Energiesparende Abgasreinigung: Plasmazersetzung von Emissionen

10.06.2011 - Deutschland

Die Weiterentwicklung von Plasmaquellen, die bei Atmosphärendruck arbeiten, eröffnen für die Plasmatechnik neue Anwendungsfelder. Das Potential der Technologie im Bereich der Abgasreinigung wurde exemplarisch an perfluorierten Verbindungen aus der Halbleiterindustrie erfolgreich getestet. Die Effizienz der Schadstoffreduzierung im Vergleich zu thermischen Verfahren, welche bislang zur Abgasreinigung genutzt werden, ist beeindruckend und bietet neue Möglichkeiten, den Energieeinsatz im Bereich der Umwelttechnik zu reduzieren.

Die Umweltgesetzgebung in Bezug auf die Emissionen von gefährdenden Stoffen ist in den letzten Jahren immer weiter verschärft worden. Im Zuge dessen haben viele Unternehmen thermische Nachverbrennungsanlagen oder andere Abluftreinigungsanlagen installiert.

Ein bislang nur im Bereich der Halbleiterindustrie eingesetztes Verfahren zur Abgasreinigung ist die Plasmazersetzung, bei der die Abgase in einer Art Plasmabrenner umgesetzt werden. Durch entsprechende Zusätze lassen sich hierbei auf chemischen Wege Reaktionen unter geringerem Energieeinsatz erzeugen als bei einer thermischen Nachverbrennung. Im Zuge eines Projektes wurde die Möglichkeit der Nutzung der Technologie bei der Dekontamination von fluorhaltigen Gasen untersucht. Die Ergebnisse werden im Folgenden kurz beschrieben: Ein Plasmabrenner wurde als plasmachemischer Reaktor zur Zerlegung von umweltgefährdenden Abgase aus der Halbleiterindustrie entwickelt und arbeitet mit hohe Umsetzungsraten bei niedrigem Energieaufwand.

Die Optimierung der Entsorgungseffizienz wurden mit dem Gas Tetrafluormethan, das bei Ätzprozessen in der Halbleiterindustrie eingesetzt wird, durchgeführt. Das Tetrafluormethan-Gas reagiert im Plasma zu Kohlendioxid und Flusssäure.
Durch die Zudosierung einer aktiven Komponente konnte eine Umsetzung von mehr als 98% nachgewiesen werden. Die eingesetzte Mikrowellenleistung lag dabei bei 3 kW. Als weiteres relevantes Prozessgas wurde Stickstofftrifluorid untersucht und erste Experimente zur Umsetzung durchgeführt. Dabei zeigten sich sehr hohe Umsetzungseffizienzen von fast 100%.

Diese vielversprechenden Resultate zeigen, welches Potential in dieser Technologie steckt und dass es sinnvoll ist, das Verfahren auch für andere Prozesse weiter zu entwickeln. Für weitere interessante Abgassysteme steht diese Technologie zur Verfügung und kann bei Innovent weiterentwickelt werden.

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