CN108144406B - 一种臭氧气体安全分解设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种臭氧气体安全分解设备，包括臭氧气体热解槽、加热装置、气体分散器和臭氧输送机构；所述臭氧气体热解槽为内部中空的槽体，其内部装有热解液，其上端具有连通其内部的氧气出口；所述臭氧气体热解槽的槽壁及槽底内部形成相连通的加热腔，所述加热腔内填充有导热介质；所述加热装置设置在所述加热腔内，与其相连的接线头伸出所述臭氧气体热解槽外；所述臭氧输送机构的出气口与所述气体分散器连通；所述气体分散器设置在所述臭氧气体热解槽内部的热解液中。优点：设备结构简单，利用臭氧的不稳定性在加热的条件下快速分解成安全的氧气，分解效果好、安全性能高、环保、使用成本低。

Description

一种臭氧气体安全分解设备
技术领域
本发明属于食品安全防控和环境保护领域，特别涉及一种臭氧气体安全分解设备。
背景技术
臭氧(O3)是氧气(O2)的同素异形体，在常温下是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，具有强烈的刺激性，吸入过量对人体健康有一定的危害，如会产生头痛，眼睛灼热和刺激呼吸道等；臭氧还具有强氧化性，会对非不锈钢金属管道和设备造成氧化腐蚀和破坏；臭氧气体分解成氧气时会产生一定热量，当其浓度达到25％以上时容易发生爆炸。在食品加工中经常利用臭氧气体对生产设备、车间空气进行消毒以及食品杀菌和脱毒。然而在食品加工过程中，臭氧气体并不可能被完全分解，仍会有小部分滞留在空气中不被人察觉。另外，日常生产和生活中，工业废气和汽车尾气中排放的挥发性有机物与氮氧化物在阳光的作用下也会产生臭氧，并在很多大城市中臭氧气体已成为接替PM2.5的首要污染物。因此，空气中臭氧气体的污染对人类的生产和生活会造成严重威胁，已成为食品企业和环保部门亟待解决的安全和环保问题。
有鉴于此，如何设计一套能够安全、高效分解臭氧气体设备，成为业内科研技术人员亟需解决的一项课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种臭氧气体安全分解设备，有效的克服了现有技术的缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种臭氧气体安全分解设备，包括臭氧气体热解槽、加热装置、气体分散器和臭氧输送机构；
上述臭氧气体热解槽为内部中空的槽体，其内部装有热解液，其上端具有连通其内部的氧气出口；
上述臭氧气体热解槽的槽壁及槽底内部形成相连通的加热腔，上述加热腔内填充有导热介质；
上述加热装置设置在上述加热腔内，与其相连的接线头伸出上述臭氧气体热解槽外；
上述臭氧输送机构的出气口与上述气体分散器连通；
上述气体分散器设置在上述臭氧气体热解槽内部的热解液中，用以向上述热解液内扩散臭氧。
本发明的有益效果是：设备结构简单，利用臭氧的不稳定性在加热的条件下快速分解成安全的氧气，分解效果好、安全性能高、环保、使用成本低。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，上述热解液为去离子水或纯净水。
采用上述进一步方案的有益效果是利于臭氧的热分解。
进一步，上述导热介质为导热油。
采用上述进一步方案的有益效果是导热效果较好。
进一步，上述臭氧气体热解槽上端设有与上述加热腔连通的导热介质出入口。
采用上述进一步方案的有益效果是利于导热介质的注入及排出。
进一步，上述加热装置为加热盘管。
采用上述进一步方案的有益效果是加热简单，使用方便。
进一步，还包括加热控制系统，上述加热控制系统由控制器和温度检测器组成，上述控制器分别与上述接线头以及上述温度检测器电连接，上述温度检测器的探测端伸入上述臭氧气体热解槽内的热解液中，上述温度检测器检测上述热解液的温度，并将温度信息发送至控制器，上述控制器根据该温度信息控制上述加热装置的运行。
采用上述进一步方案的有益效果是通过加热控制系统可有效的控制臭氧气体热解槽内的热解液的温度，从而实现对臭氧的最佳热分解。
进一步，上述臭氧输送机构为气体泵，上述气体泵的进气口外接臭氧气源，其出气口通过输气管与上述气体分散器连通。
