JP2000053404A - Apparatus and method for ozone condensation - Google Patents

Apparatus and method for ozone condensation

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JP2000053404A
JP2000053404A JP10222107A JP22210798A JP2000053404A JP 2000053404 A JP2000053404 A JP 2000053404A JP 10222107 A JP10222107 A JP 10222107A JP 22210798 A JP22210798 A JP 22210798A JP 2000053404 A JP2000053404 A JP 2000053404A
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temperature
low
ozone
cooling
adsorbent
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JP10222107A
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Hiroshi Sanai
宏 讃井
Jun Furuya
順 古家
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Japan Oxygen Co Ltd
Mitsubishi Paper Mills Ltd
Nippon Sanso Corp
Original Assignee
Japan Oxygen Co Ltd
Mitsubishi Paper Mills Ltd
Nippon Sanso Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ozone condensing apparatus which is capable of reducing ozone loss in the case where the cooling capability of a refrigerator is lost by a blackout, fault, or the like, and may be rapidly restarted after resetting, and a method therefor. SOLUTION: This apparatus for condensing the ozone by successively changing over an adsorption stage for adsorbing the ozone by cooling an adsorbent and a desorption stage for desorbing the ozone by heating the adsorbent is provided with a main cooling system for cooling the adsorbent by the refrigerant from the refrigerator 13 and an auxiliary cooling system for cooling the adsorbent by a low-temp. liquefied gas supplied from a low-temp. liquefied gas supplying means 22 or a low-temp. gas formed by vaporizing the low-temp. liquefied gas or the auxiliary refrigerant cooled by the low-temp. liquefied gas or the low-temp. gas.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、オゾンの濃縮装置
及び方法に関し、詳しくは、パルプの漂白や水処理等、
比較的高濃度のオゾンを利用する設備に高濃度オゾンを
安定した濃度で供給するためのオゾンの濃縮装置及び方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for concentrating ozone.
The present invention relates to an ozone concentrating apparatus and method for supplying high-concentration ozone at a stable concentration to equipment using relatively high-concentration ozone.

【0002】[0002]

【従来の技術】パルプの漂白や水処理等、比較的高濃度
のオゾンを利用する設備にオゾンを供給する場合、オゾ
ン発生器で発生した濃度6〜7質量%、多くても10質
量%程度のオゾンを20質量%程度に濃縮してから供給
するようにしている。
2. Description of the Related Art When supplying ozone to equipment utilizing relatively high concentration of ozone, such as pulp bleaching or water treatment, the concentration generated by an ozone generator is about 6 to 7% by mass, at most about 10% by mass. Ozone is supplied after being concentrated to about 20% by mass.

【0003】オゾンを濃縮する手段としては、オゾンが
シリカゲル等の吸着剤に低温で吸着するという性質を利
用した温度変動式吸着分離(TSA)法が知られてい
る。このTSA法によるオゾンの濃縮は、通常、オゾン
を優先的に吸着するシリカゲル等の吸着剤を充填した複
数の吸着筒を用いて行われるもので、前記複数の吸着筒
を、吸着剤を低温に冷却した吸着筒にオゾン発生器から
供給されるオゾン含有ガスを導入して吸着剤にオゾンを
吸着させる吸着工程と、吸着工程終了後の吸着筒の吸着
剤を加温してオゾンを脱着させるとともに、該吸着筒内
に掃気ガスを導入して脱着したオゾンを掃気ガスに同伴
させて導出する脱着工程と、脱着工程終了後の吸着筒の
吸着剤を前記吸着工程温度に冷却する冷却工程とに、順
次切換えることにより行われている。
[0003] As a means for concentrating ozone, there is known a temperature fluctuation type adsorption separation (TSA) method utilizing a property that ozone is adsorbed to an adsorbent such as silica gel at a low temperature. The concentration of ozone by the TSA method is usually performed using a plurality of adsorption columns filled with an adsorbent such as silica gel that preferentially adsorbs ozone. An ozone-containing gas supplied from an ozone generator is introduced into the cooled adsorption column to adsorb ozone to the adsorbent, and the adsorbent in the adsorption column after the adsorption step is heated to desorb ozone. A desorption step of introducing a scavenging gas into the adsorption column to introduce desorbed ozone together with the scavenging gas, and a cooling step of cooling the adsorbent of the adsorption column after the desorption step to the adsorption step temperature. , Are sequentially switched.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般に、上述のような
TSA法によりオゾンを濃縮するオゾン濃縮装置では、
前記吸着剤を冷却する冷熱源として、冷却コストが安価
な冷凍機が使用されている。しかし、冷凍機を使用した
場合、停電や冷凍機の故障等で吸着剤の冷却が困難にな
ると、オゾンを吸着した吸着剤がオゾンを保持できなく
なるため、オゾンを使用する設備に必要以上のオゾンが
供給されたり、余剰オゾンによりオゾンのロスが発生し
たりする。また、吸着剤の温度が上昇するため、復帰時
には、まず、吸着剤を所定温度まで冷却しなければなら
ず、再起動に時間がかかるという問題があった。
Generally, in an ozone concentrator for concentrating ozone by the TSA method as described above,
As a cold heat source for cooling the adsorbent, a refrigerator having a low cooling cost is used. However, if a refrigerator is used and the cooling of the adsorbent becomes difficult due to a power outage or breakdown of the refrigerator, the adsorbent that has absorbed ozone will not be able to retain ozone. Or ozone loss occurs due to excess ozone. In addition, since the temperature of the adsorbent rises, the adsorbent must first be cooled to a predetermined temperature at the time of recovery, and there is a problem that it takes time to restart.

