CZ308279B6 - Method of generating ozone and other active particles and the apparatus for carrying out the method - Google Patents

Method of generating ozone and other active particles and the apparatus for carrying out the method Download PDF

Info

Publication number
CZ308279B6
CZ308279B6 CZ2019-452A CZ2019452A CZ308279B6 CZ 308279 B6 CZ308279 B6 CZ 308279B6 CZ 2019452 A CZ2019452 A CZ 2019452A CZ 308279 B6 CZ308279 B6 CZ 308279B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
cylindrical
discharge
active oxygen
ozone
working gas
Prior art date
Application number
CZ2019-452A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2019452A3 (en
Inventor
Jan Mikeš
Stanislav Pekárek
Original Assignee
České vysoké učení technické v Praze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by České vysoké učení technické v Praze filed Critical České vysoké učení technické v Praze
Priority to CZ2019-452A priority Critical patent/CZ308279B6/en
Publication of CZ2019452A3 publication Critical patent/CZ2019452A3/en
Publication of CZ308279B6 publication Critical patent/CZ308279B6/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/087Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J19/088Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/10Preparation of ozone
    • C01B13/11Preparation of ozone by electric discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T19/00Devices providing for corona discharge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2201/00Preparation of ozone by electrical discharge
    • C01B2201/10Dischargers used for production of ozone
    • C01B2201/14Concentric/tubular dischargers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2201/00Preparation of ozone by electrical discharge
    • C01B2201/20Electrodes used for obtaining electrical discharge
    • C01B2201/22Constructional details of the electrodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

Method of generating ozone, active oxygen and nitrogen particles with a dielectric barrier or corona discharge and the apparatus for carrying out this method with a cylindrical electrode system using a tangential working gas inlet (1) on one side and a working gas, and equipper on the other side by outlet (2) of the working gas, ozone, active oxygen and nitrogen particles and other discharge products; a dielectric tube (4) is slid onto a grounded cylindrical electrode (5) there is a tube (4) of the dielectric material on the surface of which a high-voltage electrode is created (3) and this is coaxially inserted into the third tube of the dielectric material used as a cover (7) of the generator thereby creating a discharge space (6) in the cylindrical annulus bounded by the inner wall of the generator cover (7) and the outer wall of the dielectric tube (4), in which an oriented working gas movement is achieved towards the edge of the voltage electrode (3).

Description

Způsob generování ozonu a dalších aktivních částic a zařízení k provádění tohoto způsobuMethod for generating ozone and other active particles and apparatus for carrying out this method

Oblast technikyField of technology

Předložené řešení se týká způsobu generování ozonu a dalších aktivních kyslíkových i dusíkových částic vznikajících dielektrickými nebo koronovými výboji využívající k jejich produkci orientovaný pohyb pracovního plynu vzhledem k vysokonapěťové elektrodě za pomoci tangenciálních vstupů tohoto plynu do komory generátoru a zařízení ke generování ozonu založené na tomto principu.The present invention relates to a method for generating ozone and other active oxygen and nitrogen particles generated by dielectric or corona discharges using their oriented motion of a working gas relative to a high voltage electrode by means of tangential inputs of this gas into a generator chamber and an ozone generating device based on this principle.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

In sítu sanační chemické oxidace jsou často založeny na principu oxidačně-redukčních reakcí. Oxidační činidlo je redukováno a polutant je oxidován. V praktických aplikacích jsou používána různá reakční činidla. Jsou jimi nejčastěji peroxid vodíku, manganistan draselný, manganistan sodný, Fentonovo činidlo, ale i například ozon.In-situ remediation chemical oxidations are often based on the principle of redox reactions. The oxidizing agent is reduced and the pollutant is oxidized. Various reagents are used in practical applications. They are most often hydrogen peroxide, potassium permanganate, sodium permanganate, Fenton's reagent, but also, for example, ozone.

Ozon neboli trikyslík je anorganická molekula chemického vzorce O3, je to bledě modrý plyn s výrazně štiplavým zápachem. Je to allotropická modifikace kyslíku, který je mnohem méně stabilní než diatomický allotrop O2, rozpadající se v atmosféře na O2 neboli dikyslík. Ozon v atmosféře Země je tvořen z dikyslíku působením ultrafialového světla a elektrických výbojů. Je přítomen ve velmi nízkých koncentracích ve všech vrstvách atmosféry včetně přízemní, přičemž jeho nejvyšší koncentrace lze nalézt v ozonové vrstvě stratosféry, která absorbuje většinu ultrafialového záření ze Slunce.Ozone or trioxy is an inorganic molecule of the chemical formula O3, it is a pale blue gas with a distinctly pungent odor. It is an allotropic modification of oxygen, which is much less stable than the diatomic allotrope O2, which decays in the atmosphere to O2 or dioxygen. Ozone in the Earth's atmosphere is formed from dioxygen by the action of ultraviolet light and electric discharges. It is present in very low concentrations in all layers of the atmosphere, including the ground, and its highest concentration can be found in the ozone layer of the stratosphere, which absorbs most of the ultraviolet radiation from the Sun.

Ozon je nestabilní plyn, který se okamžitě začíná rozkládat. Jeho poločas rozpadu se v závislosti na podmínkách pohybuje od několika sekund až do řádu hodin. Rozkládá se na kyslík, přičemž nevznikají žádné škodlivé produkty. Podmínky vedoucí k rozkladu ozonu jsou především zvýšená vlhkost, zvýšená teplota, případně přítomnost některých kovů jako je měď, stříbro nebo železo. Při zvýšené teplotě a za přítomnosti některých katalyzátorů jako je vodík, železo, měď, chrom může být proces rozkladu výbušný.Ozone is an unstable gas that immediately begins to decompose. Its half-life varies from a few seconds to several hours, depending on the conditions. It decomposes into oxygen and no harmful products are formed. The conditions leading to the decomposition of ozone are mainly increased humidity, increased temperature, or the presence of certain metals such as copper, silver or iron. At elevated temperatures and in the presence of some catalysts such as hydrogen, iron, copper, chromium, the decomposition process can be explosive.

V souvislosti s touto nestabilitou nelze ozon skladovat a musí se proto vyrábět na místě, kde bude používán.Due to this instability, ozone cannot be stored and must therefore be produced where it will be used.

Lidé mají schopnost detekovat přítomnost ozonu při koncentracích 0,003 ppm, přičemž při koncentracích okolo 0,15 ppm se stává toxickým. Vystavení osob působení ozonu o těchto koncentracích způsobuje dýchací problémy, slzení očí, případně kašel.Humans have the ability to detect the presence of ozone at concentrations of 0.003 ppm, while at concentrations around 0.15 ppm it becomes toxic. Exposure of people to ozone at these concentrations causes breathing problems, watery eyes, or coughing.

Aktivní kyslíkové částice, například ozon, atomy kyslíku, peroxid vodíku atd., jsou oxidačními činidly, které ve styku s plísněmi, sporami nebo s bakteriemi tyto kontaminanty ničí. Vzhledem k těmto vlastnostem se dodáváním výše uvedených aktivních kyslíkových, případně dusíkových, částic do prostoru, ve kterém jsou skladovány nebo přepravovány potraviny, zelenina nebo ovoce, dosahuje prodloužení jejich trvanlivosti.Active oxygen particles, for example ozone, oxygen atoms, hydrogen peroxide, etc., are oxidizing agents which, in contact with fungi, spores or bacteria, destroy these contaminants. Due to these properties, by supplying the above-mentioned active oxygen or nitrogen particles to the space in which the food, vegetables or fruits are stored or transported, their shelf life is extended.

