DE3517078A1

DE3517078A1 - Vorrichtung zur herstellung von ozon

Info

Publication number: DE3517078A1
Application number: DE19853517078
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Dr. Unterentfelden Hirth; Jörg El.-Ing. Müller (ETH), Schinznach
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: Degremont Technologies AG
Priority date: 1985-05-11
Filing date: 1985-05-11
Publication date: 1986-11-13
Also published as: CH665829A5

Description

Vorrichtung zur Herstellung von Ozon
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Ozon gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung Bezug auf einen Stand der Technik, wie er sich beispielsweise aus der DE-AS 19 43 629 ergibt.
Vorrichtungen zur Herstellung von Ozon bzw. Ozonisatoren arbeiten nach dem Prinzip der stillen elektrischen Entladung. Ein bekannter Ozonisator weist zwei konzentrisch ineinanderliegende Rohre auf, von denen üblicherweise das äussere Rohr aus Metall besteht und als Erdelektrode ausgebildet ist. Das innere Rohr besteht aus dielektrischem Material und ist mit einer Innenmetallisierung versehen, welche die Hochspannungselektrode bildet.
Bei diesem bekannten Ozonisator sind die als Elektroden ausgebildeten Metallrohre aus einem gegen Ozon resistenten Werkstoff, z.B. aus einem mit Chrom und Nickel legierten Stahl (V4A-Stahl) hergestellt. Die Ausbeute an Ozon mit Elektroden aus dem vorgenannten Werkstoff ist jedoch beschränkt. Davon abgesehen, dass mit den Elektroden dieses bekannten Ozonisators die Ausbeute an Ozon beschränkt ist, muss auch noch eine erhöhte Energie an die Elektroden angelegt werden. Der Gesamtwirkungsgrad dieses Ozonisators, in. den zum einen die Ausbeute an Ozon und zum anderen die erforderliche Energieleistung eingehen, kann daher keinen optimalen Wert erreichen.
Zur Erhöhung des Wirkungsgrades und der Ozonausbeute wird in der DE-AS 19 43 629 vorgeschlagen, dass im Luftspalt zwischen Dielektrikum und Erdelektrode ein mit dem durchströmenden Einsatzgas in Berührung kommender Katalysator aus Titan oder Titanoxyd vorgesehen ist.
Die katalytische Wirkung des Titans bzw. seines Oxyds ist jedoch auf Ozonisatoren beschränkt, die mit Luft oder einem anderen sauerstoffhaltigen Einsatzgas betrieben werden. Beim Betrieb mit reinem Sauerstoff konnte bislang kein derartiger Katalysatoreffekt nachgewiesen werden.
Mit der Erfindung soll ein sauerstoffbetriebener Ozonisator geschaffen werden, der einen erhöhten Wirkungsgrad hat und eine erhöhte Ausbeute an Ozon hat. Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass die eine Elektrode auf ihrer dem Entladungsspalt zugewandten Oberfläche mit einer Chromschicht überzogen ist oder selbst aus Chrom besteht.
Korrosionsbeständige Stahllegierungen, die eine gewisse Menge Chrom enthalten, zeigen überraschenderweise gegenüber solchen ohne Chromanteil keine nennenswerte Serbesserung, mit der Konsequenz, dass selbst Erdelektroden auf Chrom-Nickel-Basis mit einer Chromschicht versehen werden müssen um die erfindungsgemässe Wirkung zu entfalten.
Anhand der einzigen Figur der Zeichnung, welche einen Ausschnitt aus einem Ozonisator beispielhaft darstellt, wird die Erfindung näher erläutert.
In einem äusseren Metallrohr (Erdelektrode) 1 ist konzentrisch ein Glasrohr (Dielektrikum) 2 gehalten, dessen Innenfläche mit einer Metallschicht (Hochspannungselektrode) 3 versehen ist. Der Ringraum zwischen dem äusseren Metallrohr 1 und dem Glasrohr 2 bildet den Entladungsspalt 4, durch den Sauerstoff geleitet werden kann.
Das äussere Metallrohr 1 und die innere Metallschicht 3 bilden die beiden Elektroden des Ozonisators und sind an eine Hochspannungsquelle 5 angeschlossen. Die Innenfläche des Metallrohrs 1 ist mit einer (übertrieben dick eingezeichneten) Chromschicht 6 überzogen, deren Dicke vorzugsweise zwischen 50 und 100 um beträgt. Dickere Schichten - im Grenzfall besteht das Metallrohr selbst aus Chrom - sind möglich aber nicht notwendig.
Beim Betrieb des Ozonisators wandelt sich die Chromschicht 6 zumindest im oberflächlichen Bereich unter Einfluss der stillen elektrischen Entladungen im Entladungsspalt 4 und des Sauerstoffs bzw. Ozons in eine extrem stabile Chromoxidschicht um. Der Wirkungsgrad wird durch die Erfindung im Arbeitspunkt (Ozonkonzentration = 5 - 6 Gew.,°ó) um ca. 10 bis 15 aÓ verbessert.
Mit gleichem Erfolg kann das äussere Metallrohr 1 aus Chrom bestehen, wodurch die Chromschicht 6 entfallen kann.
8 e z u g s z e i c h e n 1 i s t e 1 äusseres Metallrohr (Erdelektrode) 2 Glasrohr (Dielektrikum) 3 Metallschicht (Hochspannungselektrode) 4 Entladungsspalt 5 Hochspannungsquelle 6 Chromschicht - Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Herstellung von Ozon aus Sauerstoff mit zwei in Abstand angeordneten und an ein entsprechendes elektrisches Feld anschliessbaren und gegen Oxydation beständigen metallischen Elektroden und einem zwischen den Elektroden angeordneten Dielektrikum, wobei der Sauerstoff zwischen den beiden Elektroden hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die eine metallische Elektrode (1) auf ihrer Betriebsseite verchromt ist oder selbst aus Chrom besteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Chromschicht 50 bis 100 um beträgt.