JP4003097B2 - オゾン吸脱着装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発生したオゾンを吸着して蓄積し、この蓄積したオゾンを脱着して放出するオゾン吸脱着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
紙やパルプ等の漂白用として環境への悪影響がないオゾンの使用が広まってきている。オゾンは放電や紫外線照射、または電気分解などの方法により酸素を原料としてオゾン発生器によって生成される。このようにして生成したオゾンは一旦吸着筒に吸着させて蓄積し濃縮される。吸着は低温加圧下で行われる。次に供給先への供給を行うため、まず大気圧とし、さらに常温にして脱着させ、窒素や乾燥空気などのキャリアガスと共に供給先へ送られる。
【0003】
オゾン吸着筒は、例えば特公昭62−59045に開示されているように筒として一般的なプロポーションを持つ吸着筒にオゾン吸着剤としてシリカゲルを充填し、筒の周囲に冷却管を巻いたものが使用されている。オゾン吸着剤は使用している内に水分などを吸着してしまいオゾンに対する吸着能力が低下する。ある程度低下すると、オゾン吸着筒より取り出して加熱して水分を除去する再生処理が行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
オゾン吸着剤に金属や有機物が付着した状態でオゾンが高濃度となると爆発の可能性がある。吸着能力の低下したオゾン吸着剤をオゾン吸着筒より取り出して加熱再生処理を行い、吸着筒に再び戻す作業を行なう過程で金属や有機物の付着により汚染される可能性が高いという問題が生じていた。
【0005】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、オゾン吸着剤を金属や有機物で汚染させないで再生を行なうオゾン吸脱着装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、ガス入口とガス出口を有しオゾン吸着物質を充填した容器と、この容器内を蛇行もしくはらせん状に設けられ、前記オゾン吸着物質を冷却する冷媒配管及び前記オゾン吸着物質を加熱するヒータと、を備え、前記オゾン吸着物質がシリカゲルで、前記ヒータは80℃以上200℃未満の加熱を行なう。
【0007】
ガス入口よりオゾンを含むキャリアガスを流入しオゾン吸着物質を通して所定の圧力で冷却するとオゾン吸着物質にオゾンが吸着される。また大気圧とし常温にするとオゾンは脱着されキャリアガスとともに外部に放出される。ヒータで加熱するとオゾン吸着物質に付着している水分を除去することができる。オゾン吸着物質はその容器から取り出さないので、金属や有機物で汚染される可能性は少ない。また、シリカゲルの場合、80℃以上に加熱すると付着した水分の除去が行われる。ただし、200℃以上となるとシリカゲルの変質が生じるので、200℃未満とする。
【0008】
請求項2の発明では、液体状の熱媒質を充満した容器と、この容器内を蛇行もしくはらせん状に配置した管の内部にオゾン吸着物質を充填したオゾン吸着管と、前記容器内に設けられ熱媒質を冷却する冷却管及び熱媒質を加熱するヒータと、を備える。
【0009】
オゾン吸着管にオゾンを含むキャリアガスを流入しオゾン吸着物質を通して所定の圧力で冷却管により液体状の熱媒質を冷却してオゾン吸着物質を冷却すると、オゾン吸着物質にオゾンが吸着される。またオゾン吸着管内を大気圧とし常温にするとオゾンは脱着されキャリアガスとともに外部に放出される。ヒータで加熱すると液体状の熱媒質が加熱されオゾン吸着物質を加熱するのでこれに付着している水分を除去することができる。オゾン吸着物質はオゾン吸着管から取り出さないので、金属や有機物で汚染される可能性は少ない。
【0010】
請求項3の発明では、請求項2の発明において、前記液体状の熱媒質がオイルまたはエチルグリコールである。
【0011】
オイルまたはエチルグリコールは液体状で熱を伝達する媒質として優れているので、冷却管の冷熱、ヒータの加熱をオゾン吸着物質に伝えるのに適している。
【0012】
