Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abluftreinigung, insbesondere zur Reinigung der Abluft einer Anlage in der chemischen Industrie, in der Farben sowie Lacke verarbeitenden Industrie, in der Lacke und Farben produzierenden Industrie, in Gießereien, in Raffinerien, in der Lebensmittelindustrie, in der Land wirtschaft, in Krankenhäuser sowie zur Reinigung allgemeiner Gebäudeabluft. Das Verfahren betrifft eine sogenannte Niedertemperatur-Abluftbehandlung und eignet sich ganz besonders für Abluft mit einer maximalen Schadstoffbelastung von 0,5 % bzw. 5g/m ³ . Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung verschie dene Komponenten, die in Zusammenhang mit der Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens Verwendung finden.

Technologischer Hintergrund

Verfahren zur Behandlung von Abluft im Rahmen dieser Erfindung interessieren der Abluftreinigung werden in unterschiedlichsten Bereichen z. B. in der chemi- sehen Industrie, in der Farben sowie Lacke verarbeitenden Industrie, in der La cke und Farben produzierenden Industrie, in Gießereien, in Raffinerien, in der Lebensmittelindustrie, in der Landwirtschaft, in Krankenhäuser benötigt sowie zur Reinigung allgemeiner Gebäudeabluft verwendet, um vielfältige in der Abluft be findliche Schadstoffe aus der Abluft zu entfernen. Unter einer „Abluftverunreini- gung“ versteht man eine Situation, bei der ein Fremdstoff in der Abluft seinen maximal erlaubten Anteil in seinem natürlichen Umfeld übersteigt. Verfahren zur Behandlung von Abluft zielen darauf ab, alle festen, flüssigen und/oder gasförmi gen Verunreinigungen, die umweltschädlich sind und/oder Gerüche abgeben, zu entfernen. Die Anzahl und Verschiedenheit solcher Verunreinigungen ist sehr umfassend. Es handelt sich insbesondere um organische flüchtige (VOCs) oder halbflüchtige (SVOCs) Verbindungen bzw. Kohlenwasserstoffverbindungen, Koh lenwasserstoffverbindungen ohne Methan (NMHCs), aromatische Kohlenwasser stoffe, schwere Kohlenwasserstoffe, unterschiedlichste Oxide wie NOx, COx, SOx, Bakterien, Viren und schließlich feste Partikel, pastöse Partikel und flüssige Tröpfchen.

Je nach Art der Verunreinigung existieren im Stand der Technik unterschiedlichs- te Behandlungsmethoden, wie z.B. thermokatalytische Oxidation, photokatalyti sche Behandlung, Plasmabehandlung, Adsorption, Absorption, Filtermembrane sowie biologische Behandlung. Gängige Behandlungssysteme sind wenig effi zient und nicht in der Lage, Multigasverschmutzungen zu behandeln. Behand lungsverfahren werden daher üblicherweise jeweils individuell in ihrer Anwen- düng konzipiert und sind daher entsprechend aufwendig und kostenintensiv. Wird für eine industrielle Anlage eine Abluftreinigung benötigt, ist es bisher in der Re gel notwendig, diese jeweils stets von Grund auf neu zu konzeptionieren. Auf grund der Vielfältigkeit der in einem Abluftstrom vorkommenden Schadstoffe ei nerseits sowie den unterschiedlichsten im Stand der Technik bekannten Verfah- ren andererseits besteht ein grundsätzliches Bedürfnis an kostengünstigen Lö sungen, die für einen großen Teil von Anwendungssituationen eine effektive Rei nigung der Abluft ermöglichen, ohne dass Anlagen von Grund auf neu konzepti- oniert werden müssen. Speziell im Bereich von Lackieranlagen kommt hinsichtlich der Abluftreinigung erschwerend hinzu, dass in der Ablauft zusätzlich auch Lösungsmittelbestandtei le enthalten sind und somit eine Multigasverschmutzung darstellen. Diese sind einerseits schwierig zu separieren, andererseits muss die Abluftreinigung wegen der leichten Entflammbarkeit von Lösungsmittel bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen vollzogen werden.

Druckschriftlicher Stand der Technik Aus der CN 203303808 U ist eine Anlage zur Abluftreinigung einer Lackiererei bekannt, bei der die Abluft über eine Anordnung bestehend aus einem fotosensi tiven Sensor, einem Papierfilter, einem Zyklon sowie einem weiteren Filter meh reren Adsorptionstanks zugeleitet wird. Die Adsorption erfolgt mit Aktivkohle. Die CN 105964141 A beschreibt ein Verfahren sowie eine Anlage zur Behand lung von VOCs enthaltender Abluft. Die Anlage umfasst eine Verbrennungskam mer sowie eine katalytische Oxidationskammer, die sich an die Verbrennungs- kammer anschließt. In der katalytischen Oxidationskammer befindet sich ein Fließbett mit einem Metalloxydkatalysator, wie z.B. PO2.

Aus der CN 205391955 U ist eine weitere Anlage zur Reinigung der Abluft einer Lackieranlage bekannt, bei der die Abluft zunächst einem Zyklon sowie einer nachfolgenden Gas-/Flüssigkeitstrennkammer zugeführt wird. Nach Abtrennung der flüssigen Bestandteile der Abluft wird letztere in eine Plasmakammer sowie eine anschließende katalytische Oxidationskammer geleitet, bevor die Abluft in die Atmosphäre abgegeben wird. Aus der CN 104958990 A ist eine Anlage zur Behandlung von Abluft aus einer Lackierkammer bekannt, bei der die Abluft zunächst einen Gaswäscher durch strömt und daraufhin einer Niedertemperaturplasmabehandlung unterzogen wird. Anschließend wird die Abluft unter photokatalytischer Wirkung über eine Kohlefa ser aufweisende Absorptionsschicht geleitet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches in verschiedenen Industriebereichen einfach und kostengünstig implementiert werden kann jedoch bereits eine gute Grundreinigungseffizienz bezüglich vielfältiger Schadstoffe gewährleistet. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht weiterhin darin, verschiedene Kom ponenten zur Verfügung zu stellen, welche im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens oder auch isoliert zum Einsatz kommen können. Lösung der Aufgabe

Die vorliegende Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. In Bezug auf die weiteren Komponenten wird die vorstehende Aufgabe durch die Ansprüche 17, 23, 26, 28 sowie 31 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der beanspruchten Komponenten sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen bean- sprucht.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abluftreinigung, vorzugsweise zur Abluftreinigung einer Lackieranlage, mit folgenden Verfahrensstufen: Erste Verfahrensstufe, in der Partikel des Abgasstroms aus dem Ab gasstrom hydrodynamisch abgetrennt werden. Im Rahmen dieser Verfahrensstu fe wird das Abgas auf einen Wasservorhang geleitet, wodurch flüssige und feste (z.B. Lackreste) Partikel abgeschieden werden können; und/oder zweite Verfahrensstufe, in der der Abgasstrom mit Photonenstrahlung, vor- zugsweise mit UV- und/oder IR-Strahlung und/oder mit Mikrowellenenergie be aufschlagt wird. Die UV- und/oder IR-Bestrahlung vernetzt und/oder polymerisiert noch nicht miteinander reagierte (bzw. nicht ausgehärtete) Komponenten, z.B. Lackkomponenten der Abluft. Der Einsatz von Mikrowellenenergie hat den Effekt, dass die Wassermoleküle in der Abluft energetisch angeregt werden, wodurch es zwischen den Verunreinigungen in der Abluft zu Kollisionen kommt und Verun reinigungen als Folge davon miteinander agglomerieren (verklumpen); und/oder dritte Verfahrensstufe, in der der Abgasstrom durch eine Magnetanordnung und anschließend durch eine Plasmaröhren-Anordnung geleitet wird. Durch die Magnetanordnung werden längere Moleküle, insbesondere NMHC und KWS (Kohlenwasserstoff)-Moleküle, in Strömungsrichtung ausgerichtet bzw. gestreckt und können aufgrund dessen nachträglich leichter zersetzt werden. In der Plas maröhren-Anordnung werden langkettige Kohlenstoffmoleküle anschließend zu CO2 und H2O und zu kurzkettigen Molekülen zerlegt sowie H2O oder Radikale aus dem kurzkettigen Molekül durch aktive Oxidanten auf Basis von O und/oder N gebildet. Die aktiven Oxidanten befinden sich im Plasma in der Gasphase. Diese aktiven Oxidanten können die Schadstoffe selbst angreifen, und zwar ins besondere durch Totaloxidation oder durch Abbau. Die aktiven Oxidanten kön- nen aber auch mit den Schadstoffen rekombinieren, um wiederum Wirkstoffe [O3, HO ₂ , RO ₂ , RO, H ₂ O ₂ ] zu ergeben, die wiederum Schadstoffe abbauen bzw. an greifen. Schließlich können die aktiven Oxidanten auch zu neuen aktiven Wirk stoffen [N _2, O ₂ , H ₂ O ₂ ] kombinieren, die wiederum die Schadstoffe abbauen bzw. angreifen; und/oder vierte Verfahrensstufe, in der der Abgasstrom einen ersten Zyklongaswä scher, in dem der Abgasstrom unter Photonenstrahlung vorzugsweise unter UV- und/oder IR-Strahlung mit einer vorzugsweise basischen Reaktionsflüssigkeit oder chemischen Lösung kontaktiert wird, und einen zweiten Zyklongaswäscher, in dem der Abgasstrom unter Photonentstrahlung vorzugsweise unter UV- und/oder IR-Strahlung mit einer vorzugsweise sauren Reaktionsflüssigkeit oder chemischen Lösung kontaktiert wird, durchströmt. Die vierte Verfahrensstufe dient vornehmlich zum Entfernen von polaren Molekülen (z.B. Ester, Ether, Säu ren) durch den ersten Zyklongaswäscher sowie zum Entfernen von Molekülen mit Doppel- oder Dreifachbindungen (z.B. Alkene, Alkine, aromatische Verbindun- gen, toxische Verbindungen) sowie schweren Alkoholen durch den zweiten Zyk longaswäscher. Durch die UV- und/oder IR-Strahlung werden die jeweils chemi schen Reaktionen zusätzlich photokatalytisch beschleunigt. Die Bestrahlung mit UV- und/oder IR-Strahlung hat zusätzlich den Effekt, dass parasitäre Reaktionen unter Bildung von toxischen Reaktionsprodukten vermieden werden; und/oder fünfte Verfahrensstufe, in der der Abgasstrom eine erste Katalysatorkam mer mit verteilten Katalysatorelementen, eine Magnetanordnung sowie eine zwei te Katalysatorkammer mit verteilten Katalysatorelementen durchströmt. In dieser Verfahrensstufe werden vornehmlich VOCs sowie NMHCs unter Einwirkung von Ozon zu CO ₂ und H ₂ O oxidiert.

