DE19717890C1 - Silent discharge from selectively-doped, porous silicon carbide electrode, treating variety of flue- and exhaust gases - Google Patents

Silent discharge from selectively-doped, porous silicon carbide electrode, treating variety of flue- and exhaust gases

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Abstract

A new unit decomposes pollutants in waste and exhaust gases from diverse combustion sources. The gases pass through a dielectric-limited silent discharge set up by two or more electrodes in a chamber (5). A novel feature of one electrode (6) is its gas-permeable porosity. Also claimed are methods: (a) treating poisonous pollutants in waste gases, where an alternating voltage (9) maintains the plasma, and the effluent gas enters or leaves through the porous electrode (6); and (b) decomposing pollutants including soot, in combustion waste gases passed through the chamber, filtering out soot particles at the porous electrode, to be reacted with oxygen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und zugehörige Vorrichtung zur Zersetzung von Ruß in Abgasen aus Verbrennungsprozessen, insbesondere in Auspuffgasen von Dieselkraftfahrzeugen oder stationären Motoren, wo der Ruß einer Plasmabehandlung mit einer Vorrichtung, die nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung arbeitet, unterworfen wird.The invention relates to a method and associated device for the decomposition of soot in exhaust gases Combustion processes, especially in exhaust gases from diesel vehicles or stationary engines, where the soot of a plasma treatment with a device that works on the principle of dielectric barrier Discharge works, is subjected.

Vor dem Hintergrund zunehmender Umweltbelastungen sind Grenzwerte für Schadstoffemissionen avisiert, die weit über den Stand der Technik hinausgehen. Dies gilt insbesondere auch für Ruß, da sich nach bisherigen Erkenntnissen an diesem gesundheitsschädliche Kohlenwasserstoffe anlagern.Against the background of increasing environmental pollution, limit values for pollutant emissions have been notified, that go far beyond the state of the art. This also applies in particular to soot, as has been the case so far Add knowledge to this harmful hydrocarbon.

Neben den traditionellen Verfahren zur Beseitigung von giftigen Stoffen und von Ruß aus Verbrennungs­ prozessen ist auch bereits vorgeschlagen worden, giftige Abgase, die Ruß enthalten, in einer dielektrisch behinderten Entladung zu behandeln.In addition to the traditional methods of removing toxic substances and soot from combustion Processes have also been proposed to use toxic gases containing soot in a dielectric to treat disabled discharge.

Das Phänomen der dielektrisch behinderte Entladung, oft auch als stille Entladung oder Wechselspannungs­ entladung zwischen isolierten Elektroden bezeichnet, ist seit längerem bekannt. Diese Entladungsform zeichnet sich dadurch aus, daß sie bei Normal- und Überdruck betrieben werden kann. Der Druckbereich für den Betrieb solcher Entladungen reicht von einigen 10 mbar bis zu einigen bar und der Elektrodenabstand liegt zwischen 1/10 mm bis einigen mm. Dielektrisch behinderte Entladungen sind dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Dielektrikum zwischen den Elektroden oder auf einer der Elektroden angeordnet ist. Die Entladung wird mit Wechselspannungen im Bereich von einigen Hz bis zu mehreren 100 kHz betrieben, wobei sich bei großflächigen Elektroden zumeist statistisch verteilt zahlreiche kleine Entladungsfäden, auch Filamente genannt, ausbilden. Durch die Isolation begrenzt sich die Entladung nach dem Durchbruch selbständig und die Entladungsdauer beträgt in der Regel nur Bruchteile der Halbperiodendauer. Dadurch kommt es zu keiner nennenswerten Gasaufheizung.The phenomenon of dielectric barrier discharge, often as a silent discharge or alternating voltage Discharge between insulated electrodes has been known for a long time. This form of discharge draws is characterized in that it can be operated at normal and positive pressure. The print area for operation Such discharges range from a few 10 mbar to a few bar and the electrode spacing is between 1/10 mm to a few mm. Dielectric barrier discharges are characterized in that at least one Dielectric is arranged between the electrodes or on one of the electrodes. The discharge is with AC voltages in the range of a few Hz to several 100 kHz operated, with large areas Electrodes usually form a large number of small discharge threads, also called filaments, in a statistically distributed manner. The insulation automatically limits the discharge after the breakthrough and the discharge duration is usually only a fraction of the half-period. This does not result in any noteworthy Gas heating.

