MOE-Fellowship

Ingenieur Igor Bojadjiski

Weiterentwicklung eines kostengĂŒnstigen Eisenoxidkatalysators auf Porenbasis zur Reinigung von schadstoff- und geruchsbelasteten Abgasströmen

Die starke Industrialisierung des letzten Jahrhunderts hat zu einer deutlichen Steigerung der globalen VOC- und NMVOC-Konzentrationen (VOCs - Volatile Organic Compounds, und NMVOCs - Non-Methane Volatile Organic Compounds) in der AtmosphĂ€re gefĂŒhrt. FĂŒr die Entstehung von anthropogenen VOCs ist eine Vielzahl von Quellen verantwortlich. Die unvollstĂ€ndige Verbrennung von festen Brennstoffen ist die Hauptquelle von VOC-Emissionen in Kleinfeuerungsanlagen. In den Anlagen klein-und mittelstĂ€ndischer Unternehmen fallen hĂ€ufig Abgasströme in geringen Mengen an. Diese können jedoch mit den oben genannten toxischen Stoffen belastet. Derartige Abgase dĂŒrfen nicht in hohen Konzentrationen in die AtmosphĂ€re entlassen werden. Es existieren verschiedene Maßnahmen, um den Schadstoffgehalt solcher Abgase zu reduzieren und damit zur Luftreinhaltung beizutragen. Eine davon ist die katalytische Nachverbrennung (KNV), die bisher bei der Reinigung von industrielle und KFZ-Abgasen Anwendung findet. Katalytischen Reaktion lassen sich in zwei Verfahren unterteilen, man differenziert zwischen der homogenen und der heterogenen Katalyse. Handelt es sich bei den Katalysatoren um Feststoffe wie Metalle oder deren Oxide, an denen sich gasförmige und/oder flĂŒssige Reaktionspartner umsetzen, so spricht man von einer heterogenen Katalyse. Bei den zur katalytischen Abgasreinigung eingesetzten Katalysatoren handelt es sich hauptsĂ€chlich um TrĂ€gerkatalysatoren. Dabei wird auf ein Basismaterial (TrĂ€ger) die katalytisch wirkende Aktivsubstanz aufgebracht. Das in dieser Untersuchung verwendete Porenbetonmaterial wird als TrĂ€ger genutzt. Dieses hĂ€ufig anzutreffende Abfallprodukt zeichnet sich durch eine hohe PorositĂ€t und damit verbundene große innere OberflĂ€che aus. Auf das TrĂ€germaterial werden die katalytisch wirksamen Komponenten in fein verteilter Form nach verschiedenen Methoden aufgebracht. In der Vergangenheit wurde nachgewiesen, dass CuO als Katalysator zur Gasreinigung geeignet ist. In ErgĂ€nzung hierzu ist zu prĂŒfen, ob Fe2O3 eine Ă€hnliche Verwendung finden kann. Diese Abfallprodukte fallen im Allgemein in großen Mengen an und wĂŒrden damit die Kosteneffizienz den Verfahrens steigen. Jeder Katalysator besitzt eine charakteristische Anspringtemperatur, bei der dieser wirksam wird. Es besteht nun die Möglichkeit, den kalten Katalysator mit heißem Gas anzuströmen, damit er schneller auf seine Anspringtemperatur kommt. Bei handelsĂŒblichen Katalysatoren liegt die Anspringtemperatur in einem Bereich zwischen 200 und 350 °C. Eine wichtige GrĂ¶ĂŸe der Effizienz ist die Raumgeschwindigkeit. Diese stellt den reziproken Wert der Verweilzeit des Gases im Reaktor. Die Raumgeschwindigkeit gibt an, mit welchem Gasvolumen ein Kubikmeter Katalysatorvolumen pro Zeiteinheit belastet wird und ist ein Maß fĂŒr die Wechselwirkung zwischen dem strömendem Gasvolumen und der wirksamen Katalysatormenge.

Übersicht

Förderzeitraum

01.03.2010 - 31.12.2010

Institut

Otto-von-Guericke-UniversitÀt Magdeburg
FakultĂ€t fĂŒr Verfahrens- und Systemtechnik
Institut fĂŒr Apparate- und Umwelttechnik

Betreuer

Prof. Dr. Dr. Lothar Mörl

Kontakt

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