Ozonizace patří k často využívaným sanačním technikám, jako taková však vykazuje při masovém použití relativně vysoké náklady na vlastní provoz. Zvýšení účinnosti ozonizace a snížení její ekonomické náročnosti jsou předmětem navrhovaného vynálezu. V sanačních technologiích existují i jiné metody, které však jsou ve srovnání s ozonizací málo účinné či vůbec neúčinné.Ozonation is one of the most frequently used remediation techniques, but as such it shows relatively high costs of own operation in mass use. Increasing the efficiency of ozonation and reducing its economic complexity are the subject of the present invention. There are other methods in remediation technologies, which are, however, inefficient or ineffective in comparison with ozonation.

Ozon se vyrábí třemi hlavními způsoby: elektrochemickým generováním, kdy elektrický proud prochází elektrolytem, přičemž vzniklá směs plynů obsahující ozon, ultrafialovými paprsky - kOzone is produced in three main ways: by electrochemical generation, in which an electric current passes through an electrolyte, the resulting mixture of gases containing ozone, ultraviolet rays - k

- 1 CZ 308279 B6 tomuto procesu dochází např. v horních vrstvách atmosféry a v netermálním plazmatu generovaném elektrickými výboji.- 1 CZ 308279 B6 this process occurs, for example, in the upper atmosphere and in non-thermal plasma generated by electric discharges.

Ozon je pro praktické aplikace obvykle generován elektrickými výboji za atmosférického tlaku. Nejčastěji se jedná o dielektrický bariérový výboj, případně o výboj koronový. Aktivní kyslíkové a dusíkové částice jsou generovány plazmochemickými procesy, které jsou spouštěny energetickými elektrony generovanými výbojem. Elektrony disociují molekuly kyslíku a dusíku přítomné ve vzduchu a spouštějí soustavu reakcí vedoucích jak k produkci, tak i k rozkladu výše uvedených částic. Výsledná koncentrace aktivních kyslíkových a dusíkových částic je dána dynamickou rovnováhou uvedených reakcí.For practical applications, ozone is usually generated by electric discharges at atmospheric pressure. It is most often a dielectric barrier discharge, or a corona discharge. Active oxygen and nitrogen particles are generated by plasmachemical processes, which are triggered by energetic electrons generated by the discharge. Electrons dissociate the oxygen and nitrogen molecules present in the air and trigger a system of reactions leading to both the production and decomposition of the above particles. The resulting concentration of active oxygen and nitrogen particles is given by the dynamic equilibrium of said reactions.

Jedná se o komplikovaný fýzikálně-chemický proces, který se skládá z disociačních, excitačních a ionizačních reakcí. Z řady všech těchto reakcí je pro generování ozonu ze vzduchu za atmosférického tlaku nej důležitější reakce:It is a complicated physicochemical process, which consists of dissociation, excitation and ionization reactions. Of all these reactions, the most important for generating ozone from air at atmospheric pressure are:

O + O2 + M^O3+M kde M je buď molekula kyslíku nebo dusíku. Z uvedené rovnice je tedy zřejmé, že pro nastartování reakcí vedoucích ke generaci ozonu ze vzduchu je nutná přítomnost kyslíkových atomů. Ke vzniku těchto atomů dochází v důsledku disociace kyslíkových molekul obsažených ve vzduchu.O + O 2 + M 2 O 3 + M where M is either an oxygen or nitrogen molecule. It is therefore clear from the above equation that the presence of oxygen atoms is necessary to start the reactions leading to the generation of ozone from the air. These atoms are formed due to the dissociation of oxygen molecules contained in the air.

Vzhledem k tomu, že generování ozonu i ostatních aktivních kyslíkových a dusíkových částic samotnými elektrickými výboji již téměř dosáhlo teoretických mezí, jsou hledány cesty, jak tuto produkci zvýšit, například optimalizací systému elektrického napájení, použitím dalších fotokatalytických látek aplikovaných do výboje, ovlivněním či stabilizací výboje elektromagnetickými či akustickými poli.Given that the generation of ozone and other active oxygen and nitrogen particles by electric discharges themselves has almost reached theoretical limits, ways are being sought to increase this production, for example by optimizing the power supply system, using other photocatalytic substances applied to the discharge, influencing or stabilizing the discharge. electromagnetic or acoustic fields.

Známé je řešení výroby ozonu ve válcových generátorech podle přihlášky vynálezu, např. US 2009/0211895 AI, kde vysokonapěťová elektroda je řešena formou spirály na povrchu či uvnitř dielektrické trubky umístěné koaxiálně s vodivou válcovou uzemněnou elektrodou. Korona či povrchový dielektrický výboj potom vznikají ve stacionárním vzduchu či kyslíku. Pracovní plyn tedy není nijak veden ani orientován vůči elektrodovému systému. Elektrony ze streamerových mikrovýbojů disociují molekuly pracovního plynu a dochází ke vzniku ozonu a dalších kyslíkových, případně dusíkových částic, které nejsou ze zařízení řízené odváděny. Proces generování aktivních částic je tak nahodilý a silně závislý na environmentálních podmínkách.A solution for the production of ozone in cylindrical generators according to the invention is known, e.g. US 2009/0211895 A1, where the high voltage electrode is solved in the form of a spiral on the surface or inside a dielectric tube placed coaxially with a conductive cylindrical ground electrode. The corona or surface dielectric discharge then arises in stationary air or oxygen. Thus, the working gas is not directed or oriented towards the electrode system in any way. Electrons from streamer microdischarges dissociate the working gas molecules and ozone and other oxygen or nitrogen particles are formed, which are not removed from the device in a controlled manner. The process of generating active particles is thus random and highly dependent on environmental conditions.

Známé je řešení podle dokumentu US 2009/0283399 AI, kde je pracovní plyn axiálně vháněn do prostoru mezi aktivní napěťovou a zemnicí elektrodu, vzájemně oddělených dielektrickou bariérou, a to v jejich různých polohových variacích. Návazně patentové řešení US 7514377 B2 specifikuje typy a polohy jednotlivých elektrod. Řešení popsaná v dokumentech US 2009/0283399 AI i US 7514377 B2 využívají ke svému provozu dielektrický objemový výboj, který má obecně nízkou účinnost. Požadované výsledné koncentrace ozonu tak dosahují pouze uspořádáním více takových generátorů do jednoho zařízení.A solution according to US 2009/0283399 A1 is known, where the working gas is injected axially into the space between the active voltage and ground electrode, separated from each other by a dielectric barrier, in their various positional variations. Subsequently, the patent solution US 7514377 B2 specifies the types and positions of individual electrodes. The solutions described in US 2009/0283399 A1 and US 7514377 B2 use a dielectric bulk discharge for their operation, which is generally low in efficiency. The required final ozone concentrations are thus achieved only by arranging several such generators in one device.

