FI62234C - FOERFARANDE FOER ATT UTFOERA GENOM KORONAURLADDNING AOSTADKOMNA REAKTIONER - Google Patents
FOERFARANDE FOER ATT UTFOERA GENOM KORONAURLADDNING AOSTADKOMNA REAKTIONER Download PDFInfo
- Publication number
- FI62234C FI62234C FI2300/74A FI230074A FI62234C FI 62234 C FI62234 C FI 62234C FI 2300/74 A FI2300/74 A FI 2300/74A FI 230074 A FI230074 A FI 230074A FI 62234 C FI62234 C FI 62234C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- gas
- corona discharge
- corona
- generator
- ozone
- Prior art date
Links
- 0 CCC1C(C)=*(C)CCC1 Chemical compound CCC1C(C)=*(C)CCC1 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/087—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
- B01J19/088—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/10—Preparation of ozone
- C01B13/11—Preparation of ozone by electric discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T19/00—Devices providing for corona discharge
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J2219/0803—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
- B01J2219/0805—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
- B01J2219/0845—Details relating to the type of discharge
- B01J2219/0849—Corona pulse discharge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
- C01B2201/10—Dischargers used for production of ozone
- C01B2201/12—Plate-type dischargers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
- C01B2201/40—Preparation of ozone by electrical discharge using several dischargers in series
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
- C01B2201/70—Cooling of the discharger; Means for making cooling unnecessary
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
- C01B2201/70—Cooling of the discharger; Means for making cooling unnecessary
- C01B2201/72—Cooling of the discharger; Means for making cooling unnecessary by air
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
- C01B2201/70—Cooling of the discharger; Means for making cooling unnecessary
- C01B2201/74—Cooling of the discharger; Means for making cooling unnecessary by liquid
- C01B2201/76—Water
Description
«ΰ55^<Π ra! ^KUULUTUSJULKAISU COO Χλ«Ϋ́55 ^ <Π ra! ^ ANNOUNCEMENT COO Χλ
JmRä ^ 11 UTLÄOGNINOSSKRI FTJmRä ^ 11 UTLÄOGNINOSSKRI FT
3¾¾ c Patentti oy">:-ir.ctty 10 12 1902 *^5νΜ ” Patent meddelat ^ T ^ (51) Kv.ik?/int.a.3 B 01 J 19/08, C 01 B 13/11 SUOMI —FINLAND (21) ^U"ttlK^.mu.-P«Mn«»»eknlni 2300/71 (22) H«k*ml*ptivt—Am&knlnpdtf 01.08.7^ ^ ' (23) AlkupMvt—GiMghMadag 01.08.7l (41) Tullut JulklMlttl — Whrtt offancllg it. 02.7 53¾¾ c Patentti oy ">: - ir.ctty 10 12 1902 * ^ 5νΜ” Patent meddelat ^ T ^ (51) Kv.ik? /Int.a.3 B 01 J 19/08, C 01 B 13/11 ENGLISH —FINLAND (21) ^ U "ttlK ^ .mu.-P« Mn «» »eknlni 2300/71 (22) H« k * ml * ptivt — Am & knlnpdtf 01.08.7 ^ ^ '(23) AlkupMvt — GiMghMadag 01.08. 7l (41) Tullut JulklMlttl - Whrtt offancllg it. 02.7 5
Patentti- ja rekisterihallitus .... ...... „ . , . , _ ' (44) Nlhttvtlulpenon |a kuuL|ulkala>n pvm. —Patent and Registration Office .... ...... " . ,. , _ '(44) Nlhttvtlulpenon | a kuLL ulkala> n pvm. -
Patent- och ragisterstyrelsen ' ' AmMcm utiagd och uci-skrifun pubiicand 31.08.82 (32)(33)(31) tyy*«*r utuoiiMu»—a«gtrd prioritut 13.08.73 USA(US) 387972 (71) Union Carbide Corporation, 270 Park Avenue, New York, N.Y. 10017, USA(US) (72) Frank E. Lowther, Severna Park, Maryland, USA(US) (7I) Oy Kolster Ab (5I) Menetelmä koronapurkauksella aikaansaatujen reaktioiden suorittamiseksi -Förfarande för att utföra genom koronaurladdning ästadkomna reaktioner Tämän keksinnön kohteena on menetelmä koronapurkauksella aikaansaatujen reaktioiden suorittamiseksi, jossa menetelmässä kaasu, esimerkiksi happea sisältävä kaasu, saatetaan alttiiksi koronapur-kaukselle vähintään kahdessa peräkkäisessä, erillisessä, sarjaan kytketyssä koronapurkausvyöhykkeessä, viedään reaktiotuotekaasu kustakin koronapurkausvyöhykkeestä sitä seuraavaan, sarjakytken-nässä olevaan vyöhykkeeseen, ja jäähdytetään reaktiotuotekaasua peräkkäisten koronapurkausvyöhykkeiden välissä kussakin vyöhykkeessä reaktiotuotekaasuun muodostuneen lämmön poistamiseksi ennen sen johtamista seuraavaan koronapurkausvyöhykkeeseen. Kyseessä on uusi systeemi, jossa kaasut voidaan tehokkaasti saattaa alttiiksi suur-jännitteisten koronapurkausgeneraattoreiden vaikutukselle.Patent and Trade Reports '' AmMcm utiagd och uci-skrifun pubiicand 31.08.82 (32) (33) (31) ty * «* r utuoiiMu» —a «gtrd priorities 13.08.73 USA (US) 387972 (71) Union Carbide Corporation, 270 Park Avenue, New York, NY 10017, USA (72) Frank E. Lowther, Severna Park, Maryland, USA (7I) Oy Kolster Ab (5I) Method for carrying out corona discharge reactions -Förfarande för att utföra genom koronaurladdning ästadkomna reaktioner a method for performing corona discharge reactions, wherein the gas, e.g., an oxygen-containing gas, is subjected to a corona discharge in at least two consecutive, separate, series-connected corona discharge zones, in the zone to remove the heat generated in the reaction product gas before passing it to the next corona discharge zone. It is a new system in which gases can be efficiently exposed to high-voltage corona discharge generators.