Plasmareaktoren, die nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung arbeiten, haben entweder eine planare oder koaxiale Formgebung. Eine entsprechende Vorrichtung ist z. B. in der DE-OS 37 08 508 beschrieben.Plasma reactors that work on the principle of dielectric barrier discharge either have one planar or coaxial shape. A corresponding device is e.g. B. in DE-OS 37 08 508 described.

Es wurde auch vorgeschlagen, beispielsweise in DE-OS 195 25 754 A1 und DE-OS 195 25 749 A1, das Reaktorvolumen in räumlich periodische Strukturen zu unterteilen, so daß in Flußrichtung Entladungszonen und entladungsfreie Zonen entstehen. Die Formgebung weist dabei im Bereich der Entladungszonen Mittel zur Feldüberhöhung auf. In DE-OS 195 25 749 A1 ist dabei ferner vorgesehen, chemisch wirksame Materialien im Bereich der Oberflächen der Strukturen einzubringen.It has also been proposed, for example in DE-OS 195 25 754 A1 and DE-OS 195 25 749 A1, that Subdivide reactor volume into spatially periodic structures so that discharge zones and discharge-free zones arise. The shape in this case has means in the area of the discharge zones Field elevation on. DE-OS 195 25 749 A1 also provides chemically active materials in the Introduce the area of the surfaces of the structures.

In der DE-OS 195 34 950 A1 wird ein Reaktor beschrieben, der aus mehreren Modulen mit einer Vielzahl von parallelen und räumlich voneinander getrennten Kanälen in einem dielektrischen Körper mit darin eingebrachten Elektroden besteht.DE-OS 195 34 950 A1 describes a reactor consisting of several modules with a large number of parallel and spatially separated channels in a dielectric body with inserted therein Electrodes.

Eine weitere Version für den Aufbau einer dielektrisch behinderten Entladung ist in der Patentschrift DE 43 02 456 C1 vorgeschlagen worden. Dabei besteht mindestens eine Elektrode aus einem spannungsangeregten Plasma.Another version for the construction of a dielectric barrier discharge is in the patent specification DE 43 02 456 C1 has been proposed. At least one electrode consists of a voltage-excited plasma.

Eine andere Möglichkeit des Reaktoraufbaus wird in der US-PS 4 954 320 benannt. Die Vorrichtung enthält metallische Elektroden, zwischen die eine lose Schüttung von dielektrischen Isolationskörpern, z. B. Keramik­ kugeln, eingebracht ist. Eine ähnliche Variante stellt die Vorrichtung nach DE-OS 44 16 676 A1 dar. Bei dieser ist der Raum zwischen plattenförmigen Elektroden mit Isolierstoffkörpern ausgefüllt, die auf ihrem gesamten Querschnitt von Kanälen durchzogen sind oder Poren enthalten.Another possibility of reactor construction is named in US Pat. No. 4,954,320. The device contains metallic electrodes, between which a loose bed of dielectric insulation bodies, e.g. B. ceramics  balls, is introduced. The device according to DE-OS 44 16 676 A1 represents a similar variant is the space between plate-shaped electrodes filled with insulating bodies that cover their entire Cross section of channels are traversed or contain pores.

Zur Beeinflussung der plasmachemischen Reaktionsabläufe wurde auch vorgeschlagen, dem zu behandelnden Abgas bestimmte Additive zuzuführen. So wird beispielsweise in der DE 42 31 581 A1 einer Vorrichtung zur Abgasreinigung eine Zuführung für Beimischungen zugeordnet.In order to influence the plasma-chemical reaction processes, it was also proposed to be treated Add certain additives to exhaust gas. For example, DE 42 31 581 A1 describes a device for Exhaust gas cleaning assigned a feed for admixtures.

