DE69907557T2

DE69907557T2 - Ozon-Lagerungs- bzw. Wiedergewinnungsverfahren und Vorrichtung hierfür

Info

Publication number: DE69907557T2
Application number: DE69907557T
Authority: DE
Inventors: Izumi Jun; Yasutake Akinori; Tomonaga Nariyuki; Tsutaya Hiroyuki
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2019-04-01
Also published as: US20010007304A1; EP0947465A1; EP0947465B1; ATE239669T1; NO991575D0; DE69907557D1; AU721285B2; JP3692237B2; JPH11292512A; US6528024B2; AU2254399A; CA2264984A1; CA2264984C; KR19990082831A; US6214199B1; NO991575L; KR100308706B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ozon-Lagerungs/Wiedergewinnungsverfahren und ein System dafür, mit dem Ozon hauptsächlich unter Verwendung eines billigen Nachtstroms erzeugt, gespeichert und nach Bedarf entladen werden kann.
Ozon ist ein reines Oxidationsmittel, das keine umweltverschmutzenden Nebenwirkungen hat und leicht zu handhaben ist und daher allgemein, z. B. in den Bereichen Sterilisation, Reinigung, Sauerstoffbleichen, etc., verwendet wird.
Im Allgemeinen zerfällt Ozon jedoch sehr leicht, so dass es nicht in einem Gaszylinder oder dergleichen gespeichert werden kann. Daher wird normalerweise erhitztes Ozon aus einem Koronaentladungs-Ozongenerator, einem Ozongenerator mit einer Ultravioletten-Lampe, einem Wasserelektrolyse-Ozongenerator, etc. verwendet.
Der Ozongenerator ist, genauer gesagt, an dem Verwendungsort installiert und Ozon wird durch Betreiben des Generators nur dann gewonnen, wenn es benötigt wird. Nach diesem Verfahren ist es jedoch für Benutzer schwer mit Lastschwankungen zurechtzukommen.
Ozon wird hauptsächlich durch Verwendung des Koronaentladungs-Ozongenerators oder Wasserelektrolyse-Ozongenerators erzeugt. Jedoch stellen die Stromversorgungskosten für das Betreiben dieser Generatoren einen hohen Prozentsatz an den Kosten pro Einheit für die Ozonerzeugung. Da der Bedarf nach Ozon zeitweise eingeschränkt ist und andererseits schwankt, ist die Entwicklung einer Ozon-Lagerungsvorrichtung erforderlich gewesen, aus der ein ozonhaltiges Gas in einer vorgegebenen Konzentration nach Bedarf entnommen werden kann.
Um dies zu erreichen, kann das Gas möglicherweise verflüssigt werden, wenn es in einem Adsorptionsmittel gelagert wird, so dass es nach Bedarf entnommen werden kann. Diese Lagerungsverfahren weisen jedoch folgende Probleme auf.
Im Allgemeinen zerfällt Ozon leicht und die Verflüssigung erfordert einen hohen Energiebedarf, so dass das Verflüssigungsverfahren unpraktikabel ist.
In der EP 0 876 994 A ist ein Verfahren zur Ozon-Wiedergewinnung durch Zeolith-Adsorptionsmittel offenbart. Das Ozon wird durch einen Ozongenerator erzeugt, dann einem Ozonadsorptionsbehälter zugeführt, in einem Temperaturbereich von –40°C bis +40°C adsorbiert und in einem Temperaturbereich von –10°C bis +30°C regeneriert. Das Adsorptionsmittel weist ein aus dem Y-Typ ausgewähltes Zeolith (ZSM-5) auf.
Silicagel ist ein allgemein bekanntes Ozonadsorptionsmittel.
Sein Ozon-Adsorptionsvermögen ist sehr niedrig. Weiterhin adsorbiert das Silicagel sehr stark Wasser, wenn vorhanden, noch vor dem Ozon. Darum wird das Wasser in dem Silicagel gespeichert, so dass die Ozonadsorptionsmenge entsprechend reduziert ist. Weiterhin zerfällt eine beträchtliche Ozonmenge während des Adsorbierens durch das Silicagel, so dass die Ozonwiedergewinnung beträchtlich reduziert wird. Wegen der langen Laufzeit kann sich Silicagel möglicherweise auch aufgrund der Adsorption von Wasser pulverisieren. Folglich sind Ozon-Speicherungsvorrichtungen, bei denen Silicagel verwendet wird, untauglich.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungsverfahren zu schaffen, in dem ein Ozon-Adsorptionsmittel verwendet wird, das ein spezifisches quarzähnliches Material mit einem großen Ozon-Adsorptionsvermögen und. einem hohen Ozon-Rückhalteanteil sogar in einem wässrigen System beinhaltet, wobei Ozon unter Verwendung von preiswerter Elektrizität, z. B. Nachstrom, erzeugt, gespeichert und wiedergewonnen werden kann, um es nach Bedarf bereitzustellen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungsvorrichtung zu schaffen, mit der Ozon unter Nutzung einer preiswerten Elektrizität, z. B. Nachstrom, erzeugt, gespeichert und nach Bedarf wiedergewonnen und bereitgestellt werden kann, wodurch niedrigere Betriebskosten anfallen.
Gemäß dieser Erfindung ist ein Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungsverfahren vorgesehen mit

– einem Schritt des Zuführens eines ozonhaltigen Gases, das durch einen Ozongenerator erzeugt wird, in einen Ozonadsorptionsbehälter, der mit einem Ozonadsorptionsmittel befüllt ist, das mindestens ein quarzähnliches Material beinhaltet, das aus der Gruppe bestehend aus einem quarzähnlichen Pentasil-Zeolith, einem aluminiumabscheidenden Faujasit und einem mittelporösen Silikat ausgewählt ist, um zu bewirken, dass das Adsorptionsmittel Ozon bei einer Temperatur von 0°C oder niedriger adsorbiert und das Ozon speichert; und
– einem Schritt des Desorbierens des durch das Adsorptionsmittel in dem Ozonadsorptionsbehälter absorbierten Ozons und Wiedergewinnens des Ozons aus dem Adsorptionsbehälter, wobei der Ozonspeicherprozess das Einstellen des Druckes in dem Adsorptionsbehälter auf 1,01325 Bar bis 5,06625 Bar und Bewirken der Ozonadsorption durch das Adsorptionsmittel umfasst, und dass der Ozonwiedergewinnungsprozess das Einstellen des Druckes in dem Adsorptionsbehälter auf 0,303975 Bar oder niedriger und das Desorbieren des Ozons von dem Adsorptionsmittel durch Druckreduktion umfasst.

Gemäß der Erfindung ist weiterhin ein Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungssystem vorgesehen, das umfasst:

– einen Ozongenerator;
– einen Ozonadsorptionsbehälter, der mit dem Ozongenerator durch eine Zufuhrleitung für ozonhaltiges Gas verbunden und mit einem Ozon-Adsorptionsmittel befüllt ist, das mindestens ein quarzähnliches Material beinhaltet, das aus der Gruppe bestehend aus einem quarzähnlichen Pentasil-Zeolith, einem aluminiumabscheidenden Faujasit und einem mittelporösen Silikat ausgewählt ist;
– einen Kompressor und ein Ein-Aus-Ventil, die hintereinander an die Zufuhrleitung für ozonhaltiges Gas von der Seite des Ozongenerators aus angeschlossen sind;
– einen isolierten Behälter mit dem Adsorptionsbehälter darin;
– einen Kühler und eine Heizung, die an dem isolierten Behälter angebracht sind; und
– eine Ozonwiedergewinnungsleitung mit einem Ein-Aus-Ventil, das mit dem Adsorptionsbehälter verbunden ist.

Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungssystem vorgesehen mit:

– einem Ozongenerator;
– einem Ozonadsorptionsbehälter, der mit einem Ozongenerator über eine Zufuhrleitung für ozonhaltiges Gas verbunden und mit einem Ozonadsorptionsmittel befüllt ist, das mindestens ein quarzähnliches Material beinhaltet, das aus der Gruppe bestehend aus einem quarzähnlichen Pentasil-Zeolith, einem aluminiumabscheidenden Faujasit und einem mittelporösen Silikat ausgewählt ist;
– einem Kompressor und einem Ein-Aus-Ventil, die hintereinander an die Zufuhrleitung für ozonhaltiges Gas von der Seite des Ozongenerators aus angeschlossen sind;
– einem isolierten Behälter mit dem Adsorptionsbehälter darin;
– einem Kühler, der an dem isolierten Behälter angebracht ist;
– einer Spülgas-Zufuhrleitung, die mit dem Adsorptionsbehälter verbunden ist;
– einem Ein-Aus-Ventil und einer Heizung, die hintereinander an die Spülgas-Zufuhrleitung von der Seite des Adsorptionsbehälters angebracht sind; und
– einer Ozonwiedergewinnungsleitung mit einem Ein-Aus-Ventil, das mit dem Adsorptionsbehälter verbunden ist.

Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungssystem vorgesehen mit

– einem Ozongenerator;
– einem Ozonadsorptionsbehälter, der mit einem Ozon-Generator über eine Zufuhrleitung für ozonhaltiges Gas verbunden und mit einem Ozonadsorptionsmittel befüllt ist, das mindestens ein quarzähnliches Material beinhaltet, das aus der Gruppe bestehend aus einem quarzähnlichen Pentasil-Zeolith, einem aluminiumabscheidenden Faujasit und einem mittelporösen Silikat ausgewählt ist;
– einem Kompressor und einem Ein-Aus-Ventil, die hintereinander an die Zufuhrleitung für ozonhaltiges Gas von der Seite des Ozongenerators aus angeschlossen sind;
– einem isolierten Behälter mit dem Adsorptionsbehälter darin;
– einem Kühler, der an dem isolierten Behälter angebracht ist;
– einer Ozonwiedergewinnungsleitung, die mit dem Adsorptionsbehälter verbunden ist; und
– einem Ein-Aus-Ventil und Abgasmitteln, die hintereinander an die Ozonwiedergewinnungsleitung von der Seite des Adsorptionsbehälters aus angeschlossen sind.

Diese Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht unbedingt alle erforderlichen Merkmale, so dass die Erfindung ebenfalls eine Unterkombination aus diesen beschriebenen Merkmalen sein kann.
Die Erfindung ist anhand der folgenden eingehenden Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen verständlicher. Es zeigen
1 – eine schematische Ansicht eines Ozon-Lagerungs /Wiedergewinnungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung, das mit einem Wasserelektrolyse-Ozongenerator versehen ist;
2 – eine schematische Ansicht eines anderen Ozon-Lagerungs-/ Wiedergewinnungssystems gemäß der Erfindung, das mit einem Koronaentladungs-Ozongenerator versehen ist;
3 – eine schematische Ansicht einer Testvorrichtung für Ozonadsorptionseigenschaften, die in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung verwendet wird;
4 – eine graphische Darstellung der Relationen zwischen Ozonpartialdruck und Ozonadsorptionsmenge für verschiedene Adsorptionsmittel, die in der Ausführungsform 1 der Erfindung verwendet werden;
5 – eine graphische Darstellung der Relationen zwischen Adsorptionstemperatur und der Ozonadsorptionsmenge für verschiedenen Adsorptionsmittel, die in der Ausführungsform 1 der Erfindung verwendet werden;
6 – eine graphische Darstellung der Relationen zwischen Rückhaltezeit und Ozonrückhalteanteil für die verschiedene Adsorptionsmittel, die bei einer Adsorptionstemperatur von 25°C in der Ausführungsform 2 der Erfindung verwendet werden;
7 – eine graphische Darstellung der Relationen zwischen Rückhaltezeit und Ozonrückhalteanteil für die verschiedenen Adsorptionsmittel, die bei einer Adsorptionstemperatur von –60°C in der Ausführungsform 2 der Erfindung verwendet werden;
8 – eine graphische Darstellung der Relationen zwischen SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis und Ozonzerfallsanteil für die verschiedenen Adsorptionsmittel in der Ausführungsform 3 der Erfindung;
9 – eine graphische Darstellung, die die Durchbruchkurven für mittelporöses Silikat zeigen, das erfindungsgemäß für eine Ozonadsorption bei 32°C verwendet wird;
10 – eine graphische Darstellung, die die Regenerationskurven für mittelporöses Silikat zeigen, das für die Ozonadsorption bei 32°C erfindungsgemäß verwendet wird;
11 – eine graphische Darstellung, die die Durchbruchkurven für mittelporöses Silikat zeigen, das für die Ozonadsorption bei –60°C erfindungsgemäß verwendet wird; und
12 – eine grafische Darstellung mit Regenerationskurven für mittelporöses Silikat, das für die Ozonadsorption bei –60°C erfindungsgemäß verwendet wird.
Ein Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend ausführlich mit Bezug auf die 1 beschrieben.
Die 1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungssystem, das mit einem Wasserelektrolyse-Ozongenerator versehen ist. Dieses System umfasst hauptsächlich einen Wasserelektrolyse-Ozongenerator 1 und einen isolierten Behälter 5, der einen Ad sorptionsbehälter 2 darin beinhaltet. Ein erster Kühler 3 und eine erste Heizung 4 sind an dem Behälter 5 angebracht.
Der Wasserelektrolyse-Ozongenerator 1 ist durch eine Ionenaustauschmembran 6 in eine Sauerstoff-Elektrodenkammer 7 und eine Wasserstoff-Elektrodenkammer 8 unterteilt und seine gesamte Struktur wird mittels eines Separators festgehalten. In dem Ozongenerator 1 erfolgt die Elektrolyse durch eine Gleichstromquelle 9, die mit Elektroden in den Kammern 7 und 8 verbunden ist. Eine Wasserversorgungsleitung 10 ist mit der Elektrodenkammer 7 verbunden. Eine Wasserstoff-Gasausgangsleitung 11 ist mit der Wasserstoff-Elektrodenkammer 8 verbunden.
Der Ozongenerator 1 und der Adsorptionsbehälter 2 sind mittels einer Zufuhrleitung 12 für ozonhaltiges Gas verbunden. Ein Ende der Leitung 12 ist mit der Ozon-Elektrodenkammer 7 und das andere Ende mit dem Boden des Adsorptionsbehälters 2 verbunden. Der Behälter 2 ist mit einem Ozon-Adsorptionsmittel gefüllt, das später erwähnt wird. Die Größe des Behälters 2 wird unter Berücksichtigung des Gebrauchs von Ozon und der gesamten Ozonmenge, die z. B. mit preiswertem Nachtstrom erzeugt wird, festgelegt. Die Eigenschaften des Ozonadsorptionsmittels in dem Behälter 2 werden ebenfalls bei der Festlegung der Behältergröße berücksichtigt.
Ein Wärmetauscher 13, ein zweiter Kühler 14, ein Kompressor 15 und ein erstes Ein-Aus-Ventil 16 sind an der Zufuhrleitung 12 für ozonhaltiges Gas in der genannten Reihenfolge abgehend von dem Ozongenerator 1 angebracht.
Wenn die Möglichkeit vorhanden ist, Wasser in dem Adsorptionsbehälter 2 zu gefrieren und die Leistung des Adsorptionsmittels zu senken, kann die Zufuhrleitung 12 für ozonhaltiges Gas zusätzlich mit einem Entfeuchter, z. B. einem Kälte-Entfeuchter, ausgestattet werden, der den Zerfall von Ozon bei der Entfernung von Wasser minimieren kann.
Eine Leitung 17 ist mit dem oberen Ende des Adsorptionsbehälters 2 verbunden. Die Leitung 17 verzweigt sich in zwei Abzweigungen, eine Spülgas-Zufuhrleitung 18 und eine Zirkulationsleitung 19 für kondensiertes Sauerstoffgas. Ein zweites Ein-Aus-Ventil 20 und eine zweite Heizung 21 sind an der Zufuhrleitung 18 in der vorgenannten Reihenfolge abgehend von der Leitung 17 angebracht. Das andere Ende der Zirkulationsleitung 19 ist mit der Wasserstoff-Elektrodenkammer 8 des Ozongenerators 1 über den Wärmetauscher 13 verbunden. Ein drittes Ein-Aus-Ventil 22 ist an dem Abschnitt der Zirkulationsleitung 19 für kondensiertes Sauerstoffgas angebracht, der sich in der Nähe der Leitung 17 befindet.
Eine Ozonwiedergewinnungsleitung 23 geht von dem Abschnitt der Zufuhrleitung 12 für ozonhaltiges Gas ab, der sich in der Nähe des Adsorptionsbehälters 2 befindet. Ein viertes Ein-Aus-Ventil 24 und eine Abgasvorrichtung 25 sind an der Leitung 23 in der genannten Reihenfolge abgehend von dem Abzweigpunkt angebracht.
Ein anderes erfindungsgemäßes Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungssystem wird ausführlich mit Bezug auf die 2 beschrieben. Dieses System hat eine Koronaentladungs-Vorrichtung als Ozongenerator. Gleiche Bezugsnummern beziehen sich auf gleiche Elemente in den 1 und 2 und eine sich wiederholende Beschreibung solcher Elemente wird unterlassen.
Dieses Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungssystem ist mit einem Koronaentladungs-Ozongenerator 31 ausgestattet. Der Generator 31 ist mit einem Adsorptionsbehälter 2 durch eine Zufuhrleitung 12 für ozonhaltiges Gas verbunden. Falls erforderlich, wird ein temperaturbeeinflusster Sauerstoff-Verflüssiger (oder ein querschnittsbeeinflusster Sauerstoff-Verflüssiger) 33 mit einer Sauerstoff-Zufuhrleitung 32 an der Seite stromaufwärts des Ozongenerators 31 angeordnet und mit dem Generator 31 mittels einer Leitung 34 für kondensiertes Sauer stoffgas verbunden. Das andere Ende der Zirkulationsleitung 19 für kondensier- tes Sauerstoffgas ist mit der Leitung 34 durch einen Wärmetauscher 13 verbunden.
