Способ получения озона

Авторы патента:

Данилин Вячеслав Васильевич (RU)

Кокуркин Михаил Павлович (RU)

Смородин Анатолий Иванович (RU)

C01B13/10 - получение озона

Владельцы патента RU 2273601:

Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" (RU)

Изобретение относится к производству озона из атмосферного воздуха. Способ включает подачу рабочего газа в разрядную зону генератора озона, работающего на атмосферном воздухе при высокой плотности мощности на единицу активной поверхности электродов. При плотности мощности более 80 Вт/дм² отбирают часть воздуха из системы воздухоподачи, обогащают кислородом и подают на вход генератора озона. При этом содержание кислорода в подающемся в генератор озона воздухе увеличивается и составляет величину до 30%. Предложенное изобретение позволяет повысить производительность генератора озона, концентрацию озона, а также снизить энергозатраты на его производство. 6 ил.

Предлагаемое изобретение относится к производству озона из атмосферного воздуха в генераторах озона, использующих для этой цели электрический разряд.

Известны способы получения озона, когда озон синтезируется в промежутке между электродами генератора озона, в которых инициируется электрический разряд. При этом производительность генератора озона и другие его характеристики существенным образом зависят от интенсивности отвода тепла от разрядного промежутка.

Известны способы получения озона при принудительном охлаждении хладоносителем, например водой, только одного (заземленного) электрода /1/ или одновременно двух (высоковольтного и заземленного) электродов /2/.

Задачей изобретения является повышение производительности генератора озона, концентрации озона и снижение энергозатрат на его производство.

Наиболее близким к предлагаемому способу решением является способ получения озона /3/, в котором повышение эффективности генерации озона достигается за счет отбора части рабочего газа с выхода генератора озона, его охлаждения в автономном холодильнике и повторной подачи на вход генератора озона.

Недостатками этого способа являются: наличие дополнительного холодильника и наличие эжектора на входе в генератор озона, который требует повышенного давления воздуха. В то же время при использовании в качестве рабочего газа воздуха при больших значениях плотности мощности на единицу активной поверхности электродов (более 80 Вт/дм²) этот способ не обеспечивает эффективную работу озонатора из-за перехода лавино-стримерного разряда в искровой, при котором интенсивность генерации озона резко снижается.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы (повышение производительности и концентрации озона, снижение энергозатрат) генераторов озона, работающих при высокой плотности мощности (более 80 Вт/дм²).

Указанная цель достигается тем, что в способе получения озона путем подачи рабочего газа в разрядную зону генератора озона, работающего на атмосферном воздухе при высокой плотности мощности на единицу активной поверхности электродов, новым является то, что при плотности мощности более 80 Вт/дм² из системы воздухоподачи часть воздуха отбирают, обогащают кислородом и подают на вход генератора озона. При этом содержание кислорода в подающемся в генератор озона воздухе увеличивается и составляет величину до 30%.

На фиг.1, 2, 4, 5, 6 приведены конкретные примеры, реализующие предложенный способ. Установка, представленная на фиг.1, работает следующим образом: атмосферный воздух в количестве 170% от рабочего количества, подаваемого в генератор озона 3, сжимается компрессором 1 до давления 0,7 МПа и подается в количестве 115% в блок осушки 2 и в количестве 55% - в газоразделительную установку 4. Из блока осушки 2 20% воздуха, используемого на регенерацию адсорберов, выбрасывается в атмосферу, а 95% подается на генератор озона 3. Из газоразделительной установки 4 50% воздуха, обогащенного азотом, выбрасывается в атмосферу, а 5% кислорода с концентрацией не менее 92% подается в генератор озона 3. После генератора озона, работающего при плотности мощности выше 80 Вт/дм² активной поверхности электродов, получаем 130% О₃/ч при концентрации озона 26 г O₃/м³.

Если без изменения подводимой к генератору озона мощности поддерживать концентрацию озона на уровне 20 г O₃/м³, то необходимо увеличить количество перерабатываемого атмосферного воздуха со 170 до 236% (фиг.2) и производительность в этом случае увеличится до 140%.