Sogar Schadstoffe oder Schadstoffantei le biologischen Ursprungs können mit den oben genannten Verfahrensstufen behandelt werden. Bei Schadstoffen bio logischen Ursprungs handelt es sich im Wesentlichen um Mikroben (Viren, Bak- terien, Einzeller, Legionellen usw.) Schimmelpilzen und Allergenen. Diese Verun reinigungen können als Partikel betrachtet werden und werden in der ersten Ver fahrensstufe behandelt, indem sie dort einer chemischen Lösung ausgesetzt werden, die die Membran dieser Mikroorganismen angreift. In der dritten Verfah rensstufe werden diese Schadstoffe einem elektrischen Hochspannungsfeld ausgesetzt, welches eine mechanische Zerstörung der Membran bewirkt. Eine Behandlung mit Plasma sowie eine stark oxidierende chemische Wäsche, beglei tet von einer keimtötenden UV-Behandlung in der vierten Verfahrensstufe tötet Mikroorganismen wirksam ab.

Mit einer Kombination oder Unterkombination der oben genannten Verfahrens stufen kann somit überraschend bereits auf vergleichsweise einfache und kos tengünstige Weise je nach Bedarf bereits eine hohe Grundreinigungswirkung der Abluft mit einer Effizienz erreicht werden, die den üblichen behördlichen Grenz werten entspricht. Insbesondere kann eine Kombination oder Unterkombination der Verfahrensstufen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren als vereinheit lichte Grundkonzeption auch für eine hochwirksame Niedertemperatur- Abluftreinigung dienen.

Vorzugsweise durchströmt der Abgasstrom die einzelnen Verfahrensstufen in folgender Reihenfolge: erste Verfahrensstufe, zweite Verfahrensstufe, dritte Ver fahrensstufe, vierte Verfahrensstufe und/oder fünfte Verfahrensstufe. Es handelt sich somit um eine Partikelfiltration zu Beginn mit einer nachfolgenden trockenen Oxidationsstufe, einer nachfolgenden Nassoxidationsstufe sowie einer Oxidati onsstufe durch Hochvoltelektrolyse.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn in einer sechsten Verfahrensstufe eine ioni sche Lösung in den Abgasstrom per Ultraschallenergie eingestäubt wird, der Ab gasstrom anschließend eine Ausfällkammer durchströmt und danach einer Hoch voltelektrolyse unterzogen wird. Durch das Einsprühen bzw. Vernebeln der ioni schen Lösung wird die Leitfähigkeit der Abluft erhöht, wobei die Ultraschallener gie dafür sorgt, dass sich die ionische Lösung in feinste Tröpfchen zerstäubt, vorzugsweise in Tröpfchen mit einem Durchmesser von kleiner 3pm. Durch die Ladungen (Ionen), die sich in der mit den Tröpfchen angereicherten Abluft bewe gen, werden singuläre Magnetfelder erzeugt, die die Partikel durch Induktion magnetisieren. Als Folge davon ziehen sich die Partikel gegenseitig entweder durch Magnetismus oder durch Polarisation an und fallen in der Ausfällkammer aus. Die Ausfällkammer bewirkt aufgrund ihres vergrößerten Volumens die Funk tion eines Druckreduzierventils mit der Folge einer innigen Vermischung der Ab luft mit dem durch den Einspritzvorgang entstehenden Nebel und der dadurch in Gang gesetzten Agglomeration der in der Abluft enthaltenen Partikel. Durch die se Behandlung und durch die sich daran anschließende Hochspannungselektro- lyse werden Radikale aus den längeren Molekülketten der Verunreinigungen der Abluft erzeugt, die wiederum eine positive Auswirkung auf nachstehende Verfah rensstufen haben. Darüber hinaus bzw. unabhängig davon bewirkt die Hoch spannungselektrolyse auch die Produktion stark oxidierender chemischer Ele mente wie OH*, O*, die ebenfalls eine positive Auswirkung auf nachstehende Verfahrensstufen haben.

Die Hochspannungselektrolyse kann unipolar oder bipolar konzipiert sein. Sie kann Elektroden aus einem Halbleiter (z.B. Titanoxid) und/oder einem Metall (z.B. Titan, Eisen, Aluminium, Edelstahl, etc.) umfassen. Zweckmäßigerweise können die Elektroden eine Wellenform besitzen, um durch die dadurch entste henden Turbulenzen die Kollision zwischen den Gasmolekülen und den Elektro den zu erhöhen. Die ionische Lösung einschließlich der ausgefällten Partikel kann zweckmäßigerweise in der Ausfällkammer abgezogen, gereinigt und dem Prozess wieder zugeführt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich die sechste Verfahrensstufe zwischen der dritten und vierten Verfahrensstufe befindet. Denn durch die Hochspannungs elektrolyse werden Radikale erzeugt, welche die langen Verunreinigungsmolekü le in mehrere kleinere Moleküle zerlegen, sodass diese leichter in der nachfol- genden vierten Verfahrensstufe behandelt werden können.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn sich die siebte Verfahrensstufe an die fünfte Ver fahrensstufe anschließt, da die in der fünften Verfahrensstufe erzeugten Oxidati- onsprodukte dann in der nachfolgenden siebten Verfahrensstufe abgetrennt wer den können.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die basische bzw. saure Reaktionsflüssigkeit oder chemische Lösung im Zufüh rungsbereich zum zylindrischen Gehäuseteil und/oder innerhalb des zylindri schen Gehäuseteils des jeweiligen Zyklongaswäschers eingesprüht. Insbesonde re kann das Einsprühen innerhalb des zylindrischen Gehäuseteils derart erfolgen, dass sich ein schraubenförmiger Bewegungspfad des Flüssigkeitsabgasgemi- sches innerhalb des Zyklongaswäschers nach unten einstellt. Hierdurch wird die Dichte des Flüssigkeitsgasgemisches und die Durchmischung weiter erhöht, das Gemisch wird somit dichter und/oder schwerer, sodass aufgrund der schrauben förmigen Bewegung und der Zentrifugalkraft die Verunreinigungen eine erhöhte Kontaktwahrscheinlichkeit mit der chemischen Lösung haben, in der die chemi- sehen Reaktionen stattfinden.

Dadurch, dass der Abgasstrom im Zuführungsbereich zum zylindrischen Gehäu seteil des jeweiligen Zyklongaswäschers, vorzugsweise vor oder im Bereich einer Venturi- oder Halbventuridüse, eingesprüht bzw. vernebelt wird, wird ein hete- rogenes Gas-Wasser-Gemisch vor dem Eintritt der Abluft in den Zyklongaswä scher gebildet, welches schwerer ist als Luft. Darüber hinaus unterstützt dieser Vorgang die erforderliche chemische Reaktion durch Vergrößerung der Kontakt fläche zwischen der jeweiligen chemischen Lösung und der Abluft, da sehr feine Tröpfchen in diesem Bereich gebildet werden. Durch das Vernebeln vor oder im Bereich der Venturi- oder Halbventuridüse wird der Kontakt zwischen den Tröpf chen der chemischen Lösung und dem Abgas noch zusätzlich intensiviert und die chemischen Reaktionen noch gefördert. Vorzugsweise kann hierbei das Ein sprühen über eine sogenannte Elektroimpulsdüse erfolgen. Hierbei handelt es sich um eine Düse, die den die Düse verlassenden Strom an chemischer Lösung unter elektrischen Strom setzt, wodurch Radikale erzeugt bzw. abgespalten wer den, die mit den Bestandteilen des Abgases chemische Verbindungen eingehen. Andererseits werden durch die Elektroimpulsdüse stark oxidierende Oxidanten wie OH*, O2, O* sowie der Reduktor H2 gebildet, welche das Abgas angreifen. Vorzugsweise wird bzw. werden mit der basischen chemischen Lösung dem Ab gasstrom Oxidationsmittel und/oder ein Katalysator zugeführt. Die basische che mische Lösung umfasst insbesondere chemische Lösungen aus KOH, NaOH oder Ca(OH) ₂ sowie einen Katalysator, wie z.B. KMn0 ₄ , oder V ₂ O ₅ . Ermöglicht werden hierdurch Säure-Basen-Reaktionen, Oxidationsreaktionen für aliphati schen Kohlenwasserstoff, der Doppel- oder Dreifachverbindungen enthält, Thiole, Thioether, Reduktionsreaktionen, Substitutionsreaktionen sowie Mineral-Oxid- Reaktionen.

Mit der sauren chemischen Lösung können dem Abgasstrom Oxidationsmittel und/oder ein Katalysator zugeführt werden. Als saure Reaktionsflüssigkeit bzw. chemische Lösung kann z.B. H ₂ SO ₄ verwendet werden, als chemischer Katalysa tor beispielsweise V ₂ O ₅ . Behandelt werden hierbei Moleküle mit Doppelbindung (Alkene), Dreifachbindung (Alkine), aromatische Verbindungen, Amine usw. Die Reaktionen bauen auch toxische Verbindungen ab, die zuvor durch parasitäre oder andere Reaktionen gebildet worden sein könnten. Als Katalysatoren können K ₂ C0 ₂ O ₇ , V ₂ O _5, oder Na ₂ C0 ₃ zum Einsatz kommen. Dadurch dass der Abgasstrom in der ersten Verfahrensstufe auf eine mit Perfora tionen versehene, vorzugsweise mit einer Waschflüssigkeit zur Bildung eines Waschflüssigkeitsvorhangs beaufschlagte, vorzugsweise ein erstes sowie zwei tes Faltblech umfassende, Prallblechanordnung geleitet wird, wird erreicht, dass vor allem schwere Partikel und schlammförmige Konsistenz (z.B. Farbschlamm) an der Prallblechanordnung anhaften und mittels des Waschflüssigkeitsvorgangs von der Prallblechanordnung abgewaschen werden. Durch das erste und zweite Faltblech wird eine Filterbarriere geschaffen, bei der die Partikel wegen ihrer hö heren kinetischen Energie in dem Wasservorhang am zweiten Faltblech gefan gen werden, wohingegen die Luft auf beiden Seiten des zweiten Faltblechs ent- weichen kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Prallblechanordnung, vor zugsweise das zweite Faltblech derselben, mit Ultraschall beschallt werden, was zur Folge hat, dass die Wassermoleküle in Schwingung versetzt werden und eine Anhaftung am zweiten Faltblech vermieden werden kann.

Der Magnetanordnung der dritten Verfahrensstufe kann ein Tröpfchenabscheider vorgeschaltet sein. Dieser dient dazu, Flüssigkeit bzw. Wasser, welche(s) in den vorangegangenen Schritten hinzugefügt worden ist, abzuscheiden. Hierdurch wird auch eine elektrische Leitfähigkeit der Abluft vermieden, die ein Sicherheits risiko darstellen würde und eine Beschädigung der Plasmarohre verursachen könnte.

Dadurch, dass das Plasma in der dritten Verfahrensstufe mit Photonen, vorzugs weise UV-Licht und/oder IR-Licht bestrahlt wird, wird der für die Behandlung er forderliche Katalysator aktiviert. Die Beschallung des Plasmas in der dritten Verfahrensstufe mit Ultraschall be wirkt eine Erhöhung der Effektivität des Plasmas, da mittels einer Resonanzultra schallwelle, bei der es sich insbesondere um eine „stehende Welle“ handelt, im Inneren der Plasmaröhren im Wechsel Bereiche mit größerer sowie geringerer Dichte geschaffen werden. Hierdurch wird wiederum das Zerlegen von langketti- gen VOC-Molekülen zu CO ₂ und H ₂ O oder zu kürzeren Molekülketten unterstützt.