Dále je známé řešení podle dokumentu GB 424691 A, které využívá tangenciální vstup pracovního plynu do výbojové komory generátoru ozonu, avšak neorientuje vzniklé proudění vůči elektrodovému systému, kterým je v konkrétním případě kovový elektricky vodivý povlak, či páska nanesené na skleněné trubici.Furthermore, a solution according to GB 424691 A is known, which uses the tangential inlet of the working gas into the discharge chamber of the ozone generator, but does not orient the resulting flow to the electrode system, which in this case is a metal electrically conductive coating or tape applied to a glass tube.

Je známé i řešení podle dokumentu US 5501845 A, kde se jedná o válcový generátor využívající k výrobě ozonu opět dielektrický bariérový objemový výboj s plošnými elektrodami neorientovanými vůči proudění. Nevýhodou obou uvedených řešení je vytvoření objemového dielektrického výboje, který má obecně nižší produkci ozonu, nižší výtěžnost, vyšší elektrickýA solution according to document US 5501845 A is also known, where it is a cylindrical generator using again a dielectric barrier volume discharge with non-flow-oriented planar electrodes for the production of ozone. The disadvantage of both solutions is the creation of a bulk dielectric discharge, which generally has lower ozone production, lower yield, higher electrical

-2CZ 308279 B6 příkon než povrchový dielektrický výboj vytvořený prostřednictvím elektrod, které jsou vhodně orientovány vůči směru proudění pracovního plynu uvnitř komory generátoru. Velký vliv na účinnost uvedeného zařízení mají environmentální podmínky, ve kterých je zařízení provozováno.-2GB 308279 B6 power input than a surface dielectric discharge generated by electrodes which are suitably oriented with respect to the direction of flow of the working gas inside the generator chamber. The environmental conditions in which the equipment is operated have a great influence on the efficiency of the said equipment.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše definované nevýhody popsané ve stavu techniky snižuje či eliminuje způsob výroby ozonu a zařízení specifikované podle tohoto vynálezu. Zvýšení koncentrace ozonu a aktivních kyslíkových i dusíkových částic generovaných dielektrickým bariérovým nebo kořenovým výbojem v porovnání se stávajícím stavem techniky umožňuje potom zařízení podle předkládaného řešení.The above-defined disadvantages described in the prior art reduce or eliminate the ozone production process and equipment specified in the present invention. The increase of the concentration of ozone and active oxygen and nitrogen particles generated by the dielectric barrier or root discharge in comparison with the prior art is then enabled by the device according to the present solution.

V hlavním provedení se jedná o způsob generování ozonu a dalších aktivních kyslíkových i dusíkových částic s dielektrickým bariérovým nebo kořenovým výbojem využívající k jejich produkci orientovaný pohyb pracovního plynu vzhledem k vysokonapěťové elektrodě za pomoci tangenciálních vstupů tohoto plynu do komory generátoru.In the main embodiment, it is a method of generating ozone and other active oxygen and nitrogen particles with a dielectric barrier or root discharge using for their production an oriented movement of the working gas relative to the high voltage electrode by tangential inputs of this gas into the generator chamber.

Při způsobu generování ozonu, aktivních kyslíkových a dusíkových částic elektrickým výbojem v systému s válcovými elektrodami prochází výbojovým prostorem tvaru válcového mezikruží pracovní plyn o teplotě od -40 do +50 °C. Válcové mezikruží je ohraničeno vnitřní stěnou krytu generátoru a do ní koaxiálně umístěnou vnější stěnou trubky z dielektrického materiálu, opatřenou na povrchu vysokonapěťovou elektrodou tvořenou paralelně spojenými vodivými pásky ve formě prstenců nebo vodivým páskem ve formě válcové spirály. Vnitřní stěna trubky doléhá na koaxiálně vloženou uzemněnou válcovou elektrodu. Pracovní plyn vchází vstupem tangenciálně vůči hraně vysokonapěťové elektrody a dále se orientované pohybuje za přetlaku 100 až 300 kPa výbojovým prostorem paralelně s hranou vysokonapěťové elektrody směrem k výstupu. Postupuje válcovým mezikružím a působením výboje, vybraného ze skupiny povrchový dielektrický bariérový výboj, koronový výboj, vzniká disociačními, excitačními a ionizačními reakcemi směs pracovního plynu, ozonu, aktivních kyslíkových i dusíkových částic a dalších produktů výboje, která na protilehlé straně výstupem odchází do sanovaného pracovního prostoru nebo k dalšímu zpracování. Frekvence napájení vysokonapěťové elektrody pro dielektrický bariérový výboj je výhodně od 50 do 20 kHz.In the method of generating ozone, active oxygen and nitrogen particles by electric discharge in a system with cylindrical electrodes, a working gas with a temperature from -40 to +50 ° C passes through a discharge space in the shape of a cylindrical annulus. The cylindrical intermediate ring is bounded by the inner wall of the generator housing and the outer wall of the dielectric material tube coaxially arranged therein, provided on the surface with a high voltage electrode formed by conductively connected conductive strips in the form of rings or conductive tape in the form of a cylindrical spiral. The inner wall of the tube rests on a coaxially inserted grounded cylindrical electrode. The working gas enters through the inlet tangentially to the edge of the high-voltage electrode and is further oriented at an overpressure of 100 to 300 kPa through the discharge space parallel to the edge of the high-voltage electrode towards the outlet. It proceeds through a cylindrical intermediate ring and the action of a discharge selected from the group of surface dielectric barrier discharge, corona discharge, dissociation, excitation and ionization reactions create a mixture of working gas, ozone, active oxygen and nitrogen particles and other discharge products, which on the opposite side space or for further processing. The supply frequency of the high voltage electrode for the dielectric barrier discharge is preferably from 50 to 20 kHz.

Zařízení pro generování ozonu, aktivních kyslíkových i dusíkových částic elektrickým výbojem v systému s válcovými elektrodami sestává z uzemněné válcové elektrody, na kterou je nasunuta trubka z dielektrického materiálu. Uzemněná válcová elektroda je tedy nosnou částí generátoru a je to elektricky i tepelně vodivá trubka, případně tyč, která slouží i pro odvod tepla. Na povrchu trubky z dielektrického materiálu je vytvořena vysokonapěťové elektroda. Uvedená sestava je koaxiálně vložena do třetí trubky z dielektrického materiálu, která slouží jako kryt generátoru, čímž je vytvořen výbojový prostor ve tvaru válcového mezikruží ohraničeného vnitřní stěnou krytu generátoru a vnější stěnou trubky z dielektrického materiálu, kde jedna strana zařízení je opatřena tangenciálním vstupem pracovního plynu orientovaného vůči hraně vysokonapěťové elektrody a na protilehlé straně výstupem směsi pracovního plynu, ozonu, aktivních kyslíkových i dusíkových částic a dalších produktů výboje.The device for generating ozone, active oxygen and nitrogen particles by electric discharge in a system with cylindrical electrodes consists of a grounded cylindrical electrode, on which a tube made of dielectric material is slid. The grounded cylindrical electrode is therefore a supporting part of the generator and is an electrically and thermally conductive tube or rod, which also serves for heat dissipation. A high voltage electrode is formed on the surface of the tube of dielectric material. Said assembly is coaxially inserted into a third dielectric material tube serving as a generator cover, thereby creating a cylindrical annulus discharge space bounded by the inner wall of the generator cover and the outer wall of the dielectric material tube, one side of the apparatus being tangentially working gas. oriented to the edge of the high voltage electrode and on the opposite side by the outlet of a mixture of working gas, ozone, active oxygen and nitrogen particles and other discharge products.

