Sie hat auch eine Anlage zur Durchführung des Verfah- rens sowie die Verwendung dieser Anlage zum Gegenstand.

Die Desorption regenerativ betriebener Adsorptionsanla- gen wird in der Technik üblicherweise mit Heißgas-oder Wasserdampf-Desorption durchgeführt. Da hierbei der Energieeintrag mit dem Volumenstrom gekoppelt ist, ist eine Aufkonzentration des Desorbats nur eingeschränkt möglich. Besonders bei der Heißgasdesorption ist der Wirkungsgrad gering, da die Wärmekapazität der Luft ge- ring ist und die Wärmeübertragung zwischen Luft und Ad- sorptionsmittel ungünstig ist. Mit sinkender Schad- stoffkonzentration steigt der Energiebedarf pro abge- trennter Schadstoffmenge. Ein energetisch vertretbarer Betrieb einer solchen Anlage ist daher nur bedingt mög- lich.

Durch die hohe Verdünnung der Schadstoffe in der Heiß- gas-Desorptionsluft erfordert die Entsorgung des Desor- bats einen weiteren Energieaufwand, beispielsweise durch einen Brenner.

Da polare Moleküle, insbesondere Wasser, Mikrowellen absorbieren, ist es bekannt, Wasser, aber auch andere polare organische Verbindungen, wie Alkohole, die an ein Adsorptionsmittel adsorbiert sind, mit einem Mikro- wellen-Generator zu verdampfen, um das Adsorptionsmit- tel zu regenerieren.

Weniger polare oder gar unpolare organische Verbindun- gen können auf diese Weise jedoch nicht entfernt wer- den. In der Luft ist jedoch auch eine Reihe unpolarer oder wenig polarer organischer Schadstoffe enthalten, die durch das Adsorptionsmittel adsorbiert werden und damit bei der Regeneration wieder desorbiert werden müssen. Als nichtpolare organische Verbindungen in der Luft sind beispielsweise Alkane oder andere aliphati- sche Kohlenwasserstoffe sowie aromatische Kohlenwasser- stoffe, beispielsweise Benzol, zu nennen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein wirksames, energe- tisch günstiges Verfahren zur Entfernung gasförmiger organischer Stoffe aus der Luft bereitzustellen.

Dies wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 gekenn- zeichneten Verfahren erreicht. In den Ansprüchen 2 bis 10 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsge- mäßen Verfahrens wiedergegeben. Im Anspruch 11 ist eine bevorzugte Anlage zur Durchführung des erfindungsgemä- ßen Verfahrens gekennzeichnet, die durch die Maßnahmen der Ansprüche 12 bis 17 in vorteilhafter Weise weiter ausgestaltet wird. Im Anspruch 18 ist eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Anlage an- gegeben. Erfindungsgemäß werden die adsorbierten organischen Stoffe zur Regeneration des Adsorptionsmittels durch Einstrahlung von Mikrowellen-Energie desorbiert. Dabei erfolgt der Energieeintrag entweder durch direkte Anre- gung des Adsorbats (besonders bei polaren Verbindungen, wie Wasser, Ethanol oder Aldehyde) und/oder dadurch, dass das Adsorptionsmittel Mikrowellen absorbiert. Im Gegensatz zur Desorption polarer Verbindungen wird im letzteren Fall das mikrowellenabsorbierende Adsorpti- onsmittel selbst aufgeheizt, so dass auch unpolare oder wenig polare organische Verbindungen verdampft, also desorbiert werden.

Als Adsorptionsmittel zur Luftreinigung haben sich ins- besondere Zeolithe als geeignet erwiesen und zwar hy- drophobe Zeolithe, also Zeolithe mit einem hohen Sili- cium/Aluminium-Molverhältnis, während hydrophile Zeoli- the mit einem niedrigen Silicium/Aluminium- Molverhältnis bevorzugt Wasser adsorbieren und damit nur noch eine geringe Adsorptionskapazität für die in der Luft enthaltenen organischen Schadstoffe besitzen, also zur Luftreinigung ungeeignet sind.