Bei jedem der in den 1 und 2 gezeigten Ozon-Lagerungs-/Wiedergewin- nungssystemen enthält das Ozonadsorptionsmittel in dem Adsorptionsbehälter 2 mindestens ein quarzähnliches Material, das aus der Gruppe bestehend aus einem quarzähnlichen Pentasil-Zeolith, einem aluminiumabscheidenden Faujasit und einem mittelporösen Silikat ausgewählt ist. Da das Ozonadsorptionsmittel ein hohes Ozonadsorptionsvermögen sogar in einem wässrigen System aufweist, kann die gespeicherte Ozonmenge pro Gebrauch erhöht und die Größe der Speichervorrichtung reduziert werden. Da das Adsorptionsmittel einen hohen Ozonrückhalteanteil aufweist, kann das Ozon ebenfalls dauerhaft ohne einen Verlust, der auf den Zerfall zurückführbar ist, gespeichert werden.
Beispiele für quarzähnliche Pentasil-Zeolithe sind Silikate oder ZSM-5 (von Mobil Oil Corp. im Handel erhältlich) mit einem hohen SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis. Beispiele für aluminiumabscheidende Faujasite sind ultrastabile Y-Typ-Zeolithe (USYs). Beispiele für mittelporöse Silikate sind MCM-41 (von Mobil Oil Corp. im Handel erhältlich), FSM-16 (von Toyota Chuo Kenkyusho , Japan, im Handel erhältlich), bei niedriger Temperatur gesäuert synthetisierte mittelporöse Silikate, die hergestellt werden, indem Tetraethylsilikat als Silicaquelle verwendet wird, nachstehend „bei niedriger Temperatur hergestellte mittelporöse Silikate I" genannt, oder bei niedriger Temperatur gesäuert synthetisierte mittelporöse Silikate, die hergestellt werden, indem eine Kieselsäure mit einem niedrigen Molekulargewicht als eine Silicaquelle verwendet wird, nachstehend „bei niedriger Temperatur hergestellte mittelporöse Silikate II" genannt. Jedes dieser quarzähnlichen Materialien ist im Handel erhältlich.
Die quarzähnlichen Pentasil-Zeolithe haben ein SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis von ungefähr 10 bis 100 und können mittels einer hydrothermalen Synthese bei ungefähr 150 bis 180°C gewonnen werden, indem Natriumsilikat oder Quarzstaub als eine Silicaquelle, Aluminiumsulfat als eine Aluminiumquelle, und Tetrapropylen-Ammoniumbromid als eine organische Matrix verwendet werden.
Die aluminiumabscheidenden Faujasite sind ultra-stabile Y-Typ-Zeolithe (USY) mit einem SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis von ungefähr 10 bis 400 und können durch Aufbereitung eines Na-Y-Typ-Zeolithen mit einem SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis von ungefähr 5 mit einer Ammoniaklösung erhalten werden, um einen in dem Zeolithskelett enthaltenen größeren Anteil von Al zu entfernen.
Die mittelporösen Silikate sind auf Silica basierende poröse Substanzen mit Mesolöchern von 10 bis 1.000 Angström und können mit verschiedenen Verfahren hergestellt werden. Durch Kontrolle der Herstellungsbedingungen kann ein SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis bei mittelporösen Silikaten in einem großen Bereich geändert werden, z. B. solche mit einem SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis von ungefähr 10 in solche, die im Wesentlichen nur aus SiO₂ allein bestehen. MCM-41 ist z. B. eine auf Silica basierende poröse Substanz mit einer spezifischen Oberfläche von ungefähr 1600 m²/g und einem SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis von ungefähr 1000 und kann durch ein von Mobil Oil Corp. entwickeltes Verfahren gewonnen werden (siehe U.S.-Patente 5,378,440; 5,364,797; und 5,348, 687 sowie C. T. Kresge, M. E. Leonowiez, W. J. Roth, J. C. Vartuli und J. S. Beck, Nature, 359,710 (1992)). Insbesondere kann die Reaktion bei 140°C mit einem pH-Wert unterhalb von 13,5 in Wasserglas (wasserlösliche Alkalisilikate) oder Natriumsilikat als eine Silicaquelle, Aluminiumsulfat als eine Aluminiumquelle und einem kathionenaktiven Surfactant (mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen) als eine organische Matrix ausgeführt werden, um so MCM-41 zu gewinnen. FMS-16 ist eine auf Silica basierende poröse Substanz mit einer chemischen Struktur ähnlich der von MCM-41 und mit einem SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis von ungefähr 1000. Das Material kann durch Interkalation zwischen Kanemite, das von Kuroda, Inagaki, et al. (siehe JP 8067578 , und S. Inagaki, Y. Fukushima und K. Kuroda, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 680 (1993)), und einem kathionenaktiven Surfactant hergestellt wer den. Die bei niedriger Temperatur hergestellten mittelporösen Silikate I können durch ein von Stucky et al. vorgestelltes Verfahren (siehe Q. Huo, D. I. Margolese, U. Ciesla, D. G. Demuth, P. Peng, T. E. Gier, P. Siger, A. Firouzi, B. F. Chmelka, F. Schuth und G. D. Stucky, Chem. Mater., 6, 1176 (1994)) synthetisiert werden. Das Material kann insbesondere durch die Reaktion bei Raumtemperatur und einem pH-Wert von 1 oder niedriger unter Einsatz von Tetraethylsilikat (TEOS) als eine Silicaquelle, Aliminiumsulfat als eine Aluminiumquelle und einem kathionenaktiven Surfactant als eine organische Matrix gewonnen werden. Darüberhinaus können die bei niedriger Temperatur hergestellten mittelporösen Silikate II durch ein von Y. M. Setoguchi, Y. Teraoka, I. Moriguchi, S. Kagawa, N. Tomonaga, A. Yasutake, und J. Izumi, im Journal of Porous Materials, 4, 129–134 (1997) beschriebenes Verfahren aufbereitet werden. Insbesondere kann das Material durch die Reaktion bei Raumtemperatur und einem pH-Wert von 1 oder niedriger unter dem Einsatz von Kieselsäure, die kein polykondensiertes Silica enthält, als eine Silicaquelle, Aluminiumsulfat als eine Aluminiumquelle und ein kathionisches Surfactant als eine organische Matrix aufbereitet werden. Durch das Kontrollieren der Reaktionsbedingungen kann ein SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis der mittelporösen Silikate in einem großen Bereich geändert werden, z. B. solche mit einem SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis von ungefähr 10 in solche, die im Wesentlichen nur aus SiO₂ bestehen.
Die gegenwärtigen Erfinder haben auf experimentellem Wege herausgefunden, dass unter den quarzähnlichen Materialien, quarzähnliche Pentasil-Zeolithe mit einem SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis von 70 oder mehr, aluminiumabscheidende Faujasite mit einem SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis von 20 oder mehr und mittelporöse Silikate mit einem SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis von 20 oder mehr ein großes Ozonadsorptionsver- mögen haben, den Zerfall von dem adsorbierten Ozon verhindern und dadurch als bevorzugte Adsorptionsmittel verwendet werden können. Unter diesen quarzähnlichen Materialien neigen quarzähnliche Pentasil-Zeolithe, die sicher ein hohes Ozonadsorptionsvermögen aufweisen, dazu, eine ein wenig zu hohe Ozon-Zerfallsrate zu haben. Bezüglich sowohl des Ozonadsorptionsvermögens und der Ozonzerfallsrate stellen mittelporöse Silikate mit einem SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis von 20 oder mehr die am zufriedenstellendsten Adsorptionsmittel dar. Darauf folgen die aluminiumabscheidenden Faujasite mit einem SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis von 20 oder mehr und quarzähnliche Pentasil-Zeolithe mit einem SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis von 70 oder mehr auf die mittelporösen Silikate in der vorstehend genannten Reihenfolge.
Diese Ozonadsorptionsmittel können allein oder in Form eines Gemisches verwendet und in eine gewünschte Form geformt werden, d. h. sie können wie Körner, kugeliges Granulat, Raschid-Ringe, Waben, etc. in Abhängigkeit von dem Gebrauchszweck geformt werden.
Es wird nun ein erfindungsgemäßes Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungsverfahren mit Bezug auf die 1 beschrieben.
(1) Ozon-Lagerung
Zuerst sind die ersten und dritten Ein-Aus-Ventile 16 und 22 geöffnet, während das zweite und vierte Ein-Aus-Ventil 20 und 24 geschlossen ist. Der erste Kühler 3 des isolierten Behälters 5 wird zum Kühlen des Ozonadsorptionsmittels in dem Adsorptionsbehälter 2 bis auf eine Temperatur von 0°C oder niedriger betrieben. Der Wasserelektrolyse-Ozongenerator 1 wird zum Beispiel zum Erzeugen von Wasserstoff und eines ozonhaltigen Gases in der jeweiligen Wasserstoff- und Ozon-Elektrodenkammer 8 oder 7 betrieben, indem ein preiswerter Nachtstrom verwendet wird. Der Kompressor 15 wird betätigt, um das ozonhaltige Gas dem Adsorptionsbehälter 2 durch eine Zufuhrleitung 12 für ozonhaltiges Gas zuzuführen. Nachdem dies erfolgt ist, kann das Ozon in dem ozonhaltigen Gas von dem Ozonadsorptionsmittel zufriedenstellend adsorbiert werden, da das Adsorptionsmittel quarzähnliches Material, wie z. B. quarzähnliches Pentasil-Zeolith, enthält, das eine starke Ozonadsorption bei 0°C oder niedriger und 1.01325 Bar (1 atm) oder höher bewirkt. Das quarzähnliche Material kann Ozon adsorbieren und über einen relativ langen Zeitraum zurückhalten, nachdem das Ozon bei 0°C oder niedriger adsorbiert worden ist.
