CN105836713A - 一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备 - Google Patents

一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备,氧气源、氧气缓冲罐、臭氧发生器依次连接,臭氧发生器的出口分别与吸附塔Ⅰ、吸附塔Ⅱ、吸附塔Ⅲ连接,吸附塔Ⅰ的第一出口、吸附塔Ⅱ的第一出口、吸附塔Ⅲ的第一出口合为一路并与氧气泵的入口连接,氧气泵的出口与氧气缓冲罐的第二入口连接,空气泵的出口分别与吸附塔Ⅰ、吸附塔Ⅱ、吸附塔Ⅲ连接,吸附塔Ⅰ的第二出口、吸附塔Ⅱ的第二出口、吸附塔Ⅲ的第二出口合为一路并与臭氧储存罐的入口连接。本发明的优点在于:可利用前一吸附塔的低浓度的臭氧冲洗后面吸附塔内的高浓度臭氧,减少冲洗用气量,氧气回收利用率高、臭氧利用率高、能耗低、结构简单。

Description

一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备
技术领域
本发明涉及臭氧制备技术领域,特别是一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备。
背景技术
制造臭氧有多种方法,但主要是高压放电和直流电解纯净水两种,尤其是前者,是目前工业制造臭氧所普遍采用的方法。这种方法的优点是臭氧产量大、技术简单,突出的问题主要是臭氧的转化率太低,目前世界各国一般的转化率仅为10%左右,就是说100公斤的氧气仅能生产出10公斤左右的臭氧,90公斤左右的氧气被浪费掉了。这使得臭氧的制造成本居高不下,严重地制约了臭氧的应用和臭氧产业的发展。业内就如何提高转化率也作了很多努力,但收效甚微,而且随着转化率的提高,电耗也增大,没有真正达到降低成本的目的。因此实现臭氧和氧气的分离并将氧气回收重新使用,是降低臭氧制造成本的一个重要方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种氧气回收利用率高、臭氧利用率高、能耗低、结构简单的可吸附分离臭氧与氧气并将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:一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备,包括氧气源、氧气缓冲罐、臭氧发生器、吸附塔Ⅰ、吸附塔Ⅱ、吸附塔Ⅲ、氧气泵、空气泵和臭氧储存罐,氧气源与氧气缓冲罐的第一入口连接,氧气缓冲罐的出口与臭氧发生器的入口连接,臭氧发生器的出口分别与吸附塔Ⅰ的第一入口、吸附塔Ⅱ的第一入口、吸附塔Ⅲ的第一入口连接,吸附塔Ⅰ的第一出口、吸附塔Ⅱ的第一出口、吸附塔Ⅲ的第一出口合为一路并与氧气泵的入口连接,氧气泵的出口与氧气缓冲罐的第二入口连接,空气泵的出口分别与吸附塔Ⅰ的第二入口、吸附塔Ⅱ的第二入口、吸附塔Ⅲ的第二入口连接,吸附塔Ⅰ的第二出口、吸附塔Ⅱ的第二出口、吸附塔Ⅲ的第二出口合为一路并与臭氧储存罐的入口连接。
所述臭氧发生器的出口与吸附塔Ⅲ的第一入口之间设置有阀门A,吸附塔Ⅲ的第一出口氧气泵的入口之间设置有阀门B,空气泵的出口与吸附塔Ⅰ的第二入口之间设置有阀门C,吸附塔Ⅱ的第二出口与臭氧储存罐的入口之间设置有阀门D,吸附塔Ⅰ的第二出口与吸附塔Ⅱ的第二入口之间设置有阀门E,臭氧发生器的出口与吸附塔Ⅰ的第一入口之间设置有阀门F,吸附塔Ⅰ的第一出口与氧气泵的入口之间设置有阀门G,空气泵的出口与吸附塔Ⅱ的第二入口之间设置有阀门H,吸附塔Ⅲ的第二出口与臭氧储存罐的入口之间设置有阀门I,吸附塔Ⅱ的第二出口与吸附塔Ⅲ的第二入口之间还设置有阀门J,臭氧发生器的出口与吸附塔Ⅱ的第一入口之间设置有阀门K,吸附塔Ⅱ的第一出口与氧气泵的入口之间设置有阀门L,空气泵的出口与吸附塔Ⅲ的第二入口之间设置有阀门M,吸附塔Ⅰ的第二出口与臭氧储存罐之间设置有阀门N,吸附塔Ⅲ的第二出口与吸附塔Ⅰ的第二入口之间设置有阀门O。
阀门A、阀门B、阀门C、阀门D、阀门E、阀门F、阀门G、阀门H、阀门I、阀门J、阀门K、阀门L、阀门M、阀门N和阀门O为电磁阀或气动阀。
