Способ получения озона Советский патент 1993 года по МПК C01B13/10 

Изобретение относится к способам получения озоносодержащих смесей и может быть использовано в озонаторных установках большой производительности в системах водоочистки, а также очистки дымовых газов ТЭЦ от моноокиси азота.

Цель изобретения - снижение энергозатрат.

Именно предварительная осушка озо- нокислородной смеси до точки росы, не пре- вышающей значения температуры адсорбции, обеспечивает/согласно способу, отсутствие таких нежелательных явлений, ведущих к нарушению рабочих параметров процесса низкотемпературных адсорбции, как выполнение влаги в виде инея на внутренних поверхностях емкостей и трубопроводов; и как следствие, высокукэ

эффективность процесса низкотемпературной адсорбции озона, а тем самым достижение цели изобретения.

Сопоставительный агзлиз заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что озонокислородную смесь перед поступлением на разделение в низкотемпературный адсорбент подвергают осушке вымораживанием влаги в регенераторе до точки росы, не превышающей значение температуры адсорбции.

На чертеже представлена установка для осуществления предлагаемого способа.

Установка для получения озоносодер- жащей смеси содержит воздухоочистительную установку 1. озонатор 2. три параллельно работающих адсорбента 3-5.

00

GO,

00

ю со

со

регенераторы 6-11, попарно установленные на входе каждого из адсорбентов, трубопроводы подачи озонокислородной смеси 12, трубопроводы подачи вытесняющего газа 13,теплоообменник 14, служащий для подо- грева вытесняющего газа в процессе десорбции озона, а также систему запорных вентилей.

Способ получения озоносодержащей смеси включает в себя получение кислорода в воздухоразделительной установке 1 с последующим преобразованием его в озоно- кислородную смесь в озонаторе 2. Перед тем как озонркислородную смесь подавать в один из трех параллельно работающих низкотемпературных адсорбентов 3, 4, 5 для отделения озона от кислорода, ее подвергают осушке вымораживанием в одном из двух регенераторов, работающих в периодическом режиме. В течение первого ре- жима на насадке регенератора вымораживается влага, содержащаяся в прямом (или тепловом) потоке, каким является озонокислородная смесь. При этом озонокислородная смесь за счет теплообме- на с насадкой регенератора охлаждается до температуры, не превышающей температуры (Гаде. - 10) К, где Тадс. - температура адсорбции. В течение второго режима осуществляют вынос всей влаги, оставшейся в насадке после теплового дутья. Для этой цели используют азот, отбираемый ректификационной колонны воздухоразделитель- ной установки 1. При этом насадка регенератора охлаждается. Средняя темпе- ратура озонокислородной смеси на выходе регенератора в период теплого дутья не превышает (Тадс. - 10) К, Температуру обратного потока на входе в регенератор в период холодного дутья принимают из условия незабиваемостей генератора.

Осушенную таким образом озонокисло- родную смесь направляют в один из трех низких температурных адсорбентов 3-5, в котором при температуре (Тадс. - -(70...110)°С адсорбируется озон, кислород же возвращают на вход озона 2. Кислород, преобразованный в онозаторе в озон, восполняют дополнительным количеством кислорода из воздухоразделительной установки 1.

Параллельно с адсорбентом, работающим в режиме адсорбции, два других адсорбера работают: один в режиме генерации, осуществляемой при продувке адсорбента

кислородом, отбираемым из воздухоразделительной установки 1, другой - в режиме десорбции озона, проводимой вытеснитель- ным методом с помощью азота, получаемого также в воздухоразделительной установке 1. Необходимая температура азота поддерживается с помощью теплообмен- ника 14. Озон, десорбированный с помощью азота подается потребителю с требуемой концентрацией, которая регулируется в процессе десорбции изменением температуры, давления или расхода вытесняющего газа, в данном случае азота.

Использование предлагаемого способа получения озоносодержащей см.еси обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества: в низкотемпературный адсорбент озона подается озонокислородная смесь, точка росы которой не превышает температуру адсорбции. Это предотвращает такие нарушения в условиях работы низкотемпературных адсорбентов, как выпадение влаги в виде инея на внутренних поверхностях, ухудшение теплообмена при криостатировании адсорбента, уменьшение живого сечения подводящих трубопроводов, изменение скорости потока, колебания давления. Осушка озонокислородной смеси вымораживанием влаги в генераторах существенно влияет на повышение эффективности процесса низкотемпературной адсорбции озона и в целом ведет к снижению энергоемкости процесса получения озоносодержзщей смеси.

Формула изобретения

1. Способ получения озона, включающий превращение кислорода, полученного путем низкотемпературной ректификации воздуха, в озонокислородную смесь в озонаторе, ее охлаждение и разделение на озон и кислород низкотемпературной адсорбции, последующую десорбцию озона вытес- няющим газом и возврат кислорода в озонатор, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, озонокислородную смесь перед разделением подвергают охлаждению и осушке путем вымораживания влаги в регенераторе с использованием охлаждающего потока от точки росы, не превышающей значения температуры адсорбции.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве охлаждающего потока в регенератор используют продукты разделения воздуха.

Изобретение относится к способам получения озона смесей и может быть использовано в озонаторных установках большой производительности в системах водоочистки, а также очистки дымовых газов ТЭЦ от моноокиси азота. Способ получения озона включает в себя преобразование кислорода, полученного путем низкотемпературной ректификации воздуха, в озонокислородную смесь в озонаторе. Далее смесь охлаждают и подвергают осушке путем вымораживания влаги в регенераторе с и; пользованием ох- лэждающего потока до точки росы, не превышающей значениятемпературы адсорбции. В качестве охлаждающего потока могут быть использованы продукты разделения воздуха. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.