【0005】そこで本発明は、主な冷熱源として冷凍機
を使用したTSA法によるオゾン濃縮装置において、停
電や故障等で冷凍機の冷却能力が失われた場合のオゾン
ロスを低減でき、また、復帰後の再起動も短時間で行う
ことができるオゾンの濃縮装置及び方法を提供すること
を目的としている。
Accordingly, the present invention provides an ozone concentrator based on the TSA method using a refrigerator as a main cold heat source, which can reduce ozone loss when the cooling capacity of the refrigerator is lost due to a power outage or failure, and can restore the ozone. It is an object of the present invention to provide an ozone concentrating apparatus and method that can be restarted later in a short time.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のオゾンの濃縮装置は、吸着剤を冷却してオ
ゾンを吸着する吸着工程と、吸着剤を加温してオゾンを
脱着させる脱着工程とを順次切換えてオゾンを濃縮する
装置において、冷凍機から得られる低温冷媒により前記
吸着剤を冷却する主冷却系統と、低温液化ガス供給手段
から供給される低温液化ガス、あるいは該低温液化ガス
を気化した低温ガス、あるいは該低温液化ガス又は低温
ガスにより冷却された補助冷媒により前記吸着剤を冷却
する副冷却系統とを設けたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, an ozone concentrating apparatus of the present invention comprises an adsorbing step of adsorbing ozone by cooling an adsorbent, and desorbing ozone by heating the adsorbent. A main cooling system for cooling the adsorbent with a low-temperature refrigerant obtained from a refrigerator, a low-temperature liquefied gas supplied from a low-temperature liquefied gas supply unit, or the low-temperature liquefied gas; A sub-cooling system for cooling the adsorbent with a low-temperature gas obtained by vaporizing a gas or an auxiliary refrigerant cooled by the low-temperature liquefied gas or the low-temperature gas is provided.

【0007】さらに、本発明のオゾンの濃縮装置は、前
記主冷却系統の冷却能力が低下したときに、吸着剤の冷
却を前記副冷却系統により行うように切換える冷却系統
切換手段を備えており、該切換え手段が、停電時に作動
する非常用電源を備えていることを特徴としている。ま
た、前記副冷却系統が、低温液化ガス供給手段から供給
される前記低温液化ガスを吸着剤冷却部に供給する低温
液化ガス供給経路と、前記低温ガス又は補助冷媒を吸着
剤冷却部に供給する低温ガス供給経路とを備えているこ
とを特徴とし、さらに、前記吸着剤冷却部の入口部の温
度を検出する入口部温度検出手段と、吸着剤冷却部の出
口部の温度を検出する出口部温度検出手段とを備えると
ともに、前記入口部温度検出手段で検出した温度が所定
温度以下にならないように前記低温液化ガス供給経路か
らの低温液化ガスの供給量を制御する低温液化ガス供給
量制御手段と、前記出口部温度検出手段で検出した温度
が所定温度以上にならないように前記低温ガス供給経路
からの低温ガス又は補助冷媒の供給量を制御する低温ガ
ス供給量制御手段とを備えていることを特徴としてい
る。
Further, the ozone concentrating device of the present invention is provided with cooling system switching means for switching the cooling of the adsorbent to be performed by the sub-cooling system when the cooling capacity of the main cooling system decreases. The switching means includes an emergency power supply that operates in the event of a power failure. Further, the sub-cooling system supplies the low-temperature liquefied gas supplied from the low-temperature liquefied gas supply unit to the adsorbent cooling unit, and supplies the low-temperature gas or auxiliary refrigerant to the adsorbent cooling unit. A low-temperature gas supply path, and an inlet temperature detecting means for detecting a temperature of an inlet of the adsorbent cooling unit; and an outlet for detecting a temperature of an outlet of the adsorbent cooling unit. Low-temperature liquefied gas supply amount control means for controlling the supply amount of low-temperature liquefied gas from the low-temperature liquefied gas supply path so that the temperature detected by the inlet-portion temperature detection means does not fall below a predetermined temperature. A low-temperature gas supply amount control means for controlling the supply amount of the low-temperature gas or the auxiliary refrigerant from the low-temperature gas supply path so that the temperature detected by the outlet temperature detection means does not exceed a predetermined temperature. It is characterized in that it comprises and.