On sinänsä tunnettua, että suuri valikoima eri kaasuja voidaan saattaa alttiiksi suurjännitteisen koronapurkauksen vaikutukselle niin, että saadaan joukko erilaisia reaktiotuotteita. Ehkäpä parhaiten tunnettu koronapurkauksella aikaansaatu reaktio sisältää 2 62234 hapen saattamisen alttiiksi suurjännitteiselle vyöhykkeelle niin, että saadaan otsonia, jolloin muodostuu samalla huomattavia lämpö-ylimääriä.It is known per se that a wide range of different gases can be exposed to a high voltage corona discharge to give a number of different reaction products. Perhaps the best known corona discharge reaction involves exposing 2,62234 oxygen to a high voltage zone to produce ozone, thereby generating significant excess heat.
Jotta voitaisiin käsitellä niitä suuria lämpömääriä, joita vapautuu koronapurkauksen aikana, on aikaisemmin tunnetun tyyppiset koronageneraattorit suunniteltu sisältämään monimutkaisia läm-mönvaihdinlaitteita, joilla liikalämpöä poistetaan vierekkäisten elektrodipintojen läpi. Vaihtoehtoinen keino koronageneraattorei-den jäähdyttämiseksi on viedä koronapurkausvyöhykkeen kautta purkautuneeseen tehoon nähden ylisuuria määriä kaasuja. Molemmat nämä menetelmät lämmön poistamiseksi omaavat luontaisia haittapuolia, joko siinä, että vaaditaan monimutkaisia ja käytöltään kalliita laitteita tai että saadaan äärimmäisen pieniä pitoisuuksia reaktiotuotteisiin.In order to handle the large amounts of heat released during corona discharge, corona generators of the prior art are designed to include complex heat exchanger devices that remove excess heat through adjacent electrode surfaces. An alternative means of cooling the corona generators is to pass excessive amounts of gas through the corona discharge zone in relation to the power discharged. Both of these methods for removing heat have inherent disadvantages, either in that complex and expensive equipment is required or in extremely low concentrations in the reaction products.
Esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan huomattavasti laajempi koronapurkauksen aiheuttama reaktio elektrodin yksikköpinta-alaa kohti, kuin mitä tunnetuilla menetelmillä on tähän asti voitu saavuttaa.The method according to the present invention achieves a much wider corona discharge reaction per unit area of the electrode than has hitherto been possible with the known methods.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että reaktiotuotekaasu saatetaan virtaamaan kunkin peräkkäisen koronapurkausvyöhykkeen läpi nopeudella, joka on riittävän suuri poistamaan vyöhykkeestä olennaisesti kaiken ylimäärareaktiolämmön kaasu- virran avulla, että ylläpidetään tehon kulutusta kussakin peräkkäi- 2 sessä koronapurkausvyöhykkeessä n. 1...100 W/cm purkauksen elektro-dipinta-alaa, ja että reaktiotuotekaasua jäähdytetään peräkkäisten koronapurkausvyöhykkeiden välissä vähintään 100 °C:lla.The process of the invention is characterized in that the reaction product gas is caused to flow through each successive corona discharge zone at a rate large enough to remove substantially all excess reaction heat from the zone by the gas stream to maintain power consumption in each 1 cm / night of corona discharge. the electro-dip area of the discharge, and that the reaction product gas is cooled between successive corona discharge zones by at least 100 ° C.
Keksinnön mukaisesti on edullista, että koronapurkausvyöhyk-keitä käytetään huippuarvoltaan 1000...30 000 V:n vaihtojännitteellä, jolloin mainitun jännitteen taajuus on alueella 50...100 000 Hz. Kaasun paine on edullisesti välillä 0,034...3,4 ilmakehää ja kaasun lämpötila alueella -50°...+250 °C.According to the invention, it is preferred that the corona discharge zones are operated with an alternating voltage with a peak value of 1000 to 30,000 V, the frequency of said voltage being in the range of 50 to 100,000 Hz. The gas pressure is preferably between 0.034 and 3.4 atmospheres and the gas temperature in the range of -50 ° to + 250 ° C.
