EP3445711A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines produktgasstroms - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines produktgasstroms

Info

Publication number
EP3445711A1
EP3445711A1 EP17719236.6A EP17719236A EP3445711A1 EP 3445711 A1 EP3445711 A1 EP 3445711A1 EP 17719236 A EP17719236 A EP 17719236A EP 3445711 A1 EP3445711 A1 EP 3445711A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas stream
gas
liquid
reactive
discharge chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17719236.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ansgar Schmidt-Bleker
Klaus-Dieter Weltmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leibniz Institut fuer Plasmaforschung und Technologie eV
Original Assignee
Leibniz Institut fuer Plasmaforschung und Technologie eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leibniz Institut fuer Plasmaforschung und Technologie eV filed Critical Leibniz Institut fuer Plasmaforschung und Technologie eV
Publication of EP3445711A1 publication Critical patent/EP3445711A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/60—Simultaneously removing sulfur oxides and nitrogen oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/02—Preparation of oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/02—Preparation of oxygen
    • C01B13/0203—Preparation of oxygen from inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/10—Preparation of ozone
    • C01B13/11—Preparation of ozone by electric discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B15/00—Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
    • C01B15/01—Hydrogen peroxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/203—Preparation of nitrogen oxides using a plasma or an electric discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/36—Nitrogen dioxide (NO2, N2O4)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/38—Nitric acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for generating a reactive product gas stream, in particular for use in an air or
  • the prior art discloses various so-called DENOX processes for denitrification or DESONOX processes for denitrification and desulfurization of exhaust gases.
  • pollutants such as nitrogen monoxide (NO) or nitrogen dioxide (N0 2 ) are converted to nitrous acid (HN0 2 ) or nitric acid (HN0 3 ).
  • NO nitrogen monoxide
  • N0 2 nitrogen dioxide
  • HN0 3 nitrous acid
  • S0 2 or S0 3 sulfuric acid or
  • radicals such as OH or atomic oxygen serve as the oxidizing agent.
  • radicals can be advantageously generated by means of non-thermal plasmas known in the art (Chang ef a /., Removal of S0 2 and the simultaneous removal of SO 2 and NO from simulated flue gas streams using dielectric barrier discharge plasmas; Plasma Chemistry and Plasma Processing 12 (4), 1992: 565-580; Khacef & Cormier, Pulsed Sub-microsecond Dielectric Barrier Discharge Treatment of Simulated Glass Manufacturing Industry Flue Gas: Removal of S0 2 and NO x ; Journal of Physics D: Applied Physics 39 (6) , 2006: 1078).
  • the plasma is generated in a separate reaction chamber and then supplied to the exhaust gas.
  • a method is known in which a carrier gas stream is passed through a plasma source and entrains reactive gas particles (WO
  • the document DE10 2013 016 660 A1 discloses a method and a device for the plasma-catalytic conversion of substances, in which in particular a product stream is formed.
  • this product stream itself contains no reactive species and is thus particularly unsuitable for therapeutic or hygienic use and for the said denitrification and desulfurization.
  • the object is to provide an effective, inexpensive and safe method and apparatus for generating a reactive product gas stream, in particular for use in an air or exhaust gas purification process or a hygienic or therapeutic process available.
  • Product gas stream provided comprising the steps of: providing a process gas stream of a process gas; Providing a
  • Reoxidgasstroms by generating a reactive gas from the process gas by means of a discharge chamber at reduced compared to the atmospheric pressure, in particular 10 mbar to 1000 mbar absolute pressure; Providing a pressurized gas stream of a compressed gas and mixing the reactive gas stream with the compressed gas stream to form a
  • the process gas is produced by a plasma source designed according to the prior art with a discharge chamber. It may, for example, a dielectric
  • a dielectric barrier discharge (DBD), a micro-hollow cathode discharge (MHCD), a corona discharge, a microwave plasma, a capacitively coupled plasma (CCP) or an inductively coupled plasma (ICP) can be used.
  • compressed gas designates a gas, gas mixture or a mixture of one or more gases and one or more liquids, which or which has a pressure of 2 to 8 bar.
  • the compressed gas may be, for example, air, water vapor or C0 2 or mixtures of said gases.
  • Compressed gas flow serves, in particular, to generate a product gas stream by mixing with the reactive gas stream and / or to produce the reduced pressure, in particular in that the compressed gas stream flows through a jet pump.
  • reactive gas designates a gas, gas mixture or a mixture of one or more gases and one or more liquids, which components with a minimum volume fraction of 1 ppm (parts per million), which after generation of further reactions with itself or other components of the
  • the reactive gas may, for example, OH radicals, atomic oxygen, hydrogen peroxide (H 2 0 2 ), ozone (0 3 ), hydroperoxyl radicals (H0 2 ), nitric oxide (NO), nitrogen dioxide (N0 2 ), nitrate (N0 3 -) , Nitrite (N0 2 -) peroxynitrite (ONOOH), nitrous acid (HN0 2 ) or nitric acid (HN0 3 ) or mixtures of said components.
  • the reactive gas may of course comprise constituents of the process gas which, for example, have not been converted into reactive constituents by the plasma discharge in the discharge chamber.
  • process gas designates a gas, gas mixture or a mixture of one or more gases and one or more liquids, which can be converted by means of a discharge chamber into a reactive gas.
  • the process gas may further include components that are not converted to the reactive components of the reactive gas.
  • the process gas can eg air, water vapor, hydrogen peroxide (H 2 0 2 ), nitrogen (N 2 ), oxygen (0 2 ), a noble gas, carbon dioxide (C0 2 ), nitrous acid (HN0 2 ), nitric acid (HN0 3 ) and / or have an alcohol.
  • product gas refers to a gas comprising a mixture of the reactive gas and the compressed gas.
  • product gas may contain other components, e.g. contain an aerosol of a liquid and an abrasive, micro or nanoparticles.
  • a first product gas stream can also be formed by mixing the compressed gas stream and the reactive gas stream, and the first
  • Product gas stream are mixed with an additional gas stream to form a second product gas stream.
  • the reduced pressure advantageously allows ignition of the plasma with less energy expenditure compared to atmospheric pressure plasmas.
  • the reduced pressure advantageously counteracts the recombination of radicals formed, which allows a higher yield of reactive gas.
  • Product gas flow surface is not directly in contact with the plasma, resulting in benefits in terms of protective measures in medical applications, for example, because no leakage occurs.
  • At least a part of the process gas by vaporizing a liquid selected from water, hydrogen peroxide (H 2 0 2), nitric acid (HN0 2), nitric acid (HN0 3) or an alcohol or a mixture of these
  • At least a part of the process gas by vaporizing a liquid selected from water, hydrogen peroxide (H 2 0 2), nitric acid (HN0 2) or nitric acid (HN0 3) or a mixture of these liquids is provided.
  • a liquid selected from water, hydrogen peroxide (H 2 0 2), nitric acid (HN0 2) or nitric acid (HN0 3) or a mixture of these liquids is provided.
  • at least one component of the process gas is made available by evaporating water.
  • the process gas comprises air, water vapor,
  • Hydrogen peroxide H 2 O 2
  • nitrogen N 2
  • oxygen O 2
  • noble gas a noble gas
  • Carbon dioxide (C0 2 ) or a mixture of the preceding and / or further gases.
  • the process gas comprises air, water vapor,
  • Hydrogen peroxide H 2 O 2
  • nitrogen N 2
  • oxygen O 2
  • noble gas a noble gas
  • Carbon dioxide (C0 2 ) or a mixture of the preceding and / or further gases.
  • ONOOH peroxynitrite
  • the reduced pressure is used for mixing the reactive gas stream with the compressed gas stream.
  • the reduced pressure is generated by means of the compressed gas stream.
  • the reduced pressure is generated by means of a jet pump, in particular comprising a nozzle, for example a venturi or Laval nozzle.
  • a negative pressure is generated in particular by means of a maximum dynamic pressure prevailing at a constriction of the nozzle with respect to a space in flow communication with the jet pump.
  • the compressed gas is obtained from liquefied gas, in particular liquefied carbon dioxide (C0 2 ).
  • the reactive gas is produced at a temperature of 15 ° C to 200 ° C, in particular 20 ° C to 30 ° C.
  • non-thermal plasma advantageously reduces the energy costs of the process. Furthermore, the use of a non-thermal plasma allows the
  • the liquid is evaporated at reduced pressure, in particular 20 mbar to 800 mbar absolute pressure.
  • the required evaporation temperature of the liquid is reduced, which saves energy for heating the liquid or makes an additional heating element superfluous.
  • the liquid is evaporated by means of the heat released during operation of the discharge chamber.
  • At least part of the process gas stream is branched off from the process gas stream in order to provide the compressed gas stream.
  • the process gas stream is divided into a first substream to provide the compressed gas stream and a second substream to provide the reactive gas stream.
  • the second partial flow is in the
  • Discharge chamber initiated to form the reactive gas stream.
  • the pressure of the second partial flow is reduced, in particular by means of a throttle valve, in particular before the introduction into the
  • Compressed gas flow from the process gas flow sufficient to provide the pressure gas flow pressure.
  • the heat generated in the generation of the reactive gas from the process gas is used to evaporate the liquid.
  • a pressure is generated by the evaporation of the liquid.
  • a stream of vaporized liquid is mixed with a feed gas stream.
  • At least a portion of the vaporized liquid is introduced into the compressed gas stream.
  • Reactive gas flow radicals in particular OH radicals, nitrogen monoxide and / or atomic oxygen.
  • Product gas flow radicals in particular OH radicals, nitrogen monoxide and / or atomic oxygen.
  • a first product gas stream is formed by mixing the compressed gas stream and the reactive gas stream and the first product gas stream is mixed with an additional gas stream of an additional gas to form a second product gas stream.
  • the additional gas stream is mixed by means of the jet pump with the first product gas stream.
  • a chemical reaction takes place between a constituent of the first product gas stream, in particular OH, and a constituent of the additional gas stream, in particular NO 2 , in particular with the formation of peroxynitric acid (HOONO).
  • the reactive gas stream is mixed with a liquid to form an aerosol, the product gas stream comprising the aerosol.
  • Liquid drop surface is the transport of reactive species into the
  • Liquid drops advantageously favored.
  • the aerosol in particular after leaving the nozzle, is directed onto a baffle plate.
  • the liquid formed from the deposited liquid droplets is used at least partially for re-generation of the aerosol.
  • the reactive gas stream, the compressed gas stream and / or the product gas stream in particular by means of the jet pump, mixed with the liquid.
  • the reactive gas stream is mixed with the liquid.
  • the compressed gas stream is mixed with the liquid.
  • the product gas stream is mixed with the liquid.
  • the reactive gas stream and the compressed gas stream is mixed with the liquid.
  • the product gas stream formed is introduced into the liquid and the liquid mixed with the product gas stream is again mixed with the liquid
  • the product gas stream or the reactive gas stream and the compressed gas stream in particular by means of the jet pump, mixed with a particle stream, in particular comprising an abrasive, micro or nanoparticles.
  • the particle stream comprises an abrasive
  • Microparticles, an abrasive and nanoparticles or micro and nanoparticles are Microparticles, an abrasive and nanoparticles or micro and nanoparticles.
  • the reactive gas stream is mixed with the particle stream.
  • the compressed gas stream is mixed with the particle stream.
  • the product gas stream is mixed with the particle stream.
  • the reactive gas stream and the compressed gas stream in particular by means of the jet pump, mixed with the particle flow.
  • the particle stream is mixed by means of the nozzle, in particular the venturi nozzle or Laval nozzle, with the reactive gas stream and the compressed gas stream.
  • the reactive gas is condensed, in particular by introduction into a second liquid or a cooling device.
  • the compressed gas is dried before the introduction of the reactive gas into the compressed gas stream.
  • the process gas is introduced by introducing a
  • the gas is introduced into the liquid at reduced pressure, in particular 20 mbar to 800 mbar absolute pressure.
  • it can be achieved by the low pressure that the boiling temperature of the respective liquid is at or below the respective ambient temperature.
  • At least one component of the product gas is brought into solution by introduction into a liquid.
  • the 0 3 -dominated state is present at a pressure of 600 mbar to 1000 mbar in the discharge chamber and the NO x -dominated state is present at a pressure of 20 mbar to 400 mbar in the discharge chamber, or
  • a second alternative at a gas temperature of the gas contained in the discharge chamber, in particular the reactive and / or process gas, between 150 ° C and 200 ° C the 0 3 -dominated state at a pressure of 800 mbar to 1000 mbar and the NO x- dominated state is present at a pressure of 20 mbar to 600 mbar.
  • Switching can take place both from the 0 3 dominated state to the NO x dominated state and from the NO x dominated state to the 0 3 dominated state.
  • the generated reactive gas and thus the product gas stream contains more 0 3 than NO x .
  • the generated reactive gas and thus the product gas stream contains more 0 3 than NO x .
  • a product gas stream produced by a method according to the first aspect of the invention.
  • the product gas stream in an air purification process, in particular a
  • An exhaust air purification process eg a so-called DENOX or DESONOX process
  • a water treatment or water treatment process in particular an advanced oxidation process
  • a surface functionalization process in particular of polymers
  • a sterilization, disinfection or Decontamination process in particular of medical surfaces
  • denitrification and / or desulfurization process e.g.
  • Denitrification and desulfurization process include in the context of this application, an additional oxidation of sulfur dioxide (S0 2) to HOS0 2 by means of OH-radicals, in particular with the formation of sulfur trioxide (S0 3) of oxygen (0 2) and HOS0 2 and with the formation of sulfuric acid (H 2 S0 4 )
  • S0 3 Sulfur trioxide (S0 3 ) and water (H 2 0) and / or an oxidation of sulfur dioxide (S0 2 ) to sulfur trioxide (S0 3 ) by means of atomic oxygen (O).
  • Such methods are particularly suitable for denitrification and / or desulfurization of exhaust gases.
  • the acids HN0 2 , HN0 3 and H 2 S0 4 produced can be washed out of the product gas by known technical processes and further processed, in particular, in the chemical industry, for example for the production of fertilizers.
  • a product gas stream comprising at least 10 mg / L hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and at least 10 mg / L nitrite (NO 2 ⁇ ), in particular at least 50 mg / L hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and at least 50 mg / L nitrite (NO 2 ⁇ ), preferably at least 100 mg / L hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and at least 100 mg / L nitrite (NO 2 ⁇ ), more preferably at least 350 mg / L hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and at least 350 mg / L nitrite (N0 2 ⁇ ) provided.
  • the substances mentioned have a half-life in the minute range and are therefore not storable in this combination.
  • the product gas stream is generated by a method according to the first aspect of the invention.
  • the product gas stream has a pH of 6.0 or less, in particular 4.0 or less, preferably 3.5 or less, more preferably 3.0 or less, even more preferably 2.5 or less ,
  • a fourth aspect of the invention relates to the use of the method according to the first aspect or the product gas stream according to the second or third aspect of FIG.
  • an air purification process in particular an exhaust air purification process
  • a water treatment or water treatment process in particular an advanced oxidation process
  • a surface functionalization process in particular of polymers, e. a sterilization, disinfection or decontamination process, in particular of surfaces, medical devices, body surfaces, textiles or wound dressings,
  • G a process for producing hydrogen or synthesis gas or h. a therapeutic procedure.
  • an apparatus for generating a product gas stream in particular by means of a method according to the first aspect of the invention.
  • the device has a discharge chamber for forming a reactive gas stream from a process gas stream, wherein the discharge chamber can be flowed through by the process gas stream.
  • the device also has a
  • Compressed gas line which is flowed through by a compressed gas stream of a compressed gas, a separate from the compressed gas line executed reactive gas line, the one of
  • Reactive gas stream of a reactive gas can be flowed through, and a product gas line, which is traversed by a product gas stream of a product gas on.
  • the device has a mixing chamber, wherein the mixing chamber can be brought into fluid communication with the pressurized gas line and the reactive gas line such that the compressed gas stream is miscible with the reactive gas stream to form a product gas stream in the mixing chamber, and wherein the mixing chamber can be brought into fluid communication with the product gas line in that the product gas stream can be dispensed from the device by means of the product gas line.
  • the reactive gas line is downstream of
  • the reactive gas line is integral with the
  • the discharge chamber is designed as a discharge tube.
  • the nozzle is designed in particular as Venturi nozzle or Laval nozzle.
  • the jet pump is arranged in the mixing chamber or adjacent to the mixing chamber. According to a further embodiment, the jet pump comprises the mixing chamber. According to another embodiment, the
  • the mixing chamber arranged within the jet pump.
  • the mixing chamber is designed integrally with the jet pump.
  • the mixing chamber has a diffuser, wherein in particular by means of the diffuser, the product gas flow can be converted to ambient pressure.
