DE2655621B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Ozon bzw. ozonhaltiger Luft - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von Ozon bzw. ozonhaltiger Luft.

Ozon bzw. ozonhaltige Luft können bekanntlich zum Desinfizieren, Bleichen und Oxidieren eingesetzt werden. Eine bekannte Vorrichtung zur Ozongewinnung ist in Fig. 1 dargestellt.

F i g. 1 zeigt ein Kolben- bzw. Kompressionsgebläse 1 für die Einspeisung geeignet komprimierter Luft (nachstehend einfach als »Gebläse« bezeichnet), Feuchtigkeitsadsorbereinheiten 2 und 3 (nachstehend einfach als »Adsorbertürme« bezeichnet), die mit einem Feuchtigkeitsadsorptionsmittel wie Silicagel gefüllt sind, und einen Ozonisator 4, in dem Ozon durch stille elektrische Entladung in der durch den Adsorberturm 2 oder 3 getrockneten Luft erzeugt wird. 5 bis 12 sind Magnetventile am Ein- und Ausgang der Adsorbertürme, und 13 ist ein Strömungswidersland, mit dem der Druck der vom Ozonisator 4 erzeugten trockenen, ozonhaltigen Luft auf einen vorbestimmten Wert herabgesetzt wird.

Der Feuchtigkeitsaustauscher 100 wird durch die Kombination der Elemente 1 bis 3 und 5 bis 13 gebildet.

Diese bekannte Vorrichtung zur Gewinnung von Ozon arbeitet wie folgt (wobei zunächst die Arbeitsweise des Adsorberturms 2 zur Trocknung der vom Gebläse 1 gelieferten feuchten Luft und die Regenerierung des Adsorberti-rms 3 durch Trocknung des Feuchtigkeitsadsorptionsmittels durch die vom Ozonisator 4 erzeugte bzw. herkommende trockene ozonhaltige Luft erläutert werden):

Bei geöffneten Magnetventilen 5, 8, 9 und 12 und geschlossenen Magnetventilen 6, 7, 10 und 11 gelangt die vom Gebläse 1 zugeführte feuchte Luft durch das Magnetventil 5 in den Adsorberturm 2 und wird durch die darin befindliche Füllung, z. B. Silicagel, getrocknet. Die trockene Luft gelangt durch das Magnetventil 9 zum Ozonisator 4, wo ein Teil des Sauerstoffs der trockenen Luft durch stille Entladung in Ozon umgewandelt wird.

Die resultierende trockene, ozonhaltige Luft wird zur Verminderung des Drucks auf einen vorbestimmten Wert durch den Strömungswiderstand 13 geschickt und über das Magnetventil 12 in den Adsorl>erturm 3 geleitet, wo sie unter Regenerierung des Feuchtigkeit* adsorptionsmitteis in feuchte, ozonhaltige Luft umgewandelt wird. Die feuchte, ozonhaltige Luft wird über das Magnetventil 8 an einen Ozonverbrcucher abgegeben.

Wenn die Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit des Adsorfoerturms 2 nachläßt, werden die Magnetventile 5, 8, 9 und 12 geschlossen, während die Magnetventile 6, 7, 10 und 11 geöffnet werden. Auf diese Weise wird der Adsorberturm 2 vo»n Lufttrocknungs- auf den Regenerierungsbetrieb umgeschaltet, während der Adsorberturm 3-vom Regenerierungs- auf den Lufttrocknungsbetrieb umgeschaltet wird. Diese Arbeilsweise der Adsorbertürme 2 und 3 wird alternierend wiederholt unter Erzielung der bestimmungsgemäßen Funktion des Feuchiigkeitsaustauschers 100.

Fig. 2 zeigt ein Kurvenbrld für den Betrieb der Vorrichtung gemäß Fig. 1, und zwar ist die Ozonkonzentration in der trockenen, ozonhaltigen Luft am Ausgang des Ozonisators 4 jfCi) bzw. die Ozonkonzentration in der feuchten, ozonhaltigen Luft, die vom Adiorberturm 2 oder 3 beim Regenerierungsbetrieb «1 abgegeben wird ("Ci) in Abhängigkeit von der Zeit aufgetragen.