На фиг.3 приведена существующая схема установки получения озона, работающая следующим образом: атмосферный воздух в количестве 120% подается компрессором 1 на блок осушки 2, в котором 20% воздуха используется на регенерацию, а оставшиеся 100% подаются на генератор озона 3, в котором производится 100% озона в час при концентрации 20 г O₃/м³. При этом мощность, подводимая к генераторам озона, одинакова для всех трех случаев (фиг.1, 2, 3).

Таким образом, предложенный способ позволяет увеличить производительность на 30% при работе по схеме, показанной на фиг.1, и на 40% - при работе по схеме фиг.2. Увеличение же стоимости оборудования и эксплуатационных затрат для производства дополнительных 40% озона будет в 2,5-4 раза ниже, чем увеличение стоимости, если такое же количество озона производится по существующей схеме (фиг.3).

Если блок осушки воздуха 2 работает на низком давлении (0,2 МПа), то отбор воздуха осуществляется с помощью дожимающего компрессора 5 (фиг.4, 5) или компрессора, отбирающего атмосферный воздух (фиг.6).

При увеличении добавки кислорода выше 10% (суммарное содержание кислорода около 31%) разница в стоимостях оборудования и эксплуатационных затратах при получении озона по существующей и предлагаемой схемам быстро уменьшается и преимущества такого способа решения поставленной задачи исчезают.

Источники информации

1. Филиппов Ю.В., Вобликова В.А. и др. Электросинтез озона. - М.:МГУ, 1987, с.51-5.

2. Патент РФ №2046753, Кл. С 01 В 13/11, опубл. 27.10.95, БИ №30.

3. Патент РФ №2120404, Кл. С 01 В 13/11, опубл. 20.10.98, БИ №29 (прототип).

Способ получения озона путем подачи рабочего газа в разрядную зону генератора озона, работающего на атмосферном воздухе при высокой плотности мощности на единицу активной поверхности электродов, отличающийся тем, что при плотности мощности более 80 Вт/дм² отбирают часть воздуха из системы воздухоподачи, обогащают кислородом и подают на вход генератора озона, при этом содержание кислорода в подающемся в генератор озона воздухе увеличивается и составляет величину до 30%.

Способ получения озоногазовой смеси и устройство для его осуществления // 2179149

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для получения озоногазовых смесей. .

Способ получения озона // 2174944

Изобретение относится к технологии получения озона из осушенного кислородообогащенного газа, выделенного из атмосферного воздуха короткоцикловой безнагревной адсорбцией, и может применяться в экологии при водоподготовке и очистке сточных вод методом озонирования.

Установка для озонирования воды // 2162061

Изобретение относится к химической очистке воды и может быть использовано для приготовления питьевой воды и воды в плавательных бассейнах. .

Способ получения озона // 2160701

Изобретение относится к технологии получения озона из кислорода воздуха и может быть использовано для проверки и градуировки автоматических газоанализаторов микроконцентраций озона.

Способ получения озонированного воздуха и устройство для его осуществления // 2154016

Генератор озона // 2153465

Генератор озона // 2136582

Изобретение относится к устройствам для получения озона. .

Генератор озона ю.п.пичугина // 2135407

Изобретение относится к устройствам для получения озона синтезом из воздуха или кислорода и может быть использовано, в частности, в химической и пищевой промышленности, например, для обеззараживания и очистки сточных и питьевых вод.

Озонаторная станция // 2134231

Способ получения озона // 2425797

Изобретение относится к технологии получения озона и утилизации парникового газа СO2

Реакции озонолиза в жидком co2 и растворителях, расширенных co2 // 2446004

Способ и устройство для обогащения тяжелых изотопов кислорода // 2446862

Изобретение относится к способу и устройству для обогащения тяжелых изотопов кислорода, в которых используется реакция фотохимического разложения озона под действием лазерного излучения