請求項4の発明では、請求項1または2の発明において、前記ヒータで加熱する場合、パージガスを前記容器またはオゾン吸着管内を流すようにする。
【0013】
パージガスの流量をコントロールしながらオゾン吸着物質をヒータで加熱すると、オゾン吸着物質からの水分の除去が制御でき、短時間で再生する必要があれば多くの流量を流すことで達成でき、比較的長時間かけて再生してよければ、小流量のパージガスで効率良く再生が行える。
【0014】
請求項5の発明では、請求項2または3の発明において、前記オゾン吸着物質がシリカゲルで、前記ヒータは80℃以上200℃未満の加熱を行なう。
【0015】
シリカゲルの場合、80℃以上に加熱すると付着した水分の除去が行われる。ただし、200℃以上となるとシリカゲルの変質が生じるので、200℃未満とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は本実施の形態が用いられるオゾン供給装置の構成を示すブロック図である。オゾン発生器1は放電等により酸素O2 よりオゾンO3 を発生し、酸素と共に排出する。ポンプ2はこのオゾンと酸素の混合ガスをオゾン吸着容器3に供給する。オゾン吸着容器3はこの混合ガスの内オゾンを吸着する。またこの吸着したオゾンを脱着して放出する。冷凍機4aはオゾン吸着容器3がオゾンを吸着するときオゾン吸着剤を冷却する冷媒(ブライン)を供給する。加熱装置4bはヒータが加熱管である場合は蒸気を供給し、電気ヒータである場合は電気を供給する。希釈タンク5は脱着したオゾンを所定濃度に希釈するタンクであり、反応塔6はオゾンを使用して、漂白や殺菌などの処理を行う装置である。止め弁7a,7bはオゾン吸着作用を行うループを形成する時、開とし、オゾン脱着作用を行う時閉となる。止め弁8a,8b,8cはオゾンを脱着し、希釈して反応塔6へ供給するときのラインを構成する止め弁で、オゾン脱着時開となり、オゾン吸着時閉となる。流量制御弁9a,9bはキャリアガスとしての窒素N2 またはドライエアの流量を調整し、流量制御弁9cはオゾンとキャリアガスの混合気体の流量を制御する。圧力調整弁10は脱着したオゾンとキャリアガスの圧力を調整する。
【0017】
オゾンを発生させオゾン吸着容器3のオゾン吸着剤に吸着されるオゾン吸着作用の場合、止め弁7a,7bを開とし、止め弁8a,8b,8cを閉としてオゾン発生器1から発生したオゾンと未反応の酸素の混合ガスを排出し、これをポンプ2でオゾン吸着容器3へ送り、オゾン吸着容器3ではオゾンを吸着して酸素はオゾン発生器1へ戻す。
【0018】
オゾンをオゾン吸着容器3から取り出し反応塔6へ供給するオゾン脱着作用の場合は、止め弁7a,7bを閉とし、止め弁8a,8b,8cを開とする。オゾン脱着時は窒素またはドライエアなどをオゾン吸着容器3に送り、オゾン吸着剤から脱着したオゾンとキャリアガスを希釈タンク5に入れる。希釈タンク5ではさらにキャリアガスで所定の濃度にオゾンを希釈し反応塔6に送出する。
【0019】
図2は第1実施形態のオゾン吸着容器の詳細図である。オゾン吸着容器3は、細長で長さ方向を上下方向にし、下部にガス入口12、頂部にガス出口13を有する円筒容器11で、この円筒容器11内に冷媒管14と加熱管15が蛇行して配置されている。円筒容器11内には上下にガスの拡散、収縮スペースを残してオゾン吸着剤としてシリカゲル16が充填されている。
【0020】
オゾン吸着時は冷媒管14に冷媒が流れシリカゲル16を冷却し、オゾンを含むキャリアガスがガス入口12より流入しシリカゲル16にオゾンを吸着されてガス出口13より排出される。オゾン脱着時は円筒容器11内を常温とした後、窒素またはドライエアなどのキャリアガスをオゾン吸着容器3に送り、シリカゲル16からオゾンを脱着しキャリアガスとともにガス出口13より排出する。
【0021】
シリカゲル再生時(シリカゲル16より水分を除去する時)は加熱管15に蒸気を通しシリカゲル16を80℃より200℃未満に加熱する。この場合キャリアガスをシリカゲル16に通すことにより水分除去が加速され短時間に再生が行われる。80℃となるとシリカゲル16に含まれる水分の除去が行われ、150〜180℃で最も活発になるが200℃を越えるとシリカゲルが変質するので、200℃未満とする。従来のようにシリカゲルを取り出して外部で再生処理をしないので、金属や有機物で汚染されることがなくオゾン吸着剤の清浄度を高く維持できる。