Bei den nach dem Stand der Technik aufgebauten Reaktoren strömt der zu behandelnde Abgasstrom längs zu den parallel zueinander verlaufenden Elektrodenflächen durch den Entladungsraum. Er tritt an einem Ende des durch die zwei Elektroden gebildeten Entladungsraumes ein und am anderen Ende aus, auch unabhängig davon, ob zwischen den Elektroden eine Schüttung von Isolierstoffkörpern eingebracht ist. In Vorrichtungen, die nach dem Stand der Technik aufgebaut sind, muß bei mit Ruß beladenen Abgasen so lange eine Behandlung erfolgen, bis die Rußpartikel komplett zu CO2 umgesetzt oder anderweitig gebunden sind. Bei wechselnder Last, Strömungsgeschwindigkeit und letztlich unterschiedlicher Beladung des Abgases mit Ruß, muß die Längenausdehnung so bemessen sein, daß auch im ungünstigsten Fall eine komplette Zersetzung erfolgt. Unter Praxisbedingungen wäre eine unangemessene Längenausdehnung des Behandlungsraumes erforderlich und zudem die Effektivität des Reinigungsprozesses für andere Schadstoffkomponenten durch die unnötig lange Behandlungsdauer herabgesetzt. Ferner erhöht sich dadurch der Energieverbrauch.In the case of the reactors constructed according to the prior art, the exhaust gas stream to be treated flows through the discharge space along the electrode surfaces running parallel to one another. It enters at one end of the discharge space formed by the two electrodes and exits at the other end, regardless of whether a bed of insulating material bodies has been introduced between the electrodes. In devices constructed according to the prior art, treatment must be carried out for exhaust gases laden with soot until the soot particles have been completely converted to CO 2 or otherwise bound. With changing loads, flow velocities and ultimately different loading of the exhaust gas with soot, the linear expansion must be such that complete decomposition takes place even in the worst case. Under practical conditions, an inadequate length extension of the treatment room would be necessary and the effectiveness of the cleaning process for other pollutant components would be reduced by the unnecessarily long treatment time. This also increases energy consumption.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren und zugehörige Vorrichtung zur Zersetzung von Ruß zu schaffen, wodurch bei allen betriebsbedingten Schwankungen des Rußanteils im zu behandelnden Abgas ein wirtschaftliches und sicheres Arbeiten ermöglicht wird.The object of the invention is now to provide a method and associated device for the decomposition of soot create what a in all operational fluctuations in the soot content in the exhaust gas to be treated economic and safe working is made possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Abgas in einen nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung aufgebauten Behandlungsraum eingeleitet wird, bei dem mindestens eine der diesen Behandlungsraum ausbildenden Elektroden porös ist, und daß das Abgas durch diese poröse Elektrode strömt. Dabei tritt das Abgas an einem Ende des durch die zwei Elektroden gebildeten Behandlungsraumes ein, wobei das andere Ende verschlossen ist, und durch die poröse Elektrode aus. Die poröse Elektrode ist so gestaltet, daß sie für gasförmige Bestandteile durchlässig ist, aber für die Rußpartikel als Filter wirkt und diese zurückhält.The object is achieved in that the exhaust gas into a dielectric based on the principle Disabled discharge built treatment room is initiated in which at least one of these Treatment chamber forming electrodes is porous, and that the exhaust gas flows through this porous electrode. The exhaust gas enters at one end of the treatment space formed by the two electrodes, the other end is closed, and out through the porous electrode. The porous electrode is designed so that it is permeable to gaseous components, but acts as a filter for the soot particles and retains them.

