Способ озонирования воздуха Советский патент 1982 года по МПК C01B13/11 

(54) СПОСОБ ОЗОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

1

Изобретение относится, в основном, к водоснабжению, например, для обеззараживания питьевой воды на станциях озонирования, но может быть применено в качестве способа озонирования кислородсодержащего газа (воздуха) в любой отрасли промышленности в установках, в которых атмосферный воздух (кислород) используется в качестве окислителя.

Известен способ получения озона, заключающийся в прохождении кислородсодержащего газа (воздуха) в межэлектродном пространстве, состоящем из электродов, покрытого пористым, проницаемым для воздуха изоляционным материалом, к которому подводится постоянное стабилизированное напряжение 1-50 кВ/см 1.

Недостатками указанного способа являются сложность реализации способа из-за применения источника тока стабилизированного напряжения, ограниченная область (объем) протекания интенсивных ионизационных процессов, приводящих к образованию озона (только в зоне непосредственно прилежащей к поверхности электрода больщой кривизны, являющейся незначительной по отношению ко всему межэлектродному промежутку).

Известен способ получения озона из кислородсодержащих газов, заключающийся в предварительной подготовке, например очистке от пыли, и в последующей обработке в камере, оборудованной электропроводными поверхностями - электродами, расположенными параллельно через небольщой интервал друг от друга, к которым подводится переменное высокое напряжение. К

10 внутренней поверхности электродов прикрепляется диэлектрический материал, с возможно больщим удельным поверхностным сопротивление 1 и диэлектрической постоянной 2. Недостатками указанного способа озонирования являются необходимость о.хлаждения электродов и диэлектриков в связи с тем, что при прохождении через электроды переменного тОка высокого напряжения, до достижения им (напряжением) требуемой

20 для осуществления процесса ионизации напряженности поля, происходит выделение джоулевого тепла, которое и является одним из источников разогрева электрода и диэлектриков. Кроме того, то же джоулевое тепло выделяется и после достижения высокой концентрации ионизированных частиц, 1 риводяш,ий к снижению напряженности поля в разрядном промежутке и способствующей уменьшению интенсивности образования молекул озона, наличие реактивных потерь электроэнергии в диэлектриках, которые составляют порядка от затрачиваемой электроэнергии и требуют интенсивного их охлаждения.

Целью изобретения является снижение энергоемкости и. повышение выхода озона.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу озонирования воздуха, включающему очистку, влагоотделение, охлаждение и воздействие высоковольтным импульсным разрядом с амплитудой напряжения 10-600 кВ., длительностью импульса (1,2-200) КРС, скоростью нарастания напряжения 10-10 кВ/мкс и скважностью между импульсами 0,9-10 - 1,12 с. Отличием способа является воздействие высоковольтным импульсным разрядом при указанных параметрах.

Способ озонирования воздуха осуществляется следующим образом.

Очищенный от пыли кислородсодержащий газ поступает в воздуходувку. После чего через влагоотделитель воздух нагнетают в охлаждающее устройство, из которого, будучи охлажденным и частично осушенным, воздух с исходной относительной влажностью, изменяющейся в зависимости от климатических условий, поступает в герметичную камеру, снабженную электродами, между которыми инициируется высоковольтный импульсный разряд с указанными параметрами.

Пример. Очищенный от пыли кислородсодержащий газ поступает в воздуходувку. Затем через влагоотделитель воздух нагнетают в охлаждающее устройство, из которого, будучи охлажденным и частично осущенным, воздух с исходной относительной влажностью 75%, изменяющейся в зависимости от климатических условий, поступает в герметичную камеру, снабженную электродами, между которыми инициируется высоковольтный импульсный разряд, например, с амплитудой напряжения 380 кВ, длительностью нарастания импульса на половине амплитуды 40-10 с, скоростью нарастания напряжения 1000 кБ/мкс и скважностью

между импульсами, при расходе воздуха на озонирование 400 , составляющей 0,2 с. Кислородсодержащий газ, например атмосферный воздух, поступая в камеру ионизации, проходит с заданной скоростью в межэлектродном пространстве, в котором

инициируется высоковольтный разряд с указанными выше параметрами. При высоковольтном импульсном разряде обеспечиваются условия для образования большого количества свободных электронов, обладающих значительной энергией, приводящей к разрушению молекул кислорода до атомов, ионов и, таким образом, создаются условия для образования конечного продукта - озона (Оз).

Другие примеры осуществления способа

и обоснование оптимальности ре; има представлены в таблице.

Таким образом, применение предлагаемого способа озонирования воздуха позволяет, во-первых, снизить энергоемкость получения озона на 60-70% за счет исключения потерь энергии на процесс синтеза озона, а именно; реактивных потерь электроэнергии в диэлектриках, которые в существующих способах предназначены для предотвращения искрового и дугового разрядов, а в предлагаемом способе отсутствуют, во-вторых, упростить технологическую .схему установки озонирования.

ГО1.

LfN (V

СЭ

oo

CD

CD Cvi

-3Lr r

C3 0 -CD

r

r 4D CD

OO

-CD

CD

ОЛ

-О

rCN

-3LP,

-О

r

Ю CD

CM 4D

s s

3- T

та m О о.

I

p

о

Q. Ш

X

Ю ,

H X

о т о

03

s

о. 0) I

X

3

о n

о m О

О X .

mг

го

о о

X if

ФL

о со

L.

го X

(D i:

X

ОоX

соS

OJ X

оо

a),o

О) ь Z

,

п:Z

lU v.

С

Sи

т i

m т

1 о О --.

Т) tt) о ш „

о.о Q.

кX

о OJ с (T3

ч: X

XЭ

о о

О)

г г о

X

o.

о Ф

Xсо

Q. n та S

оо

О

о. X

Ш

Формула изобретения

Способ озонирования воздуха, включающий очистку, влагоотделение, охлаждение и воздействие электрического разряда, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости и повышение выхода озона, воздействие производят высоковольтным импульсным разрядом с амплитудой напряжения 10-600 кВ, длительностью импульса

(1,2-200) 10 с, скоростью нарастания напряжения 10-10 кВ/мкс и скважностью между импульсами 0,9-10 - 1,12 с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Кожинов В. Ф. и Кожинов И. В. Озонирование 1ВОДЫ. М., Стройиздат, 1974, с. 67-71.