  • the reactive gas line is in a first
  • Flow direction of the process gas can be flowed through and the compressed gas line can be flowed through by the compressed gas in a second flow direction, wherein the first
  • Flow direction is arranged not parallel to the second flow direction.
  • an absolute pressure of 10 mbar to 1000 mbar in the mixing chamber can be generated by means of the jet pump.
  • the discharge chamber is designed to generate a plasma, in particular by means of a dielectric barrier discharge (DBD), a micro-hollow cathode discharge (MHCD) or a corona discharge.
  • the plasma may in particular be a capacitively coupled plasma (CCP) or an inductively coupled plasma (ICP).
  • the discharge chamber for generating a non-thermal plasma in particular at a temperature of 15 ° C to 200 ° C, is formed.
  • the discharge chamber is designed to produce a non-thermal plasma at a temperature of 20 ° C to 30 ° C.
  • the jet pump in the described arrangement for mixing the reactive gas stream with the compressed gas stream, flow of the discharge chamber with the compressed gas stream can be dispensed with.
  • This allows more efficient generation of reactive species in the discharge chamber.
  • the arrangement allows the use of a low-cost compressed gas, in particular air, water vapor or C0 2 , while an optimized for the particular application process gas can be used.
  • the nozzle of the jet pump has a minimum inner diameter of 0.2 mm to 5 mm.
  • the discharge chamber is cylindrical around the
  • the discharge chamber has at least one electrode.
  • the at least one electrode in particular by a dielectric, is separated from the discharge chamber.
  • At least a part of the mixing chamber, in particular at least a part of the jet pump is formed as an electrode.
  • At least a part of the compressed gas line is formed as an electrode.
  • the mixing chamber or the compressed gas line can simultaneously serve the mechanical stability of the device.
  • the mixing chamber or the compressed gas line By using at least part of the mixing chamber or the compressed gas line as an electrode, it is cooled by the pressure gas stream, which advantageously reduces heating and thermal expansion of the electrode.
  • the device has a liquid container arranged adjacent to the discharge chamber for receiving a liquid, so that the heat generated during operation of the discharge chamber can be utilized for vaporizing a liquid present in the liquid container, in particular wherein
  • Fluid connection can be brought, so that liquid evaporated in the liquid container in the compressed gas line and / or the discharge chamber can be introduced.
  • Discharge chamber can be brought, so that the process gas stream by means of the process gas line can be introduced into the discharge chamber.
  • the liquid container can be brought into flow communication with the process gas line, so that liquid evaporated in the liquid container can be introduced into the process gas line.
  • the liquid container can be brought into flow communication with the compressed gas line, so that liquid evaporated in the liquid container can be introduced into the compressed gas line.
  • the vaporized liquid provides the compressed gas stream or is the Druckgasstrom zuhegbar.
  • the liquid container can be brought into flow communication with the process gas line, so that liquid evaporated in the liquid container can be introduced into the process gas line.
  • the vaporized liquid is the
  • Process gas stream ready or can be added to the process gas stream.
  • the liquid container can be brought into flow connection with the process gas line and the compressed gas line.
  • a combined line which can be brought into fluid communication with the liquid container, serves as combined compressed gas line and process gas line, wherein the line is connected to a first line
  • Branching branched into a separate compressed gas line and process gas line. It points the combined line or the process gas line in particular a arranged in the region of the first branch throttle valve for throttling the pressure of the process gas stream.
  • the liquid container is directly in
  • a portion of the liquid container serves as a compressed gas line, wherein the gaseous or vapor phase contained above the liquid serves as a pressurized gas, which flows via the formed as a compressed gas line portion of the liquid container as compressed gas stream into the jet pump.
  • the liquid container can be brought into fluid communication with the process gas line by means of a throttle valve.
  • the liquid container is directly in
  • Flow connection with the jet pump and the liquid container can be brought into fluid communication with the process gas line by means of a throttle valve.
  • the device has a heating device for generating heat, wherein by means of the heating device, a liquid located in the liquid container is vaporizable.
  • the discharge chamber is within the
  • Liquid container arranged so that by means of the liquid in the liquid container, the discharge chamber is cooled.
  • the device has a cooling device, wherein the reactive gas can be condensed by means of the cooling device.
  • the device has a downstream of the
  • Compressed gas line and arranged upstream of the mixing chamber drying unit, wherein by means of the drying unit, the compressed gas is dry.
  • the device has a downstream of the
  • the device has a downstream of the
  • Reactive gas line and arranged upstream of the mixing chamber drying unit, wherein by means of the drying unit, the reactive gas is dryable.
  • the device has a gas washing bottle which can be brought into fluid communication with the discharge chamber, so that by means of the gas washing bottle it is possible to pass a gas in the gas washing bottle through a gas, especially when compared to the atmospheric pressure reduced pressure, a process gas can be generated.
  • the gas washing bottle can be brought into flow connection with the process gas line.
  • the gas washing bottle on a feed line and a first valve, in particular a controllable valve, on, by means of
  • the feed gas is introduced into the liquid located in the gas washing bottle and wherein the feed line is closable by means of the first valve.
  • Inlet line and the process gas line can be brought into flow connection
  • Short-circuit line with a second, in particular controllable, valve, wherein by means of the short-circuit line, a defined proportion of the feed gas or the entire
  • Inlet gas can be conducted from the feed line into the discharge chamber without flow through the liquid present in the gas washing bottle and wherein the short-circuit line can be closed by means of the second valve.
  • the pressure in the gas washing bottle can be regulated.
  • the composition of the process gas stream and thus of the reactive gas stream can be varied. In this case, for example, it is possible to switch between a nitrogen oxide and ozone-dominated plasma chemistry.
  • the amount of liquid in the generated process gas can be regulated.
  • the amount of reactive species formed such as H 2 O 2 , OH and H 2 , can be influenced.
  • the discharge chamber has a third valve, which separates the discharge chamber from the mixing chamber during closure.
  • the actual pressure in the discharge chamber and the gas washing bottle can be kept independent of the compressed gas flow. This can be kept in the discharge chamber after switching off the pressure gas stream or the entire device, the negative pressure and the possibly increased humidity. This allows shorter reclosing times since the discharge chamber and gas washing bottle do not have to be first pumped down to the required negative pressure.
  • the device has a near the
  • Gas washing bottle arranged heating device, wherein by means of the heater, the liquid contained in the gas washing bottle can be heated.
  • the device comprises a liquid container for receiving a liquid and a liquid line, wherein the liquid line in flow communication with the compressed gas line and with the in the liquid container located liquid can be brought, so that the liquid with the product gas stream or the reactive gas stream and the compressed gas stream is miscible.
  • the liquid is miscible with the product gas stream. According to a further embodiment, the liquid is miscible with the reactive gas stream. According to a further embodiment, the liquid is miscible with the compressed gas stream. According to a further embodiment, the liquid is miscible with the reactive gas stream and the compressed gas stream.
  • Product gas flow can be generated.
  • the device has a baffle plate arranged within the mixing chamber for separating larger drops of liquid from an aerosol.
  • the device has a catch basin for
  • the device has a baffle plate arranged inside the mixing chamber for separating larger drops of liquid from an aerosol and a collecting basin for collecting the liquid droplets deposited by means of the baffle plate from an aerosol.
  • the device has a between the
  • Fluid communicable fluid conduit for conducting a flow of fluid from the sump into the mixing chamber.
  • the liquid line has a valve for
  • the device has a container for receiving particles, in particular an abrasive, micro- or nanoparticles and a particle line, wherein the particle line can be brought into fluid communication with the compressed gas line and with particles located in the container, so that the particles the product gas stream or the reactive gas stream and the compressed gas stream are miscible.
  • the particles are miscible with the reactive gas stream. According to a further embodiment, the particles are miscible with the compressed gas stream. According to a further embodiment, the particles are miscible with the reactive gas stream and the compressed gas stream.
  • a particle-containing product gas stream can be generated, which causes an additional mechanical cleaning effect, in particular in cleaning processes.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a device according to the invention for
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a further device according to the invention with a discharge chamber arranged cylindrically around the mixing chamber
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a further device according to the invention with a liquid container arranged adjoining the discharge chamber,
  • Fig. 4 is a schematic representation of an analogous to that shown in Fig. 3
  • Device formed device with an additional heating device formed device with an additional heating device
  • Fig. 5 is a schematic representation of a mixing device, in which the
  • Product gas is mixed with an additional gas
  • FIG. 6 is a schematic representation of a mixing chamber with a cooling device or a liquid container
  • Fig. 7 is a schematic representation of a device according to the invention with a
  • Fig. 8 is a schematic representation of a device according to the invention with a
  • FIG. 9 is a schematic representation of a device according to the invention with a
  • FIG. 10 is a schematic representation of a device according to the invention analogous to
  • Fig. 1 1 is a schematic representation of a use of an inventive
  • Fig. 12 is a schematic representation of a part of an inventive
  • Fig. 13 is a schematic representation of a part of an inventive
  • Fig. 14 is a schematic representation of a device according to the invention with a
  • FIG. 1 shows a device 1 according to the invention for generating a
  • Plasmas Plasmas, a reactive gas line 1 1, a compressed gas line 12, a tubular design
  • the discharge chamber 2 is by means of the reactive gas line 1 1 in flow communication with the mixing chamber 3, wherein the
  • Reactive gas line 1 1 opens at an opening 32 in the mixing chamber 3.
  • the mixing chamber 3 is still connected to the compressed gas line 12 and the product gas line 13 in Flow connection.
  • Flow connections for example by means of valves, be closed and opened when needed.
  • the discharge chamber 2 is formed in the illustrated embodiment as a discharge tube, but other embodiments are conceivable.
  • the discharge chamber 2 has a first electrode 21 and a second electrode 22, wherein by means of a
  • Voltage source 23 a DC voltage or an AC voltage between the first electrode 21 and the second electrode 22 can be generated.
  • more than two electrodes can be used.
  • Discharge chamber 2 flowing through the process gas a plasma or a reactive gas can be formed.
  • the mixing chamber 3 has a jet pump 31, wherein the jet pump 31 is arranged in the vicinity of the opening 32.
  • the jet pump 31 shown has a nozzle 31 1, which may be formed in particular as a Venturi nozzle or Laval nozzle.
  • Fig. 1 further shows a filled with a liquid 43 liquid container 41 and a
  • Heater 5 for heating the liquid contained in the liquid container 41 liquid 43.
  • the illustrated liquid container 41 is connected via a process gas line 14 with the
  • Discharge chamber 2 connected, so that by means of the process gas line 14 a
  • liquid 43 contained in the liquid container 41 is evaporated, whereby a process gas is formed.
  • a process gas flow P of the process gas flows through the process gas line 14 into the discharge chamber 2, where the process gas is converted to a reactive gas.
  • the compressed gas line 12 By means of the compressed gas line 12 is a compressed gas flow D of a compressed gas in the
  • Mixing chamber 3 is introduced and flows through the jet pump 31, whereby a pressure difference between the mixing chamber 3 and the reactive gas line 1 1 is generated, There prevails in the mixing chamber 3, a lower pressure than in the reactive gas 1 1. Due to the pressure difference generated, a reactive gas flow R of the reactive gas from the discharge tube 2 into the mixing chamber 3. As a result of the pressure difference is also between the gaseous or vapor present upper phase of the liquid container 41 and the
  • Discharge chamber 2 generates a flowing through the process gas line 14 process gas flow P of the evaporated liquid 43 comprising process gas. Furthermore, the generated pressure difference advantageously results in that liquid 43 contained in the liquid container 41 is vaporized at a reduced pressure.
  • the reactive gas formed in the discharge chamber 2 is sucked into the mixing chamber 3 by the pressure difference.
  • the resulting reactive gas stream R is in the
  • FIG. 2 shows a device 1 according to the invention, shaped analogously to the device 1 shown in FIG. 1, for producing a product gas stream G with a discharge chamber 2 arranged cylindrically around the mixing chamber 3 shown
  • Discharge chamber 2 is arranged on at least one opening 32 of the mixing chamber 3 and can be brought into fluid communication with the mixing chamber 3 by means of the at least one opening 32.
  • the at least one reactive gas line 1 1 is formed integrally with the discharge chamber 2 in the device shown. Due to the cylindrical arrangement of
  • the reactive gas flow R between the discharge chamber 2 and the mixing chamber 3 is advantageously maximized and thus the
  • FIG. 3 shows a device 1 according to the invention for producing a product gas stream G with a discharge chamber 2 arranged around the mixing chamber 3 in a manner analogous to that shown in FIG. 2.
  • the liquid container 41 is cylindrical arranged around the mixing chamber 3 and adjacent to the discharge chamber 2, so that in particular by the operation of the
  • Discharge chamber 2 generated heat from the discharge chamber 2 on the
  • Liquid container 41 and the liquid contained therein 43 can be transferred.
  • the transferred heat for example, a part of the liquid 43 located in the liquid container 41 can be vaporized, wherein in particular the discharge chamber 2 is cooled.
  • FIG. 4A shows a device 1 according to the invention for producing a product gas flow G with a discharge chamber 2 arranged cylindrically around the mixing chamber 3, similar to the device 1 shown in FIG.
  • Discharge chamber 2 arranged liquid container 41, wherein the device 1 additionally comprises a heating device 5 arranged adjacent to the liquid container 41 for heating the liquid 43 located in the liquid container 41.
  • FIG. 4A shows a combined pressure and process gas line 14a, which can be brought into fluid communication with a liquid container 41 containing liquid 43 such that vaporized liquid 43 can flow through the combined pressure and process gas line 14a.
  • the same gas stream serves both as compressed gas stream D and as process gas stream P.
  • the combined pressure and process gas line 14a is divided into a compressed gas line 12 and a process gas line 14, the compressed gas line 12 in flow communication with the mixing chamber 3 can be brought, and wherein the process gas line 14 can be brought into flow communication with the discharge chamber 2.
  • a throttle valve 142 is arranged in the process gas line 14. By means of the throttle valve 142, the pressure of the process gas flow P can be throttled.
  • FIG. 4B shows an arrangement equivalent in function to FIG. 4A, which differs in that the combined pressure and process gas line 14 a can be dispensed with, since a throttle valve 142 is arranged inside the liquid container 41.
  • the part of the liquid container 41 not filled with the liquid 43 is directly above the jet pump 31 in flow communication with the mixing chamber 3, so that the gas phase located in particular under pressure above the liquid 43 can flow as compressed gas flow D through the jet pump 31 into the mixing chamber 3.
  • the gas phase located above the liquid 43 is connected via the throttle valve 142 to the discharge chamber 2, so that the gas phase as the process gas flow P while throttling the pressure in the
  • Discharge chamber 2 can flow.
  • the upper part of the liquid container 41 serves as a compressed gas line 12.
  • Fig. 5 shows a mixing chamber 3 with a jet pump 31, which has a nozzle 31 1, in particular as part of a device 1 according to the invention for producing a
  • Fig. 5 shows a reactive gas line 1 1, the in
  • Flow connection with the mixing chamber 3 can be brought and through which a reactive gas flow R flows into the mixing chamber 3.
  • the reactive gas stream R is mixed with the compressed gas stream D, wherein a first product gas stream G1 is formed by a product gas line 13 which can be brought into fluid communication with the mixing chamber 3
  • the product gas line 13 is connected at a second branch 151 to an additional gas line 15. Through the additional gas line 15, an additional gas stream Z of an additional gas flows, which mixes at the second branch 151 with the first product gas stream G1 to form a second product gas stream G2.
  • the second product gas stream G2 leaves the device 1 at the outlet opening 131.
  • Fig. 6A shows a mixing chamber 3 with a jet pump 31, which has a nozzle 31 1, in particular as part of a device 1 according to the invention for producing a
  • Fig. 5 shows a reactive gas line 1 1, the in
  • Flow connection with the mixing chamber 3 can be brought and through which a reactive gas flow R flows into the mixing chamber 3.
  • the reactive gas stream R is mixed with the compressed gas stream D, wherein a product gas stream G is formed, which can be brought by a product gas line 13 which can be brought into fluid communication with the mixing chamber 3
  • the product gas stream G leaving the mixing chamber 3 through the product gas line 13 and the outlet opening 131 is passed into a liquid container 41 filled with a liquid 43.
  • a component of the product gas can be condensed by cooling.
  • FIG. 6B shows a mixing chamber 3 analogous to that shown in FIG. 6A with a jet pump 31, in particular as part of a device 1 according to the invention for producing a product gas stream G, wherein the mixing chamber 3 has a relation to the product gas flow G downstream cooling device 6, in particular a cooling section, which can be brought into flow communication with the mixing chamber 3.
  • the cooling device 6 in particular a component of the product gas can be condensed by cooling.