Nachdem das Ozon in dem Adsorptionsbehälter 2 adsorbiert worden ist, wird ein kondensiertes Sauerstoffgas mit einer niedrigen Temperatur über die Leitung 17 und die Zirkulationsleitung 19 für kondensiertes Sauerstoffgas abgeleitet. Nachdem dies erfolgt ist, kann das ozonhaltige Gas in der Zufuhrleitung 12 für ozonhaltiges Gas vorgekühlt werden, indem das kondensierte Sauerstoffgas durch den Wärmetauscher 13 strömt, der an der Leitung 12 angebracht ist. Dadurch kann die Geschwindigkeit der Adsorption durch das Adsorptionsmittel in dem Adsorptionsbehälter 2 gesteigert werden. Durch das Verbinden der Zufuhrleitung 12 mit der Wasserstoff-Elektrodenkammer 8 des Wasserelektrolyse-Ozongenerators 1, so dass das kondensierte Sauerstoffgas zu der Kammer 8 zurückkehren kann, um mit dem Wasserstoff darin zu reagieren, kann außerdem die Sauerstoffdepolarisation beschleunigt werden, um den Stromverbrauch in dem Ozongenerator 1 zu verringern.
Während der Ozonadsorption in dem Adsorptionsbehälter 2 kann das in der Zufuhrleitung 12 für ozonhaltiges Gas strömende Ozon durch Betätigen des zweiten Kühlers 14, der an der Leitung 12 angebracht ist, vorgekühlt werden. Dementsprechend kann eine Temperatur (0°C oder niedriger), die für die Ozonadsorption durch das Adsorptionsmittel geeignet ist, in kurzer Zeit erreicht werden. Folglich kann die Geschwindigkeit der Adsorption durch das Adsorptionsmittel in dem Adsorptionsbehälter 2 noch weiter erhöht werden.
Wenn die Temperatur 0°C in dem Adsorptionsbehälter 2 während der Ozonadsorption überschreitet, ist es schwierig, ausreichend Ozon durch das Ozonadsorptionsmittel zu adsorbieren.
Vorzugshalber sollte der untere Temperaturgrenzwert zum Adsorbieren auf –100°C unter Berücksichtigung der Betriebskosten und dergleichen eingestellt werden. Bevorzugt sollte die Ozonadsorptionsmitteltemperatur für die Adsorption vorzugsweise zwischen –60°C und –30°C liegen.
(2-1) Ozon-Wiedergewinnung: Ozon-Desorptionsverfahren basierend auf einen Temperaturanstieg
Nachdem eine vorgegebene Ozonmenge durch das Ozonadsorptionsmittel in dem Adsorptionsbehälter 2 absorbiert worden ist, wird der Betrieb des Wasserelektrolyse-Ozongenerators 1, des Kompressors 15, und des ersten Kühlers 3 des isolierten Behälters 5 zuerst gestoppt. In dem Fall, in dem der zweite Kühler 14 der Zufuhrleitung 12 für das ozonhaltige Gas verwendet wird, wird auch dessen Betrieb gestoppt. Das erste, zweite und dritte Ein-Aus-Ventil 16, 20 und 22 sind geschlossen, während das vierte Ein-Aus-Ventil 24 geöffnet ist.
In diesem Stadium wird die erste Heizung 4 des isolierten Behälters 5 betätigt, um das Ozonadsorptionsmittel in dem Adsorptionsbehälter 2 auf eine Temperatur von über 0°C bis auf 30°C einzustellen. Daraufhin wird Ozon aus dem Ozonadsorptionsmittel, von dem es vorher adsorbiert wurde, desorbiert. Das desorbierte Ozon wird durch die Ozonwiedergewinnungsleitung 23 zurückgewonnen.
Wenn die Temperatur des Ozonadsorptionsmittels niedriger als 0°C in dem Ozondesorptionsschritt beträgt, ist es schwierig, Ozon aus dem Adsorptionsmittel zufriedenstellend zu desorbieren. Wenn die Temperatur des Adsorptionsmittels höher als 30°C ist, kann das Adsorptionsmittel, das quarzähnliche Pentasil-Zeolithe oder dergleichen enthält, andererseits unbrauchbar werden.
(2-2) Ozon-Wiedergewinnung: Ozon-Desorptionsverfahren unter Verwendung von Spülgas
Nachdem der Betrieb der einzelnen Elemente für die Ozon-Lagerung in der gleichen Art wie in (2-1) gestoppt worden ist, sind das erste und dritte Ein-Aus-Ventil 16 und 22 geschlossen, während das zweite und vierte Ein-Aus-Ventil 20 und 24 geöffnet sind.
In diesem Stadium wird die zweite Heizung 21 der Spülgaszufuhrleitung 18 betätigt. Ein geeignetes Spülgas wird durch die Leitung 18 geleitet, durch die zweite Heizung 21 erwärmt und dem Adsorptionsbehälter 2 über die Leitung 17 zugeführt. Nachdem dies erfolgt ist, wird das Ozonadsorptionsmittel in dem Behälter 2 auf eine Temperatur von über 0°C bis 30°C erhitzt. Folglich wird das Ozon aus dem Ozonadsorptionsmittel, das vorher das Ozon adsorbiert hat, desorbiert. Das desorbierte Ozon wird über die Ozonwiedergewinnungsleitung 23 rückgewonnen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ozondesorptionsprozess kann die Geschwindigkeit der Ozondesorption erhöht werden, indem die erste Heizung 4 des isolierten Behälters 5 betätigt wird, um das Ozonadsorptionsmittel in dem Adsorptionsbehälter 2 vorher zu erwärmen.
Das Spülgas wird entsprechend dem Verwendungszweck ausgewählt. Es können zum Beispiel Trockenluft, Stickstoffgas, oder Heliumgas als Spülgas verwendet werden.
Obwohl das Spülgas für die Beschleunigung der Ozondesorption wirksam ist, wird Ozon in Proportion zu der Menge des verwendeten Spülgases verdünnt. Vorzugsweise sollte das Spülverhältnis innerhalb eines Bereiches von 1 zu 2 im Vergleich zu dem wiedergewonnenen Ozon unter Berücksichtigung der Ozondesorptionsleistung ausgewählt werden. In dem Fall, bei dem das Spülgas entsprechend dem Verwendungszweck ausgewählt werden kann, sollte das Spülverhältnis derart ausgewählt werden, dass die Ozonkonzentration der Art der Verwendung entspricht.
(2-3) Ozon-Wiedergewinnung: Ozondesorptionsverfahren, das auf Druckreduzierung basiert.
Nachdem der Betrieb der einzelnen Elemente für die Ozon-Lagerung in der gleichen Art, wie in (2-1), gestoppt worden sind, sind das erste, zweite und dritte Ein-Aus-Ventil 16, 20 und 22 geschlossen, während das vierte Ein-Aus-Ventil 24 geöffnet ist.
In diesem Stadium wird die Abgasvorrichtung 25 in der Ozonwiedergewinnungsleitung 23 betätigt, um das Gas aus dem Adsorptionsbehälter 2 abzuleiten, wobei der Behälter 2 bis auf einen reduzierten Druck von 0,303975 Bar (0,3 atm) oder niedriger dekomprimiert wird. Nachdem dies erfolgt ist, wird Ozon aus dem Ozonadsorptionsmittel, das das Ozon vorher adsorbiert hat, desorbiert, wie anhand der Kurven in der 4 gezeigt, die die Relationen zwischen Ozonpartialdruck und Ozonadsorptionsmenge zeigen. Das desorbierte Ozon wird über die Ozonwiedergewinnungsleitung 23 rückgewonnen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ozondesorptionsschritt kann die Desorptionsgeschwindigkeit von Ozon erhöht werden, indem das zweite Ein-Aus-Ventil 20 geöffnet wird, so dass ein erwünschtes Spülgas dem Adsorptionsbehälter 2 über die Spülgaszufuhrleitung 18 und die Leitung 17 zugeführt wird.
Bei dem Ozondesorptionsschritt kann die Geschwindigkeit der Ozonadsorption noch weiter gesteigert werden, indem das zweite Ein-Aus-Ventil 20 geöffnet, die zweite Heizung 21 betätigt, das gewünschte Spülgas durch die Spülgaszufuhrleitung 18 zirkuliert, das Gas durch die zweite Heizung 21 erhitzt und dann dem Adsorptionsbehälter 2 über die Leitung 17 zugeführt wird.
Wenn der Druck in dem Adsorptionsbehälter 2 auf einen hohen Pegel, der 0,303975 Bar (0,3 atm) überschreitet, während des Ozondesorptionsprozesses angestiegen ist, wird es schwierig, Ozon aus dem Adsorptionsmittel zufriedenstellend zu desorbieren. Vorzugsweise sollte der untere Grenzwert des Druckes für die Desorption auf 0.04053 Bar (0,04 atm) unter Berücksichtigung der Betriebskosten und dergleichen eingestellt sein.