Tangenciální vstup pracovního plynu do výbojového prostoru je s výhodou umístěný uprostřed výbojového prostoru a je orientován vůči hraně vysokonapěťové elektrody. Na obou koncích jsou pak axiální výstupy.The tangential inlet of the working gas into the discharge space is preferably located in the middle of the discharge space and is oriented relative to the edge of the high-voltage electrode. There are then axial outlets at both ends.

Zařízení podle vynálezu je výhodně opatřeno N tangenciálními vstupy pracovního plynu do výbojového prostoru, které jsou umístěny ve vnější stěně krytu generátoru a rozmístěny po axiální ose výbojového prostoru.The device according to the invention is preferably provided with N tangential inlets of working gas into the discharge space, which are located in the outer wall of the generator housing and distributed along the axial axis of the discharge space.

-3 CZ 308279 B6-3 CZ 308279 B6

Zařízení podle vynálezu je výhodně opatřeno N tangenciálními vstupy pracovního plynu do výbojového prostoru, které jsou umístěny ve vnější stěně krytu generátoru a jsou rozmístěny ve směru válcové spirály po axiální ose výbojového prostoru.The device according to the invention is preferably provided with N tangential inlets of working gas into the discharge space, which are located in the outer wall of the generator housing and are distributed in the direction of the cylindrical spiral along the axial axis of the discharge space.

Válcové mezikruží výbojového prostoru má s výhodou radiální šířku od 0,1 do 10 mm, délku elektrod od 30 do 3000 mm a tloušťku stěny trubky z dielektrického materiálu od 0,01 do 3 mm. Vysokonapěťová elektroda je ve výhodném provedení z elektricky vodivého materiálu o tloušťce od 0,001 do 1,5 mm.The cylindrical intermediate ring of the discharge space preferably has a radial width of from 0.1 to 10 mm, an electrode length of from 30 to 3000 mm and a wall thickness of the dielectric material tube of from 0.01 to 3 mm. The high voltage electrode is preferably made of an electrically conductive material with a thickness of 0.001 to 1.5 mm.

Orientovaného proudění pracovního plynu lze pro danou geometrii vysokonapěťové elektrody dosáhnout například vírovým pohybem pracovního plynu způsobeného tangenciálním vstupem tohoto plynu do komory generátoru. Směr proudění pracovního plynu je podél hrany vysokonapěťové elektrody. Ve výbojovém prostoru vznikne vírový pohyb plynu s proudnicemi kolmými k mikrovýbojům vznikajícími od prstenců či válcové spirály vysokonapěťové elektrody.Oriented flow of the working gas can be achieved for a given geometry of the high-voltage electrode, for example, by vortex motion of the working gas caused by the tangential entry of this gas into the generator chamber. The flow direction of the working gas is along the edge of the high voltage electrode. In the discharge space, a vortex motion of the gas is created with currents perpendicular to the micro-discharges arising from the rings or cylindrical spiral of the high-voltage electrode.

V porovnání s dosud známými řešeními představuje zařízení podle vynálezu pro generování ozonu a aktivních kyslíkových i dusíkových částic dielektrickým bariérovým nebo kořenovým výbojem zařízení s vyšší účinností, vyšší výtěžností ozonu, a přitom s menší energetickou náročností, a to díky orientovanému proudění pracovního plynu vůči geometrii vysokonapěťové elektrody.Compared to previously known solutions, the device according to the invention for generating ozone and active oxygen and nitrogen particles by dielectric barrier or root discharge represents a device with higher efficiency, higher ozone recovery and lower energy consumption, due to oriented working gas flow to high voltage geometry. electrodes.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Využití výše zmíněného způsobu generování ozonu a uspořádání válcového generátoru ozonu a dalších aktivních kyslíkových i dusíkových částic využívajícího tento způsob je schematicky rozkresleno na přiložených výkresech, přičemž na obrázku 1 je sestava generátoru s jedním tangenciálním vstupem a výstupy pracovního plynu. Obrázek 2 ukazuje v řezu tangenciální vstup pracovního plynu do výbojového prostoru generátoru. Obrázek 3 potom definuje středovou polohu jednoho tangenciálního vstupu. Obrázek 4 znázorňuje válcový generátor s N tangenciálními vstupy. Závislost koncentrace ozonu na středním příkonu generátoru s různými variantami vstupu pracovního plynu do výbojového prostoru je uvedena v grafu na obrázku 5. Křivka 1 znázorňuje řešení podle vynálezu a odpovídá tangenciálnímu vstupu pracovního plynu. Křivka 2 odpovídá radiálnímu vstupu a znázorňuje řešení ze stavu techniky. Křivka 3 znázorňuje řešení ze stavu techniky s axiálním vstupem pracovního plynu. Střední příkon do výboje je udáván ve W a koncentrace ozonu jev ppm. Z grafu je zřejmé významné zvýšení koncentrace generovaného ozonu při tangenciálním vstupu pracovního plynu.The use of the above-mentioned method of generating ozone and the arrangement of a cylindrical ozone generator and other active oxygen and nitrogen particles using this method is schematically illustrated in the accompanying drawings, wherein Figure 1 shows a generator assembly with one tangential working gas inlet and outlet. Figure 2 shows in cross section the tangential inlet of the working gas into the discharge space of the generator. Figure 3 then defines the center position of one tangential inlet. Figure 4 shows a cylindrical generator with N tangential inputs. The dependence of the ozone concentration on the average power input of the generator with different variants of the working gas inlet to the discharge space is shown in the graph in Figure 5. Curve 1 shows the solution according to the invention and corresponds to the tangential working gas inlet. Curve 2 corresponds to a radial inlet and shows a prior art solution. Curve 3 shows a prior art solution with an axial working gas inlet. The average power input to the discharge is given in W and the ozone concentration is ppm. The graph shows a significant increase in the concentration of generated ozone at the tangential inlet of the working gas.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Dále popsaná, zobrazená a specifikovaná vhodná provedení vynálezu jsou ilustrativní a pouze příkladem možného uskutečnění jak způsobu, tak provedení, avšak nejsou omezením příkladů provedení vynálezu na uvedené případy. Odborná komunita najde nebo bude schopna identifikovat za použití rutinního experimentování další ekvivalentní provedení specifických uskutečnění vynálezu, která jsou zde explicitně popsána.Suitable embodiments of the invention described, illustrated and specified below are illustrative and merely illustrative of possible embodiments of both the method and the embodiments, but are not intended to limit the exemplary embodiments of the invention to the above cases. The skilled community will find or be able to identify, by routine experimentation, other equivalent embodiments of specific embodiments of the invention, which are explicitly described herein.

Navržené technické řešení se týká způsobu generování ozonu a válcového generátoru ozonu a dalších aktivních kyslíkových i dusíkových částic, pro které existují dvě možné varianty elektrodového uspořádání. V prvním je vysokonapěťová elektroda tvořena paralelně spojenými tenkými pásky ve formě prstenců, ve druhém pak je vysokonapěťová elektroda tvořena tenkým páskem ve formě válcové spirály. Směr proudění pracovního plynu je podél hrany vysokonapěťové elektrody. Orientovaný vstup pracovního plynu do komory generátoru může být řešen následujícími provedeními.The proposed technical solution relates to a method of ozone generation and a cylindrical ozone generator and other active oxygen and nitrogen particles, for which there are two possible variants of the electrode arrangement. In the first, the high-voltage electrode is formed by thin strips in the form of rings connected in parallel, in the second, the high-voltage electrode is formed by a thin strip in the form of a cylindrical spiral. The flow direction of the working gas is along the edge of the high voltage electrode. The oriented entry of the working gas into the generator chamber can be solved by the following embodiments.