Keksintöä kuvataan seuraavassa erään suoritusmuodon mukaisesti viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää sarjakytkettyjä koronapurkausgeneraattoreita, jotka on varustettu väliin sijoitetuilla jäähdytyslaitteilla, kuviot 2, 3 ja 4 havainnollistavat (tiettyjen osien ollessa leikattuja) tyypillistä elektrodien rakennetta koronageneraatto-reissa ja kuvio 5 esittää tyypillistä lämmönvaihdinlaitetta (josta osia 3 62234 on esitettynä leikattuna), mitä voidaan käyttää kuvion 2 mukaisen systeemin sisäisissä jäähdytyksissä.The invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 shows series-connected corona discharge generators equipped with interposed cooling devices; Figures 2, 3 and 4 illustrate of which parts 3 62234 are shown in section), which can be used for internal cooling of the system of Figure 2.
On todettu, että tavanomaisia koronakehitinsysteemejä voidaan tehokkaammin ja hyödyllisimmin käyttää sijoittamalla vähintäin kaksi koronageneraattoria sarjaan kaasun virtauksen suhteen. Edelleen saavutetaan oleellisia ylimääräisiä etuja mikäli sen jälkeen, kun reaktiokaasu on viety ensimmäisen koronageneraattorin kautta, tätä reaktiokaasua jäähdytetään, ennenkuin se viedään toisen koronageneraattorin kautta. Siinä tapauksessa, että useampia kuin kaksi koronageneraattoria on läsnä tässä systeemissä, tämän tuotekaasun jäähdyttäminen toteutetaan edullisimmin ennen reaktiota missä tahansa myöhemmässä generaattorissa.It has been found that conventional corona generator systems can be used more efficiently and advantageously by placing at least two corona generators in series with respect to gas flow. Substantial additional advantages are further obtained if, after the reaction gas has been passed through the first corona generator, this reaction gas is cooled before it is passed through the second corona generator. In the event that more than two corona generators are present in this system, cooling of this product gas is most preferably performed prior to the reaction in any subsequent generator.
Kuviossa 1 havainnollistettu laite edustaa erästä erityisen edullisena pidettyä suoritusmuotoa kyseessä olevasta keksinnöstä, jossa on aikaansaatu sisäiset jäähdytyslaitteet kunkin parin koro-nageneraattoreita väliin. Kuviosta 1 voidaan nähdä, että korona-generaattorit 15, 16 ja 17 on kytketty sarjaan kaasun jäähdytyslaitteiden 20 ja 21 kanssa. Se kaasu, joka tulee saada reagoimaan tässä systeemissä tulee putkessa 23 ensimmäiseen koronageneraattoriin 15. Johto 24 kytkee ensimmäisen koronageneraattorin 15 ensimmäiseen jäähdytyslaitteeseen 20 ja johto 25 kytkee ensimmäisen jäähdyts-laitteen 20 toiseen sarjakytkettyyn koronageneraattoriin 16. Edelleen johto 26 yhdistää toisen koronageneraattorin 16 toiseen kaasua jäähdyttävään laitteeseen 21 ja johto 27 kytkee jäähdytyslaitteen 21 viimeiseen esitettyyn sarjakytkettyyn koronageneraattoriin 17. Tämä koronageneraattori 17 on kytketty ulostulon johtoon 28. Edelleen on koronageneraattorit 15, 16 ja 17 kytketty korkean jännite-potentiaalin syöttölähteeseen sähköjohtimien 10 ja 11 avulla.The device illustrated in Figure 1 represents a particularly preferred embodiment of the present invention, in which internal cooling devices are provided between each pair of interest generators. It can be seen from Figure 1 that the Corona generators 15, 16 and 17 are connected in series with the gas cooling devices 20 and 21. The gas to be reacted in this system enters the first corona generator 15 in the pipe 23. Line 24 connects the first corona generator 15 to the first cooling device 20 and line 25 connects the first cooling device 20 to the second series-connected corona generator 16. Further line 26 connects the second corona generator 16 to the second gas generator 21 and line 27 connect the cooling device 21 to the last shown series-connected corona generator 17. This corona generator 17 is connected to the output line 28. Further, the corona generators 15, 16 and 17 are connected to a high voltage potential supply source by means of electrical conductors 10 and 11.
Jäähdytyslaitteet 20 ja 21 muodostuvat tavanomaisista läm-mönvaihdinlaitteista, joihin on liitetty jäähdytysväliaineen johdot 29 ja 30. Jäähdytysväliaine tulee sisään johdosta 29 ja poistuu johdon 30 kautta saattaen olla joko nestemäistä tai kaasumaista.Cooling devices 20 and 21 consist of conventional heat exchanger devices to which cooling medium lines 29 and 30 are connected. Cooling medium enters line 29 and exits line 30, which may be either liquid or gaseous.
