JPH021084B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は間欠オゾン供給装置に関するものであ
る。

オゾンは強力な酸化力を持ち、かつ無公害なた
め、環境処理、化学工業分野等で広く適用される
ようになつてきている。このようなオゾンを使用
する場合、目的に応じてオゾンを連続的に使用す
る方法と、間欠的に使用する方法とがある。間欠
的にオゾンを使用する方法としては、例えば発電
所や化学工場、機械工場設備などの冷却水管に藻
類、貝類などの生物が付着し、熱交換率の低下や
管の閉塞など、その機能を低下させるのを防止す
るため、あるいは用水、排水系路内に藻類、貝類
などの生物が付着して、水質測定機器、その他に
種々の障害を引起こすのを防止するため、間欠的
（１〜数日に１〜数回で、１回数分間）にオゾン
を注入して、上記生物の繁殖を抑制するために使
用されている。このようにオゾンを間欠的に使用
する場合、オゾン発生器も間欠的に稼動させるよ
うにすると、オゾン発生機として設備費が高くつ
く大型のものが必要となるため、一般に小型のオ
ゾン発生機で発生させたオゾンを長時間（１〜数
日）にわたつて低温のシリカゲルに貯留してお
き、そして必要な時にオゾンを数分間で一気に脱
着し、被処理水に注入する間欠オゾン供給装置が
使われている。

第１図ａは従来の間欠オゾン供給装置を示す系
統図、ｂはその吸脱着塔を示す垂直断面図であ
り、１はオゾン発生機、２はこのオゾン発生機か
らオゾン化酸素を導入する吸脱着塔、３はこの吸
脱着塔から前記オゾン発生機１へ酸素を循環する
循環ブロア、４は前記オゾン発生機１への酸素供
給源５ａ〜５ｄは電磁弁、６は前記吸脱着塔２か
らのブラインを受入れる温ブライン槽、７はこの
温ブライン槽に設けられたヒータ、８は温ブライ
ンを吸脱着塔２へ送るポンプ、９は前記吸脱着塔
２を冷却する冷凍機、１０は吸脱着塔２からオゾ
ンを吸引する水エゼクタ、１１は酸素供給源４の
出口側に設けられた圧力調整器である。また第１
図ｂにおいて、２ａは上記吸脱着塔２に充填され
たオゾン吸着剤で、通常シリカゲルが使用されて
いる。２ｂはこのオゾン吸着剤を収容する内筒、
２ｃは外筒、２ｄはこれらの内外筒間に設けられ
た吸脱着ブライン槽、２ｅは上記内筒２ｂに密着
し、かつ上記冷凍機９に連結する蒸発管である。

次に第２図に示した動作シーケンスを参照しな
がら上記装置の動作について説明する。この動作
はオゾン吸着動作と、オゾン脱着動作とに分けら
れ、矢印は機器の動作時間に表わし、電磁弁の場
合は開の状態を示している。

まずオゾン吸着動作について説明すると、オゾ
ン発生機１、吸脱着塔２、循環ブロア３はこの順
序で酸素の循環系を構成しており、電磁弁５ａ，
５ｂは開き、電磁弁５ｃ，５ｄは閉じている。酸
素供給源４からは系内圧力が一定（通常２ ata）
になるように、圧力調整器１１及び酸素の循環系
における帰還系を介してオゾン発生機１に酸素が
供給されており、オゾン発生機１で生成したオゾ
ン化酸素は吸脱着塔２へ導入され、ここでオゾン
のみがオゾン吸着剤２ａに吸着される。オゾン発
生機１がオゾン化されなかつた酸素（95％以上）
は循環ブロア３により再びオゾン発生機１へ戻さ
れて循環使用されるいわゆる酸素リサイクルシス
テムが構成されている。オゾンに変換されて吸着
された分の酸素は酸素供給源４から圧力調整器１
１を介して補給される。吸脱着塔２で吸着される
オゾンはシリカゲルが低温であるほど大となるの
で、オゾン吸着期間には冷凍機９により−30℃以
上に冷却されている。通常この冷却は内筒２ｂに
密着した蒸発管２ｅにおいて冷却機９で圧縮され
たフロンを蒸発させることにより行う。

このようにして吸脱着塔２にはオゾンが吸着さ
れるのであるが、所望の時間以上経過し、オゾン
吸着剤２ａのオゾン吸着飽和近くになると吸脱着
塔２の気体出口からオゾンがリークしてくる。こ
のリークが始まり、なおも吸着動作を続けている
と装置の電力損失となるため、こで吸着動作を終
らせて脱着動作を移行する。なお、この吸着時間
はあらかじめ設定されている。