采用上述进一步方案的有益效果是其结构简单，操作使用方便。
进一步，上述输气管上连通设有气体流量计。
采用上述进一步方案的有益效果是便于实时监测臭氧输送的气流量，以便工作人员更好的掌握臭氧的热分解状况。
进一步，上述气体分散器包括分散罩和气管；
上述分散罩为开口向下的空心罩体，内部空心区域形成气流空腔；
上述分散罩设置在上述臭氧气体热解槽内部靠近其底壁的位置；
上述分散罩内表面布满与上述气流空腔连通的分散孔；
上述气管一端与上述分散罩的外表面连接，并与上述气流空腔连通，另一端穿过上述臭氧气体热解槽的顶部，并与上述输气管远离上述气体泵的一端连接并连通。
采用上述进一步方案的有益效果是气体分散器设计简单、合理，利于臭氧的均匀分散，并且布置比较合理，确保臭氧的热分解效果最佳。
附图说明
图1为本发明的臭氧气体安全分解设备的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、臭氧气体热解槽，2、加热装置，3、气体分散器，4、臭氧输送机构，5、热解液，6、导热介质，7、输气管，8、气体流量计，9、控制器，10、温度检测器，11、氧气出口，12、导热介质出入口，21、接线头，31、分散罩，32、气管，311、气流空腔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例：如图1所示，本实施例的臭氧气体安全分解设备包括臭氧气体热解槽1、加热装置2、气体分散器3和臭氧输送机构4；
上述臭氧气体热解槽1为内部中空的槽体，其内部装有热解液5，其上端具有连通其内部的氧气出口11；
上述臭氧气体热解槽1的槽壁及槽底内部形成相连通的加热腔，上述加热腔内填充有导热介质6；
上述加热装置2设置在上述加热腔内，与其相连的接线头21伸出上述臭氧气体热解槽1外；
上述臭氧输送机构4的出气口与上述气体分散器3连通；
上述气体分散器3设置在上述臭氧气体热解槽1内部的热解液5中，用以向上述热解液5内扩散臭氧。
一般的，热解液5对臭氧的最佳热解温度为80℃左右，热解液5应加入至臭氧气体热解槽1的槽体深度的3/4停止(通过氧气出口11向臭氧气体热解槽1内加入热解液5)，臭氧的分解步骤如下：
S1、预先通过加热装置2对臭氧气体热解槽1内的热解液5加热至80℃(允许±2℃偏差)；
S2、环境或加工单元产生的臭氧气体(臭氧气源)通过臭氧输送机构4以一定压力和流速通过气体分散器3分散进入臭氧气体热解槽1内的热解液5中；
S3、臭氧在热解液5中充分热解生成氧气由热解液5液面溢出，热解过程利用如下公式：
S4、生成的氧气由臭氧气体热解槽1上端的氧气出口11排出或收集。
需要说明的是，上述臭氧气体热解槽1上端也可以根据需要设计为开口，并在开口处可拆卸的加装封盖，这样比较利于热解液5的加入以及后期对臭氧气体热解槽1内部的清洗工作。
较佳的，上述热解液5为去离子水或纯净水，水体中含杂质较少，对臭氧的热解效果影响较小。
较佳的，上述导热介质6为导热油，其导热效果较好，也可以用其他导热效果较好的流体介质。
较佳的，上述臭氧气体热解槽1上端设有与上述加热腔连通的导热介质出入口12，一般的，在导热介质出入口12处可拆卸的安装有密封塞，通过该导热介质出入口12可更换或补充加热腔内的导热介质6。
较佳的，上述加热装置2为加热盘管，其使用比较简单，电气化控制也比较方便。
在一些实施例中，还包括加热控制系统，上述加热控制系统由控制器9和温度检测器10组成，上述控制器9分别与上述接线头21以及上述温度检测器10电连接，上述温度检测器10的探测端伸入上述臭氧气体热解槽1内的热解液5中，具体由臭氧气体热解槽1顶部穿过伸入热解液5中，上述温度检测器10检测上述热解液5的温度，并将温度信息发送至控制器9，上述控制器9根据该温度信息控制上述加热装置2的运行，通过该加热控制系统可以自动检测并控制臭氧气体热解槽1内部热解液5的温度，使其在热解过程中始终保持在对臭氧热解的最佳温度，从而实现对臭氧的连续良好的热解。
较佳的，上述臭氧输送机构4为气体泵，上述气体泵的进气口外接臭氧气源，其出气口通过输气管7与上述气体分散器3连通，通过气体泵能够实现对臭氧的输送，非常方便。
