DE2548198A1

DE2548198A1 - Einrichtung zur herstellung von ozon

Info

Publication number: DE2548198A1
Application number: DE19752548198
Authority: DE
Inventors: Masahiro Morikawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1974-10-30
Filing date: 1975-10-28
Publication date: 1976-06-10
Also published as: JPS5238953B2; FR2289440A1; FR2289440B1; GB1526282A; JPS5150893A; CH618664A5

Description

ME-240 (P-1369)

MITSUBISHI DENKI KABUSHIEI KAISHA, Tokyo , Japan

Einrichtung zur Herstellung von Ozon

Die Erfindung "betrifft eine Einrichtung zur Herstellung von Ozon und insbesondere einen neuen Typ einer Einrichtung zur Herstellung von Ozon mit einem Feuchtigkeitsaustauscher. Speziell "betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Herstellung von Ozon zur Senkung des elektrischen Energieverbrauchs für das Trocknen von Gas (Luft oder Sauerstoff). Hierbei dient ein trockenes,Ozon enthaltendes Gas zur Entfernung der zu adsorbierenden Stoffe in einem Lufttrockner vom Adsorptions-Typ.

Pig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine herkömmliche Einrichtung zur Herstellung von Ozon. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet einen mit stillen Entladungen arbeitenden Ozonisator. Ferner ist ein Lufttrockner 2 vorgesehen, welcher ein festes Adsorptionsmittel oder Ex siccatorfiillmittel enthält, z. B. synthetischen Zeolit (Molekularsieb), aktives Aluminiumoxid, Silicagel oder dgl. Ferner sind ein Gebläse 3 (Luftkompressor oder Luftgebläse) und ein Kühler für die Luft (vom Wasserkühltyp oder Kühler vom Gefriertyp) vorgesehen. Der Lufttrockner 2 umfaßt Adsorptionskammern 5 und 6, welche mit dem festen Adsorptionsmittel gefüllt sind sowie elektromagnetische Dreiwegeventile 7 und 8; elektromagnetische Zweiwegeventile 9 und 10; ein Ventil 11 in einer Nebenleitung für trockene Luft (langsamer Nebenschluß); eine Einlaßrohrleitung 12 zur Einführung von Luft in den Trockner 2; Rohr-

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leitungen 13-24 innerhalb des Lufttrockners 2. Das Bezugszeichen 25 "bezeichnet ein Auslaßrohr für für die ausströmende trockene Luft, welches in den Ozonisator 1 führt und das Bezugszeichen 26 bezeichnet ein Auslaßrohr für die ozonhaltige Luft, welche dem Ozonisator 1 entströmt. Die Bezugszeichen 27 und 28 bezeichnen Abgasrohrleitungen zum Ablassen von Spülgas für die Regenerierung des Adsorptionsmittels in den Adsorptionskammern 5 bzw. 6. Die ausgezogenen Pfeile bezeichnen die Richtung der Strömung der Luft und der ozonhaltigen Luft wenn die Adsorptionskammer 5 des Trockners sich in der Trocknungsphase (Adsorptionsstufe) befindet und wenn die Adsorptionskammer 6 sich in der Regenerierphase (Desorptionsstufe) befindet. Die gestrichelten Pfeillinien bezeichnen den umgekehrten Fall, daß die Adsorptionskammer 5 sich in der Regenerierstufe befindet und die Adsorptionskammer 6 sich in der Trocknungsstufe befindet. Es ist erforderlich, die dem Ozonisator 1 zugeführte Luft zu trocknen, da hierdurch die Lebensdauer des Ozonisators verlängert wird und der Ozonbildungskoeffizient verbessert wird. Diese herkömmliche Einrichtung arbeitet folgendermaßen. Die Luft wird von dem Gebläse 3 eingeblasen und im Luftkühler 4 bis auf eine geeignete Temperatur gekühlt (unterhalb einer vorbestimmten Temperatur für den Trockner). Dabei wird trockene Luft gebildet, deren Temperatur unterhalb etwa -40 ⁰C (Taupunkt des Lufttrockners 2) liegt. Dann gelangt die Luft in den Ozonisator 1 und wird in ein ozonhaltiges Gas umgewandelt. Das ozonhaltige Gas strömt sodann durch die Auslaßrohrleitung 26 für das ozonhaltige Gas aus. Der normalerweise in Verbindung mit einem Ozonisator verwendete Lufttrockner umfaßt zwei oder mehrere Adsorptionskammern, welche mit einem festen Adsorptionsmittel gefüllt sind. Diese sind auf automatische Regenerierung geschaltet, wobei trockene Luft kontinuierlich abgegeben wird und wobei die Adsorptionskammern alternierend auf Adsorptionsstufe und Regenerierstufe umgeschaltet werden.