Koronageneraattorit 15, 16 ja 17 ovat rakenteeltaan tavanomaisia jaon niissä elektrodien rakenteet, joita on tyypillisesti havainnollistettu kuvioissa 2, 3 ja 4. Erityisesti viitaten kuvioon 2 voidaan nähdä, että koronageneraattorin elektrodit on suljettu koteloon 31, joka on varustettu kaasun sisääntulojohdolla 32 sekä kaasun ulostulojohdolla 33. Kotelon 31 sisään on asennettu 4 62234 purkauselektrodien levyt 35 ja 36. Purkauselektrodien levyt 35 ja 36 ovat erillään toisistaan niitten viereen sijoitettujen dielekt-risten levyjen 37 ja 38 avulla. Elektrodin levyt 35 ja 36 on kytketty vastaavasti korkean jännitepotentiaalin syöttölähteeseen sähköjohtimien 39 ja 40 avulla. Dielektristen levyjen 37 ja 38 väliin muodostuu koronapurkausaukko 41.Corona generators 15, 16 and 17 are of conventional construction with the electrode structures typically illustrated in Figures 2, 3 and 4. With particular reference to Figure 2, it can be seen that the corona generator electrodes are enclosed in a housing 31 provided with a gas inlet line 32 and a gas outlet 33. 4 62234 discharge electrode plates 35 and 36 are mounted inside the housing 31. The discharge electrode plates 35 and 36 are separated from each other by dielectric plates 37 and 38 placed next to them. The electrode plates 35 and 36 are connected to a high voltage potential supply source by electrical conductors 39 and 40, respectively. A corona discharge opening 41 is formed between the dielectric plates 37 and 38.
Piirustuksissa tämä rako on esitetty kooltaan liioiteltuna ja se muodostuu normaalisti etäisyydestä, jonka suuruus on väliltä 0,0025...13 mm etäisyytenä dielektristen levyjen 37 ja 38 välillä.In the drawings, this gap is shown to be exaggerated in size and normally consists of a distance of between 0.0025 and 13 mm as a distance between the dielectric plates 37 and 38.
Kuviossa 3 esitetty elektrodien rakenne eroaa kuviossa 2 esitetystä siinä, että suuren jännitteen elektrodit 45 ja 46 ovat e-rillään toisistaan dielektrisen levyn 47 avulla, joka sijaitsee erossa elektrodien 45 ja 46 pinnoista. Elektrodien 45 ja 46 välissä muodostuu koronapurkausrako tiloihin 48 ja 49.The structure of the electrodes shown in Fig. 3 differs from that shown in Fig. 2 in that the high voltage electrodes 45 and 46 are spaced apart by a dielectric plate 47 located apart from the surfaces of the electrodes 45 and 46. A corona discharge gap is formed between the electrodes 45 and 46 in the spaces 48 and 49.
Kuvio 4 sisältää elektrodien rakenteen, jossa suuren jännitteen elektrodilevyt 50 ja 51 ovat erillään toisistaan dielektrisen levyn 52 avulla, joka sijaitsee elektrodilevyn 50 vieressä. Korona-rako 53 muodostuu tilaan dielektrisen levyn 52 ja elektrodin levyn 51 välillä.Figure 4 includes an electrode structure in which the high voltage electrode plates 50 and 51 are spaced apart by a dielectric plate 52 located adjacent to the electrode plate 50. A corona gap 53 is formed in the space between the dielectric plate 52 and the electrode plate 51.
On todettava, että nyt kyseessä olevan keksinnön mukaisessa käytössä käytettävät koronageneraattorit ovat tavanomaisia ja ne voivat käyttää kuvioissa 2, 3 ja 4 esitettyjä elektrodeja. Edelleen on ymmärrettävä, että muita elektrodirakenteiden vaihtoehtoja, mukaanluettuna sekä litteät että pyöreät tai kaarevat pinnat, voidaan edullisesti käyttää hyväksi.It should be noted that the corona generators used in the use of the present invention are conventional and may use the electrodes shown in Figures 2, 3 and 4. It is further to be understood that other alternatives to the electrode structures, including both flat and round or curved surfaces, may be advantageously utilized.
Kuvio 5 esittää yksityiskohtia tyypillisestä lämmönvaihto-laitteesta, jota voidaan käyttää nyt kyseessä olevan keksinnön toteutuksessa. Kuvion 1 mukaiset lämmönvaihtolaitteet 20 ja 21 saattavat tyypillisessä tapauksessa muodostua kuviossa 5 kuvatusta rakenteesta. Kuviossa 5 on kotelo 55 varustettu kaasujohdolla 56. Tämän kotelon 55 sisällä on kaasunjohdin 56 varustettu jäähdytyslaipoilla 58. Tämä kotelo on myös varustettu jäähdytysaineen solilla 59 ja 60. Vaikkakin kuvio 5 esittää tyypillistä suljetun tyyppistä lämmönvaih-dinlaitetta on ymmärrettävä, että kuviossa 1 esitetty laitteisto saattaa käyttää muita tavanomaisen tyyppisiä lämmönvaihtimia, mukaanluettuna sellaiset, joita jäähdytetään kaasun konvektiolla ja säteilyllä.Figure 5 shows details of a typical heat exchange device that may be used in the practice of the present invention. The heat exchange devices 20 and 21 according to Figure 1 may typically consist of the structure described in Figure 5. Figure 5 shows a housing 55 with a gas line 56. Inside this housing 55 a gas line 56 is provided with cooling flanges 58. This housing is also provided with a refrigerant Sol 59 and 60. Although Figure 5 shows a typical closed type heat exchanger device, it should be understood that the apparatus shown in Figure 1 may use other heat exchangers of the conventional type, including those cooled by gas convection and radiation.