Die Mikrowellenanregbarkeit eines zeolithischen Adsorp- tionsmittels ist durch die Ionenleitfähigkeit der aus- tauschbaren Kationen in Zeolith bedingt. Die Ionenleit- fähigkeit entsteht durch Platzwechsel der relativ be- weglichen Kationen im Zeolthgitter. Die Ionenleitfahig- keit kann u. a. durch die Wahl die Kations, den Alumini- umgehalts des Gitters (Modul), den Gittertyp und den Wassergehalt beeinflußt werden. Da auch der Dipolkarak- ter des Zeolithgitters von der Ionenleitfähigkeit ab- hängt, kann auf diese Weise die Mikrowellenanregbarkeit des Zeolith gezielt eingestellt werden.

Die bekannten hydrophoben Zeolithe eignen sich zwar als Adsorptionsmittel, besitzen jedoch keine ausreichende Mikrowellen-Adsorptionsfähigkeit. Wie sich gezeigt hat, läßt sich die Mikrowellenadsorptionsfähigkeit hydropho- ber Zeolithe jedoch erhöhen.

Eine Möglichkeit dazu besteht darin, das Silici- um/Aluminium-Verhältnis hydrophober Zeolithe herabzu- setzen. Beispielsweise weist ein im Handel erhältlicher hydrophober Zeolith ein Silicium/Aluminium-Verhältnis von ca. 100 auf, während ein im Handel erhältlicher hy- dropiler Zeolith ein Silicium/Aluminium-Verhältnis von etwa 1 besitzt. Demgemäß sollte das Silicium/Aluminium- Molverhältnis des Zeolith mindestens 10 vorzugsweise mindestens 30 und weniger als 100, vorzugsweise höch- stens 90 betragen, um Zeolithe zu erhalten, die einer- seits Mikrowellen absorbieren und andererseits als Ad- sorptionsmittel geeignet sind.

Zur Einstellung eines solchen Silicium/Aluminium- Molverhältnisses kann z. B. ein handelsüblicher hydro- philer Zeolith mit Wasserdampf oder ein handelsüblicher hydrophober Zeolith mit Siliciumtetrachlorid behandelt werden, um das Aluminium herauszulösen bzw. gegen Sili- cium auszutauschen.

Das mit den Schadstoffen beladene Adsorptionsmittel kann also, wenn es eine hinreichende Mikrowellen- Absorptionsfähigkeit besitzt, erfindungsgemäß direkt durch Mikrowellen-Anregung erwärmt werden. Es ist je- doch erfindungsgemäß auch möglich, ein Adsorptionsmit- tel einzusetzen, das selbst keine ausreichende Mikro- wellen-Absorptionsfähigkeit besitzt, sofern ein weite- rer Feststoff in dem Adsorber vorliegt, der seinerseits eine hohe Mikrowellen-Adsorptionsfähigkeit aufweist und damit das Adsorptionsmittel auf eine zur Desorption der organischen Stoffe ausreichende Temperatur aufheizt.

Der mikrowellenabsorbierende Feststoff kann z. B. ein hydrophiler Zeolith, Aktivkohle, ein Polymeres oder dgl. sein.

Das Adsorptionsmittel kann mit dem mikrowellenabsorbie- renden Feststoff im Gemisch vorliegen. Beispielsweise kann der Adsorber mit einem Gemisch aus einem (mikro- wellen-insensitiven) hydrophoben Zeolith und einem hy- drophilen Zeolith als mikrowellenabsorbierendem Fest- stoff gefüllt sein. Das Gewichtsverhältnis des hydro- philen zu dem hydrophoben Zeolith in einem solchen Ge- misch beträgt vorzugsweise 1 : 10 bis 1 : 30.