Hinsichtlich der Regenerierung des Adsorptionsmittels unterscheidet man zwei Systeme. (1) Bei dem mit vermindertem Druck

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arbeitenden Spülgas-Regeneriersystem findet während der Hälfte eines jeden Zyklus die Adsorption (oder Trocknung) unter hohem Druck ("bei Zimmertemperatur) statt und während der anderen Hälfte die Regenerierung oder Reaktivierung unter vermindertem Druck (etwa Atmosphärendruck; hei Zimmertemperatur), wohei mit einer Strömung eines Teils des getrockneten Gases, welches aus dem Auslaß der auf Trocknungsstufe geschalteten Trocknungskammer über eine Uebenleitung entströmt, gespült wird. (2) Bei dem Heizregeneriersystem wird während der Hälfte eines jeden Zyklus eine Adsorption oder Trocknung bei Zimmertemperatur unter Atmosphärendruck vorgenommen und während der anderen Hälfte des Arbeitszyklus eine Regenerierung oder Reaktivierung bei erhöhter Temperatur (unter etwa 1 Atm.)· Dabei.wird ein erhitztes Spülgas durch das Adsorptionsmittel geleitet oder das Spülgas wird durch ein erhitztes Adsorptionsmittel geleitet. .Der bei dem ersteren System verwendete Trockner wird als Druckschwingsystem-Trockner (hitzeloser Trockner) bezeichnet. Andererseits wird der bei dem letzteren System eingesetzte Trockner als Temperatursehwingsystem-Trockner (Trockner vom Heiztyp) bezeichnet. In dem ohne Beheizung arbeitenden Trockner kann die Periode der Adsorption-Spülungs-Regenerierung herabgesetzt werden (etwa mehrere Minuten). Daher kann die Menge des Adsorptionsmittels gesenkt werden und die Größe der Adsorptionskammer oder des Adsorptionsturms kann bis zu einer kompakten Größe minimisiert werden. Darüber hinaus muß keine Erhitzung zum Zwecke der Regenerierung des Adsorptionsmittels stattfinden, so daß das Adsorptionsmittel im wesentlichen nicht beeinträchtigt wird. Ferner ist diese Arbeitsweise unter dem Gesichtspunkt der Wartung des Gerätes vorteilhaft. Die für diese Art Trocknung erforderliche elektrische leistung ist jedoch höher als bei dem Trockner vom Heiztyp.

Andererseits erfordert ein Trockner vom Heiztyp weniger elektrische Leistung für die Trocknung als der heizungslose Trockner. Ein solcher Trockner vom Heiztyp erfordert jedoch eine lange Zeitdauer für den Adsorptions-Spülungsregenerierzyklus (mehrere Stunden, z. B. 6 und 8 h). Demgemäß muß die

