösende chemische Reaktion abgestimmt sein. Daher muß beispielsweise zur Reinigung von In­ dustrieabluft eine ganze Reihe verschiedener Katalysatoren eingesetzt werden, um alle gewünschten Prozesse durchführen zu können, so daß ein solches Ver­ fahren sehr aufwendig ist.A method and an apparatus for reducing pollutants in one Medium containing pollutants is described in DE 34 34 266 A1. At In this process, an activated carbon-water suspension is introduced into the exhaust gas sprayed, the pollutants attach to the activated carbon particles and the Suspension then undergoes regeneration in catalysts becomes. As is common with processes that use catalysts, this must be done the substance used as a catalyst is very precise to the chemical to be triggered Reaction. Therefore, for example, for cleaning In a whole range of different catalysts are used in industrial exhaust, in order to be able to carry out all the desired processes, so that such a ver driving is very expensive.

Bekannt ist auch ein Ausfiltern von Schadstoffen aus der Abluft mittels Elek­ trofilter, wie es beispielsweise die DE 35 20 819 A1 beschreibt. Bei solchen Ver­ fahren ist allerdings nicht sichergestellt, daß alle Schadstoffe aus dem Abgas entfernt werden.It is also known to filter out pollutants from the exhaust air by means of electronics trofilter, as described for example in DE 35 20 819 A1. With such ver driving is however not ensured that all pollutants from the exhaust gas be removed.

Bei allen bisher technisch eingesetzten Verfahren zur thermischen Beseitigung von Schadstoffen (s. z. B. DE 35 20 819 A1) entweder direkt in der schadstoffbe­ lasteten Umgebung oder auch in einem Sekundärprozeß, wie durch Ver­ brennung in Sondermüllverbrennungsanlagen, stellt sich das Problem der Temperaturkontrolle. Eine Ausbildung von Temperaturzonen im Gasstrom, in denen Schadstoffe rekombinieren oder sich aus relativ unschädlichen Gasin­ haltsstoffen z. B. Dioxine und Furane neu bilden können (sog. Denovo-Syn­ these), läßt sich beim derzeitigen Stand der Technik nur schwer vermeiden. With all previously used processes for thermal elimination of pollutants (see e.g. DE 35 20 819 A1) either directly in the pollutant burdened environment or in a secondary process, as by Ver incineration in hazardous waste incineration plants, the problem arises Temperature control. Training of temperature zones in the gas flow, in which pollutants recombine or come from relatively harmless gasin ingredients z. B. form new dioxins and furans (so-called Denovo-Syn these) can be avoided only with difficulty with the current state of the art.  

Die PS 35 04 737 und die EP 02 21 805 A1 beschreiben den Einsatz von Mikro­ wellenfeldern zur Verbrennung von Rußpartikeln insbesondere in Motor­ abgasfiltern. Hierdurch sollen die Filter gereinigt werden. Ein Abbau von Schadstoffen erfolgt jedoch nicht.PS 35 04 737 and EP 02 21 805 A1 describe the use of micro Wave fields for the combustion of soot particles, especially in the engine exhaust filters. This is intended to clean the filters. A breakdown of However, pollutants do not occur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung zum Abbau von Schadstoffen in einem Medium bereit­ zustellen, daß bei relativ geringem Aufwand ein hoher Wirkungsgrad des Schadstoffabbaus erzielt und eine Rekombination oder Neubildung von Schadstoffen vermieden wird.The invention is based, such a method or a task such device for the degradation of pollutants in a medium ready to deliver that with relatively little effort a high efficiency of Pollutant reduction achieved and a recombination or new formation of Pollutants is avoided.

Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen 1 bzw. 5 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved with those specified in claims 1 and 5, respectively Features resolved.

