DE10127035A1 - Verfahren zur Entkeimung und Geruchsneutralisation der Luft in Räumen nach dem Prinzip der nichtthermischen, plasma-chemischen Umsetzung bzw. der stillen Grenzschichtentladung arbeitend, wobei erfindungsgemäß die Ozonbildung soweit unterdrückt ist, dass sie unter der Nachweisgrenze von 0.05 ppm liegt. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung der Luft vorwiegend in Wohn- und Büroräumen unter Verwendung der stillen elektrischen Gasentladung, wobei erfindungsgemäß eine Ozon-Bildung nahezu vollkommen unterdrückt wird.

Description

Fortschrittliche oxidative Abgas-Reinigungsverfahren setzen vermehrt nichtthermische Plasmen zur Zerstörung von Schadstoffen ein. Diese Plasmen erzeugen hochreaktive Radikale, die eine breite Palette gasgetragener Schadstoffe bei Umgebungsbedingungen ohne Zugabe eines Brennstoffes umsetzen können. Ein nichtthermisches Plasma ist dadurch gekennzeichnet, dass Elektronen nicht im thermischen Gleichgewicht mit den anderen Gasbestandteilen sind.

Großvolumige nichtthermische Plasmen zum Entkeimen und zur Geruchsneutralisation der Luft lassen sich einfach mit Hilfe der stillen dielektrischen Grenzschicht-Entladung erzeugen. Die stille dielektrische Grenzschicht-Entladung tritt auf, wenn eine oder zwei Elektroden mit einem Dielektrikum bedeckt sind. Diese Anordnung wurde bereits von Siemens (1857) zur Bildung von Ozon entwickelt. Die stille dielektrische Grenzschicht-Entladung erzeugt selbst unterbrechende elektrische Entladungen, die relativ unabhängig von der angelegten Wechselspannung sind. Ohne das Dielektrikum würden wenige, örtlich fixierte, intensive Lichtbögen zwischen den Metallelektroden überspringen. Durch Einbringen des Dielektrikums und bei Anlegen einer hohen Wechselspannung wird eine große Anzahl an Mikro-Entladungen erzeugt, die statistisch räumlich und zeitlich über die Elektrodenflächen verteilt sind. Jede Mikro-Entladung ist eine Entstehungsquelle für ein nichtthermisches Plasma, das dadurch gekennzeichnet ist, dass energiereiche Elektronen hochreaktive freie Radikale erzeugen.

In der üblichen technischen Anwendung werden stille dielektrische Grenzschicht- Entladungen mit Feldstärken bis über 100.000 V/cm bei Spannungen zwischen 5.000 bis über 100.000 V realisiert. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich bereits Feldstärken von über 50.000 V/cm bei Spannungen zwischen 1.500 und 2.000 V erreichen.

Durch die energiereichen Elektronen kann u. a. Sauerstoff in seine zwei Atome aufgespalten werden; diese Atome besitzen ein hohes Energie- bzw. Oxidationspotential, das vor allem zur Zerstörung organischer Luftinhaltsstoffe verwendet werden kann. Nicht an der Oxidation beteiligte Sauerstoffatome können wieder zu Sauerstoffmolekülen - jedoch auch unvorteilhaft zu Ozon - rekombinieren.

Die Bildung von Ozon ist bei der Luftreinhaltung unerwünscht, da Ozon als Schadgas eingestuft wird.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung (siehe Fig. 1, 2 und 3) wird die Ozon-Bildung so weit unterdrückt, dass sie unter 0,05 ppm liegt. Die Unterdrückung der Ozonbildung wird durch folgende Maßnahmen erreicht:

• - die Vorrichtung besitzt zwei Elektroden (1, 2) und ein Dielektrikum (3),
• - Elektroden (1, 2) und Dielektrikum (3) sind in zylindrischen oder ebenen Lagen angeordnet,
• - als Elektroden werden Drahtgitter(-gewebe) aus Edelstahl verwendet,
• - das an der Seite, die der zu reinigenden Luft nicht ausgesetzt ist, befindliche strukturierte Drahtgewebe (1) wird durch Federspannung an das Dielektrikum (3) angepresst und besitzt eine Drahtstärke zwischen 0,1 und 0,5 mm und eine Maschenweite zwischen 1,5-5,5 mm,
• - das an der Seite, die der zu reinigenden Luft ausgesetzt ist, befindliche Drahtgitter (2) ist mit einem Abstand von 0,1 bis 0,3 mm zum Dielektrikum (3) verlegt und besitzt mit eine Drahtstärke zwischen 0,1 und 0,5 mm und eine Maschenweite zwischen 1,5-5,5 mm,
• - zwischen den beiden Drahtgittern (1, 2) befindet sich ein Dielektrikum (3), das auf der einen Seite glatt ist und auf der anderen Seite eine Struktur (Prägung) aufweist,
• - die Höhe der Struktur bestimmt den Abstand zwischen Dielektrikum (3) und Drahtgitter (2),
• - das Dielektrikum (3) besteht aus Borosilikatglas mit einer Stärke von 0,5-2 mm,
• - an die Elektroden (1, 2) wird eine Wechselspannung zwischen 1.500 und 2.000 V mit einer Frequenz zwischen 20 und 30 kHz angelegt.

Das hier beschriebene Verfahren wird zum Reinigen der Luft in Wohn- und Büroräumen und in Arbeitsstätten eingesetzt. Abhängig von der Schadstoffbelastung lassen sich mit der beschriebenen Vorrichtung Räume bis zu 100 m³ reinigen.

Erläuterungen zu den Fig. 1, 2 und 3

Fig. 1 ebene Anordnung der Elektroden und des Dielektrikums

Fig. 2 Drahtgitter

Fig. 3 zylindrische Anordnung der Elektroden und des Dielektrikums 1 Drahtgewebeelektrode, die nicht der schadstoffbeladenen Luft ausgesetzt ist
2 Drahtgitterelektrode, die der schadstoffbeladenen Luft ausgesetzt ist
3 Dielektrikum

Claims (1)

1. Verfahren zur Entkeimung und Geruchsneutralisation der Luft in Räumen, nach dem Prinzip der nichtthermischen, plasma-chemischen Umsetzung bzw. der stillen Grenzschicht-Entladung arbeitend, wobei erfindungsgemäß die Ozonbildung soweit unterdrückt ist, dass sie unter der Nachweisgrenze von 0,05 ppm liegt, dadurch gekennzeichnet, dass
   die in ebenen oder zylindrischen Lagen aufgebaute Vorrichtung
   an der Seite, die der zu reinigenden Luft nicht ausgesetzt ist, ein unter Federspannung an ein Dielektrikum eng anliegendes, strukturiertes Drahtgewebe aus Edelstahl mit einer Drahtstärke zwischen 0,1 und 0,5 mm und einer Maschenweite zwischen 1,5-5,5 mm,
   an der Seite, die der zu reinigenden Luft ausgesetzt ist, ein an ein Dielektrikum mit einem Abstand von 0,1 bis 0,3 verlegtes, strukturiertes Drahtgitter aus Edelstahl mit einer Drahtstärke zwischen 0,1 und 0,5 mm und einer Maschenweite zwischen 1,5-5,5 mm und
   ein zwischen dem Drahtgitter und dem Drahtgewebe liegendes, auf der einen Seite glattes und auf der anderen Seite strukturiertes Dielektrikum aus Borosilikatglas mit einer Stärke von 0,5-2 mm aufweist und
   mit einer Wechselspannung zwischen 1.500 und 2.000 V bei einer Frequenz zwischen 20 und 30 kHz betrieben wird.