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Apparatur groß dimensioniert sein. Ferner können Störungen durch geringe Mengen organischen Materials, welches mit der Luft mitgeführt wird, verursacht werden. Dieses Material wird an der Oberfläche des Adsorptionsmittels während der Adsorptionsstufe adsorbiert und anschließend earbonisiert, polymerisiert oder thermisch zersetzt, wodurch das Adsorptionsmittel beeinträchtigt wird. Daher wird bei einem herkömmlichen Gerät zur Herstellung von Ozon gemäß Fig. 1 ein nicht beheizter Trockner verwendet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 soll nun die Arbeitsweise des lufttrocknungsteils näher erläutert werden. Zunächst soll der Fall betrachtet weiden, daß die Adsorptionskammer 5 auf Adsorption und Trocknung geschaltet ist und daß die Adsorptions kammer 6 auf Spülung und Regenerierung geschaltet ist. Für diesen Fall sollen nun die Stellungen der Ventile und die Richtungen der Luftströmung erläutert werden. Das Dreiwegeventil 7 befindet sich in einer Stellung, in der die Verbindung zwischen den Rohrleitungen 13 und 15 geöffnet ist und bei der die Verbindung zwischen der Leitung 13 und dem Auslaßrohr 27 geschlossen ist. Das Dreiwegeventil 8 befindet sich in einer derartigen Stellung, daß die Verbindung zwischen den Rohrleitungen 14 und 16 geschlossen ist und die Verbindung zwischen der Rohrleitung 16 und dem Auslaß 28 geöffnet ist. Das Zweiwegeventil 9 befindet sich im geöffneten Zustand und das Zweiwegeventil 10 befindet sich im geschlossenen Zustand. Das Ventil 11 ist auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad eingestellt. Die durch die Rohrleitung einströmende komprimierte feuchte Luft strömt durch die Rohrleitung 13, das Ventil 7 und die Rohrleitung 15 in die Absorptionskammer 5, wo die Feuchtigkeit adsorbiert wird und die getrocknete Luft strömt durch die Rohrleitung 17 aus. Die trockene Luft wird hier aufgeteilt. Ein Teil der trockenen Luft strömt durch die Rohrleitung 19, das Zweiwegeventil 9 und die Rohrleitungen 21 und 25 zum Ozonisator 1 und dient hier als trockene Luft für die Ozonerzeugung. Der andere Teil strömt durch die Rohrleitung 23, das Ventil 11

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und die Rohrleitungen 24 und 18 zur Adsorptionskammer 6 und dient hier als Sptilgas für die Regenerierung des Adsorptionsmittel unter vermindertem Druck. Der erstere Teil der Strömung der getrockneten Luft wird im Ozonisator in eine trockene ozonhaltige Luft umgewandelt und "über die Rohrleitung 26 an ein Gerät zur Verwendung von Ozon abgegeben. Der letztere Teil der getrockneten Luft dient zur Befreiung des Adsorptionsmittels in der Adsorptionskammer 6 von Wasser, wobei feuchte Luft gebildet wird. Die feuchte Luft strömt durch die Rohrleitung 16 und das Ventil 8 und wird über das Spülgas-Auslaßrohr 28 an die Atmosphäre entlassen. Die Richtung der Luftströmung ist durch ausgezogene Pfeillinien gekennzeichnet. Wenn diese Luftströmung während einer langen Zeitdauer aufrechterhalten bleibt, erhöht sich der Adsorptionsgrad in der Adsorptionskammer 5 bis zum übersättigten Zustand. Man schaltet nun aber die Ventile nach einer vorbestimmten Zeitdauer, welche kurzer ist als die Zeitdauer bis zur Erreichung des übersättigten Zustandes,(z. B. nach 2 min), auf den nächsten Halbzyklus um. Sodann befindet sich das Dreiwegeventil 7 in einer Stellung, in der die Verbindung zwischen der Rohrleitung 13 und der Rohrleitung 15 geschlossen ist und die Verbindung zwischen der Rohrleitung 15 und der Rohrleitung 27 geöffnet ist. Das Dreiwegeventil 8 befindet sich in einer Stellung, in der die Verbindung zwischen der Rohrleitung 14 und der Rohrleitung 16 geöffnet ist und die Verbindung zwischen der Rohrleitung 16 und der Rohrleitung geschlossen ist. Das Ventil 9 befindet sich im geschlossenen Zustand und das Ventil 10 befindet sich im geöffneten Zustand während das Ventil 11 nicht verändert wird. Die durch die Rohrleitung 12 einströmende feuchte Luft gelangt in die Adsorptionskammer 6, wo der Wasserdampf unter hohem Druck adsorbiert wird. Dabei wird die Luft getrocknet. Die trockene Luft gelangt durch die Rohrleitung 18 und wird hier aufgeteilt. Ein Teil der trockenen Luft strömt durch die Rohrleitung 20, das Zweiwegeventil 10 und die Rohrleitung 25 zum Ozonisator 1 als trockene Luft zur Herstellung von Ozon unter vermindertem Druck. Im Ozonisator 1 wird eine ozon-