Kuviossa 1 esitetty systeemi edustaa erityisen edullisena 5 62234 pidettyä suoritusmuotoa nyt kyseessä olevasta keksinnöstä. Esim. otsonin valmistuksessa kuvion 1 mukaiseen laitteeseen tulee happipi-toista kaasua syöttölähteestä sisääntulon johdon 23 kautta. Ensimmäinen koronapurkausreaktio toteutetaan ensimmäisessä koronageneraat-torissa 15 ja tämän jälkeen reaktanttikaasu poistuu johdon 24 kautta välilämraönvaihtimen laitteeseen 20. Ensimmäisen koronageneraattorin läpi kulkeneen kaasun lämpötila nousee usein 100°...150°C määrän.The system shown in Figure 1 represents a particularly preferred embodiment of the present invention. For example, in the production of ozone, oxygen-containing gas enters the device according to Figure 1 from the supply source via the inlet line 23. The first corona discharge reaction is carried out in the first corona generator 15 and then the reactant gas exits via line 24 to the intermediate heat exchanger device 20. The temperature of the gas passing through the first corona generator often rises by 100 ° to 150 ° C.
Tämä lämpötilan lisäys johtuu liikalämmön kehittymisestä korona-purkausraon sisällä. Tämä ylimääräinen lämpö on määrältään likimain 90 % tämän generaattorin kuluttamasta tehosta. Kuuma reaktiokaasu, joka tulee ulos johdon 24 kautta joutuu lämmönvaihdinlaitteeseen 20 ja se alentuu lämpötilaltaan ennen, kuin se joutuu toiseen korona-generaattoriin 16. Edullisimmin tätä kaasua jäähdytetään sen alkuperäiseen sisääntulon lämpötilaan ja edullisimmin vähintäin 100°C. Tämän kaasun jäähdyttäminen toteutetaan lämmönvaihdinväliaineella, joka tulee tämän lämmönvaihtimen 20 sisätilaan johtimien 29 ja 30 välityksellä. Jäähdyttämisen jälkeen tämä kaasu poistuu lämmönvaihti-mesta 20 johdon 25 kautta ja se joutuu toiseen sarjakytkettyyn otsoni-generaattoriin 16. Koronapurkauksen reaktio toistetaan tässä korona-generaattorissa 16 ja reaktanttikaasu tulee sieltä ulos johdon 26 kautta ja joutuu toiseen jähdytyslaitteeseen 21. Kaasua jäähtytetään jälleen lämmönvaihtimessa 21 ja se tulee ulos johdon 27 kautta sekä joutuu kolmanteen sarjakytkettyyn otsonigeneraattoriin 17. Reaktion jälkeen kolmannessa otsonigeneraattorissa 17 reaktantin kaasu tulee ulos johdon 28 kautta. Vaikkakin kuvio 1 esittää kolme sarjakytket-tyä otsonigeneraattoria, on ymmärrettävä, että tyypillinen systeemi saattaa sisältää minkä tahansa määrän kahdesta niin suureen lukumäärään generaattoreita, kuin kulloinkin vain halutaan. Tyypilliset asennukset yleensä sisältävät kolmesta kymmeneen generaattoria sarja-kytkettynä.This increase in temperature is due to the development of excess heat inside the Korona discharge gap. This extra heat amounts to approximately 90% of the power consumed by this generator. The hot reaction gas exiting via line 24 enters the heat exchanger 20 and is reduced in temperature before entering the second Corona generator 16. Most preferably, this gas is cooled to its initial inlet temperature and most preferably at least 100 ° C. The cooling of this gas is carried out by a heat exchanger medium which enters the interior of this heat exchanger 20 via conductors 29 and 30. After cooling, this gas exits the heat exchanger 20 via line 25 and enters another series-connected ozone generator 16. The corona discharge reaction is repeated in this Corona generator 16 and the reactant gas exits there via line 26 and enters the second cooling device 21. The gas is cooled again and it exits via line 27 and enters a third series-connected ozone generator 17. After the reaction in the third ozone generator 17, the reactant gas exits via line 28. Although Figure 1 shows three series-connected ozone generators, it is to be understood that a typical system may include any number of two to as many generators as desired in each case. Typical installations usually include three to ten generators connected in series.
