AbluftAbluft

VortragVortrag

von Fabian und Mirco von Fabian und Mirco

InhaltsverzeichnisInhaltsverzeichnis 1.1. Aus was besteht Luft?Aus was besteht Luft? 2.2. AtmungAtmung 3.3. Emission/ImmissionEmission/Immission 4.4. Wichtige GaseWichtige Gase 5. 5. SmogSmog 6.6. AbluftreinigungAbluftreinigung 7.7. AbfallvernichtungAbfallvernichtung 8.8. AutokatalysatorAutokatalysator

Aus was besteht Luft?Aus was besteht Luft?

EinatmungEinatmung GasGas AusatmungAusatmung

78%78% StickstoffStickstoff 78%78%

21%21% SauerstoffSauerstoff

17%17%

0.03%0.03% KohlendioxidKohlendioxid

4.03%4.03%

1%1% EdelgaseEdelgase 1%1%

AtmungAtmung

OO22 bewirkt im Organismus die Oxidation bewirkt im Organismus die Oxidation

(Verbrennung) von organischen (Verbrennung) von organischen Verbindungen wie Zucker, Fett und Eiweiss.Verbindungen wie Zucker, Fett und Eiweiss.

Alle Lebewesen setzen durch Atmung Energie Alle Lebewesen setzen durch Atmung Energie frei, welche in Bewegung umgewandelt oder frei, welche in Bewegung umgewandelt oder zum Aufbau neuer organischer Verbindungen zum Aufbau neuer organischer Verbindungen im Körper benötigt wird. im Körper benötigt wird.

CC66HH1212OO66 + 6 O + 6 O22 → 6 CO → 6 CO22 + 6 H + 6 H22O + EnergieO + Energie

Wie funktioniert Atmung?Wie funktioniert Atmung?

EmissionEmission

Als EmissionAls Emission bezeichnet man das, was von einer bezeichnet man das, was von einer Emissionsquelle ausgesendet wird. Emissionsquelle ausgesendet wird.

Die aussendende Quelle wird als Die aussendende Quelle wird als EmittentEmittent bezeichnet. bezeichnet.

Emission = RauchEmission = Rauch Emittent = SchornsteinEmittent = Schornstein

EmissionEmission

zivilisatorische Emissionen: zivilisatorische Emissionen: vom Menschen; vom Menschen; beeinflussbarbeeinflussbar

natürliche Emissionen: natürliche Emissionen: von der Natur; von der Natur; kein Einfluss kein Einfluss

Stoffliche Emissionen:Stoffliche Emissionen: MaterieMaterie

Nichtstoffliche Emissionen:Nichtstoffliche Emissionen:EnergieEnergie

ImmissionImmission

Immission (hineinschicken, hineinsenden) ist der Eintrag Immission (hineinschicken, hineinsenden) ist der Eintrag eines Stoffs in ein System. eines Stoffs in ein System.

Jede Immission ist die Folge einer vorhergehenden Jede Immission ist die Folge einer vorhergehenden Emission (Austrag).Emission (Austrag).

GrenzwerteGrenzwerte

Emissionsgrenzwert: Emissionsgrenzwert: Wie viel darf in die Umwelt Wie viel darf in die Umwelt abgegeben werden?abgegeben werden?

Immissionsgrenzwert: Immissionsgrenzwert: Wie viel darf auf ein Lebewesen Wie viel darf auf ein Lebewesen einwirken? einwirken?

Den Grenzwerten liegen toxikologische Studien zugrundeDen Grenzwerten liegen toxikologische Studien zugrunde

Wichtige GaseWichtige Gase

COCO22 / Treibhauseffekt / Treibhauseffekt

SOSO22

Ozon / OzonlochOzon / Ozonloch

DioxinDioxin

COCO22

Kohlenstoffdioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoffdioxid entsteht bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Brennstoffenkohlenstoffhaltigen Brennstoffen

Kohlenstoffdioxid ist ein Treibhausgas. Kohlenstoffdioxid ist ein Treibhausgas. Es absorbiert IR, während kurzwelligere Strahlung, d.h. der Es absorbiert IR, während kurzwelligere Strahlung, d.h. der größte Teil der Sonnenstrahlung, passieren kann. größte Teil der Sonnenstrahlung, passieren kann.