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haltige trockene Luft hergestellt und diese strömt durch die Rohrleitung 26 zu einer Ozon verwendenden Anlage. Der andere Teil gelangt durch die Rohrleitung 24, das Ventil 11 und die Rohrleitungen 23 und 17 zur Adsorptionskammer 5 und dient hier als Spülgas für die Regenerierung des Ads'orptionsmittels unter vermindertem Druck. Diese Luftströmung verläßt die Adsorptionskammer 5 in feuchtem Zustand über die Rohrleitung 15 und das Ventil 7 und gelangt über die Spülgas-Auslaßrohrleitung 27 an die Atmosphäre. Die Richtung dieser Luftströmung ist durch gestrichelte Pfeillinien angegeben. Nachdem dieser Strömungszustand während einer vorbestimmten Zeitdauer aufrechterhalten worden ist (z. B. während 2 min), werden die Ventil automatisch umgeschaltet, so daß die Adsorptionskammer 5 auf Adsorption und Trocknung geschaltet wird und die Adsorptionskaimner 6 auf Spülen und Regenerieren geschaltet wird. Wie oben erläutert, werden somit die Adsorptionskammern 5 und 6 alternierend auf Adsorption und Spülung geschaltet, und zwar wiederholt mit einer konstanten Periode, so daß trockene Luft kontinuierlich dem Ozonisator 1 zugeführt wird.

Man erkennt aus der Erläuterung der Arbeitsweise eines herkömmlichen Gerätes zur Herstellung von Ozon gemäß Fig. 1, daß man nicht nur die für den Betrieb des Ozonisators 1 erforderliche Luft fördern muß, sondern auch eine zusätzliche Luftmenge für die Regenerierung des Adsorptionsmittels in den Lufttrocknern 2. Im Falle einer Verwendung von Lufttrocknern vom Heiztyp stellt sich das gleiche Problem. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist es erforderlich, die Adsorptionskammern derart zu konstruieren, daß die gesamte in den Trockner 2 eingeführte Luftmenge getrocknet wird.

Im allgemeinen entsprechen die Kosten einer Einrichtung zur Ozongewinnung sowie deren Betriebskosten im wesentlichen den Gesamtkosten für die Trocknung der Ausgangsluft und den Kosten für den Ozonisator 1. Unter den Gesamtkosten haben die Kosten für die Trocknung der Luft einen erheblichen Anteil.

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Wenn man ζ. B. im Falle der Betriebskosten die elektrische Entladungsleistung des Ozonisators mit 1 annimmt, so beträgt die elektrische Leistung für die Trocknung der Luft etwa 0,7 im Falle eines heizungslosen Trockners und etwa 0,4 im Falle eines Trockners vom Heiztyp.

Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zur Gewinnung von Ozon zu schaffen, bei der ein erheblicher Teil der elektrischen Energie für die Trocknung der Luft eingespart wird und die Kapazität des Gebläses und der Adsorptionskammern gesenkt wird, so daß die Abmessungen des Gerätes zur Gewinnung von Ozon auf ein Minimum herabgesetzt werden können und die Herstellungskosten und die Betriebskosten dieses Gerätes gesenkt werden können.

Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß man das gebildete trockene ozonhaltige Gas für- die Trocknung der Luft verwendet. Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Gewinnung von Ozon umfaßt eine Vielzahl von mit Adsorptionsmittel gefüllte Kammern, wobei feuchte Ausgangsluft durch eine dermit Adsorptionsmittel gefüllten Kammern geführt wird, so daß die Feuchtigkeit adsorbiert wird. Dabei wird trockene Luft gebildet und diese trockene Luft wird einem Ozonisator zugeführt, in dem eine trockene ozonhaltige Luft gebildet wird. Die gesamte trockene ozonhaltige Luft oder ein Teil derselben wird sodann in die andere mit Adsorptionsmittel gefüllte Kammer eingeleitet und dient hier der Spülung und Regenerierung des Adsorptionsmittels, wobei dieses von dem adsorbierten Wasser befreit wird. Sodann wird die dabei gebildete feuchte ozonhaltige Luft einer Anlage zur Verwendung von Ozon zugeführt. Danach werden die Ventile umgeschaltet, so daß nun die feuchte Ausgangsluft der anderen mit Adsorptionsmittel gefüllten Kammer zugeführt wird, so daß hier die Feuchtigkeit adsorbiert wird. Die gebildete trockene ozonhaltige Luft wird dabei vom Ozonisator in die erstere mit Adsorptionsmittel gefüllte Kammer eingeleitet und hier wird das Adsorptionsmittel regeneriert und die dabei gebildete