Wie aus dem Kurvenbild hervorgeht, wird Ozon der trockenen, ozonhaltigen Luft während der Regenerierung des Feuchtigkeitsadsorptionsmittels (nachstehend auch als »Adsorptionsmittel« bezeichnet) an dessen Oberfläche zersetzt, so daß die Ozonkonzentration Ci relativ niedriger ist als die Ozonkonzentralion Ci zum Zeitpunkt nach der Feinfüllung des Adsorptionsmittels.

Bei Verwendung von Silicagel als Adsorptionsmittel im normalen bzw. stetigen Betriebszustand wird die Ozonzersetzung durch das Adsorptionsmitte! bei der Regenerierung desselben durch die trockene, ozonhaltige Luft jedoch durch die sauren Gruppen an der Silicageloberfläche gehemmt, so daß die Ozonkonzentralion Ci der trockenen, ozonhaltigen Luft im wesentlichen die gleiche ist. wie die Ozonkonzentration C2 der feuchten, ozonhaltigen Luft (Fig. 3).

Wenn allerdings die Adsorbertürme 2 bzw. 3 umgeschaltet werden, gelangt trockene, ozonhaltige Luft in das zuvor als Adsorptionsmittel für die feuchte Luft eingesetzte Silicagel, wodurch ein Teil des Ozons (im allgemeinen 0,001 bis 0,003 Gew.%) am Silicagel adsorbiert wird. Demgemäß nimmt die Ozonkonzentration Cz der feuchten, ozonhaltigen Luft (hinter dem Adsorptionsmittel) plötzlich ab, bis die Ozonsättigung des Adsorptionsmittels erreicht ist.

Die Zeitdauer von der Abnahme der Ozonkonzentration bis zur Rückkehr zum Normalzustand wird als Ozonkonzentrations-Absenkungsperiode bezeichnet.

Andererseits nimmt die Ozonkonzentration Q der trockenen, ozonhaltigen Luft nach dem Umschaltvorgang zu, da am Silicagel adsorbiertes Ozon desorbiert wird und von der zum Ozonisator 4 gelangenden trockenen Luft mitgenommen wird, wenn das mit Ozon beladene Silicagel nach Umschaltung auf Trocknungsbetrieb zum Trocknen der Luft eingesetzt wird.

Die auf den Umschaltvorgang folgende Ozonkonzentrations-Absenkungsperiode wird proportional zur

Menge des Adsorptionsmittels verlängert.

Andererseits hängt der Wirkungsgrad der Ozongewinnung im Ozonisator 4 stark von dem Grad der Trocknung der eingespeisten trockenen Luft ab. Wenn beispielsweise trockene Luft mit ei.iem Taupunkt von —60⁰C statt eines Taupunkte·, von —50°C zum Ozonisator 4 geschickt wird, nimmt der Wirkungsgrad der Ozongewinnung um etwa 10% zu.

Um den Wirkungsgrad der Ozongewinnung durch Absenkvmg des Taupunktes der trockenen Luft bei Verwendung von Silicagei als Adsorptionsmittel möglichst zu erhöhen, sollte die Silicagelmenge relativ groß sein, da das Adsorptionsvermögen von Silicagei für Feuchtigkeit bei niedrigem Feuchtigkeitsgehalt relativ gering ist, jedoch wird dadurch die Ozonkonzentrations-Absenkungsperiode verlängert und die Anwendung der ozonhaltigen Luft beschränkt, und es wird eine Kontrollvorrichtung für die Ozonkonzentration benötigt, was insgesamt nachteilig ist.