-4CZ 308279 B6-4CZ 308279 B6

Příkladným způsobem generování ozonu, aktivních kyslíkových a dusíkových částic elektrickým výbojem je generování v systému s válcovými elektrodami, kde do výbojového prostoru 6 tvaru válcového mezikruží ohraničeného vnitřní stěnou krytu 7 generátoru a do ní koaxiálně umístěnou vnější stěnou trubky 4 z dielektrického materiálu, opatřenou na povrchu vysokonapěťovou elektrodou 3 tvořenou paralelně spojenými vodivými pásky ve formě prstenců nebo vodivým páskem ve formě válcové spirály, přičemž vnitřní stěna trubky 4 z dielektrického materiálu doléhá na koaxiálně vloženou uzemněnou válcovou elektrodu 5, vstupem j. vchází tangenciálně vůči hraně vysokonapěťové elektrody 3 pracovní plyn, který se o teplotě od -40 do +50 °C orientované pohybuje za přetlaku 100 až 300 kPa výbojovým prostorem 6 paralelně s hranou vysokonapěťové elektrody 3 směrem k výstupu 2, postupuje válcovým mezikružím výbojového prostoru 6, přičemž působením výboje, vybraného ze skupiny povrchový dielektrický bariérový výboj, koronový výboj, vzniká disociačními, excitačními a ionizačními reakcemi směs pracovního plynu, ozonu, aktivních kyslíkových i dusíkových částic a dalších produktů výboje, která na protilehlé straně výstupem 2 odchází do sanovaného pracovního prostoru nebo k dalšímu zpracování.An exemplary method of generating ozone, active oxygen and nitrogen particles by electric discharge is generation in a system with cylindrical electrodes, where a cylindrical annulus discharge space 6 bounded by an inner wall of a generator housing 7 and a coaxially placed outer wall of a dielectric material tube 4 provided on the surface a high-voltage electrode 3 formed by parallel-connected conductive strips in the form of rings or a conductive strip in the form of a cylindrical spiral, the inner wall of the dielectric material tube 4 abutting a coaxially inserted grounded cylindrical electrode 5. with a temperature from -40 to +50 ° C oriented moves at an overpressure of 100 to 300 kPa through the discharge space 6 parallel to the edge of the high voltage electrode 3 towards the outlet 2, proceeds through a cylindrical intermediate ring dissociation, excitation and ionization reactions, a mixture of working gas, ozone, active oxygen and nitrogen particles and other discharge products is formed by dissociation, excitation and ionization reactions, which on the opposite side of the outlet 2 exits to the drawbar space 6, the discharge of a selected dielectric barrier discharge, the corona discharge. rehabilitated workspace or for further processing.

Dalším příkladným způsobem generování ozonu, aktivních kyslíkových a dusíkových částic elektrickým výbojem je systém s válcovými elektrodami s frekvencí napájecího napětí vysokonapěťové elektrody 3 pro dielektrický bariérový výboj od 50 do 20 kHz.Another exemplary method of generating ozone, active oxygen and nitrogen particles by electric discharge is a system with cylindrical electrodes with a frequency of supply voltage of high voltage electrode 3 for dielectric barrier discharge from 50 to 20 kHz.

Jedním z příkladných provedení vynálezu je řešení, kdy je pracovní plyn do komory generátoru dodáván jedním tangenciálním vstupem 1 a na opačné straně válcového generátoru je axiální výstup 2 ozonu, aktivních kyslíkových i dusíkových částic a dalších produktů výboje, přičemž na uzemněnou válcovou elektrodu 5 je nasunuta trubka 4 z dielektrického materiálu, na jejímž povrchu je vytvořena vysokonapěťová elektroda 3 a tato sestava je koaxiálně vložena do třetí trubky z dielektrického materiálu sloužící jako kryt 7 generátoru, čímž vznikne ve válcovém mezikruží ohraničeném vnitřní stěnou krytu 7 generátoru a vnější stěnou trubky 4 z dielektrického materiálu výbojový prostor 6 s tím, že tangenciálním vstupem 1 pracovního plynu do výbojového prostoru 6 je dosaženo jeho vírového pohybu a proudnice pracovního plynu jsou tak kolmé na mikrovýboje vznikající od vysokonapěťové elektrody 3 tvořené paralelně spojenými tenkými pásky ve formě prstenců nebo tvořené tenkým páskem ve formě válcové spirály.One exemplary embodiment of the invention is a solution in which the working gas is supplied to the generator chamber through one tangential inlet 1 and on the opposite side of the cylindrical generator there is an axial outlet 2 of ozone, active oxygen and nitrogen particles and other discharge products, being pushed onto the grounded cylindrical electrode 5. a tube 4 of dielectric material, on the surface of which a high voltage electrode 3 is formed and this assembly is coaxially inserted into a third tube of dielectric material serving as a generator cover 7, thereby forming a cylindrical annulus bounded by the inner wall of the generator housing 7 and the outer wall of the dielectric tube 4. material of the discharge space 6, with the fact that the tangential inlet 1 of the working gas into the discharge space 6 achieves its vortex movement and the working gas streams are thus perpendicular to the microdischarges arising from the high-voltage electrode 3 formed by arally connected by thin strips in the form of rings or formed by a thin strip in the form of a cylindrical spiral.

Následujícím vhodným provedením vynálezu je řešení, kdy je pracovní plyn dodáván do komory generátoru jedním tangenciálním vstupem ]_ umístěným uprostřed komory generátoru, a na obou koncích jsou axiální výstupy 2 ozonu, aktivních kyslíkových i dusíkových částic a dalších produktů výboje, přičemž na uzemněnou válcovou elektrodu 5 je nasunuta trubka 4 z dielektrického materiálu, na jejímž povrchu je vytvořena vysokonapěťová elektroda 3 a tato sestava je koaxiálně vložena do třetí trubky z dielektrického materiálu sloužící jako kryt 7 generátoru, čímž vznikne ve válcovém mezikruží ohraničeném vnitřní stěnou krytu 7 generátoru a vnější stěnou trubky 4 z dielektrického materiálu výbojový prostor 6 s tím, že tangenciálním vstupem ]_ pracovního plynu do výbojového prostoru 6 je dosaženo jeho orientovaného pohybu vůči hraně vysokonapěťové elektrody 3.Another suitable embodiment of the invention is a solution where the working gas is supplied to the generator chamber by one tangential inlet 11 located in the middle of the generator chamber, and at both ends there are axial outlets 2 of ozone, active oxygen and nitrogen particles and other discharge products, to the grounded cylindrical electrode. 5 a tube 4 of dielectric material is slid on the surface of which a high voltage electrode 3 is formed and this assembly is coaxially inserted into a third tube of dielectric material serving as generator cover 7, thereby forming a cylindrical annulus bounded by the inner wall of the generator cover 7 and the outer wall of the tube. 4 of the dielectric material, the discharge space 6, with the tangential entry of the working gas into the discharge space 6 achieving its oriented movement relative to the edge of the high-voltage electrode 3.