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feuchte ozonhaltige Luft wird der Anlage zur Terwendung von Ozon zugeführt. Dieser Arbeitszyklus wird durch Umschalten der Ventile wiederholt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Einrichtung zur Gewinnung von Ozon mit einer Anlage zur Trocknung der Luft und mit einem Ozonisator und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gewinnung von Ozon.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gewinnung von Ozon mit einem nicht beheizten Regeneriersystem. Diese Einrichtung umfaßt eine Einlaßrohrleitung 29 für Spülgas (trockenes ozonhaltiges Gas); ein Dreiwegeventil 30 und Rohrleitungen 31 und 32 zur Zufuhr des Spülgases zu den Adsorptionskammern 5 und 6. Die Rohrleitungen 27 und 28 sind miteinander verbunden und ferner mit einer Rohrleitung für das ozonhaltige Gas verbunden. Die übrigen Bauteile entsprechen den Bauteilen der Fig. 1 und werden daher nicht erwähnt.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf Fig. 2 die Gasströmung der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gewinnung von Ozon erläutert werden. Feuchte komprimierte Luft wird durch das Gebläse 3 und durch die Kühleinrichtung 4 zu dem Einlaßrohr 13 für den Lufttrockner geleitet. Die Luft strömt durch das Einlaßrohr 13, das Ventil 7 und die Rohrleitung 15" zur Adsorptionskammer 5. Dabei wird die Feuchtigkeit adsorbiert und aus der trockenen Luft entfernt und diese strömt über die Rohrleitung 17 aus. Die gesamte trockene Luft strömt durch das Ventil 9 und die Rohrleitung 25 zum Ozonisator 1 wo sie in ein trockenes ozonhaltiges Gas umgewandelt wird. Dieses strömt über die Auslaßleitung 26 aus. Bei einem

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herkömmliehen System wird dieses trockene ozonhaltige Gas nun direkt einer Anlage zur Verwertung von Ozon zugeführt. Bei dem erfindungsgemäßen System wird jedoch das trockene ozonhaltige Gas über die Auslaßleitung 26 in die Spülgas-Rohrleitung 29 geleitet und dann über das Dreiwegeventil und die Spülgas-Einlaßleitung 32 zur Adsorptionskammer 6, und zwar in einer Richtung, welche der Richtung der Luftströmung während der Adsorptionsphase entgegengesetzt ist. In der Adsorptionskammer 6 dient dieses Gas der Regenerierung des Adsorptionsmittels und es wird feuchtes ozonhaltiges Gas gebildet. Das feuchte ozonhaltige Gas strömt über die Rohrleitung 16, das Ventil 8 und die Rohrleitung 28 zur Rohrleitung 33 über welche das ozonhaltige Gas einer Anlage zur Verwendung des Ozons zugeführt wird. Die Gasströmung ist durch ausgezogene Pfeillinien dargestellt. Fach Aufrechterhaltung dieser Strömung während einer vorbestimmten Zeitdauer werden die Dreiwegeventile 7, 8 und 30 umgeschaltet und das Zweiwegeventil 9 wird geschlossen und das Zweiwegeventil wird geöffnet. Hunmehr ist die Adsorptionskammer 5 auf Regenerierung geschaltet, während die Adsorptionskammer 6 auf Adsorption geschaltet ist. Die Luft strömt in die Adsorptionskammer 6 und hier findet eine Adsorption unter hohem Druck statt und es wird trockene Luft gebildet. Die trockeüe Luft strömt durch die Rohrleitung 18 und das Ventil 10 und gelangt unter vermindertem Druck zum Ozonisator 1. Im Ozonisator 1 wird die trockene Luft in ein trockenes ozonhaltiges Gas umgewandelt, welches über die Rohrleitung 26 ausströmt. Das trockene ozonhaltige Gas strömt durch die Rohrleitung 26, das Spülgas-Einlaßrohr 29 und das Ventil 30 zum Spülgas-Einlaßrohr 31 und in die Adsorptionskammer 5. Hier wird das Adsorptionsmittel regeneriert und es entweicht feuchtes ozonhaltiges Gas. Das feuchte ozonhaltige Gas gelangt über die Rohrleitung 15, das Ventil 7 und die Rohrleitung 27 zur Rohrleitung 33 und wird einer Anlage zur Verwendung von Ozon zugeführt. Die Strömungsrichtung des Gases ist in dieser Phase durch eine unterbrochene Pfeillinie dargestellt.