  • FIG. 7 shows a device 1 according to the invention for producing a product gas stream G, wherein the device 1 is shaped analogously to the device 1 shown in FIG. In this case, the device 1 to a drying unit 7, which in relation to the compressed gas flow D upstream of the mixing chamber 3 and downstream of the compressed gas line 12 in
  • the compressed gas flow D can be dried before it is introduced into the mixing chamber 3.
  • Fig. 8 shows a similar to the device shown in Fig. 1 molded
  • Inventive device 1 for producing a product gas stream G which additionally has a gas washing bottle 42 filled with a liquid 43 and a heating device 5 for heating the liquid 43 contained in the gas washing bottle 42.
  • Gas washing bottle 42 has a feed line 421 for introducing a
  • Feed gas flow E of a feed gas into the liquid 43 has a first valve 422 for throttling or closing the
  • the gas washing bottle 42 shown in Fig. 8 is also in fluid communication with a process gas line 14.
  • the gas washing bottle 42 also has a with the
  • Inlet line 421 and the process gas line 14 in flow connection can be brought shorting line 423, wherein the short-circuit line 423 has a second valve 424 for throttling and / or closing the short-circuit line 423.
  • FIG. 8 also shows a third valve 426 for throttling the reactive gas flow R or closing the reactive gas line 1 1.
  • the mixing chamber 3 is flowed through by a compressed gas flow D, which from the
  • Compressed gas line 12 enters the mixing chamber 3.
  • a pressure difference between the mixing chamber 3 and the reactive gas line 1 1 is generated analogously to the apparatus 1 shown in FIG. 1, wherein in the mixing chamber 3, a lower pressure prevails than in the
  • Reactive gas line 1 1.
  • a feed gas stream E of a feed gas is introduced into the gas washing bottle 42, wherein the feed gas stream E by means of the first valve 422 by closing the feed line 421 is controllable. It is the
  • Inlet line 421 arranged such that with sufficient filling of the Gas washing bottle 42 with a liquid 43, the feed line 421 opens into the liquid 43, so that the feed gas stream E is introduced into the liquid 43.
  • the feed gas stream E can be enriched with vaporized liquid 43, whereby a process gas stream P is formed.
  • the enrichment of the feed gas stream E with vaporized liquid 43 can be regulated by means of the short-circuit line 423 and the second valve 424. In this case, the enrichment of the feed gas stream E with vaporized liquid 43 is reduced when the short-circuit line 423 is opened by means of the second valve 424.
  • the process gas stream P formed is then conducted analogously to the device 1 shown in FIG. 1 by means of the process gas line 14 into the discharge chamber 2, where a reactive gas is generated from the process gas, a reactive gas stream R being formed.
  • the reactive gas stream R is sucked by means of the reactive gas line 1 1 in the mixing chamber 3 and mixed there with the compressed gas stream D, wherein a product gas stream G is formed.
  • FIG. 9 shows a device with a mixing chamber 3, in particular as part of a device 1 for producing a product gas stream G, which is designed analogously to one of the devices 1 shown in the preceding figures, as well as a liquid container 41 for receiving a liquid 43.
  • FIG. 9 also shows a liquid line 16, wherein one end of the liquid line 16 is arranged in the liquid container 41 such that liquid 43 can be sucked into the liquid line 16.
  • the liquid line 16 has a liquid valve 161, wherein the liquid line 16 is closable by means of the liquid valve 161.
  • the liquid line 16 can be brought into fluid communication with the mixing chamber 3 via a jet pump 31, so that a liquid flow F of the liquid 43 can be introduced into the mixing chamber 3 by means of the liquid line 16.
  • a compressed gas flow D flows into the mixing chamber 3 a.
  • a, formed in particular in a discharge chamber 2 reactive gas stream R of a reactive gas via a opening into the mixing chamber 3 reactive gas line 1 1 is sucked into the mixing chamber 3.
  • an aerosol is formed by mixing the compressed gas stream D, the reactive gas flow R and the liquid 43, the aerosol being part of a
  • Product gas stream G is led out of the mixing chamber 3 via the product gas line 13.
  • FIG. 10 shows a device analogous to the device shown in FIG. 9, in particular as part of a device 1 for generating a product gas flow G analogous to one of the devices 1 shown in the preceding figures.
  • the product gas line 13 of the device 1 is above the device Liquid container 41 arranged that from the
  • Liquid 43 can be introduced.
  • the liquid 43 is mixed with reactive gas. Subsequently, a liquid flow F of the liquid 43 via the liquid line 16 and the
  • Jet pump 31 is again introduced into the mixing chamber 3 and mixed with the compressed gas stream D and the reactive gas stream R. This increases the concentration of reactive atoms and / or molecules in the aerosol formed.
  • FIG. 11 shows a use of a device analogous to that shown in FIG.
  • Fig. 12 shows a part of an analogous to one of those shown in Figures 1 to 10
  • Devices 1 designed device 1, wherein the device 1 in addition to a discharging into the mixing chamber 3 Particle line 17 for the transport of particles, in particular an abrasive or of microparticles or nanoparticles having.
  • a particle stream A of particles in the mixing chamber 3 can be introduced, wherein the particle stream A is mixed with the compressed gas stream D and the reactive gas stream R, wherein a particle comprising product gas stream G is formed.
  • FIG. 13 shows a detailed view of part of a device 1 according to the invention with a mixing chamber 3, one in fluid communication with the mixing chamber 3
  • the mixing chamber 3 has a jet pump 31 with a nozzle 31 1 and a downstream of the nozzle 31 1 arranged and with the product gas line 13 in flow connection bring ble diffuser 33.
  • FIG. 13 further shows two reactive gas lines 1 1, which each represent a flow connection between the discharge chamber 2 and the mixing chamber 3.
  • the outer wall of the discharge chamber 2 forms a first electrode 21 and the inner wall of the discharge chamber 2 forms a second electrode 22 between the first electrode 21 and the second
  • Electrode 22 is a voltage generated by means of which a discharge in the
  • Discharge chamber 2 is caused.
  • a compressed gas flow D flows into the mixing chamber 3 and from the process gas line 14, a process gas flow P flows into the discharge chamber 2, where from the process gas, a reactive gas is formed.
  • the compressed gas flow D and the process gas flow P run in the parallel direction.
  • Fig. 14 A shows a device for generating a product gas stream G with a
  • Compressed gas line 12 which is connected via a jet pump 31 with a mixing comb he 3, wherein the mixing chamber 3 is further in fluid communication with a product gas line 13.
  • a discharge chamber 2 for generating a reactive gas is arranged cylindrically around a part of the compressed gas line 12, the discharge chamber 2 in turn being located within a liquid container 41 arranged cylindrical around the discharge chamber 2.
  • the liquid container 41 is filled with a liquid 43, so that the entire discharge chamber 2 is located below the liquid level. However, it may also be a lesser amount of liquid 43 in the
  • Liquid container 41 may be included, so that only a part of the discharge chamber 2 is located below the liquid level.
  • the discharge chamber 2 can be cooled during operation by means of the liquid 43.
  • the discharge chamber 2 is connected via a process gas line 14 with the gaseous or vapor present over the liquid 43 phase, so that the upper phase in the form of a process gas stream P can enter the discharge chamber 2, so that from the process gas by means of the discharge tube. 2 a reactive gas can be formed.
  • composition of the liquid 43 located in the liquid container 41 phase can analogously to the arrangement shown in Fig. 8 on the introduction of a
  • Feed gas stream E are regulated via the feed line 421 into the liquid 43, wherein the feed line 421 can be throttled or closed by means of a first valve 422.
  • the discharge chamber 2 is closed by a third valve 426 through a
  • Reactive gas line 1 1 connected to the mixing chamber 3, so that a reactive gas flow R of the reactive gas into the mixing chamber 3 can be introduced.
  • Compressed gas flow D generated pressure difference for introducing the reactive gas flow R into the mixing chamber 3 and mixture of the currents D and R exploited.
  • FIG. 14 further shows a liquid line 16 connecting the liquid container 41 to the mixing chamber 3.
  • the liquid line 16 can be throttled or closed via a liquid valve 161. By means of the liquid line 16 can in
  • Liquid liquid 41 are liquid liquid 43 introduced into the mixing chamber 3, where in particular the liquid flow F with the compressed gas flow D and the reactive gas stream R is analogous to the configurations shown in Figures 9 and 10 to form an aerosol comprising product gas stream G miscible.
  • the apparatus 1 shown further comprises a baffle plate 34 which is adapted to separate larger drops of liquid of the aerosol formed from the aerosol.
  • the fluid 43a separated from the aerosol collects in a cylindrically around the
  • Product gas line 13 arranged collecting basin 35th 14B shows a device for producing a product gas flow G, which is formed analogously to the device shown in FIG. 14A, the fluid line 16 being arranged in such a way that liquid 43 contained in the catch basin 35 is sucked in by means of the jet pump 31 as liquid flow F. flows through the liquid line 16, in the
  • Mixing chamber 3 exits and mixes there with the formation of an aerosol with the compressed gas stream D and the reactive gas stream R, wherein as in the apparatus shown in Fig. 14 A larger liquid droplets can be deposited by means of the baffle plate 34 of the aerosol. These accumulate in the catch basin 35.
  • the following example shows that by igniting a plasma in an air-steam process gas at a pressure of 400 mbar using a jet pump (Venturi pump), a reactive aerosol can be generated which antimicrobializes for a few minutes after its generation Has effectiveness.
  • a negative pressure was generated in a discharge chamber and in a gas washing bottle fluidly connected to the discharge chamber.
  • a plasma was ignited by applying an alternating voltage (frequency: 30 kHz, voltage amplitude: 6 kV) to an inner electrode according to the principle of dielectrically impeded discharge.
  • an air-water vapor process gas was generated.
  • a product gas stream / aerosol formed.
  • the aerosol was collected in a beaker for further study.
  • the hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and nitrite (NO 2 ) concentration and the pH of the aerosol produced were determined by means of appropriate test strips (Merck KGaA, Germany).
  • reaction product peroxynitrite is known to have antimicrobial activity.
  • reaction equation (1) nitrous acid (by providing NO 2 ), H 2 O 2 or nitric acid (by lowering the pH) can also be used to increase the reaction rate.
  • a reactive product gas stream is generated, in which peroxynitrite is formed for a short time, which subsequently reacts within a short time to other products.
  • the half-life of ONOOH is typically less than 1 s.
  • reaction coefficients for reaction (1) for example about 20 MV at a pH of 2.5, it follows that the half-life of the starting materials N0 2 and / or H 2 0 2 in this case of the order of one second.
  • the device according to the invention is capable of applying the reactive product gas stream to a treating surface before a large part of the reactive species N0 2 and H 2 0 2 has already reacted with one another according to reaction (1) and thus no longer for the local formation of peroxynitrite Available.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Produktgasstroms (G), aufweisend die Schritte: Bereitstellung eines Prozessgasstroms (P), Erzeugung eines Reaktivgasstroms (R) aus dem Prozessgasstrom (P) bei reduziertem Druck, Bereitstellung eines Druckgasstroms (D) und Mischen des Reaktivgasstroms (R) mit dem Druckgasstrom (D) unter Ausbildung eines Produktgasstroms (G). Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung (1) zur Erzeugung eines Produktgasstroms (G), aufweisend eine Entladungskammer (2), eine Druckgasleitung (12), eine separat von der Druckgasleitung (12) ausgeführte Reaktivgasleitung (11), eine Produktgasleitung (13) und eine Mischkammer (3), welche mit der Druckgasleitung (12) und der Reaktivgasleitung (11) derart in Strömungsverbindung bringbar ist, dass in der Mischkammer (3) der Druckgasstrom (D) mit dem Reaktivgasstrom (R) unter Bildung eines Produktgasstroms (G) mischbar ist, wobei die Mischkammer (3) derart mit der Produktgasleitung (13) in Strömungsverbindung bringbar ist, dass mittels der Produktgasleitung (13) der Produktgasstrom (13) aus der Vorrichtung (1) ausgebbar ist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Produktqasstroms
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines reaktiven Produktgasstroms, insbesondere zur Verwendung in einem Luft- oder
Abgasreinigungsverfahren, einem hygienischen oder therapeutischen Verfahren.
Nach Stand der Technik sind verschiedene sogenannte DENOX- Verfahren zur Entstickung bzw. DESONOX-Verfahren zur Entstickung und Entschwefelung von Abgasen bekannt. Bei den oxidativen DENOX-Verfahren werden Schadstoffe wie beispielsweise Stickstoffmonoxid (NO) oder Stickstoffdioxid (N02) zu salpetriger Säure (HN02) bzw. Salpetersäure (HN03) umgesetzt. Bei den DESONOX-Verfahren können analog S02 oder S03 zu schwefliger Säure bzw.
Schwefelsäure umgesetzt werden (Skalska ef a/., Trends in NOx abatement: A review. Science of the total environment 408 (19), 2010: 3976-3989).
Als Oxidationsmittel dienen dabei beispielsweise Radikale wie OH oder atomarer Sauerstoff. Solche Radikale können vorteilhaft mittels nach Stand der Technik bekannten nichtthermischen Plasmen generiert werden (Chang ef a/. , Removal of S02 and the simultaneous removal of S02 and NO from simulated flue gas streams using dielectric barrier discharge plasmas; Plasma Chemistry and Plasma Processing 12 (4), 1992: 565-580; Khacef & Cormier, Pulsed sub-microsecond dielectric barrier discharge treatment of simulated glass manufacturing industry flue gas: removal of S02 and NOx; Journal of Physics D: Applied Physics 39(6), 2006: 1078).
Bei vielen Verfahren nach Stand der Technik entstehen schädliche Zwischen- bzw.
Nebenprodukte, beispielsweise Kohlenmonoxid oder Ozon, da bei diesen das gesamte Abgas den Plasmareaktor durchläuft.
Bei anderen Verfahren wird das Plasma in einer separaten Reaktionskammer erzeugt und dann dem Abgas zugeführt. Beispielsweise ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Trägergasstrom durch eine Plasmaquelle hindurchgeleitet wird und reaktive Gaspartikel mitreißt (WO
2008138504A1 ).
Es existieren verschiedene Plasmaquellenkonzepte, welche für den hygienischen oder therapeutischen Einsatz gedacht sind. Stand der Technik ist insbesondere eine Vorrichtung, welche eine Venturi- bzw. Lavaldüse einsetzt, um in einem Gasstrom einen Bereich mit erniedrigtem Druck zu schaffen, was niedrigere Zündspannungen und eine effizientere Erzeugung eines Plasmas erlaubt (WO 2008138504A1 ). Das erzeugte Plasma bzw. reaktive Gas wird anschließend über eine Öffnung zum weiteren, insbesondere therapeutischen oder hygienischen Einsatz zur Verfügung gestellt.
Weiterhin offenbart das Dokument DE10 2013 016 660 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur plasmakatalytischen Umsetzung von Stoffen, bei dem insbesondere ein Produktstrom gebildet wird. Dieser Produktstrom enthält jedoch selbst keine reaktiven Spezies und ist somit insbesondere für den therapeutischen oder hygienischen Einsatz sowie für die besagten Entstickungs- und Entschwefelungsverfahren ungeeignet.
Infolgedessen ergibt sich die Aufgabe, ein effektives, kostengünstiges und sicheres Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung eines reaktiven Produktgasstroms, insbesondere zur Verwendung in einem Luft- oder Abgasreinigungsverfahren oder einem hygienischen oder therapeutischen Verfahren, zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird verfahrensseitig durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 und vorrichtungsseitig durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 13 zur Verfügung gestellt. Weiterhin werden mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 10 ein
Produktgasstrom und dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 12 verschiedene Verwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verfügung gestellt.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den entsprechenden Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend beschrieben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Erzeugung eines
Produktgasstroms zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellung eines Prozessgasstroms eines Prozessgases; Bereitstellung eines
Reaktivgasstroms durch Erzeugung eines Reaktivgases aus dem Prozessgas mittels einer Entladungskammer bei im Vergleich zum Atmosphärendruck reduziertem Druck, insbesondere 10 mbar bis 1000 mbar Absolutdruck; Bereitstellung eines Druckgasstroms eines Druckgases und Mischen des Reaktivgasstroms mit dem Druckgasstrom unter Ausbildung eines
Produktgasstroms.
