DE2630901A1 - Vorrichtung zur beseitigung von ozon aus gasgemischen - Google Patents

Vorrichtung zur beseitigung von ozon aus gasgemischen

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Erhard Ing Grad Albrecht
Josef Dipl Chem Dr Cremer
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Hoechst AG
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Hoechst AG
Messer Griesheim GmbH
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8671—Removing components of defined structure not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8668
    • B01D53/8675—Ozone
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 76/H
MG 1000 MESSER GRIESHEIM GMBH _ EM 738
Kennwort: Ozonvernichter
Erfinder: E. Albrecht; Dr. Cremer
Mappe: A
Vorrichtung zur Beseitigung von Ozon aus Gasgemischen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beseitigung von Ozon Aus Gasgemischen durch Katalyse an Metalloxiden.
Bei der Trinkwasseraufbereitung mit Anwendung von Ozon ist mit Restozongehalten im Abgas der Ozonbehandlungsstufe zu rechnen. Da die Toxizität des Ozons für den Menschen außerordentlich groß ist, was sich in dem geringen MAK-Wert von nur 0,1 ppm ausdrückt, besteht ein Bedarf an sicher arbeitenden Einrichtungen zur Ozonbeseitigung.
Gebräuchlich sind zur Ozonbeseitigung mit Aktivkohle gefüllte Filter in trockener, feuchter oder nasser Bauart (DT-OS 1 937 574). Die Aktivkohle kann auch mit als Katalysator wirkenden Metalloxiden beschichtet sein oder die Metalloxide können in reiner Form als Katalysator zur Ozonbeseitigung verwendet werden( DT-OS 1 966 535). Die ozonhaltigen Abgase können auch in eine Feuerung eingeleitet werden, um das Ozon zu vernichten.
Die Aktivkohle-Filter weisen den Nachteil auf, daß sie sich verbrauchen und zum Ausbrennen neigen. Sie stellen somit eine erhebliche Gefahr dar. Die Verfeuerung der ozonhaltigen Abgase ist energieaufwendig. Eine völlig sichere, restlose Beseitigung des Ozons ist in beiden Fällen nicht gewährleistet. Mit Metalloxid-Katalysatoren kann dagegen Ozon mit Sicherheit restlos beseitigt werden. Schwierigkeiten bereitet bei diesen Katalysatoren jedoch die Temperaturführung, da beim Ozonzerfall Wärme frei wird. Bei zu niedriger Temperatur besteht die Gefahr, daß der Katalysator durch kondensierendes Wasser oder andere Stoffe blockiert wird.
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Aus diesen Gründen haben sich Metalloxid-Katalysatoren zur Ozonbeseitigung in der Praxis bisher nicht durchsetzen können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Beseitigung von Ozon aus Gasgemischen durch Katalyse an Metalloxiden zu schaffen, mit der auf wirtschaftliche Weise eine in jeder Hinsicht sichere , vollständige und einfache Ozonbeseitigung erreicht werden kann.
Es wurde nun eine Vorrichtung zur Beseitigung von Ozon aus Gasgemischen durch Katalyse an Metalloxiden, bei der der Katalysator in körniger Schüttung in einem von dem Gasgemisch durchströmten Reaktionsgefäß angeordnet ist, gefunden, die erfindungsgemäß mit einer Zusatzheizung mit Temperaturregelung, die die Katalysatormasse auf einer Temperatur von über 60°, vorzugsweise auf 1000C, hält, versehen ist.
Bei kleineren Reaktionsgefäßen besteht die Zusatzheizung zweckmäßigerweise aus einer auf der Wand des Reaktionsgefäßes angeordneten elektrischen Widerstandsheizung. Bei größeren Reaktionsgefäßen kann die Zusatzheizung durch in der Katalysatormasse angeordnete Heizpatronen erfolgen. Auch eine Dampfbeheizung ist möglich.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Austrittsleitung aus dem Reaktionsgefäß als von der Eintrittsleitung umströmter Rippenrohrwärmeaustauscher ausgebildet. Dadurch kann in optimaler Weise die aus dem Ozonzerfall und der Zusatzheizung herrührende Wärme zur Erwärmung des in das Reaktionsgefäß einströmenden ozonhaltigen Gasgemisches verwendet werden.Besonders geeignet als Katalysator ist Hopcalit, ein Kupfermanganit, welches auch geringe Mengen an Nickel oder Kobalt enthalten kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist wartungsfrei und von praktisch unbegrenzter Lebensdauer. Sie kann ohne Schwierigkeiten in großen Einheiten gefertigt werden, wie sie z. B. in großen Trinkwasseraufbereitungsanlagen benötigt werden. Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß sie sich selbsttätig wechselnden Ozongehalten im zu behandelnden Gasgemisch anpaßt. Bei hohen Ozongehalten schaltet sich die Zusatzheizung ab, sobald die beim Ozonzerfall