Zweckmäßigerweise wird in der ersten Katalysatorkammer der fünften Verfah rensstufe unter UV- und/oder IR-Bestrahlung Ozon erzeugt, wobei das erzeugte Ozon in der zweiten Katalysatorkammer unter UV- und/oder IR Bestrahlung Be- standteile des Abgasstroms oxidiert. Hierdurch werden in der zweiten Katalysa torkammer VOCs sowie NMHCs mit Ozon zu CO ₂ und H ₂ O oxidiert.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafterweise als geschlossener Kreislauf betrieben werden. Hierzu kann in einer Wasseraufbereitungsstufe das Wasser von den an den einzelnen Verfahrensstufen abgetrennten Fluiden und festen Bestandteilen aufgefangen, gereinigt und dem Prozess der Abluftreinigung wieder zugeführt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, da hierdurch die Be triebskosten der Abluftreinigung erheblich reduziert werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich ganz besonders für Abluft mit einer Feststoffbeladung von bis zu 0,5 % bzw. 5g/m ³ .

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht einen Abgasdurchsatz von mehr als 20.000 qm ³ /h.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin, auch nebengeordnet beansprucht, einen Zyklongaswäscher, vorzugsweise einen Zyklongaswäscher für den Einsatz in dem vorbeschriebenen Verfahren. Der Zyklongaswäscher umfasst ein Zyklon förmiges Gehäuses, welches einen zylindrischen oberseitigen Gehäuseabschnitt sowie einen konischen unterseitigen Gehäuseabschnitt aufweist, wobei mehrere Einspritzdüsen vorgesehen sind, welche insbesondere entlang des Umfangs des zylindrischen oberseitigen Gehäuseabschnitts, vorzugsweise spiralförmig positi oniert, angeordnet sind. Der erfindungsgemäße Zyklongaswäscher ermöglicht einen besonders intensiven Kontakt der einzusprühenden chemischen Lösung mit der Abluft.

Ein einlaufseitig vorgesehenes Venturirohr oder Halbventurirohr erhöht die Ein strömgeschwindigkeit der Abluft in den Zyklongaswäscher. Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Bereich des Venturirohrs oder Halbventurirohrs eine Düse zum Einsprühen der chemischen Lösung vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise kann diese Düse vorzugsweise als Elektroimpulsdüse ausgebildet sein.

Die UV- und/oder IR-Strahler oberhalb des Zyklon-förmigen Gehäuses, vorzugs weise unterhalb der Einspritzdüsen, dienen dazu, die chemischen Reaktionen innerhalb des Zylkongaswäschers photokatalytisch zu beschleunigen.

Am Ausgang des Zyklongaswäschers ist vorzugsweise ein Tröpfchenabscheider vorgesehen, um die im Zyklon gebildete Flüssigkeit bzw. das vorhandene Was ser nicht in die nachfolgende Behandlungsstufe zu verschleppen.

Der Zyklongaswäscher kann zweckmäßigerweise einen Tank zur Bereitstellung von chemischer Lösung sowie eine erste Zuleitung von dem Tank zu den einzel- nen Einspritzdüsen aufweisen, in der sich eine Förderpumpe befindet, sowie eine zweite Zuleitung von dem Tank zu dem Venturirohr oder Halbventurirohr, wobei vorzugsweise die zweite Zuleitung eine weitere Förderpumpe, insbesondere eine Hochdruck-Förderpumpe, aufweist. Hierdurch kann die chemische Lösung im Einlaufbereich des Zyklongaswäschers mit besonderer Intensität vernebelt wer den. Hierdurch kann wiederum eine sehr günstige innige Vermischung der che mischen Lösung mit dem Abgasstrom erzeugt werden.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann sich an den Auslass des Zyklon- gaswäschers ein Venturirohr anschließen, welches vorzugsweise ebenfalls eine Einspritzdüse für die chemische Lösung aufweist. Auf diese Weise wird auch die den Zyklongaswäscher verlassende Abluft nochmalig mit chemischer Lösung beaufschlagt. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner, auch nebengeordnet beansprucht, ein Plasmamodul. Das Plasmamodul kann insbesondere in dem Verfahren zu Abluft reinigung verwendet werden. Das Plasmamodul umfasst ein Gehäuse mit einem Einlass sowie einem Auslass, eine mindestens einen, vorzugsweise eine eine Mehrzahl von insbesondere in Längsrichtung des Plasmamoduls orientierte, Durchlasskanäle umfassende Magnet-, insbesondere Permanentmagnetanord nung, insbesondere mit jeweils bezogen auf den Querschnitt des Durchlasska nals gegenüberliegender abstoßender magnetischer Kraftwirkung sowie auslass seitig mindestens eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von vorzugsweise in Längs richtung des Plasmamoduls orientierten zum Auslass hin verlaufenden Kathoden- röhren mit innenliegenden Anoden. Die Durchlasskanäle können innerhalb der Magnetanordnung eine zur Fließrichtung der Abluft querverlaufende schlitzartige Form aufweisen. Im Bereich des Einlasses ist vorzugsweise ein Tröpfchenab scheider vorgesehen. In der Magnetanordnung werden langkettige Kohlenstoff- Moleküle (VOCs, NMHCs etc.) ausgerichtet, wodurch deren Zerlegung zu CO ₂ und H ₂ O oder zu kurzkettigen Molekülen in der oder den nachfolgenden Katho denröhren erleichtert wird. Die Kathodenröhre bzw. Kathodenröhren sind vorzugsweise mit einem katalyti schen Halbleiter, z.B. PO ₂ , ZnO, beschichtet.

Die Lichtelemente in dem Plasmamodul, vorzugsweise in Form von UV- Lichtelementen dienen dazu, die Katalysatoren im Bereich der Kathoden röhren zu aktivieren.

Vorzugsweise ist im Plasmamodul eine Schallquelle vorgesehen, die insbeson dere zwischen der Magnetanordnung sowie der oder den Kathoden röhren positi- oniert sein kann. Sie dient dazu, Resonanz-Schallwellen zu erzeugen, die im Inneren der Kathodenröhre bzw. Kathodenröhren abwechselnd Bereiche höherer sowie geringerer Dichte der Abluft erzeugen, wodurch die Effizienz des Plasmas erhöht werden kann. Die Bereiche mit höherer Partikeldichte erlauben die Bil dung einer Art „weichen“ Korona mit den Partikeln als Brücke zwischen der Ka- thode und der Anode der Kathodenröhre. Hierdurch können viele langkettige Kohlenstoffmoleküle zu CO ₂ oder H ₂ O bzw. zu kurzkettigen Molekülen zerlegt werden. Ferner kann H ₂ O oder Radikale aus dem kurzkettigen Molekül sowie auch starke Oxidation OH* gebildet werden. Die aktiven Oxidanten befinden sich im Plasma in der Gasphase. Diese aktiven Oxidanten können die Schadstoffe selbst angreifen, und zwar insbesondere durch Totaloxidation oder durch Abbau. Die aktiven Oxidanten können aber auch mit den Schadstoffen rekombinieren, um wiederum Wirkstoffe [O ₃ , HO ₂ , RO ₂ , RO, H ₂ O ₂ ] zu ergeben, die wiederum Schadstoffe abbauen bzw. angreifen. Schließlich können die aktiven Oxidanten auch zu neuen aktiven Wirkstoffen [N _2, O ₂ , H ₂ O ₂ ] kombinieren, die wiederum die Schadstoffe abbauen bzw. angreifen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner, auch nebengeordnet beansprucht, eine Prallblechanordnung, die insbesondere in dem eingangs erwähnten Verfahren zur Abluftreinigung zum Einsatz kommen kann, wobei die Prallblechanordnung Folgendes umfasst: ein Gehäuse mit Einlass sowie Auslass, ein im Gehäuse angeordnetes, Perforierungen aufweisendes, vorzugsweise eine Mehrzahl paral lel zueinander verlaufender Faltungen aufweisendes erstes Prallblech, ein im Gehäuse angeordnetes, Perforierungen aufweisendes, vorzugsweise eine Mehr- zahl parallel zueinander verlaufender Faltungen aufweisendes zweites Prallblech, wobei das erste und zweite Prallblech hintereinander positioniert sind und eine oberseitig zu den Prallblechen angeordnete Spüleinrichtung, die insbesondere einzelne Düsen aufweist, vorgesehen ist. Die Prallblechanordnung ermöglicht es, schwere Partikel sowie schlammartige Konsistenz in der Abluft aufzufangen und zu entfernen.

Vorzugsweise können in der Prallblechanordnung, insbesondere an der dem Auslass zugewandten Seite des zweiten Prallblechs, Ultraschallvibratoren vorge sehen sein. Hierdurch wird die Anhaftung der Partikel bzw. des Schlamms an den Prallblechen durch die Waschflüssigkeit vermieden.

Die vorliegende Erfindung umfasst ferner, auch nebengeordnet beansprucht, ein Polymerisationsmodul, welches insbesondere in dem vorbeschriebenen Verfah ren zur Abluftreinigung zum Einsatz kommen kann. Das Polymerisationsmodul besitzt ein Gehäuse mit Einlass sowie Auslass sowie mindestens eine, vorzugs weise eine Mehrzahl von im Gehäuse angeordneter UV- oder IR-Lampen sowie einen ebenfalls im Gehäuse angeordneten Mikrowellenstrahler. Das Polymerisa tionsmodul dient dazu, solche Bestandteile der Abluft zu polymerisieren, agglo merieren oder auszuhärten, die sich nach wie vor in einer aktiven Phase, d.h. im chemischen Übergang (Einleitung und Ausbreitung) des Monomers hin zur fina len Polymerisation befinden, bei denen also die chemischen Reaktionen in einem vorgelagerten Prozess (Lackieren oder anderer Prozesse) noch nicht abge schlossen sind. Der Mikrowellenstrahler bzw. die von ihm erzeugten Mikrowellen sorgen dafür, dass Wassermoleküle in der Abluft in Schwingung versetzt werden, um damit die Kollision und anschließende Agglomeration mit den Schmutzstoffen der Abluft zu unterstützen.

Die in Längsrichtung der Strömung orientierten Wände des Polymerisationsmo duls sind vorzugsweise reflektierend ausgebildet. Zweckmäßigerweise kann zu sätzlich einlassseitig und/oder auslassseitig, vorzugsweise einlass- und auslass seitig, ebenfalls eine strömungsdurchlässige Reflektorwand vorgesehen sein. Hierdurch kann eine Ausheilung des Gehäuses des Polymerisationsmoduls opti miert werden.