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Nach Aufrechterhaltung dieses Strömungszustandes während einer vorbestimmten Zeitdauer werden die Ventile des Feuehtigkeitsaustauschers 2· umgeschaltet und die Adsorptionskammer 5 wird auf Adsorption geschaltet und die Adsorptionskammer 6 wird auf Regenerierung geschaltet.

Dieser Vorgang wird alternierend wiederholt, so daß trockene Luft kontinuierlich dem Ozonisator zugeführt wird und in ein ozonhaltiges Gas umgewandelt wird. Das gesamte ozonhaltige Gas oder ein Teil des ozonhaltigen Gases dient als Spülgas für die Regenerierung des Adsorptionsmittels und nasses ozonhaltiges Gas wird kontinuierlich der Anlage zur Verwendung von Ozon zugeführt. Es ist nicht immer erforderlich, das gesamte trockene ozonhaltige Gas (welches vom Ozonisator 1 über die Rohrleitung 26 ausströmt), dem Feuchtigkeitsaustauseher als Spülgas für die Regenerierung des Adsorptionsmittels zuzuführen. Je nach den Betriebsbedingungen und je nach den Charakteristika der Einrichtung kann hierzu auch ein Teil des trockenen ozonhaltigen Gases verwendet werden. Wenn nur ein Teil des Gases dem Trockner zugeführt wird, so verläßt das Restgas die Rohrleitung 26 direkt über ein Strömungssteuerventil 34, welches in einer üTebenleitung liegt und über eine Rohrleitung 33. Diese Einrichtungen sind durch gestrichelte Linien dargestellt. Das vom Trockner zur Rohrleitung 33 strömende ozonhaltige Gas befindet sich nicht im trockenen Zustand. Hierdurch werden jedoch keine Störungen verursacht. Wenn das ozonhaltige Gas zur Wasserbehandlung verwendet wird, so muß es nicht in trockenem Zustand vorliegen. Auch wenn das ozonhaltige Gas zur Luftdeodorierbehandlung und zu Luftreinigungsbehandlungen,z. B. zur Denitrifizierung und Desulfurisierung von Abgas, verwendet wird, ist es nicht erforderlich, daß das ozonhaltige Gas in trockenem Zustand vorliegt.

Es wurde zunächst befürchtet, daß ein Teil des Ozons des über die Oberfläche des festen Adsorptionsmittels strömenden ozonhaltigen Gases während der Regenerierung des Adsorptionsmittels zersetzt wird. Es wurde jedoch festgestellt, daß

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ein Ozonverlust durch Überleiten des ozonhaltigen Gases durch das Adsorptionsmittel in der Adsorptionskammer vernachlässigt werden kann, da die Ozonkonzentrationen der Gasströmungen vor und nach dem Durchströmen der Adsorptionskammer (welche mit Molekularsieb oder Silicagel gefüllt ist) hei verschiedenen Temperaturen unterhalb 100 ⁰G und bei einer durchschnittlichen Konzentration während 1 h, gemessen nach der jodometrischen Standardmethode, innerhalb einer Toleranz von etwa - 5 # nicht voneinander abweichen.