Способ комплексной медикаментозной обработки корневого канала зуба // 2540512

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано для медикаментозной обработки корневого канала зуба. Для этого последовательно выполняют следующие этапы: - обработку зубного канала раствором гипохлорита натрия концентрацией 0,5-5,25 мас.%, объемом 1-20 мл на один корневой канал, при активации ультразвуком с частотой 20-40 кГц, при этом возможна как одномоментная активация ультразвуком в процессе обработки, так и чередование обработки раствором гипохлорита натрия и активации ультразвуком с периодом 3-5 сек, - обработку озонированным физиологическим раствором концентрацией озона в растворе от 10 мкг до 60 мг на литр, объемом 1-20 мл на 1 корневой канал, при активации ультразвуком с частотой 20-40 кГц, - обработку водным раствором хлоргексидина концентрацией 0,12-2 мас.%, объемом 1-20 мл на один корневой канал при активации ультразвуком с частотой 20-40 кГц, при этом между перечисленными этапами обработки соблюдаются временные промежутки не более 3 минут, а каждый этап обработки длится от 3 до 15 минут. Способ позволяет обеспечить высокое качество лечения за счет предупреждения обострения в постпломбировочном периоде и сокращении сроков регенерации в тканях периодонта при его простоте и экономичности. 2 пр.

Способ очистки газовых выбросов от полициклических ароматических углеводородов, в том числе бенз(а)пирена // 2541320

Изобретение относится к способу очистки газовых выбросов и может быть использовано на предприятиях металлургической, химической, нефтяной, коксохимической, теплоэнергетической отраслей промышленности. Способ очистки газовых выбросов от полициклических ароматических углеводородов, в том числе бенз(а)пирена включает облучение газовых выбросов ультрафиолетовым излучением электрического разряда в рабочем интервале длин волн со средней плотностью световой энергии 10-3 - 3·10-1 Дж/см2, причем облучение газовых выбросов ультрафиолетовым излучением электрического разряда проводят в присутствии озона и воды в виде жидкости или пара при температуре газовых выбросов 0°С - 250°С, причем озон получают путем облучения потока воздуха, подаваемого в камеру предварительного воздействия, причем облучение газового потока в газоходе установки осуществляется чередованием больших 3·10-1 Дж/см2 и меньших 10-3 Дж/см2 значений средней плотности световой энергии, причем облучение газовых выбросов ультрафиолетовым излучением электрического разряда проводят в спектральном диапазоне длин волн 310-410 нм. Изобретение позволяет повысить степень очистки промышленных выбросов от токсичных ПАУ, в том числе бенз(а)пирена и снизить кислотную коррозию газохода установки. 1 ил.

Способы озонолиза органических соединений // 2602153

Изобретение относится к способам озонолиза органических соединений. Способ производства озона, предназначенного для использования при озонолизе органических соединений, включает подачу жидкого кислорода в теплообменник и тем самым получение газообразного кислорода, подачу газообразного кислорода в генератор озона, подачу смеси озона и кислорода в установку отделения озона, подачу жидкого азота в теплообменник и тем самым получение газообразного азота, подачу газообразного азота в установку отделения озона и возвращение кислорода, отделенного от смеси озона и кислорода, в точку подачи газообразного кислорода, и подачу смеси озона и азота в реактор озонирования для озонолиза органических соединений. Изобретение обеспечивает безопасный и рентабельный озонолиз органических соединений. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Разрядная камера для проведения плазмохимических реакций // 2642798

Разрядная камера для проведения плазмохимических реакций относится к плазмохимии, к синтезу озона и окислов азота из атмосферного воздуха, смеси кислорода с азотом с помощью барьерного разряда и может найти применение в научных исследованиях и медицине. Разрядная камера включает два коаксиальных электрода, диэлектрический барьер и съемные инициаторы разряда, установленные на одном из электродов. Диэлектрический барьер расположен между электродами с зазорами относительно каждого из электродов. Инициаторы разряда заходят в выполненные в электроде кольцевые проточки. Зазор величиной Н между диэлектрическим барьером и электродом с проточками заполнен проточным рабочим газом. Инициаторы разряда зафиксированы в парных кольцевых проточках съемными прижимными элементами таким образом, что расстояние L между участками вышеуказанных инициаторов, обращенными в сторону диэлектрического барьера, и диэлектрическим барьером удовлетворяет условию 0,25Н≤L≤0,5Н. Зазор между диэлектрическим барьером и другим электродом заполнен циркулирующей электропроводящей жидкостью. Технический результат: повышение максимальной производительности разрядной камеры на инициируемом барьерном разряде импульсно-периодического действия. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.