Aktiviertes Aluminiumoxid und synthetischer Zeolith (mit einem Porendurchmesser von mehr als 0,4 nm), die für die Herabsetzung des Taupunktes von Luft verwendet wurden, können als Adsorptionsmittel im vorliegenden Falle nicht eingesetzt werden, da sie Ozon zersetzen.

Aus der Druckschrift »EL Krell, Physikalisch-chemische Trenn- und Meßmethoden, Band 12, M 'lekularsiebe, Seite 88. Berlin 1968«, ist bekannt, daß Molekularsiebe mit einem effektiven Porendurchmesser von etwa 038 nm nur kleine Moleküle wie Wassermoleküle, deren Durchmesser geringer ist als der Porendurchmesser des Adsorptionsmittels, und praktisch keine anderen Stoffe adsorbieren, so daß diese Molekularsiebe, /. B. synthetische Zeolithe, für die Trocknung einer Vielzahl von Gasen geeignet sind. Aufgrunddessen konnte angenommen werden, daß ein synthetischer Zcoiith mit einem Porendurchmesser unter 0,4 nm wegen seiner Kristallstruktur kaum Ozon adsorbiert, während die Ozonzersetzdng an Silicagei durch die sauren Gruppen an der Oberfläche des Silicagels gehemmt wird.

Der synthetische Zeolith hat im dreidimensionalen Netzwerk Hohlräume, und die Adsorption findet im wesentlichen in diesen Hohlräumen statt. Wenn also der Porendurchmesser am Einlaß der Hohlräume kleiner als 0,4 ηm gewählt wird, können große Moleküle, wie das Ozonmolekül, praktisch nicht adsorbiert werden, sondern es werden nur kleine Moleküle, wie Wassermoleküle, adsorbiert und das am synthetischen Zeolith nicht adsorbierte Ozon wird nicht wesentlich zersetzt.

Fig.4 zeigt das Adsorptionsvermöger, von synthetischem Zeolith bzw. Silicagei für Feuchtigkeit. Wie man sieht, ist das Feuchtigkeitsadsorptionsvermögen des synthetischen Zeoliths bei geringer Luftfeuchtigkeit erheblich höher als dasjenige von Silicagei. Trockene Luft mit niedrigem Taupunkt kann daher mit einer relativ geringen Menge eines synthetischen Zeoliths erzielt werden.

Aus der US-PS 37 19 573 ist ein Verfahren zur Herstellung von Ozon bekannt, bei dem trockene Luft ozonisiert wird und die ozonhaltige Luft zur Trocknung des Adsorptionsmittels durch dieses geleitet wird. Als Adsorptionsmittel kann bei diesem bekannten Verfahren beispielsweise synthetischer Zeolith wie Molekularsieb Linde 3 A mit einem effektiven Porendurchmesser -0,38 nm nm eingesetzt werden. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es relativ lange dauert, bis die relativ niedrige Ozonzersetzungsrate des Normalzustands erreicht ist, d. h., es hat eine relativ lange Ozonkonzentrations-Absenkungsperiode, deren Bedeutung vorstehend erläutert wurde, so daß die Effektivität des bekannten Verfahrens nicht zufriedenstellend ist.

Aufgabe der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur

> Gewinnung von Ozon bzw. ozonhaltiger Luft, bei dem trockene Luft in einem Ozonisator in ozonhaltige Luft umgewandelt bzw. mit Ozon beladen wird, wobei die Luft getrocknet wird, indem men sie durch ein Feuchtigkeitsadsorptionsmittel aus zumindest teilweise

κι synthetischem Zeolith mit einem Porendurchmesser unter 0,4 nm hindurchleitet, das durch ozonhaltige oder mit Ozon beladene Luft getrocknet wird, und bei dem durch Verkürzung der Ozonkonzentrations-Absenkungsperiode eine höhere Effektivität als bei dem

ι ^r> bekannten Verfahren erzielt w e rden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man bei Anwesenheit von Stickstoffoxiden, insbesondere von Stickstoffdioxid (NO2), m Feuchtigkeitsadsorptionsmittel arbeitet, wenn das Feuchtigkeitsadsorptionsmittel .'» auf Regenerierungsbetrieb umgeschaltet ist.