Dalším vhodným provedením vynálezu je řešení, kdy je pracovní plyn dodáván do komory generátoru na jedné straně N tangenciálními vstupy 1, které jsou umístěny ve vnější stěně krytu 7 generátoru a rozmístěny po axiální ose generátoru a na opačné straně válcového generátoru je axiální výstup 2 ozonu, aktivních kyslíkových i dusíkových částic a dalších produktů výboje, přičemž na uzemněnou válcovou elektrodu 5 je nasunuta trubka 4 z dielektrického materiálu, na jejímž povrchu je vytvořena vysokonapěťová elektroda 3 a tato sestávaje koaxiálně vložena do třetí trubky z dielektrického materiálu sloužící jako kryt 7 generátoru, čímž vznikne ve válcovém mezikruží ohraničeném vnitřní stěnou krytu 7 generátoru a vnější stěnou trubky 4 z dielektrického materiálu výbojový prostor 6 s tím, že tangenciálními vstupy 1 pracovního plynu do výbojového prostoru 6 je dosaženo jeho orientovaného pohybu vůči hraně vysokonapěťové elektrody 3.Another suitable embodiment of the invention is a solution in which the working gas is supplied to the generator chamber on one side N by tangential inlets 1, which are located in the outer wall of the generator housing 7 and distributed along the axial axis of the generator and on the opposite side of the cylindrical generator. active oxygen and nitrogen particles and other discharge products, a tube 4 of dielectric material being slid onto the grounded cylindrical electrode 5, on the surface of which a high voltage electrode 3 is formed and consisting coaxially into a third tube of dielectric material serving as a generator cover 7, thereby a discharge space 6 is formed in the cylindrical intermediate ring delimited by the inner wall of the generator housing 7 and the outer wall of the dielectric material tube 4, with the tangential inlets 1 of the working gas into the discharge space 6 achieving its oriented movement. to the edge of the high voltage electrode 3.

-5 CZ 308279 B6-5 CZ 308279 B6

Podstatou další varianty je řešení pro dodávání pracovního plynu do výbojového prostoru N tangenciálními vstupy 1, které jsou umístěny ve vnější stěně krytu 7 generátoru a rozmístěny ve směru válcové spirály po axiální ose válcového generátoru ozonu a aktivních kyslíkových i dusíkových částic generovaných dielektrickým bariérovým nebo kořenovým výbojem. Opačná strana je opatřena výstupem 2 ozonu, aktivních kyslíkových i dusíkových částic a dalších produktů výboje, přičemž na uzemněnou válcovou elektrodu 5 je nasunuta trubka 4 z dielektrického materiálu, na jejímž povrchu je vytvořena vysokonapěťová elektroda 3 a tato sestava je koaxiálně vložena do třetí trubky z dielektrického materiálu sloužící jako kryt 7 generátoru, čímž vznikne ve válcovém mezikruží ohraničeném vnitřní stěnou krytu 7 generátoru a vnější stěnou trubky 4 z dielektrického materiálu výbojový prostor 6 s tím, že tangenciálními vstupy 1 pracovního plynu do výbojového prostoru 6 je dosaženo jeho orientovaného pohybu vůči hraně vysokonapěťové elektrody 3.The essence of another variant is a solution for supplying working gas to the discharge space N by tangential inlets 1, which are located in the outer wall of the generator housing 7 and distributed in the cylindrical spiral direction along the axial axis of the ozone cylindrical generator and active oxygen and nitrogen particles generated by dielectric barrier or root discharge. . The opposite side is provided with an outlet 2 of ozone, active oxygen and nitrogen particles and other discharge products, a tube 4 of dielectric material being slid onto the grounded cylindrical electrode 5, on the surface of which a high voltage electrode 3 is formed and this assembly is coaxially inserted into a third tube. of dielectric material serving as a generator cover 7, thereby creating a discharge space 6 in a cylindrical annulus delimited by the inner wall of the generator cover 7 and the outer wall of the dielectric material tube 4, with its tangential inlets 1 of working gas into the discharge space 6 high voltage electrodes 3.

Pro ověření funkčnosti navrhovaného řešení zvýšení koncentrace ozonu, aktivních kyslíkových i dusíkových částic a dalších produktů výboje bylo také sestrojeno experimentální zařízení sestávající z uzemněné válcové elektrody 5 vyrobené z mosazi o vnějším průměru 17,6 mm, síle stěny 1 mm a celkové axiální délce 150 mm.An experimental device consisting of a grounded cylindrical electrode 5 made of brass with an outer diameter of 17.6 mm, a wall thickness of 1 mm and a total axial length of 150 mm was also constructed to verify the functionality of the proposed solution to increase the concentration of ozone, active oxygen and nitrogen particles and other discharge products. .

Na tuto elektrodu byla těsně nasunuta skleněná trubka 4 o vnějším průměru 20 mm a síle stěny 1,2 mm a celkové axiální délce 150 mm. Na povrchu této skleněné trubky byla vytvořena vysokonapěťová elektroda 3 ve formě vodivě spojených prstenců s šířkou jednoho prstence 1 mm a vzájemnou mezerou mezi prstenci o velikosti 3 mm. V druhém případě byla jako vysokonapěťová elektroda 3 vytvořena válcová spirála o tloušťce 1 mm a se stoupáním 3 mm. Materiálem vysokonapěťové elektrody 3 byla v obou případech měděná folie o tloušťce 0,04 mm. Koaxiálně byla tato sestava uložena do třetí trubky vyrobené z polymethylmetakrylátu PMMA o vnějším průměru 30 mm a síle stěny 2 mm. Mezi prostorem skleněné trubky 4 s vysokonapěťovou elektrodou 3 a vnitřní stěnou třetí trubky z PMMA byl vytvořen výbojový prostor 6 v podobě válcového mezikruží o středním průměru 22,5 mm. Pracovní plyn byl do výbojového prostoru dodáván tangenciálně vstupem j. a ozon, aktivní kyslíkové i dusíkové částice a další produkty výboje byly axiálně odváděny na opačném konci válcového generátoru ozonu a dalších kyslíkových i dusíkových částic výstupem 2.A glass tube 4 with an outer diameter of 20 mm and a wall thickness of 1.2 mm and a total axial length of 150 mm was tightly slid onto this electrode. A high-voltage electrode 3 was formed on the surface of this glass tube in the form of conductively connected rings with a width of one ring of 1 mm and a mutual gap between the rings of 3 mm. In the second case, a cylindrical spiral with a thickness of 1 mm and a pitch of 3 mm was formed as the high-voltage electrode 3. In both cases, the material of the high-voltage electrode 3 was a copper foil with a thickness of 0.04 mm. Coaxially, this assembly was placed in a third tube made of polymethyl methacrylate PMMA with an outer diameter of 30 mm and a wall thickness of 2 mm. A discharge space 6 in the form of a cylindrical intermediate ring with a mean diameter of 22.5 mm was formed between the space of the glass tube 4 with the high-voltage electrode 3 and the inner wall of the third PMMA tube. The working gas was supplied to the discharge space tangentially through inlet j. And ozone, active oxygen and nitrogen particles and other discharge products were axially discharged at the opposite end of the cylindrical ozone generator and other oxygen and nitrogen particles through outlet 2.

