Untersuchung der dynamischen Adsorption an Kfz-Innenraumfiltern

Sager, Uta

Kfz-Innenraumfilter reinigen die der Fahrerkabine zugeführte Außenluft von Partikeln und gasförmigen Verunreinigungen. Die Abscheidung der gasförmigen Verunreinigungen erfolgt durch Adsorption an einer dünnen Schicht Aktivkohlegranulat, die meistens zwischen Stütz- und Trageschichten des Filters eingebettet ist. Kfz-Innenraumfilter werden zum qualitativen Vergleich ihrer adsorptiven Eigenschaften gemäß der Norm ISO 11155, Teil 2, von 2009 mit dem Titel „Road vehicles- Air filters for passenger compartments- Part 2: Test for gaseous filtration“ getestet. Über das dynamische Abscheideverhalten von Kfz-Innenraumfiltern im praktischen Einsatz ermöglichen derartige Filtertests aber allenfalls Prognosen. Im Einsatz sind die Filter ständig wechselnden Umgebungsbedingungen (Temperatur und relative Luftfeuchte) und Schadstoffkonzentrationen ausgesetzt, die die Adsorptionskapazität beeinflussen und zur Desorption von zuvor abgeschiedenen Gasen führen können. Zur Charakterisierung der Prozesse bei der Kfz-Innenraumfiltration wurde die dynamische Adsorption der organischen Komponenten Toluol und n-Butan in feuchter Luft als Trägergas eingehend untersucht. Hierzu wurden bei verschiedenen für die Kfz-Innenraumfiltration relevanten Temperaturen und relativen Luftfeuchten und verschiedenen Eingangskonzentrationen mit der Festbettmethode Durchbruchskurven ermittelt. Die umfangreichen Versuchsreihen bildeten die Basis dafür, das Adsorptionsgleichgewicht und die Kinetik der jeweils binären Adsorptionssysteme zu charakterisieren. Die Unterschiede zwischen den Adsorptiven n-Butan und Toluol wurden herausgearbeitet und detailliert beschrieben. Mit den ermittelten Parametern zum Adsorptionsgleichgewicht und zur Adsorptionskinetik wurde der Adsorptionsprozess mathematisch beschrieben und die Durchbruchskurven durch dünne Schüttungen von Aktivkohle erfolgreich berechnet.

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Sager, Uta: Untersuchung der dynamischen Adsorption an Kfz-Innenraumfiltern. 2013.

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