Das aus der Umgebungsluft adsorbierte Wasser kann durch Mikrowellenenergie sehr selektiv angeregt werden. Der Wassergehalt des beladenen Adsorbens kann durch das Mi- schungsverhältnis verschiedener Zeolithe (Zeolith- Typen, hydrophil-hydrophob) eingestellt werden. Dadurch ist der Energieeintrag bzw. das zu erreichende Tempera- turniveau einstellbar. Das desorbierte Wasser verdrängt ähnlich wie bei der Heiß-Wasserdampf-Desorption im Sin- ne einer Verdrängungsdesorption die unpolaren, durch Mikrowellenenergie nicht direkt anregbaren Stoffe.

Durch die Verwendung von Mikrowellen wird nach dem er- findungsgemäßen Verfahren die Energie schnell und mit hohem Wirkungsgrad für die Desorption zum Einsatz ge- bracht. Damit ist eine schnelle und verlustarme Desorp- tion möglich.

Die zur Mikrowellendesorption eingesetzte Frequenz kann beispielsweise im Bereich von 100 MHz bis 10 GHz lie- gen ; vorzugsweise liegt sie bei 2,45 GHz.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren stellt die Desorp- tionsluft beispielsweise im Gegensatz zur Heißgas- Desorption keinen Wärmeenergieträger dar. Sie kann da- her in relativ geringer Menge eingesetzt werden. Demzu- folge liegt das Desorbat in einer hohen Konzentration vor und kann daher energetisch günstig einer katalyti- schen Oxydation zugeführt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Oxidati- onskatalysator, mit dem die adsorbierten organischen Stoffe oxidiert werden, dem Adsorptionsmittel entweder direkt zugesetzt werden oder die organischen Stoffe können desorbiert und in einem vom Adsorber getrennten Katalysator oxidiert werden.

Die organischen Stoffe werden durch die Desorptionsluft an dem Oxidationskatalysator zu Kohlendioxid und Wasser verbrannt. Die Desorptionsluft mit den oxidierten orga- nischen Stoffen wird daher vorzugsweise dem Adsorber im Kreislauf zur Desorption wieder zugeführt. Die Verbren- nungswärme und die durch die Konvektion aus dem Adsor- ber in die Desorptionsluft gelangte Energie wird damit wieder der Desorption zugeführt (Wärmerückgewinnung). Der Oxidationskatalysator kann beispielsweise Platin oder ein Metall der Platingruppe sein. Beispielsweise kann, wenn die Oxidation der organischen Stoffe bei der Regenerierung des Adsorbers im Adsorber erfolgt, der Zeolith oder das sonstige Adsorptionsmittel Platin in der Oxidationsstufe 0 (metallische Cluster) enthalten.

Platin oder der sonstige Oxidationskatalysator führt zudem zu einer starken Erhöhung der Mikrowellen- Absorptionsfähigkeit des Adsorptionsmittels.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemä- ße Anlage ist insbesondere zur Reinigung der Luft in von Personen benutzten Räumen bestimmt, insbesondere zur Reinigung von Luft im Innenraum von Kraftfahrzeu- gen, einschließlich Flugzeugen, ferner in Gebäuden oder Schutzräumen, auch zum Schutz von kontaminierter Außen- luft.

Zur Vorreinigung des zu reinigenden Luftstromes wird vorzugsweise ein Vorfilter zur Partikelabtrennung ein- gesetzt. Das Verkeimen von lufttechnischen Anlagen stellt ein nicht unerhebliches Gesundheitsrisiko dar.

Gleichzeitig wird durch biologische Materialien auf dem Adsorptionsmittel die Adsorptionsleistung reduziert.

Durch Bestrahlung des Vorfilters zur Partikelabtrennung mit Mikrowellenenergie wird eine Verkeimung wirkungs- voll verhindert. Die Mikrowellenenergie zur Bestrahlung des Vorfilters kann dabei von dem Mikrowellengenerator zur Bestrahlung des Absorbers stammen, oder es kann zur Bestrahlung des Vorfilters ein separater Mikrowellenge- nerator eingesetzt werden. Nachstehend ist eine Ausführungsform der erfindungsge- mäßen Anlage anhand der Zeichnung näher erläutert, de- ren einzige Figur eine schematische Ansicht der Anlage zeigt.