Kuviossa 1 esitetty systeemi omaa hyvin huomattavia etuja aikaisemmin tunnettuihin laitteisiin verrattuna siinä että oleellisesti kaikki reaktion liikalämpö poistetaan koronageneraattorin laitteesta äärimmäisen korkean reaktanttikaasun virtauksen avulla. Tämä reaktantin kaasu jäähdyttää hyvin tehokkaasti elektrodin pintoja, koska kaasu on kosketuksissa näiden kanssa ja poistaa välittömästi liikalämmön ennen dielektrisen aineen ja elektrodipintojen ylikuumentumista. Tyypilliset aikaisemmin tunnetut laitteet aikaansaivat 6 62234 ensisijaisen jäähdytyksen elektrodipintojen muulla kuin purkauspuo-lella, tämän johdosta lämmönvirtauksen tietä rajoittaa reaktantti-kaasun kerros välittömästi dielektrisen pinnan vieressä ja se luontainen lämmönsiirtymisen vastus, jonka dielektrinen aines ja elekt-rodipinnat sinänsä aihei^ttavat. Edelleen aikaisemmin tunnetut laitteet, joita jäähdytetään ulkopuolisella mekaanisella kosketuksella elektrodin pintojen kanssa, sisälsivät äärimmäisen monimutkaisen ja kalliin ulkopuolisen lämmönvaihdinlaitteen.The system shown in Figure 1 has very significant advantages over previously known devices in that substantially all of the excess heat from the reaction is removed from the corona generator device by means of an extremely high flow of reactant gas. This reactant gas cools the electrode surfaces very efficiently because the gas is in contact with them and immediately removes excess heat before the dielectric and electrode surfaces overheat. Typical prior art devices provided 6,622,334 primary cooling on the non-discharge side of the electrode surfaces, as a result of which the heat flow path is limited by the reactant-gas layer immediately adjacent to the dielectric surface and the inherent heat transfer resistance caused by the dielectric material and electrode surfaces per se. Furthermore, previously known devices that are cooled by external mechanical contact with electrode surfaces included an extremely complex and expensive external heat exchanger device.
Käyttäen kuvion 1 mukaista laitetta, jossa jäähdytys toteutetaan pääasiallisesti reaktanttikaasun avulla, voidaan todeta, että laitetta voidaan käyttää huomattavasti lisääntyneen tehon kulutuksen olosuhteissa. Tyypillisesti voidaan todeta, että jäähdyttämällä välillä reaktantin kaasua voidaan otsonikehittimiä käyttää paljon suuremmalla tehonkulutuksen nopeudella. Tyypillisesti voidaan todeta, että tehon kulutusta voidaan lisätä määrästä suuruusluokaltaan 1 watti/cm elektrodipintaa kohden niinkin suureksi kuin 100 W/cm elektrodin pinta-alaa kohden. Tämä merkitsee, että tyypillisessä tapauksessa otsonin tuottokapasiteetti tietyllä koronageneraatto-rilla on lisättävissä jopa suuruusluokaltaan. Tämä tahtoo sanoa, että tyypillisessä tapauksessa otsonin kehitystä voidaan lisätä määrästä noin 16 kg päivässä niinkin suureksi kuin 4800 kg päivässä kutakin elektrodin pinta-alaneliömetriä kohden.Using the device according to Figure 1, in which the cooling is carried out mainly by means of a reactant gas, it can be seen that the device can be used under conditions of significantly increased power consumption. Typically, by occasionally cooling the reactant gas, ozone generators can be operated at a much higher power consumption rate. Typically, power consumption can be increased by an amount of the order of 1 watt / cm per electrode surface to as high as 100 W / cm per electrode area. This means that, typically, the ozone production capacity of a particular corona generator can be increased even by an order of magnitude. This is to say that, typically, ozone evolution can be increased from about 16 kg per day to as much as 4800 kg per day for each square meter of electrode area.
Jotta voitaisiin havainnollistaa tyypillisen laitteen erityisiä toimintaolosuhteita esitetään seuraavassa esimerkkitapaus.In order to illustrate the specific operating conditions of a typical device, the following example case is presented.
