JP2002121011A - オゾンの供給方法及び装置 - Google Patents

オゾンの供給方法及び装置

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JP2002121011A
JP2002121011A JP2000313361A JP2000313361A JP2002121011A JP 2002121011 A JP2002121011 A JP 2002121011A JP 2000313361 A JP2000313361 A JP 2000313361A JP 2000313361 A JP2000313361 A JP 2000313361A JP 2002121011 A JP2002121011 A JP 2002121011A
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Japan
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ozone
carbon dioxide
adsorbent
raw material
generator
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JP2000313361A
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English (en)
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Hiroshi Sanai
宏 讃井
Ichihan Iwamoto
一帆 岩本
Masahiro Yonekura
正浩 米倉
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Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
Original Assignee
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸着剤の劣化やオゾンの分解を抑制しなが
ら、オゾン発生器でのオゾンの発生効率を高めることが
できるオゾンの供給方法及び装置を提供する。 【解決手段】 オゾン発生器に導入するオゾン原料とし
ての酸素ガス中に二酸化炭素を添加し、該二酸化炭素の
濃度を10ppm〜10%の範囲に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オゾンの供給方法
及び装置に関し、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
供給するためのオゾンの供給方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】オゾン
使用先に高濃度オゾンを供給する設備では、オゾン原料
として酸素ガスをオゾン発生器に導入し、該オゾン発生
器での高電圧無声放電によって6〜7質量%のオゾンを
発生させ、さらに、オゾンを濃縮するための吸着装置で
オゾンを10質量%程度に濃縮した後、使用先に供給す
るようにしている。このような設備では、オゾン発生器
でのオゾンの発生効率を高めるため、酸素ガスに数%の
窒素を添加したガスをオゾン原料として用いるようにし
ている。
【0003】酸素ガスへの窒素の添加は、例えば空気を
適当量混合するだけでよいため、安価にかつ簡便に実施
できる利点はあるが、オゾン原料中に窒素が含まれてい
ると、オゾン発生器で窒素が酸化されて窒素酸化物が生
成し、この窒素酸化物が吸着装置の吸着剤を劣化させる
原因となり、また、オゾンの分解の原因ともなってい
た。
【0004】そこで本発明は、吸着剤の劣化やオゾンの
分解を抑制しながら、オゾン発生器でのオゾンの発生効
率を高めることができるオゾンの供給方法及び装置を提
供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のオゾンの供給方法は、無声放電式のオゾン
発生器で発生させたオゾンを含有する酸素ガスを吸着筒
に導入して前記オゾンを吸着筒内の吸着剤に吸着させる
とともに、該吸着剤に吸着せずに吸着筒から導出した酸
素ガスをオゾン原料として前記オゾン発生器に循環させ
る吸着工程と、前記吸着剤から脱着させたオゾンを掃気
ガスに同伴させてオゾン使用先に供給する脱着工程とを
交互に繰返して高濃度のオゾンを供給する方法におい
て、前記オゾン発生器に導入するオゾン原料ガス中の二
酸化炭素濃度を10ppm〜10%の範囲に制御するこ
とを特徴としている。
【0006】また、本発明のオゾンの供給装置は、酸素
ガスをオゾン原料としてオゾンを発生させる無声放電式
のオゾン発生器と、該オゾン発生器で発生したオゾンを
含有する酸素ガス中のオゾンを酸素より優先的に吸着す
る吸着剤を充填した吸着筒と、前記吸着剤に吸着せずに
吸着筒から導出した酸素ガスをオゾン原料として前記オ
ゾン発生器に循環させる酸素循環経路と、前記吸着剤か
ら脱着させたオゾンを掃気ガスに同伴させてオゾン使用
先に供給する濃縮オゾン供給経路とを備えたオゾンの供
給装置において、第1の構成は、前記オゾン発生器に流
入するオゾン原料中に一定量の二酸化炭素を添加する二
酸化炭素添加手段を設けたことを特徴とし、第2の構成
は、前記オゾン発生器に流入するオゾン原料中の二酸化
炭素濃度を測定する二酸化炭素濃度測定手段と、該二酸
化炭素濃度測定手段の測定値に基づいて前記オゾン原料
中の二酸化炭素濃度が10ppm〜10%の範囲になる
ように二酸化炭素を添加する二酸化炭素添加手段とを備