Die Lagerung und Wiedergewinnung von Ozon mittels des Ozon-Lagerungs/Wiedergewinnungssystems mit der Koronaentladungs-Vorrichtung, wie in der 2 gezeigt, erfolgt im Wesentlichen durch die gleichen Verfahren wie das Lagerungsverfahren (1) und die Wiedergewinnungsverfahren (2-1) bis (2-3) Sauerstoff kann wirksam durch Zuführung des kondensierten Sauerstoffes aus dem Ozonadsorptionsbehälter 2 zu der Zufuhrleitung 34 für kondensiertes Sauerstoffgas an der stromaufwärts gelegenen Seite des Koronaentladungs-Ozongenerators 31 über die Zirkulationsleitung 19 für kondensiertes Sauerstoffgas wirksam genutzt werden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung kann ein Ozon-Lagerungs/Wiedergewinnungsverfahren vorgesehen sein, bei dem der Adsorptionsbehälter eingesetzt wird, der mit dem Ozonadsorptionsmittel gefüllt ist, das ein spezifisches quarzähnliches Material mit einem hohen Grad an Ozonadsorptionsvermögen und hohem Ozonrückhalteanteil, sogar in einem wässrigen System, enthält, wobei Ozon durch die Nutzung von preiswerter Elektrizität, z. B. Nachtstrom, erzeugt, gespeichert und effizient zum Bereitstellen nach Bedarf wiedergewonnen werden kann.
Gemäß der Erfindung kann weiterhin ein Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungssystem von einfacher Konstruktion vorgesehen sein, das Ozon durch die Nutzung von preiswertem Strom, z. B. Nachtstrom, erzeugen, speichern und effizient wiedergewinnen und nach Bedarf bereitstellen kann.
Es folgt eine ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Die 3 zeigt eine schematische Ansicht einer Ozontestvorrichtung, die in den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird. Ein Wasserelektrolyse-Ozongenerator 41 ist mit einem Adsorptionsbehälter 44 durch eine Leitung 43 verbunden, die mit einem ersten Ventil 42 ausgestattet ist. Der Behälter 44 ist mit einem Ozonanalysator 46 mittels einer Leitung 45 verbunden. Ein zweites Ventil 47 und ein Dreiwege-Ventil 48 sind nacheinander an der Leitung 45 von der Seite des Behälters 44 aus angebracht. Ein Ende einer Bypassleitung 49 ist mit dem Abschnitt der Leitung 43, der sich zwischen dem ersten Ventil 42 und dem Behälter 44 befindet, und das andere Ende mit dem Dreiwege-Ventil 48 verbunden. Ein drittes Ventil 50 ist an der Bypassleitung 49 angebracht. Eine Heliumgasleitung 51 teilt sich in der Mitte auf. Eine erste Abzweigleitung 52 ist mit dem Abschnitt der Leitung 45 verbunden, der sich zwischen dem Behälter 44 und dem zweiten Ventil 47 befindet. Eine zweite Abzweigleitung 53 ist mit dem Abschnitt der Leitung 45 verbunden, der sich zwischen dem Dreiwege-Ventil 48 und dem Ozonanalysator 46 befindet. Ein viertes Ventil 54 ist an der ersten Abzweigleitung 52 angebracht. Ein Massedurchsatz-Controller 55 ist an der zweiten Abzweigleitung 53 angebracht.
(Ausführungsform 1)
Die Ozonadsorptionsmenge wurde unter Verwendung eines quarzähnlichen Pentasil-Zeoliths (SiO₂/Al₂O₃ Verhältnis = 200), eines aluminiumabscheidenden Faujasits (SiO₂/Al₂O₃ Verhältnis = 70), und eines aluminiumabscheidenden Faujasits (SiO₂/Al₂O₃ Verhältnis = 1,000) gemessen. Für den Vergleich wurde ebenfalls ein im Handel erwerbliches Silicagel benutzt.
Ein ozonhaltiges Gas zum Testen wurde mittels des Wasserelektrolyse-Ozongenerators 41 des in der 3 gezeigten Testers erzeugt. Dieses Gas enthält 10 vol% O₃, 87 vol% O₂, und 3 vol% H₂O. Der Adsorptionsbehälter 44 wurde mit 5 g Adsorptionsmittel befüllt.
Zuerst wurde das Ozonadsorptionsmittel in dem Adsorptionsbehälter 44 auf 25°C gehalten. Die jeweiligen Öffnungen des ersten und zweiten Ventils 42 und 47 wurden justiert, um die Ozonpartialdruckwerte des ozonhaltigen Gases auf 0,101325 Bar (0.1 atm) und 1,01325 Bar (1 atm) einzustellen. Das Gas wurde in den Behälter 44 über die Leitung 43 eingeführt und das Ozon in dem Gas wurde von dem Ozonadsorptionsmittel adsorbiert. Das aus dem Behälter 44 abgeleitete Gas wurde in den Ozonanalysator 46 durch die Leitung 45 eingeführt und die Ozonkonzentration wurde von dem Analysator gemessen.
Nachdem das Ozon mittels des Ozonanalysators 46 erfasst und die Sättigung des Ozonadsorptionsmittels bestätigt war, wurden das erste und das zweite Ventil 42 und 47 geschlossen, das dritte und vierte Ventil 50 und 54 geöffnet und das Dreiwege-Ventil 48 gedreht, so dass es mit der Leitung 45 verbunden war. Heliumgas wurde dem Adsorptionsbehälter 44 durch die Leitung 51 und die erste Abzweigleitung 52 zugeführt. Ein Gas (zu messendes Gas), das Ozon enthält, wurde aus dem Ozonadsorptionsmittel in dem Behälter 44 in den Ozonanalysator über die Bypassleitung 49, das Dreiwege-Ventil 48, und die Leitung 45 eingeführt. Als dies erfolgt war, wurde das Heliumgas dem zu messenden Gas in der Leitung 45 über die Leitung 51 und die zweite Abzweigleitung 53, die mit dem Massedurchfluss-Controller 55 ausgestattet ist, hinzugefügt, wobei die Geschwindigkeit der Gasströmung in den Analysator 46 konstant gehalten wurde. In diesem Zustand wurde die Ozonkonzentration von dem Analysator 46 gemessen und die gesamte Menge des desorbierten Ozons gewonnen und als eine Ozonadsorptionsmenge definiert.
Die 4 zeigt eine grafische Darstellung der entsprechenden Ozonadsorptionsmengen von verschiedenen Adsorptionsmitteln bei 25°C im Vergleich zum Ozonpartialdruck. In der 4 stellen die Kurven a, b, c und d die jeweiligen Adsorptionseigenschaften von Silicagel, aluminiumabscheidendem Faujasit, mittelporösem Silikat und quarzähnlichem Pentasil-Zeolith dar.
Wie aus der 4 ersichtlich, sind insbesondere quarzähnliches Pentasil-Zeolith und mittelporöses Silikat ganz ausgezeichnet bezüglich Ozonadsorptionsmenge, und aluminiumabscheidendes Faujasit übertrifft Silicagel in dieser Hinsicht. In dem Fall, bei dem der Adsorptionsdruck und Desorptionsdruck auf 1,01325 Bar (1 atm) bzw. 0,101325 Bar (0.1 atm) eingestellt sind, sind das quarzähnliche Pentasil-Zeolith und mittelporöse Silikat geeigneter als aluminiumabscheidendes Faujasit, da der Unterschied zwischen den Ozonadsorptionsmengen der zwei Materialien, wie in 4 gezeigt, dem Ozondurchsatz entspricht.
Dann wurden die jeweiligen Öffnungen des ersten und zweiten Ventils 42 und 47 justiert, um den Ozonpartialdruck des ozonhaltigen Gases auf 0,101325 Bar (0,1 atm) einzustellen, die Temperatur des Ozonadsorptionsmittels von –60°C auf 30°C geändert, und die Ozonadsorptionsmenge unter den gleichen anderen Bedingungen gewonnen. Die 5 zeigt eine graphische Darstellung der Relationen zwischen Adsorptionstemperatur und Ozonadsorptionsmenge für die einzelnen Adsorptionsmittel. In der 5 stellen die Kurven a, b, c und d die Adsorptionseigenschaften von Silicagel, aluminiumabscheidendem Faujasit, mittelporösem Silikat bzw. quarzähnlichem Pentasil-Zeolith dar.
Wie aus der 5 ersichtlich, sind insbesondere quarzähnliches Pentasil-Zeolith und mittelporöses Silikat ganz ausgezeichnet bezüglich der Qzonadsorptionsmenge und aluminiumabscheidendes Faujasit übertrifft Silicagel in dieser Hin- sicht. In dem Fall, in dem die Adsorptionstemperatur und Desorptionstemperatur auf –60°C bzw. 30°C eingestellt sind, sind quarzähnliches Pentasil-Zeolith und mittelporöses Silikat geeigneter als aluminiumabscheidendes Faujasit, da der Unterschied zwischen den Ozonadsorptionsmengen der zwei Materialien, wie in 5 gezeigt, dem Ozondurchsatz entspricht.