Dabei wird das Prozessgas durch eine nach Stand der Technik ausgeführte Plasmaquelle mit einer Entladungskammer erzeugt. Es können dabei beispielsweise eine dielektrische
Barriereentladung (dielectric barrier discharge, DBD), eine Mikro-Hohlkathodenentladung (microhollow cathode discharge, MHCD), eine Koronaentladung, ein Mikrowellenplasma, ein kapazitiv gekoppeltes Plasma (CCP) oder ein induktiv gekoppeltes Plasma (ICP) verwendet werden.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff Druckgas ein Gas, Gasgemisch oder eine Mischung eines oder mehrerer Gase und einer oder mehrerer Flüssigkeiten, welches oder welche einen Druck von 2 bis 8 bar aufweist. Bei dem Druckgas kann es sich z.B. um Luft, Wasserdampf oder C02 oder um Mischungen der genannten Gase handeln. Der
Druckgasstrom dient insbesondere dazu, durch Mischen mit dem Reaktivgasstrom einen Produktgasstrom zu erzeugen und/oder den reduzierten Druck zu erzeugen, insbesondere dadurch dass der Druckgasstrom eine Strahlpumpe durchströmt.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff Reaktivgas ein Gas, Gasgemisch oder eine Mischung eines oder mehrerer Gase und einer oder mehrerer Flüssigkeiten, welches Bestandteile mit Mindestvolumenanteil von 1 ppm (parts per million) aufweist, welche nach der Erzeugung an weiteren Reaktionen mit sich selbst oder anderen Bestandteilen des
Reaktivgases teilnehmen und sich somit nicht länger als eine Stunde lagern lassen, wobei die reaktiven Bestandteile insbesondere Radikale sein können. Das Reaktivgas kann z.B. OH- Radikale, atomaren Sauerstoff, Wasserstoffperoxid (H202), Ozon (03), Hydroperoxyl-Radikale (H02), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (N02), Nitrat (N03-), Nitrit (N02-) Peroxynitrit (ONOOH), salpetrige Säure (HN02) oder Salpetersäure (HN03) oder Mischungen der genannten Komponenten aufweisen. Weiterhin kann das Reaktivgas natürlich Bestandteile des Prozessgases aufweisen, welche z.B. durch die Plasmaentladung in der Entladungskammer nicht in reaktive Bestandteile umgesetzt worden sind.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff Prozessgas ein Gas, Gasgemisch oder eine Mischung eines oder mehrerer Gase und einer oder mehrerer Flüssigkeiten, welches mittels einer Entladungskammer zu einem Reaktivgas umsetzbar ist. Dabei werden mittels einer Plasmaentladung Komponenten des Prozessgases in die reaktiven Bestandteile des
Reaktivgases umgesetzt. Es versteht sich, dass das Prozessgas weiterhin auch Komponenten aufweisen kann, die nicht zu den reaktiven Bestandteilen des Reaktivgases umgesetzt werden. Das Prozessgas kann z.B. Luft, Wasserdampf, Wasserstoffperoxid (H202), Stickstoff (N2), Sauerstoff (02), ein Edelgas, Kohlenstoffdioxid (C02), salpetrige Säure (HN02), Salpetersäure (HN03) und/oder einen Alkohol aufweisen.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff Produktgas ein Gas, das eine Mischung aus dem Reaktivgas und dem Druckgas umfasst. Zusätzlich kann das Produktgas weitere Komponenten, z.B. ein Aerosol einer Flüssigkeit sowie ein Abrasiv, Mikro- oder Nanopartikel enthalten. Wie unten erläutert, kann auch durch Mischen des Druckgasstroms und des Reaktivgasstroms ein erster Produktgasstrom gebildet werden und der erste
Produktgasstrom mit einem Zusatzgasstrom unter Bildung eines zweiten Produktgasstroms vermischt werden.
Der verminderte Druck ermöglicht vorteilhafterweise eine Zündung des Plasmas mit geringerem Energieaufwand im Vergleich zu Atmosphärendruckplasmen. Zudem wird durch den verminderten Druck vorteilhafterweise der Rekombination von gebildeten Radikalen entgegengewirkt, was eine höhere Ausbeute von Reaktivgas erlaubt.
Durch Mischung des Reaktivgasstroms mit dem Druckgasstrom tritt eine mit dem
Produktgasstrom behandelte Oberfläche nicht direkt mit dem Plasma in Kontakt, wodurch sich Vorteile im Hinblick auf Schutzmaßnahmen bei der medizinischen Anwendung ergeben, da beispielsweise kein Ableitstrom auftritt.
Gemäß einer Ausführungsform wird zumindest ein Bestandteil des Prozessgases durch Verdampfen einer Flüssigkeit, ausgewählt aus Wasser, Wasserstoffperoxid (H202), salpetriger Säure (HN02), Salpetersäure (HN03) oder einem Alkohol oder einer Mischung dieser
Flüssigkeiten bereitgestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zumindest ein Bestandteil des Prozessgases durch Verdampfen einer Flüssigkeit, ausgewählt aus Wasser, Wasserstoffperoxid (H202), salpetriger Säure (HN02) oder Salpetersäure (HN03) oder einer Mischung dieser Flüssigkeiten bereitgestellt. Insbesondere wird zumindest ein Bestandteil des Prozessgases durch Verdampfen von Wasser zur Verfügung gestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Prozessgas Luft, Wasserdampf,
Wasserstoffperoxid (H202), Stickstoff (N2), Sauerstoff (02), ein Edelgas und/ oder
Kohlenstoffdioxid (C02) oder eine Mischung aus den vorangestellten und/ oder weiteren Gasen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Prozessgas Luft, Wasserdampf,
Wasserstoffperoxid (H202), Stickstoff (N2), Sauerstoff (02), ein Edelgas und/ oder
Kohlenstoffdioxid (C02) oder eine Mischung aus den vorangestellten und/ oder weiteren Gasen.
Die genannten Stoffe lassen sich vorteilhafterweise mittels einer Plasmaentladung zu
Wasserstoffperoxid (H202) und/oder Nitrit (N02 ~) umsetzen. Diese reagieren miteinander insbesondere unter sauren Bedingungen zu Peroxynitrit (ONOOH), welches eine antimikrobielle Wirkung aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform wird der reduzierte Druck zum Mischen des Reaktivgasstroms mit dem Druckgasstrom genutzt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird mittels des Druckgasstroms der reduzierte Druck erzeugt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der reduzierte Druck mittels einer Strahlpumpe, insbesondere umfassend eine Düse, beispielsweise eine Venturidüse oder Lavaldüse, erzeugt.
Bei Verwendung einer Strahlpumpe mit Düse wird insbesondere durch einen an einer Engstelle der Düse herrschenden maximalen Staudruck in Bezug auf einen mit der Strahlpumpe in Strömungsverbindung stehenden Raum ein Unterdruck erzeugt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Druckgas aus verflüssigtem Gas, insbesondere verflüssigtem Kohlenstoffdioxid (C02) gewonnen.
Vorteilhafterweise kann bei Verwendung von Luft oder eines Luft-Wasserdampfgemischs auf eine zusätzliche Gasversorgung z.B. mit Edelgasen verzichtet werden, da diese Gase beispielsweise durch Kompressoren und Verdampfer bereitgestellt werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Reaktivgas bei einer Temperatur von 15 °C bis 200 °C, insbesondere 20 °C bis 30 °C erzeugt.
Der Einsatz eines nicht-thermischen Plasmas reduziert vorteilhafterweise die Energiekosten des Verfahrens. Weiterhin erlaubt die Verwendung eines nicht-thermischen Plasmas die
Erzeugung eines gewebeverträglichen Produktgasstromes mit einer Temperatur von 20 °C bis 40 °C und somit eine therapeutische Anwendung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Flüssigkeit bei vermindertem Druck, insbesondere 20 mbar bis 800 mbar Absolutdruck, verdampft.
Hierbei wird vorteilhafterweise die benötigte Verdampfungstemperatur der Flüssigkeit reduziert, was Energie zum Erhitzen der Flüssigkeit einspart bzw. ein zusätzliches Heizelement überflüssig macht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Flüssigkeit mittels der beim Betrieb der Entladungskammer freiwerdenden Wärme verdampft.
Damit wird vorteilhafterweise Energie zum Erhitzen der Flüssigkeit einspart.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zumindest ein Teil des Prozessgasstroms zur Bereitstellung des Druckgasstroms von dem Prozessgasstrom abgezweigt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Prozessgasstrom in einen ersten Teilstrom zur Bereitstellung des Druckgasstroms und einen zweiten Teilstrom zur Bereitstellung des Reaktivgasstroms aufgeteilt. Dabei wird insbesondere der zweite Teilstrom in die
Entladungskammer zur Bildung des Reaktivgasstroms eingeleitet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Druck des zweiten Teilstroms insbesondere mittels eines Drosselventils, reduziert, insbesondere vor der Einleitung in die
Entladungskammer.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Prozessgas bei Abzweigung des
Druckgasstroms von dem Prozessgasstrom einen zur Bereitstellung des Druckgasstroms ausreichenden Druck auf.
Bei dieser Ausführungsform erübrigt sich vorteilhafterweise die Bereitstellung eines separaten Druckgasstroms.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die bei der Erzeugung des Reaktivgases aus dem Prozessgas erzeugte Wärme zum Verdampfen der Flüssigkeit genutzt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird durch das Verdampfen der Flüssigkeit ein Druck erzeugt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zur Erzeugung des Prozessgasstroms ein Strom einer verdampften Flüssigkeit mit einem Einspeisungsgasstrom gemischt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zumindest ein Teil der verdampften Flüssigkeit in den Druckgasstrom eingeleitet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Reaktivgas und/ oder der
Reaktivgasstrom Radikale, insbesondere OH-Radikale, Stickstoffmonoxid und/ oder atomaren Sauerstoff.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Produktgas und/ oder der
Produktgasstrom Radikale, insbesondere OH-Radikale, Stickstoffmonoxid und/ oder atomaren Sauerstoff.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird durch Mischen des Druckgasstroms und des Reaktivgasstroms ein erster Produktgasstrom gebildet und der erste Produktgasstrom mit einem Zusatzgasstrom eines Zusatzgases unter Bildung eines zweiten Produktgasstroms vermischt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Zusatzgasstrom mittels der Strahlpumpe mit dem ersten Produktgasstrom gemischt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform findet eine chemische Reaktion zwischen einem Bestandteil des ersten Produktgasstroms, insbesondere OH, und einem Bestandteil des Zusatzgasstroms, insbesondere N02, insbesondere unter Bildung von Peroxynitrosäure (HOONO), statt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Reaktivgasstrom unter Bildung eines Aerosols mit einer Flüssigkeit gemischt, wobei der Produktgasstrom das Aerosol umfasst.
Durch Erzeugung des Aerosols und die damit verbundene Maximierung der
Flüssigkeitstropfenoberfläche wird der Transport von reaktiven Spezies in die
Flüssigkeitstropfen vorteilhafterweise begünstigt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Aerosol, insbesondere nach Austritt aus der Düse, auf eine Prallplatte geleitet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden größere Tropfen, insbesondere Tropfen mit einem Mindestdurchmesser von 1 μιη bis 100 μιη, von dem Aerosol mittels eines
Auffangbeckens abgeschieden.
Dadurch kann ein Aerosol mit besonders kleinen Flüssigkeitstropfen erzeugt werden. Die
Erzeugung von Tropfen mit kleinem Durchmesser ist vorteilhaft, da reaktive Spezies durch das größere Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis besser in diesen Tropfen gelöst werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die aus den abgeschiedenen Flüssigkeitstropfen gebildete Flüssigkeit zumindest teilweise zur erneuten Erzeugung des Aerosols verwendet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Reaktivgasstrom, der Druckgasstrom und/ oder der Produktgasstrom, insbesondere mittels der Strahlpumpe, mit der Flüssigkeit gemischt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Reaktivgasstrom mit der Flüssigkeit gemischt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Druckgasstrom mit der Flüssigkeit gemischt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Produktgasstrom mit der Flüssigkeit gemischt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Reaktivgasstrom und der Druckgasstrom mit der Flüssigkeit gemischt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der gebildete Produktgasstrom in die Flüssigkeit eingeleitet und die mit dem Produktgasstrom vermischte Flüssigkeit erneut mit dem
Reaktivgasstrom gemischt.
Hierbei können vorteilhafterweise hohe Konzentrationen reaktiver Spezies, je nach
verwendetem Prozessgas insbesondere 03, H202, HN02, HN03 und/oder HOONO erreicht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Produktgasstrom oder der Reaktivgasstrom und der Druckgasstrom, insbesondere mittels der Strahlpumpe, mit einem Partikelstrom, insbesondere umfassend ein Abrasiv, Mikro- oder Nanopartikel, gemischt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Partikelstrom ein Abrasiv und
Mikropartikel, ein Abrasiv und Nanopartikel oder Mikro- und Nanopartikel. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Reaktivgasstrom mit dem Partikelstrom gemischt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Druckgasstrom mit dem Partikelstrom gemischt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Produktgasstrom mit dem Partikelstrom gemischt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Reaktivgasstrom und der Druckgasstrom, insbesondere mittels der Strahlpumpe, mit dem Partikelstrom gemischt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Partikelstrom mittels der Düse, insbesondere der Venturidüse oder Lavaldüse, mit dem Reaktivgasstrom und dem Druckgasstrom gemischt.
Durch die Verwendung eines zusätzlichen Partikelstroms kann vorteilhafterweise ein mechanischer Abtrag, insbesondere von Biofilmen bei einer Plasmabehandlung erreicht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das reaktive Gas, insbesondere durch Einleiten in eine zweite Flüssigkeit oder eine Kühlvorrichtung, kondensiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Druckgas vor dem Einleiten des reaktiven Gases in den Druckgasstrom getrocknet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Prozessgas vor Einleiten in die
Entladungskammer getrocknet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Prozessgas durch Einleiten eines
Einspeisungsgasstroms in eine Flüssigkeit, insbesondere mittels einer Gaswaschflasche, gebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Gas bei vermindertem Druck, insbesondere 20 mbar bis 800 mbar Absolutdruck, in die Flüssigkeit eingeleitet.
Dadurch wird vorteilhafterweise eine bessere Anreicherung des Prozessgases mit der
Flüssigkeit erreicht. Insbesondere kann durch den niedrigen Druck erreicht werden, dass die Siedetemperatur der jeweiligen Flüssigkeit bei oder unter der jeweiligen Umgebungstemperatur liegt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zumindest ein Bestandteil des Produktgases durch Einleiten in eine Flüssigkeit in Lösung gebracht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird durch Erhöhung oder Verminderung des in der Entladungskammer herrschenden Drucks zwischen einem 03 -dominierten Zustand und einem NOx -dominierten Zustand der Entladungskammer umgeschaltet, wobei
gemäß einer ersten Alternative bei einer Gastemperatur des in der Entladungskammer enthaltenen Gases, insbesondere des Reaktiv- und/oder Prozessgases, zwischen 20 °C und 150 °C der 03 -dominierte Zustand bei einem Druck von 600 mbar bis 1000 mbar in der Entladungskammer vorliegt und der NOx -dominierte Zustand bei einem Druck von 20 mbar bis 400 mbar in der Entladungskammer vorliegt, oder gemäß einer zweiten Alternative bei einer Gastemperatur des in der Entladungskammer enthaltenen Gases, insbesondere des Reaktiv- und/oder Prozessgases, zwischen 150 °C und 200 °C der 03 -dominierte Zustand bei einem Druck von 800 mbar bis 1000 mbar vorliegt und der NOx -dominierte Zustand bei einem Druck von 20 mbar bis 600 mbar vorliegt.
Zwischen den angegebenen Druckbereichen, also im Fall der ersten Alternative zwischen 400 mbar und 600 mbar und im Fall der zweiten Alternative zwischen 600 mbar und 800 mbar liegt insbesondere kein 03-dominierter oder NOx-dominierter Zustand vor, sondern es liegt eine Mischung von 03 und NOx vor, wobei die Konzentrationen von 03 und NOx insbesondere im Wesentlichen gleich sind.
Das Umschalten kann sowohl vom 03 -dominierten Zustand zum NOx- dominierten Zustand als auch vom NOx- dominierten Zustand zum 03 -dominierten Zustand erfolgen.
Im 03-dominierten Zustand enthält das erzeugte Reaktivgas und somit der Produktgasstrom jeweils mehr 03 als NOx. Dagegen enthält das erzeugte Reaktivgas und somit der
Produktgasstrom im NOx- dominierten Zustand mehr NOx als 03. NOX ist dabei die
verallgemeinerte Summenformel verschiedener Stickoxide.
Das heißt, bei dem besagten Umschalten zwischen dem 03 -dominierten und NOx -dominierten Zustand wird die chemische Zusammensetzung des erzeugten Reaktivgases und somit des Produktgasstromes durch Verminderung des Druckes in der Entladungskammer von Ozon (03)- zu Stickoxid-(NOx)-dominiert geschaltet, bzw. durch Erhöhung des Druckes von NOx- zu 03- dominiert geschaltet.