本发明具有以下优点:
1、利用臭氧吸附技术,将制得的臭氧和氧气分离,使90%以上浪费的臭氧得以回收使用,大大降低了臭氧的制造成本。
2、设备结构简单,易于操作,设备运行自动化,能耗低。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图;
图中:1-氧气源,2-氧气缓冲罐,3-臭氧发生器,4-吸附塔Ⅰ,5-吸附塔Ⅱ,6-吸附塔Ⅲ,7-氧气泵,8-空气泵,9-臭氧储存罐,10-阀门A,11-阀门B,12-阀门C,13-阀门D,14-阀门E,15-阀门F,16-阀门G,17-阀门H,18-阀门I,19-阀门J,20-阀门K,21-阀门L,22-阀门M,23-阀门N,24-阀门O。
具体实施方式
下面结合附图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。
如图1所示,一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备,包括氧气源1、氧气缓冲罐2、臭氧发生器3、吸附塔Ⅰ4、吸附塔Ⅱ5、吸附塔Ⅲ6、氧气泵7、空气泵8和臭氧储存罐9,吸附塔Ⅰ4、吸附塔Ⅱ5、吸附塔Ⅲ6内分别放置的臭氧吸附剂为中国专利201410038140.8公开的物质,氧气源1与氧气缓冲罐2的第一入口连接,氧气缓冲罐2的出口与臭氧发生器3的入口连接,臭氧发生器3的出口分别与吸附塔Ⅰ4的第一入口、吸附塔Ⅱ5的第一入口、吸附塔Ⅲ6的第一入口连接,吸附塔Ⅰ4的第一出口、吸附塔Ⅱ5的第一出口、吸附塔Ⅲ6的第一出口合为一路并与氧气泵7的入口连接,氧气泵7的出口与氧气缓冲罐2的第二入口连接,空气泵8的出口分别与吸附塔Ⅰ4的第二入口、吸附塔Ⅱ5的第二入口、吸附塔Ⅲ6的第二入口连接,吸附塔Ⅰ4的第二出口、吸附塔Ⅱ5的第二出口、吸附塔Ⅲ6的第二出口合为一路并与臭氧储存罐9的入口连接。
所述臭氧发生器3的出口与吸附塔Ⅲ6的第一入口之间设置有阀门A10,吸附塔Ⅲ6的第一出口氧气泵7的入口之间设置有阀门B11,空气泵8的出口与吸附塔Ⅰ4的第二入口之间设置有阀门C12,吸附塔Ⅱ5的第二出口与臭氧储存罐9的入口之间设置有阀门D13,吸附塔Ⅰ4的第二出口与吸附塔Ⅱ5的第二入口之间设置有阀门E14,臭氧发生器3的出口与吸附塔Ⅰ4的第一入口之间设置有阀门F15,吸附塔Ⅰ4的第一出口与氧气泵7的入口之间设置有阀门G16,空气泵8的出口与吸附塔Ⅱ5的第二入口之间设置有阀门H17,吸附塔Ⅲ6的第二出口与臭氧储存罐9的入口之间设置有阀门I18,吸附塔Ⅱ5的第二出口与吸附塔Ⅲ6的第二入口之间还设置有阀门J19,臭氧发生器3的出口与吸附塔Ⅱ5的第一入口之间设置有阀门K20,吸附塔Ⅱ5的第一出口与氧气泵7的入口之间设置有阀门L21,空气泵8的出口与吸附塔Ⅲ6的第二入口之间设置有阀门M22,吸附塔Ⅰ4的第二出口与臭氧储存罐9之间设置有阀门N23,吸附塔Ⅲ6的第二出口与吸附塔Ⅰ4的第二入口之间设置有阀门O24。
阀门A10、阀门B11、阀门C12、阀门D13、阀门E14、阀门F15、阀门G16、阀门H17、阀门I18、阀门J19、阀门K20、阀门L21、阀门M22、阀门N23和阀门O24为电磁阀或气动阀。
本发明的工作过程如下:氧气源1将氧气输入氧气缓冲罐2中,压力稳定后,将氧气送至臭氧发生器3,通过电晕放电产生臭氧和氧气的混合气体,开启阀门A10和阀门B11,臭氧和氧气的混合气体经过阀门A10进入吸附塔Ⅲ6,对臭氧和氧气进行吸附分离,将臭氧吸附,分离出的氧气通过阀门B11和氧气泵7进入氧气缓冲罐2,待吸附塔Ⅲ6吸附饱和后,关闭阀门A10和阀门B11,打开阀门F15、阀门G16、阀门H17、阀门I18和阀门J19,让臭氧和氧气的混合气体进入吸附塔Ⅰ4内,分离臭氧和氧气,将臭氧吸附,分离出的氧气通过阀门G16和氧气泵7进入氧气缓冲罐2,同时空气由空气泵8加压,通过阀门H17和阀门J19冲洗吸附塔Ⅲ6内的臭氧,再通过阀门I18进入臭氧缓冲罐9;当吸附塔Ⅰ4吸附饱和后,关闭阀门F15、阀门G16、阀门H17、阀门I18和阀门J19,开启阀门K20、阀门L21、阀门M22、阀门N23和阀门O24,让臭氧和氧