Der synthetische Zeolith mit einem Porendurchmesser unter 0,4 nm wird beim erfindungsgemäßen Verfahren als Feuchtigkeitsadsorptionsmittel (nachstehend einfach als »Adsorptionsmittel« bezeichnet) anstelle der >ί Gesamtmenge oder eines Teils des Silicagels in die Adsorbertürme eingefüllt. Da der synthetische Zeolith mit einem Porendurchmesser unter 0,4 nm keine großen Moleküle wie das Ozonmolekül, sondern nur kleine Moleküle wie Wassermoleküle, deren Durchmesser in geringer ist als der Porendurchmesser des Adsorptionsmittels, adsorbiert, wird Ozon nicht zersetzt und die Ozonkonzentration der durch den Feuchtigkeitsaustauscher geleiteten ozonhaltigen Luft nicht vermindert. Durch den Einsatz eines synthetischen Zeoliths mit ι") einem Porendurclimesser unter 0,4 nm kann der Taupunkt der trockenen Luft unter Anwendung einer geringen Menge des Adsorptionsmittels herabgesetzt werden, so daß der Wirkungsgrad der Ozongewinnung gegenüber einer alleinigen Verwendung von Silicagei ■ι» verbessert ist. Eine besondere Verbesserung des Wirkungsgrades der Ozongewinnung wird nun durch die auf dem erfindungsgemäßen Einsatz von Stickstoffoxiden beruhende Verkürzung der Ozonkonzentrations-Absenkungsperiode, d. h. durch die Beschlcuniii gung der Erreichung einer minimalen Ozonzersetzungsrate beim Regenerierungsbetrieb, erzielt. Die Ozonzersetzungsrate wird nachstehend näher erläutert:

Die Ozonzersetzungsrate an der Oberfläche des

Adsorbers liegt im Falle von Silicagei oder syntheti-

■"><> schem Zeolith mit einem Porendurchmesser unter 0,4 nm im allgemeinen im Bereich von etwa 10 bis 20 Gew.% und beträgt etwa 50 Gew.% im Falle von Aluminiumoxid, während mit synthetischem Zeolith mit einem Porendurchmesser über 0,4 nm ein Bereich von

Vt etwa80bis 100 Gew.% gefunden wird.

Die Ozonzersetzung durch das Adsorptionsmittel hängt vom Betrieb des Ozonisators 4 ab und verringert sich allmählich unter Erreichung einer Konstante.

Die Ozonzersetzungsrate im Normalzustand ist mi proportional zur Adsorptionsmittelmenge. Unter den speziellen Bedingungen liegt das Verhältnis von im Normalzustand zersetztem Ozon zum Feuchtigkeitsadsorber im Bereich von 0,1 bis 0,5 Gew.% im Falle von "ilicagel oder synthetischem Zeolith mit einem Porenh'i durchmesser unter 0,4 nm und im Bereich von 15 bis 70 Gew.% im Falle von Aluminiumoxid oder synthetischem Zeolith mit einem Porendurchmesser über 0,4 nm.

Die Ozonzersetzungsrate im Normalzustand ist also im Falle von Silicagel oder synthetischem Zeolith mit einem Porendurehmesser unter 0,4 nm bemerkenswert niedrig, allerdings nimmt die Erreichung des Normalzustandes eine relativ lange Zeitdauer ein. Während dieser Zeitdauer ist der Nutzeffekt der Ozongewinnungsvorrichtung nachteiligerweise gering.