Vorteilhaft ist es, daß so unabhängig von unterschiedlicher Beladung des Abgases mit Ruß eine Abgabe des Rußes an die Umgebungsatmosphäre vermieden wird. Durch die Zersetzung im Plasma ist ferner auch keine hohe Temperatur des Abgases oder eine Einrichtung zur Aufheizung erforderlich, um den Kohlenstoff zur Reaktion zu bringen. Als weiterer Vorteil hat sich gezeigt, daß der parallel aus der Zersetzung von giftigen Bestanteilen des Abgases, beispielsweise NOX, freigesetzte Sauerstoff durch den Kohlenstoff gebunden wird, und so eine Aufoxidation anderer unerwünschter Zwischenprodukte eingeschränkt wird. Durch den Einsatz einer porösen Elektrode im Behandlungsraum wird ferner erreicht, daß andere schädliche Beiprodukte des Abgases, insbesondere in Form von Aerosolen, weitgehend zurückgehalten und zersetzt werden.It is advantageous that so regardless of different loading of the exhaust gas with soot, a release of the soot to the ambient atmosphere is avoided. Due to the decomposition in the plasma, there is also no need for a high temperature of the exhaust gas or a device for heating in order to react the carbon. A further advantage has been shown that the oxygen released in parallel from the decomposition of toxic constituents of the exhaust gas, for example NO x , is bound by the carbon, and thus an oxidation of other undesired intermediates is restricted. The use of a porous electrode in the treatment room also ensures that other harmful by-products of the exhaust gas, in particular in the form of aerosols, are largely retained and decomposed.

Das Verfahren und die zugehörige Vorrichtung mit weiteren Merkmalen und Vorteilen werden nachfolgend anhand von Figurenbeschreibungen näher erläutert.The method and associated device with further features and advantages are as follows explained in more detail with reference to figure descriptions.

Es zeigenShow it

Fig. 1 schematisch das Prinzip einer Vorrichtung, Fig. 1 shows schematically the principle of an apparatus,

Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau mit einer aus zwei Teilen bestehenden porösen Elektrode und Fig. 2 shows the basic structure with a two-part porous electrode and

Fig. 3 den Schnitt durch eine Ausführung mit unterschiedlicher Elektrodenformgebung. Fig. 3 shows the section through an embodiment with different electrode shapes.

Die Fig. 1 verdeutlicht den prinzipiellen Aufbau einer für den erfindungsgemäßen Gebrauch vorgesehenen Vorrichtung schematisch. Durch ein elektrisch leitendes Material 3 und einem darauf befindlichen Isolationsmaterial 4 ist eine isolierte Elektrode gebildet. Dieser gegenüber angeordnet ist eine poröse Elektrode 6, die vorzugsweise elektrisch leitfähig ist und beispielsweise aus reaktionsverbundenem Siliziumkarbid besteht. Zwischen diesen Elektroden ist ein Behandlungsraum 5 ausgebildet, in welchem bei Anlegen einer Wechsel­ spannung an die Elektroden mit einer Wechselspannungsversorgung 9 eine Gasentladung betrieben werden kann. Die Vorrichtung wird von einem Gehäuse 8 begrenzt und besitzt einen Gaseinlaß 1, einen Gasauslaß 2 und einen Verschluß 10 an einem Ende des Behandlungsraumes 5. Zwischen Gehäuse 8 und der porösen Elektrode 6 ist ein Gasraum 7 zur Aufnahme und Weiterleitung des behandelten Gases in den Gasauslaß 2 ausgebildet. Fig. 1 illustrates the basic structure of an intended for use in the invention device schematically. An insulated electrode is formed by an electrically conductive material 3 and an insulation material 4 located thereon. Arranged opposite this is a porous electrode 6 , which is preferably electrically conductive and consists, for example, of reaction-bonded silicon carbide. A treatment room 5 is formed between these electrodes, in which a gas discharge can be operated when an AC voltage is applied to the electrodes with an AC voltage supply 9 . The device is delimited by a housing 8 and has a gas inlet 1 , a gas outlet 2 and a closure 10 at one end of the treatment room 5 . Between the housing 8 and the porous electrode 6 , a gas space 7 is formed for receiving and conveying the treated gas into the gas outlet 2 .