Dies erhöht die Variabilität des erzeugten Produktgasstroms, so dass z.B. die antimikrobielle Wirkung gegen verschiedene Mikroorganismen verbessert werden kann.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Produktgasstrom, erzeugt mittels eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, zur Verfügung gestellt. Dabei wird der Produktgasstrom in einem Luftreinigungsverfahren, insbesondere einem
Abluftreinigungsverfahren, einem Entstickungs- und/oder Entschwefelungsverfahren (z.B. einem sogenannten DENOX- oder DESONOX-Verfahren), einem Wasserbehandlungs- oder Wasseraufbereitungsverfahren, insbesondere einem Advanced-Oxidation-Verf ahren, einem Oberflächenfunktionalisierungsverfahren, insbesondere von Polymeren, einem Sterilisations-, Desinfektions- oder Dekontaminationsverfahren, insbesondere von Flächen, medizinischen
Geräten, Körperoberflächen, Textilien oder Wundauflagen, einem Verfahren zur Erzeugung von Nitraten oder Nitriten, insbesondere Polynitrit, einem Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff oder Synthesegas oder einem therapeutischen Verfahren verwendet.
Der Begriff bzw. die Begriffe Entstickungs- und/oder Entschwefelungsverfahren (z.B.
sogenannte DENOX- und DESONOX-Verfahren) umfassen im Kontext der vorliegenden
Anmeldung insbesondere eine Oxidation von Stickstoffmonoxid (NO) mittels OH-Radikalen zu salpetriger Säure (HN02), eine Oxidation von Stickstoffdioxid (N02) mittels OH-Radikalen zu Salpetersäure (HN03), eine Oxidation von Stickstoffmonoxid (NO) zu Stickstoffdioxid (N02) mittels atomarem Sauerstoff (O) und/ oder eine Oxidation von Stickstoffmonoxid (NO) zu Stickstoffdioxid (N02) mittels H02, wobei H02 aus atomarem Wasserstoff durch Reaktion mit Sauerstoff (02) gebildet werden kann.
Entstickungs- und Entschwefelungsverfahren (z.B. sogenannte DESONOX-Verfahren) umfassen im Kontext dieser Anmeldung zusätzlich eine Oxidation von Schwefeldioxid (S02) zu HOS02 mittels OH-Radikalen, insbesondere unter Bildung von Schwefeltrioxid (S03) aus Sauerstoff (02) und HOS02 sowie unter Bildung von Schwefelsäure (H2S04) aus
Schwefeltrioxid (S03) und Wasser (H20) und/ oder eine Oxidation von Schwefeldioxid (S02) zu Schwefeltrioxid (S03) mittels atomarem Sauerstoff (O).
Solche Verfahren sind insbesondere zur Entstickung und/oder Entschwefelung von Abgasen geeignet.
Mittels OH-Radikalen kann auch Kohlenstoffmonoxid (CO) zu Kohlenstoffdioxid (C02) oxidiert werden.
Vorteilhafterweise können die erzeugten Säuren HN02, HN03 und H2S04 durch bekannte technische Verfahren aus dem Produktgas ausgewaschen werden und insbesondere in der chemischen Industrie, beispielsweise zur Herstellung von Düngemitteln, weiterverarbeitet werden.
Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Produktgasstrom aufweisend wenigstens 10 mg/L Wasserstoffperoxid (H202) und wenigstens 10 mg/L Nitrit (N02 ~), insbesondere wenigstens 50 mg/L Wasserstoffperoxid (H202) und wenigstens 50 mg/L Nitrit (N02 ~), bevorzugt wenigstens 100 mg/L Wasserstoffperoxid (H202) und wenigstens 100 mg/L Nitrit (N02 ~), weiter bevorzugt wenigstens 350 mg/L Wasserstoffperoxid (H202) und wenigstens 350 mg/L Nitrit (N02 ~), zur Verfügung gestellt. Die genannten Stoffe weisen eine Halbwertszeit im Minutenbereich auf und sind daher in dieser Kombination nicht lagerfähig.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Produktgasstrom mittels eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung erzeugt.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es insbesondere möglich, äußerst kurzlebige reaktive Bestandteile (wie z.B. Wasserstoffperoxid und Nitrit) z.B. auf einer Oberfläche eines Körpers zur Verfügung zu stellen, so dass diese auf dieser Oberfläche zu antimikrobiell wirksamen Substanzen reagieren, die auf der Oberfläche ihre antimikrobielle Wirkung entfalten. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Produktgasstrom einen pH-Wert von 6,0 oder weniger, insbesondere 4,0 oder weniger, bevorzugt 3,5 oder weniger, weiter bevorzugt 3,0 oder weniger, noch weiter bevorzugt 2,5 oder weniger, auf.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung des Verfahrens nach dem ersten Aspekt oder des Produktgasstroms nach dem zweiten oder dritten Aspekt in
a. einem Luftreinigungsverfahren, insbesondere einem Abluftreinigungsverfahren, b. einem Entstickungs- und/oder Entschwefelungsverfahren,
c. einem Wasserbehandlungs- oder Wasseraufb ereitungsverfahren, insbesondere einem Advanced-Oxidation-Verf ahren, d. einem Oberflächenfunktionalisierungsverfahren, insbesondere von Polymeren, e. einem Sterilisations-, Desinfektions- oder Dekontaminationsverfahren, insbesondere von Flächen, medizinischen Geräten, Körperoberflächen, Textilien oder Wundauflagen,
f. einem Verfahren zur Erzeugung von Nitraten oder Nitriten, insbesondere
Polynitrit,
g. einem Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff oder Synthesegas oder h. einem therapeutischen Verfahren.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Produktgasstroms, insbesondere mittels eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung zur Verfügung gestellt. Dabei weist die Vorrichtung eine Entladungskammer zur Bildung eines Reaktivgasstroms aus einem Prozessgasstrom auf, wobei die Entladungskammer von dem Prozessgasstrom durchströmbar ist. Die Vorrichtung weist weiterhin eine
Druckgasleitung, die von einem Druckgasstrom eines Druckgases durchströmbar ist, eine separat von der Druckgasleitung ausgeführte Reaktivgasleitung, die von einem
Reaktivgasstrom eines Reaktivgases durchströmbar ist, und eine Produktgasleitung, die von einem Produktgasstrom eines Produktgases durchströmbar ist, auf. Außerdem weist die Vorrichtung eine Mischkammer auf, wobei die Mischkammer mit der Druckgasleitung und der Reaktivgasleitung derart in Strömungsverbindung bringbar ist, dass in der Mischkammer der Druckgasstrom mit dem Reaktivgasstrom unter Bildung eines Produktgasstroms mischbar ist, und wobei die Mischkammer derart mit der Produktgasleitung in Strömungsverbindung bringbar ist, dass mittels der Produktgasleitung der Produktgasstrom aus der Vorrichtung ausgebbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Reaktivgasleitung stromabwärts der
Entladungskammer angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Reaktivgasleitung integral mit der
Entladungskammer ausgeführt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Entladungskammer als Entladungsröhre ausgeführt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung zur Erzeugung eines
Produktgasstroms eine Strahlpumpe, insbesondere umfassend eine Düse auf, wobei die Strahlpumpe derart angeordnet ist, dass mittels des die Strahlpumpe durchströmenden Druckgasstroms eine Druckdifferenz zwischen der Mischkammer und der Reaktivgasleitung erzeugbar ist. Die Düse ist dabei insbesondere als Venturi-Düse oder Lavaldüse ausgeführt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Strahlpumpe in der Mischkammer oder angrenzend an die Mischkammer angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Strahlpumpe die Mischkammer. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die
Mischkammer innerhalb der Strahlpumpe angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Mischkammer integral mit der Strahlpumpe ausgeführt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Mischkammer einen Diffusor auf, wobei insbesondere mittels des Diffusors der Produktgasstrom auf Umgebungsdruck überführbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Reaktivgasleitung in einer ersten
Strömungsrichtung von dem Prozessgas durchströmbar und die Druckgasleitung ist in einer zweiten Strömungsrichtung von dem Druckgas durchströmbar, wobei die erste
Strömungsrichtung nichtparallel zu der zweiten Strömungsrichtung angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist mittels der Strahlpumpe ein Absolutdruck von 10 mbar bis 1000 mbar in der Mischkammer erzeugbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Entladungskammer zur Erzeugung eines Plasmas, insbesondere mittels einer dielektrischen Barriereentladung (dielectric barrier discharge, DBD), einer Mikro-Hohlkathodenentladung (microhollow cathode discharge, MHCD) oder einer Koronaentladung ausgebildet. Dabei kann das Plasma insbesondere ein kapazitiv gekoppeltes Plasma (CCP) oder ein induktiv gekoppeltes Plasma (ICP) sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Entladungskammer zur Erzeugung eines nicht- thermischen Plasmas, insbesondere bei einer Temperatur von 15 °C bis 200 °C, ausgebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Entladungskammer zur Erzeugung eines nichtthermischen Plasmas einer Temperatur von 20 °C bis 30 °C ausgebildet.
Durch den in der Entladungskammer herrschenden Unterdruck ist vorteilhafterweise die Zündung eines Plasmas bei einer niedrigen Spannung als bei Atmosphärendruck möglich. Somit verringern sich sowohl die Fertigungs- als auch die Betriebskosten der Vorrichtung.
Vorteilhafterweise kann bei durch Verwendung einer Strahlpumpe in der beschriebenen Anordnung zum Mischen des Reaktivgasstroms mit dem Druckgasstrom auf ein Durchströmen der Entladungskammer mit dem Druckgasstrom verzichtet werden. Dies ermöglicht eine effizientere Generierung von reaktiven Spezies in der Entladungskammer. Insbesondere ermöglicht die Anordnung die Verwendung eines kostengünstigen Druckgases, insbesondere Luft, Wasserdampf oder C02, während ein für den jeweiligen Anwendungszweck optimiertes Prozessgas eingesetzt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Düse der Strahlpumpe einen minimalen Innendurchmesser von 0,2 mm bis 5 mm auf.
Durch kleine Düsendurchmesser wird vorteilhafterweise die Verwendung eines kleineren Volumenstromes des Druckgases ermöglicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Entladungskammer zylindrisch um die
Mischkammer angeordnet.
Mittels der zylindrischen Anordnung kann vorteilhafterweise ein hoher Stofftransport zwischen dem Reaktivgasstrom und dem Druckgasstrom erzielt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Entladungskammer mindestens eine Elektrode auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Elektrode, insbesondere durch ein Dielektrikum, von der Entladungskammer getrennt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein Teil der Mischkammer, insbesondere zumindest ein Teil der Strahlpumpe als Elektrode ausgeformt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein Teil der Druckgasleitung als Elektrode ausgeformt.
Hierbei kann die Mischkammer bzw. die Druckgasleitung gleichzeitig der mechanischen Stabilität der Vorrichtung dienen.
Durch die Verwendung zumindest eines Teils der Mischkammer oder der Druckgasleitung als Elektrode wird diese durch den Druckgasstrom gekühlt, was in vorteilhafter Weise eine Erwärmung und eine thermische Ausdehnung der Elektrode vermindert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung einen angrenzend an die Entladungskammer angeordneten Flüssigkeitsbehälter zur Aufnahme einer Flüssigkeit auf, so dass die beim Betrieb der Entladungskammer erzeugte Wärme zum Verdampfen einer in dem Flüssigkeitsbehälter befindlichen Flüssigkeit nutzbar ist, insbesondere wobei der
Flüssigkeitsbehälter mit der Druckgasleitung und/ oder der Entladungskammer in
Strömungsverbindung bringbar ist, so dass in dem Flüssigkeitsbehälter verdampfte Flüssigkeit in die Druckgasleitung und/ oder die Entladungskammer einleitbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung zur Erzeugung eines
Produktgasstroms eine von einem Prozessgasstrom eines Prozessgases durchströmbare Prozessgasleitung auf, wobei die Prozessgasleitung in Strömungsverbindung mit der
Entladungskammer bringbar ist, so dass der Prozessgasstrom mittels der Prozessgasleitung in die Entladungskammer einleitbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Flüssigkeitsbehälter mit der Prozessgasleitung in Strömungsverbindung bringbar, so dass in dem Flüssigkeitsbehälter verdampfte Flüssigkeit in die Prozessgasleitung einleitbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Flüssigkeitsbehälter mit der Druckgasleitung in Strömungsverbindung bringbar, so dass in dem Flüssigkeitsbehälter verdampfte Flüssigkeit in die Druckgasleitung einleitbar ist. Dabei stellt die verdampfte Flüssigkeit den Druckgasstrom bereit oder ist dem Druckgasstrom zufügbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Flüssigkeitsbehälter mit der Prozessgasleitung in Strömungsverbindung bringbar, so dass in dem Flüssigkeitsbehälter verdampfte Flüssigkeit in die Prozessgasleitung einleitbar ist. Dabei stellt die verdampfte Flüssigkeit den
Prozessgasstrom bereit oder ist dem Prozessgasstrom zufügbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Flüssigkeitsbehälter mit der Prozessgasleitung und der Druckgasleitung in Strömungsverbindung bringbar. Dabei dient insbesondere eine kombinierte Leitung, welche mit dem Flüssigkeitsbehälter in Strömungsverbindung bringbar ist, als kombinierte Druckgasleitung und Prozessgasleitung, wobei sich die Leitung an einer ersten
Verzweigung in eine getrennte Druckgasleitung und Prozessgasleitung verzweigt. Dabei weist die kombinierte Leitung oder die Prozessgasleitung insbesondere ein im Bereich der ersten Verzweigung angeordnetes Drosselventil zur Drosselung des Druckes des Prozessgasstroms auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform steht der Flüssigkeitsbehälter direkt in
Strömungsverbindung mit der Strahlpumpe. Dabei dient ein Teil des Flüssigkeitsbehälters als Druckgasleitung, wobei die über der Flüssigkeit befindliche gasförmige bzw. Dampf enthaltene Phase als Druckgas dient, welche über den als Druckgasleitung ausgeformten Teil des Flüssigkeitsbehälters als Druckgasstrom in die Strahlpumpe strömt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Flüssigkeitsbehälter mittels eines Drosselventils mit der Prozessgasleitung in Strömungsverbindung bringbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform steht der Flüssigkeitsbehälter direkt in
Strömungsverbindung mit der Strahlpumpe und der Flüssigkeitsbehälter ist mittels eines Drosselventils mit der Prozessgasleitung in Strömungsverbindung bringbar.
Durch Nutzung der beim Betrieb der Entladungskammer erzeugten Wärme kann
vorteilhafterweise ohne eine separate Heizvorrichtung Flüssigkeit zur Herstellung des
Prozessgases verdampft werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Heizvorrichtung zum Erzeugen von Wärme auf, wobei mittels der Heizvorrichtung eine in dem Flüssigkeitsbehälter befindliche Flüssigkeit verdampfbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Entladungskammer innerhalb des
Flüssigkeitsbehälters angeordnet, so dass mittels der in dem Flüssigkeitsbehälter befindlichen Flüssigkeit die Entladungskammer kühlbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Kühlvorrichtung auf, wobei mittels der Kühlvorrichtung das reaktive Gas kondensierbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine stromabwärts der
Druckgasleitung und stromaufwärts der Mischkammer angeordnete Trocknungseinheit auf, wobei mittels der Trocknungseinheit das Druckgas trockenbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine stromabwärts der
Prozessgasleitung und stromaufwärts der Entladungskammer angeordnete Trocknungseinheit auf, wobei mittels der Trocknungseinheit das Prozessgas trockenbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine stromabwärts der
Entladungskammer und stromaufwärts der Reaktivgasleitung oder stromabwärts der
Reaktivgasleitung und stromaufwärts der Mischkammer angeordnete Trocknungseinheit auf, wobei mittels der Trocknungseinheit das Reaktivgas trockenbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine mit der Entladungskammer in Strömungsverbindung bringbare Gaswaschflasche auf, so dass mittels der Gaswaschflasche durch Durchströmen einer in der Gaswaschflasche befindlichen Flüssigkeit mit einem Gas, insbesondere bei im Vergleich zum Atmosphärendruck reduziertem Druck, ein Prozessgas erzeugbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Gaswaschflasche mit der Prozessgasleitung in Strömungsverbindung bringbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Gaswaschflasche eine Einspeisungsleitung und ein erstes Ventil, insbesondere ein regelbares Ventil, auf, wobei mittels der
Einspeisungsleitung das Einspeisungsgas in die in der Gaswaschflasche befindliche Flüssigkeit einleitbar ist und wobei die Einspeisungsleitung mittels des ersten Ventils verschließbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Gaswaschflasche eine mit der
Einspeisungsleitung und der Prozessgasleitung in Strömungsverbindung bringbare
Kurzschlussleitung mit einem zweiten, insbesondere regelbaren, Ventil auf, wobei mittels der Kurzschlussleitung ein definierter Anteil des Einspeisungsgases oder das gesamte
Einspeisungsgas ohne Durchströmung der in der Gaswaschflasche befindlichen Flüssigkeit von der Einspeisungsleitung in die Entladungskammer leitbar ist und wobei mittels des zweiten Ventils die Kurzschlussleitung verschließbar ist.