Diese Nachteile der bekannten Verfahren werden durch die Erfindung beseitigt, die sich aufgrund von näheren Untersuchungen der Tatsache ergab, daß geringe Mengen an Stickstoffoxiden, die durch Ozon im nascierenden Zustand erzeugt werden, die durch das Adsorptionsmittel verursachte Ozonzersetzung allmählich inhibieren. Dadurch, daß erfindungsgemäß beim Regenerierungsbetrieb in Gegenwart von Stickstoffoxiden gearbeitet wird, kann innerhalb einer relativ kurzen Betriebszeit nach der Füllung mit neuem Adsorptionsmittel bzw. nach der Umschaltung auf zu regenerierendes Adsorptionsmittel die Ozonzersetzungsrate des Normalzustands erzielt werden, mit anderen Worten, die Ozonkonzentrations-Absenkungsperiode kann unter Verbesserung des Nutzeffekts verkürzt werden.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die aus einem Ozonisator mit zumindest einer Feuchtigkeitsadsorbereinheit (nachstehend auch einfach als »Adsorptionsturm« bezeichnet) und Umschaltelementen besteht, wobei die Feuchtigkeitsadsorbereinheit zumindest teilweise mit synthetischem Zeolith gefüllt ist, dessen Feinporendurchmesser eine Adsorption von Wasser zuläßt, jedoch für eine Adsorption von Ozon zu klein ist, und wobei die Vorrichtung durch Einrichtungen für eine Einspeisung von Stickstoffoxiden, insbesondere von NOj, in die Feuchligkeitsadsorbcreinheit gekennzeichnet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schema für eine bekannte Vorrichtung zur Ozongewinnung;

F i g. 2 und 3 Kurvenbilder für die Ozonkonzentration in der Vorrichtung zur Ozongewinnung gemäß Fig. 1:

F i g. 4 ein Kurvenbild für die Feuchtigkeitsadsorption durch synthetischen Zeolith bzw. Silicagel in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt (der Luft):

F i g. 5 und 6 je ein Schema für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ozongewinnung (ohne Darstellung der Einrichtungen für eine Einspeisung von Stickstoffoxiden) und

F i g. 7 ein Schema für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ozongewinnung mit Sauerstoffrückführung.

Die Fig. 1 bis 4 sind schon vorstehend erläutert worden.

Mit Ausnahme der in F i g. 7 gezeigten Einrichtungen 14 bis 16 für die Einspeisung von Stickstoffoxiden in den zumindest einen Adsorptionsturm ähneln Aufbau und Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung im wesentlichen der in F i g. 1 gezeigten bekannten Vorrichtung zur Ozonerzeugung. Der synthetische Zeolith, aus dem das Adsorptionsmittel zumindest teilweise besteht, hat einen Porendurehmesser unter 0,4 nm.

Wegen der Verkürzung der Ozonkonzentrations-Absenkungsperiode kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit hohem Nutzeffekt arbeiten und verkleinert werden, was gegenüber den bekannten Vorrichtungen einen bemerkenswerten Vorteil darstellt

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Adsorptionsmittel, d. h. der synthetische Zeolith mit einem Teilchendurchmesser unter 0,4 nm und ggf. Silicagel, in den Adsorbcrtürmen 2 bzw. 3 einer Fig. 1 "> entsprechenden Vorrichtung mit Stickstoffoxiden oder einer Stickstoffoxide und O/on enthaltenden Gasmischung behandelt, wodurch die Zentren für die Ozonzersetzung an der Oberfläche des Adsorptionsmittels durch die Stickstoffoxide »vergiftet« bzw. besetzt

κι werden und so die Ozonzersetzung inhibiert wird. Auf diese Weise kann die minimale Ozonzersetzungsrate des Normalzustands innerhalb kurzer Zeit erreicht werden.

Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen

ι· Vorrichtung kann der Verlust an Stickstoffoxiden beim Lufttrocknungsbetrieb durch die Zufuhr von Stickstoffoxiden abgedeckt werden, die im Ozonisator 4 erzeugt werden. Es ist demnach nicht notwendig, während des Betriebes Stickstoffoxide einzuspeisen.