Der Gasstrom wird durch die so gebildete Vorrichtung geleitet, insbesondere durch die poröse Elektrode 6. An dieser porösen Elektrode erfährt der Abgasstrom beim Durchtritt eine Beruhigung und es werden insbesondere die Rußpartikel 11 zurückgehalten. Bei Herbeiführen einer Gasentladung mit der Wechselspannungsversorgung 9 wird der Kohlenstoff mit Sauerstoff zur Reaktion gebracht, so daß dieser vollständig oxidiert. Der Betrieb der Gasentladung kann abhängig vom Beladungszustand der porösen Elektrode mit Partikeln auch geregelt sein. Durch einen geeigneten Sensor, beispielsweise einen Druckmesser, wird der Zustand ermittelt und das Zu- oder Abschalten der Wechselspannungsversorgung 9 entsprechend ausgelöst.The gas stream is passed through the device thus formed, in particular through the porous electrode 6 . At this porous electrode, the exhaust gas flow calms down as it passes through, and soot particles 11 in particular are retained. When a gas discharge is brought about with the AC voltage supply 9 , the carbon is reacted with oxygen so that it is completely oxidized. The operation of the gas discharge can also be regulated depending on the state of loading of the porous electrode with particles. The state is determined by a suitable sensor, for example a pressure meter, and the connection or disconnection of the AC voltage supply 9 is triggered accordingly.

Im Fall, daß der Abgasstrom nicht ausreichend Sauerstoff enthält oder der Sauerstoffanteil aus den Zersetzungsprodukten zu gering ist, kann dem Abgasstrom auch Umgebungsluft beigegeben werden, indem dem Gaseinlaß 1 eine geeignete Einrichtung für Beimischungen zugeordnet wird.In the event that the exhaust gas stream does not contain sufficient oxygen or the oxygen content from the decomposition products is too low, ambient air can also be added to the exhaust gas stream by assigning a suitable device for admixtures to the gas inlet 1 .

An Stelle der aus einem elektrisch leitfähigem Material ausgebildeten porösen Elektrode 6 kann aber auch ein elektrisch nicht leitfähiges Material verwendet werden. In diesem Fall muß die poröse Elektrode 6 als eine isolierte Elektrodenkonfiguration ausgebildet sein, die sich aus zwei Bestandteilen zusammensetzt. Dabei kann auch die Elektrodenkonfiguration der isolierten Elektrode, bestehend aus 3 und 4, gleichartig wie die andere Elektrode aufgebaut sein, da die Entladung durch den porösen nicht leitenden Teil der Elektroden begrenzt wird.Instead of the porous electrode 6 formed from an electrically conductive material, an electrically non-conductive material can also be used. In this case, the porous electrode 6 must be designed as an insulated electrode configuration, which is composed of two components. The electrode configuration of the insulated electrode, consisting of 3 and 4, can also be constructed in the same way as the other electrode, since the discharge is limited by the porous, non-conductive part of the electrodes.

Eine solcherart aufgebaute Vorrichtung ist in der Fig. 2 schematisch veranschaulicht. Die poröse Elektrode besteht aus einer elektrisch nicht leitenden Schicht 6a und einem Geflecht eines elektrisch leitenden Materials 6b. Das elektrisch leitende Material 6b kann auch siebförmig aufgebaut sein oder anderweitig mit Öffnungen versehen sein. Wichtig ist nur, daß der Gasdurchtritt gewährleistet ist. Die in diesem Beispiel gleichartig aufgebauten Elektroden sind gegenüberliegend angeordnet und bilden dazwischen den Behandlungsraum 5 aus, wobei die elektrisch nicht leitende Schicht 6a auf der Seite des Behandlungsraumes 5 angeordnet ist und das leitende Material 6b auf der Seite des Gasraumes 7. Auf diese Art ist eine dielektrisch behinderte Entladungs­ konfiguration mit zwei gleichartigen isolierten Elektroden ausgebildet, durch die zuvor behandeltes Abgas aus dem Behandlungsraum S in den durch ein Gehäuse 8 gebildeten Gasraum 7 strömen kann und über einen Gasauslaß 2 in die Umgebungsatmosphäre.Such a device is schematically illustrated in FIG. 2. The porous electrode consists of an electrically non-conductive layer 6 a and a braid of an electrically conductive material 6 b. The electrically conductive material 6 b can also be constructed in a sieve shape or can be provided with openings in some other way. It is only important that the gas passage is guaranteed. The electrodes of the same design in this example are arranged opposite each other and form the treatment space 5 between them, the electrically non-conductive layer 6 a being arranged on the side of the treatment space 5 and the conductive material 6 b on the side of the gas space 7 . In this way, a dielectric barrier discharge configuration is formed with two similar insulated electrodes, through which previously treated exhaust gas can flow from the treatment space S into the gas space 7 formed by a housing 8 and through a gas outlet 2 into the ambient atmosphere.

