Установка для озонирования диэлектрической жидкости Советский патент 1993 года по МПК C02F1/78 C01B13/11 

Изобретение относится к установкам для обеззараживания и очистки диэлектрических жидкостей и может быть использовано в экологических целях в химической, металлургической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение стабильности и эффективности процесса озонирования.

На чертеже изображена схема предлагаемой установки.

Установка содержит реактор озонирования 1 U-образкой формы, выполненный в виде двух сообщающихся между собой емкостей, соединенных горизонтальным цилиндрическим участком, с патрубком 10 для ввода озонируемой диэлектрической жидкости с патрубком 11 для вывода обеззараженной жидкости, причем патрубок 10 расположен ниже патрубка 11. Внутри реактора в горизонтальном цилиндрическом участке расположен потенциальный электрод 3, подключенный к отрицательному потенциалу источника высокого напряжения 2. Коаксиально потенциальному электроду размещен заземленный электрод 4. Над патрубком 10 установлены патрубки для ввода 8 и вывода 9 воды. Между патрубками 8 и 9 расположен электролизер, включающий электроды 5 и 6. Электрод 5 (катод) подключен к отрицательному полюсу источника питания 7, электрод 6 (анод) - к положительному. Между электродами расположена газонепроницаемая ионнооб- менная мембрана 12. Место установки электрода 6 (анода) подбирается таким об00

ч

00

о ел

разом, что при подаче в реактор 1 взаимно нерастворимых озонируемой жидкости и воды, анод б, выполненный например в виде сетки из проводящего электрический ток материала, находился бы в воде несколько выше уровня межфазной поверхности между водой и диэлектрической жидкостью.

Установка работает следующим образом. В реактор озонирования 1 через патрубок 10 подается озонируемая диэлектрическая жидкость. При достижении жидкостью уровня несколько ниже уровня электрода б (анода) в реактор 1 через патрубок 8 начинают подавать воду. Таким образом в реакторе находится двухфазная система вода -- диэлектрическая жидкость, межфазная поверхность которой располагается несколько ниже электрода б (анода) так, что электрод 6 (анод) погружен в воду. От источника питания 7 на электроды 5 и б подается напряжение, под действием которого в слое воды происходит электролиз, сопровождаемый выделением водорода на электроде 5 (катоде) и кислорода на электроде б (аноде). Дисперсность.образующихся газовых пузырей определяется геометрическими параметрами электродов (диаметром проволоки в случае использования токопроводящих сеток). Водовод, благодаря наличию газонепроницаемой ионообменной мембраны 12, выводится из реактора, а мельчайшие пузыри кислорода диффундируют в слой диэлектрической жидкости через межфазную поверхность между водой и диэлектрической жидкостью.

Образовавшийся газожидкостный поток с развитой поверхностью контакта фаз движется прямотоком по сечению U-образ- ного реактора озонирования 1. На потенциальный эл°ектрод 3, расположенный внутри реактора 1, от источника высокого напряжения 2 подается отрицательный потенциал. В пузырях кислорода, движущихся в газожидкостном потоке между потенциальным 3 и заземленным 4 электродами возникает барьерный (озонэторный) разряд, происходит образование озона и его взаимодействие с подлежащими окислению компонентами. Далее обезвреженная диэлектрическая жидкость отделяется от непрореагировавшего газа и выводится из реактора озонирования 1 через патрубок 11. U-образная форма реактора озонирования 1 и взаимное расположение патрубков 8-11 обеспечивают стабильный уровень межфазной поверхности при непрерывной подаче в реактор воды и озонируемой диэлектрической жидкости.

Использование предлагаемой установки озонирования диэлектрической жидкости позволяет повысить эффективность процесса озонирования за счет насыщения

жидкости мельчайшими пузырями кислорода, выделяющимися при электроде воды и образующими огромную поверхность контакта между генерируемым в электрическом разряде озоном и диэлектрической жидкостью. Отсутствие специальных газораспределительных устройств (форсунок) повышает стабильность и надежность работы установки в процессе эксплуатации из-за исключения возможности забивания пор

или отверстий газораспределительных устройств.

При использовании предлагаемой установки озонирования отпадает необходимость в выполнении специальных мероприятий по очистке кислородсодержащего газа перед его обработкой озонатор- ным разрядом. Существенно упрощена технологическая схема в виду совмещения в

одном аппарате (реакторе озонирования 1) процессов генерирования кислородсодержащего газа, насыщения кислородсодержащим газом жидкости, генерирования озона и его взаимодействия с озонируемой жидкостью.

Предложенная установка озонирования диэлектрической жидкости обладает более высокой по сравнению с прототипом эффективностью озонирования диэлектрических

жидкостей. В таблице представлены результаты сравнительных испытаний, проводившихся в лабораторных условиях, по озонированию каменноугольной смолы с целью окисления бензпиреновых производных.

Как видно из таблицы, степень разложения бензпиреновых Производных при окислении по предложенному способу возросла

на 6% в сравнении с прототипом. Повышение эффективности произошло за счет уве- личения межфазной поверхности при насыщении смолы мельчайшими пузырями кислородсодержащего газа, образующимися при электролизе воды и диффундирующими е объем смолы через поверхность раздела фаз вода - каменноугольная смола.

Использование предложенной установки озонирования позволит осуществлять эффективную очистку жидкостей до санитарных норм, что снизит экологическую на- пряженность на предприятиях соответствующего профиля.

.Формула изобретения

Установка для озонирования диэлектрической жидкости, содержащая реактор озонирования с патрубками для ввода и вывода озонируемой жидкости, с потенциальным и заземленным электродами, элемент подачи кислорода и источник высокого напряжения, отличающаяся тем. что, с целью повышения стабильности и интенсивности процесса озонирования, корпус реактора выполнен в виде двух сообщаю

щихся между собой емкостей, элемент подачи кислорода выполнен в виде электролизера, установленного в верхней части одной из емкостей над патрубками для ввода диэлектрической жидкости, и снабжен патрубками для ввода и вывода воды и двумя электродами, разделенными газонепроницаемой ионнообменной мембраной и подключенными к источнику питания, причем положительный электрод расположен на межфазной поверхности между водой и диэлектрической жидкостью.

Использование: обеззараживание и очистка тяжелых, вязких диэлектрических жидкостей, например каменноугольных смол. Сущность изобретения: установка озонирования содержит реактор озонирования с патрубками для ввода и вывода озонируемой жидкости, с потенциальным и заземленным электродами, источник высокого напряжения, причем корпус реактора выполнен в виде двух сообщающихся между собой емкостей, в верхней части одной из которых над патрубком для ввода озонируемой диэлектрической жидкости расположены патрубки для ввода и вывода воды, а также два электрода для электролиза воды, разделенных газонепроницаемой ионообменной мембранной, подключенных к источнику питания таким образом, что на электрод, расположенный у межфазной поверхности между водой и озонируемой диэлектрической жидкостью, подается положительный потенциал. 1 табл.. 1 ил. «fc/ w Ј

5

,L------ - Ш

r.

w v

2