2i) F i g. 5 zeigt ein Schema für eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ozongewinnung. Das Gebläse 1, der Ozonisator 4, die Magnetventile 5 bis 12 und der Strömungswiderstand 13 entsprechen Fig. 1. Die Einrichtungen 14 bis 16 für die

;ri Einspeisung von Stickstoffoxiden entsprechen den in der nachstehend erläuterten F i g. 7 gezeigten Einrichtungen und sind nicht eingezeichnet.

Jeder der Adsorbertürmc 2 bzw. 3 ist auf der Gebläseseite mit Silicagel gefüllt, während auf der

jo Ozonisatorseite synthetischer Zeolith mit einem Porendurehmesser unter 0.4 nm vorgesehen ist.

Die Betriebsweise dieser Ausführungsform entspricht den Erläuterungen zur vorstehend beschriebenen, erstgenannten Ausführungsform.

r> Es ist anzunehmen, daß der synthetische Zeolith mit einem Porendurchmesser unter 0,4 nm als Adsorptionsmittel in Anbetracht seiner Kristallstruktur kaum Ozon adsorbiert und daß kaum eine Ozonzersetzung verursacht wird, während die Zersetzung von Ozon an der

4i) Oberfläche des Silicagels, wie vorstehend erwähnt wurde, durch die sauren Gruppen gehemmt wird.

Die Adsorptionsfähigkeit des Zeoliths für Feuchtigkeit bei geringer Luft(feuchtigkeit) ist merklich höher als beim Silicagel. wie aus F i g. 4 hervorgeht. Demge-

•4") maß kann trockene Luft mit niedrigem Taupunkt unter Anwendung geringer Mengen von Adsorptionsmittel erzielt werden.

Andererseits ist die Adsorptionsfähigkeit von Silicagel für Feuchtigkeit bei hoher (Luft)Feuchtigkeit höher

in als beim synthetischen Zeolith. Demgemäß kann eine höhere Feuchtigkeitsadsorption durch die Kombination von Silicagel und synthetischem Zeolith. verglichen mit der gleichen Menge synthetischen Zeoliths allein, erzielt werden. Außerdem kann die Lebensdauer bzw. Funktionsfähigkeit des zur Adsorption von Feuchtigkeit dienenden Adsorptionsmittels verlängert werden.

Bei der erläuterten Ausführungsform werden zwei Adsorbertürme 2 bzw. 3 umschichtig für den Lufttrocknungs- bzw. den Regenerierungsbetrieb eingesetzt Es

mi ist möglich, lediglich einen Adsorberturm 2 oder 3 vorzusehen, so daß alternativ der Lufttrocknungs- und der Regenerierungsbetrieb durch Umschaltung der Durchgänge durch bestimmte Umschaltelemente wiederholt werden.

h5 Bei dieser Ausführungsform wird ein Turm vom Einbehältertyp als Adsorberturm 2 oder 3 angewandt

Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die in Fig.6 dargestellt ist.

haben die Adsorbertürme 2 bzw. 3 einen Aufbau vom Zweizellentyp mit den gesonderten Zellen 2a, 2b und 3a, 3b, wobei das Silicagel in die Zellen 2a und 3a und der synthetische Zeolith in die Zellen 2bund 3b gefüllt wird.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß ein > Austausch der Adsorptionsmittel gesondert erfolgen kann.

Wie vorstehend erläutert wurde, werden bei den in den F i g. 5 und 6 gezeigten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung Silicagel und syntheti- n> scher Zeolith in den Adsorberturm gefüllt, wobei das Silicagel zur Adsorption der zu Beginn vorhandenen Feuchtigkeit dient, während der synthetische Zeolith zur Endadsorption der Feuchtigkeit bzw. Feuchtigkeitsreste eingesetzt wird. Der Wirkungsgrad der Ozonge- r> winnung ist demgemäß verbessert und die Ozonkonzcntrations-Absenkungsperiode beim Umschaltvorgang kann unter Erzielung bemerkenswerter Ergebnisse im praktischen Betrieb weiter verkürzt werden.