Die zuvor beschriebene zweiteilige Elektrode kann auch aus einer porösen elektrisch nicht leitenden Schicht 6a und einem elektrisch leitenden Material 6b mit gleichfalls porösen Eigenschaften aufgebaut sein, ohne daß der Charakter der Erfindung geändert ist. So können die verschiedenen Bestandteile 6a und 6b der porösen Elektrode beispielsweise unterschiedlich dotiertes SiC sein.The two-part electrode described above can also be constructed from a porous electrically non-conductive layer 6 a and an electrically conductive material 6 b with likewise porous properties, without the character of the invention being changed. For example, the various components 6 a and 6 b of the porous electrode can be differently doped SiC.

Bei Benutzung einer poröse Elektrode, die als eine isolierte Elektrodenkonfiguration ausgebildet ist, kann in einer anderen Ausführung auch auf das Isolationsmaterial 4 verzichtet werden, so daß die dielektrisch behinderte Entladung zwischen dem elektrisch leitenden Material 3 und der aus den Bestandteilen 6a und 6b gebildeten porösen Elektrode ausgebildet ist.When using a porous electrode, which is designed as an insulated electrode configuration, the insulation material 4 can also be dispensed with in another embodiment, so that the dielectrically impeded discharge between the electrically conductive material 3 and that formed from the components 6 a and 6 b porous electrode is formed.

Zur Unterstützung von plasmachemischen Reaktionsabläufen kann die poröse Elektrode 6 oder die Schicht 6a auch aus einem katalytisch wirkenden Material aufgebaut sein oder mit diesem belegt sein, wobei zum erfindungsgemäßen Gebrauch die Porosität erhalten bleiben muß.To support plasma-chemical reaction processes, the porous electrode 6 or the layer 6 a can also be constructed from or coated with a catalytically active material, the porosity having to be maintained for use according to the invention.

Es ist auch möglich, das Isolationsmaterial 4 der anderen Elektrode mit einem katalytisch wirkenden Material zu belegen, oder beide Elektroden mit unterschiedlich wirkenden katalytischen Materialien auszustatten.It is also possible to cover the insulation material 4 of the other electrode with a catalytically active material, or to equip both electrodes with differently acting catalytic materials.

Schließlich kann auch die Temperatur in eine Optimierung der Reaktionsabläufe einbezogen werden, indem eine Vorrichtung mit einer geeigneten Kühlung ausgestattet wird oder umgekehrt mit einer Einrichtung zur Aufheizung.Finally, the temperature can also be included in an optimization of the reaction processes by a device is equipped with suitable cooling or vice versa with a device for Heating up.

Die Formgebung der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens kann planar oder koaxial sein. Es können aber auch Elemente beider Formgebungen vorteilhaft kombiniert werden.The shape of the device for carrying out the method can be planar or coaxial. It can but also elements of both shapes can be advantageously combined.

In Fig. 3 ist der Schnitt durch eine solcherart geformte Ausführung der Vorrichtung gezeigt. Darin bilden ein elektrisch leitendes Material 3 und ein Isolationsmaterial 4 zusammen eine koaxiale isolierte Elektrode. In diese als Rohr ausgebildete isolierte Elektrode ist die poröse Elektrode 6, die als Hohlquader geformt ist, eingebracht.In Fig. 3 the section through such a shaped embodiment of the device is shown. In it, an electrically conductive material 3 and an insulation material 4 together form a coaxial insulated electrode. The porous electrode 6 , which is shaped as a hollow cuboid, is introduced into this insulated electrode, which is designed as a tube.

Durch beide Elektroden ist wieder ein Behandlungsraum 5 gebildet, der in diesem Beispiel viergeteilt ist, und dessen Gasraumdicke entsprechend der Koaxialform und der planaren Form der beiden Elektroden variiert.A treatment space 5 is again formed by both electrodes, which is divided into four in this example and whose gas space thickness varies according to the coaxial shape and the planar shape of the two electrodes.