Durch diese Maßnahmen können die absolute Temperatur und der Tem­ peraturgradient in und um den porösen Filterkörper kontrolliert eingestellt werden. Durch die thermische Zerlegung der den Filter passierenden Schadstoffe wird vermieden, daß die Schadstoffvorrichtung selektiv auf nur einen Schadstoff oder eine Schadstoffgruppe wirkt. Die schnelle Expansion der Crackprodukte beim Austritt aus dem Filter läßt diese rasch abkühlen. Die im Filter erzeugten Crackprodukte können infolge des so entstehenden starken Temperaturgradienten nicht wieder rekombinieren und evtl. erneut Schadstoffe bilden.Through these measures, the absolute temperature and the tem temperature gradient in and around the porous filter body is controlled will. Due to the thermal breakdown of those passing through the filter Pollutants are avoided that the pollutant device selectively on only a pollutant or group of pollutants. The rapid expansion of the Cracked products as they exit the filter cool them down quickly. The in Crack products produced by filtering can result from the resulting strong Do not recombine temperature gradients and possibly again Form pollutants.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran­ sprüche. Diese Maßnahmen verbessern einerseits die Zerlegung der gas­ förmigen Schadstoffe, und andererseits unterstützen sie die Verhinderung der Rekombination der Spaltprodukte.Advantageous developments of the invention are the subject of the Unteran claims. On the one hand, these measures improve the decomposition of the gas shaped pollutants, and on the other hand they help prevent the Recombination of the fission products.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be­ zugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention is described below using an exemplary embodiment under Be access to the drawing explained in more detail.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Abbau von Schadstoffen mit einem Filterkörper, in dem die Schadstoffe thermisch gecrackt werden. Fig. 1 shows schematically a device for the degradation of pollutants with a filter body in which the pollutants are thermally cracked.

Die Vorrichtung bzw. das Filtersystem nach Fig. 1 umfaßt einen Filterkörper 1 in Form eines Blocks aus porösem Filtermaterial, vorzugsweise aus hochtem­ peraturfester Keramik oder Keramikgemischen, z. B. Siliziumkarbid, der sich in einem dielektrischen Resonator oder Metallresonator 2 befindet, und ferner ein Hochdruck-Gasrohr 3 mit strömungsformenden Düsen 4 am ausgangsseitigen Ende. Die Anzahl und Größe der Poren des Filtermaterials können je nach An­ wendungsgebiet und Durchsatzmenge im Produktionsprozeß variabel gehalten werden. Dem Filtermaterial werden während oder nach dem Produktions­ prozeß Materialien mit hohen dielektrischen Verlusten, z. B. Metalle wie Kupfer, Rhodium oder auch Metallegierungen, zugesetzt. Über die Dosierung und räumliche Verteilung der Zusatzstoffe im porösen Filtermaterial, das als Trägerstoff funktioniert, und über deren Wechselwirkung mit einem hoch­ frequenten elektromagnetischen Wechselfeld, das hier über einen Hohlleiter 6 dem Resonator 2 zugeführt wird, werden der Temperaturgradient und die Temperatur über dem Filter eingestellt. Die Zusatzstoffe befinden sich vor­ zugsweise an den Innenflächen der Poren des Filtermaterials, um einen guten Kontakt zum schadstoffbeladenen Gasgemisch herzustellen. Durch die Zusatz­ stoffe an den Poreninnenseite wird ein optimaler Energieübertrag zum vorbei­ strömenden Schadgas gewährleistet, das dadurch rasch aufgeheizt wird, bis schließlich die Aktivierungsenergie des Schadstoffs überschritten wird und der Schadstoff dissoziiert. Hilfreich ist eine katalytische Wirkung der Zusatzstoffe auf die Zerfallsreaktion durch Herabsetzung der Dissoziationsschwelle einiger Schadstoffgruppen.The device and the filter system of Fig. 1 comprises a filter body 1 in the form of a block of porous filter material, preferably hochtem peraturfester ceramic or ceramic mixtures, eg. B. silicon carbide, which is located in a dielectric resonator or metal resonator 2 , and also a high-pressure gas pipe 3 with flow-shaping nozzles 4 at the output end. The number and size of the pores of the filter material can be kept variable depending on the application area and throughput in the production process. The filter material during or after the production process materials with high dielectric losses, for. B. metals such as copper, rhodium or metal alloys added. The temperature gradient and the temperature above the filter are set via the dosage and spatial distribution of the additives in the porous filter material, which functions as a carrier, and via their interaction with a high-frequency alternating electromagnetic field, which is fed to the resonator 2 here via a waveguide 6 . The additives are preferably located on the inner surfaces of the pores of the filter material in order to make good contact with the pollutant-laden gas mixture. The additives on the inside of the pores ensure optimal energy transfer to the harmful gas flowing past, which is then quickly heated until the activation energy of the pollutant is exceeded and the pollutant dissociates. A catalytic effect of the additives on the decay reaction is helpful by lowering the dissociation threshold of some pollutant groups.

