ТРУБЧАТЫЙ ОЗОНАТОР Советский патент 1995 года по МПК C01B13/11 

Изобретение относится к производству озона, в частности к многоэлементным трубчатым озонаторам.

Цель изобретения - повышение выхода озона за счет снижения скорости его термического разложения.

На чертеже изображен трубчатый озонатор, продольный разрез.

Озонатор включает в себя заземленный корпус 1 с основными трубными решетками 2, 3 и дополнительными трубными решетками 4 и 5, наружные низкопотенциальные электроды 6, закрепленные в пазах трубных решеток 2 и 4, 3 и 5, высокопотенциальные электроды 7, вставленные коаксиально и с зазором за счет центрирующих элементов 8 с обеих сторон навстречу друг другу внутри наружных электродов 6, центральный газовый коллектор 9, снабженный патрубком 10 и образованный корпусом 1 и дополнительными трубными решетками 4 и 5, делящими межтрубное пространство, содержащее хладагент, на две изолированные полости 11 и 12, холодильник 13, являющийся испарителем холодильной машины, встроенный в центральный газовый коллектор 9, две камеры 14 и 15 входа газа на озонирование, снабженные патрубками 16 и 17 и образованные корпусом 1 и, соответственно крышкой 18 и решеткой 2, крышкой 19 и решеткой 3, проходные изоляторы 20 и 21 для проводки высокого напряжения внутрь корпуса 1, токопроводящую разводку 22, соединяющую высокопотенциальные электроды со шпильками проходных изоляторов 20 и 21, высоковольтный трансформатор 23 с заземляющим проводом для электропитания озонатора. Высоковольтные разъединители 24 и 25 предназначены для создания видимого разрыва в высоковольтной цепи озонатора при его ремонте, обслуживании и при работе на половине мощности.

Озонатор работает следующим образом.

Кислородсодержащий газ через патрубки 16 и 17 входит в камеры 14 и 15 и, проходя через кольцевые зазоры между высокопотенциальными 7 и низкопотенциальными 6 электродами, подвергается воздействию высоковольтного электрического разряда, под действием которого из молекул кислорода образуется озон. Озоногазовая смесь собирается в центральном газовом коллекторе 9, где охлаждается под действием холодильника 13 и через патрубок 10 выходит к потребителю.

Охлаждение низкопотенциальных электродов 6 осуществляется хладагентом, циркулирующим через полости 11 и 12.

Высокое напряжение с трансформатора 23 через разъединители 24 и 25, проходные изоляторы 20 и 21 вводится внутрь корпуса 1 и с помощью токопроводящей разводки 22 подводится к каждому высокопотенциальному электроду 7.

При необходимости в использовании половинной мощности озонатора достаточно отключить один из разъединителей.

Выполнение наружных низкопотенциальных электродов в виде попарно расположенных друг против друга трубок, разделенных между собой центральным газовым коллектором, образованным корпусом с двумя дополнительными трубными решетками, позволяет наряду с хорошим центрированием существенно снизить перегрев озонируемого газа, так как, во-первых, в два раза снижается скорость газового потока и его течение приобретает установившийся ламинарный режим, характеризующийся наличием теплового пограничного слоя около стенок электродов, затрудняющего теплопередачу от перегретых электродов к газовому потоку, во-вторых, длина пути движения озонируемого газа в зоне разряда также уменьшается в два раза, так как газ, пройдя зону разряда только одного высокопотенциального электрода, сразу попадает в центральный газовый коллектор, при этом он нагревается в два раза меньше. Вследствие уменьшения нагрева газа снижается коэффициент скорости разложения озона, а равновесная концентрация увеличивается, т. е. увеличивается выход озона.

Озон, собирающийся в центральной газовой камере, имеет более низкую температуру, обладает большей устойчивостью, стабильностью при транспортировке. Меньшее количество озона разлагается на пути к потребителю.

То, что дополнительные трубные решетки делят межтрубное пространство, содержащее хладагент, на две изолированные полости, позволяет выделить посередине корпуса центральный газовый коллектор для выхода озонированного газа, а камеры входа разместить с правой и левой сторон корпуса.

Наличие двух камер входа озонированного газа позволяет разделить поток на две части и тем самым снизить скорость прохождения газа через разрядный промежуток, что существенно снижает перегрев за счет наличия теплового пограничного слоя, ухудшающего теплопередачу от электродов к потоку газа.

Установка в центральном газовом коллекторе холодильника, имеющего развитую поверхность теплообмена, позволяет существенно снизить температуру озоногазовой смеси, выходящей из левой и правой частей озонатора, и тем самым снизить скорость термического разложения образовавшегося озона на пути к потребителю.

Изобретение относится к устройствам для производства озона, применяемым в химической, горной и других отраслях промышленности, и позволяет повысить выход озона за счет снижения скорости его термического разложения. Трубчатый озонатор включает камеры 14, 15 входа газа, центральный газовый коллектор 9, корпус 1 с основными трубчатыми решетками 2 и 3 с закрепленными в них наружными низкопотенциальными электродами 6, вставленными в них с обеих сторон высокопотенциальными электродами 7. Дополнительные трубные решетки 4 и 5 делят межтрубное пространство на две изолированные полости 11 и 12, содержащие хладагент. Центральный газовый коллектор 9 содержит холодильник 13. Кислородосодержащий газ трубки 16 и 17 входит в камеры 14 и 15 и, проходя через зазоры между электродами 6 и 7, подвергается воздействию высоковольтного электрического разряда, под действием которого образуется озон. Озоногазовая смесь поступает в центральный газовый коллектор 8, где охлаждается холодильником 13 и через патрубок 10 выходит к потребителю. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. ТРУБЧАТЫЙ ОЗОНАТОР, включающий камеры входа и выхода озонированного газа, корпус с трубными решетками и закрепленными в них наружными низкопотенциальными охлаждаемыми электродами и установленными в них с воздушным зазором высокопотенциальными электродами, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода озона за счет снижения скорости его термического разложения, он снабжен дополнительными трубными решетками, образующими с корпусом центральный газовый коллектор и делящими межтрубное пространство, содержащее хладагент, на две изолированные полости, наружные низкопотенциальные электроды выполнены в виде попарно расположенных друг против друга трубок, разделенных между собой центральным газовым коллектором, выполненным в виде камеры выхода озона, а камеры входа расположены по краям корпуса. 2. Озонатор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен холодильником, установленным в центральном газовом коллекторе.