Die Anlage besteht danach aus einem Adsorber 1, einer am Adsorber 1 angeordneten Mikrowelleneinheit 2 und ei- nem vom Adsorber 1 getrennt angeordneten Katalysator 3.

Der Adsorber 1 ist als zylindrischer Körper ausgebil- det, der auf beiden Seiten kreissegmentförmige An- schlüsse 5 und 8 bzw. 6 und 7 aufweist.

Der Adsorber 1 besteht aus Sektoren 9, die durch sich radial erstreckende Trennwände 16 voneinander getrennt sind. Der Adsorber 1 ist um eine Zylinderachse 4 in Richtung des Pfeiles 10 drehbar. Auf diese Weise werden die Sektoren 9 nacheinander mit den Anschlüssen 5 und 6 bzw. 7 und 8 verbunden.

Die einander gegenüberliegenden Anschlüsse 5 und 6 die- nen zum Durchtritt der zu reinigenden Luft durch den Adsorber 1, also zum Eintritt der zu reinigenden Luft in bzw. aus dem Adsorber 1, wie durch die Pfeile 20 und 21 dargestellt. Die einander gegenüberliegenden An- schlüsse 7 und 8 dienen zum Durchtritt der Desorptions- luft durch den Adsorber 1, also zum Eintritt in und zum Austritt aus dem Adsorber 1, wie durch die Pfeile 22 und 23 dargestellt.

Die Anschlüsse 5 bis 8 und der Adsorber 1 müssen rela- tiv zueinander um die Zylinderachse 4 drehbar angeord- net sein. Das heißt, anstelle des Adsorbers 1, wie in der Zeichnung dargestellt, ist es auch möglich, die An- schlüsse rotierend und den Adsorber 1 feststehend aus- zubilden.

Der Katalysator 3 ist über eine Leitung, die durch den Pfeil 23 veranschaulicht ist, mit dem Austritt 8 für die Desorptionsluft verbunden. Die in dem Katalysator 3 zu Wasser und Kohlendioxid oxidierten organischen Stof- fe werden mit der Desorptionsluft mit einem Gebläse 12 über die Leitung 13 dem Adsorber 1 wieder zugeführt.

Die im Kreislauf geführte Desorptionsluft kann dazu der durch den Pfeil 22 dargestellten Desorptionsluftleitung zugeführt werden oder, wie in der Zeichnung darge- stellt, einem weiteren segmentförmigen Anschluss 15 an der Seite des Adsorbers 1, an der auch der Anschluss 7 für die einströmende Desorptionsluft 22 angeordnet ist.

Der Anschluss 15 ist neben dem Anschluss 7 vorgesehen, und zwar in Rotationsrichtung 10 des Adsorbers 1 vor dem Anschluss 7. Bei Zufuhr des Kreislaufgases in den separaten Anschluss 15 kann das Gebläse 12 entfallen.

Die Mikrowelleneinheit 2 ist zur Abstrahlung der Mikro- welle auf den Sektor 9 des zylindrischen Adsorbers 1 ausgebildet, der die Anschlüsse 7 und 8 zum Durchtritt der Desorptionsluft verbindet. Dazu kann die Mikrowel- leneinheit 2 eine sich außen entlang dem Adsorber 1 er- streckende Antenne 17 mit einem Reflektor 16 aufweisen.

Am Reflektor 16 ist der Mikrowellengenerator 14 ange- ordnet. Ein weiterer Reflektor 19 kann im Bereich der Rotationsachse 4 innerhalb des zylindrischen Adsorbers 1 vorgesehen sein.

Die ausgetragenen Volumenanteile des oxidierten Desor- bats können der gereinigten Luft 21 zugeführt werden.

Nach der Zeichnung wird die Desorptionsluft 22,23 im Gegenstrom zu der zu reinigenden Luft 20,21 geführt.

Ferner kann anstelle des Adsorbers 1 auch die Mikrowel- leneinheit 2 drehbar ausgebildet sein.