Eine weitere Konstruktionsmöglichkeit des Filterkörpers 1 ist die Aufbringung des Filtermaterials auf ein Metallgitter, welches dann zylinderförmig aufgerollt oder in Platten aufeinandergeschichtet wird. Verfügen die Filtermaterialien selbst über genügend hohe dielektrische Verluste bei bestimmten Frequenzen des elektromagnetischen Feldes, kann unter Umständen auf eine Einbringung von Zusatzstoffen verzichtet werden.Another construction possibility of the filter body 1 is the application of the filter material to a metal grid, which is then rolled up in a cylinder shape or stacked on top of one another in plates. If the filter materials themselves have sufficiently high dielectric losses at certain frequencies of the electromagnetic field, the addition of additives may not be necessary.

Der Filterkörper 1 kann wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aus einem zu­ sammenhängenden Block bestehen. Andere Ausführungsbeispiele, wie parallel oder senkrecht zur Einströmungsrichtung des Schadgases in den Filterkörper angeordnete Filterplatten mit Zwischenräumen oder in einen zusammen­ hängenden Block eingefügte Strömungskanäle können sich für bestimmte An­ wendungen, wie z. B. Betrieb bei erhöhtem Durchsatz, als vorteilhaft erweisen.As in the exemplary embodiment according to FIG. 1, the filter body 1 can consist of a block to be connected. Other embodiments, such as parallel or perpendicular to the inflow direction of the harmful gas in the filter body arranged filter plates with spaces or inserted into a coherent block flow channels can be used for certain applications, such as. B. Operation with increased throughput, prove to be advantageous.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind am eintrittseitigen Ende des Resona­ tors 2 genügend große Öffnungen vorgesehen, durch die die Schadstoffe, ins­ besondere organische Verbindungen, wie z. B. Dioxine, in den Filter eintreten, die andererseits aber die Eigenschwingungen des Hochfrequenzfeldes nicht nachteilig beeinflussen. An diesem Ende des Filterkörpers 1 sind Vertiefungen 8 eingebracht. Diese Vertiefungen dienen der Oberflächenvergrößerung und sind als Hochtemperaturzonen ausgelegt, so daß ggf. ankommende Schwebe­ teilchen, wie Staub oder Rußteilchen, verglimmen, und dabei die anhaftenden Schadstoffe abgeben, so daß alles gasförmig in das Filtersystem eintritt. Eine Verstopfung des Filters durch angelagerte Feststoffe wird hierdurch verhindert.In the embodiment according to FIG. 1, sufficiently large openings are provided at the inlet end of the resonator 2 through which the pollutants, in particular organic compounds, such as, for. B. dioxins, enter the filter, but on the other hand do not adversely affect the natural vibrations of the high-frequency field. At this end of the filter body 1 , depressions 8 are introduced. These depressions serve to increase the surface area and are designed as high-temperature zones so that any floating particles, such as dust or soot particles, burn up and release the adhering pollutants, so that everything enters the filter system in gaseous form. This prevents the filter from becoming clogged by accumulated solids.

Der Filterkörper ist gegen den Metallresonator 2 elektrisch und thermisch iso­ liert. Dies kann durch Keramikwolle oder einen Keramik- oder Glasformkörper mit entsprechenden Eigenschaften bzgl. Temperaturfestigkeit, thermischer und elektrischer Leitfähigkeit (dielektrische Kennzahl) erfolgen. Dieser Formkörper kann z. B. aus einem doppelwandigen evakuierten Gefäß bestehen, um damit eine Wärmeableitung in die Umgebung und den Resonator 2 klein zu halten. Weiterhin kann eine wärmereflektierende Beschichtung der Resonatorinnen- oder auch -außenwand, insbesondere am austrittsseitigen Ende des Filters, vorgesehen werden. Insbesondere am austrittsseitigen Ende des Filters ist ggf. zusätzlich die Außenwand des Resonators 2 mit einer Isolierung 5 zu versehen, um den erforderlichen großen Temperaturgradienten zu erzeugen.The filter body is electrically and thermally profiled against the Metal Resonator 2 iso. This can be done using ceramic wool or a ceramic or glass molded body with appropriate properties with regard to temperature resistance, thermal and electrical conductivity (dielectric index). This molded body can, for. B. consist of a double-walled evacuated vessel in order to keep heat dissipation in the environment and the resonator 2 small. Furthermore, a heat-reflective coating of the inner or outer wall of the resonator, in particular at the outlet end of the filter, can be provided. In particular, at the outlet end of the filter, the outer wall of the resonator 2 may also need to be provided with insulation 5 in order to generate the required large temperature gradients.