【0022】
図3は第2実施形態のオゾン吸着容器の詳細図である。オゾン吸着容器3は、細長で長さ方向を上下方向にした円筒容器21で、この円筒容器21内部に、下部に入口23、上部に出口24を有し上下方向に蛇行し内部にシリカゲル25を充填したオゾン吸着管22が設けられている。この円筒容器21内には冷媒管27と加熱管28が水平方向に蛇行して設けられ、円筒容器21内に充填されたオイル26を冷却または加熱する。
【0023】
オゾン吸着時は冷媒管27に冷媒が流れオイル26を冷却しさらにシリカゲル25を冷却する。オゾンを含むキャリアガスがガス入口23より流入しシリカゲル25にオゾンを吸着されてガス出口24より排出される。オゾン脱着時はオイル26を常温とした後、窒素またはドライエアなどのキャリアガスをオゾン吸着管22に送り、シリカゲル25からオゾンを脱着しキャリアガスとともにガス出口24より排出する。
【0024】
シリカゲル再生時は加熱管28に蒸気を通し(電気ヒータの場合は電気を供給)、シリカゲル25を80℃より200℃未満に加熱する。この場合キャリアガスをシリカゲル25に通すことにより水分除去が加速され短時間に再生が行われる。80℃となるとシリカゲル25に含まれる水分の除去が行われ、150〜180℃で最も活発になるが200℃を越えるとシリカゲルが変質するので、200℃未満とする。従来のようにシリカゲルを取り出して外部で再生処理をしないので金属や有機物で汚染されることがなくオゾン吸着剤の清浄度を高く維持できる。
【0025】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明は加熱装置を設けてオゾン吸着剤を加熱することにより、水分を除去して再生することができるので、従来のように再生時汚染される恐れがなく、オゾン吸着剤の清浄度を高く維持できる。また再生時パージガスをコントロールしながらオゾン吸着剤に流すことにより再生時間を任意に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】オゾン吸着容器を含むオゾン供給設備の構成を示すブロック図である。
【図2】第1実施形態のオゾン吸着容器の詳細図である。
【図3】第2実施形態のオゾン吸着容器の詳細図である。
【符号の説明】
1 オゾン発生器
2 ポンプ
3 オゾン吸着容器
4a 冷凍機
4b 加熱装置
5 希釈タンク
6 反応塔
7a,7b,8a,8b,8c 止め弁
9a,9b,9c 流量制御弁
10 圧力調整弁
11,21円筒容器
12,23 ガス入口
13,24 ガス出口
14,27 冷媒管
15,28 加熱管
16,25 シリカゲル
22 オゾン吸着管
26 オイル

Claims (5)

  1. ガス入口とガス出口を有しオゾン吸着物質を充填した容器と、この容器内を蛇行もしくはらせん状に設けられ、前記オゾン吸着物質を冷却する冷媒配管及び前記オゾン吸着物質を加熱するヒータと、を備え、
    前記オゾン吸着物質がシリカゲルで、前記ヒータは80℃以上200℃未満の加熱を行なうことを特徴とするオゾン吸脱着装置。
  2. 液体状の熱媒質を充満した容器と、この容器内を蛇行もしくはらせん状に配置した管の内部にオゾン吸着物質を充填したオゾン吸着管と、前記容器内に設けられ熱媒質を冷却する冷却管及び熱媒質を加熱するヒータと、を備えたことを特徴とするオゾン吸脱着装置。
  3. 前記液体状の熱媒質がオイルまたはエチルグリコールであることを特徴とする請求項2に記載のオゾン吸脱着装置。
  4. 前記ヒータで加熱する場合、パージガスを前記容器または前記オゾン吸着管内を流すようにしたことを特徴とする請求項1または2に記載のオゾン吸脱着装置。
  5. 前記オゾン吸着物質がシリカゲルで、前記ヒータは80℃以上200℃未満の加熱を行なうことを特徴とする請求項2または3に記載のオゾン吸脱着装置。
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