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Plasma vom Fass

05.07.2001 - (idw) Fraunhofer-Gesellschaft

In der chemischen Industrie und auf Deponien müssen Abfälle von Lösemitteln wirksam und kostengünstig zerstört werden. In einem neuen Verfahren werden die Schadstoffe mit einem mikrowellenbeheizten Plasma zersetzt.

Aus Spraydosen und Kühlschränken sind chlorierte und fluorierte Kohlenwasserstoffe weitgehend verdrängt, doch in der Industrie und auf Sondermülldeponien bereiten sie weiter Kopfzerbrechen. Wie können die alten Lösemittel vollständig unschädlich gemacht werden, ohne die Umwelt zu belasten? Einige Verfahren sind etabliert, doch jedes hat seine spezifischen Probleme und Grenzen. Aktivkohlefilter verlagern das Problem nur, denn bei der Regenerierung fallen sie - wenn auch konzentriert - wieder an. Brenner mit katalytischer Nachbehandlung können nur dann wirtschaftlich betrieben werden, wenn der Schadstoff auch brennt. Ein neues Verfahren wird am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT in Pfinztal bei Karlsruhe entwickelt: das Plasmafass. Der Reaktorprototyp besteht aus einer elliptischen Metallkammer von rund 70 Zentimetern Durchmesser. In der einen Brennlinie werden Mikrowellen eingestrahlt und in der anderen zünden sie das etwa einen Meter lange Plasma.

"Im täglichen Leben sind wir sehr oft von Plasmen umgeben", be-hauptet Dr. Mathias Kaiser, Leiter des Projekts. "Denken Sie nur an Leuchtstoffröhren! Bei der elektrischen Entladung im Gas entsteht nicht nur Licht, sondern auch diese wilde Mischung aus Atomen, Elektronen und verschiedenen Gas-Ionen. Im Plasmafass hingegen besitzt dieser vierte Aggregatszustand der Materie eine etwa 10 000-mal höher Dichte." Plasmen existieren nur so lange, wie Energie in sie investiert wird - schaltet man den Strom ab, wird es dunkel. Das Plasma im Fass erzeugen Mikrowellen mit der gleichen Frequenz wie im heimischen Herd. Dabei treten jedoch nur Temperaturen zwischen 40 und 100 °C auf, wie sie auch für Leuchtstoffröhren typisch sind. Daraus ergeben sich zwei wesentliche Vorteile, wie Kaiser weiter ausführt: "Zum einen besteht die Anlage aus kostengünstigen Serienteilen, und die Vorschriften für die Emission der Strahlung können leicht eingehalten werden. Zum anderen geht nicht viel Wärme verloren, denn ein "kaltes Plasma" heizt auch den Gasstrom nicht sonderlich auf."

Die hochenergetischen Teilchen im Plasma zersetzen den Schadstoff. Im Idealfall bleibt vom gasförmigen Lösemittel nur noch Wasserdampf und Kohlendioxid übrig. Eventuell entstehende Salz- oder Flusssäure kann mit einem konventionellen Gaswäscher neutralisiert werden - zum Nutzen von Geldbeutel und Umwelt.

Ansprechpartner:
Dr. Mathias Kaiser
Telefon: 07 21/46 40-4 23
Fax: 07 21/46 40-7 30
kai@ict.fhg.de
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