制取高浓度臭氧及残余氧气回收再利用的设备
技术领域
本发明涉及一种以氧气为原料、经电晕放电制取臭氧的设备,特别制取高浓度臭氧及残余氧气回收再利用的设备。
背景技术
目前臭氧已被广泛应用于水处理、医药、食品工业等众多领域,目前制备臭氧的方法主要有两种:一种是电解法,直流电解纯净水,通过膜技术将电解得到的氢和氧分离,从而得到臭氧;另一种是高压电晕放电制取臭氧。这两种方法所得臭氧浓度都很低。前者的臭氧含量约为20%,其余80%左右为氧气;后者的臭氧 含量更低,以氧气为原料,臭氧含量约为10%,其余90%左右为氧气,若以空气为原料臭氧含量仅为百分之几,其余部分为氮气、氧气以及其它氮氧化物等。虽然人们在臭氧发生器的结构、介质(如搪瓷)的成分、催化剂等方面进行了不少改进,但是收效甚微,而且未充分反应的氧气也没有回收利用。
臭氧浓度低影响了臭氧在众多领域的应用,比如用在纸浆漂白,会影响漂白效果、效率;用在治疗上会影响对臭氧用量和浓度的精确掌控,用于水处理会影响水的处理效果等等。因此,如何提高臭氧的浓度是臭氧界关注的课题。
中国专利200520084258.0公开了一种医用臭氧发生器,包括柜体,柜体内安装有与高压电极连接的放电室,放电室内有带搪瓷涂层的非玻璃放电体,利用搪瓷涂层这一特殊材料,充分发挥高频电源的效率,进一步提高臭氧浓度,但是这种方法的效果并不明显,仍然无法满足工业生产需要。
中国专利200420009334.7公开了氧气-臭氧发生器,利用变压吸附式分子筛将空气中的氧气吸附,得到高浓度的氧气,再用臭氧发生器得到臭氧,但是所制取的臭氧中仍然含有大量的氧气成分,其中臭氧含量约为10%~20%,而氧气的含量约为80%~90%。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种得到的臭氧浓度高、残余氧气回收利用、结构简单的制取高浓度臭氧及残余氧气回收再利用的设备。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:制取高浓度臭氧及残余氧气回收再利用的设备,它包括氧气缓冲罐、臭氧发生器、混合气体缓冲罐、变压吸附塔A、变压吸附塔B、增压泵和臭氧储存罐,氧气缓冲罐的输出端与臭氧发生器的输入端相连,臭氧发生器的输出端与混合气体缓冲罐的输入端相连,混合气体缓冲罐与并联设置的变压吸附塔A和变压吸附塔B相连,变压吸附塔A和变压吸附塔B都分别设置有氧气出口和臭氧出口,变压吸附塔A和变压吸附塔B的氧气出口与氧气缓冲罐之间设置有增压泵,变压吸附塔A和变压吸附塔B的臭氧出口与臭氧储存罐相连。
所述的变压吸附塔A和变压吸附塔B内设有吸氧装置,变压吸附塔A和变压吸附塔B的输入端与混合气体缓冲罐的输出端之间分别安装有阀门C和阀门D,变压吸附塔A和变压吸附塔B的臭氧出口与臭氧储存罐的输入端之间分别设置有单向阀A和单向阀B,增压泵与变压吸附塔A和变压吸附塔B之间分别安装有阀门A和阀门B。
所述的变压吸附塔A和变压吸附塔B内设有吸臭氧装置,变压吸附塔A和变压吸附塔B的输入端与混合气体缓冲罐的输出端之间分别安装有阀门C和阀门D,变压吸附塔A和变压吸附塔B的臭氧出口与臭氧储存罐的输入端之间分别设置有阀门A和阀门B,增压泵与变压吸附塔A和变压吸附塔B之间分别安装有单向阀A和单向阀B。
所述的阀门A、阀门B、阀门C和阀门D都为电磁阀或气动阀。
所述的变压吸附塔A和变压吸附塔B之间还设置有调节阀。
本发明具有以下优点:
1、利用变压吸附技术,将制得的臭氧和氧气分离,得到高浓度的臭氧,适用范围广,能满足高浓度臭氧需求。
2、变压吸附塔将氧气吸附饱和后,通过调节阀调节压力,将吸附的氧气释放,利用增压泵将氧气抽回氧气缓冲罐,实现残余氧气回收再利用。
3、整套设备结构简单,易于操作。
附图说明
图1 为本发明的实施例1的结构示意图
图2 为本发明的实施例2的结构示意图