Die Reflektorwand kann vorzugsweise aus einzelnen, insbesondere gekrümmt geformten, verspiegelten Lamellen aufgebaut sein, die zueinander beabstandet, vorzugsweise in abwechselnder Ausrichtung, nebeneinander angeordnet sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner, auch nebengeordnet beansprucht, ein UV-Behandlungsmodul, insbesondere ein UV-Behandlungsmodul, welches in dem eingangs erwähnten Verfahren zur Abluftreinigung verwendet werden kann, mit einem Gehäuse mit Einlass sowie Auslass, einer ersten Katalysatorkammer mit verteilten Katalysatorelementen, einer mindestens einen, vorzugsweise einer Mehrzahl von vorzugsweise in Längsrichtung des UV-Behandlungsmoduls orien tierten Durchlasskanälen umfassende Magnet-, insbesondere Permanentmag- netanordnung, insbesondere mit jeweils bezogen auf den Querschnitt des Durch lasskanals gegenüberliegender abstoßender magnetischer Kraftrichtung und einer zweiten Katalysatorkammer mit verteilten Katalysatorelementen. Das UV- Behandlungsmodul dient dazu, die VOCs sowie NMHCs in der Abluft durch Pho tokatalyse zu oxidieren. Die Magnetanordnung dient einerseits dazu, in der Abluft noch vorhandene langkettige Kohlenwasserstoffmoleküle (VOCs sowie NMHCs) für die Photokatalyse auszurichten sowie die Moleküle durch magnetische Induk tion zu erwärmen. Diese Behandlung hilft wiederum dazu, Oxidationsreaktionen der Kohlenwasserstoffmoleküle zu initiieren. Die Durchlasskanäle haben vor zugsweise eine quer zur Hauptströmungsrichtung der Abluft verlaufende schlitz- artige Form.

Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Katalysatorelemente mit Katalysatormaterial (z.B. ZnO oder PO2) beschichtete, winkelig zueinander angeordnete Gitterelemente aufweisen, wobei die Gitterelemente eine mehr- schichtige rautenartige Struktur mit einzelnen Rauten bilden, in denen sich UV- Lampen befinden. Hierdurch wird bei einem ausreichenden Strömungsdurchsatz eine hohe Reinigungswirkung ermöglicht. Gemäß der Erfindung kann die erste Katalysatorkammer einlassseitig eine Mehr zahl von Ringmagneten aufweisen, die die in der Abluft enthaltenen Verunreini gungen (Schadstoffe) aufgrund ihrer unterschiedlichen magnetischen Eigen schaften (paramagnetisch, diamagnetisch) trennen und aus dem abgetrennten Sauerstoff mittels des durch die UV-Lampen angeregten Katalysators das ge wünschte Ozon produzieren. In der ersten Katalysatorkammer wird Ozon er zeugt, mit dem Ziel, damit die VOCs sowie NMHCs in der dritten Kammer zu oxi dieren. In der dritten Kammer werden die VOCs und NMHCs zu H ₂ O und CO ₂ mit dem in der ersten Kammer gebildeten Ozon (O3) oxidiert, ebenso wie Radikale R*, NO _2* , SO _2* . Hierbei laufen vornehmlich zwei Arten von chemischen Reaktio nen ab. Bei der ersten zerfällt Ozon oder ein Teil davon zu Sauerstoff (O3 - 3O ₂ ) oder das Ozon reagiert mit Oxiden (z.B. NO + O3 NO ₂ ^* + O ₂ ) und/oder es bildet Radikale (insbesondere Kohlenwasserstoffradikale). Die zweite Art von chemischen Reaktionen sind Oxidationsreaktionen unter Beteiligung von Sauer- Stoff.

Um die Produktion giftiger oder schwer zu behandelnder Stoffe zu vermeiden, kann zudem Infrarotstrahlung eingesetzt werden. Diese beschleunigt chemische Reaktionen durch Anregung von Bindungen wie C-C, -C=C-, -C=0, -C=N, -C-H. Die Infrarotstrahlung beschleunigt chemische Oxidationsreaktionen durch Ozon oder Radikale, wie z. B. O*, welche bei der Photokatalyse gebildet werden, durch den Angriff der schwächsten Bindungen.

Dadurch, dass die erste Katalysatorkammer einlassseitig eine Mehrzahl von Ringmagneten aufweist, werden die in der Abluft enthaltenen Verunreinigungen (Schadstoffe) aufgrund ihrer unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften (pa ramagnetisch, diamagnetisch) aufgetrennt.

Zur Optimierung der Bestrahlungswirkung ist einlassseitig und/oder auslassseitig eine strömungsdurchlässige Reflektorwand vorgesehen. Diese entspricht der Reflektorwand, wie sie bereits in dem vorbeschriebenen Polymerisationsmodul zum Einsatz kommt. Vorzugsweise können die Katalysatorelemente mehrere mit Katalysatormaterial (z.B. ZnO, T1O2) beschichtete, vorzugsweise zylinderförmige Gitterelemente auf weisen, wobei die Gitterelemente eine mehrschichtige Zylinderstruktur mit ein zelnen Zylindern bilden, in denen sich UV-Lampen, vorzugsweise im Mittelbe- reich der Gitterelemente befinden. Hierdurch wird eine gleichmäßige Strahlungs intensität innerhalb der katalytischen Elemente erreicht.

Dadurch, dass in der zweiten Katalysatorkammer IR-Strahler vorgesehen sind, wird die Produktion giftiger oder schwer zu behandelnder Stoffe in der zweiten Katalysatorkammer vermieden. Die IR-Strahlung beschleunigt chemische Reak tionen durch Anregung von chemischen Bindungen.

Beschreibung der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einzelner Verfahrensstufen bzw. Module zum Einsatz in dem betreffenden Ver fahren wird bzw. werden anhand von Zeichnungsfiguren nachstehend näher er läutert. Identische, aber wiederkehrende Merkmale sind der Übersichtlichkeit halber lediglich einfach mit Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Fig. 1 eine stark vereinfachte Gesamtansicht eines Beispiels einer An ordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abluftreinigung;

Fig. 2 ein Beispiel einer ersten Verfahrensstufe des in Fig. 1 gezeigten

Ablaufs in Form einer Prallblechanordnung sowie deren Bestand teile; Fig. 3 eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer zweiten

Verfahrensstufe des Verfahrens gemäß Fig. 1 in Form eines Po lymerisationsmoduls sowie dessen Bestandteile; Fig. 4 eine stark vereinfachte Darstellung der dritten Verfahrensstufe des

Verfahrens gemäß Fig. 1 in Form eines Plasmamoduls sowie de ren Bestandteile; Fig. 5 eine stark vereinfachte Darstellung einer sechsten Verfahrensstufe des Verfahrens gemäß Fig. 1 in Form eines Partikelfilters;

Fig. 6 eine stark vereinfachte Darstellung einer vierten Verfahrensstufe des Verfahrens gemäß Fig. 1 in Form einer Anordnung eines ers ten sowie zweiten Zyklongaswäschers;

Fig. 7 eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer fünften Verfahrensstufe in Form eines UV-Behandlungsmoduls sowie de ren Bestandteile;

Fig. 8 eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer siebten

Verfahrensstufe, in dem die Abluft einer Aktivkohleanordnung aus gesetzt wird; sowie Fig. 9 eine stark vereinfachte schematische Darstellung der Wasserauf bereitung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Der Ausgangspunkt des in Fig. 1 gezeigten Verfahrensablaufs kann unterschied lichster Art sein. In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel handelt es sich um eine La- ckieranlage 1 mit einem umlaufenden Förderband 102, auf dem zu lackierende Teile abgelegt sind und die Lackierkabine 101 durchlaufen. Innerhalb der La ckierkabine 101 befinden sich Lackierdüsen 103, die auf die zu lackierenden Tei le gerichtet sind. Eine Hauptluftzufuhr erfolgt in die Lackierkabine 101 über eine außerhalb befindliche Luftzufuhr 105. Sauerstoff kann für eine geschlossene Kreislaufführung von einem außenseitigen Reservoir 104 zugeführt werden. Fer ner kann gereinigte Abluft zusätzlich auch über eine Rückführleitung 904 wieder zugeführt werden. Wasser wird in aufbereiteter Form ebenfalls aus dem Verfah ren gewonnen und in die Lackierkabine 101 rückgeführt. Gleichzeitig wird aufge- fangenes Wasser über die Rückführleitung 1019 einer Wasseraufbereitung 10 zugeführt. Die in diesem Bereich anfallende Abluft hat eine Feststoff Konzentrati on von ca. maximal %.

Die Abluft aus der Lackieranlage 1 enthält vor allem organische flüchtige Verbin dungen, insbesondere sogenannte VOCs sowie NMHCs, sowie des weiteren Oxyde, wie NOx, COx SOx und/oder feste, pastöse und/oder flüssige (Tröpfchen) Verunreinigungen.

Ein Gebläse 8 sorgt dafür, dass die Abluft aus der Lackierkabine 101 abgesaugt und eine erste Verfahrensstufe in Form einer Prallblechanordnung 2 durchströmt. Die erste Verfahrensstufe 2 sorgt dafür, dass Partikel des Abgasstroms hydrody namisch abgetrennt werden.

Die Prallblechanordnung 2 umfasst gemäß Fig. 2 einen Einlass 202 sowie Aus lass 203 mit einem sich dazwischen befindlichem Gehäuse 201 mit konisch sich erweiterndem Eingang. In dem Gehäuse 201 befindet sich über dessen Quer schnitt verteilt eine Anordnung mehrerer erster Prallbleche 204 sowie dahinter positionierter zweiter Prallbleche 208. Die Prallbleche 204, 208 sind jeweils V- förmig ausgebildet und bilden gemeinsam eine ziehharmonikaartige Filterbarrie re. Die ersten Prallbleche 204 besitzen eine Mehrzahl von Perforierungen 205, die vorzugsweise entlang der Faltung 206 positioniert sind, wohingegen die zwei ten Prallbleche 208 Perforierungen 207 aufweisen, die beidseitig zur Faltung 209 positioniert sind. Die Perforierungen 207 sind vorzugsweise rund oder oval, wo hingegen die Perforierungen 205 vorzugsweise rechteckig ausgebildet sind.

An der Oberseite der Prallbleche 204, 208 ist eine Spüleinrichtung 210 mit ein zelnen Düsen 211 vorgesehen, mit denen ein Spülvorhang erzeugt werden kann, der den Zwischenraum der zweiten Prallbleche 208 beaufschlagt. Innerhalb der stromabseitigen jeweiligen Spitze der Prallbleche 204, 208 bildet sich jeweils ein Spülstrom 214. An der Unterseite der Prallblechanordnung 2 werden die Spül ströme 214 mit den flüssigen sowie festen Verunreinigungen abgezogen und einer Rückführleitung 1021 zu einer Wasseraufbereitung 10 zugeführt, vgl. Fig. 1. Die zweiten Prallbleche 208 sind an ihrer Rückseite vereinzelt mit Ultraschallvib ratoren 212 versehen, mittels denen Ultraschallwellen 213 erzeugt werden kön nen.

Die Aufgabe der zweiten Verfahrensstufe besteht darin, Partikel bzw. Tröpfchen, die viskoser sind als Wasser, zu entfernen.

Die Partikel im Abgasstrom sammeln sich wegen ihrer kinetischen Energie inner- halb der zweiten Prallbleche 208 und werden zusammen mit dem ajeweiligen Spülstrom 214 entlang der zweiten Prallbleche 208 nach unten gespült, wohin gegen die gasförmigen Bestandteile um die zweiten Prallbleche 208 herumströ men und die Prallblechanordnung 2 am Auslass 203 verlassen. Die Beschallung mit Ultraschallenergie bewirkt, dass eine Anhaftung der festen und pastösen Substanzen am zweiten Prallblech 208 vermieden wird.