Mittels des ersten Ventils kann der Druck in der Gaswaschflasche reguliert werden. Durch Regulierung des Drucks in der Gaswaschflasche kann vorteilhafterweise die Zusammensetzung des Prozessgasstroms und damit des Reaktivgasstroms variiert werden. Dabei kann beispielsweise zwischen einer Stickoxid- und Ozon-dominierten Plasmachemie gewechselt werden.
Durch Einstellen des Anteils des Einspeisungsgases, welches die Gaswaschflasche durchläuft, mittels des zweiten Ventils kann die Menge der Flüssigkeit im erzeugten Prozessgas reguliert werden. Insbesondere kann bei Verwendung von Wasser als Flüssigkeit die Menge an gebildeten reaktiven Spezies wie H202, OH und H02 beeinflusst werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Entladungskammer ein drittes Ventil auf, welches die Entladungskammer bei Verschluss von der Mischkammer trennt. Durch gleichzeitiges oder sukzessives Verschließen des ersten Ventils und des dritten Ventils kann der aktuelle Druck in der Entladungskammer und der Gaswaschflasche unabhängig vom Druckgasstrom gehalten werden. Dadurch kann nach Ausschalten des Druckgasstromes bzw. des gesamten Gerätes der Unterdruck und die gegebenenfalls erhöhte Luftfeuchtigkeit in der Entladungskammer gehalten werden. Dies ermöglicht kürzere Wiedereinschaltzeiten, da Entladungskammer und Gaswaschflasche nicht zuerst auf den benötigten Unterdruck abgepumpt werden müssen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine in der Nähe der
Gaswaschflasche angeordnete Heizvorrichtung auf, wobei mittels der Heizvorrichtung die in der Gaswaschflasche befindliche Flüssigkeit erwärmbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Flüssigkeitsbehälter zur Aufnahme einer Flüssigkeit sowie eine Flüssigkeitsleitung auf, wobei die Flüssigkeitsleitung in Strömungsverbindung mit der Druckgasleitung und mit der in dem Flüssigkeitsbehälter befindlichen Flüssigkeit bringbar ist, so dass die Flüssigkeit mit dem Produktgasstrom oder dem Reaktivgasstrom und dem Druckgasstrom mischbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Flüssigkeit mit dem Produktgasstrom mischbar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Flüssigkeit mit dem Reaktivgasstrom mischbar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Flüssigkeit mit dem Druckgasstrom mischbar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Flüssigkeit mit dem Reaktivgasstrom und dem Druckgasstrom mischbar.
Mit einer entsprechenden Vorrichtung kann vorteilhafterweise ein aerosolhaltiger
Produktgasstrom erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine innerhalb der Mischkammer angeordnete Prallplatte zur Abscheidung größerer Flüssigkeitstropfen aus einem Aerosol auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Auffangbecken zum
Sammeln von aus einem Aerosol abgeschiedenen Flüssigkeitstropfen auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine innerhalb der Mischkammer angeordnete Prallplatte zur Abscheidung größerer Flüssigkeitstropfen aus einem Aerosol und ein Auffangbecken zum Sammeln der mittels der Prallplatte aus einem Aerosol abgeschiedenen Flüssigkeitstropfen auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine zwischen dem
Auffangbecken und der Strahlpumpe angeordnete mit der Mischkammer in
Strömungsverbindung bringbare Flüssigkeitsleitung zum Leiten eines Flüssigkeitsstroms von dem Auffangbecken in die Mischkammer auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Flüssigkeitsleitung ein Ventil zum
Verschließen oder Drosseln des Flüssigkeitsstroms auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Behälter zur Aufnahme von Partikeln, insbesondere eines Abrasivs, Mikro- oder Nanopartikeln sowie eine Partikelleitung auf, wobei die Partikelleitung in Strömungsverbindung mit der Druckgasleitung und mit in dem Behälter befindlichen Partikeln bringbar ist, so dass die Partikel mit dem Produktgasstrom oder dem Reaktivgasstrom und dem Druckgasstrom mischbar sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Partikel mit dem Reaktivgasstrom mischbar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Partikel mit dem Druckgasstrom mischbar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Partikel mit dem Reaktivgasstrom und dem Druckgasstrom mischbar.
Mit einer entsprechenden Vorrichtung kann ein partikelhaltiger Produktgasstrom erzeugt werden, was insbesondere bei Reinigungsverfahren einen zusätzlichen mechanischen Reinigungseffekt bedingt.
Alternativen einzelner trennbarer hier als Ausgestaltungen der Erfindung beschriebener Merkmale können frei kombiniert werden, um weitere Ausgestaltungen der Erfindung zu erhalten. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend durch Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Figuren erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Erzeugung eines Produktgasstroms,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer zylindrisch um die Mischkammer angeordneten Entladungskammer,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem anliegend an die Entladungskammer angeordneten Flüssigkeitsbehälter,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer analog zu der in Fig. 3 gezeigten
Vorrichtung ausgebildeten Vorrichtung mit einer zusätzlichen Heizvorrichtung,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Mischvorrichtung, in welcher das
Produktgas mit einem Zusatzgas vermischt wird,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Mischkammer mit einer Kühlvorrichtung bzw. einem Flüssigkeitsbehälter,
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer
Trocknungseinheit,
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer
Gaswaschflasche,
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem
Flüssigkeitsbehälter und einer Flüssigkeitsleitung,
Fig. 10 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung analog zu
Fig. 9,
Fig. 1 1 eine schematische Darstellung einer Verwendung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Fig. 12 eine schematische Darstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Fig. 13 eine schematische Darstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Fig. 14 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer
Prallplatte und einem Auffangbecken.
Im Einzelnen zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines
Produktgasstroms G, wobei die Vorrichtung 1 eine Entladungskammer 2 zur Erzeugung eines
Plasmas, eine Reaktivgasleitung 1 1 , eine Druckgasleitung 12, eine rohrförmig ausgebildete
Mischkammer 3 und eine Produktgasleitung 13 aufweist. Dabei steht die Entladungskammer 2 mittels der Reaktivgasleitung 1 1 in Strömungsverbindung mit der Mischkammer 3, wobei die
Reaktivgasleitung 1 1 an einer Öffnung 32 in die Mischkammer 3 mündet. Die Mischkammer 3 steht weiterhin mit der Druckgasleitung 12 und der Produktgasleitung 13 in Strömungsverbindung. Alternativ zu der gezeigten Anordnung können die genannten
Strömungsverbindungen, beispielsweise mittels Ventilen, verschlossen sein und bei Bedarf geöffnet werden.
Die Entladungskammer 2 ist in der dargestellten Ausgestaltung als Entladungsröhre ausgeformt, es sind aber auch andere Ausgestaltungen denkbar. Die Entladungskammer 2 weist eine erste Elektrode 21 und eine zweite Elektrode 22 auf, wobei mittels einer
Spannungsquelle 23 eine Gleichspannung oder eine Wechselspannung zwischen der ersten Elektrode 21 und der zweiten Elektrode 22 erzeugt werden kann. Alternativ können auch mehr als zwei Elektroden verwendet werden. Mittels der Spannung kann aus dem die
Entladungskammer 2 durchströmenden Prozessgas ein Plasma bzw. ein Reaktivgas, gebildet werden.
Die Mischkammer 3 weist eine Strahlpumpe 31 auf, wobei die Strahlpumpe 31 in der Nähe der Öffnung 32 angeordnet ist. Die gezeigte Strahlpumpe 31 weist eine Düse 31 1 auf, welche insbesondere als Venturi-Düse oder Lavaldüse ausgeformt sein kann.
Fig. 1 zeigt weiterhin einen mit einer Flüssigkeit 43 gefüllten Flüssigkeitsbehälter 41 und eine
Heizvorrichtung 5 zum Erwärmen der im Flüssigkeitsbehälter 41 enthaltenen Flüssigkeit 43. Der dargestellte Flüssigkeitsbehälter 41 ist über eine Prozessgasleitung 14 mit der
Entladungskammer 2 verbunden, so dass mittels der Prozessgasleitung 14 eine
Strömungsverbindung zwischen dem Flüssigkeitsbehälter 41 und der Entladungskammer 2 gebildet wird. Mittels der Heizvorrichtung 5 wird in dem Flüssigkeitsbehälter 41 enthaltene Flüssigkeit 43 verdampft, wodurch ein Prozessgas entsteht. Ein Prozessgasstrom P des Prozessgases strömt durch die Prozessgasleitung 14 in die Entladungskammer 2, wo das Prozessgas zu einem Reaktivgas umgesetzt wird.
Mittels der Druckgasleitung 12 wird ein Druckgasstrom D eines Druckgases in die
Mischkammer 3 eingeleitet und durchströmt die Strahlpumpe 31 , wodurch eine Druckdifferenz zwischen der Mischkammer 3 und der Reaktivgasleitung 1 1 erzeugt wird, Dabei herrscht in der Mischkammer 3 ein niedrigerer Druck als in der Reaktivgasleitung 1 1 . Aufgrund der erzeugten Druckdifferenz entsteht ein Reaktivgasstrom R des Reaktivgases von der Entladungsröhre 2 in die Mischkammer 3. Als Folge der Druckdifferenz wird außerdem zwischen der gasförmigen bzw. als Dampf vorliegenden oberen Phase des Flüssigkeitsbehälters 41 und der
Entladungskammer 2 ein durch die Prozessgasleitung 14 strömender Prozessgasstrom P des verdampfte Flüssigkeit 43 umfassenden Prozessgases erzeugt. Weiterhin führt die erzeugte Druckdifferenz vorteilhafterweise dazu, dass in dem Flüssigkeitsbehälter 41 enthaltene Flüssigkeit 43 bei erniedrigtem Druck verdampft wird.
Das in der Entladungskammer 2 gebildete Reaktivgas wird durch die Druckdifferenz in die Mischkammer 3 angesaugt. Der dabei entstehende Reaktivgasstrom R wird in der
Mischkammer 3 mit dem Druckgasstrom D gemischt und bildet einen Produktgasstrom G. Der Produktgasstrom G tritt an einer Austrittsöffnung 131 aus der Produktgasleitung 13 aus und kann beispielsweise auf Festkörper oder Flüssigkeiten appliziert werden. Fig. 2 zeigt eine analog zu der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung 1 ausgeformte erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines Produktgasstroms G mit einer zylindrisch um die gezeigte Mischkammer 3 herum angeordneten Entladungskammer 2. Die
Entladungskammer 2 ist an mindestens einer Öffnung 32 der Mischkammer 3 angeordnet und ist mit der Mischkammer 3 mittels der mindestens einen Öffnung 32 in Strömungsverbindung bringbar. Die mindestens eine Reaktivgasleitung 1 1 ist in der gezeigten Vorrichtung integral mit der Entladungskammer 2 ausgeformt. Durch die zylindrische Anordnung der
Entladungskammer 2 um die Mischkammer 3 wird vorteilhafterweise der Reaktivgasstrom R zwischen der Entladungskammer 2 und der Mischkammer 3 maximiert und somit die
Vermischung des Reaktivgasstroms R mit dem Druckgasstrom D optimiert.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines Produktgasstroms G mit einer analog zu der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung 1 zylindrisch um die Mischkammer 3 herum angeordneten Entladungskammer 2. Zusätzlich ist bei der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung 1 der Flüssigkeitsbehälter 41 zylindrisch um die Mischkammer 3 herum und angrenzend an die Entladungskammer 2 angeordnet, so dass insbesondere durch den Betrieb der
Entladungskammer 2 erzeugte Wärme von der Entladungskammer 2 auf den
Flüssigkeitsbehälter 41 und die darin enthaltene Flüssigkeit 43 übertragen werden kann. Mittels der übertragenen Wärme kann beispielsweise ein Teil der in dem Flüssigkeitsbehälter 41 befindlichen Flüssigkeit 43 verdampft werden, wobei insbesondere die Entladungskammer 2 gekühlt wird.
Fig. 4A zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines Produktgasstroms G mit einer analog zu der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung 1 zylindrisch um die Mischkammer 3 herum angeordneten Entladungskammer 2 und einem zylindrisch angrenzend an die
Entladungskammer 2 angeordneten Flüssigkeitsbehälter 41 , wobei die Vorrichtung 1 zusätzlich eine angrenzend an den Flüssigkeitsbehälter 41 angeordnete Heizvorrichtung 5 zum Erwärmen der in dem Flüssigkeitsbehälter 41 befindlichen Flüssigkeit 43 aufweist.
Weiterhin zeigt Fig. 4A eine kombinierte Druck- und Prozessgasleitung 14a, welche mit einem Flüssigkeit 43 enthaltenden Flüssigkeitsbehälter 41 derart in Strömungsverbindung bringbar ist, dass verdampfte Flüssigkeit 43 durch die kombinierte Druck- und Prozessgasleitung 14a strömen kann. In diesem Fall dient derselbe Gasstrom sowohl als Druckgasstrom D als auch als Prozessgasstrom P. An einer ersten Verzweigung 141 teilt sich die kombinierte Druck- und Prozessgasleitung 14a in eine Druckgasleitung 12 und eine Prozessgasleitung 14 auf, wobei die Druckgasleitung 12 mit der Mischkammer 3 in Strömungsverbindung bringbar ist, und wobei die Prozessgasleitung 14 mit der Entladungskammer 2 in Strömungsverbindung bringbar ist. Stromabwärts der ersten Verzweigung 141 ist ein Drosselventil 142 in der Prozessgasleitung 14 angeordnet. Mittels des Drosselventils 142 ist der Druck des Prozessgasstroms P drosselbar.
Fig. 4B zeigt eine zu Fig. 4A in ihrer Funktion äquivalente Anordnung, die sich dadurch unterscheidet, dass die Kombinierte Druck- und Prozessgasleitung 14 a entfallen kann, da ein Drosselventil 142 innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 41 angeordnet ist. Hierbei steht der nicht mit der Flüssigkeit 43 gefüllte Teil des Flüssigkeitsbehälters 41 direkt über die Strahlpumpe 31 mit der Mischkammer 3 in Strömungsverbindung, so dass die insbesondere unter Druck stehende über der Flüssigkeit 43 befindliche Gasphase als Druckgasstrom D durch die Strahlpumpe 31 in die Mischkammer 3 strömen kann. Zusätzlich ist die über der Flüssigkeit 43 befindliche Gasphase über das Drosselventil 142 mit der Entladungskammer 2 verbunden, so dass die Gasphase als Prozessgasstrom P unter Drosselung des Drucks in die
Entladungskammer 2 einströmen kann. Dabei dient der obere Teil des Flüssigkeitsbehälters 41 als Druckgasleitung 12.
Fig. 5 zeigt eine Mischkammer 3 mit einer Strahlpumpe 31 , welche eine Düse 31 1 aufweist, insbesondere als Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines
Produktgasstroms G. Die Mischkammer 3 wird von einem Druckgasstrom D durchströmt, der aus einem mit der Mischkammer 3 in Strömungsverbindung stehenden Druckgasleitung 12 in die Mischkammer 3 eintritt. Weiterhin zeigt Fig. 5 eine Reaktivgasleitung 1 1 , die in
Strömungsverbindung mit der Mischkammer 3 bringbar ist und durch die ein Reaktivgasstrom R in die Mischkammer 3 strömt. In der Mischkammer 3 wird der Reaktivgasstrom R mit dem Druckgasstrom D gemischt, wobei ein erster Produktgasstrom G1 gebildet wird, der durch eine in Strömungsverbindung mit der Mischkammer 3 bringbare Produktgasleitung 13 die
Mischkammer 3 verlässt.
Die Produktgasleitung 13 ist an einer zweiten Verzweigung 151 mit einer Zusatzgasleitung 15 verbunden. Durch die Zusatzgasleitung 15 strömt ein Zusatzgasstrom Z eines Zusatzgases, der sich an der zweiten Verzweigung 151 mit dem ersten Produktgasstrom G1 unter Bildung eines zweiten Produktgasstroms G2 mischt. Der zweite Produktgasstrom G2 verlässt an der Austrittsöffnung 131 die Vorrichtung 1.
Fig. 6A zeigt eine Mischkammer 3 mit einer Strahlpumpe 31 , welche eine Düse 31 1 aufweist, insbesondere als Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines
Produktgasstroms G. Die Mischkammer 3 wird von einem Druckgasstrom D durchströmt, der aus einem mit der Mischkammer 3 in Strömungsverbindung stehenden Druckgasleitung 12 in die Mischkammer 3 eintritt. Weiterhin zeigt Fig. 5 eine Reaktivgasleitung 1 1 , die in
Strömungsverbindung mit der Mischkammer 3 bringbar ist und durch die ein Reaktivgasstrom R in die Mischkammer 3 strömt. In der Mischkammer 3 wird der Reaktivgasstrom R mit dem Druckgasstrom D gemischt, wobei ein Produktgasstrom G gebildet wird, der durch eine in Strömungsverbindung mit der Mischkammer 3 bringbare Produktgasleitung 13 die
Mischkammer 3 verlässt.
