Organische Spurenstoffe in den Emissionen von ...

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schen Bedingungen und Stoffangebot kommt es aber zu Reaktionsabläufen, in deren Verlauf relativ energiearme Zwischenprodukte (kinetische Stabilisation: die Moleküle sind in thermodynamischer Hinsicht instabil, können aber reaktionstechnisch nur schwer angegriffen werden) entstehen und mit der Abluft der weiteren Reaktion entzogen werden können. Hierzu zählen insbesondere Kohlenstoffagglomerate (Ruß) und CO, aber auch eine Vielzahl meist aromatischer und anderer organischer Verbindungen. Solche Restverbindungen entstehen bei der Verbrennung von einer Tonne organischem Material im Mikrogramm- bis Grammbereich [1]. Ausschlaggebend für Art und Menge der Verbrennungsprodukte sind vor allem die Brennstoffzusammensetzung, der zur Verfügung stehende Sauerstoff, die Temperatur bzw. der Temperaturverlauf mit der Zeit, die Geometrie des Brennraumes und die Verweilzeit in der Verbrennungszone [4,5,6]. Allgemeine Reaktionsabläufe Die Chemie der Verbrennung verläuft hauptsächlich über Radikalreaktionen, die wegen ihrer geringen Aktivierungsenergie rasch ablaufen; daneben können auch heterolytische Bindungsspaltungen sowie Reaktionen an den Oberflächen geeigneter Katalysatoren stattfinden; die Oxidationsreaktionen in Verbrennungsprozessen sind stark exotherm, so daß die Temperatur im Verlauf der Reaktionen stark zunimmt, was die Bildung weiterer Radikale begünstigt [2]. Die häufigsten an Verbrennungsreaktionen beteiligten Radikale sind O2, �OH, �O, �H, �R (mit C1-C4) und �Hal. Eine zentrale Rolle spielt hier, wie auch in atmosphärischen Photooxidationsprozessen (Sommersmog), das OH-Radikal, das auf folgende Weise gebildet werden kann [3,4]: R CH3 + O2 R CH2 +HO2 R CH3 + HO2 R CH2 + H2O2 H2O2 2 OH H + OH + O O2 H + H2O OH + H2 O + H2 OH + H O + H2O 2 OH 4
Folgende Abbildung zeigt schematisch die Hauptreaktionspfade bei der Verbrennung aliphatischer Verbindungen [5,6]: Es wird deutlich, daß die Verbrennung eine unüberschaubare Folge von Abbau- und Aufbauprozessen ist. Aus größeren Molekülen entstehen reaktive kleine Bruchstücke, die sich wieder zu neuen Molekülen zusammenlagern können. 5
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