Die Verfahrensstufe ermöglicht es auch, dass von Zeit zu Zeit eine Reinigung, vorzugsweise automatische Reinigung, durchgeführt wird, indem über die Spü- leinrichtung 210 so viel Spülflüssigkeit gepumpt wird, dass diese durch die Öff nungen für den Lufteintritt auf der Lufteintrittsseite und auf der Luftaustrittsseite heraus Rückstände beseitigt werden. Eine derartige Spülung kann ein- oder mehrfach täglich vorgenommen werden. Zwischen den konischen Bestandteilen ist das Gehäuse 201 in Bezug auf die durchströmte Querschnittsfläche rechteckig ausgebildet.

Die erste Verfahrensstufe bzw. Prallblechanordnung 2 gewährleistet, bei der An wendung in Zusammenhang mit Lackieranlagen, insbesondere auch eine Entfer- nung des flüssigen Oversprays.

Die Ziehharmonikaform des ersten und zweiten Prallblechs 204, 208 kann durch ein jeweils durchgehend gefaltetes Blech oder einzelne miteinander verbundene Blechabschnitte erzeugt sein. Die Prallbleche 204, 208 bestehen vorzugsweise aus Edelstahl.

Die Prallblechanordnung 2 ist modulartig ausgebildet und kann auch unabhängig von dem in Fig. 1 beschriebenen Verfahrensablauf zum Einsatz kommen.

Sobald die Abluft die erste Verfahrensstufe bzw. die Prallblechanordnung 2 ver lassen hat, strömt sie gemäß Fig. 1 in eine zweite Verfahrensstufe 3, die eben falls modulartig ausgebildet ist. Es handelt sich hierbei um ein Polymerisations- modul 3, welches die Aufgabe hat, Bestandteile in der Abluft, die sich noch in einer aktiven Phase, d.h. in einem chemischen Übergang des Monomers hin zum finalen Polymer, befinden bzw. die chemischen Reaktion noch nicht abgeschlos sen sind, zu polymerisieren, zu agglomerieren oder auszuhärten. Das Polymerisationsmodul 3 ist in Fig. 3 detaillierter dargestellt. Es umfasst ein Gehäuse 301 mit einem Einlass 302 sowie einem Auslass 303. Im Bereich des Einlasses 302 sowie Auslasses 303 ist das Gehäuse 301 konisch erweitert. In nerhalb des Gehäuses 301 befinden sich mehrere UV- und/oder IR-Lampen, die in dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel in Längsrichtung des Polymerisationsmoduls 3 bzw. in Strömungsrichtung der Abluft positioniert sind. Beispielsweise können

UV- und/oder IR-LED-Chips entlang von Stäben innerhalb des Gehäuses 301 des Polymerisationsmoduls 3 zum Ausleuchten des Polymerisationsmoduls 3 vorgesehen sein. Zusätzlich beinhaltet das Polymerisationsmodul 3 einen Mikrowellenstrahler 305, dessen Strahlung die Wassermoleküle in Schwingung versetzt bzw. anregt, wodurch die Kollision und anschließende Agglomeration von Schmutzstoffen in der Abluft unterstützt wird. Die Innenwände in dem nicht konisch geformten Be reich des Gehäuses 301 des Polymerisationsmoduls 3 sind reflektierend ausge- bildet , um die Gehäuseausheilung zu optimieren. Ferner ist im Bereich des Ein lasses 302 eine erste Reflektorwand 306 sowie im Bereich des Auslasses 303 eine zweite Reflektorwand 307 vorgesehen, die jeweils im Wesentlichen senk recht zur Strömungsrichtung verlaufend innerhalb des Gehäuses 301 positioniert sind. Die Reflektorwände 306, 307 bewirken eine im Wesentlichen vollständige Reflektionsfähigkeit über die Querschnittsfläche des Gehäuses 301 für UV- bzw. IR-Strahlung bei gleichzeitig ausreichender Strömungsdurchlässigkeit. Das Inne re des Gehäuses 301 wirkt deshalb wie ein „Strahlengefängnis“. Dies wird dadurch erreicht, dass einzelne gekrümmt ausgebildete Lamellen 308 benach bart zueinander mit leichter Überdeckung, aber zueinander bestehendem Ab stand entlang der Querschnittsfläche des Gehäuses 301 des Polymerisations moduls 3 angeordnet sind. Durch den Abstand der beiden Reflektorwände 306, 307 zueinander, die Größe der Lamellen 308 sowie deren Positionierung zuei- nander kann die Reflektion von Licht sowie der Volumendurchsatz festgelegt werden. Das Gehäuse 301 des Polymerisationsmoduls 3 besteht vorzugsweise aus Edelstahl.

Das Polymerisationsmodul 3 kann auch unabhängig von dem in Fig. 1 gezeigten Verfahren zur Anwendung kommen, da es modulartig ausgebildet ist.

Der mit UV- und/oder IR-Licht sowie Mikrowellenenergie behandelte Abluftstrom verlässt gemäß Fig. 1 das Polymerisationsmodul 3 und strömt in ein nachfolgen des Plasmamodul 4. Das Plasmamodul 4 dient dazu, Kohlenstoffmolekülketten (VOCs, NMHCs sowie Gerüche) für eine Plasmabehandlung vorzubereiten.

Fig. 4 zeigt die Bestandteile der dritten Verfahrensstufe bzw. des Plasmamoduls 4 etwas detaillierter. Das Plasmamodul 4 umfasst ein Gehäuse 400 mit Einlass 401 sowie Auslass 402. Das Gehäuse 400 besteht vorzugsweise aus Edelstahl und besitzt im Bereich des Einlasses 401 sowie Auslasses 402 jeweils einen ko nischen sich erweiternden Gehäuseabschnitt. Funktionell ist das Plasmamodul 4 in drei Zonen aufgeteilt. Die einlassseitige erste Zone bildet ein Tröpfchenab scheider 408, welcher dazu vorgesehen ist, der Abluft das Wasser, welches in der ersten Verfahrensstufe (Prallblechanordnung 2) hinzugefügt worden ist bzw. welches sich noch in der Abluft befindet, zu entziehen. Hierdurch wird vermieden, dass die Abluft eine zu hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist, wodurch eine Ko ronabildung vermieden wird. Diese würde ein Sicherheitsrisiko darstellen und zudem eine Beschädigung der Plasmaanordnung verursachen. Das in dem Tröpfchenabscheider 408 abgeschiedene Wasser wird an der Unterseite des Gehäuses 400 aufgefangen und über eine Rückführungsleitung 410 der Wasser aufbereitung 10 zugeführt, vgl. auch Fig. 1.

An den Tröpfchenabscheider 408 schließt sich eine Magnetanordnung 404, vor zugsweise eine Permanentmagnetanordnung, an. Die Magnetanordnung 404 ist über die Querschnittsfläche des Gehäuses 400 verteilt und besitzt eine Vielzahl von in Längsrichtung zum Gehäuse verlaufender, paralleler zueinander angeord neter Durchlasskanäle 403. Die Durchlasskanäle 403 können im Querschnitt ge sehen rund, quadratisch oder auch rechteckig bzw. schlitzförmig ausgebildet sein. Im Randbereich eines jeden Durchlasskanals 403 ist eine Magnetisierung (NN; SS) vorgesehen, die jeweils eine abstoßende Wirkung bezogen auf die ge genüberliegenden Seiten des betreffenden Durchlasskanals 403 bewirkt. Die Durchlasskanäle 403 können auch durch Streifen gestapelter Permanentmagne ten mit sich gegenüberliegender abstoßender Polarisierung N bzw. S gebildet sein, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Die Durchlasskanäle 403 sind quer zum Gehäuse 400 des Plasmamoduls 4 verlaufend ausgebildet.

Die Magnetanordnung 404 bewirkt zum einen eine Längsausrichtung oder Stre ckung von längeren Kohlenstoffmolekülen (VOCs, NMHCs, Gerüche) in Strö mungsrichtung, zum anderen induziert sie auch magnetische Hitze oder Wärme, die eine schwache temporäre Polarisierung der Kohlenstoffmolekülen (VOCs, NMHCs, Gerüche) bewirkt.

Ein dritter Teil des Plasmamoduls 4 wird durch eine Mehrzahl parallel angeordne ter und über den Querschnitt des Gehäuses 400 verteilter Kathodenröhren 405 mit darin befindlichen Anoden 406 gebildet. Die in der Mitte der jeweiligen Katho denröhre 405 befindliche Anode 406 ist stabförmig ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl von UV-Lichtelementen 407, die an unterschiedlichen Umfangspositio nen an der Anode 406 vorgesehen sein können. Die Kathodenröhren 405 beste hen aus einem Bimetall (z. B. Aluminium- und Edelstahl) und sind im Inneren mit einem Katalysator bzw. katalytischem Halbleiter beschichtet, der die Reaktion beschleunigt. Vorzugsweise handelt es sich bei der Beschichtung um PO2 oder ZnO.

Zwischen der Magnetanordnung 404 sowie Anordnung der einzelnen Kathoden- röhren 405 befindet sich eine Schallwellenquelle 409 zur Erzeugung von Reso nanz-Schallwellen, die von Resonanzreflektoren 411 reflektiert werden. Hier durch werden abwechselnd Bereiche höherer Dichte sowie geringerer Dichte (stehende Welle) erzeugt. Die Bereiche höherer Dichte (Partikel- bzw. Verunrei nigungsdichte durch Kohlenwasserstoffverbindungen) erlauben die Ausbildung einer Art „weichen“ Korona mit den Partikeln als Brücke zwischen der Kathoden röhre 405 und dem Anodenstab bzw. der Anode 406. Hierdurch können langket- tige Kohlenstoffmoleküle zu CO2 und H2O bzw. zu kurzkettigen Molekülen zerlegt werden. Ferner werden H2O sowie Radikale aus den kurzkettigen Molekülen so wie auch starke Oxidanten, wie z. B. OH*, gebildet.

Die aktiven Oxidanten befinden sich im Plasma in der Gasphase. Diese aktiven Oxidanten können die Schadstoffe selbst angreifen, und zwar insbesondere durch Totaloxidation oder durch Abbau. Die aktiven Oxidanten können aber auch mit den Schadstoffen rekombinieren, um wiederum Wirkstoffe [O3, HO2, RO2, RO, H2O2] zu ergeben, die wiederum Schadstoffe abbauen bzw. angreifen. Schließlich können die aktiven Oxidanten auch zu neuen aktiven Wirkstoffen [N2 _, O2, H2O2] kombinieren, die wiederum die Schadstoffe abbauen bzw. angreifen. Das Plasmamodul 4 kann auch unabhängig von dem in Fig. 1 beschriebenen Verfahren zum Einsatz kommen.

Die das Plasmamodul 4 am Auslass 402 verlassende Abluft strömt gemäß Fig. 1 anschließend in einen modulartigen Partikelfilter 5.

Der Partikelfilter 5 umfasst gemäß Fig. 5 ein Gehäuse 513, welches aufgeteilt ist in einen Einströmbereich, der sich an einen Einlass 500 anschließt. Der Ein- strömbereich umfasst einen konischen Gehäuseabschnitt 502 sowie einen zylind- rischen Gehäuseabschnitt 504. Das Gehäuse 513 kann viereckig oder zylindrisch ausgebildet sein.