Durch diese spezielle Elektrodenausformung wird einerseits erreicht, daß die Spannungen zum Zünden der Entladung niedriger liegen, da auch sehr kleine Gasraumdicken vorhanden sind, die einen kleineren Spannungsbedarf haben und nach dem Zünden die anderen Entladungsstrecken in der Zündung durch sogenannte Konditionierungseffekte unterstützen. Andererseits ist die Spaltweite des Entladungsraumes an vielen Stellen weit genug, um eine Verstopfung des viergeteilten Behandlungsraumes 5 zu vermeiden.This special electrode design on the one hand ensures that the voltages for igniting the discharge are lower, since there are also very small gas chamber thicknesses which have a lower voltage requirement and, after ignition, support the other discharge paths in the ignition by so-called conditioning effects. On the other hand, the gap width of the discharge space is wide enough in many places to avoid clogging of the four-part treatment space 5 .

Die dargestellte Ausführungsvariante benötigt keine Abstandshalter zwischen den Elektroden, da der Quader sich in das Rohr einpaßt. Im Fall, daß der Quader kleiner ist, sind wieder geeignete Abstandshalter zwischen den Elektroden anzubringen.The variant shown does not require any spacers between the electrodes, since the cuboid fits into the pipe. In the case that the cuboid is smaller, there are again suitable spacers between the Apply electrodes.

Die Zufuhr des zu behandelnden Gases erfolg über ein Ende oder beide Enden des Behandlungsraumes 5 durch eine hier nicht dargestellte geeignete Gaszufuhr senkrecht zur Bildebene. Im Fall der Gaszufuhr über ein Ende ist das andere Ende wieder in geeigneter Weise verschlossen. Das Gas strömt nach der Behandlung durch die poröse Elektrode 6 in den Gasraum 7 und wird von dort über einen entsprechenden Gasauslaß an die Umgebung abgegeben.The gas to be treated is supplied via one end or both ends of the treatment room 5 by a suitable gas supply, not shown here, perpendicular to the image plane. In the case of gas supply via one end, the other end is closed again in a suitable manner. After the treatment, the gas flows through the porous electrode 6 into the gas space 7 and is released from there to the surroundings via a corresponding gas outlet.

Die Ausführungsvariante nach Fig. 3 kann wieder mit den zuvor beschriebenen Merkmalen von Ausführungsvarianten und/oder den genannten Ergänzungen abgewandelt sein.The embodiment variant according to FIG. 3 can again be modified with the previously described features of embodiment variants and / or the additions mentioned.

Als weitere vorteilhafte Ausführung (hier nicht näher in einer Figur dargestellt) kann Gasraum 7 der vorbeschriebenen Beispiele so gestaltet sein, daß auch in diesem eine Plasmabehandlung ausgeführt werden kann, so daß dadurch eine Nachbehandlung des zuvor behandelten Abgases erfolgt. Zu diesem Zweck ist in den Gasraum 7 eine isolierte Elektrodenkonfiguration einzubringen und mit geeigneten Abstandshaltern zu fixieren. Zwischen dieser isolierten Elektrode und der porösen Elektrode 6 ist dann ein weiterer Behandlungsraum ausgebildet. Zusammen mit dem ersten Behandlungsraum 5, der in den oberen Beispielen beschrieben wurde, ist somit eine Mehrfachbehandlung des Abgases möglich.As a further advantageous embodiment (not shown in more detail here in a figure), gas space 7 of the above-described examples can be designed such that plasma treatment can also be carried out therein, so that the previously treated exhaust gas is subsequently treated. For this purpose, an insulated electrode configuration is to be introduced into the gas space 7 and fixed with suitable spacers. A further treatment room is then formed between this insulated electrode and the porous electrode 6 . Together with the first treatment room 5 , which was described in the above examples, multiple treatment of the exhaust gas is thus possible.