(Ausführungsform 2)
Die in der Ausführungsform 1 verwendeten drei Ozonadsorptionsmittel Silicagel, aluminiumabscheidendes Faujasit und mittelporöses Silikat wurden in den Adsorptionsbehälter 44 der Testvorrichtung von 3 geladen, die Adsorptionstemperatur wurde auf 25°C eingestellt, und der Ozonpartialdruck des ozonhaltigen Gases zum Testen wurde bei 0.1 atm aufrechterhalten. Das ozonhaltige Gas wurde in den Behälter 44 ohne Veränderung der anderen Bedingungen in der gleichen Art wie in der Ausführungsform 1 eingebracht, Ozon wurde durch den Ozonanalysator 46 erfasst und die Sättigung des Ozonadsorptionsmittel wurde nachgewiesen. Danach wurden das erste und zweite Ventil 42 und 47 geschlossen und 30 Minuten, 1 Stunde, 4 Stunden, und 8 Stunden lang verschlossen gehalten. Dann wurden bei geschlossenen ersten und zweiten Ventil 42 und 47 das dritte und vierte Ventil 50 und 54 geöffnet und das Dreiwege-Ventil gedreht, so dass es mit der Leitung 45 kommunizierte. Heliumgas wurde dem Adsorptionsbehälter 44 durch die Leitung 51 und der ersten Abzweigleitung 52 zugeführt. Ein aus dem Ozonadsorptionsmittel in dem Behälter 44 desorbiertes Ozon enthaltendes Gas (zu messendes Gas) wurde in den Ozonanalysator 46 durch die Bypassleitung 49, das Dreiwege-Ventil 48, und die Leitung 45 eingeführt und die gesamte Menge des desorbierten Ozons wurde gewonnen. Der Ozonrückhalteanteil wurde aus dem Verhältnis von der gesamten Menge des desorbierten und wiedergewonnenen Ozons zu der Gesamtozonmenge (Ozonadsorptionsmenge mit bei ausgeglichener Adsorption), die in den Behälter 44 eingebracht wurden, gewonnen. Die 6 zeigt die Relationen zwischen Rückhaltezeit und Ozonrückhalteanteil für die einzelnen Adsorptionsmittel bei 25°C. In der 6 stellen die Kurven a, b und c die Eigenschaften von Silicagel, aluminiumabscheidendem Faujasit bzw. mittelporösem Silikat dar.
Je länger die Rückhaltezeit ist, umso niedriger ist der Rückhalteanteil, wie aus der 6 ersichtlich, und umso mehr Ozon zerfällt. Es ist ebenfalls aufgezeigt, dass aluminiumabscheidendes Faujasit und mittelporöses Silikat für die Speiche rung von Ozon geeignet sind, da sie eine geringere Rückhalteanteilreduzierung als Silicagel aufweisen.
Der Ozonrückhalteanteil wurde mit einer in der gleichen Art und Weise wie vorstehend beschrieben geänderten Rückhaltezeit, abgesehen von der geänderten Adsorptionstemperatur von –60°C, gewonnen. Die 7 zeigt das Ergebnis dieser Berechnung. In der 7 stellen die Kurven a, b und c die Eigenschaften von Silicagel, aluminiumabscheidendem Faujasit bzw. mittelporösem Silikat dar.
Wie aus der 7 ersichtlich, erfolgt das Absenken des Ozonrückhalteanteils mit Verlauf der Rückhaltezeit behutsamer als in dem Fall der 6, die das Ergebnis der Messung bei der Adsorptionstemperatur von 25°C zeigt. Es deutet jedoch darauf hin, dass der Ozonrückhalteanteil von Silicagel viel niedriger ist als der von aluminiumabscheidendem Faujasit und mittelporösem Silikat, und dass aluminiumabscheidendes Faujasit und mittelporöses Silikat einen hohen Ozonrückhalteanteil von 92% nach dem Ablauf von 8 Stunden aufrechterhalten kön- nen. Dies deutet darauf hin, dass es ratsam ist, aluminiumabscheidendes Faujasit und mittelporöses Silikat bei niedrigstmöglicher Adsorptionstemperatur zu verwenden, um zu verhindern, dass Ozon zerfällt und verlorengeht und dadurch die Ozonwiedergewinnung gesteigert wird, indem Ozon über einen langen Zeitraum gespeichert wird.
(Ausführungsform 3)
Zehn Adsorptionsmitteltypen mit SiO₂/Al₂O₃-Verhältnissen von 15, 30, 100, 400, und 1,000 wurden für quarzähnliches Pentasil-Zeolith, aluminiumabscheidendes Faujasit und mittelporöses Silikat aufbereitet, und die Relation zwischen dem SiO₂/Al₂O₃-Verhältnis und Ozonzerfallsanteil untersucht. Nachdem jedes Ozonadsorptionsmittel durch das Einbringen von Ozonwasser mit einer Ozonkonzentration von 10 ppm bei 25°C in den Absorptionsbehälter, der mit 80 ml Ad sorptionsmittel gefüllt war, gesättigt war, wurde die Ozonkonzentration (C, ppm) des aus dem Behälter abgelassenen Wassers gemessen und der Zerfallsanteil wie nachstehend aufgeführt berechnet: Zerfallsrate (%) = [(10 – C₁)/10] × 100
Die 8 zeigt das Ergebnis dieser Berechnung. In der 8 stellen die Kurven b, c und d die Eigenschaften von aluminiumabscheidendem Faujasit, mittelporösem Silikat bzw. quarzähnlichem Pentasil-Zeolith dar.
Wie aus der 8 ersichtlich, fällt das Zerfallsverhältnis innerhalb seines praktischen Bereiches auf 20% oder niedriger, wenn das SiO₂/Al₂O₃ Verhältnis 70 oder höher ist, vorzugshalber 100 oder höher, für quarzähnliches Pentasil-Zeolith, und 20 oder höher, vorzugsweise 50 oder höher für sowohl aluminiumabscheidendes Faujasit und mittelporöses Silikat.
(Ausführung 4)
Der Adsorptionsbehälter 44 der Testvorrichtung von 3 wurde mit mittelporösem Silikat befüllt, das eine wesentliche Ozonadsorptionsmenge sicherstellt, und die Adsorptionstemperatur wurde auf 32°C eingestellt. Das erste und zweite Ventil 42 und 47 wurden geöffnet, während das dritte und vierte Ventil 50 und 54 geschlossen waren. In diesem Zustand wurde das testende ozonhaltige Gas gemäß der Ausführungsform 1 durch die Leitung 43 in den Adsorptionsbehälter 44 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 240 mLN/min eingebracht und Ozon in dem ozonhaltigen Gas wurde von dem Ozonadsorptionsmittel adsorbiert. Dem Gas aus dem Behälter 44 wurde über die zweite Abzweigleitung 53, die mit der Leitung 51 und dem Massedurchsatz-Controller 55 verbunden ist, Heliumgas hinzugefügt. Nachdem es auf 1/7 verdünnt war, wurde das Gas in den Ozonanalysator 46 geleitet, wo dann dessen Ozonkonzentration gemessen wurde.
Die 9 ist eine graphische Darstellung der Relationen zwischen Durchbruch-Zeitablauf und Ozonkonzentration für den vorgenannten Prozess. Die 9 zeigt ebenfalls das Resultat einer vorherigen Messung der Ozonkonzentrationsänderung in einem Zustand mit leerer Säule. Ein Ozondurchbruchtest wurde dreimal wiederholt. Die Kurven a, b und c in der 9 stellen jeweilige Ozondurchbruchseigenschaften entsprechend einem Leer-Säulen-Zustandswert, einem ersten Durchbruchswert und dem Durchschnitt von zweiten- und dritten-Durchbruchswerten dar. Weiterhin stellt in der 9 der Bereich zwischen der Leer-Säulen-Ozondurchbruchkurve a und den Ozondurchbruchkurven b und c für mittelporöses Silikat die Ozonadsorptionsmenge dar.
Nachdem die Ozonkonzentration abgesättigt war, wurde bei dem vorstehend beschriebenen Test Heliumgas durch die Leitung 51 und die erste Abzweigleitung 52 dem Adsorptionsbehälter 44 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 240 mLN/min zugeführt. Ein Gas (zu messendes Gas), das aus dem Ozonadsorptionsmittel in dem Behälter 44 desorbiertes Ozon enthält, wurde in den Ozonanalysator 46 durch die Bypassleitung 49, das Dreiwege-Ventil 48 und die Leitung 45 geleitet. Die Änderung der Ozonkonzentration entsprechend des Regenerationszeitablaufs des Adsorptionsmittels wurde gemessen (Verdünnung: 1 : 7). Die 10 ist eine graphische Darstellung des Regenerationsablaufs. In der 10 sind die Kurven a und b Ablaufkurven, die einen Wert für einen ersten Regenerativ-Zyklus und den Durchschnitt von Werten für zweite bzw. dritte Regenerativ-Zyklen darstellen. In der 10 ist außerdem die Menge des durch Desorption wiedergewonnenen Ozons äquivalent zu dem Bereich zwischen einer Leer-Säulen-Regenerationsablaufkurve und einer Regenerationsablaufkurve für mittelporöses Silikat.