In der in Fig. 6A gezeigten Anordnung wird der die Mischkammer 3 durch die Produktgasleitung 13 und die Austrittsöffnung 131 verlassende Produktgasstrom G in einen mit einer Flüssigkeit 43 gefüllten Flüssigkeitsbehälter 41 geleitet. Dabei kann insbesondere ein Bestandteil des Produktgases durch Abkühlung kondensiert werden.
Fig. 6B zeigt eine analog zu der in Fig. 6A dargestellten Mischkammer 3 mit einer Strahlpumpe 31 , insbesondere als Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines Produktgasstroms G, wobei die Mischkammer 3 eine in Bezug auf den Produktgasstrom G stromabwärts angeordnete Kühlvorrichtung 6, insbesondere eine Kühlstrecke aufweist, welche in Strömungsverbindung mit der Mischkammer 3 bringbar ist. Mittels der Kühlvorrichtung 6 kann insbesondere ein Bestandteil des Produktgases durch Abkühlung kondensiert werden.
Fig. 7 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines Produktgasstroms G, wobei die Vorrichtung 1 analog zu der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung 1 ausgeformt ist. Dabei weist die Vorrichtung 1 eine Trocknungseinheit 7 auf, welche in Bezug auf den Druckgasstrom D stromaufwärts der Mischkammer 3 und stromabwärts der Druckgasleitung 12 in
Strömungsverbindung mit der Mischkammer 3 und der Druckgasleitung 12 angeordnet ist. Mittels der Trocknungseinheit 7 ist insbesondere der Druckgasstrom D vor dem Einleiten in die Mischkammer 3 trockenbar.
Fig. 8 zeigt eine analog zu der in Fig. 1 abgebildeten Vorrichtung ausgeformte
erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines Produktgasstroms G, welche zusätzlich eine mit einer Flüssigkeit 43 gefüllte Gaswaschflasche 42 und eine Heizvorrichtung 5 zum Erwärmen der in der Gaswaschflasche 42 enthaltenen Flüssigkeit 43 aufweist. Die
Gaswaschflasche 42 weist eine Einspeisungsleitung 421 zum Einleiten eines
Einspeisungsgasstroms E eines Einspeisungsgases in die Flüssigkeit 43 auf. Dabei weist die Einspeisungsleitung 421 ein erstes Ventil 422 zum Drosseln oder Verschließen der
Einspeisungsleitung 421 auf.
Die in Fig. 8 gezeigte Gaswaschflasche 42 ist außerdem mit einer Prozessgasleitung 14 in Strömungsverbindung bringbar. Die Gaswaschflasche 42 weist weiterhin eine mit der
Einspeisungsleitung 421 und der Prozessgasleitung 14 in Strömungsverbindung bringbare Kurzschlussleitung 423 auf, wobei die Kurzschlussleitung 423 ein zweites Ventil 424 zum Drosseln und/ oder Verschließen der Kurzschlussleitung 423 aufweist.
Fig. 8 zeigt außerdem ein drittes Ventil 426 zum Drosseln des Reaktivgasstroms R oder Verschließen der Reaktivgasleitung 1 1. Durch gleichzeitiges oder sukzessives Schließen von Ventil 424 und 426 kann der Unterdruck und die gegebenenfalls erhöhte Luftfeuchtigkeit in der Entladungskammer 2 ohne Vorhandensein eines Druckgasstroms D gehalten werden.
Die Mischkammer 3 wird von einem Druckgasstrom D durchströmt, welcher aus der
Druckgasleitung 12 in die Mischkammer 3 eintritt. Dabei wird analog zu der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung 1 eine Druckdifferenz zwischen der Mischkammer 3 und der Reaktivgasleitung 1 1 erzeugt, wobei in der Mischkammer 3 ein niedrigerer Druck herrscht als in der
Reaktivgasleitung 1 1.
Durch die Strömungsverbindung zwischen der Prozessgasleitung 14 und der Gaswaschflasche 42 herrscht bei einer Durchströmung der Druckgasleitung 12 mit dem Druckgasstrom D in der Gaswaschflasche 42 ebenfalls ein höherer Druck als in der Mischkammer 3.
Mittels der Einspeisungsleitung 421 wird ein Einspeisungsgasstrom E eines Einspeisungsgases in die Gaswaschflasche 42 eingeleitet, wobei der Einspeisungsgasstrom E mittels des ersten Ventils 422 durch Verschließen der Einspeisungsleitung 421 regelbar ist. Dabei ist die
Einspeisungsleitung 421 derart angeordnet, dass bei ausreichender Füllung der Gaswaschflasche 42 mit einer Flüssigkeit 43 die Einspeisungsleitung 421 in die Flüssigkeit 43 mündet, so dass der Einspeisungsgasstrom E in die Flüssigkeit 43 einleitbar ist. Auf diese Weise kann der Einspeisungsgasstrom E mit verdampfter Flüssigkeit 43 angereichert werden, wobei ein Prozessgasstrom P gebildet wird. Die Anreicherung der Einspeisungsgasstroms E mit verdampfter Flüssigkeit 43 kann mittels der Kurzschlussleitung 423 und des zweiten Ventils 424 geregelt werden. Dabei wird die Anreicherung des Einspeisungsgasstroms E mit verdampfter Flüssigkeit 43 vermindert, wenn die Kurzschlussleitung 423 mittels des zweiten Ventils 424 geöffnet wird.
Der gebildete Prozessgasstrom P wird dann analog zu der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung 1 mittels der Prozessgasleitung 14 in die Entladungskammer 2 geleitet, wo aus dem Prozessgas ein Reaktivgas erzeugt wird, wobei ein Reaktivgasstrom R gebildet wird. Der Reaktivgasstrom R wird mittels der Reaktivgasleitung 1 1 in die Mischkammer 3 eingesaugt und dort mit dem Druckgasstrom D gemischt, wobei ein Produktgasstrom G gebildet wird.
Fig. 9 zeigt eine Vorrichtung mit einer Mischkammer 3, insbesondere als Teil einer Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines Produktgasstroms G, die analog zu einer der in den vorangegangenen Figuren gezeigten Vorrichtungen 1 ausgestaltet ist, sowie einen Flüssigkeitsbehälter 41 zur Aufnahme einer Flüssigkeit 43. Fig. 9 zeigt weiterhin eine Flüssigkeitsleitung 16, wobei ein Ende der Flüssigkeitsleitung 16 derart in dem Flüssigkeitsbehälter 41 angeordnet ist, dass Flüssigkeit 43 in die Flüssigkeitsleitung 16 einsaugbar ist. Die Flüssigkeitsleitung 16 weist ein Flüssigkeitsventil 161 auf, wobei die Flüssigkeitsleitung 16 mittels des Flüssigkeitsventils 161 verschließbar ist. Die Flüssigkeitsleitung 16 ist über eine Strahlpumpe 31 mit der Mischkammer 3 in Strömungsverbindung bringbar, so dass ein Flüssigkeitsstrom F der Flüssigkeit 43 mittels der Flüssigkeitsleitung 16 in die Mischkammer 3 einleitbar ist. Aus der Druckgasleitung 12 strömt ein Druckgasstrom D in die Mischkammer 3 ein. Zusätzlich wird ein, insbesondere in einer Entladungskammer 2 gebildeter, Reaktivgasstrom R eines Reaktivgases über eine in die Mischkammer 3 mündende Reaktivgasleitung 1 1 in die Mischkammer 3 angesaugt.
In der Mischkammer 3 wird durch Mischung des Druckgasstroms D, des Reaktivgasstroms R und der Flüssigkeit 43 ein Aerosol gebildet, wobei das Aerosol als Bestandteil eines
Produktgasstroms G über die Produktgasleitung 13 aus der Mischkammer 3 herausgeleitet wird.
Fig. 10 zeigt eine zu der in Fig. 9 gezeigten Vorrichtung analoge Vorrichtung, insbesondere als Teil einer Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines Produktgasstroms G analog zu einer der in den vorangegangenen Figuren gezeigten Vorrichtungen 1. Dabei ist die Produktgasleitung 13 der Vorrichtung 1 derart über dem Flüssigkeitsbehälter 41 angeordnet, dass der aus der
Austrittsöffnung 131 der Produktgasleitung 13 austretende Produktgasstrom G in die
Flüssigkeit 43 einleitbar ist. Dabei wird die Flüssigkeit 43 mit Reaktivgas versetzt. Anschließend wird ein Flüssigkeitsstrom F der Flüssigkeit 43 über die Flüssigkeitsleitung 16 und die
Strahlpumpe 31 erneut in die Mischkammer 3 eingeleitet und mit dem Druckgasstrom D und dem Reaktivgasstrom R vermischt. Dabei erhöht sich die Konzentration von reaktiven Atomen und/ oder Molekülen in dem gebildeten Aerosol. Fig. 1 1 zeigt eine Verwendung einer zu der in Fig. 10 gezeigten Vorrichtung analogen
Vorrichtung. Dabei wird zunächst ein mit einem reaktive Atome und/ oder Moleküle
umfassenden Aerosol versetzter Produktgasstrom G durch Einleiten einer Flüssigkeit 43 über die Strahlpumpe 31 in die Mischkammer 3 erzeugt (Fig. 1 1 A). Anschließend wird der
Produktgasstrom G auf ein Zielobjekt 8 appliziert (Fig. 1 1 B).
Fig. 12 zeigt einen Teil einer analog zu einer der in den Figuren 1 bis 10 gezeigten
Vorrichtungen 1 ausgestalteten Vorrichtung 1 , wobei die Vorrichtung 1 zusätzlich eine in die Mischkammer 3 mündende Partikelleitung 17 zum Transport von Partikeln, insbesondere eines Abrasivs oder von Mikropartikeln oder Nanopartikeln, aufweist. Mittels der Partikelleitung 17 ist ein Partikelstrom A aus Partikeln in die Mischkammer 3 einleitbar, wobei der Partikelstrom A mit dem Druckgasstrom D und dem Reaktivgasstrom R vermischt wird, wobei ein Partikel umfassender Produktgasstrom G gebildet wird.
Fig. 13 zeigt eine Detailansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit einer Mischkammer 3, einer mit der Mischkammer 3 in Strömungsverbindung bringbaren
Druckgasleitung 12 und einer zylindrisch um die Druckgasleitung 12 angeordneten
Entladungskammer 2.
Die Mischkammer 3 weist eine Strahlpumpe 31 mit einer Düse 31 1 sowie einen stromabwärts der Düse 31 1 angeordneten und mit der Produktgasleitung 13 in Strömungsverbindung bring baren Diffusor 33 auf.
Fig. 13 zeigt weiterhin zwei Reaktivgasleitungen 1 1 , welche jeweils eine Strömungsverbindung zwischen der Entladungskammer 2 und der Mischkammer 3 darstellen. Die Außenwand der Entladungskammer 2 bildet eine erste Elektrode 21 und die Innenwand der Entladungskammer 2 bildet eine zweite Elektrode 22. Zwischen der ersten Elektrode 21 und der zweiten
Elektrode 22 ist eine Spannung erzeugbar, mittels derer eine Entladung in der
Entladungskammer 2 hervorgerufen wird.
Aus der Druckgasleitung 12 strömt ein Druckgasstrom D in die Mischkammer 3 ein und aus der Prozessgasleitung 14 strömt ein Prozessgasstrom P in die Entladungskammer 2 ein, wo aus dem Prozessgas ein Reaktivgas gebildet wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen der Druckgasstrom D und der Prozessgasstrom P in paralleler Richtung.
Mittels des durch die Düse 31 1 strömenden Druckgasstroms D wird in der Mischkammer 3 ein Unterdruck in Bezug auf die Entladungskammer 2 bzw. den Reaktivgasleitungen 1 1 erzeugt, so dass der Reaktivgasstrom R von der Entladungskammer 2 durch mindestens eine Öffnung 32 in die Mischkammer 3 eintritt.
In der Mischkammer 3 werden infolgedessen der Druckgasstrom D und der Reaktivgasstrom R unter Bildung eines Produktgasstroms G vermischt. Der Druck des Produktgasstroms G wird beim Durchströmen des Diffusors 33 bei gleichzeitiger Erniedrigung der Fließgeschwindigkeit erhöht. Aus dem Diffusor 33 strömt der Produktgasstrom G durch die Produktgasleitung 13 und verlässt diese durch die Austrittsöffnung 131. Fig. 14 A zeigt eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Produktgasstroms G mit einer
Druckgasleitung 12, welche über eine Strahlpumpe 31 mit einer Misch kämm er 3 verbunden ist, wobei die Mischkammer 3 weiterhin mit einer Produktgasleitung 13 in Strömungsverbindung steht. Eine Entladungskammer 2 zur Erzeugung eines Reaktivgases ist zylindrisch um einen Teil der Druckgasleitung 12 angeordnet, wobei die Entladungskammer 2 sich wiederum innerhalb eines zylindrisch um die Entladungskammer 2 angeordneten Flüssigkeitsbehälters 41 befindet. In der dargestellten Anordnung ist der Flüssigkeitsbehälter 41 mit einer Flüssigkeit 43 gefüllt, so dass sich die gesamte Entladungskammer 2 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels befindet. Es kann jedoch auch eine geringere Menge der Flüssigkeit 43 in dem
Flüssigkeitsbehälter 41 enthalten sein, so dass nur ein Teil der Entladungskammer 2 sich unterhalb des Flüssigkeitsspiegels befindet. Insbesondere ist die Entladungskammer 2 während des Betriebs mittels der Flüssigkeit 43 kühlbar.
Die Entladungskammer 2 ist über eine Prozessgasleitung 14 mit der gasförmigen bzw. als Dampf vorliegenden über der Flüssigkeit 43 befindlichen Phase verbunden, so dass die obere Phase in Form eines Prozessgasstroms P in die Entladungskammer 2 eintreten kann, so dass aus dem Prozessgas mittels der Entladungsröhre 2 ein Reaktivgas gebildet werden kann.
Die Zusammensetzung der über der Flüssigkeit 43 in dem Flüssigkeitsbehälter 41 befindlichen Phase kann analog zu der in Fig. 8 gezeigten Anordnung über die Einleitung eines
Einspeisungsgasstroms E über die Einspeisungsleitung 421 in die Flüssigkeit 43 geregelt werden, wobei die Einspeisungsleitung 421 mittels eines ersten Ventils 422 drosselbar bzw. verschließbar ist.
Die Entladungskammer 2 ist über eine durch ein drittes Ventil 426 verschließbare
Reaktivgasleitung 1 1 mit der Mischkammer 3 verbunden, so dass ein Reaktivgasstrom R des Reaktivgases in die Mischkammer 3 einleitbar ist. Dabei wird analog zu den oben
beschriebenen Vorrichtungen die mittels des durch die Strahlpumpe 31 strömenden
Druckgasstroms D erzeugte Druckdifferenz zur Einleitung des Reaktivgasstroms R in die Mischkammer 3 und Mischung der Ströme D und R ausgenutzt.
Fig. 14 zeigt weiterhin eine Flüssigkeitsleitung 16, die den Flüssigkeitsbehälter 41 mit der Mischkammer 3 verbindet. Die Flüssigkeitsleitung 16 ist über ein Flüssigkeitsventil 161 drosselbar bzw. verschließbar. Mittels der Flüssigkeitsleitung 16 kann im
Flüssigkeitsbehälter 41 befindliche Flüssigkeit 43 als Flüssigkeitsstrom F in die Mischkammer 3 eingeleitet werden, wo insbesondere der Flüssigkeitsstrom F mit dem Druckgasstrom D und dem Reaktivgasstrom R analog zu den in den Figuren 9 und 10 gezeigten Konfigurationen unter Bildung eines Aerosol umfassenden Produktgasstroms G mischbar ist.
Die gezeigte Vorrichtung 1 weist weiterhin eine Prallplatte 34 auf, die dazu ausgebildet ist, größere Flüssigkeitstropfen des gebildeten Aerosols von dem Aerosol abzuscheiden. Die von dem Aerosol abgeschiedene Flüssigkeit 43a sammelt sich in einem zylindrisch um die
Produktgasleitung 13 angeordneten Auffangbecken 35. Fig. 14 B zeigt eine analog zu der in Fig. 14 A gezeigten Vorrichtung ausgeformte Vorrichtung zur Erzeugung eines Produktgasstroms G, wobei die Flüssigkeitsleitung 16 derart angeordnet ist, dass in dem Auffangbecken 35 befindliche Flüssigkeit 43 mittels der Strahlpumpe 31 angesaugt wird, als Flüssigkeitsstrom F durch die Flüssigkeitsleitung 16 strömt, in die
Mischkammer 3 austritt und sich dort unter Bildung eines Aerosols mit dem Druckgasstrom D und dem Reaktivgasstrom R mischt, wobei wie bei der in Fig. 14 A gezeigten Vorrichtung größere Flüssigkeitstropfen mittels der Prallplatte 34 von dem Aerosol abgeschieden werden können. Diese sammeln sich in dem Auffangbecken 35.