Am austrittseitigen Ende des Filters ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nur eine von ggf. mehreren strömungsformenden düsenartigen Austrittsöffnungen bzw. Austrittsdüsen 10 in die Isolierung 5 und den Resonator 2 eingefügt, durch die das Gasgemisch unter Druck in die Umgebung ausströmt. Durch die Expansion wird ein starker Temperatur­ gradient zur Umgebung hergestellt, und das Gasgemisch wird abgekühlt und räumlich getrennt, so daß nicht die Spalt- bzw. Crackprodukte wieder rekom­ binieren oder sich neue Schadstoffe bilden. Dieser Effekt wird verstärkt durch einen starken kalten Molekularstrom, der über die strömungsformenden Düsen 4, die sich über der Austrittsdüse 10 im Filter befinden, unter hohem Druck auf das aus dem Filter tretende Gasgemisch eingeblasen wird. Dabei wird durch den Molekularstrom über der Filteraustrittsdüse 10, ähnlich dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe, eine Injektorwirkung verursacht, die die Austrittsge­ schwindigkeit des Gases aus dem Filter erhöht und somit die Abkühlung nochmals verstärkt. Der Molekularstrom, z. B. Umgebungsluft, wird ggf. über einen Wärmetauscher geführt und abgekühlt, in einem Kompressor hochver­ dichtet und über das Hochdruck-Gasrohr 3 mit Düsenkopf über die Filteraus­ trittsdüse 10 geführt. Außerdem können dem Molekularstrom über ein Gas­ mischsystem rekombinationshemmende Stoffe zugefügt werden.For the sake of clarity, only one of possibly several flow-forming nozzle-like outlet openings or outlet nozzles 10 is inserted into the insulation 5 and the resonator 2 at the outlet-side end of the filter in the exemplary embodiment according to FIG. 1, through which the gas mixture flows under pressure into the environment. The expansion creates a strong temperature gradient to the environment, and the gas mixture is cooled and spatially separated so that the cracked or cracked products do not recombine or new pollutants form. This effect is intensified by a strong cold molecular stream which is blown in via the flow-shaping nozzles 4 , which are located above the outlet nozzle 10 in the filter, under high pressure onto the gas mixture emerging from the filter. The molecular flow over the filter outlet nozzle 10 , similar to the principle of the water jet pump, causes an injector effect which increases the speed of the gas from the filter and thus increases the cooling rate again. The molecular current, e.g. B. ambient air is optionally passed through a heat exchanger and cooled, hochver seals in a compressor and via the high-pressure gas pipe 3 with nozzle head on the filter outlet nozzle 10 out. In addition, recombination-inhibiting substances can be added to the molecular stream via a gas mixing system.