ZahlenZahlen

0

5

10

15

20

Tonnen

Länder

CO2-Ausstoss pro Kopf in einem Jahr

USAAustralienSchweizRusslandDeutschlandFrankreichChinaIndien

TreibhauseffektTreibhauseffekt

Ein Leben ohne natürlichen Treibhauseffekt Ein Leben ohne natürlichen Treibhauseffekt wäre nicht möglich. Es wäre zu kalt.wäre nicht möglich. Es wäre zu kalt.

Folgen des Treibhauseffekts: Überschwemmungen, Folgen des Treibhauseffekts: Überschwemmungen, Hitze, Vegetation leidetHitze, Vegetation leidet

Andere Treibhausgase: Methan, FCKWs, WasserdampfAndere Treibhausgase: Methan, FCKWs, Wasserdampf

SOSO22

S  +  O2  ----->  SO2    

Eigenschaften: farbloses, stechend riechendes Eigenschaften: farbloses, stechend riechendes

und sauer schmeckendes, giftiges Gas.und sauer schmeckendes, giftiges Gas. Verursacht Verursacht Husten, Atemnot oder Entzündung der Husten, Atemnot oder Entzündung der Atemwege Atemwege

Es entsteht vor allem bei der Verbrennung von Es entsteht vor allem bei der Verbrennung von schwefelhaltigen fossilen Brennstoffen wie Kohle. schwefelhaltigen fossilen Brennstoffen wie Kohle.

OzonOzon

Eigenschaften: REigenschaften: Riecht in hohen Konzentrationen stechend-iecht in hohen Konzentrationen stechend-scharf bis chlorähnlich, während es in geringen scharf bis chlorähnlich, während es in geringen Konzentrationen geruchlos ist.Konzentrationen geruchlos ist.

Bildung in Erdnähe:Bildung in Erdnähe: NONO22 + UV-Strahlung → NO + O + UV-Strahlung → NO + O

O + OO + O22 → O → O33

Bildung in der Bildung in der Statosphäre: Statosphäre: Spaltung des OSpaltung des O22 durch UV durch UV

OzonlochOzonloch

Ozon, welches in der Stratosphäre gebildet wird, ist für uns Ozon, welches in der Stratosphäre gebildet wird, ist für uns lebenswichtig. Es absorbiert teilweise die UV-Strahlung der lebenswichtig. Es absorbiert teilweise die UV-Strahlung der Sonne.Sonne.

FCKWs stören aber denn OzonbildungskreislaufFCKWs stören aber denn Ozonbildungskreislauf

Es entsteht ein Ozonloch, durch welches die schädlichen Es entsteht ein Ozonloch, durch welches die schädlichen UV-Strahlen auf die Erde gelangenUV-Strahlen auf die Erde gelangen

DioxinDioxin

DioxinDioxin: : Entstehen spurenweise bei Verbrennungsvorgängen aus Entstehen spurenweise bei Verbrennungsvorgängen aus Kohlenstoffverbindungen und organisch oder anorganisch Kohlenstoffverbindungen und organisch oder anorganisch gebundenen Halogenen.gebundenen Halogenen.

Durch Filter in Müllverbrennungsanlagen werden heute Durch Filter in Müllverbrennungsanlagen werden heute

weniger Dioxine freigesetzt.weniger Dioxine freigesetzt.

Extrem gefährlichExtrem gefährlich

SmogSmog

WintersmogWintersmog: : Bei einer Interversionswetterlage wird die Bei einer Interversionswetterlage wird die untere Luftschicht von der oberen abgeschirmt. Dies liegt untere Luftschicht von der oberen abgeschirmt. Dies liegt an der höheren Dichte der kälteren Luftschicht an der höheren Dichte der kälteren Luftschicht → → Vermischung wird unterdrückt Vermischung wird unterdrückt

Schadstoffe wie Ruß, SOSchadstoffe wie Ruß, SO22, Staub, CO, Staub, CO22, usw. sammeln sich , usw. sammeln sich in der unteren Luftschicht an und können nicht mehr in der unteren Luftschicht an und können nicht mehr entweichen. entweichen.

Infolge dessen wirken diese Stoffe auf die Lebewesen.Infolge dessen wirken diese Stoffe auf die Lebewesen.