Beispiel 1 - Erzeugung eines reaktiven Aerosols
Mit dem folgenden Beispiel wird gezeigt, dass durch Zünden eines Plasmas in einem Luft- Wasserdampf-Prozessgas bei einem Druck von 400 mbar unter Verwendung einer Strahlpumpe (Venturi-Pumpe) ein reaktives Aerosol erzeugt werden kann, welches für einige Minuten nach seiner Erzeugung eine antimikrobieiie Wirksamkeit aufweist.
Mit einer Strahlpumpe wurde in einer Entladungskammer sowie in einer mit der Entladungskammer strömungsmäßig verbundenen Gaswaschflasche ein Unterdruck erzeugt. In der Entladungskammer wurde durch Anlegen einer Wechselspannung (Frequenz: 30 kHz, Spannungsamplitude: 6 kV) an eine innere Elektrode nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung ein Plasma gezündet. Mittels einer thermisch isolierten und mit einer Heizplatte heizbaren Gaswaschflasche wurde ein Luft-Wasserdampf-Prozessgas erzeugt. Nach Vermischung des mittels des Plasmas erzeugten Reaktivgases mit Druckluft, welche zum Betrieb der Strahlpumpe diente, bildete sich ein Produktgasstrom / Aerosol. Das Aerosol wurde zur weiteren Untersuchung in einem Becherglas aufgefangen. Die Wasserstoffperoxid (H202) und Nitrit (N02 )-Konzentration sowie der pH-Wert des erzeugten Aerosols wurden mittels entsprechender Teststreifen (Merck KGaA, Deutschland) bestimmt.
Eine Messung der H202 und N02 Konzentration sowie des pH-Wertes direkt nach dem Auffangen von 1 ml des Aerosols, sowie 3 Minuten nach Auffangen des Aerosols ergab die in Tabelle 1 aufgeführten Werte.
Tabelle 1 Messwerte
Den Werten ist zu entnehmen, dass nach Erzeugen des Aerosols weitere chemische Reaktionen in der Flüssigkeit stattfinden, bei welchen N02 und H202 umgesetzt werden. Der Fachliteratur ist zu entnehmen, dass H202 und N02 bei niedrigem pH-Wert (vorzugsweise etwa 2 bis 4) eine antimikrobieiie Wirksamkeit aufweisen , welche mindestens teilweise aus der Bildung von Peroxynitrit (ONOOH) in der Flüssigkeit resultiert. Dabei findet die Reaktion
N02 + H20 + 1V -> ONOOH + H 0 (1 ) statt, wobei das Reaktionsprodukt Peroxynitrit bekanntermaßen eine antimikrobielle Wirkung hat.
In diesem Experiment wurde Wasser als zu verdampfende Flüssigkeit verwendet. Entsprechend Reaktionsgleichung (1 ) kann ebenso salpetrige Säure (durch Bereitstellung von N02 ), H202 oder Salpetersäure (durch Absenken des pH-Wertes) zur Steigerung der Reaktionsrate verwendet werden.
In allen Fällen wird ein reaktiver Produktgasstrom erzeugt, in welchem für kurze Zeit Peroxynitrit gebildet wird, welches in der Folge innerhalb kurzer Zeit zu weiteren Produkten reagiert. Die Halbwertszeit von ONOOH beträgt typischerweise weniger als 1 s. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich besonders hohe Konzentrationen von H202 und N02 erreichen (bis zu 700 mg/L).
Aus den bekannten Reaktionskoeffizienten für Reaktion (1 ), beispielsweise etwa 20 MV bei einem pH-Wert von 2.5, ergibt sich, dass die Halbwertszeit der Edukte N02 und/oder H202 in diesem Fall von der Größenordnung einer Sekunde ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dazu in der Lage, den reaktiven Produktgasstrom auf eine behandelnde Oberfläche aufzubringen, bevor ein Großteil der reaktiven Spezies N02 und H202 entsprechend Reaktion (1 ) bereits miteinander reagiert hat und somit nicht mehr zur lokalen Bildung von Peroxynitrit zur Verfügung steht.
Bezuqszeichenliste
R Reaktivgasstrom
D Druckgasstrom
G Produktgasstrom
G1 Erster Produktgasstrom
Z Zusatzgasstrom
G2 Zweiter Produktgasstrom
F Flüssigkeitsstrom
E Einspeisungsgasstrom
A Partikelstrom

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erzeugung eines Produktgasstroms (G), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
a. Bereitstellung eines Prozessgasstroms (P) eines Prozessgases, wobei zumindest ein Bestandteil des Prozessgases durch Verdampfen einer Flüssigkeit, ausgewählt aus
Wasser, Wasserstoffperoxid (H202), salpetriger Säure (HN02), Salpetersäure (HN03) oder einem Alkohol bereitgestellt wird,
b. Bereitstellung eines Reaktivgasstroms (R) durch Erzeugung eines Reaktivgases aus dem Prozessgas mittels einer Entladungskammer (2) bei im Vergleich zum
Atmosphärendruck reduziertem Druck, insbesondere 10 mbar bis 1000 mbar, c. Bereitstellung eines Druckgasstroms (D) eines Druckgases,
d. Mischen des Reaktivgasstroms (R) mit dem Druckgasstrom (D) unter Ausbildung eines Produktgasstroms (G).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Flüssigkeit mittels der beim Betrieb der
Entladungskammer (2) freiwerdenden Wärme verdampft wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest ein Teil des Prozessgasstroms (P) zur Bereitstellung des Druckgasstroms (D) von dem Prozessgasstrom (P) abgezweigt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei durch Mischen des
Druckgasstroms (D) und des Reaktivgasstroms (R) ein erster Produktgasstrom (G1 ) gebildet wird und der erste Produktgasstrom (G1 ) mit einem Zusatzgasstrom (Z) eines Zusatzgases unter
Bildung eines zweiten Produktgasstroms (G2) vermischt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine chemische Reaktion zwischen einem Bestandteil des ersten Produktgasstroms (G1 ), insbesondere OH, und einem Bestandteil des Zusatzgasstroms (Z), insbesondere N02, insbesondere unter Bildung von HOONO, stattfindet.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Reaktivgasstrom (R) unter Bildung eines Aerosols mit einer Flüssigkeit gemischt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der gebildete Produktgasstrom (G) in die Flüssigkeit
eingeleitet wird und die mit dem Produktgasstrom (G) vermischte Flüssigkeit erneut mit dem Reaktivgasstrom (R) gemischt wird.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Produktgasstrom (G) oder der Reaktivgasstrom (R) und der Druckgasstrom (D) mit einem Partikelstrom (A), insbesondere umfassend ein Abrasiv, Mikro- oder Nanopartikel, gemischt wird.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei durch Erhöhung oder
Verminderung des in der Entladungskammer (2) herrschenden Drucks zwischen einem 03 - dominierten Zustand und einem NOx -dominierten Zustand der Entladungskammer (2) umgeschaltet wird, und wobei - bei einer Gastemperatur zwischen 20 °C und 150 °C der 03 -dominierte Zustand bei einem Druck von 600 mbar bis 1000 mbar vorliegt und der NOx -dominierte Zustand bei einem Druck von 20 mbar bis 400 mbar vorliegt, oder
- bei einer Gastemperatur zwischen 150 °C und 200 °C der 03 -dominierte Zustand bei einem Druck von 800 mbar bis 1000 mbar vorliegt und der NOx -dominierte Zustand bei einem Druck von 20 mbar bis 600 mbar vorliegt.
10. Produktgasstrom (G), insbesondere erzeugt mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche
1 bis 9, aufweisend wenigstens 10 mg/L Wasserstoffperoxid (H202) und wenigstens 10 mg/L Nitrit (N02 ~), insbesondere wenigstens 50 mg/L Wasserstoffperoxid (H202) und wenigstens 50 mg/L Nitrit (N02 ~), bevorzugt wenigstens 100 mg/L Wasserstoffperoxid (H202) und wenigstens 100 mg/L Nitrit (N02 ~).
1 1. Produktgasstrom (G) nach Anspruch 10, aufweisend einen pH Wert von 6,0 oder weniger.
12. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder des Produktgasstroms (G) nach Anspruch 10 oder 1 1 in
a. einem Luftreinigungsverfahren, insbesondere einem Abluftreinigungsverfahren, b. einem Entstickungs- und/oder Entschwefelungsverfahren,
c. einem Wasserbehandlungs- oder Wasseraufbereitungsverfahren, insbesondere
einem Advanced-Oxidation-Ve rf a h re n ,
d. einem Oberflächenfunktionalisierungsverfahren, insbesondere von Polymeren, e. einem Sterilisations-, Desinfektions- oder Dekontaminationsverfahren, insbesondere von Flächen, medizinischen Geräten, Körperoberflächen, Textilien oder Wundauflagen,
f. einem Verfahren zur Erzeugung von Nitraten oder Nitriten, insbesondere Polynitrit, g. einem Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff oder Synthesegas oder h. einem therapeutischen Verfahren.
13. Vorrichtung (1 ) zur Erzeugung eines Produktgasstroms (G), insbesondere mittels eines
Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend
• eine Entladungskammer (2) zur Bildung eines Reaktivgasstroms (R) aus einem
Prozessgasstrom (P), wobei die Entladungskammer (2) von dem Prozessgasstrom (P) durchströmbar ist,
• eine Druckgasleitung (12), die von einem Druckgasstrom (D) eines Druckgases
durchströmbar ist,
• eine separat von der Druckgasleitung (12) ausgeführte Reaktivgasleitung (1 1 ), die von einem Reaktivgasstrom (R) eines Reaktivgases durchströmbar ist, • eine Produktgasleitung (13), die von einem Produktgasstrom (G) eines Produktgases durchströmbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (1 ) eine Mischkammer (3) aufweist, welche mit der Druckgasleitung (12) und der Reaktivgasleitung (1 1 ) derart in Strömungsverbindung bringbar ist, dass in der Mischkammer (3) der Druckgasstrom (D) mit dem Reaktivgasstrom (R) unter Bildung eines Produktgasstroms (G) mischbar ist, wobei die Mischkammer (3) derart mit der Produktgasleitung (13) in
Strömungsverbindung bringbar ist, dass mittels der Produktgasleitung (13) der Produktgasstrom (13) aus der Vorrichtung (1 ) ausgebbar ist, wobei die Entladungskammer (2) zylindrisch um die Mischkammer (3) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Vorrichtung (1 ) eine Strahlpumpe (31 ), insbesondere umfassend eine Düse (31 1 ) aufweist, und wobei die Strahlpumpe (31 ) derart angeordnet ist, dass mittels des die Strahlpumpe (31 ) durchströmenden Druckgasstroms (D) eine Druckdifferenz zwischen der Mischkammer (3) und der Reaktivgasleitung (1 1 ) erzeugbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Vorrichtung (1 ) einen angrenzend an die
Entladungskammer (2) angeordneten Flüssigkeitsbehälter (41 ) zur Aufnahme einer Flüssigkeit aufweist, so dass die beim Betrieb der Entladungskammer (2) erzeugte Wärme zum Verdampfen einer in dem Flüssigkeitsbehälter (41 ) befindlichen Flüssigkeit (43) nutzbar ist, insbesondere wobei der Flüssigkeitsbehälter (41 ) mit der Druckgasleitung (12) und/ oder der
Entladungskammer (2) in Strömungsverbindung bringbar ist, so dass in dem Flüssigkeitsbehälter (41 ) verdampfte Flüssigkeit in die Druckgasleitung (12) und/ oder die Entladungskammer (2) einleitbar ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Vorrichtung (1 ) eine mit der
Entladungskammer (2) in Strömungsverbindung bringbare Gaswaschflasche (42) aufweist, so dass mittels der Gaswaschflasche (42) durch Durchströmen einer in der Gaswaschflasche (42) befindlichen Flüssigkeit (43) mit einem Einspeisungsgas, insbesondere bei im Vergleich zum Atmosphärendruck reduziertem Druck, ein Prozessgas erzeugbar ist.
EP17719236.6A 2016-04-21 2017-04-21 Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines produktgasstroms Withdrawn EP3445711A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16166491 2016-04-21
PCT/EP2017/059537 WO2017182640A1 (de) 2016-04-21 2017-04-21 Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines produktgasstroms

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3445711A1 true EP3445711A1 (de) 2019-02-27

Family

ID=55919598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP17719236.6A Withdrawn EP3445711A1 (de) 2016-04-21 2017-04-21 Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines produktgasstroms

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20190134559A1 (de)
EP (1) EP3445711A1 (de)
KR (1) KR20180136992A (de)
WO (1) WO2017182640A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111526895A (zh) * 2017-12-29 2020-08-11 3M创新有限公司 使用硝酸蒸汽的消毒系统和方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3231484A (en) * 1956-10-27 1966-01-25 Berghaus Elektrophysik Anst Method of sustaining a glow discharge in a high pressure area
FR2106950A5 (de) * 1970-09-30 1972-05-05 Air Liquide
US6187206B1 (en) * 1995-12-20 2001-02-13 Alcan International Thermal plasma reactor and wastewater treatment method
US6569397B1 (en) * 2000-02-15 2003-05-27 Tapesh Yadav Very high purity fine powders and methods to produce such powders
CN101352644B (zh) * 2008-08-29 2012-06-27 浙江天蓝环保技术股份有限公司 一种回收亚硝酸盐的湿法烟气脱硝工艺
DE102013016660A1 (de) * 2013-10-09 2015-04-09 Ralf Spitzl Verfahren und Vorrichtung zur plasmakatalytischen Umsetzung von Stoffen

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180136992A (ko) 2018-12-26
US20190134559A1 (en) 2019-05-09
WO2017182640A1 (de) 2017-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2566524B1 (de) Plasmageneriertes gas-sterilisationsverfahren
EP3112010B1 (de) Verfahren zur regenerierung eines voc-adsorbers
DE3615670A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur behandlung von gasen mittels entladung
DE3106580A1 (de) Verfahren zur minimierung der emission von verunreinigungen aus verbrennungsanlagen
EP3562276A1 (de) Vorrichtung zur plasmagestützten behandlung von flüssigkeiten
EP1425048A1 (de) Sterilisiervorrichtung mit h2o2-verdampfer
CN111511462A (zh) 自由基发生器和使用方法
DE2259763C3 (de) Verfahren zur Reinigung von Stickstoffoxide enthaltenden Gasen und Vorrichtung zu dessen Durchführung
DE102012010342A1 (de) Luftreinigungsgerät
EP3445711A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines produktgasstroms
DE10118078A1 (de) Stabiler Betrieb elektrischer Entladungsapparate zum Zwecke der Erzeugung aktiver Sauerstoffionen in Luft
EP3112008B1 (de) Verfahren zur regenerierung eines adsorbers mittels plasmaquelle
EP4126078A1 (de) Vorrichtung zur desinfektion von gegenständen oder feststoffen, vorzugsweise von schutzausrüstungsteilen, und deren verwendung
DE102007003396A1 (de) Nanokristallisations-Verfahren
EP2387456B1 (de) Verfahren zur modifizierung der oberfläche von partikeln und hierzu geeignete vorrichtung
DE102017219370B3 (de) Einrichtung zur Erzeugung eines Aerosols aus festen Partikeln aus einer flüssigen Vorlage mittels Kaltvernebelung
EP3338883B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum eintragen von gas in eine mehrzahl von prozessfluiden
EP3362741B1 (de) Verfahren zur energiegewinnung aus wasserdampf enthaltenden schwaden und vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens
DE270757C (de)
DE102006015591B3 (de) Organischer Werkstoff mit katalytisch beschichteter Oberfläche und Verfahren zu dessen Herstellung
DE112021004201T5 (de) Distickstoffpentoxidgenerator und Verfahren zur Erzeugung von Distickstoffpentoxid
DE68924767T2 (de) Verfahren und apparat für intimes mischen von flüssigkeiten.
DE602004003580T2 (de) Vorrichtung und verfahren zur behandlung von gerüchen eines gasstroms mit kaltplasma
DE102023114710B4 (de) Verfahren zur Abluftreinigung und Partikelmodul
DE2551622A1 (de) Geraet zum sterilisieren von fluessigkeiten

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20181116

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20200210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20200623