V tomto uspořádání je možné dosáhnout vlivem vírového pohybu pracovního plynu bez dalších energetických nároků zvýšení koncentrace ozonu o 40 %, absolutně pak o více než 600 ppm.In this arrangement, it is possible to increase the ozone concentration by 40%, in absolute terms by more than 600 ppm, due to the vortex motion of the working gas without further energy requirements.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Výše popsaným způsobem generování ozonu a dalších kyslíkových i dusíkových částic a zařízení vynálezu využívající k jejich produkci orientovaný pohyb pracovního plynu vzhledem k vysokonapěťové elektrodě za pomoci tangenciálních vstupů tohoto plynu do komory generátoru a zařízení ke generování ozonu založené na tomto principu oproti generátoru s běžně používaným axiálním, laterálním či radiálním vstupem pracovního plynu je možné zvýšit účinnost, výtěžnost zmiňovaných produktů a následně snížit energetickou náročnost generátoru.The above-described method of generating ozone and other oxygen and nitrogen particles and the device of the invention using for their production oriented movement of working gas relative to high voltage electrode by tangential inputs of this gas into the generator chamber and ozone generating device based on this principle compared to a generator with commonly used axial , lateral or radial working gas inlet, it is possible to increase the efficiency, yield of the mentioned products and subsequently reduce the energy consumption of the generator.

Uvedené výhody umožňují konstrukci výkonnějších, menších, mobilních a kompaktních zdrojů ozonu a dalších aktivních kyslíkových i dusíkových částic pro celou řadu aplikací, například pro potravinářský, chemický, biochemický průmysl i pro zdravotnictví. Tyto generátory dále naleznou uplatnění pro zvyšování kvality vzduchu, vody a půdy, v odpadovém hospodářství, v zařízeních pro dekontaminaci a sterilizaci látek atd.These advantages enable the design of more powerful, smaller, mobile and compact sources of ozone and other active oxygen and nitrogen particles for a wide range of applications, such as the food, chemical, biochemical and healthcare industries. These generators will also find application for improving the quality of air, water and soil, in waste management, in equipment for decontamination and sterilization of substances, etc.

Claims (8)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob generování ozonu, aktivních kyslíkových a dusíkových částic elektrickým výbojem v systému s válcovými elektrodami, vyznačující se tím, že do výbojového prostoru (6) tvaru válcového mezikruží ohraničeného vnitřní stěnou krytu (7) generátoru a do ní koaxiálně umístěnou vnější stěnou trubky z dielektrického materiálu, opatřenou na povrchu vysokonapěťovou elektrodou (3) tvořenou paralelně spojenými vodivými pásky ve formě prstenců nebo vodivým páskem ve formě válcové spirály, přičemž vnitřní stěna trubky (4) z dielektrického materiálu doléhá na koaxiálně vloženou uzemněnou válcovou elektrodu (5), vstupem (1) vchází tangenciálně vůči hraně vysokonapěťové elektrody (3) pracovní plyn, který se při teplotě od -40 do +50 °C orientované pohybuje za přetlaku 100 až 300 kPa výbojovým prostorem (6) paralelně s hranou vysokonapěťové elektrody (3) směrem k výstupu (2), postupuje válcovým mezikružím výbojového prostoru (6), přičemž působením výboje, vybraného ze skupiny povrchový dielektrický bariérový výboj, koronový výboj, vzniká disociačními, excitačními a ionizačními reakcemi směs pracovního plynu, ozonu, aktivních kyslíkových i dusíkových částic a dalších produktů výboje, která na protilehlé straně výstupem (2) odchází do sanovaného pracovního prostoru nebo k dalšímu zpracování.A method of generating ozone, active oxygen and nitrogen particles by an electric discharge in a system with cylindrical electrodes, characterized in that a cylindrical annulus discharge space (6) delimited by an inner wall of the generator housing (7) and a coaxially arranged outer wall of the tube from a dielectric material provided on the surface with a high voltage electrode (3) formed by conductively connected conductive strips in the form of rings or a conductive strip in the form of a cylindrical spiral, the inner wall of the dielectric material tube (4) abutting the coaxially inserted grounded cylindrical electrode (5). 1) a working gas enters tangentially to the edge of the high-voltage electrode (3), which moves at a temperature from -40 to +50 ° C oriented at an overpressure of 100 to 300 kPa through the discharge space (6) parallel to the edge of the high-voltage electrode (3) towards the outlet (2), advances the cylindrical me by a ring of the discharge space (6), whereby the action of a discharge selected from the group of surface dielectric barrier discharge, corona discharge creates dissociation, excitation and ionization reactions of a mixture of working gas, ozone, active oxygen and nitrogen particles and other discharge products. (2) goes to a rehabilitated workspace or for further processing. 2. Způsob generování ozonu, aktivních kyslíkových a dusíkových částic elektrickým výbojem v systému s válcovými elektrodami podle nároku 1, vyznačující se tím, že vysokonapěťová elektroda (3) je pro dielektrický bariérový výboj napájena s frekvencí od 50 do 20 kHz.A method of generating ozone, active oxygen and nitrogen particles by an electric discharge in a cylindrical electrode system according to claim 1, characterized in that the high-voltage electrode (3) is supplied with a frequency of 50 to 20 kHz for the dielectric barrier discharge. 3. Zařízení pro provádění způsobu generování ozonu, aktivních kyslíkových i dusíkových částic elektrickým výbojem v systému s válcovými elektrodami, podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že na uzemněnou válcovou elektrodu je nasunuta trubka (4) z dielektrického materiálu, na jejímž povrchu je vytvořena vysokonapěťová elektroda (3), celá tato sestávaje koaxiálně vložena do třetí trubky z dielektrického materiálu sloužící jako kryt (7) generátoru, čímž je vytvořen výbojový prostor (6) ve tvaru válcového mezikruží ohraničeném vnitřní stěnou krytu (7) generátoru a vnější stěnou trubky (4) z dielektrického materiálu, jedna strana zařízení je opatřena tangenciálním vstupem (1) pracovního plynu orientovaným vůči hraně vysokonapěťové elektrody (3) a protilehlá strana výstupem (2) směsi pracovního plynu, ozonu, aktivních kyslíkových i dusíkových částic a dalších produktů výboje.Device for carrying out the method of generating ozone, active oxygen and nitrogen particles by electric discharge in a system with cylindrical electrodes, according to claims 1 and 2, characterized in that a tube (4) of dielectric material is pushed onto the grounded cylindrical electrode, on the surface of which a high voltage electrode (3) is formed, the whole of which consists coaxially inserted into a third tube of dielectric material serving as a generator cover (7), thus forming a discharge space (6) in the shape of a cylindrical annulus bounded by the inner wall of the generator cover (7) and the outer wall tubes (4) made of dielectric material, one side of the device is provided with a tangential working gas inlet (1) oriented towards the edge of the high voltage electrode (3) and the opposite side with an outlet (2) of a mixture of working gas, ozone, active oxygen and nitrogen particles and other discharge products . 4. Zařízení pro generování ozonu, aktivních kyslíkových a dusíkových částic elektrickým výbojem v systému s válcovými elektrodami podle nároku 3, vyznačující se tím, že je opatřeno jedním tangenciálním vstupem (1) pracovního plynu, umístěným uprostřed výbojového prostoru (6) a na obou koncích axiálními výstupy (2).Device for generating ozone, active oxygen and nitrogen particles by electric discharge in a system with cylindrical electrodes according to claim 3, characterized in that it is provided with one tangential working gas inlet (1) located in the middle of the discharge space (6) and at both ends axial outlets (2). 5. Zařízení pro generování ozonu, aktivních kyslíkových a dusíkových částic elektrickým výbojem v systému s válcovými elektrodami podle nároku 3, vyznačující se tím, že tangenciálních vstupů (1) je N a jsou umístěny na jedné straně ve vnější stěně krytu (7) generátoru a rozmístěny po axiální ose výbojového prostoru (6).Device for generating ozone, active oxygen and nitrogen particles by electric discharge in a system with cylindrical electrodes according to claim 3, characterized in that the tangential inlets (1) are N and are located on one side in the outer wall of the generator housing (7) and distributed along the axial axis of the discharge space (6). 6. Zařízení pro generování ozonu, aktivních kyslíkových a dusíkových částic elektrickým výbojem v systému s válcovými elektrodami podle nároku 3, vyznačující se tím, že tangenciálních vstupů (1) je N a jsou umístěny ve vnější stěně krytu (7) generátoru a rozmístěny ve směru válcové spirály po axiální ose výbojového prostoru (6).Device for generating ozone, active oxygen and nitrogen particles by electric discharge in a system with cylindrical electrodes according to claim 3, characterized in that the tangential inlets (1) are N and are located in the outer wall of the generator housing (7) and arranged in the direction cylindrical spirals along the axial axis of the discharge space (6). 7. Zařízení pro generování ozonu, aktivních kyslíkových i dusíkových částic elektrickým výbojem v systému s válcovými elektrodami podle nároků 3 až 6, vyznačující se tím, že výbojový prostor (6) je tvořený válcovým mezikružím o radiální šířce od 0,1 do 10 mm, s délkou elektrod (3), (5) od 30 do 3000 mm a tloušťkou stěny trubky (4) z dielektrického materiálu od 0,01 do 3 mm.Device for generating ozone, active oxygen and nitrogen particles by electric discharge in a system with cylindrical electrodes according to claims 3 to 6, characterized in that the discharge space (6) is formed by a cylindrical intermediate ring with a radial width of 0.1 to 10 mm, with the length of the electrodes (3), (5) from 30 to 3000 mm and the wall thickness of the tube (4) of dielectric material from 0.01 to 3 mm. -7CZ 308279 B6-7EN 308279 B6 8. Zařízení pro generování ozonu, aktivních kyslíkových i dusíkových částic elektrickým výbojem v systému s válcovými elektrodami podle nároků 3 až 7, vyznačující se tím, že vysokonapěťová elektroda (3) je z elektricky vodivého materiálu o tloušťce od 0,001 do 1,5 mm.Device for generating ozone, active oxygen and nitrogen particles by electric discharge in a system with cylindrical electrodes according to claims 3 to 7, characterized in that the high-voltage electrode (3) is made of an electrically conductive material with a thickness of 0.001 to 1.5 mm.
CZ2019-452A 2019-07-08 2019-07-08 Method of generating ozone and other active particles and the apparatus for carrying out the method CZ308279B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-452A CZ308279B6 (en) 2019-07-08 2019-07-08 Method of generating ozone and other active particles and the apparatus for carrying out the method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-452A CZ308279B6 (en) 2019-07-08 2019-07-08 Method of generating ozone and other active particles and the apparatus for carrying out the method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2019452A3 CZ2019452A3 (en) 2020-04-08
CZ308279B6 true CZ308279B6 (en) 2020-04-08