SmogSmog SommersmogSommersmog: : Stickstoffdioxid, aus Verkehr und Industrie, Stickstoffdioxid, aus Verkehr und Industrie,

wird durch UV-Strahlung in Stickstoffmonoxid und ein wird durch UV-Strahlung in Stickstoffmonoxid und ein Sauerstoffatom gespalten. Dieser atomare Sauerstoff Sauerstoffatom gespalten. Dieser atomare Sauerstoff verbindet sich mit einem Sauerstoff-Molekül zu Ozon:verbindet sich mit einem Sauerstoff-Molekül zu Ozon:

NONO22 + Licht( λ < 420 nm) → NO + O + Licht( λ < 420 nm) → NO + O O + OO + O22 → O → O33

▪ ▪ Husten Husten ▪ ▪ Augenreizung Augenreizung ▪ ▪ Kopfschmerzen Kopfschmerzen ▪ ▪ Lungenfunktionsstörungen Lungenfunktionsstörungen

AbluftreinigungAbluftreinigung

Trockene MethodeTrockene Methode: : Trockene Methoden werden vor allem Trockene Methoden werden vor allem zur Entfernung von Stäuben und feinen Nebeln (Aerosole) zur Entfernung von Stäuben und feinen Nebeln (Aerosole) angewendet.angewendet.

Anwendung bei: Anwendung bei: ▪ Filteranlage ▪ Filteranlage ▪ Elektrofilter ▪ Elektrofilter ▪ Zyklon ▪ Zyklon ▪ Adsorptiosverfahren ▪ Adsorptiosverfahren

Filteranlage / ElektrofilterFilteranlage / Elektrofilter Bei der Bei der FilteranlageFilteranlage saugt der vom Gebläse erzeugte Luftstrom den Staub und Schmutz über das saugt der vom Gebläse erzeugte Luftstrom den Staub und Schmutz über das

Saugrohr in das Gehäuseinnere. Der Luftstrom wird direkt in den luftdurchlässigen Beutel geleitet. Saugrohr in das Gehäuseinnere. Der Luftstrom wird direkt in den luftdurchlässigen Beutel geleitet.

Im Im ElektrofilterElektrofilter werden feinste Staubpartikel elektrostatisch aufgeladen, und so an die positive werden feinste Staubpartikel elektrostatisch aufgeladen, und so an die positive Filterwand gezogen und dann durch einen Pulverausgang herausgefiltert.Filterwand gezogen und dann durch einen Pulverausgang herausgefiltert.

→→ →→ ReinluftReinluft

↑↑ ↑↑ ←← ←← AbluftAbluft

↑↑ ↑↑

Zyklon / AdsorptionZyklon / Adsorption

Der so genannte Der so genannte ZyklonfilterZyklonfilter entfernt Staub und Wasser entfernt Staub und Wasser und entlastet so den eigentlichen Luftfilter.und entlastet so den eigentlichen Luftfilter.

Im Im AdsorptionsverfahrenAdsorptionsverfahren werden Adsorptionsmittel wie werden Adsorptionsmittel wie Aktivkohle zur Entfernung von gasförmigen Stoffen oder Aktivkohle zur Entfernung von gasförmigen Stoffen oder Lösungsmitteldämpfen eingesetzt. Die adsorbierten Stoffe Lösungsmitteldämpfen eingesetzt. Die adsorbierten Stoffe können zum Teil wieder gewonnen und das können zum Teil wieder gewonnen und das Adsorptionsmittel wieder rezykliert werden.Adsorptionsmittel wieder rezykliert werden.

AbluftreinigungAbluftreinigung Nasse MethodeNasse Methode: : Durch nasse Methoden wird in so Durch nasse Methoden wird in so

genannten Wäschern vor allem gasförmige Schadstoffe wie genannten Wäschern vor allem gasförmige Schadstoffe wie Halogenwasserstoffe, SOHalogenwasserstoffe, SO22, CO, CO22 und Stickoxide aus der und Stickoxide aus der

Abluft entfernt. Im Gegenstromverfahren werden die zu Abluft entfernt. Im Gegenstromverfahren werden die zu reinigenden Stoffe intensiv mit der Waschflüssigkeit in reinigenden Stoffe intensiv mit der Waschflüssigkeit in Kontakt gebracht, dabei werden die Schadstoffe absorbiert.Kontakt gebracht, dabei werden die Schadstoffe absorbiert.

