Projekt 10049/01

Nichtthermische Plasma- und Bioplasmaverfahren zur Abluftreinigung

Projektdurchführung

Rafflenbeul Anlagenbau GmbH Verfahrenstechnik und Hochbau
Voltastr. 5
63225 Langen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das Vorhaben dient zur Auffindung von Plasmakonfigurationen, die mittels nichtthermischer elektrischer Barrierereaktoren hergestellt werden. Es soll untersucht werden, ob die im nichtthermischen Barrierereaktor gebildeten Gasradikale zum Abbau spezifischer Emissionen insbesondere in der Reststoffindustrie und in der Farb- und Lackindustrie geeignet sind. Die bisher zur Verfügung stehenden Module weisen sehr hohe Energiebedarfswerte aus (bis 300 kW/kg org. Substanz). Mit den vorgesehenen Weiterentwicklungen wird ein spezifischer Energiebedarf mit < 80 kWh/kg org. Substanz angestrebt.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Arbeitsschritte gliedern sich in folgende Vorgehensweisen:

Ø Auffindung geeigneter Modulkonzepte und elektronischer Schaltungen zur Optimierung des Stromeintrags in Barrierereaktoren.

Ø Herstellung von technischen Modulen aus Glas und keramischen Werkstoffen zur Erprobung und Austestung verschiedener Systeme.

Ø Überprüfung der zur Verfügung stehenden keramischen Materialien zwecks Auffindung von Werkstoffen
mit besonders geeigneten elektrischen Eigenschaften.

Ø Errichtung einer Laborapparatur zwecks Austestung der hergestellten Module.

Ø Ausarbeitung von Messverfahren zwecks Beurteilung der Wirksamkeit einzelner Module und Werkstoffe.

Ø Optimierung der erhaltenen Ergebnisse zwecks Herstellung eines erstmals für technische Anwendungen nutzbaren Moduls.


Ergebnisse und Diskussion

Mit dem Vorhaben wurde die Verwendbarkeit von Nichtthermischen Plasmaanlagen zur Abluftreinigung untersucht. Es war zu prüfen, ob unter Nutzung von dielektrischen Barrieren Plasmazustände erzeugbar sind, die eine zur Abgasreinigung ausreichende Produktion von reaktionsfähigen Gasradikalen sicherstellen.

Das Vorhabensziel wurde erreicht und in bezug auf die praktische Nutzung dieser Technologie übertroffen. Der spezifischen Energiebedarf wurde um den Faktor 3 reduziert. Die erste Generation von technischen Anlagen wird unter Nutzung der Ergebnisse zwischenzeitlich gebaut bzw. in einzelnen praktischen Anwendungen bereits genutzt.

Mit den entwickelten NT-Plasmaanlagen können Abgasmassenströme mit geringer organischer Belastung kostengünstig und umweltfreundlich gereinigt werden. Die bis dato bestehende Lücke an verfügbarer Technologie für die Reinigung von Abluft mit geringen Konzentrationen konnte weiter geschlossen werden. Begünstigt durch Preiswürdigkeit und Umweltfreundlichkeit des Verfahrens wurde ein High-Tech-Verfahren anwendungsreif gemacht, mit dem der Einsatz von weniger umweltfreundlichen (verbrennend wirkenden) Anlagen substituierbar ist. Dort wo biologische Abluftreinigungsanlagen eine ausreichende Luftreinhaltung ermöglichen und die sonstigen Voraussetzungen den Einsatz von biologischen Anlagen begründen, sollten diese weiter verwendet werden. Die Nützlichkeit und Zweckbestimmung der NT-Plasmaanlagen zur Luftreinhaltung wird insbesondere für chemische Produktionsstätten, nach Prozessen in der Abfallwirtschaft, für die Nahrungsmittelindustrie und für jede Anwendungen ersichtlich, die mit Emissionskonzentrationen <500 mglm zur Reinigung anstehen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Verfahren zur Entfärbung und Reinigung stark belasteter Abwässer, Vortrag Hefetagung April 97, Wien

- Waste Air Purification in Compound Feed Production, Kraftfutter/Feed Magazine 3/99
- Kaltes Feuer, WLB Wasser, Luft und Boden 3/1999
- Abluftreinigung in der Lack- und Beschichtungsindustrie, Vortrag zum Seminar der Fa. Spies Hecker,
- Köln, im Okt. 99 in Munch/Westfahlen
- Vortrag Hefetagung im Mai 1998, Versuchsanstalt der Hefeindustrie e.V., Berlin
- Nichtthermische Plasmaanlagen (NTP) zur Luftreinhaltung in der Abfallwirtschaft, Müll und Abfall 1/99
- Vergleich Biologische und Nichtthermische Plasma-Anlagen (NTP-Anlagen) zur Luftreinhaltung nach mechanisch-biologischen Abfallbehandlungsanlagen, Vortrag Nov. 1998, Bildungszentrum für die Entsorgungs- und Wasserwirtschaft B E W
Chancen und Grenzen der Nichtthermischen Plasmatechnologie zur Abluftreinigung, Vortrag VDI September 1999, Mannheim


Fazit

Die Technologie der NT-Plasmaanlagen konnte in bezug auf Funktionalität, Geruchsabbau und Wirtschaftlichkeit gegenüber anderen Abluftreinigungsverfahren als vorteilhaft quantifiziert werden. Anlagen sind in verschiedenen Industrieanlagen (Schlachtabfallfabrik in Lyss, Fabrik für Mastfutterherstellung in Münster) seit 1999 in Betrieb. Weitere Anlagen sind geplant.