えたことを特徴としている。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は、本発明のオゾン供給装置
の第1形態例を示す系統図である。このオゾン供給装置
は、無声放電式のオゾン発生器11と、該オゾン発生器
11で発生したオゾンを濃縮するためのオゾン吸着装置
12と、該オゾン吸着装置12から導出される酸素ガス
をオゾン発生器11に循環させるための酸素循環経路1
3及び循環ブロア14と、オゾン原料となる高純度酸素
ガスを供給する酸素供給源15と、オゾン原料に添加す
る二酸化炭素(炭酸ガス)を供給するための二酸化炭素
供給源16とを備えており、前記オゾン吸着装置12に
は、切換使用される複数の吸着筒17と、吸着剤から脱
着したオゾンを吸着筒17から送り出すための掃気ガス
を供給する掃気ガス供給源18と、オゾンを同伴した掃
気ガス、即ち濃縮オゾンを使用先に供給する濃縮オゾン
供給経路19とが設けられている。
【0008】まず、高濃度のオゾンを使用先に供給する
工程を説明する。循環ブロア14によってオゾン発生器
11に送込まれたオゾン原料としての酸素ガスは、該オ
ゾン発生器11での高電圧無声放電によって一部がオゾ
ンとなり、例えば7質量%のオゾンを含有したオゾン含
有酸素ガスとなってオゾン発生器11から導出され、オ
ゾン吸着装置12に導入される。
【0009】オゾン吸着装置12の吸着筒17内には、
オゾン含有酸素ガス中のオゾンを酸素より優先的に吸着
する吸着剤、例えばシリカゲルが充填されており、複数
の吸着筒17は、オゾンを吸着剤に吸着させる吸着工程
と、吸着剤に吸着したオゾンを脱着させる脱着工程とを
交互に所定の順序で繰返すことにより、濃縮オゾンを連
続的に使用先に供給する。
【0010】吸着工程にある吸着筒は、液体酸素や液体
窒素を冷却源とする冷却手段により冷却されており、オ
ゾン含有酸素ガスは、筒入口部17aから筒内に導入さ
れ、低温の吸着剤にオゾンが吸着される。吸着剤に吸着
されなかった酸素は、筒出口部17bから酸素循環経路
13に導出され、循環ブロア14によりオゾン発生器1
1に循環してオゾン原料として再利用される。このと
き、酸素供給源15からは、吸着剤に吸着したオゾン量
や酸素量、即ち酸素の消費量に相当する量の高純度酸素
ガスが補給される。
【0011】一方、オゾン吸着装置12において、脱着
工程にある吸着筒は、ヒーター等の加熱出段によって所
定温度に加熱されるとともに、掃気ガス供給源18から
の掃気ガス、例えば酸素ガスが筒出口部17bから筒内
に導入され、加熱されることによって吸着剤から脱着し
たオゾンを同伴して筒入口部17aから導出される。掃
気ガスに同伴されたオゾンの濃度は、例えば10%とな
り、濃縮オゾンとして濃縮オゾン経路19を経てオゾン
の使用先に供給される。なお、吸着工程及び脱着工程以
外の吸着筒は、吸着温度に冷却するための冷却操作等を
行っている。
【0012】このように形成されたオゾン供給装置にお
いて、前記二酸化炭素供給源16からは、弁20によっ
て所定量に調節された二酸化炭素が、前記酸素循環経路
13を流れる酸素ガスに添加されている。この二酸化炭
素の添加量は、オゾン発生器11に流入する酸素ガス
(オゾン原料)中の二酸化炭素濃度が10ppm〜10
%の範囲、好ましくは100ppm〜5%の範囲になる
ように設定される。
【0013】オゾン発生器11からオゾン吸着装置12
に流入した二酸化炭素は、吸着工程の吸着剤に一部が吸
着することにより、脱着工程で濃縮オゾンに伴われて系
外に排出されることになる。したがって、前記二酸化炭
素供給源16からの二酸化炭素の添加量は、オゾン発生
器11におけるオゾン原料の流量やオゾン吸着装置12
を介して系外に排出される二酸化炭素量に対応して設定
され、例えば二酸化炭素濃度が1%程度になるように設
定される。
【0014】このように、オゾン原料中に所定濃度範囲
で二酸化炭素を添加することにより、二酸化炭素を添加
しなかった場合に比べてオゾンの発生効率を向上させる
ことができる。しかも、二酸化炭素は、オゾン発生器1
1での高電圧無声放電によって反応したり分解したりす
ることがないので、従来の窒素のように、吸着剤を劣化
させたり、オゾンを分解させたりする物質を生成するこ
とがなく、吸着剤の使用効率を高めることができるとと
もに、オゾンの供給効率も向上させることができる。
【0015】なお、オゾン原料中の二酸化炭素濃度が低
すぎると、オゾン原料中に二酸化炭素を添加した効果を
十分に得ることができず、二酸化炭素濃度が高すぎる
と、オゾン原料中の酸素量が相対的に減少してオゾンの
発生効率が低下してしまうことになる。
【0016】また、オゾン原料中に窒素が存在すると、
前述のように、吸着剤やオゾンにとって有害な窒素酸化
物を生成するので、オゾン原料中の窒素濃度は、100
ppm未満、好ましくは10ppm未満となるようにす
ることが望ましい。したがって、オゾン原料として使用
する酸素ガス、すなわち、酸素供給源15から導入する
酸素ガスには、窒素含有量が極めて少ない高純度酸素を
使用することが望ましい。なお、少量の窒素は、前記二
酸化炭素と同様に、一部が吸着剤に吸着することによっ
て系外に排出されるので、系内に蓄積することはない。
【0017】図2は、本発明のオゾン供給装置の第2形
態例を示す系統図である。なお、前記第1形態例の構成
要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説
明は省略する。
【0018】このオゾン供給装置は、前記第1形態例の
装置に、オゾン発生器11に流入するオゾン原料中の二
酸化炭素濃度を測定する二酸化炭素濃度測定手段21