Eine Weitere Ausführungsform der erfindungsgemä- 2» Ben Vorrichtung zur Gewinnung von Ozon, die in F i g. 7 gezeigt wird, enthält einen Ozongenerator mit Sauerstoffrückführung, der neben dem Ozonisator 4 einen Ozontrennturm (nachstehend auch einfach als »Trennturm« bezeichnet) bzw. eine Ozontrennungseinheit >■> aufweist. Bei der in F i g. 7 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die einen Ozongenerator mit Sauerstoffrückführung aufweist, entsprechen das Gebläse 1 und der Feuchtigkeitsaustauscher 100 mit den Adsorbertürmen 2 und 3 sowie den w Magnetventilen 5 bis 12 und dem Strömungswiderstand 13 und der Ozonisator 4 der bekannten Vorrichtung gemäß F i g. 1 und werden daher nicht nochmals erläutert. Zusätzlich sind jedoch ein Einlaß 14 für die Einspeisung von Stickstoffoxiden, ein Einspeiseventil 15 J5 und ein Vorratsbehälter 16 für Stickstoffoxide, eine Einrichtung 17 für die Zulieferung von Sauerstoff, ein Gebläse 18 für die Druckeinspeisung des von der Einrichtung 17 zugelieferten Sauerstoffs sowie Ozontrenntürme 19 und 20 mit Ventilen 21 bis 28 und ein Strömungswiderstand 29 vorgesehen. Die Ozontrenntürme 19 und 20 dienen zur Abtrennung von Ozon aus der vom Ozonisator 4 erzeugten ozonhaltigen Luft durch Adsorption und enthalten Silicagel als Ozonadsorptionsmittel.

Der Ozongenerator 200 mit Sauerstoffrückführung wird durch die Teile 4 und 17 bis 29 gebildet; die Anlage arbeitet wie folgt (siehe F i g. 7):

Der Betrieb des Feuchtigkeitsaustauschers 100 entspricht der bekannten Vorrichtung gemäß F i g. 1 und braucht daher nicht mehr beschrieben zu werden. Für die nachfolgende Erläuterung wird vorausgesetzt, daß der Adsorberturm 2 auf Lufttrocknungsbetrieb, der Adsorberturm 3 auf Regenerierungsbetrieb, der Ozontrennturm 19 auf Ozondesorptions- und der Ozontrennturm 20 auf Ozonadsorptionsbetrieb eingestellt sind. In diesem Falle sind die Magnetventile 21, 24, 25 und 28 geöffnet und die Magnetventile 22, 23, 26 und 27 geschlossen. Von der Einrichtung 17 zugelieferter Sauerstoff wird vom Gebläse 18 verdichtet und in den Ozonisator 4 geschickt Beim Durchgang durch den Ozonisator 4 wird ein Teil des Sauerstoffs durch stille Entladung in Ozon umgewandelt. Der ozonhaltige Sauerstoff wird über das Ventil 24 in den Ozontrennturm 20 geleitet, wo Ozon adsorbiert und abgetrennt wird, während nur Sauerstoff über das Ventil 28 zum Gebläse 18 zurückgeführt wird. Eine der Sauerstoffabnahme durch Umwandlung in Ozon entsprechende Menge wird von der Einrichtung 17 nachgeliefert und der beschriebene Betrieb wiederholt.

Andererseits werden im Feuchtigkeitsaustauscher 100 die Lufttrocknung und die Regenerierung alternierend in den Adsorbertürmen 2 bzw. 3 wiederholt, wobei die trockene Luft kontinuierlich über den Strömungswiderstand 13 und das Magnetventil 25 in den Ozontrennturm 19 eingespeist wird. Das im Turm 19 adsorbierte Ozon wird unter Bildung von trockener ozonhaltiger Luft desorbiert, die dann zum Adsorberturm 2 bzw. 3 mit Regenerierungsbetrieb zurückgeführt wird.