Der Filterkörper 1 ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 von einem Zylinder­ resonator 2 aus Metall, z. B. aus Messing oder Kupfer oder leitenden Metall­ legierungen oder dielektrischen Materialien wie z. B. Bariumtitanat oder Berylliumoxid umgeben. An den Zylinderresonator 2 ist auf einer Seite eine Zuleitung, z. B. ein Rechteckhohlleiter 6, für das in einer Wechselstromquelle 11 erzeugte elektrische Feld, angeflanscht. Die Bemaßung des Rechteckhohl­ leiters 6 und des Resonators 2 richten sich nach der verwendeten Frequenz, vorzugsweise 2450 MHz, und der im Resonator einzustellenden Eigen­ schwingung des Feldes. Der Innenbereich des Rechteckhohlleiters 6 wird thermisch durch eine Abschirmung 7 in Form eines Dielektrikums, z. B. einer doppelwandigen Quarzglasplatte, gegen den Filterkörper 1 isoliert, um eine unzulässige Aufheizung der Wechselstromquelle 11 zu vermeiden und eine Be­ schädigung durch Hitzeeinwirkung zu unterbinden. Als Wechselstromquelle 11 wird bei einer Frequenz von 2450 MHz ein Hochleistungsmagnetron oder eine Kombination mehrerer Magnetrons kleinerer Leistung eingesetzt. Je nach Filtermaterial können andere Frequenzen des elektromagnetischen Feldes zur Anwendung kommen und damit andere Wechselstromquellen, wie z. B. Wanderwellenfeldröhren, Gyrotrons oder Impulsmagnetrons. Durch Ver­ wendung von regelbaren Hochleistungsmagnetrons, durch Zu- oder Ab­ schalten von Magnetrons kleinerer Leistung und/oder auch durch Abstimm­ elemente im Zuleitungsbereich läßt sich die in den Filter eingekoppelte Leistung und damit die Temperatur des Filters einstellen.The filter body 1 is in the embodiment of FIG. 1 of a cylinder resonator 2 made of metal, for. B. brass or copper or conductive metal alloys or dielectric materials such. B. barium titanate or beryllium oxide. On the cylinder resonator 2 is a supply line, z. B. a rectangular waveguide 6 , for the electric field generated in an alternating current source 11 , flanged. The dimensions of the rectangular hollow conductor 6 and the resonator 2 depend on the frequency used, preferably 2450 MHz, and the natural vibration of the field to be set in the resonator. The inner region of the rectangular waveguide 6 is thermally shielded 7 in the form of a dielectric, for. B. a double-walled quartz glass plate, insulated against the filter body 1 in order to avoid undue heating of the AC power source 11 and to prevent damage from exposure to heat. A high-performance magnetron or a combination of several magnetrons of lower power is used as the AC power source 11 at a frequency of 2450 MHz. Depending on the filter material, other frequencies of the electromagnetic field can be used and thus other AC sources, such as. B. traveling wave field tubes, gyrotrons or pulse magnetrons. By using controllable high-performance magnetrons, by switching magnetrons on or off with lower power and / or by tuning elements in the supply area, the power coupled into the filter and thus the temperature of the filter can be adjusted.

Die Geometrie des Filtersystems ist in weiten Grenzen dem Prozeß anpaßbar, in dem es eingesetzt werden soll. Die Schadstoffe können unter hohem Druck (1-10 bar) in den Filterkörper eingebracht werden.The geometry of the filter system can be adapted to the process within wide limits, in which it should be used. The pollutants can be under high pressure (1-10 bar) into the filter body.

Ein Vorteil des vorliegenden schadstoffabbauenden Verfahrens bzw. der Vor­ richtung liegt in der nicht selektiven thermischen Zerlegung chemischer Ver­ bindungen, ohne daß ein Adsorbenz im Filter erneuert werden müßte, da sich kein Material in der Abbaustufe anlagert. Dadurch entfallen Transporte eines verunreinigten Materials und eine teure Entsorgung in Sondermüllver­ brennungsanlagen. Eine Unterbrechung des Filterprozesses ist bei diesem Filtersystem nicht nötig. An advantage of the present pollutant-reducing process and the advantages Direction lies in the non-selective thermal decomposition of chemical ver bindings without the need to replace an adsorbent in the filter, since no material accumulates in the mining stage. This eliminates the need for transports contaminated material and expensive disposal in hazardous waste combustion plants. There is an interruption in the filtering process Filter system not necessary.  

Wichtig ist in allen Fällen, daß Temperatur und Temperaturgradient definiert eingestellt und überwacht werden können. Dieses Problem wird vorliegend dadurch gelöst, daß geeignetes Material, über dessen dielektrische Verluste das hochfrequente Wechselfeld ankoppelt und den Filter aufheizt, lokal unter­ schiedlich dosiert dem porösen bzw. mit Hohlräumen versehenen Filter­ material beigemengt wird und daß definierte Schwingungsmoden des elektromagnetischen Feldes im Resonator eingestellt, sowie die chemischen Spalt- bzw. Crackprodukte durch Expansion und ggf. einen starken kalten Molekularstrom am austrittsseitigen Ende des Systems abgekühlt werden.It is important in all cases that the temperature and temperature gradient are defined can be set and monitored. This problem becomes present solved in that suitable material, on the dielectric losses that high-frequency alternating field is coupled and the filter is heated, locally below dosed differently to the porous or hollow filter material is added and that defined vibration modes of the electromagnetic field set in the resonator, as well as the chemical Cracked or cracked products due to expansion and possibly a strong cold Molecular stream are cooled at the outlet end of the system.