An den Einströmbereich schließt sich eine Agglomerationskammer 506 an, die eine größere Querschnittsfläche bzw. ein größeres Volumen (z. B. ein mehr als um einen Faktor 2 größeres Volumen) als der zylindrische oder viereckiger Ge häuseabschnitt 504 des Einströmbereichs aufweist. Danach sind ein weiterer zylindrischer oder viereckiger Gehäuseabschnitt 505 sowie konischer Gehäuse abschnitt 503 vorgesehen, die in einen Auslass 501 übergehen. Der zylindrische Gehäuseabschnitt 505 beherbergt eine Anordnung 507 zur Hochspannungselekt rolyse, die einzelne parallel zueinander angeordnete wellenförmige Elektroden 512 aufweist.

Innerhalb des konischen Gehäuseabschnitts 502 ist eine Ultraschalldüse 508 vorgesehen, mit der eine Waschlösung 511 unter Zuhilfenahme von Druckluft 509 in den Abluftstrom eingesprüht wird.

Im Bodenbereich der Agglomerationskammer 506 befindet sich eine Einrichtung 514 zur Aufnahme von flüssigen sowie festen Bestandteilen, die einer Dekantier- einrichtung 510 zugeführt werden. In der Dekantiereinrichtung 510 wird die ver brauchte Waschlösung abgetrennt und dem Prozess wieder zugeführt.

In dem zylindrischen oder viereckigen Gehäuseabschnitt 504 vermengt sich die einströmende Abluft unter sehr großen Turbulenzen mit dem durch das Einsprü- hen der Waschlösung 511 entstehenden Nebel. Hierdurch wird die elektrische Leitfähigkeit der Abluft mittels der eingebrachten Luftfeuchtigkeit erhöht. Die ein gesprühten Tröpfchen besitzen einen Durchmesser von vorzugsweise kleiner 3pm. Diese geringere Tröpfchengröße wird durch den Einsatz der Ultraschalldü se 508 erreicht.

Die Ladungen (Ionen), die sich in der mit Tröpfchen angereicherten Luft bewe gen, erzeugen singuläre Magnetfelder, die die Partikel durch Induktion magneti- sieren. Deshalb ziehen sie sich entweder durch Magnetismus oder Polarisation an.

Die Agglomerationskammer 506 besitzt ein im Vergleich zum zylindrischen Ge- häuseabschnitt 504 mindestens doppelt so großes Volumen, sodass sich das Flüssigkeitsabluftgemisch in der Agglomerationskammer 506 entspannen kann und Partikel aus der Abluft hierdurch schneller agglomerieren bzw. am Boden der Agglomerationskammer 506 sich ansammeln. In der Hochspannungselektrolyse 507 werden Moleküle oder Partikel an den Kathoden sowie Anoden derselben angezogen. Dort werden elektrochemische Reaktionen ausgelöst, welche Radi kale aus den längeren Molekülketten der Verunreinigungen erzeugen. Darüber hinaus bilden sich auch andere stark oxidierende chemische Elemente wie OH*, O*. Die Hochspannungselektrolyse 507 kann unipolar oder bipolar konzipiert sein und enthält Elektroden aus einem Metalloxyd (z.B. Titanoxyd) oder einem Metall (z.B. Titan, Eisen, Aluminium, Edelstahl etc.). Um den Kontakt zwischen der Gasphase und den Elektroden zu verbessern, besitzen die Elektroden der Hoch spannungselektrolyse vorzugsweise eine Wellenform.

Im Anschluss an den Partikelfilter 5 strömt die Abluft gemäß Fig. 1 in eine vierte Verfahrensstufe, die einen ersten sowie zweiten Zyklongaswäscher 6a, 6b um fasst. Die beiden Zyklongaswäscher 6a, 6b sind in Serie geschaltet, sodass die Abluft zunächst den Zyklongaswäscher 6a und anschließend den Zyklongaswä- scher 6b durchströmt.

Die Anordnung der beiden Zyklongaswäscher 6a, 6b ist in Fig. 6 im Detail darge stellt. Jeder Zyklongaswäscher 6a, 6b umfasst ein Gehäuse 600a, 600b mit ei nem oberseitigen zylindrischen Gehäuseabschnitt 601a, 601b sowie einem sich daran an der Unterseite anschließenden unterseitigen kegeligen oder konischen Gehäuseabschnitt 602a, 602b. Unterseitig schließt sich ein Druckausgleichstank 607a, 607b an, in dem Flüssigkeiten und schwerere Bestandteile gesammelt werden. Unterhalb des jeweiligen Druckausgleichstanks 607a, 607b befindet sich ein Tank 608a, 608b, in dem eine chemische Lösung bereitgehalten wird, die dem jeweiligen Zyklongaswäscher 6a, 6b zugeführt wird. In diesem Zusammen hang ist jeweils ein weiterer Tank 609a, 609b vorgesehen, in dem ein Aus gangsmaterial bzw. Konzentrat für die Herstellung der chemischen Lösung be- reitgehalten wird.

Im Zulauf des jeweiligen oberseitigen Gehäuseabschnitts 601a, 601b befindet sich jeweils ein Halbventurirohr 604a, 604b, welches dazu dient, die Durchtritts geschwindigkeit von Abluft zu erhöhen und damit starke Verwirbelungen zu er- zeugen. Vor dem Halbventurirohr 604a, 604b befindet sich eine Einspritzdüse 603a, 603b, welche vorzugsweise als sogenannte Elektroimpulsdüse ausgebildet sein kann. Im Inneren des oberseitigen zylindrischen Gehäuseabschnitts 601a, 601b befinden sich Düsen 612a, 612b, die entweder in gleicher Höhe oder aber unterschiedlicher Höhe in einem schraubenförmigen Verlauf innerhalb des ober- seifigen zylindrischen Gehäuseabschnitts 601a, 601b positioniert sein können. Die Düsen 612a, 612b sind seitlich um das mittige Ausgangsrohr 622a, 622b herum angeordnet.

Oberhalb des mittigen Ausgangsrohrs 622a, 622b befindet sich jeweils ein Tröpf- chenabscheider 613a, 613b.

Sowohl die Düsen 603a, 603b als auch die Düsen 612a, 612b dienen dazu, chemische Lösung aus dem Tank 608a, 608b einzusprühen. Hierzu ist eine erste Zuleitung 620a, 620b vorgesehen, über die die chemische Lösung von einer Pumpe 610a, 610b zu den Düsen 612a, 612b gefördert wird. Darüber hinaus ist eine zweite Zuleitung 621a, 621b vorgesehen, über die che mische Lösung unter Hochdruck mittels einer Hochdruck-Förderpumpe 611a, 611b zur jeweiligen Düse 603a, 603b gefördert wird.

Im unterseitigen kegelförmigen Gehäuseabschnitt 602a, 602b sind eine Mehrzahl von UV-Strahlern 605a, 605b und IR-Strahler 606a, 606b vorgesehen. Aufgrund des unter Hochdruck erfolgenden Einsprühens von chemischer Lösung mit der Einspritzdüse 603a, 603b im Bereich des Halbventurirohrs 604a, 604b wird ein Nebel bestehend aus der Abluft sowie den feinen Tröpfchen der chemischen Lösung gebildet, der schwerer ist als Luft und in den Zyklon eintritt. Darüber hin aus ist die Kontaktfläche aufgrund der sehr feinen Tröpfchen vergrößert, um chemische Reaktionen zwischen der chemischen Lösung und den Verunreini gungen der Abluft zu unterstützen. Die Verwendung von Elektroimpulsdüsen als Einspritzdüsen 603a, 603b bewirken eine zusätzliche Beschleunigung des ne belartigen Abluft-Wasser-Gemisches. Die Elektroimpulsdüsen bewirken darüber hinaus die Bildung von stark oxidierenden Oxidanten, wie OH*, O2, OHO* sowie dem Reduktor H2. Diese stark oxidierenden Oxidanten greifen ebenfalls die Ab luft an. Durch die schraubenförmige Drehbewegung innerhalb des Gehäuses 600a, 600b des Zyklongaswäschers 6a, 6b wird eine erhöhte Kontaktwahrschein lichkeit von Verunreinigungen der Abluft mit der chemischen Lösung erzielt, was chemische Reaktionen zwischen der chemischen Lösung und den Verunreini- gungen der Abluft unterstützt. Durch die Elektroimpulsdüse wird der durch die Düse strömende Strom an chemischer Lösung unter Strom gesetzt, wodurch Radikale erzeugt werden, die das Aufspalten von Molekülketten unterstützen.

Angesichts der üblicherweise großen Anzahl von Schadstoffen in der Abluft und ihrer geringen Konzentration ist eine Wahrscheinlichkeit einer Kollision üblicher weise relativ gering, so dass eine daraus resultierende chemische Hauptreaktion normalerweise nur teilweise abläuft. Vielmehr können parasitäre Reaktionen auf- treten, die zur Bildung toxischer Produkte führen können. Um dies zu vermeiden und um zudem die Effizienz der Zyklongaswäscher 6a, 6b zu steigern, sind die UV-Strahler 605a, 605b sowie IR-Strahler 606a, 606b vorgesehen. Diese sind in einem gewissen Abstand zueinander angeordnet, um Lichtinterferenzen zu ver meiden.

Die Innenwände des oberseitigen zylindrischen Gehäuseabschnitts 601a, 601b sowie die Außenwände des mittiges Ausgangsrohrs 622a, 622b können zusätz lich mit einem Photokatalysator 627a, 627b bzw. 628a, 628b beschichtet sein. Die Wellenlänge der IR-Strahler 606a, 606b wird entsprechend der zu behan delnden Schadstoffart angepasst, sodass die chemischen Bindungen der Mole- küle in Schwingungen versetzt werden und am optimalen Punkt aufgetrennt wer den. Die UV-Strahler 605a, 605b werden vorzugsweise mit einer geeigneten Wel lenlänge betrieben, um Ozon zu erzeugen und organische Stoffe zu oxidieren. Die mit Partikeln aus der Abluft beladene Flüssigkeit strömt entlang des koni- sehen Abschnitts 602a, 602b des jeweiligen Gaswäschers 6a, 6b nach unten und fließt durch einen Dekantierkonus 623a, 623b in den Druckausgleichstank 607a, 607b. Aus dem jeweiligen Druckausgleichstank 607a, 607b wird der Tank 608a, 608b versorgt, der über die Zuleitungen 620a, 620b bzw. 621a, 621b die Düsen 603a, 603b bzw. 612a, 612b versorgt.

Mit dem Zyklongaswäscher 6a wird vorzugsweise eine basische chemische Lö sung eingesprüht, um hauptsächlich polare Kohlenwasserstoffmoleküle, wie z.B. Esther, Ether, Säuren usw., aus der Abluft zu entfernen. Mit der basischen che mischen Lösung werden dem Abgasstrom Oxidationsmittel und ein Katalysator (z.B. KMnCL, oder V2O5.) zugeführt.

Mit dem zweiten Zyklongaswäscher 6b wird dem Abgasstrom eine saure chemi sche Lösung zugeführt, die ebenfalls Oxidationsmittels sowie mindestens einen Katalysator (z.B. K2C02O7, V2O5, oder Na ₂ C0 ₃ enthält.