气的混合气体进入吸附塔Ⅱ5内,分离臭氧和氧气,将臭氧吸附,分离出的氧气通过阀门L21和氧气泵7进入氧气缓冲罐2,同时空气由空气泵5加压,通过阀门M22和阀门O24冲洗吸附塔Ⅲ6和吸附塔Ⅰ4内的臭氧,再通过阀门N23进入臭氧缓冲罐9;当吸附塔Ⅱ5吸附饱和后,关闭阀门K20、阀门L21、阀门M22、阀门N23和阀门O24,开启阀门A10、阀门B11、阀门C12、阀门D13和阀门E14,让臭氧和氧气的混合气体进入吸附塔Ⅲ6内,分离臭氧和氧气,将臭氧吸附,分离出的氧气通过阀门A10和氧气泵7进入氧气缓冲罐2,同时空气由空气泵8加压,通过阀门C12、阀门E14冲洗吸附塔Ⅰ4和吸附塔Ⅱ5内的臭氧,再通过阀门D13进入臭氧缓冲罐9。重复上面流程,吸附塔Ⅰ4、吸附塔Ⅱ5、吸附塔Ⅲ6依次工作形成臭氧和氧气的连续分离,整个流程由PLC控制,自动完成。
本发明的实施例仅仅公开了三塔吸附的形式,但对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,比如四塔、甚至更多吸附塔的类似连接结构,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备,其特征在于:包括氧气源(1)、氧气缓冲罐(2)、臭氧发生器(3)、吸附塔Ⅰ(4)、吸附塔Ⅱ(5)、吸附塔Ⅲ(6)、氧气泵(7)、空气泵(8)和臭氧储存罐(9),氧气源(1)与氧气缓冲罐(2)的第一入口连接,氧气缓冲罐(2)的出口与臭氧发生器(3)的入口连接,臭氧发生器(3)的出口分别与吸附塔Ⅰ(4)的第一入口、吸附塔Ⅱ(5)的第一入口、吸附塔Ⅲ(6)的第一入口连接,吸附塔Ⅰ(4)的第一出口、吸附塔Ⅱ(5)的第一出口、吸附塔Ⅲ(6)的第一出口合为一路并与氧气泵(7)的入口连接,氧气泵(7)的出口与氧气缓冲罐(2)的第二入口连接,空气泵(8)的出口分别与吸附塔Ⅰ(4)的第二入口、吸附塔Ⅱ(5)的第二入口、吸附塔Ⅲ(6)的第二入口连接,吸附塔Ⅰ(4)的第二出口、吸附塔Ⅱ(5)的第二出口、吸附塔Ⅲ(6)的第二出口合为一路并与臭氧储存罐(9)的入口连接。
2.根据权利要求1所述的一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备,其特征在于:所述臭氧发生器(3)的出口与吸附塔Ⅲ(6)的第一入口之间设置有阀门A(10),吸附塔Ⅲ(6)的第一出口氧气泵(7)的入口之间设置有阀门B(11),空气泵(8)的出口与吸附塔Ⅰ(4)的第二入口之间设置有阀门C(12),吸附塔Ⅱ(5)的第二出口与臭氧储存罐(9)的入口之间设置有阀门D(13),吸附塔Ⅰ(4)的第二出口与吸附塔Ⅱ(5)的第二入口之间设置有阀门E(14),臭氧发生器(3)的出口与吸附塔Ⅰ(4)的第一入口之间设置有阀门F(15),吸附塔Ⅰ(4)的第一出口与氧气泵(7)的入口之间设置有阀门G(16),空气泵(8)的出口与吸附塔Ⅱ(5)的第二入口之间设置有阀门H(17),吸附塔Ⅲ(6)的第二出口与臭氧储存罐(9)的入口之间设置有阀门I(18),吸附塔Ⅱ(5)的第二出口与吸附塔Ⅲ(6)的第二入口之间还设置有阀门J(19),臭氧发生器(3)的出口与吸附塔Ⅱ(5)的第一入口之间设置有阀门K(20),吸附塔Ⅱ(5)的第一出口与氧气泵(7)的入口之间设置有阀门L(21),空气泵(8)的出口与吸附塔Ⅲ(6)的第二入口之间设置有阀门M(22),吸附塔Ⅰ(4)的第二出口与臭氧储存罐(9)之间设置有阀门N(23),吸附塔Ⅲ(6)的第二出口与吸附塔Ⅰ(4)的第二入口之间设置有阀门O(24)。
3.根据权利要求2所述的一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备,其特征在于:阀门A(10)、阀门B(11)、阀门C(12)、阀门D(13)、阀门E(14)、阀门F(15)、阀门G(16)、阀门H(17)、阀门I(18)、阀门J(19)、阀门K(20)、阀门L(21)、阀门M(22)、阀门N(23)和阀门O(24)为电磁阀或气动阀。
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