Da die erhaltene Ozonadsorptionsmenge aus 9 und die wiedergewonnene (desorbierte) Ozonmenge aus der 10 im Wesentlichen gleich sind, zeigt das Ergebnis des Tests, dass kein erheblicher Ozonanteil während des Zeitabschnitts zwischen der Ozonadsorption und Desorption zerfallen ist.
Die 11 und 12 sind graphische Darstellungen, die jeweils den Ozondurchbruch und den Regenerationsprozess zeigen, die in der gleichen Art gewonnen wurden wie in den Fällen der 9 und 10, abgesehen von der Änderung der Adsorptionstemperatur in dem vorgenannten Durchbruchtest von 32°C auf –60°C. In der 11 stellen die Kurven a, b und c jeweilige Ozondurchbruchseigenschaften bezogen auf einen Leer-Säulen-Wert, einen erste Durchbruchswert, und den Durchschnitt von zweiten und dritten Durchbruchswerten dar. In der 12 sind die Kurven a, b und c Ablaufkurven, die jeweils einen Wert für eine Leer-Säule, einen Wert für einen ersten Regenerativ-Zyklus und den Durchschnitt von Werten für zweite und dritte Regenerativ-Zyklen darstellen.
Da die von 11 gewonnene Ozonadsorptionsmenge und die von 12 erhaltene wiedergewonnene (desorbierte) Ozonmenge im Wesentlichen gleich sind, gibt das Ergebnis des Tests ebenfalls Aufschluss darüber, dass kein wesentlicher Ozonanteil während des Zeitabschnittes zwischen der Ozonadsorption und Desorption zerfallen ist.
(Ausführungsform 5)
Ein Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungstest wurde unter Verwendung des Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungssystems von 1 durchgeführt.
Es wurde der Wasserelektrolyse-Ozongenerator 1 mit einer Ozonerzeugungskapazität von 1 kg/h verwendet. Der Ozonadsorptionsbehälter 2 wurde mit 100 kg mittelporösem Silikat gefüllt, das das Verhältnis SiO_2//Al₂O₃ von 1.000 hat, und der Behälter 2 wurde auf –60°C durch den ersten Kühler 3 (Kältemaschine) in dem isolierten Behälter 5, der den Behälter 2 beinhaltet, gekühlt. Ozon wurde durch das Betätigen des Wasserelektrolyse-Ozongenerators 1 8 Stunden lang von 22.00 Uhr bis 6.00 Uhr unter Verwendung von Nachtstrom erzeugt. Das von dem Generator 1 erzeugte ozonhaltige Gas enthält 10 vol% Ozon, 87 vol% Sauerstoff, und 3 vol% Wasser. Der Kompressor 15 wurde betätigt, um dieses Gas über die Zufuhrleitung 12 für ozonhaltiges Gas in den Ozonadsorptionsbehälter 2 mit einem Adsorptionsdruck von 5 atm und einer Strömungsgeschwindigkeit 4,7 m³ N/h zu leiten, wobei das Gas adsorbiert wurde. Der aus dem Adsorptionsbehälter 2 abgeleitete kondensierte Sauerstoff wurde durch die Zirkulationsleitung 19 für kondensierten Sauerstoff in die Wasserstoff-Elektrodenkammer 8 des Ozongenerators 1 eingebracht, woraufhin eine Sauerstoffdepolarisation ausgeführt wurde. Die Sauerstoffdepolarisation ergab eine Einsparung an elektrischer Energie von ungefähr 35%.
Während des Einsatzes bei Tage wurde der Betrieb des Wasserelektrolyse-Ozongenerators 1 und des ersten Kühlers 3 des isolierten Behälters 5 gestoppt, und Luft (Spülgas) mit 30°C wurde über die Spülgaszufuhrleitung 18 dem oberen Abschnitt des Ozonadsorptionsbehälters 2 mit einem Druck von 1 atm und einer Strömungsgeschwindigkeit von 2 m³ N/h zugeführt. Daraufhin konnte ein Gas mit einer Ozonkonzentration von 23,5 vol% kontinuierlich über die Ozonwiedergewinnungsleitung 23 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 2 m³ N/h über 8 Stunden lang wiedergewonnen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie hier beschrieben, kann ein Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungsverfahren vorgesehen sein, bei dem ein Ozonadsorptionsmittel verwendet wird, das ein spezifisches quarzähnliches Material mit einem hohen Ozonadsorptionsvermögen, hohem Ozonrückhalteanteil, und niedrigem Ozonzerfallsanteil sogar in einem wässrigen System, beinhaltet und das für die Ozonspeicherung geeignet ist, so dass das mit preiswertem Strom, wie Nachtstrom, erzeugte Ozon in großer Menge in einer kompakten Speichervorrichtung gespeichert und mit einem hohen Rückgewinnungsanteil nach Bedarf entnommen werden.
Weiterhin kann gemäß der Erfindung ein Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungssystem, vorgesehen sein, das Ozon unter Verwendung eines preiswerten Stroms, wie z. B. Nachtstrom, erzeugt, speichert, und nach Bedarf wiedergewinnt und bereitstellt, wodurch geringere Betriebskosten anfallen.

Claims

Ozon-Lagerungs-/Wiedergewinnungsverfahren mit: – einem Schritt des Zuführens eines ozonhaltigen Gases, das durch einen Ozongenerator (1, 31) erzeugt wird, in einen Ozonadsorptionsbehälter (2), der mit einem Ozonadsorptionsmittel befüllt ist, das mindestens ein quarzähnliches Material beinhaltet, das aus der Gruppe bestehend aus einem quarzähnlichen Pentasil-Zeolith, einem aluminiumabscheidenden Faujasit und einem mittelporösen Silikat ausgewählt ist, um zu bewirken, dass das Adsorptionsmittel Ozon bei einer Temperatur von 0°C oder niedriger adsorbiert und das Ozon speichert; und – einem Schritt des Desorbierens des durch das Adsorptionsmittel in dem Ozonadsorptionsbehälter (2) adsorbierten Ozons und Wiedergewinnen des Ozons aus dem Adsorptionsbehälter (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Ozonspeicherprozess das Einstellen des Drucks in dem Adsorptionsbehälter auf 1,01325 Bar (1 atm) bis 5,06625 Bar (5 atm) und Bewirken der Ozonadsorption durch das Adsorptionsmittel umfasst, und dass der Ozonwiedergewinnungsprozess das Einstellen des Drucks in dem Adsorptionsbehälter auf 0,303975 Bar (0,3 atm) oder niedriger und das Desorbieren des Ozons von dem Adsorptionsmittel durch Druckreduktion umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein niedrigtemperaturkondensiertes Sauerstoffgas, das aus dem Ozonadsorptionsbe hälter entnommen wird, zum Vorkühlen des in den Adsorptionsbehälter geleiteten ozonhaltigen Gases eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozonspeicherprozess das Einstellen der Temperatur des Adsorptionsmittels auf – 60°C bis –30°C und Bewirken der Ozonadsorption durch das Adsorptionsmittel umfasst, und dass der Ozonwiedergewinnungsprozess das Einstellen des Adsorptionsmittels auf eine Temperatur von mehr als 0°C bis 30°C und Desorbieren des Ozons aus dem Adsorptionsmittel durch Aufheizen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozonwiedergewinnungsprozess das Zuführen eines auf eine gewünschte Temperatur aufgeheizten Spülgases in den Ozonadsorptionsbehälter in die Richtung entgegengesetzt zu dem Strom des ozonhaltigen Gases und Desorbieren des Ozons von dem Adsorptionsmittel durch Heizreinigung hat.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozonspeicherprozess das Einstellen des Drucks in dem Adsorptionsbehälter auf 1,01325 Bar (1 atm) bis 5,06625 Bar (5 atm) und Bewirken der Ozonadsorption durch das Adsorptionsmittel umfasst, und dass der Ozonwiedergewinnungsprozess das Einstellen des Drucks in dem Adsorptionstank auf 0,04053 Bar (0,04 atm) bis 0,303975 Bar (0,3 atm), das Zuführen eines gewünschten Spülgases zum Ozonadsorptionsbehälter in die Richtung entgegengesetzt zu dem Strom des ozonhaltigen Gases, und Desorbieren des Ozons aus dem Adsorptionsmittel durch Druckreduktionsreinigung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülgas auf eine gewünschte Temperatur aufgeheizt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozongenerator ein Wasserelektrolyse-Ozongenerator ist, der so konstruiert ist, dass das niedrigtemperaturkondensierte aus dem Ozonadsorptionsbehälter entnommene Sauerstoffgas in eine Wasserstoffelektrodenkammer des Wasserelektrolyse-Ozongenerators eingebracht wird, um eine Sauerstoffdepolarisation zu bewirken.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozongenerator ein Koronaentladungs-Ozongenerator ist, der so konstruiert ist, dass das aus dem Ozonadsorptionsbehälter entnommene kondensierte Sauerstoffgas auf die Rohsauerstoff-Zufuhrseite des Koronaentladungs-Ozongenerators zurückgeleitet wird.