Wenn im Ozontrennturm 20 genügend Ozon adsorbiert ist oder im Ozontrennturm 19 genügend Ozon desorbiert wurde, werden die Magnetventile 21, 24, 25 und 28 geschlossen und die Magnetventile 22, 23, 26 und 27 geöffnet, wodurch ein Wechsel im Betrieb der Trenntürme auftritt, und zwar wird der Trennturm 19 auf Ozonadsorptionsbetrieb geschaltet, während der Tiennturm 20 auf Desorptionsbetrieb umgeschaltet wird. Diese Arbeitsweise der Ozontrenntürme 19 und 20 wird umschichtig wiederholt unter Erzielung der gewünschten Funktion des Ozongenerators 200 mit Sauerstoff rückführung.

Während der Anfangsperiode des Betriebes des Feuchtigkeitsaustauschers 100 oder wenn sich Ozon in der trockenen, ozonhaltigen Luft, die vom Ozontrennturm 19 oder 20 abgegeben wird, im Adsorberturm 2 bzw. 3 beim Regenerierungsbetrieb zu zersetzen beginnt, wird das Einspeiseventil 15 zur Einspeisung von Stickstoffoxiden des Vorratsbehälters 16 über den Einlaß 14 in die trockene, ozonhaltige Luft geöffnet. Die Stickstoffoxide werden an der Oberfläche des Adsorptionsmittels im Adsorberturm 2 bzw. 3 adsorbiert unter Regenerierung der Funktion der Inhibierung der Ozonzersetzung, und der Normalbetrieb wird somit fortgesetzt. Die Stickstoffoxide werden dabei nicht in die Ozontrenntürme 19 bzw. 20 eingespeist.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ozongewinnung werden zwei Adsorbertürme verwendet. Es ist auch möglich, die Erfindung in dem Falle anzuwenden, daß die Lufttrocknung und die Regenerierung alternierend in einem Adsorberturm mit entsprechenden Umschaltelementen durchgeführt werden. Zu den Stickstoffoxiden gehören NO, NO2 und N2O3 etc. Die Verwendung von NO2 wird in Anbetracht der leichten Adsorption am Adsorptionsmittel bevorzugt.

Wie vorstehend dargelegt wurde, wird die Ozonzersetzung, die durch das Adsorptionsmittel verursacht wird, bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch Adsorption von Stickstoffoxiden am Adsorptionsmitte! inhibiert, wodurch die minimale Ozonzersetzungsrate des Normalzustands in kurzer Zeit erzielt werden kann, was einen bemerkenswerten praktischen Vorteil darstellt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von Ozon bzw. ozonhaltiger Luft, bei dem trockene Luft in einem Ozonisator in ozonhaltiger Luft umgewandelt bzw. mit Ozon beladen wird, wobei die Luft getrocknet wird, indem man sie durch ein Feuchtigkeitsadsorptionsmittel aus zumindest teilweise synthetischem Zeoiith mit einem Porendurchmesser unter 0,4 nm hindurchleitet das durch ozonhaltige oder mit Ozon beladene .Luft getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Anwesenheit von Stickstoffoxiden, insbesondere von Stickstoffdioxid (NG2), im FeuchtigkeitsadeoTplionsmittel arbeitet, wenn das Feuchtigkeitsadsorptionsmittel auf Regenerierungsbetrieb umgeschaltet ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, besteilend aus einem Ozonisator rai! zumindest einer Feuchtigkehsadsorbereinheit und Umscfialtefementen, wobei dieiPeuchtigkeitsadsorbereinheit zumindest teilweise mit synthetischem Zeoiith gefüllt ist dessen Feinporendurchmesser eine Adsorption von Wasser zuläßt, jedoch für eine Adsorption von Ozon zu klein ist gekennzeichnet durch Einrichtungen (14 bis 16) für eine Einspeisung von Stickstoffoxiden, insbesondere von NO2, in die Feuchtigkeitsadsorbereinheit.