Claims (9)

1. Verfahren zum Abbau von Schadstoffen in einem Medium, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein mit Hohlräumen versehener, mit dielektrischen Ver­ lusten behafteter Filterkörper die Schadstoffe gasförmig aufnimmt, daß mittels eines elektrischen Hochfrequenzfeldes, dessen Feldenergie teilweise im Filter­ körper dissipiert wird, über diesem Temperaturen und Temperaturprofile er­ zeugt werden, durch die die Schadstoffe aufgebrochen werden, und daß die Crackprodukte beim Austritt aus dem Filterkörper abgekühlt und räumlich ge­ trennt werden.1. A process for the degradation of pollutants in a medium, characterized in that a cavity provided with losses with dielectric losses Ver contaminated filter body gaseous that by means of an electrical radio frequency field, the field energy is partially dissipated in the filter body, above this temperature and temperature profiles are generated, through which the pollutants are broken up, and that the cracked products are cooled when they exit the filter body and spatially separated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Gestaltung des elektrisches Hochfrequenzfeldes und/oder der Leitfähigkeit über dem Filterkörper ein steiler Temperaturgradient zur Umgebung, insbesondere filteraustrittsseitig, ausgebildet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that by design of the high-frequency electrical field and / or the conductivity above the Filter body a steep temperature gradient to the environment, in particular on the filter outlet side. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein ggf. rekombinationshemmende Stoffe enthaltender Moleku­ larstrom die aus dem Filter austretenden Crackprodukte auseinandertreibt.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that a possibly containing recombination-inhibiting substances molecule larstrom drives the cracked products out of the filter. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an eintrittsseitigen Vertiefungen des Filterköpers Hochtem­ peraturzonen ausgebildet werden, an denen ankommende Schwebeteilchen verglimmen, und die anhaftenden Schadstoffe in das Filtersystem einströmen.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that Hochtem at the inlet-side depressions of the filter body temperature zones are formed, on which incoming suspended particles smolder and the adhering pollutants flow into the filter system. 5. Vorrichtung zum Abbau von Schadstoffen in einem schadstoffbehafteten Medium, dadurch gekennzeichnet, daß zum gasförmigen Aufnehmen der Schadstoffe ein Hohlräume aufweisen der, mit dielektrischen Verlusten be­ hafteter Filterkörper (1) vorhanden ist, daß zum Aufheizen des Filterkörpers und thermischen Cracken der Schadstoffe eine Erzeugungseinrichtung (11, 6, 2) für ein elektrisches Hochfrequenzfeld vorgesehen ist, und daß der Austritt der Crackprodukte über mindestens eine eine Expansion bewirkende Austritts­ öffnung (10) erfolgt. 5. A device for the degradation of pollutants in a pollutant medium, characterized in that for the gaseous absorption of the pollutants have a hollow space, with dielectric losses be liable filter body ( 1 ) is present that a heating device for heating the filter body and thermal cracking of the pollutants ( 11 , 6 , 2 ) is provided for an electrical high-frequency field, and that the outlet of the cracked products takes place via at least one outlet opening ( 10 ) causing expansion. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter­ material des Filterkörpers (1) selbst hohe dielektrische Verluste aufweist und/oder die Hohlräume mit einem dielektrisch leitenden Material beschichtet sind.6. The device according to claim 5, characterized in that the filter material of the filter body ( 1 ) itself has high dielectric losses and / or the cavities are coated with a dielectric material. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial katalytische Wirkung auf das Cracken hat.7. The device according to claim 6, characterized in that the coating material has a catalytic effect on cracking. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume von Poren in dem Filterkörper (1) oder durch Aufbringung des Filtermaterials auf ein Metallgitter und anschließendes Aufrollen oder Auf­ einanderschichten mit Zwischenräumen gebildet sind.8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the cavities of pores in the filter body ( 1 ) or by applying the filter material to a metal grid and subsequent rolling or layering on one another are formed with spaces. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einblasen eines kalten Molekularstroms über den Austrittsöffnungen (10) mindestens eine strömungsformende Düse (4) angeordnet ist.9. Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that at least one flow-shaping nozzle ( 4 ) is arranged for blowing in a cold molecular stream over the outlet openings ( 10 ).
DE19914132955 1991-10-04 1991-10-04 Removal of pollutant in medium - by using filter which has hollow chambers and high frequency electric field to raise temp. and produce temp. profile Expired - Lifetime DE4132955C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19914132955 DE4132955C1 (en) 1991-10-04 1991-10-04 Removal of pollutant in medium - by using filter which has hollow chambers and high frequency electric field to raise temp. and produce temp. profile