Vorrichtung zur Ozon-Lagerung/-Wiedergewinnung mit: – einem Ozongenerator (1, 31); – einem Ozonadsorptionsbehälter (2), der mit dem Ozongenerator (1, 31) durch eine Zufuhrleitung (12) für ozonhaltiges Gas verbunden und mit einem Ozonadsorptionsmittel befüllt ist, das mindestens ein quarzähnliches Material beinhaltet, das aus der Gruppe bestehend aus einem quarzähnlichen Pentasil-Zeolith, einem aluminiumabscheidenden Faujasit und einem mittelporösen Silikat ausgewählt ist; – einem Kompressor (15) und einem Ein-Aus-Ventil (16), die hintereinander an die Zufuhrleitung (12) für ozonhaltiges Gas von der Seite des Ozongenerators (1, 31) aus angeschlossen sind; – einem isolierten Behälter (5) mit dem Adsorptionsbehälter (2) darin; – einem Kühler (3) und einer Heizung (4), die an dem isolierten Behälter (5) angebracht sind; und – einer Ozonwiedergewinnungsleitung (23) mit einem An-Aus-Ventil (24), das mit dem Adsorptionsbehälter (2) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozongenerator ein Wasserelektrolyse-Ozongenerator mit einer Sauerstoff-Elektrodenkammer und einer Wasserstoff-Elektrodenkammer ist, die durch ein Ionenaustauschmembran abgeteilt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozongenerator ein Koronaentladungs-Ozongenerator ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, weiterhin mit einem Kühler, der an den Abschnitt der Zufuhrleitung für ozonhaltiges Gas angebracht ist, der auf der Seite stromaufwärts des Kompressors gelegen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 1, weiterhin mit einem Wärmetauscher, der mit dem Abschnitt der Zufuhrleitung für ozonhaltiges Gas verbunden ist, die auf der Seite stromaufwärts des Kompressors gelegen ist, und mit einer Leitung zur Zirkulation von kondensiertem Sauerstoffgas, die mit einem Ein-Aus-Ventil ausgestattet ist und ein mit dem Adsorptionsbehälter verbundenes Ende und ein sich durch den Wärmetauscher erstreckendes anderes Ende hat.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozongenerator ein Wasserelektrolyse-Ozongenerator mit einer Sauerstoff-Elektrodenkammer und einer Wasserstoff-Elektrodenkammer ist, die durch eine Ionenaustauschmembran voneinander abgeteilt sind, und dass das andere Ende der Leitung zur Zirkulation kondensierten Sauerstoffgases mit der Wasserstoff-Elektrodenkammer des Ozongenerators durch den Wärmetauscher verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozongenerator ein Koronaentladungs-Ozongenerator ist, und dass das andere Ende der Leitung zur Zirkulation kondensierten Sauerstoffgases mit der Rohsauerstoff-Zufuhrseite des Ozongenerators durch den Wärmetauscher verbunden ist.
Vorrichtung zur Ozon-Lagerung/-Wiedergewinnung mit: – einem Ozongenerator (1, 31); – einem Ozonadsorptionsbehälter (2), der mit dem Ozongenerator (1, 31) durch eine Zufuhrleitung (12) für ozonhaltiges Gas verbunden und mit einem Ozonadsorptionsmittel befüllt ist, das mindestens ein quarzhaltiges Material beinhaltet, das aus der Gruppe bestehend aus einem quarzhaltigen Pentasil-Zeolit, einem aluminiumabscheidenden Faujasit und einem mittelporösem Silikat ausgewählt ist; – einem Kompressor (15) und einem An-Aus-Ventil (16), die hintereinander an die Zufuhrleitung (12) für ozonhaltiges Gas von der Seite des Ozongenerators aus angeschlossen sind; – einem isolierten Behälter (5) mit dem Adsorptionsbehälter (2) darin; – einem Kühler (3), der an den isolierten Behälter (5) angebracht ist; – eine Spülgas-Zufuhrleitung (18), die mit dem Adsorptionsbehälter (2) verbunden ist; – einem An-Aus-Ventil (209) und einer Heizung (21 ), die hintereinander an die Spülgas-Zufuhrleitung (18) von der Seite des Adsorptionsbehälters (2) aus angeschlossen sind; – und einer Ozonwiedergewinnungsleitung (23) mit einem An-Aus-Ventil (24), dass mit dem Adsorptionsbehälter (2) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozongenerator ein Wasserelektrolyse-Ozongenerator mit einer Sauerstoffelektrodenkammer und einer Wasserstoffelektrodenkammer ist, die durch eine Ionenaustauschmembran voneinander abgeteilt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozongenerator ein Koronaentladungs-Ozongenerator ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, weiterhin mit einem Kühler, der an den Abschnitt der Zufuhrleitung für ozonhaltiges Gas angebracht ist, die auf der Seite stromaufwärts des Kompressors gelegen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, weiterhin mit einem Wärmetauscher, der an den Abschnitt der Zufuhrleitung für ozonhaltiges Gas angeschlossen ist, der auf der Seite stromaufwärts des Kompressors gelegen ist, und mit einer Leitung zur Zirkulation kondensierten Sauerstoffgases, die mit einem An-Aus-Ventil ausgerüstet ist und ein mit dem Adsorptionsbehälter verbundenes Ende und ein sich durch den Wärmetauscher erstreckendes anderes Ende hat.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozongenerator ein Wasserelektrolyse-Ozongenerator mit einer Sauerstoffelektrodenkammer und einer Wasserstoffelektrodenkammer ist, die durch einen Ionenaustauschmembran voneinander abgeteilt sind, und dass das andere Ende der Leitung zur Zirkulation kondensierten Sauerstoffs mit der Wasserstoffelektrodenkammer des Ozongenerators durch den Wärmetauscher verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozongenerator ein Koronaentladungs-Ozongenerator ist und dass das andere Ende der Leitung zur Zirkulation kondensierten Sauerstoffs mit der Rohsauerstoff-Zufuhrseite des Ozongenerators durch den Wärmetauscher verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, weiterhin mit einer Heizung, die an den isolierten Behälter angebracht ist.
Vorrichtung zur Ozonlagerung/-Wiedergewinnung mit: – einem Ozongenerator (1, 31); – einem Ozonadsorptionsbehälter (2), der mit dem Ozongenerator (1, 31) durch eine Zufuhrleitung (12) für ozonhaltiges Gas verbunden und mit einem Ozonadsorptionsmittel befüllt ist, dass mindestens ein quarzhaltiges Material beinhaltet, das aus der Gruppe bestehend aus einem quarzhaltigen Pentasil-Zeolith, einem aluminiumabscheidenden Faujasit und einem mittelporösen Silikat ausgewählt ist; – einem Kompressor (15) und einem An-Aus-Ventil (16), die hintereinander mit der Zufuhrleitung (12) für ozonhaltiges Gas von der Seite des Ozongenerators (1, 31) aus angeschlossen sind; – einem isoliertem Behälter (5) mit dem Adsorptionsbehälter (2) darin; – einem Kühler (3), der an den isolierten Behälter (5) angebracht ist; – einer Ozonwiedergewinnungsleitung (23), die mit dem Adsorptionsbehälter (2) verbunden ist; und – einem An-Aus-Ventil (24) und Abgasmitteln (25), die hintereinander an die Ozonwiedergewinnungsleitung (23) von der Seite des Adsorptionsbehälters (2) aus angeschlossen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozongenerator ein Wasserelektrolyse-Ozongenerator mit einer Sauerstoffelektrodenkammer und einer Wasserstoffelektrodenkammer ist, die durch einen Ionenaustausch-Membran voneinander abgeteilt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozongenerator ein Koronaentladungs-Ozongenerator ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, weiterhin mit einem Kühler, der an den Abschnitt der Zufuhrleitung für ozonhaltiges Gas angebracht ist, die auf der Seite stromaufwärts des Kompressors gelegen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, weiterhin mit einem Wärmetauscher, der an den Abschnitt der Zufuhrleitung für ozonhaltiges Gas angebracht ist, die auf der Seite stromaufwärts des Kompressors gelegen ist, und einer Leitung zur Zirkulation kondensierten Sauerstoffs, die mit einem An-Aus-Ventil versehen ist und ein mit dem Adsorptionsbehälter verbundenes Ende und ein sich durch den Wärmetauscher erstreckendes anderes Ende hat.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozongenerator ein Wasserelektrolyse-Ozongenerator mit einer Sauerstoffelektrodenkammer und einer Wasserstoffelektrodenkammer ist, die durch ein Ionenaustauschmembran voneinander abgeteilt sind und dass das andere Ende der Leitung zur Zirkulation kondensierten Sauerstoffs mit der Wasserstoffelektrodenkammer des Ozongenerators durch den Wärmetauscher verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozongenerator ein Koronaentladungs-Ozongenerator ist, und dass das andere Ende der Leitung zur Zirkulation kondensierten Sauerstoffs mit der Rohsauerstoff-Zufuhrseite des Ozongenerators durch den Wärmetauscher verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, weiterhin mit einer Spülgas-Zufuhrleitung, die mit einem An-Aus-Ventil versehen und mit dem Adsorptionsbehälter verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 31, weiterhin mit einer Heizung, die an den Abschnitt der Spülgas-Zufuhrleitung angebracht ist, die auf der Seite stromaufwärts des An-Aus-Ventils gelegen ist.