Diese Tatsache zeigt, daß die vorliegende Erfindung bei einer Einrichtung zur Ozongewinnung eingesetzt werden kann, welche eine Einrichtung zur Hitzeregenerierung des Adsorptionsmittels aufweist, wenn man die Vorrichtung in geeigneter Weise konstruiert und dabei die nachstehend beschriebenen Effekte berücksichtigt.

Zur Entfernung der Feuchtigkeit aus der luft verwendet man mit Molekularsieb oder Silicagel gefüllte Adsorptionskammern. Die Luft enthält jedoch gewöhnlich geringe Mengen organischer Verbindungen. Diese werden an Molekularsieb oder an Silicagel adsorbiert. Hierdurch wird bei der Hitzeregenerierung die Lebensdauer des Adsorptionsmittels verkürzt. Wenn das ozonhaltige Gas erfindungsgemäß durch das fest Adsorptionsmittel strömt, so werden die geringen Mengen des an der Oberfläche des Adsorptionsmittels adsorbierten organischen Materials aufgrund der starken oxydierenden Wirkung des Ozons zu niedermolekularen Verbindungen (mit niedrigem Siedepunkt) zersetzt, welche herausgespiilt werden. Auf diese Weise wird eine Beeinträchtigung des Adsorptionsmittels verhindert. Die geringen Mengen der durch Ozonoxydation gebildeten Zersetzungsprodukte verursachen gewöhnlich bei der Verwendung des Ozons zur Wasserbehandlung oder zur Luftbehandlung oder dgl. keine Störungen, wenn das ozonhaltige Gas die Zersetzungsprodukte mitführt.

-Im folgenden soll die Wirkungsweise der Erfindung anhand von

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Beispielen erläutert werden. Dabei wird einmal mit der Einrichtung gemäß Fig. 1 und zum anderen mit der Einrichtung gemäß Pig. 2 gearbeitet. Es wird das gleiche Adsorptionsmittel verwendet. Bei Einsatz der herkömmlichen Anlage gemäß Fig. 1 wird eine Durchflußrate der trockenen Luft (Taupunkt -70 ⁰C) zum Ozonisator von 57 Nl/min gewählt. In der Adsorp-

o tionsstufe beträgt der Betriebsdruck 7 kg/cm . Die SpIiI-Durchflußrate beträgt 20 l/min (77 Nl/min Ausgangsluft in der Adsorptionskammer). Dabei beträgt die elektrische Leistung für die Trocknung der Luft 1,13 KW.

Im Vergleich wird die erfindungsgemäße Anlage gemäß Fig. 2

betrieben. Die Luft wird unter 5 kg/cm Betriebsdruck getrocknet. Die Spiil-Durchflußrate beträgt 57 Nl/min. Dabei handelt es sich um die Gesamtmenge der Ausgangsluft, welche vom Gebläse bereitgestellt wird. Der Taupunkt der trockenen Luft, welche dem Ozonisator mit 57 ΜΊ/min zugeführt wird, beträgt weniger als -70 ⁰G. Dabei beträgt die elektrische Leistung für die Trocknung der Luft 0,59 KW.

Man kann einen Teil des ozonhaltigen Gases in einer Nebenleitung abzweigen, wodurch die Spül-Durchflußrate auf weniger als 57 Nl/min gesenkt wird. Bei diesem System kann die Spül-Durchflußrate auf 23 Nl/min herabgesetzt werden. Hieraus

erkennt man, daß der Betriebsdruck auf weniger als 5kg/cm gesenkt werden kann.

Bei einer Durchflußrate der trockenen Luft (Taupunkt -40 ⁰C) von 140 Nl/min, welche dem Ozonisator zuströmt, benötigt man unter dem gleichen Betriebsdruck (2,1 kg/cm ) in der Trocknungsstufe bei dem herkömmlichen System gemäß Fig. 1 eine elektrische Leistung von 2,01 KW zur Erzielung einer Spül-Durchflußrate von 140 Nl/min bei Verwendung von 2,8 kg des Adsorptionsmittels. Dabei ist eine Durchflußrate des Gebläses von 280 Nl/min erforderlich.