Im Zyklongaswäscher 6b werden Moleküle mit Doppelbindung (Alkene), Drei fachbindung (Alkine), aromatischen Verbindungen, Aminen usw. mit einer sauren chemischen Lösung (z.B. auf Basis von H2SO4) mit chemischen Katalysatoren (z.B. V2O5) behandelt. Diese Reaktionen bauen unter anderem auch toxische Verbindungen ab, die zuvor durch parasitäre oder andere Reaktionen gebildet worden sein könnten.

Die Tanks 608a, 608b stehen zusätzlich über Verbindungsleitungen 624a, 624b mit der Wasseraufbereitung 10 in Verbindung.

Der jeweilige Zyklongaswäscher 6a bzw. 6b oder die beiden Zyklongaswäscher 6a, 6b in Kombination können auch isoliert, d.h. unabhängig von dem in Fig. 1 beschriebenen Verfahren, zur Behandlung von Abluft eingesetzt werden. Sobald die Restbestandteile der Abluft den zweiten Zyklongaswäscher 6b verlas sen haben, strömt die Abluft gemäß Fig. 1 in eine fünfte Verfahrensstufe 7 bzw. in ein UV-Behandlungsmodul, die bzw. das gemäß Fig. 7 innerhalb eines einen Einlass 701 sowie Auslass 702 umfassendes Gehäuse 700 eine erste Katalysa torkammer 703 mit verteilten Katalysatorelementen 711, eine Magnetanordnung 704 sowie eine zweite Katalysatorkammer 705 mit verteilten Katalysatorelemen ten 717 umfasst. Das Gehäuse 700 besitzt im Bereich des Einlasses 701 sowie Auslasses 702 jeweils einen konisch geformten Gehäuseabschnitt.

Das UV-Behandlungsmodul 7 dient vor allem dazu, Kohlenwasserstoffverbindun gen (VOCs, NMHCs) in der Abluft durch Photokatalyse zu oxidieren.

Die Magnetanordnung 704 entspricht der Magnetanordnung 404 der dritten Ver fahrensstufe 4 bzw. des Plasmamoduls aus Fig. 4, sodass auf dessen Beschrei bung Bezug genommen werden kann. Die Wirkung ist ebenfalls identisch. Die Innenwände des Gehäuses 700 sind reflektierend ausgebildet. Das Gehäuse selbst besteht vorzugsweise aus Edelstahl.

Des Weiteren ist eine erste durchlässige Reflektorwand 706 im Bereich des Ein lasses 701 sowie eine zweite durchlässige Reflektorwand 707 im Bereich des Auslasses 702 vorgesehen. Die beiden Spiegelwände 706, 707 entsprechen den Spiegelwänden 306, 307 der zweiten Verfahrensstufe 3 bzw. des Polymerisati onsmoduls aus Fig. 3. Der Einfachheit halber wird daher auf die diesbezüglichen Beschreibungen vollinhaltlich Bezug genommen. Die erste Katalysatorkammer 703 des in Fig. 7a gezeigten UV- Behandlungsmoduls 7 ist in Fig. 7c in einer waagerechten Schnittansicht von Fig. 7a gezeigt. Die erste Katalysatorkammer 703 beinhaltet eine mehrreihige vier eckige Rautenstruktur bestehend aus einzelnen Katalysatorelementen 711, die fächerartig in einem bestimmten Winkel zueinander stehen. Jedes einzelne Kata lysatorelement 711 besteht aus einem luftdurchlässigen Gittergeflecht, das mit mindestens einem Katalysator beschichtet ist. Vorzugsweise können in einem Mehrschichtverfahren unterschiedliche Katalysatoren, wie z.B. ZnO, PO2 usw., als Schicht aufgebracht sein. Im Inneren der Rautenelemente 716 finden sich UV-Lampen 713. Darüber hinaus sind einlassseitig an den Rautenelementen 716 jeweils mehrere Ringmagnete 709 positioniert, wie dies in Fig. 7e gezeigt ist. Diese Ringmagnete 709 haben den Effekt, dass die in der Abluft enthaltenen Verunreinigungen (Schadstoffe) aufgrund ihrer unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften (paramagnetisch, diamagnetisch) getrennt werden. Bei dieser Trennung wird Ozon erzeugt, welches in der zweiten Katalysatorkammer 705 die in der Abluft vorhandenen VOCs sowie NMHCs oxidiert. Darüber hinaus können auch Oxydreaktionen stattfinden (wie z.B. SO2 + hv SO2 ^* bzw. NO2 + hv NO2*). Die hierdurch entstehenden Radikale sind ein hervorragendes, reaktives Oxidationsmittel zur Herstellung von Ozon aus Stickstoff unter Einwirkung von UV-Strahlung. Die erzeugte UV-Strahlung bewirkt, dass aufgrund der starken Anziehungskraft und Polarität der Schmutzmoleküle primäre Radikale erzeugt werden, wie z.B.

In der zweiten Katalysatorkammer 705 ist gemäß Fig. 7d eine mehrreihige Struk tur aus Gitterelemente 712 (vgl. Fig. 7f) umfassenden Zylindern 719 vorgesehen, wobei die Zylinder 719 aus halbzylinderförmigen Gitterelementen 718 aufgebaut sein können. In der Mitte der Zylinder 719 befinden sich UV-Lampen 714. Zwi schen den Zylindern 719 sind IR-Strahler 715 positioniert. In der zweiten Kataly satorkammer 705 werden VOCs und NMHCs zu H2O und CO2 mit dem in der ersten Katalysatorkammer 703 gebildeten Ozon (O3) oxidiert bzw. es reagieren die Radikale, wie R*, NO2*, SO2*. Im ersten Fall zerfällt das Ozon oder ein Teil desselben zu Sauerstoff (2O3 ZU 3O2) oder es reagiert mit Oxiden, z.B. NO + O3 zu NO2* + O2, oder die gebildeten Radikale reagieren entsprechend. Derartige Reaktionen können auch giftige Kohlenwasserstoffradikale bzw. lediglich eine unvollständige Oxidation begründen.

Um die Entstehung giftiger oder schwer zu behandelnder Stoffe zu vermeiden, sind IR-Strahler vorgesehen. Diese beschleunigen eine chemische Reaktion durch Anregung von Bindungen wie C-C, -C=C-, -C=0, -C=N, -C=H. Aktive Pho tonen hv können auch durch Regeneration von Oxyden zur Anregung von SO2* SO2 + hv zu SO2* regeneriert werden. Diese Photonen hv sind sehr aktiv bei der Bekämpfung von Kohlenwasserstoffen oder schweren Molekülen.

Sobald das Abgas die fünfte Verfahrensstufe bzw. das UV-Behandlungsmodul 7 passiert hat, besitzt die Abluft bereits einen sehr hohen Reinigungsgrad (z.B. 99% an entfernten Schadstoffen). Bezugsziffer 8 in Fig. 1 zeigt ein Gebläse, welches dazu dient, die Abluft durch die einzelnen Reinigungsstufen zu befördern, indem die Abluft aus der Lackier kabine 101 bzw. einer alternativen Einrichtung abgesaugt wird.

Das Gebläse 8 dient gleichzeitig dazu, die fünfte Verfahrensstufe bzw. das UV- Behandlungsmodul 7 verlassende Restabluft dem dritten Zyklongaswäscher 6c zuzuführen. Der dritte Zyklongaswäscher 6c ist, wie dies auch in Fig. 8 darge stellt ist, entsprechend wie der erste bzw. zweite Zyklongaswäscher 6a bzw. 6b aufgebaut, jedoch lediglich etwas kürzer ausgeführt, um noch höhere Drehge schwindigkeiten der Abluft zu erreichen. In den sonstigen Merkmalen gleicht der dritte Zyklongaswäscher 6c jedoch den Zyklongaswäschern 6a bzw. 6b, wie sie in Fig. 6 im Detail gezeigt sind.

Die chemische Lösung bzw. Waschlösung, die von der Einspritzdüse 603c bzw. den Düsen 612c versprüht wird, sollte oxidierend und basisch sein (z.B. auf Basis von KOH, NaOH oder Ca(OH)2) und sollte weitere Additive wie z. B. Jod oder NaOH (z. B. CO2 + 2NaOH Na2COs) enthalten. Die Aufgabe der chemischen Lösung bzw. Waschlösung besteht darin, die im Restabgas noch verbliebenen Monooxyde und Dioxyde (z.B. CO, CO2, NO, NO2, usw.) zu Trioxyden XO ₃ zu oxidieren. Des Weiteren erfolgt ein Ausfällen von Trioxyden in Form von z.B. CO3-, NO3-.

Die chemische Lösung bzw. Waschlösung enthält zudem auch chemische Ele- mente (wie z. B. Jod oder NaOH), um gefährliche Halogenoxyde auszufällen. Die jeweilig ausgefällten Schadstoffe werden in der Reaktionsflüssigkeit aufgefangen und der Abwasseraufbereitung 10 zugeführt.

Das Abluftrohr 618c des Zyklongaswäschers 6c mündet in eine Venturirohran- Ordnung 614c, in der ebenfalls eine Düse 615c für das Einsprühen von chemi scher Lösung vorgesehen ist. Neben der Förderpumpe 610c ist hierzu eine wei tere Förderpumpe 629 für die Düse 615c vorgesehen.

Nach dem Durchströmen des Gemisches aus Abluft und chemischer Lösung durch das Venturirohr 614c gelangt das Gemisch in eine HV Elektrolyse 630. Die HV Elektrolyse 630 kann wie die Hochspannungselektrolyse 507 im Partikelfilter 5 ausgebildet sein. Die Flüssigkeitsbestandteile werden der Abwasseraufberei tung 10 zugeführt.

Die noch verbleibende Restabluft gelangt anschließend in ein Sicherheitsmodul in Form einer Aktivkohleanordnung 617c. Dieses Modul dient dazu, Produktions- spitzen von Abluft abzufangen. Andererseits stellt das Modul eine Sicherheitsein richtung dar, falls eine der vorangegangenen Reinigungsstufen ausfallen sollte. Es stellt damit sicher, dass keine ungereinigte Abluft an die Umgebung abgege ben wird. Die Aktivkohleanordnung 617 umfasst gemäß Fig. 8 zu diesem Zweck eine Viel zahl von Aktivkohlebrocken 625, die entlang des Volumens des Moduls angeord net sind und von der Abluft umströmt werden. Darüber hinaus sind in dem Modul zusätzlich UV-Strahler 626 vorgesehen, die zur Regeneration der Aktivkohlebro cken 625 dienen, indem sie die aufgenommen Schadstoffe oxidieren. Sofern kei- ne Schadstoffe mehr in den Aktivkohlebrocken 625 vorhanden sind, welche oxi diert werden sollen, wird das bei der Bestrahlung mit UV entstehende Ozon nicht mehr abgebaut. Ein in Fig. 8 nicht dargestellter Sensor kann dies feststellen und ein Signal zur Abschaltung der UV-Bestrahlung generieren. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, strömt die Abluft aus der Aktivkohleanordnung 617 in einen Gaswäscher (Scrubber) 9, welcher ebenfalls als Sicherheitsmodul dient. Der Gaswäscher 9 ist die letzte Station, bevor die Abluft dem Prozess über die Rückführung 904 wieder zugeführt wird. Der Gaswäscher 9 umfasst einen Tank 903 mit Spülflüssigkeit sowie eine Anordnung mehrerer Düsen 902, mit der die Spülflüssigkeit in den Abgasstrom eingesprüht wird. An der Oberseite des Gas wäschers 9 befindet sich ein Tröpfchenabscheider 901, durch den die Abluft strömt, bevor sie die Rückführung 904 erreicht. Bei den Düsen handelt es sich um Hochdruckdüsen, die einen besonders guten Kontakt der Abluft mit der Rei nigungsflüssigkeit gewährleisten. Als Reinigungsflüssigkeit kann z.B. Wasser vorgesehen sein. Der Gaswäscher 9 dient als zweite d. h. weitere Sicherheitsein richtung, falls eine der vorgeschalteten Reinigungsstufen ausfallen sollte bzw. es zu Produktionsspitzen kommen sollte.