Esimerkki Käytettiin kuviossa 1 esitetyn kaltaista systeemiä käyttäen kolmea kuvion 3 tapaista koronageneraattoria, joista kussakin elekt- 2 rodin pinta-ala on likimain 0,093 m ja elektrodin rako oli 1 mm. Ensimmäisen ja toisen koronageneraattorin väliin kytkettiin sarjaan lämmönvaihdinlaite kuten on esitettynä kuviossa 1. Vastaavasti toisen ja kolmannen otsonigeneraattorin väliin asetettiin toinen lämmönvaihdinlaite. Nämä lämmönvaihtimen laitteet olivat vesijäähdytteisiä. Otsonin generaattoreita käytettiin jännitteellä liki-määrin 12 000 volttia huippujännitettä ja taajuudella likimain 10 000 jaksoa sekunnissa muuntajaa käyttävän teholähteen avulla, sen kuluttaessa noin 5000 wattia. Kuivaa happea syötettiin ensimmäiseen otsonigeneraattoriin nopeudella likimain 1,4 kuutiometriä minuutissa. Kuiva happi tuli ensimmäiseen laitteeseen ympäristön 7 62234 lämpötilassa ja poistui likimain 200 °C lämpötilassa. Kaasu ensimmäisestä koronageneraattorista sisälsi likimain 0,55 % otsonia.Example Using a system similar to that shown in Fig. 1, three corona generators such as Fig. 3 were used, each with an electrode area of approximately 0.093 m and an electrode gap of 1 mm. A heat exchanger device was connected in series between the first and second corona generators as shown in Fig. 1. A second heat exchanger device was placed between the second and third ozone generators, respectively. These heat exchanger devices were water cooled. Ozone generators were operated at a voltage of approximately 12,000 volts peak voltage and at a frequency of approximately 10,000 cycles per second using a power supply using a transformer, consuming about 5,000 watts. Dry oxygen was fed to the first ozone generator at a rate of approximately 1.4 cubic meters per minute. Dry oxygen entered the first apparatus at an ambient temperature of 7,622,334 and exited at a temperature of approximately 200 ° C. The gas from the first corona generator contained approximately 0.55% ozone.
Tämä reaktanttikaasu jäähdytettiin sitten lämmönvaihtimen avulla lämpötilaan likimain 75 °C. Reaktantin kaasu tuli toiseen korona-generaattoriin lämpötilassa75 °C ja poistui sieltä lämpötilassa noin 200 °C. Tämä ulostuleva kaasu sisälsi 1,04 % otsonia. Reaktanttikaasu joutui sitten toiseen lämmönvaihtimeen, jonka avulla lämpötila jälleen laskettiin 75 °C määrään ennenkuin kaasu joutui kolmanteen koronageneraattoriin. Kaasu kolmannesta otsonigeneraat-torista omasi lämpötilan noin 200 °C ja lopullisen otsonipitoisuuden noin 1,50 %. Käyttäen systeemiä kuvattuun tapaan voitiin havaita, että otsonia tuotettiin jatkuvasti pitkiäkin ajanjaksoja nopeudella likimain 54 kg päivässä. Tämä edusti tuotantonopeutta suuruusluokaltaan 195 kg otsonia kutakin käytettyä elektrodin pinta-alaneliömetriä kohden. Jäähdytysveden määrä oli 190 litraa kutakin 4,5 kg otsonia kohden ja sen lämpötilan lisäys oli suuruusluokaltaan 20 °C.This reactant gas was then cooled to approximately 75 ° C by means of a heat exchanger. The reactant gas entered the second Corona generator at 75 ° C and exited at about 200 ° C. This effluent gas contained 1.04% ozone. The reactant gas was then forced into a second heat exchanger, which again lowered the temperature to 75 ° C before the gas entered the third corona generator. The gas from the third ozone generator had a temperature of about 200 ° C and a final ozone content of about 1.50%. Using the system as described, it could be observed that ozone was continuously produced for long periods of time at a rate of approximately 54 kg per day. This represented a production rate of the order of 195 kg of ozone per square meter of electrode area used. The amount of cooling water was 190 liters for each 4.5 kg of ozone and its temperature increase was of the order of 20 ° C.
Ylläoleva selitys ja esimerkki osoittaa selvästi, että voidaan saada tehokkaampi ja suurempi otsonin tuotos käyttämällä nyt kyseessä olevaa keksintöä. Edelleen voidaan todeta, että otsonin lisäksi monia koronapurkauksella aikaansaatuja reaktioita voidaan toteuttaa nyt kuvatulla systeemillä.The above description and example clearly show that a more efficient and higher ozone output can be obtained using the present invention. It can further be noted that in addition to ozone, many of the reactions produced by corona discharge can be carried out with the system now described.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US38797273A | 1973-08-13 | 1973-08-13 | |
| US38797273 | 1973-08-13 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI230074A FI230074A (en) | 1975-02-14 |
| FI62234B FI62234B (en) | 1982-08-31 |
| FI62234C true FI62234C (en) | 1982-12-10 |
Family