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Bei Betrieb des erfindungsgemäßen Systems gemäß !ig. 2 erzielt man eine Spül-Durchflußrate von 140 Fl/min "bei einer Durchflußrate des Gebläses von 140 ΪΓΐ/min mit einer Leistung von 1,19 K¥ bei dem gleichen Betriebsdruck in der Troeknungsstufe (2,1 kg/cm ) unter Verwendung von 1,4 kg des Adsorptionsmittels (die Hälfte der Menge des Adsorptionsmittels des herkömmlichen Systems).

Man kann einen Teil des ozonhaltigen Gases in einer Uebenleitung abzweigen, wodurch die Durchflußrate für das Spülen auf weniger als 140 Ul/min gesenkt wird. Die Durchflurate für das Spülen kann auf etwa 85 Nl/min gesenkt werden. Hieraus erkennt man, daß die Menge des Adsorptionsmittels noch auf weniger als 1,4 kg gesenkt werden kann, oder daß der Betriebsdruck auf weniger als 2,1 kg/cm gesenkt werden kann.

Aus vorstehender Besehreibung wird deutlich, daß mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gewinnung von Ozon die Kosten für die Trocknung der luft oder des Sauerstoffs (die elektrische Leistung für den Betrieb und Herstellungskosten der Apparatur) wesentlich gesenkt werden können, so daß insgesamt die Kosten für die Ozongewinnung erheblich gesenkt werden können, wenn man das aus dem Ozonisator entweichende trockene ozonhaltige Gas (Luft oder Sauerstoff) für die Regenerierung des Adsorptionsmittels verwendet. Daraus ergibt sich für den praktischen Betrieb ein erheblicher Vorteil.

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Claims

PATEJfTAHSPßOCHE

1. Einrichtung zur Gewinnung von Ozon mit einem Feuchtigkeitsaustauscher, welcher eine Vielzahl von mit Adsorptionsmittel gefüllte Kammern umfaßt, die getrennt und alternierend wiederholt in einer Adsorptionsstufe und einer Spül- und Regenerierstufe betreibbar sind und mit einem Ozonisator, in dem ein im Feuchtigkeitsaustauscher getrocknetes Gas (Luft oder Sauerstoff) in ein trockenes ozonhaltiges Gas umgewandelt wird, gekennzeichnet durch ein Rohrleitungssystem (29 - 34) zur Durchleitung der Gesamtmenge oder eines Teils des ozonhaltigen Gases als Spülgas in die auf Regenerierung geschaltete Adsorptionskammer (5 oder 6) des Feuchtigkeitsaustauschers (2¹) vor dessen Entnahme aus der Apparatur.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Feuchtigkeitsaustauseher (2¹) vom Typ des Drucksehwing-Lufttrockners.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Feuchtigkeitsaustauscher (2·) mit einer Vielzahl von mit Adsorptionsmittel gefüllten Kammern (5,6), welche alternierend Feuchtigkeit aus der Luft adsorbieren und von adsorbiertem Wasser durch Spülen "befreit werden und mit einer ersten Rohrleitung (12,13,7,15) zur Zufuhr von luft zu der mit Adsorptionsmittel gefüllten Adsorptionskammer (5); mit einer zweiten Rohrleitung (17,9,21,25) zur Zufuhr von in der Adsorptionskammer (5) getrockneter Luft zu dem Ozonisator (1)j mit einer dritten Rohrleitung(29,30,32) zur Zufuhr eines Teils oder der Gesamtmenge des ozonhaltigen Gases zu der anderen Adsorptionskammer (6) als Spülgas für die Entfernung des adsorbierten Wassers; und mit einer vierten Rohrleitung (16,8,33) zur Entnahme des feuchten ozonhaltigen Gases aus der anderen Adsorptionskammer (6) und mit Ventilen (7-10, 30) mit denen die einzelnen Adsorptionskammern (5,6) selektiv mit den Rohrleitungen verbindbar sind.

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4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Ventile (7 - 10, 30) zur alternierenden Verbindung der Rohrleitungen mit den Adsorptionskammern (5,6) umschaltbar sind, so daß die Adsorptionskammern (5,6) alternierend auf Adsorption und Regenerierung umschaltbar sind.

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