Durch die Behandlungsstufen wird sichergestellt, dass die behandelte Abluft ausreichend gereinigt ist, um sie dem Abluftprozess wieder zuführen zu können. Diese Kreislaufführung bewirkt eine erhebliche Reduzierung der Betriebskosten, da anderenfalls die Frischluft bevor diese den Spritzkammern zugeführt wird, hinsichtlich Reinheit, Temperatur und Feuchtigkeit konditioniert werden muss.

Die erfindungsgemäße Anordnung gemäß Fig. 1 kann mit einer Wasseraufberei tung 10 kombiniert werden, die dazu dient, die in den jeweiligen Reinigungsstu fen anfallenden flüssigen Bestandteile zu sammeln, diese aufzubereiten und das Wasser über eine Rückführleitung 1016 dem Verfahrensprozess wiederzuzufüh- ren.

Wie in Fig. 9 dargestellt, umfasst die Wasseraufbereitung 10 ein Becken 1000, welches in drei Kammern 1001, 1002 sowie 1003 unterteilt ist. Des Weiteren um- fasst die Wasseraufbereitung 10 eine Filterpresse 1004. In der ersten Kammer 1001 werden zuerst die gelösten Metalle durch Zugabe 1006 von Flockungsmittel (Flocculat und/oder Koalgulat) ausgefällt. Die eigentliche Koagulation geschieht durch die Kombination eines chemischen Koagulationsmittels (z.B. FeC ) mit einer ersten Elektrolyseeinrichtung 1005, die die Effektivität der Koagulation ver bessert. Zu diesem Zweck wird eine Elektrode aus Eisen als Anode verwendet, um die Fe ³⁺ -lonen bereitstellen zu können. Für die Kathode können andere Me talle, wie z.B. Ti, Fe, usw. oder andere elektrisch leitfähige Werkstoffe, wie z.B. Graphit, Keramik usw., verwendet werden. Durch das Kombinieren eines chemi schen Flockungsmittels (z.B. gelöste AI ³⁺ -lonen) mit einer zweiten Elektrolyseein richtung 1022 in der zweiten Kammer 1002 wird auch in diesem Prozessschritt die Effektivität erhöht. Die Anode besteht hierbei vorzugsweise aus Aluminium, um freie AI ³⁺ -lonen bereitstellen zu können. Die Kathode kann aus einem ande- ren Metall, wie z.B. Ti, Fe usw. oder einem anderen elektrisch leitfähigen Werk stoff, wie z.B. Graphit, Aluminium/Keramik-Gemisch usw., bestehen.

In jeder der beiden Kammern 1001 sowie 1002 befindet sich ein Rührer 1007 (z.B. Propeller-Rührer), um die Flüssigkeit kontinuierlich zu durchmischen. Sich bildender Schlamm 1023 soll nach oben treiben. Beide Rührer 1007 werden von einem Motor 1008 angetrieben und sind durch ein Übersetzungsgetriebe 1009 miteinander verbunden. Dadurch hat der Rührer 1007 in der Kammer 1001 (prü fen) eine höhere Drehzahl, um eine Koagulation effektiver ablaufen zu lassen. An der Oberseite der Kammer 1002 befindet sich ein sog. Skimmer 1020, welcher den an der Oberseite aufschwimmenden Schlamm 1023 in einen Schacht 1024 befördert. Mittels einer Pumpe 1025 wird der Schlamm 1023 über die Zuführung 1026 der Filterpresse 1004 zugeführt Bezugszeichen 1019 bezeichnet die Rück führleitung für alle Nassmodule. Des Weiteren sind am Boden der zweiten Kammer 1002 Düsen 1010 vorgese hen, durch die hindurch Luft in die Flüssigkeit eingeblasen werden kann, um die Flockung zu beschleunigen. Der am Boden der beiden Kammern 1001, 1002 abgesaugte Schlamm und das oben abgeschöpfte Flockulat werden in die Filter presse 1004 gepumpt. Dort wird das überschüssige Wasser herausgepresst, wobei lediglich die festen Bestandteile Zurückbleiben. Das Wasser wird wieder in die Kammer 1002 zurückgeführt. Die dritte Kammer 1003 ist mit UV-Strahlern 1015 ausgestattet, um eventuell vorhandene Bakterien oder Keime abzutöten. Außerdem dient die dritte Kammer 1003 als Puffer. Das aufbereitete Wasser wird wieder in den Kreislauf zur Abluft reinigung über die Zuführung 1018 zurückgeführt und/oder einzelnen Reini- gungsstufen zur Verfügung gestellt. Die Abluft aus der Wasseraufbereitung 10 wird über eine Abluftrückführung 1014 dem Prozess zwischen dem Polymerisati onsmodul 3 und dem Plasmamodul 4 wieder zugeführt, siehe auch Fig. 1

Die gesamte Anlage zur Wasseraufbereitung ist modular aufgebaut. Die Anlage kann in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden, um eventuell ent stehende Abgase aufzufangen und in den Luftstrom vor der Abluftreinigung zuzu führen.

Mit dem vorbeschriebenen Verfahren lässt sich eine Abluftreinigungswirkung in Bezug auf unterschiedliche Schadstoffe in der Abluft, die beispielsweise beim Betrieb einer Lackieranlage anfallen, wie nachstehend wiedergegeben, reduzie ren:

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass auch Teilmerkmalskombinationen als erfindungswesentlich angesehen werden und dass der Schutzbereich sowie auch Gegenstand der Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbei spiele beschränkt ist.

BEZU GSZEI CH EN LI STE

1 Lackieranlage

101 Lackierkabine

102 Förderband

103 Lackierdüse 104 außenseitiges Reservoir

105 Hauptluftzufuhr

2 Prallblechanordnung

201 Gehäuse 202 Einlass

203 Auslass

204 erstes Prallblech

205 Perforierung

206 Faltung 207 Perforierung

208 zweites Prallblech

209 Faltung

210 Spüleinrichtung

211 Düse 212 US-Vibrator

213 US-Welle

214 Spülstrom

3 Polymerisationsmodul 301 Gehäuse

302 Einlass

303 Auslass

304 UV-/IR-Lampe

305 Mikrowellenstrahler 306 erste Reflektorwand

307 zweite Reflektorwand

308 Lamelle

4 Plasmamodul 400 Gehäuse

401 Einlass

402 Auslass

403 Durchlasskanal

404 Magnetanordnung 405 Kathodenröhre

406 Anode

407 UV-Lichtelement 408 Tröpfchen-Abschneider

409 Schallwellenquelle

410 Rückführungsleitung

411 Resonanzreflektor

5 Partikelfilter

500 Einlas

501 Auslass

502 konischer Gehäuseabschnitt 503 konischer Gehäuseabschnitt

504 zylindrischer Gehäuseabschnitt

505 zylindrischer Gehäuseabschnitt

506 Agglomerationskammer

507 Hochspannungselektrolyse 508 Ultraschalldüse

509 Druckluft

510 Dekantiereinrichtung

511 Waschlösung

512 Elektrode 513 Gehäuse

514 Aufnahme von flüssigen und festen Bestandteilen

6a Zylkongaswäscher

6b Zyklongaswäscher 6c Zyklongaswäscher

600a Gehäuse

600b Gehäuse

600c Gehäuse

601a oberseitiger Gehäuseabschnitt 601b oberseitiger Gehäuseabschnitt

601c oberseitiger Gehäuseabschnitt

602a unterseitiger Gehäuseabschnitt

602b unterseitiger Gehäuseabschnitt

602c unterseitiger Gehäuseabschnitt 603a Einspritzdüse

603b Einspritzdüse

603c Einspritzdüse

604a Halbventurirohr

604b Halbventurirohr 604c Halbventurirohr

605a UV-Strahler

605b UV-Strahler

605c UV-Strahler

606a IR-Strahler 606b IR-Strahler

606c IR-Strahler

607a Druckausgleichstank

607b Druckausgleichstank

607c Druckausgleichstank 608a Druckausgleichstank 608b Druckausgleichsank 608c Druckausgleichstank 609a Tank 609b Tank

609c Tank 610a Förderpumpe 610b Förderpumpe 610c Förderpumpe 611a Hochdruck-Förderpumpe

611b Hochdruck-Förderpumpe 611c Hochdruck-Förderpumpe 612a Düse 612b Düse 612c Düse

613a T röpfchenabscheider 613b T röpfchenabscheider 614c Venturirohr 615c Düse 616c Elektrolyseanordnung

617c Aktivkohleanordnung 618c Abluftrohr 619c Abluftrohr 620a erste Zuleitung 620b erste Zuleitung

620c erste Zuleitung 621a zweite Zuleitung 621b zweite Zuleitung 621c zweite Zuleitung 622a mittiges Ausgangsrohr

622b mittiges Ausgangsrohr 622c mittiges Ausgangsrohr 623a Dekantierkonus 623b Dekantierkonus 624a Verbindungsleitung

624b Verbindungsleitung

625 Aktivkohlebrocken

626 UV-Strahler 627a Photokatalysator 627b Photokatalysator

628a Photokatalysator 628b Photokatalysator

629 Förderpumpe

630 HV Elektrolyse

7 UV-Behandlungsmodul

700 Gehäuse 701 Einlass

702 Auslass

703 erste Katalysatorkammer

704 Magnetanordnung 705 zweite Katalysatorkammer

706 erste durchlässige Reflektorwand

707 zweite durchlässige Reflektorwand

708 Lamelle

709 Ringmagnet 710 Durchlasskanal

711 Katalysatorelement

712 Gitterelement

713 UV-Lampe

714 UV-Lampe 715 IR-Strahler

716 Rautenelement

717 Katalysatorelement

718 zylinderförmiges Gitterelement

719 Zylinder

8 Gebläse

9 Gaswäscher

901 Tröpfchenabscheider 902 Düse

903 Tank (Spülflüssigkeit)

904 Rückführung der Abluft

10 Wasseraufbereitung 1000 Becken

1001 Kammer

1002 Kammer

1003 Kammer

1004 Filterpresse 1005 erste Elektrolyseeinrichtung

1006 Zuführung Flockungsmittel

1007 Rührer

1008 Motor

1009 Übersetzungsgetriebe 1010 Düse

1011 Luftzuführung

1012 Säugpumpe

1013 Zuführung

1014 Abluftrückführung 1015 UV-Strahler

1016 Rückführleitung

1017 Abzweigung zu 6b

1018 Rückführleitung Wasser

1019 Rückführleitung von 1 1020 Skimmer

1021 Rückführleitung

1022 zweite Elektrolyseeinrichtung

1023 Schlamm 1024 Schacht

1025 Pumpe