ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ОЗОНАТОРНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1995 года по МПК C01B13/11 C02F1/78 

Изобретение относится к химической очистке воды, а именно к установкам для озонирования воды.

Одной из основных проблем является повышение концентрации озона, а следовательно, производительности при минимальных затратах электроэнергии.

Известна установка для озонирования воды, содержащая компрессор, теплообменник с полостями высокого и низкого давления, вихревую трубку, адсорберы, фильтры, озонатор и контактную камеру, причем вихревая труба установлена внутри теплообменника по его оси и снабжена ресивером. Полость низкого давления теплообменника выполнена в виде трубчатой спирали, размещенной вокруг вихревой трубы [1].

Однако известная установка неэффективна в работе по концентрации озона, а следовательно, по производительности за счет чего снижается качество обработанной озоно-воздушной смесью воды. Кроме этого, имеется выброс в атмосферу нерастворившегося озона в воде контактной камеры. Наиболее близкой к предлагаемой является установка для озонирования воды, содержащая систему подачи воздуха, озонатор, насос, фильтр, смесительное устройство. Кроме того, она снабжена мембранным аппаратом обогащения воздуха кислородом. Блок осушки выполнен в виде мембранного газоразделительного устройства с мембраной, селективной к водяным парам и соединен с озонатором через мембранный аппарат обогащения воздуха кислородом. Надмембранные пространства аппарата и газоразделительного устройства соединены последовательно друг с другом. Подмембранная полость аппарата соединена с линией подачи кислорода в озонатор, а подмембранная полость газораспределительного устройства - с эжектором, установленным на циркуляционной линии [2].

Недостатки известного устройства - обогащение кислородом воздуха не более 35%, что является не эффективным по выходу озона; дополнительная установка блока осушки воздуха, усложнение установки; осушка воздуха до точки росы не менее -40^оС.

Цель изобретения - повышение концентрации озона, а следовательно, производительности, снижение энергозатрат на выработку единицы озона, исключение выброса озона в атмосферу, повышение качества обработанной воды, исключение пульсаций давления на входе в блок обогащения воздуха, а также повышение степени регенерации адсорбента.

Эта цель достигается тем, что устройство подготовки воздуха выполнено в виде адсорбера с цеолитом, входная полость которого соединена трубопроводом через ресиверы с компрессором, вакуумным насосом и атмосферой, а входная полость - через выравнивающий адсорбер с озонатором. Газовая полость смесительной камеры соединена трубопроводом с компрессором через узел разложения озона.

Применение устройства подготовки воздуха адсорберного типа может обогащать воздух кислородом свыше 50% и осушать его до точки росы не более -55^оС.

Совокупность существенных признаков предложенного устройства проявляет иные свойства в сравнении с известными решениями, заключающиеся в том, что применение устройства подготовки воздуха адсорберного типа, а также ресиверов сглаживания пульсаций после компрессора, регенерации адсорбента и соединение полости отработанного газа смесительной камеры с входом в компрессор через узел разложения озона повышает удельный выход озона, снижает общие энергозатраты на единицу выработки озона.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На чертеже показана высокочастотная озонаторная установка.

Установка содержит компрессор 1, ресивер 2 сглаживания пульсаций, вакуумный насос 3, ресивер 4 регенерации адсорбента, адсорберы 5 с адсорбентом, устройство 6 подготовки воздуха адсорберного типа, ротаметр 7, источник питания 8, киловольтметр 9, озонаторы 10, катушки 11 сопротивления, смесительная камера 12, узел 13 разложения озона, трубопровод 14, адсорбер 15, глушитель 16.

Подача атмосферного воздуха в устройство подготовки воздуха адсорберного типа осуществляется компрессором 1 через ресивер 2. Регенерация адсорбента в адсорберах 5 производится вначале сбросом давления до нуля, а затем вакуумным насосом 3 через ресивер регенерации адсорбента 4. Замер расхода обогащенного кислородом воздуха после напорно-вакуумного блока 6 измеряется ротаметром 7. Обогащенный кислородом воздух, попадает в разрядную зону озонатора 10, и при подаче напряжения и заданной частоты тока источником питания 8 на озонаторы 10 в нем получается озон. Замер напряжения на озонаторах осуществляется киловольтметром 9. Вода на охлаждение озонаторов 10 подается через катушки сопротивления 11.

После озонаторов озоно-воздушная смесь поступает в смесительную камеру 12, проходя через воду поступает в верхнюю часть смесительной камеры 12 и далее через узел разложения 13 поступает на вход в компрессор 1 по трубопроводу 14.

При работе установки воздух попадает в компрессор 1, сжимается до определенного давления и поступает в ресивер 2 сглаживания пульсаций, далее через запорную арматуру попадает в устройство подготовки воздуха адсорберного типа, который содержит адсорберы 5 и 15 с адсорбентом. Адсорберы 5 работают в циклическом режиме: наполнение до определенного давления, продуцирование (получение кислорода) и регенерация адсорбента за счет сброса давления до нуля через глушитель 16 и вакуумного насоса через ресивер 4 регенерации адсорбента, далее обогащенный кислородом воздух поступает в адсорбер 15, где происходит выравнивание кислорода в воздухе, поступает в озонаторы 10 через ротаметр 7, на озонаторы 10 подается определенное напряжение и частота тока. Охлаждение озонаторов производится водой через катушки сопротивления 11. После озонаторов озоновоздушная смесь поступает в смесительную камеру 12 через фильтросные трубки, далее озоновоздушная смесь, проходя через толщу воды, поступает в верхнюю часть смесительной камеры 12 и через узел разложения озона 13 по трубопроводу 14 поступает на вход в компрессор 1.

Применение высокочастотной озонаторной установки по сравнению с известным позволит повысить концентрацию озона в озоновоздушной смеси, а следовательно, производительность и уменьшить удельные энергозатраты на единицу озона за счет предложенных конструктивных новшеств.

Изобретение относится к химической очистке воды. Сущность изобретения: высокочастотная озонаторная установка содержит озонаторы. Устройство подготовки воздуха выполнено в виде адсорберов с цеолитом и выравнивающего адсорбера. Входная полость адсорберов с цеолитом соединена трубопроводами через ресиверы с компрессором и вакуумным насосом, через глушитель - с атмосферой, а выходная - через выравнивающий адсорбер с озонаторами. Полость смесительной камеры соединена трубопроводом с компрессором через узел разложения озона. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ОЗОНАТОРНАЯ УСТАНОВКА для обработки воды, содержащая озонаторы, смесительную камеру, устройство подготовки воздуха с компрессором, отличающаяся тем, что устройство подготовки воздуха выполнено в виде адсорберов с цеолитом и выравнивающего адсорбера, причем входная полость адсорберов с цеолитом соединена трубопроводами через ресиверы с компрессором, вакуумным насосом и через глушитель с атмосферой, а выходная через выранивающий адсорбер - с озонаторами. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что полость смесительной камеры соединена трубопроводом с компрессором через узел разложения озона.