と、該二酸化炭素濃度測定手段21の測定値に基づいて
オゾン原料中の二酸化炭素濃度が10ppm〜10%の
範囲になるように二酸化炭素を添加する二酸化炭素添加
手段22とを設けたものである。
【0019】二酸化炭素濃度測定手段21としては、例
えば、市販の炭酸ガス濃度計を使用することができ、二
酸化炭素添加手段22としては、流量調節弁23と調節
計24との組み合わせを使用することができる。調節計
24は、二酸化炭素濃度測定手段21からの濃度信号2
5を受信し、該濃度信号25に応じて流量調節弁23の
弁開度を調節する弁開度信号26を発信するように形成
されており、該調節計24からの弁開度信号26によっ
て流量調節弁23が作動することにより、二酸化炭素供
給源16から酸素循環経路13に向けて流れる二酸化炭
素の流量が調節される。
【0020】このように形成することにより、オゾン使
用先でのオゾン使用量や、オゾン発生器11でのオゾン
発生量、オゾン吸着装置12での吸着量等に変動があっ
て酸素循環経路13を流れる酸素ガス量が変化した場合
でも、オゾン発生器11に流入するオゾン原料中の二酸
化炭素濃度を所定の範囲内に確実に制御することができ
る。これにより、オゾンの発生効率に優れた運転をより
安定して行うことができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
吸着剤の劣化やオゾンの分解を抑制しながら、オゾン発
生器におけるオゾンの発生効率を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のオゾン供給装置の第1形態例を示す
系統図である。
【図2】 本発明のオゾン供給装置の第2形態例を示す
系統図である。
【符号の説明】
11…オゾン発生器、12…オゾン吸着装置、13…酸
素循環経路、14…循環ブロア、15…酸素供給源、1
6…二酸化炭素供給源、17…吸着筒、18…掃気ガス
供給源、19…濃縮オゾン供給経路、20…弁、21…
二酸化炭素濃度測定手段、22…二酸化炭素添加手段、
23…流量調節弁、24…調節計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米倉 正浩 東京都港区西新橋1−16−7 日本酸素株 式会社内 Fターム(参考) 4G042 AA07 CA01 CB01 CB12 CB21 CE04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無声放電式のオゾン発生器で発生させた
    オゾンを含有する酸素ガスを吸着筒に導入して前記オゾ
    ンを吸着筒内の吸着剤に吸着させるとともに、該吸着剤
    に吸着せずに吸着筒から導出した酸素ガスをオゾン原料
    として前記オゾン発生器に循環させる吸着工程と、前記
    吸着剤から脱着させたオゾンを掃気ガスに同伴させてオ
    ゾン使用先に供給する脱着工程とを交互に繰返して高濃
    度のオゾンを供給する方法において、前記オゾン発生器
    に導入するオゾン原料ガス中の二酸化炭素濃度を10p
    pm〜10%の範囲に制御することを特徴とするオゾン
    の供給方法。
  2. 【請求項2】 酸素ガスをオゾン原料としてオゾンを発
    生させる無声放電式のオゾン発生器と、該オゾン発生器
    で発生したオゾンを含有する酸素ガス中のオゾンを酸素
    より優先的に吸着する吸着剤を充填した吸着筒と、前記
    吸着剤に吸着せずに吸着筒から導出した酸素ガスをオゾ
    ン原料として前記オゾン発生器に循環させる酸素循環経
    路と、前記吸着剤から脱着させたオゾンを掃気ガスに同
    伴させてオゾン使用先に供給する濃縮オゾン供給経路と
    を備えたオゾンの供給装置において、前記オゾン発生器
    に流入するオゾン原料中に一定量の二酸化炭素を添加す
    る二酸化炭素添加手段を設けたことを特徴とするオゾン
    の供給装置。
  3. 【請求項3】 酸素ガスをオゾン原料としてオゾンを発
    生させる無声放電式のオゾン発生器と、該オゾン発生器
    で発生したオゾンを含有する酸素ガス中のオゾンを酸素
    より優先的に吸着する吸着剤を充填した吸着筒と、前記
    吸着剤に吸着せずに吸着筒から導出した酸素ガスをオゾ
    ン原料として前記オゾン発生器に循環させる酸素循環経
    路と、前記吸着剤から脱着させたオゾンを掃気ガスに同
    伴させてオゾン使用先に供給する濃縮オゾン供給経路と
    を備えたオゾンの供給装置において、前記オゾン発生器
    に流入するオゾン原料中の二酸化炭素濃度を測定する二
    酸化炭素濃度測定手段と、該二酸化炭素濃度測定手段の
    測定値に基づいて前記オゾン原料中の二酸化炭素濃度が
    10ppm〜10%の範囲になるように二酸化炭素を添
    加する二酸化炭素添加手段とを備えたことを特徴とする
    オゾンの供給装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004212228A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Iwatani Internatl Corp 放射性物質で汚染された金属構造部品の化学除染方法
US7402289B2 (en) 2003-05-09 2008-07-22 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Ozone generator

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