【0008】本発明のオゾンの濃縮方法は、吸着剤を冷
却してオゾンを吸着する吸着工程と、吸着剤を加温して
オゾンを脱着させる脱着工程とを順次切換えてオゾンを
濃縮する方法において、通常運転時における前記吸着剤
の冷却を冷凍機から得られる冷媒で行い、停電等によっ
て前記冷凍機による冷却運転が困難となった場合には、
低温液化ガス、あるいは該低温液化ガスを気化した低温
ガス、あるいは該低温液化ガス又は低温ガスにより冷却
された補助冷媒によって前記吸着剤を所定温度に冷却保
持することを特徴としている。
The method for concentrating ozone according to the present invention is a method for concentrating ozone by sequentially switching between an adsorption step of cooling the adsorbent to adsorb ozone and a desorption step of heating the adsorbent to desorb ozone. When the cooling of the adsorbent during normal operation is performed by the refrigerant obtained from the refrigerator, and when the cooling operation by the refrigerator becomes difficult due to a power failure or the like,
The adsorbent is cooled and held at a predetermined temperature by a low-temperature liquefied gas, a low-temperature gas obtained by evaporating the low-temperature liquefied gas, or an auxiliary refrigerant cooled by the low-temperature liquefied gas or the low-temperature gas.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は本発明のオゾンの濃縮装置
の一形態例を示す系統図である。このオゾンの濃縮装置
は、シリカゲル等の吸着剤を充填した3基の吸着筒A,
B,Cと、酸素ガスをオゾン原料ガスとして高電圧無声
放電によりオゾンを発生させるオゾン発生器11と、供
給する濃縮オゾンの濃度を更に安定化させるために設け
られたオゾン濃度安定器12と、主冷却系統を形成する
冷凍機13と、オゾン原料となる酸素ガスの供給手段で
あるとともに副冷却系統における低温液化ガス供給手段
でもある液化酸素貯槽14及び蒸発器14aとを備えて
いる。
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of an ozone concentrating device according to the present invention. This ozone concentrator has three adsorption cylinders A filled with an adsorbent such as silica gel,
B and C, an ozone generator 11 for generating ozone by high-voltage silent discharge using oxygen gas as an ozone source gas, and an ozone concentration stabilizer 12 provided for further stabilizing the concentration of the concentrated ozone to be supplied. The refrigerator includes a refrigerator 13 forming a main cooling system, a liquefied oxygen storage tank 14 and an evaporator 14a which are a means for supplying oxygen gas serving as an ozone raw material and also a means for supplying a low-temperature liquefied gas in a sub-cooling system.

【0010】各吸着筒A,B,Cは、前記冷凍機13か
ら供給される冷媒が流れる主冷却コイル15と、前記液
化酸素貯槽14から供給される液化酸素あるいは前記蒸
発器14aで蒸発した低温酸素ガスが流れる副冷却コイ
ル16と、加熱用ヒーター17とを有する保冷ジャケッ
ト18内に収納されている。また、前記オゾン濃度安定
器12も、前記同様の主冷却コイル19と副冷却コイル
20とを有する保冷ジャケット21内に収納されてい
る。
Each of the adsorption tubes A, B, and C is provided with a main cooling coil 15 through which a refrigerant supplied from the refrigerator 13 flows, and a liquefied oxygen supplied from the liquefied oxygen storage tank 14 or a low-temperature liquid vaporized by the evaporator 14a. It is housed in a cool jacket 18 having a sub-cooling coil 16 through which oxygen gas flows and a heater 17 for heating. The ozone concentration stabilizer 12 is also housed in a cool jacket 21 having a main cooling coil 19 and a sub cooling coil 20 similar to the above.

【0011】なお、吸着筒B,C部分の主冷却コイル1
5及び副冷却コイル16や、オゾン濃度安定器12の主
冷却コイル19及び副冷却コイル20にも、吸着筒A部
分の主冷却コイル15及び副冷却コイル16と同様の配
管経路が設けられているが、これらの図示は省略する。
以下、吸着筒A部分の副冷却コイル16について説明す
るが、他の吸着筒B,C部分及びオゾン濃度安定器12
部分の副冷却コイル16,20も同様に形成されてい
る。
Incidentally, the main cooling coil 1 of the adsorption cylinders B and C portions
5 and the sub-cooling coil 16 and the main cooling coil 19 and the sub-cooling coil 20 of the ozone concentration stabilizer 12 are also provided with the same piping path as the main cooling coil 15 and the sub-cooling coil 16 of the adsorption column A. However, illustration of these is omitted.
The sub-cooling coil 16 of the adsorption column A will be described below, but the other adsorption columns B and C and the ozone concentration stabilizer 12 will be described.
The sub cooling coils 16 and 20 of a part are formed similarly.

【0012】吸着剤冷却部である前記副冷却コイル16
の入口部には、液化酸素貯槽14に弁22Vを介して接
続する低温液化ガス供給経路22と、前記蒸発器14a
の二次側に弁23Vを介して接続する低温ガス供給経路
23とが設けられており、副冷却コイル16の出口部に
は、弁24Vを有する出口経路24が設けられている。
The sub-cooling coil 16 serving as an adsorbent cooling unit
The low temperature liquefied gas supply path 22 connected to the liquefied oxygen storage tank 14 via a valve 22V is provided at the inlet of the evaporator 14a.
Is provided with a low-temperature gas supply path 23 connected to the secondary side via a valve 23V. An outlet path 24 having a valve 24V is provided at the outlet of the sub-cooling coil 16.

【0013】さらに、副冷却コイル16の入口部には、
該入口部の温度を検出して低温液化ガス供給経路22に
設けた流量制御弁25Vを制御する入口部温度検出手段
(温度指示調節計(TIC))25が設けられている。
また、副冷却コイル16の出口部には、該出口部の温度
を検出して低温ガス供給経路23に設けた流量制御弁2
6Vを制御する出口部温度検出手段(温度指示調節計
(TIC))26が設けられている。
Further, at the inlet of the sub-cooling coil 16,
An inlet temperature detecting means (temperature indicating controller (TIC)) 25 for detecting the temperature of the inlet and controlling a flow control valve 25V provided in the low-temperature liquefied gas supply passage 22 is provided.
At the outlet of the sub-cooling coil 16, the temperature of the outlet is detected and the flow control valve 2 provided in the low-temperature gas supply path 23 is provided.
An outlet temperature detecting means (temperature indicating controller (TIC)) 26 for controlling 6 V is provided.

【0014】次に、定常運転時におけるオゾン濃縮操作
の概略を説明する。なお、最初の段階では、吸着筒Aが
吸着工程、吸着筒Bが脱着工程、吸着筒Cが冷却工程に
あるものとする。このとき、吸着工程にある吸着筒A
は、冷凍機13から経路13a,13bを介して主冷却
コイル15に供給される冷媒によって内部に充填したシ
リカゲル等の吸着剤が所定温度、例えば−80℃に冷却
されている。オゾン発生器11で発生した濃度6〜7質
量%のオゾンを含む酸素ガスは、経路31,弁31Vを
経て吸着筒Aに導入され、オゾンが吸着剤に吸着して酸
素と分離するとともに、吸着しなかった酸素ガスは、弁
32V,経路32に導出され、ファン33によって経路
34からオゾン発生器11の入口部に戻され、再びオゾ
ン原料として用いられる。
Next, the outline of the ozone concentration operation at the time of steady operation will be described. In the first stage, it is assumed that the adsorption cylinder A is in the adsorption step, the adsorption cylinder B is in the desorption step, and the adsorption cylinder C is in the cooling step. At this time, the adsorption cylinder A in the adsorption process
The adsorbent such as silica gel filled therein is cooled to a predetermined temperature, for example, −80 ° C. by a refrigerant supplied from the refrigerator 13 to the main cooling coil 15 via the paths 13 a and 13 b. The oxygen gas containing ozone having a concentration of 6 to 7% by mass generated by the ozone generator 11 is introduced into the adsorption column A via the path 31 and the valve 31V, and the ozone is adsorbed by the adsorbent to be separated from oxygen, and is adsorbed. The unreacted oxygen gas is led out to the valve 32V and the path 32, returned to the inlet of the ozone generator 11 from the path 34 by the fan 33, and used again as an ozone raw material.

【0015】脱着工程にある吸着筒Bでは、ヒーター1
7により吸着剤が−20℃程度まで加温されるととも
に、掃気ガス供給系統の経路35,弁35Vを経て所定
量の掃気ガスが導入されており、吸着剤から脱着したオ
ゾンは、掃気ガスに伴われて弁36Vから経路36に導
出された後、オゾン濃度安定器12に導入される。ま
た、冷却工程にある吸着筒Cは、冷凍機13から主冷却
コイル15に供給される冷媒によって前記吸着工程の操
作温度にまで冷却されつつある。
In the adsorption cylinder B in the desorption step, the heater 1
7, the adsorbent is heated to about −20 ° C., and a predetermined amount of scavenging gas is introduced through the passage 35 of the scavenging gas supply system and the valve 35V. Ozone desorbed from the adsorbent is converted into scavenging gas. After being led out from the valve 36V to the path 36, it is introduced into the ozone concentration stabilizer 12. Further, the adsorption cylinder C in the cooling step is being cooled to the operating temperature of the adsorption step by the refrigerant supplied from the refrigerator 13 to the main cooling coil 15.

【0016】そして、所定時間経過した後、吸着筒前後
の弁が所定のシーケンスで開閉することにより、吸着筒
Aが吸着工程から脱着工程に、吸着筒Bが脱着工程から
冷却工程に、吸着筒Cが冷却工程から吸着工程に、それ
ぞれ切換えられる。以下、各吸着筒を、吸着工程,脱着
工程,冷却工程の順に順次切換えて繰り返すことによ
り、脱着工程にあるいずれかの吸着筒から連続的に濃縮
オゾンが導出される。
After a lapse of a predetermined time, the valves before and after the adsorption cylinder open and close in a predetermined sequence, so that the adsorption cylinder A shifts from the adsorption step to the desorption step, the adsorption cylinder B shifts from the desorption step to the cooling step, C is switched from the cooling step to the adsorption step. In the following, concentrated ozone is continuously discharged from any of the adsorption cylinders in the desorption step by sequentially switching and repeating each adsorption cylinder in the order of the adsorption step, the desorption step, and the cooling step.

【0017】また、主冷却コイル19に供給される冷媒
により、内部に充填した吸着剤(例えばシリカゲル)が
所定温度に冷却されているオゾン濃度安定器12では、
脱着工程中の吸着筒から導出されたオゾン含有ガス中の
オゾン濃度を平準化して経路37,弁37Vから使用先
に供給している。
In the ozone concentration stabilizer 12 in which the adsorbent (eg, silica gel) filled therein is cooled to a predetermined temperature by the refrigerant supplied to the main cooling coil 19,
The ozone concentration in the ozone-containing gas derived from the adsorption column during the desorption process is leveled and supplied to the destination through the path 37 and the valve 37V.

【0018】このようにしてTSA法によりオゾンを濃
縮する装置において、停電や故障で主冷却系統の冷凍機
13が停止したり、その能力が低下したりした場合は、
冷凍機13の異常を検出して吸着剤の冷却を副冷却系統
の副冷却コイル16に供給する液化酸素や酸素ガスで行
うようにする。
In the apparatus for concentrating ozone by the TSA method as described above, when the refrigerator 13 of the main cooling system is stopped or its capacity is reduced due to a power failure or failure,
An abnormality of the refrigerator 13 is detected, and the adsorbent is cooled by liquefied oxygen or oxygen gas supplied to the sub-cooling coil 16 of the sub-cooling system.

【0019】冷凍機13の停止や故障等の異常の検出
は、その電源電圧の監視,冷媒の圧力及び温度を監視す
るなどの通常の方法で行うことができる。冷凍機13の
異常が検出されると、操作パネル等に組込まれている冷
却系統切換手段が作動し、オゾン発生器11でのオゾン
の発生を停止し、オゾンが流れる各経路の弁を遮断する
とともに、前記低温液化ガス供給経路22の弁22V,
低温ガス供給経路23の弁23V及び出口経路24の弁
24Vを開く。同時に、前記入口部温度検出手段25及
び出口部温度検出手段26が作動して流量制御弁25
V,26Vの開度を調節する。
The detection of an abnormality such as a stop or a failure of the refrigerator 13 can be performed by a usual method such as monitoring the power supply voltage, monitoring the pressure and temperature of the refrigerant, and the like. When an abnormality of the refrigerator 13 is detected, the cooling system switching means incorporated in the operation panel or the like operates to stop the generation of ozone in the ozone generator 11 and shut off the valves in each path through which ozone flows. At the same time, the valve 22V of the low-temperature liquefied gas supply path 22
The valve 23V of the low-temperature gas supply path 23 and the valve 24V of the outlet path 24 are opened. At the same time, the inlet temperature detecting means 25 and the outlet temperature detecting means 26 operate to operate the flow control valve 25.
Adjust the opening of V and 26V.

【0020】また、入口部温度検出手段25は、副冷却
コイル16の入口部の温度を測定し、副冷却コイル16
による吸着剤の冷却温度がオゾンの液化温度以下になら
ないように流量制御弁25Vを制御して液化酸素の供給
量を調節する。一方、出口部温度検出手段26は、副冷
却コイル16の温度が所定温度以上にならないように、
流量制御弁26Vを制御して酸素ガスの供給量を調節す
る。
The inlet temperature detecting means 25 measures the temperature of the inlet of the sub-cooling coil 16 and
The flow control valve 25V is controlled so that the supply amount of liquefied oxygen is adjusted so that the cooling temperature of the adsorbent due to the above does not become lower than the liquefaction temperature of ozone. On the other hand, the outlet temperature detecting means 26 controls the temperature of the sub-cooling coil 16 so that
By controlling the flow control valve 26V, the supply amount of oxygen gas is adjusted.

【0021】これにより、副冷却コイル16には、低温
液化ガス供給経路22からの液化酸素と、蒸発器14a
で蒸発した低温ガス供給経路23からの酸素ガスとが、
それぞれ最適な流量で供給されることになる。すなわ
ち、入口部温度検出手段25及び出口部温度検出手段2
6によって液化酸素及び酸素ガスの流量を調節すること
により、副冷却コイル16の全体を最適な温度範囲に維
持することができる。
As a result, liquefied oxygen from the low-temperature liquefied gas supply path 22 and the evaporator 14a
And the oxygen gas from the low-temperature gas supply path 23 evaporated in
Each will be supplied at the optimal flow rate. That is, the inlet temperature detecting means 25 and the outlet temperature detecting means 2
By adjusting the flow rates of the liquefied oxygen and the oxygen gas by the use of 6, the entire sub-cooling coil 16 can be maintained in an optimum temperature range.

【0022】したがって、各吸着筒A,B,Cやオゾン
濃度安定器12内に充填されている吸着剤を所定の温度
に冷却しておくことができ、吸着剤に吸着しているオゾ
ンが脱着することを防止できる。また、冷却系統切換手
段に、停電時に作動する非常用電源を設けておくことに
より、停電により操作パネル等からの操作が不能になっ
た場合でも、副冷却系統への切換えを確実に行うことが
できる。
Therefore, the adsorbent filled in each of the adsorption cylinders A, B, C and the ozone concentration stabilizer 12 can be cooled to a predetermined temperature, and the ozone adsorbed on the adsorbent is desorbed. Can be prevented. In addition, by providing an emergency power supply that operates in the event of a power failure in the cooling system switching means, even if operation from the operation panel or the like becomes impossible due to a power failure, switching to the sub-cooling system can be reliably performed. it can.

【0023】このように、停電や故障等により冷凍機1
3が停止したり、冷却能力が低下したりした場合でも、
オゾンを吸着剤に吸着させた状態で保持しておくことが
できるので、使用設備に必要以上のオゾンが供給された
り、オゾンのロスが発生したりすることがなくなる。ま
た、このときの液化酸素の消費量は、吸着筒等への侵入
熱量に相当する分だけであるから、極めて少量で十分で
ある。さらに、非常用電源は、最初の弁の開閉操作の後
は、温度指示調節計等の制御用に用いるだけであるか
ら、消費電力も僅かであり容量の小さなものを使用する
ことができる。
As described above, the refrigeration system 1 is
Even if 3 stops or the cooling capacity decreases,
Since ozone can be held in a state of being adsorbed by the adsorbent, unnecessary ozone is not supplied to the equipment used, and ozone loss does not occur. At this time, the amount of liquefied oxygen consumed is only the amount corresponding to the amount of heat entering the adsorption column or the like, so that a very small amount is sufficient. Furthermore, since the emergency power supply is only used for controlling the temperature indicating controller and the like after the first valve opening / closing operation, the power consumption is small and a small capacity power supply can be used.

【0024】また、停電の回復等で冷凍機13が所定の
運転状態に復帰したときは、各吸着剤がいずれも所定の
温度に冷却された状態になっているので、従来のように
吸着剤を所定温度まで冷却するための操作が必要なくな
り、定常運転への再起動を短時間で行うことができる。
When the refrigerator 13 returns to a predetermined operation state due to recovery from a power failure or the like, all of the adsorbents are cooled to a predetermined temperature. This eliminates the need to perform an operation for cooling the fuel cell to a predetermined temperature, and restarts to a steady operation in a short time.

【0025】なお、本形態例では、3筒式のTSA装置
を例示したが、吸着筒の設置数は任意であり、オゾン濃
度安定器の設置も任意である。また、副冷却系統で使用
する低温液化ガスは、オゾン原料供給源として液化酸素
を使用する場合は、この液化酸素を冷熱源として用いる
ことによって簡単な配管だけで形成できるので好ましい
が、装置の設置環境等の条件に応じて液化窒素等の他の
低温液化ガスも使用することができる。さらに、吸着筒
の大きさや低温液化ガスの温度等によっては、低温液化
ガスのみを使用することも可能であり、低温液化ガスを
蒸発器で蒸発させた低温ガスのみを使用することも可能
である。また、低温液化ガスあるいは低温ガスと他の適
当な冷媒(補助冷媒)とを熱交換器等で熱交換させ、適
当な温度に冷却した補助冷媒を副冷却系統で使用するこ
ともできる。なお、補助冷媒としては、各種冷媒の他、
酸素ガスや窒素ガス等を使用することができる。
In this embodiment, a three-cylinder TSA device is exemplified. However, the number of adsorbing cylinders is optional, and the ozone concentration stabilizer is optional. In addition, when liquefied oxygen is used as an ozone raw material supply source, the low-temperature liquefied gas used in the sub-cooling system is preferable because it can be formed only by simple piping by using this liquefied oxygen as a cold heat source. Other low-temperature liquefied gas such as liquefied nitrogen can be used depending on environmental conditions and the like. Further, depending on the size of the adsorption cylinder, the temperature of the low-temperature liquefied gas, etc., only the low-temperature liquefied gas can be used, and only the low-temperature gas obtained by evaporating the low-temperature liquefied gas with the evaporator can be used. . Further, the auxiliary refrigerant cooled to an appropriate temperature by exchanging heat between the low-temperature liquefied gas or the low-temperature gas and another appropriate refrigerant (auxiliary refrigerant) by a heat exchanger or the like can be used in the sub-cooling system. In addition, as an auxiliary refrigerant, in addition to various refrigerants,
Oxygen gas, nitrogen gas, or the like can be used.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主冷却系統の冷凍機に異常が発生した場合でも、副冷却
系統から供給される低温液化ガスや低温ガス等によって
吸着剤を所定の温度に冷却しておくことができるので、
オゾンのロスをほとんど生じることがなく、また、装置
の再起動も短時間で行うことができる。
As described above, according to the present invention,
Even when an abnormality occurs in the refrigerator of the main cooling system, the adsorbent can be cooled to a predetermined temperature by the low-temperature liquefied gas or the low-temperature gas supplied from the sub-cooling system.
Ozone is hardly lost, and the apparatus can be restarted in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のオゾンの濃縮装置の一形態例を示す
系統図である。
FIG. 1 is a system diagram showing one embodiment of an ozone concentrating device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A,B,C…吸着筒、11…オゾン発生器、12…オゾ
ン濃度安定器、13…冷凍機、14…液化酸素貯槽、1
5…主冷却コイル、16…副冷却コイル、17…加熱用
ヒーター、18…保冷ジャケット、19…主冷却コイ
ル、20…副冷却コイル、21…保冷ジャケット、22
…低温液化ガス供給経路、23…低温ガス供給経路、2
4…出口経路、25…入口部温度検出手段、26…出口
部温度検出手段
A, B, C: adsorption cylinder, 11: ozone generator, 12: ozone concentration stabilizer, 13: refrigerator, 14: liquefied oxygen storage tank, 1
5: Main cooling coil, 16: Sub cooling coil, 17: Heating heater, 18: Cooling jacket, 19: Main cooling coil, 20: Sub cooling coil, 21: Cooling jacket, 22
... Low-temperature liquefied gas supply path, 23 ... Low-temperature gas supply path, 2
4 outlet path, 25 inlet temperature detecting means, 26 outlet temperature detecting means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古家 順 東京都千代田区丸の内3丁目4番2号 三 菱製紙株式会社内 Fターム(参考) 4D012 CA13 CB16 CD05 CE01 CE02 CF02 CF04 CH05 CJ05 CK04 4G042 CA05 CB15 CB16 CB19 CB23 CC23  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Jun Furuya 3-4-2, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Mitsubishi Paper Mills Co., Ltd. 4D012 CA13 CB16 CD05 CE01 CE02 CF02 CF04 CH05 CJ05 CK04 4G042 CA05 CB15 CB16 CB19 CB23 CC23

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吸着剤を冷却してオゾンを吸着する吸着
工程と、吸着剤を加温してオゾンを脱着させる脱着工程
とを順次切換えてオゾンを濃縮する装置において、冷凍
機から得られる低温冷媒により前記吸着剤を冷却する主
冷却系統と、低温液化ガス供給手段から供給される低温
液化ガス、あるいは該低温液化ガスを気化した低温ガ
ス、あるいは該低温液化ガス又は低温ガスにより冷却さ
れた補助冷媒により前記吸着剤を冷却する副冷却系統と
を設けたことを特徴とするオゾンの濃縮装置。
1. An apparatus for concentrating ozone by sequentially switching between an adsorption step of cooling the adsorbent to adsorb ozone and a desorption step of heating the adsorbent to desorb ozone. A main cooling system for cooling the adsorbent with a refrigerant, a low-temperature liquefied gas supplied from a low-temperature liquefied gas supply unit, or a low-temperature gas obtained by vaporizing the low-temperature liquefied gas, or an auxiliary cooled by the low-temperature liquefied gas or the low-temperature gas An ozone concentrating device, comprising: a sub-cooling system for cooling the adsorbent with a refrigerant.
【請求項2】 前記主冷却系統の冷却能力が低下したと
きに、吸着剤の冷却を前記副冷却系統により行うように
切換える冷却系統切換手段を備えていることを特徴とす
る請求項1記載のオゾンの濃縮装置。
2. A cooling system switching means for switching the cooling of the adsorbent to be performed by the sub cooling system when the cooling capacity of the main cooling system is reduced. Ozone concentrator.
【請求項3】 前記切換え手段は、停電時に作動する非
常用電源を備えていることを特徴とする請求項2記載の
オゾンの濃縮装置。
3. The ozone concentrator according to claim 2, wherein said switching means includes an emergency power supply that operates when a power failure occurs.
【請求項4】 前記副冷却系統は、低温液化ガス供給手
段から供給される前記低温液化ガスを吸着剤冷却部に供
給する低温液化ガス供給経路と、前記低温ガス又は補助
冷媒を吸着剤冷却部に供給する低温ガス供給経路とを備
えていることを特徴とする請求項1記載のオゾンの濃縮
装置。
4. The low-temperature liquefied gas supply path for supplying the low-temperature liquefied gas supplied from the low-temperature liquefied gas supply means to an adsorbent cooling section, and the low-temperature gas or auxiliary refrigerant is supplied to the adsorbent cooling section. 2. The ozone concentrating device according to claim 1, further comprising a low-temperature gas supply path for supplying the ozone to the apparatus.
【請求項5】 前記副冷却系統は、前記吸着剤冷却部の
入口部の温度を検出する入口部温度検出手段と、吸着剤
冷却部の出口部の温度を検出する出口部温度検出手段と
を備えるとともに、前記入口部温度検出手段で検出した
温度が所定温度以下にならないように前記低温液化ガス
供給経路からの低温液化ガスの供給量を制御する低温液
化ガス供給量制御手段と、前記出口部温度検出手段で検
出した温度が所定温度以上にならないように前記低温ガ
ス供給経路からの低温ガス又は補助冷媒の供給量を制御
する低温ガス供給量制御手段とを備えていることを特徴
とする請求項4記載のオゾンの濃縮装置。
5. The sub-cooling system according to claim 1, wherein the sub-cooling system includes an inlet temperature detecting unit for detecting a temperature of an inlet of the adsorbent cooling unit, and an outlet temperature detecting unit for detecting a temperature of an outlet of the adsorbent cooling unit. A low-temperature liquefied gas supply amount control means for controlling a supply amount of the low-temperature liquefied gas from the low-temperature liquefied gas supply path so that the temperature detected by the inlet-portion temperature detection means does not become lower than or equal to a predetermined temperature; Low-temperature gas supply amount control means for controlling the supply amount of the low-temperature gas or the auxiliary refrigerant from the low-temperature gas supply path so that the temperature detected by the temperature detection means does not exceed a predetermined temperature. Item 5. An apparatus for concentrating ozone according to Item 4.
【請求項6】 吸着剤を冷却してオゾンを吸着する吸着
工程と、吸着剤を加温してオゾンを脱着させる脱着工程
とを順次切換えてオゾンを濃縮する方法において、通常
運転時における前記吸着剤の冷却を冷凍機から得られる
冷媒で行い、停電等によって前記冷凍機による冷却運転
が困難となった場合には、低温液化ガス、あるいは該低
温液化ガスを気化した低温ガス、あるいは該低温液化ガ
ス又は低温ガスにより冷却された補助冷媒によって前記
吸着剤を所定温度に冷却保持することを特徴とするオゾ
ンの濃縮方法。
6. A method of concentrating ozone by sequentially switching between an adsorption step of cooling the adsorbent to adsorb ozone and a desorption step of heating the adsorbent to desorb ozone, wherein the adsorption during normal operation is performed. The cooling of the agent is performed by a refrigerant obtained from a refrigerator, and when the cooling operation by the refrigerator becomes difficult due to a power failure or the like, a low-temperature liquefied gas, a low-temperature gas obtained by vaporizing the low-temperature liquefied gas, or the low-temperature liquefaction A method for concentrating ozone, wherein the adsorbent is cooled and maintained at a predetermined temperature by an auxiliary refrigerant cooled by gas or low-temperature gas.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003164719A (en) * 2001-12-04 2003-06-10 Iwatani Internatl Corp Temperature control method in temperature swing adsorption method
JP2019069418A (en) * 2017-10-10 2019-05-09 三菱電機株式会社 Waste water treatment system
JP2020065984A (en) * 2018-10-25 2020-04-30 大陽日酸株式会社 Gas purifier and gas purification method

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