Способ озонирования воздуха Советский патент 1992 года по МПК C01B13/11 

Изобретение относится к области получения озона в воздушной или газовой среде и может быть применено в качестве способа для озонной обработки в различных областях народного хозяйства, в частности,втехнологиях сельскохозяйственного производства, пищевой и химической промышленности.

Целью изобретения является снижение энергозатрат процесса озонообразования в воздушной или газовой среде.

На фиг.1 приведена схема разрядного элемента с электродом, покрытым слоем твердого диэлектрика: на фиг.2 - график

электроразрядного воздействия на воздух в межэлектродном пространстве.

Способ включает следующие операции:

устанавливают электроды, внутреннюю поверхность одного из которых покрывают слоем твердого диэлектрика и равноудаляют от поверхности другого электрода;

подают воздух в межэлектродное пространство;

к электроду, покрытому слоем диэлектрика подводят положительный потенциал инициирующего импульса величиной, обеспечивающей надежный пробой воздушного промежутка;

после прекращения инициирующего импульса к электроду подводят гармоническое синусоидальное напряжение величиной, меньшей напряжения пробоя воздушного промежутка;

через некоторое время, связанное с периодичностью воздействия, снимают синусоидальное напряжение и циклическое воздействие (операции 3, 4 и 5) повторяют снова.

Дополнительно для улучшения процесса озонообразования,к электроду, покрытому слоем диэлектрика, прикладывают напряжение смещения положительной полярности.

П р и м е р. На воздушный поток, пропускаемый в зазоре между электродом 2 и диэлектрической прокладкой 3 (фиг. 1), нанесенной на поверхность электрода 1, воздействуют электрическим разрядом от источника циклического напряжения 4.

Исходя из требований пропускной способности разрядника по воздуху, выбирают рзеличину воздушного зазора, например, равной 0,01 м. Напряжение инициирующего импульса из условия надежного пробоя воздушного промежутка берут равным 60 кВ. Толщину и материал диэлектрика, нанесенного на электрод 1 выбирают из условия электрической прочности 0,002 м, радиокерамика.

Воздействие начинается с инициирующего импульса величиной 60 кВ, приложенного положительной полярностью ( электроду 1, длительностью 3 с и скоростью нарастания напряжения 6 10 кБ/с.

При этом энергия переднего фронта импульса с небольшими потерями в диэлектрике трансформируется к межэлектродному пространству. Напряженность электрического поля в воздушном зазоре возрастает вплоть до начала газового пробоя, после чего дополнительная поступающая энергия идет на формирование и развитие лавинных процессов в газе, носящих благодаря свойствам заряда диэлектрика, рассредоточенный по пбьему воздушного зазора характер. 1лножество микролавин, начав свой путь от поверхности электрода 2 за счет эмиссии и ускорения электронов, пронизывают газовый обьем межэлектродного пространства, заканчивают свой путь на поверхности диэлектрика 3. При этом в воздушном слое образуется объемный положительный ионный заряд, а на поверхности диэлектрика 3 - отрицательный заряд за счет, Ei основном, свободных электронов ядер микролавин,

Этот процесс от первого акта воздействия сопровождаегся интенсивным озоиообразованием и заканчивается резким падением напряженности поля в межэлектродном пространстве за счет выравнивания потенциалов на поверхностях электродов

независимо от присутствующего на электродах потенциала (в пределах времени рекомбинации объемного заряда).

После прекращения действия инициирующего импульса источник напряжения

вырабатывает переменное гармоническое напряжение с амплитудой 15 кВ частотой 30 кГц, а также положительное напряжение величиной 0,5 кВ, приложенное к электроду 1. При этом, как известно, минимальное напряжение пробоя воздушного промежутка величиной 0,01 м составляет около 20 кВ,

Переменная составляющая электрического поля создает в межэлектродном пространстве повышенные энергетические

уровни рекомбинации объемных зарядор с интенсивным оптическим излучением в диапазоне 290-400 Нм преимущественно у поверхности диэлектрика, что способствует процессу озонообразования при рациональном использовании энергии зарядов.

Под действием постоянной составляющей электрического прля происходит упорядоченное движение электрических зарядов, следствием чего рекомбинационные процессы протекают более интенсивно в зоне преимущественного расположения отрицательных зарядов (у поверхности диэлектрика) и способствует уменьшению энергозатрат.

Действие цикла заканчивается по истечении времени 3- с, величину которого определяют из условий выбранного межэлектродного воздушного расстояния, напряженности поля и частоты гармонической

составляющей.

Формула изобретения 1. Способ озонирования воздуха, включающий подачу воздуха в межэлектродное

пространство, воздействие на него электрическим импульсным разрядом самплитудой напряжения 10-300 кВ, длительностью (1,2-10,0) 10 с, скоростью нарастания напряжения 3 10 к8/с, отличающийся

тем, что, с целью снижения энергозатрат, поверхность одного из электродов в межэлектродном пространстве покрывают слоем твердого диэлектрика, на электроды последовательно подают инициирующий

импульс, положительный потенциал которого подводят к электроду, покрытому слоем диэлектрика, и переменное гармоническое напряжение с амплитудой не более 0,9 амплитуды инициирующего импульса и частотой 5-1000 КГЦ, воздействие осуществляют ||М1/пмиип г попмпппм 9 , циклично с периодом 2 -10 -6 -10 с. 2. Способ по п.1. о т л и ч а ю щ и и с я тем. что на электрод, покрытый слоем диэлектрика, одновременно с подачей переменного напряжения прикладывают напряжение положительной полярности величиной до 1 кВ.

Использование: сельское хозяйство, пищевая и химическая промышленность. Сущность изобретения: способ включает подачу воздуха в межэлектродное пространство, воздействие на него электрическим импульсным разрядом с амплитудой напряжения 10-300 кВ, длительностью