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19914132955 DE4132955C1 (en) 1991-10-04 1991-10-04 Removal of pollutant in medium - by using filter which has hollow chambers and high frequency electric field to raise temp. and produce temp. profile

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4132955C1 true DE4132955C1 (en) 1992-11-05

Family

ID=6442065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19914132955 Expired - Lifetime DE4132955C1 (en) 1991-10-04 1991-10-04 Removal of pollutant in medium - by using filter which has hollow chambers and high frequency electric field to raise temp. and produce temp. profile

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4132955C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1114668A1 (en) * 2000-01-07 2001-07-11 Kabushiki Kaisha Y.Y.L. Process and apparatus for treating dioxins

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0221805A1 (en) * 1985-10-11 1987-05-13 Regie Nationale Des Usines Renault Method for treating carbon particles from circulating gases, in particular from the exhaust gases of compression-ignition engines
DE3504737C2 (en) * 1985-02-12 1989-11-30 Bayerische Motoren Werke Ag, 8000 Muenchen, De

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3504737C2 (en) * 1985-02-12 1989-11-30 Bayerische Motoren Werke Ag, 8000 Muenchen, De
EP0221805A1 (en) * 1985-10-11 1987-05-13 Regie Nationale Des Usines Renault Method for treating carbon particles from circulating gases, in particular from the exhaust gases of compression-ignition engines

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1114668A1 (en) * 2000-01-07 2001-07-11 Kabushiki Kaisha Y.Y.L. Process and apparatus for treating dioxins

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60124661T2 (en) Non-thermal plasma reactor with reduced power consumption
EP1425497B1 (en) Device and method for exhaust gas after-treatment
EP0537219B1 (en) Process and device for cleaning exhaust gases
EP0979135A1 (en) Device and method for decomposing harmful substances contained in flue gas
DE19513250C2 (en) Method and device for the continuous removal of nitrogen oxides in exhaust gases from internal combustion engines
EP0789666A1 (en) Process and device for generating ozone
WO1994001202A1 (en) Gas thermal treatment process and device, in particular thermal and/or catalytic afterburning of waste gas
EP0356745A1 (en) Heat transfer device
EP2080214A1 (en) Device and method for producing high power microwave plasma
DE69805633T2 (en) EMISSION CONTROL DEVICE
WO2023073242A1 (en) Process and apparatus for synthesis of organic carbon compounds
DE60000184T2 (en) POWER SUPPLY FOR TREATING GASEOUS MEDIA
DE4132955C1 (en) Removal of pollutant in medium - by using filter which has hollow chambers and high frequency electric field to raise temp. and produce temp. profile
DE4012719A1 (en) Engine esp. diesel engine exhaust gas purificn. by complete filtration - with gas permeable filter of refractory fibres to remove solid particles, e.g. soot
DE102006048814A1 (en) Apparatus and method for generating high plasma density microwave plasmas
DE10332606A1 (en) Microwave heating with self-induced mode swirling for a particle trap
WO2017157975A1 (en) Plasma nozzle
DE19808098C1 (en) Reduction of nitrogen oxides content in exhaust gases to meet future low temperature conversion regulations
WO2002094420A1 (en) Method for carrying out the selective catalytic reduction of nitrogen oxides with ammonia in the lean exhaust gas of a combustion process
EP1291076A2 (en) Pyrolysing apparatus and pyrolysing process
EP1390124B1 (en) Method for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides using ammonia in the poor exhaust gas from a combustion process
DE19616197C2 (en) Exhaust gas treatment process
DE19717890C1 (en) Silent discharge from selectively-doped, porous silicon carbide electrode, treating variety of flue- and exhaust gases
WO2023111284A1 (en) Device and method for heat generation/storage and gas heating by means of ceramic elements
DE102019118560A1 (en) Pyrolysis reactor and process for the chemical processing of plastics

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8322 Nonbinding interest in granting licenses declared
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee