СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЗОНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК C01B13/11 

Описание патента на изобретение RU2034777C1

Изобретение относится к неорганической химии, точнее к способам получения озона, и может быть использовано в химической промышленности, очистке сточных вод, подготовке питьевой воды и т.д.

Известен способ получения озона, основанный на радиационно-химической реакции адсорбированных молекул кислорода, заключающийся в облучении охлажденного до -60 ÷ -100оС катализатора-сорбента с адсорбированным на нем кислородом [1] Сущность способа заключается в использовании образующихся под влиянием облучения возбуждений (экситоны, электронно-дырочные пары) решетки специально подобранного катализатора для селективного возбуждения молекул кислорода, адсорбированных на поверхности катализатора.

Катализатор подбирают таким образом, чтобы ширина запрещенной зоны, а, следовательно, и энергия возбуждений соответствовала уровням возбуждения кислорода, определяющим максимальный выход реакции.

О2* + О2 _________ О3 + О.

Этот способ выбран в качестве прототипа. Он отличается высоким выходом по реакции.

Накачка кристаллической решетки происходит за счет поглощения энергии ионизирующего излучения.

Этот способ реализуется в устройстве, содержащем капсулу с катализатором и приспособлением для его охлаждения и нагрева. Капсула помещена в камеру из стали Х18Н9Т, имеющую окно из алюминиевой фольги для облучения катализатора, например силикагеля, внешним облучателем, а также газовую арматуру для напуска кислорода.

Недостатком этого способа и устройства является использование мощных источников излучения, что в ряде случаев нежелательно как с точки зрения охраны окружающей среды, так и с точки зрения экономики процесса. Т.к. установки с мощными источниками излучения достаточно сложны и требуют специальной защиты, нерентабельно создавать подобные установки небольшой производительности, в чем зачастую возникает необходимость.

Цель изобретения упрощение и удешевление процесса получения озона из кислорода за счет исключения радиационных источников энергии, сохраняя высокий энергетический выход метода.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения озона из кислорода, включающем адсорбцию кислорода поверхностью возбужденного пористого катализатора, поверхность катализатора возбуждают электрическим разрядом в атмосфере кислорода.

Физический смысл метода состоит в том, что для возбуждения поверхностных состояний катализатора используются медленные электроны, имеющие электронную температуру 8-9 эВ, получаемые в электрическом разряде, происходящем в атмосфере кислорода. Кроме того: в результате катодо-стимулированной адсорбции увеличивается сорбция кислорода 3; в отличии от прототипа возбуждаются поверхностные состояния, а не внутриобъемные, часть которых в процессе диффузии к поверхности рекомбинируют и, следовательно, не вносят вклад в реакции (1) 3; катализатор играет роль диэлектрического барьера и стабилизирует разряд.

На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит стальной корпус (капсула) озонатора, катализатор в виде пористых гранул 2,например силикагель, электрод 3, генератор 4, изолятор 5, патрубки 6 и 7 входа кислорода и выхода озоно-кислородной смеси соответственно, крышку 8 капсулы, рубашку системы 9 охлаждения, патрубки 10 и 11 входа и выхода воды системы охлаждения, причем уровень засыпки гранул пористого катализатора в корпус озонатора составляет 0,85-0,9 высоты корпуса озонатора, нижний конец электрода отстоит от дна корпуса озонатора на 0,1-0,15 от его высоты, что обеспечивает оптимальный режим работы озонатора при приведенной ниже величине напряжения.

Устройство работает следующим образом.

На электрод 3 подается напряжение порядка 12 кВ с частотой 50 Гц. Через патрубок 6 под давлением 1,4 атм подается осушенный кислород. Полученный озон удаляется через патрубок 7. Предусмотрено водяное охлаждение устройства.

По самым грубым оценкам затраты электроэнергии снижаются более чем в 2 раза и составляет около 10-12 кВт/ч на 1 кг озона.

Исключение источников радиации и предельная простота предлагаемого устройства позволяют изготавливать озонаторы любой мощности с минимальными затратами. Устройство не требует специально подготовленного обслуживающего персонала и не нуждается в наладке и ремонте, поэтому срок его службы практически не ограничен. Кроме того, после сравнительно несложной переделки уже существующие озонаторы можно использовать по данному способу, и более эффективно использовать существующий парк озонаторов.

