Einführung

Die Entwicklung eines katalytischen Wärmeübertragers zur Reinigung von lösemittelhaltiger Abluft von kleinen- und mittleren Unternehmen (KMU) war Forschungsgegenstand eines gemeinsamen Projektes des fem aus Schwäbisch Gmünd und dem IUTA aus Duisburg. Der neuartige Wärmeübertrager wurde als Rohrbündelwärmeübertrager mit integrierter katalytischer Funktion konzipiert, wobei die strukturierten Wärmeübertragerrohre an der Rohraußenoberfläche mit zu behandelnder Abluft umströmt wurden und die katalytische Beschichtung der Rohroberflächen durch einen einstufigen elektrochemischen Beschichtungsprozess erfolgte.

Ergebnisse

Industriekatalysatoren kommen in verschiedenen Bauformen zum Einsatz. Bekannt sind beschichtete monolithische Strukturen, wie sie beispielsweise in Autoabgaskatalysatoren eingesetzt werden. Beschichtete Wärmeübertrageroberflächen sind ebenfalls auf dem Markt verfügbar. Hierfür werden bevorzugt Plattenwärmeübertrager zu Katalysatoren aufgebaut. Plattenwärmeübertrager zeichnen sich durch einen hohen Wärmeaustausch bei geringer Baugröße aus. Nachteilig ist, dass sie nur für partikelarme Abluftmedien geeignet sind, da die Oberflächen nur sehr schwer zugänglich und somit schlecht zu reinigen sind. Ähnlich verhält es sich mit katalytisch beschichteten Röhrenwärmeübertragern. Die Beschichtung ist in den Röhren. Auch bei diesen Wärmeübertragern ist die Reinigung nach Exposition mit partikelhaltiger Abluft problematisch.

In diesem FuE-Vorhaben wurde daher ein Katalysatortyp entwickelt, der als Rohrbündelwärmeübertrager ausgeführt wurde, wobei hier die Rohre außen mit katalytisch aktivem Palladium beschichtet und mit Abluft umströmt wurden. 

Zusammenfassung

Es konnte durch die beiden Forschungsstellen erfolgreich gezeigt werden, dass mit dem neuen Konzept für einen Wärmeübertrager lösemittelhaltige Abluftströme mit einem Stoffumsatz von bis zu 80–95 % oxidativ abgebaut werden können. Da bei diesem Reaktortyp eine Umströmung der WT-Rohre mit der zu behandelnden Abluft an der Rohraußenoberfläche stattfindet (und nicht wie üblich durch die Rohre), ist für eine gute Umströmung der Rohre und für einen hohen Stoffaustausch eine geeignete Oberflächenstruktur der WT-Rohre notwendig.

Danksagung

Das IGF-Vorhaben 19350  N der Forschungsvereinigung Edelmetalle + Metallchemie wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.