Tropfenabscheider Tropfenabscheider →→

↑↑

→→ ↓↓KontaktzoneKontaktzone

↑↑

↓↓

→→ →→ ↓↓ WaschflüssigkeitWaschflüssigkeit

PumpePumpe ←←

AbfallvernichtungAbfallvernichtung

KehrichtverbrennungKehrichtverbrennung

WirbelschichtverbrennungWirbelschichtverbrennung

Plasma-Ultrahochtemperatur-ReaktorPlasma-Ultrahochtemperatur-Reaktor

PyrolyseanlagenPyrolyseanlagen

KehrichtverbrennungKehrichtverbrennung: : Ofen (bei Temp. unter 1000 Grad) Ofen (bei Temp. unter 1000 Grad) → Rauch geht durch → Rauch geht durch Wärmetauscher (Energie wird gewonnen) → Filter, Wärmetauscher (Energie wird gewonnen) → Filter, Rauchwaschanlage (Reinigung)Rauchwaschanlage (Reinigung)

Für Hausmüll und unbedenkliche ChemieabfälleFür Hausmüll und unbedenkliche Chemieabfälle

WirbelschichtreaktorWirbelschichtreaktor Verfahren zur Klärschlammverbrennung. Verfahren zur Klärschlammverbrennung.

Düsen Düsen →→ Brennstoff in der Schwebe(grosse Oberfläche) Brennstoff in der Schwebe(grosse Oberfläche) →→ 800°C 800°C → Verbrennung→ Verbrennung

Es entstehen relativ wenig Stickoxide.Es entstehen relativ wenig Stickoxide.

Kehrichtverbrennung / WirbelschichtreaktorKehrichtverbrennung / Wirbelschichtreaktor

Plasma-Ultrahochtemperatur-Reaktor / Plasma-Ultrahochtemperatur-Reaktor / PyrolyseanlagePyrolyseanlage

Plasma-Ultrahochtemperatur-Reaktor:Plasma-Ultrahochtemperatur-Reaktor: Hochtoxischer Sondermüll wird bei Temperaturen bis zu Hochtoxischer Sondermüll wird bei Temperaturen bis zu 20'000 Grad in wieder verwendbare Schlacke verwandelt.20'000 Grad in wieder verwendbare Schlacke verwandelt.

Oxidation mit reinem Sauerstoff. Oxidation mit reinem Sauerstoff. Es entstehen deshalb kaum Stickoxide.Es entstehen deshalb kaum Stickoxide.

Pyrolyseanlage: Pyrolyseanlage: Geschlossener Reaktor ;Temperaturen von 400-800°C; Geschlossener Reaktor ;Temperaturen von 400-800°C; Zersetzung ohne SauerstoffZersetzung ohne Sauerstoff→ keine Abgase → keine Abgase

Autoreifen und andere Kunststoffe werden so entsorgt Autoreifen und andere Kunststoffe werden so entsorgt Unter anderem kann Benzin gewonnen werdenUnter anderem kann Benzin gewonnen werden

AutokatalysatorAutokatalysator

Beim Verbrennen von Benzin entsteht CO, NO und C2H6Beim Verbrennen von Benzin entsteht CO, NO und C2H6 Sie werden mit Hilfe eines Platin-Kat. in weniger Sie werden mit Hilfe eines Platin-Kat. in weniger

gefährliche Stoffe umgewandelt gefährliche Stoffe umgewandelt (Drei-Wege-Katalysator). (Drei-Wege-Katalysator).

NO ist ein Problem, ihm wird O2 entzogen, aber NO ist ein Problem, ihm wird O2 entzogen, aber gleichzeitig oxidieren CO und C2H6 gleichzeitig oxidieren CO und C2H6 → → Luft-Kraftstoff-Luft-Kraftstoff-Gemisch von 14,7 Gramm Luft pro Gramm Benzin-Gemisch von 14,7 Gramm Luft pro Gramm Benzin-KraftstoffKraftstoff + + Lambda-Sonde, welche O2-Zufuhr steuert.Lambda-Sonde, welche O2-Zufuhr steuert.