上述气体泵优选为叶轮泵，其可以收集环境中的臭氧。
较佳的，上述输气管7上连通设有气体流量计8，通过该流量计8可以实时监测输气管7内臭氧的流量，即监测单位时间内臭氧的热解量，利于工作人员的监护以及对数据的统计。
上述输气管7上还可以设置压力调节监测阀，从而能够调节输气管7输送臭氧的压力大小，使其保持在最佳的输气工作状态，利于臭氧的良好分解。
较佳的，上述气体分散器3包括分散罩31和气管32；
上述分散罩31为开口向下的空心罩体，内部空心区域形成气流空腔311；
上述分散罩31设置在上述臭氧气体热解槽1内部靠近其底壁的位置；
上述分散罩31内表面布满与上述气流空腔连通的分散孔；
上述气管32一端与上述分散罩31的外表面连接，并与上述气流空腔连通，另一端穿过上述臭氧气体热解槽1的顶部，并与上述输气管7远离上述气体泵的一端连接并连通，该气体分散器3结构设计简单、合理，使得臭氧能够均匀分散进入热解液5的下位液体内部，从而对臭氧充分热解，提高热解的效率，确保热解的效果较好。
需要说明的是，因为臭氧具有一定氧化性，因此，输气管7采用耐氧化的硅胶管，气体泵采用耐氧化的叶轮泵，整个臭氧气体热解槽1采用不锈钢材质制成，分散罩31采用耐热和耐氧化的不锈钢或聚四氟乙烯塑料制造，以提高整个装置的抗氧化性，提高装置的使用寿命，降低检修频率，节约使用成本。
需要说明的是，本发明可以在食品加工企业集中使用臭氧的环节应用。
需要特别说明的是，本发明中设定的臭氧流速和处理时间需要根据臭氧气体浓度和环境气体量来确定，一般臭氧浓度大和环境量大时，流速降低、时间延长。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (5)

1.一种臭氧气体安全分解设备，其特征在于：包括臭氧气体热解槽（1）、加热装置（2）、气体分散器（3）和臭氧输送机构（4）；
所述臭氧气体热解槽（1）为内部中空的槽体，其内部装有热解液（5），其上端具有连通其内部的氧气出口（11）；
所述臭氧气体热解槽（1）的槽壁及槽底内部形成相连通的加热腔，所述加热腔内填充有导热介质（6）；
所述加热装置（2）设置在所述加热腔内，与其相连的接线头（21）伸出所述臭氧气体热解槽（1）外；
所述臭氧输送机构（4）的出气口与所述气体分散器（3）连通；
所述气体分散器（3）设置在所述臭氧气体热解槽（1）内部的热解液（5）中，用以向所述热解液（5）内扩散臭氧；
所述气体分散器（3）包括分散罩（31）和气管（32）；
所述分散罩（31）为开口向下的空心罩体，内部空心区域形成气流空腔（311）；
所述分散罩（31）设置在所述臭氧气体热解槽（1）内部靠近其底壁的位置；
所述分散罩（31）内表面布满与所述气流空腔连通的分散孔；
所述臭氧输送机构（4）为气体泵，所述气体泵的进气口外接臭氧气源，其出气口通过输气管（7）与所述气体分散器（3）连通；
所述气管（32）一端与所述分散罩（31）的外表面连接，并与所述气流空腔连通，另一端穿过所述臭氧气体热解槽（1）的顶部，并与所述输气管（7）远离所述气体泵的一端连接并连通；
所述热解液（5）为去离子水或纯净水；所述导热介质（6）为导热油。
2.根据权利要求1所述的一种臭氧气体安全分解设备，其特征在于：所述臭氧气体热解槽（1）上端设有与所述加热腔连通的导热介质出入口（12）。
3.根据权利要求1所述的一种臭氧气体安全分解设备，其特征在于：所述加热装置（2）为加热盘管。
4.根据权利要求3所述的一种臭氧气体安全分解设备，其特征在于：还包括加热控制系统，所述加热控制系统由控制器（9）和温度检测器（10）组成，所述控制器（9）分别与所述接线头（21）以及所述温度检测器（10）电连接，所述温度检测器（10）的探测端伸入所述臭氧气体热解槽（1）内的热解液（5）中，所述温度检测器（10）检测所述热解液（5）的温度，并将温度信息发送至控制器（9），所述控制器（9）根据该温度信息控制所述加热装置（2）的运行。
5.根据权利要求1所述的一种臭氧气体安全分解设备，其特征在于：所述输气管（7）上连通设有气体流量计（8）。
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