ID=23532084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI2300/74A FI62234C (en) | 1973-08-13 | 1974-08-01 | FOERFARANDE FOER ATT UTFOERA GENOM KORONAURLADDNING AOSTADKOMNA REAKTIONER |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS547514B2 (en) |
| AT (1) | AT354401B (en) |
| BR (1) | BR7406565D0 (en) |
| CA (1) | CA1024097A (en) |
| DE (1) | DE2436914B2 (en) |
| FI (1) | FI62234C (en) |
| FR (1) | FR2241152B1 (en) |
| GB (1) | GB1482945A (en) |
| IT (1) | IT1019879B (en) |
| NL (1) | NL7410789A (en) |
| NO (1) | NO139117C (en) |
| SE (1) | SE394271B (en) |
| ZA (1) | ZA745072B (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1066659A (en) * | 1975-11-17 | 1979-11-20 | Frank E. Lowther | Corona reaction method |
| US4079260A (en) * | 1976-07-20 | 1978-03-14 | Andrei Vladimirovich Dmitriev | Ozone generator |
| CH648534A5 (en) * | 1981-07-10 | 1985-03-29 | Bbc Brown Boveri & Cie | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING OZONE. |
| JPS63315505A (en) * | 1987-06-17 | 1988-12-23 | Fuji Electric Co Ltd | Ozone generator |
| DE3870803D1 (en) * | 1987-10-27 | 1992-06-11 | Ozonia Ag | OZONE GENERATOR. |
| CH676844A5 (en) * | 1988-09-09 | 1991-03-15 | Asea Brown Boveri | |
| CH677356A5 (en) * | 1989-03-07 | 1991-05-15 | Asea Brown Boveri | |
| GB2466664B (en) | 2009-01-06 | 2015-04-01 | Perlemax Ltd | Plasma microreactor apparatus, sterilisation unit and analyser |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1531528A (en) * | 1967-05-22 | 1968-07-05 | Cie Des Eaux Et De L Ozone | New tubular ozonator |
-
1974
- 1974-06-28 CA CA203,731A patent/CA1024097A/en not_active Expired
- 1974-07-31 DE DE2436914A patent/DE2436914B2/en not_active Ceased
- 1974-08-01 FI FI2300/74A patent/FI62234C/en active
- 1974-08-07 GB GB34874/74A patent/GB1482945A/en not_active Expired
- 1974-08-08 ZA ZA00745072A patent/ZA745072B/en unknown
- 1974-08-09 SE SE7410241A patent/SE394271B/en unknown
- 1974-08-09 BR BR6565/74A patent/BR7406565D0/en unknown
- 1974-08-12 NO NO742884A patent/NO139117C/en unknown
- 1974-08-12 NL NL7410789A patent/NL7410789A/en unknown
- 1974-08-12 IT IT26237/74A patent/IT1019879B/en active
- 1974-08-12 JP JP9222074A patent/JPS547514B2/ja not_active Expired
- 1974-08-13 AT AT660974A patent/AT354401B/en not_active IP Right Cessation
- 1974-08-13 FR FR7427985A patent/FR2241152B1/fr not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AT354401B (en) | 1979-01-10 |
| SE394271B (en) | 1977-06-20 |
| FI230074A (en) | 1975-02-14 |
| NL7410789A (en) | 1975-02-17 |
| AU7216774A (en) | 1976-02-12 |
| DE2436914A1 (en) | 1975-02-20 |
| JPS5072889A (en) | 1975-06-16 |
| NO742884L (en) | 1975-03-10 |
| NO139117C (en) | 1979-01-10 |
| ZA745072B (en) | 1975-08-27 |
| SE7410241L (en) | 1975-02-14 |
| GB1482945A (en) | 1977-08-17 |
| NO139117B (en) | 1978-10-02 |
| CA1024097A (en) | 1978-01-10 |
| JPS547514B2 (en) | 1979-04-07 |
| IT1019879B (en) | 1977-11-30 |
| BR7406565D0 (en) | 1975-05-27 |
| FR2241152B1 (en) | 1978-11-03 |
| FR2241152A1 (en) | 1975-03-14 |
| FI62234B (en) | 1982-08-31 |
| ATA660974A (en) | 1979-06-15 |
| DE2436914B2 (en) | 1981-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4877588A (en) | Method and apparatus for generating ozone by corona discharge | |
| FI62234C (en) | FOERFARANDE FOER ATT UTFOERA GENOM KORONAURLADDNING AOSTADKOMNA REAKTIONER | |
| US5525310A (en) | Continuous corona discharge ozone generation device | |
| US3996122A (en) | Corona reaction system | |
| JPH11508532A (en) | Ozone generation method and apparatus | |
| GB1310364A (en) | Cells for corona reactors | |
| JP2003503293A (en) | Ozone generator and ozone generation method | |
| CA2104355C (en) | Method and apparatus for ozone generation and treatment of water | |
| CA2280555C (en) | Ozonizing unit, ozone generator and ozone-processing system | |
| US20070071658A1 (en) | Corona discharge ozone generator | |
| US3364129A (en) | Apparatus for use in the manufacture of ozone | |
| US4213838A (en) | Corona reaction system | |
| US3973133A (en) | Ozone generator | |
| KR20010005441A (en) | Device for producing plasma at a low temperature | |
| GB1495615A (en) | Ozone generating apparatus | |
| US4159425A (en) | Corona reaction system | |
| US3734846A (en) | Process for producing ozone using a fluidized bed dielectric | |
| US3654126A (en) | Fluidized bed ozone generator | |
| JP4161019B2 (en) | Ozone generator | |
| JPH08206490A (en) | Gas treatment device | |
| CN108636085A (en) | A kind of high-pressure discharging device and exhaust treatment system | |
| CA1128464A (en) | Ozone generator | |
| JPH11310404A (en) | Ozonizer | |
| GB2102303A (en) | Ozone generation and water treatment | |
| JP2001137643A (en) | Gas decomposing device |