图中:1-氧气缓冲罐,2-臭氧发生器,3-混合气体缓冲罐,4-变压吸附塔A,5-变压吸附塔B,6-阀门A,7-阀门B,8-阀门C,9-阀门D,10-单向阀A,11-单向阀B,12-调节阀,13-增压泵,14-臭氧储存罐,15-吸氧装置,16-吸臭氧装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1:如图1所示,制取高浓度臭氧及残余氧气回收再利用的设备,它包括氧气缓冲罐1、臭氧发生器2、混合气体缓冲罐3、变压吸附塔A4、变压吸附塔B5、增压泵13和臭氧储存罐14,氧气缓冲罐1的输出端与臭氧发生器2的输入端相连,臭氧发生器2的输出端与混合气体缓冲罐3的输入端相连,混合气体缓冲罐3与并联设置的变压吸附塔A4和变压吸附塔B5相连,变压吸附塔A4和变压吸附塔B5都分别设置有氧气出口和臭氧出口,变压吸附塔A4和变压吸附塔B5的氧气出口与氧气缓冲罐1之间设置有增压泵13,变压吸附塔A4和变压吸附塔B5的臭氧出口与臭氧储存罐14相连;变压吸附塔A4和变压吸附塔B5内设有吸氧装置15:变压吸附塔A4和变压吸附塔B5的输入端与混合气体缓冲罐3的输出端之间分别安装有阀门C8和阀门D9,变压吸附塔A4和变压吸附塔B5的臭氧出口与臭氧储存罐14的输入端之间分别设置有单向阀A10和单向阀B11,增压泵13与变压吸附塔A4和变压吸附塔B5之间分别安装有阀门A6和阀门B7;其中阀门A6、阀门B7、阀门C8和阀门D9都为电磁阀或气动阀;变压吸附塔A4和变压吸附塔B5之间还设置有调节阀12。
氧气源将氧气输入氧气缓冲罐1,压力稳定后,将氧气送至臭氧发生器2,通过电晕放电产生臭氧和氧气的混合气体,输送至混合气体缓冲罐3,压力稳定后,开启阀门C8,关闭阀门A6、阀门B7和阀门D9,臭氧和氧气的混合气体进入变压吸附塔A4,对臭氧和氧气进行吸附分离,将氧气吸附,分离出的臭氧通过单向阀A10进入臭氧缓冲罐14;待变压吸附塔A4吸附氧气饱和后,关闭阀门C8,打开阀门A6和阀门D9,让臭氧和氧气的混合气体进入变压吸附塔B5内,分离臭氧和氧气,将臭氧输送至臭氧储存罐14内,同时将调压阀12调整到合适的开合度,使变压吸附塔A4内吸附的氧气完全由增压泵13经阀门A6抽回氧气缓冲罐1内重复使用,变压吸附塔B5吸附氧气饱和后,关闭阀门A6和阀门D9,开启阀门B7和阀门C8,重复上面流程,变压吸附塔A4和变压吸附塔B5交替工作形成臭氧和氧气的连续分离。
实施例2:如图2所示,制取高浓度臭氧及残余氧气回收再利用的设备,它包括氧气缓冲罐1、臭氧发生器2、混合气体缓冲罐3、变压吸附塔A4、变压吸附塔B5、增压泵13和臭氧储存罐14,氧气缓冲罐1的输出端与臭氧发生器2的输入端相连,臭氧发生器2的输出端与混合气体缓冲罐3的输入端相连,混合气体缓冲罐3与并联设置的变压吸附塔A4和变压吸附塔B5相连,变压吸附塔A4和变压吸附塔B5都分别设置有氧气出口和臭氧出口,变压吸附塔A4和变压吸附塔B5的氧气出口与氧气缓冲罐1之间设置有增压泵13,变压吸附塔A4和变压吸附塔B5的臭氧出口与臭氧储存罐14相连;变压吸附塔A4和变压吸附塔B5内设有吸臭氧装置16:变压吸附塔A4和变压吸附塔B5的输入端与混合气体缓冲罐3的输出端之间分别安装有阀门C8和阀门D9,变压吸附塔A4和变压吸附塔B5的臭氧出口与臭氧储存罐14的输入端之间分别设置有阀门A6和阀门B7,增压泵13与变压吸附塔A4和变压吸附塔B5之间分别安装有单向阀A10和单向阀B11;其中阀门A6、阀门B7、阀门C8和阀门D9都为电磁阀或气动阀;变压吸附塔A4和变压吸附塔B5之间还设置有调节阀12。
氧气源将氧气输入氧气缓冲罐1,压力稳定后,将氧气送至臭氧发生器2,通过电晕放电产生臭氧和氧气的混合气体,输送至混合气体缓冲罐3,压力稳定后,开启阀门C8,关闭阀门A6、阀门B7和阀门D9,臭氧和氧气的混合气体进入变压吸附塔A4,对臭氧和氧气进行吸附分离,将臭氧吸附,分离出的氧气通过单向阀A10经增压泵13回收至氧气缓冲罐1;待变压吸附塔A4吸附臭氧饱和后,关闭阀门C8和阀门B7,打开阀门A6和阀门D9,让臭氧和氧气的混合气体进入变压吸附塔B5内,继续分离臭氧和氧气,分离出的氧气通过单向阀B11经增压泵13回收至氧气缓冲罐1,将变压吸附塔A4中的臭氧经过阀门A6输送至臭氧储存罐14内,同时将调压阀12调整到合适的开合度,使变压吸附塔A4内吸附的臭氧完全压入臭氧储存罐14,变压吸附塔B5吸附臭氧饱和后,关闭阀门A6和阀门D9,开启阀门B7和阀门C8,重复上面流程,变压吸附塔A4和变压吸附塔B5交替工作形成臭氧和氧气的连续分离。