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frei werdende Wärme ausreicht, die Katalysatormasse auf der gewünschten Arbeitstemperatur zu halten. Bei niedrigen Ozongehalten springt die Zusatzheizung an und hält die Katalysatormasse auf der gewünschten Arbeitstemperatur. Der Energiebedarf ist also verhältnismäßig gering. Der Energiebedarf kann weiter gesenkt werden, in dem in vorteilhafter Weise die im behandelten Gas enthaltene Wärme zur Aufwärmung des in das Reaktionsgemäß einströmenden Gasgemisches benutzt wird. Zweckmäßigerweise wird ein entsprechender Wärmeaustauscher am Eingang des Reaktionsgefäßes angeordnet, so daß sich ein kompaktes Gerät ergibt, das ohne weitere Vorrichtungen direkt in die Abgasleitung eingeschaltet werden kann.
Die äußere Wärmezufuhr dient nicht nur dazu, die Katalysatormasse auf einer optimalen Arbeitstemperatur zu halten, sondern auch dazu, immer eine über dem Taupunkt des zu behandelnden Gasgemisches liegende Temperatur zu gewährleisten und somit eine Blockierung des Katalysators durch Kondensation von Wasser oder von anderen Stoffen zu vermeiden. Auch bei ungünstigsten Verhältnissen wird somit eine sichere Ozonbeseitigung erreicht. Das Ozon wird bis zur Nachweisgrenze beseitigt. Der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist außerordentlich sicher, da sie keine brennbaren Bestandteile enthält.
Die Zeichnung veranschaulicht ein insbesondere für kleinere Anlagen geeignetes Ausführungsbeispxel der Erfindung im Längsschnitt.
Die Vorrichtung besteht aus einem dünnwandigen Gefäß 11, auf dessen Wand eine elektrische Widerstandsheizung 7 angebracht ist. Mit einer Bimetall-Temperaturregelung 9 wird die gewünschte Temperatur des vorzugsweise aus Hopcalit bestehenden Katalysators 4 aufrechterhalten. Die Stromzufuhr erfolgt über die Gerätesteckdose 10. Die gesamte Vorrichtung ist von einer Isolierung 8 umgeben. Der.Katalysator 4 wird Öirrcir jeweils zweiSiebböden, zwischen denen sich Glaswolle 3, 5 befindet, gehalten. Alle mit Ozon in Berührung kommenden Teile sind aus ozonfestem Stahl ausgeführt, alle übrigen Bestandteile der Vorrichtung bestehen aus nicht brennbarem Material..
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Das ozonhaltige Gasgemisch gelangt durch die Eintrittsleitung in die Vorrichtung. Im Wärmeaustauscher 2 wird es durch heißes, ozonfreies Gasgemisch vorgewärmt. Sodann tritt es in den Katalysator ein, wo sein Ozonanteil unter Wärmeabgabe zu Sauerstoff zerfällt. Es verläßt dann die Vorrichtung durch die Austrittsleitung 6.
Der Wärmeaustauscher 2 ist vorzugsweise ein Rippenrohrwärmeaustauscher. Er kann auch außerhalb der eigentlichen Vorrichtung zur Ozonbeseitigung angeordnet werden, falls genügend billige Energie zur Verfügung steht, kann er auch ganz entfallen. Das heiße ozonfreie Abgas kann nach Durchströmen des Wärmeaustauschers 2 noch einen weiteren Wärmeaustauscher durchlaufen, '
Dieser Wärmeaustauscher wird
dann als Luft- oder Wasser-Wärmetauscher ausgelegt. Der Zweck dieses Wärmeaustauschers ist es, falls erforderlich, das Abgas auf eine ungefährliche Temperatur, d. h. etwa auf Umgebungstemperatur abzukühlen. Bei sehr großen zu beseitigenden Ozonmengen kann die anfallende Wärme auch zu Heizzwecken verwendet werden.
709882/0492
Le e rs e
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Claims (5)

Ansprüche m?38
1. Vorrichtung zur Beseitigung von Ozon aus Gasgemischen durch Katalyse an Metalloxiden bei der der Katalysator in körniger Schuttung in einem von dem Gasgemisch durchströmten Reaktionsgefäß angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Zusatzheizung mit Temperaturregelung die die Katalysatormasse auf einer Temperatur von über 6o° C, vorzugsweise auf 1000C, hält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf der Wand des Reaktionsgefäßes (11) angeordnete elektrische Widerstandsheizung (7).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in der Katalysatormasse (4) angeordnete Heizpatronen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsleitung (6) aus dem Reaktionsgefäß(11) als von der Eintrittsleitung (1) umströmter Rippenrohrwärmeaustauscher (2) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Hopcalit als Katalysatormasse.
709882/0492 ORJGiNAL INSPECTED
DE19762630901 1976-07-09 1976-07-09 Vorrichtung zur beseitigung von ozon aus gasgemischen Withdrawn DE2630901A1 (de)

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