Family

ID=70053342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019-452A CZ308279B6 (en) 2019-07-08 2019-07-08 Method of generating ozone and other active particles and the apparatus for carrying out the method

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ308279B6 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02293302A (en) * 1989-05-09 1990-12-04 Toyota Autom Loom Works Ltd Surface discharge type ozonizer
US5147614A (en) * 1990-04-27 1992-09-15 Conrad Richard H Self-contained tubular corona cell for generating ozone
US20030165411A1 (en) * 2002-01-23 2003-09-04 Rolf Engelhard Compact ozone generator
CN204474327U (en) * 2015-02-09 2015-07-15 姚锦辉 A kind of ozonizer
EP3205623A1 (en) * 2014-11-27 2017-08-16 Mitsubishi Electric Corporation Ozone generator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02293302A (en) * 1989-05-09 1990-12-04 Toyota Autom Loom Works Ltd Surface discharge type ozonizer
US5147614A (en) * 1990-04-27 1992-09-15 Conrad Richard H Self-contained tubular corona cell for generating ozone
US20030165411A1 (en) * 2002-01-23 2003-09-04 Rolf Engelhard Compact ozone generator
EP3205623A1 (en) * 2014-11-27 2017-08-16 Mitsubishi Electric Corporation Ozone generator
CN204474327U (en) * 2015-02-09 2015-07-15 姚锦辉 A kind of ozonizer

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2019452A3 (en) 2020-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Brisset et al. Chemical reactivity of discharges and temporal post-discharges in plasma treatment of aqueous media: examples of gliding discharge treated solutions
de Brito Benetoli et al. Pyrite-enhanced methylene blue degradation in non-thermal plasma water treatment reactor
Futamura et al. Byproduct identification and mechanism determination in plasma chemical decomposition of trichloroethylene
Herrmann et al. Decontamination of chemical and biological warfare (CBW) agents using an atmospheric pressure plasma jet (APPJ)
Eliasson et al. Nonequilibrium volume plasma chemical processing
Becker et al. Environmental and biological applications of microplasmas
Vanraes et al. Removal of atrazine in water by combination of activated carbon and dielectric barrier discharge
AU710230B2 (en) Plasma oxidation of an exhaust gas stream from chlorinating titanium-containing material
Chang Physics and chemistry of plasma pollution control technology
Palma et al. State of the art and perspectives about non-thermal plasma applications for the removal of PFAS in water
Indarto et al. Advanced VOCs decomposition method by gliding arc plasma
WO2015037565A1 (en) Method for synthesizing organic matter and submerged plasma device
Oda et al. Low temperature atmospheric pressure discharge plasma processing for volatile organic compounds
US6576573B2 (en) Atmospheric pressure plasma enhanced abatement of semiconductor process effluent species
KR101237496B1 (en) Plasma deodorizer for waste water treatment
Lee et al. Degradation of rhodamine B and methylene blue by underwater dielectric barrier discharge
US20040076543A1 (en) System and method for decontamination and sterilization of harmful chemical and biological materials
Moon et al. SO/sub 2/and CO gas removal and discharge characteristics of a nonthermal plasma reactor in a crossed DC magnetic field
US20020074290A1 (en) System and method for treating drinking water
CZ308279B6 (en) Method of generating ozone and other active particles and the apparatus for carrying out the method
CZ33220U1 (en) Equipment for generating ozone and other active particles
Hashim et al. Discharge based processing systems for nitric oxide remediation
Panta et al. Ozonizer design by using double dielectric barrier discharge for ozone generation
He et al. Dielectric barrier discharge for hydrogen sulphide waste gas decomposition
Mizuno Recent progress and applications of non-thermal plasma