Die geometrischen Abmessungen der Reaktorkonfiguration sind an die zu behandelnde Volumenmenge und Rußbeladung des Abgases angepaßt. Bei hohem Gasdurchsatz können die vorbeschriebenen Vorrichtungen strömungsmäßig mit mehreren parallel betrieben werden.The geometric dimensions of the reactor configuration are related to the volume to be treated and Adjusted soot loading of the exhaust gas. With high gas throughput, the devices described above can can be operated in flow with several in parallel.

Für die Gasraumdicken des Behandlungsraumes 5 werden Werte entsprechend dem Stand der Technik gewählt. Die Wandstärke der porösen Elektrode liegt bevorzugt im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm, es sind aber auch andere Dicken möglich. Der Porendurchmesser des porösen Materials wird vorzugsweise von 3 µm bis 200 µm gewählt, kann aber auch andere Werte haben.Values corresponding to the prior art are selected for the gas chamber thicknesses of the treatment room 5 . The wall thickness of the porous electrode is preferably in the range from 0.5 mm to 5 mm, but other thicknesses are also possible. The pore diameter of the porous material is preferably selected from 3 μm to 200 μm, but can also have other values.

Claims (11)

1. Verfahren zur plasmagestützten Zersetzung von Ruß in Verbrennungsabgasen, gekennzeichnet dadurch, daß man das Abgas durch einen Behandlungsraum 5 leitet in dem man die Rußpartikel 11 aus dem Abgas ausfiltert und durch ein Plasma mit Sauerstoff zur Reaktion bringt.1. A process for the plasma-assisted decomposition of soot in combustion exhaust gases, characterized in that the exhaust gas is passed through a treatment chamber 5 in which the soot particles 11 are filtered out of the exhaust gas and reacted by a plasma with oxygen. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man behandeltes Abgas von einem ersten Behandlungsraum 5 über eine poröse Elektrode in mindestens einen weiteren Behandlungsraum strömen läßt und dort durch ein Plasma nachbehandelt.2. The method according to claim 1, characterized in that treated exhaust gas is allowed to flow from a first treatment room 5 via a porous electrode into at least one further treatment room and there is post-treated by a plasma. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Plasma in Abhängigkeit von der Partikelbeladung einer porösen Elektrode 6 zu- oder abschaltet.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the plasma is switched on or off depending on the particle loading of a porous electrode 6 . 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Sauerstoff aus Komponenten des Abgases für die Reaktion nutzt.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the oxygen from components of Exhaust gas used for the reaction. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Sauerstoff aus beigemischter Luft für die Reaktion nutzt.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that oxygen from admixed air for uses the reaction. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion durch katalytisch wirkende Mittel unterstützt.6. The method according to one or more of claims 1, 2, 4 and 5, characterized in that the Reaction supported by catalytic agents. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion durch thermische Mittel wie Kühlung und Aufheizung unterstützt.7. The method according to one or more of claims 1, 2, 4 and 5, characterized in that the Reaction supported by thermal means such as cooling and heating. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens entsprechend den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Behandlungsraum 5 als eine dielektrisch behinderte Entladung mit zwei Elektroden gestaltet ist, von denen mindestens eine porös ist und für Rußpartikel als Filter wirkt.8. Device for performing the method according to claims 1 to 7, characterized in that at least one treatment room 5 is designed as a dielectric barrier discharge with two electrodes, at least one of which is porous and acts as a filter for soot particles. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nicht alle Flächenelemente der beiden Elektroden orthogonal zueinander stehen, so daß damit an einem Abschnitt des Behandlungsraumes unterschiedliche Gasraumdicken ausgebildet sind.9. The device according to claim 8, characterized in that not all surface elements of the two Electrodes are orthogonal to each other so that they are on a section of the treatment room different gas space thicknesses are formed. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode planar gestaltet ist oder in der Formgebung planare Elemente enthält wie bei einer Quaderform, und die andere Elektrode eine koaxiale Form aufweist.10. The device according to claim 9, characterized in that an electrode is planar or in the Shaping contains planar elements like a cuboid shape, and the other electrode has a coaxial shape having. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine poröse Elektrode 6 aus Siliziumkarbid besteht.11. The device according to claim 8, characterized in that at least one porous electrode 6 consists of silicon carbide.
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