Похожие патенты RU2034777C1

название год авторы номер документа
ГЕНЕРАТОР ОЗОНА И ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА 2007
  • Львов Александр Викторович
  • Щекотов Дмитрий Евгеньевич
  • Щекотов Евгений Юрьевич
RU2347743C2
УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЖИДКОСТИ 1994
  • Сотниченко С.А.
  • Бравый Б.Г.
  • Гурьев В.И.
RU2057548C1
ОЗОНАТОР 1993
  • Мозжухин Евгений Валентинович
  • Тюрин Александр Николаевич
RU2085478C1
Гидродинамическая установка обработки загрязненной воды 2018
  • Ващенко Юрий Ефимович
  • Сотников Валерий Сергеевич
RU2725234C2
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ СУДОВОГО ДВИГАТЕЛЯ 2016
  • Туркин Александр Владимирович
  • Туркин Владимир Антонович
  • Ежов Владимир Сергеевич
RU2644601C2
Устройство индивидуальное для защиты органов дыхания от инфицирования 2020
  • Педдер Валерий Викторович
  • Педдер Александр Валерьевич
  • Карелин Иван Александрович
  • Терещенко Алексей Юрьевич
  • Рот Геннадий Захарович
  • Шайман Леонид Матвеевич
  • Косёнок Виктор Константинович
  • Свистушкин Валерий Михайлович
  • Хрусталёва Елена Викторовна
  • Кулакова Ирина Александровна
  • Сургутскова Ирина Витальевна
  • Шкуро Юрий Васильевич
  • Рачковская Любовь Никифоровна
  • Лыков Александр Петрович
  • Котлярова Анастасия Анатольевна
  • Лёвочкина Наталья Алексеевна
  • Эрбес Ксения Олеговна
  • Мироненко Вадим Николаевич
RU2740273C1
Газораспределительная станция 1983
  • Ренкель Алексей Фридрихович
SU1139940A1
СПОСОБ СТЕРИЛИЗАЦИИ ОБЪЕКТА 1990
  • Ващенко Ю.Е.
  • Гуляев В.А.
  • Журавлев В.Е.
  • Челебровский А.Н.
RU2040935C1
ГЕНЕРАТОР ОЗОНА 2006
  • Силкин Евгений Михайлович
RU2346886C2
ГЕНЕРАТОР ОЗОНА 2006
  • Силкин Евгений Михайлович
RU2332354C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 034 777 C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЗОНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Использование: получение озона для очистки сточных вод, подготовки питьевой воды и других отраслях промышленности. Сущность изобретение: при способе получения озона в качестве генератора накачки для возбуждения поверхности гранул пористого катализатора используется источник электрического поля с напряжением 10 - 12 кВ с частотой питающей сети. Устройство для реализации предлагаемого способа содержит стальной корпус озонатора с герметичной крышкой и снабжен рубашкой водяного охлаждения, например селикагелем, в крышке установлен коаксильно корпусу озонатора электрод, погруженный в пористый катализатор и соединенный с одним из выходов источника электрического поля, второй выход которого соединен с корпусом озонатора. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 034 777 C1

1. Способ получения озона из кислорода, включающий адсорбцию кислорода поверхностью гранул возбужденного пористого катализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения экологичности и снижения энергозатрат, поверхность гранул пористого катализатора возбуждают электрическим разрядом. 2. Устройство для получения озона из кислорода, содержащее генератор накачки, стальной корпус озонатора, заполненный гранулами пористого катализатора, снабженный герметичной крышкой, патрубками подвода кислорода и отвода озона, отличающееся тем, что, с целью повышения экологичности и снижения энергозатрат, оно снабжено электродом, установленным в крышке корпуса на проходном изоляторе коаксиально с корпусом, снабженным рубашкой водяного охлаждения, генератор накачки выполнен в виде источника электрического поля, один выход которого соединен с корпусом озонатора, а другой с электродом, уровень засыпки гранул пористого катализатора составляет 0,85 0,9 высоты корпуса озонатора, нижний конец электрода отстоит от дна корпуса озонатора на 0,1 0,15 высоты корпуса озонатора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2034777C1

Устройство для выделения тяжелых примесей из волокнистого материала 1976
  • Белялов Равиль Файзрахманович
  • Котов Дмитрий Андреевич
  • Нестеров Геннадий Петрович
SU630307A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 034 777 C1

Авторы

Титов Евгений Дампеевич

Даты

1995-05-10Публикация

1991-09-07Подача