次にオゾン脱着動作について説明する。オゾン
の脱着動作に入ると、電磁弁５ａ，５ｂは閉じ、
電磁弁５ｃ，５ｄは開き、水エゼクタ１０に水が
流れ吸脱着塔２のオゾンを減圧吸引して水に溶解
させてオゾン水を作る。またこれと同時にポンプ
８が動作し、予めヒータ７で昇温（通常50℃）さ
れた温ブライン槽６内のブラインが吸脱着ブライ
ン槽２ｄに流れ込み、吸着動作用に低温に冷却さ
れていたオゾン吸着剤２ａを昇温させてオゾンの
脱着を促進させる。

オゾンの吸着動作は長時間（１〜数日）かけて
行うが、オゾンの脱着は上記のように吸脱着塔２
の昇温、減圧により短時間（数分）で行われる。
脱着終了後は再び吸着動作へ入り、循環系内に酸
素供給源４から酸素が充填され、冷凍機９により
再び吸脱着塔２が冷却されてオゾンの吸着動作が
始まる。

このような従来の間欠オゾン供給装置において
は、例えば小型のものでは、酸素供給源４として
通常の酸素ボンベが使われるが、この酸素の露点
は−20℃程度であるので、約1000ppmの水分が含
まれている。一方吸脱着塔２に充填されているシ
リカゲルは強力な吸湿剤でもあるので、この水分
の大部分は吸着される。このシリカゲルはオゾン
を吸着する役割を担つているが、シリカゲルに水
が吸着されると、オゾンの吸着量は下り、かつオ
ゾンを分解する作用も生じるため、水分の吸着に
応じて、吸着オゾン量すなわち脱着オゾン量が減
少してくる。このため従来は、装置の機能を定常
的に発揮させるために、シリカゲルを定期的に交
換しなければならず、多くの費用と手間がかかる
欠点があつた。またシリカゲルを交換するため
に、数日間装置の運転を停止する必要があり、そ
の間に例えば対象とする水管系に生物が付着して
しまうという欠点があつた。

本発明は、上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、酸素供給源と圧力
調整器１１との間に除湿塔を設けることにより、
吸脱着塔のオゾン吸着剤であるシリカゲルの交換
を不要にすることができる間欠オゾン供給装置を
提供することを目的としている。

以下本発明の一実施例を第３図に従つて説明す
る。第３図はこの発明の一実施例による間欠オゾ
ン供給装置を示す系統図であり、図において、１
〜１１はは第１図と同一または相当部分を示す。
１２は酸素供給源４と圧力調整器１１との間に設
置された除湿塔であり、例えば活性アルミナやモ
レキユラーシーブス等の吸湿剤が充填されてい
る。第３図の装置の動作シーケンスは第２図と同
様である。

上記のように構成された間欠オゾン供給装置の
動作は基本的には第１図の場合と同様であるが、
酸素供給源４から供給される酸素中に水分が含ま
れていても除湿塔１２で除湿され、酸素リサイク
ル系には水分は混入しないので、先に述べたよう
なシリカゲルの交換は不要となる。ただし、除湿
塔１２の吸湿剤は水分を十分に吸着すると、その
能力が失われるので、定期的に交換しなければな
らないが、例えばカセツト式のような機構にして
おけば、短時間で交換することができ、交換のた
めに装置全体の運転を停止する必要はなくなる。
しかも、この実施例のものにあつては、圧力調整
器１１が２次圧力（酸素出口(B)側）よりも１次圧
力（酸素入口(A)側）の方が高く、除湿塔１２は高
圧側に設置されており、吸湿剤は圧力が高いほど
単位容量あたりの吸湿剤の水分吸着（除湿）能力
は大きいので、除湿塔１２の能力が大きくなり、
除湿塔１２の寿命（使用期間）が長くなる利点を
有する。第４図はこの発明の他の実施例を示すも
のであり、第３図に示した実施例のものと、さら
に圧力調整器１１と酸素リサイクル系との間にオ
ゾンの分解専用の分解塔１３を設置したものであ
る。これにより、帰還系から拡散により逆流して
くるオゾンを吸着できるので圧力調整器１１は耐
オゾン製のものでなくてもよい。この分解塔１３
は、例えば先に示した活性アルミナやモレキユラ
ーシーブスなどを充填したものでよく、これらの
充填剤は水分を吸着しないので、交換の必要は無
い。

なお、除湿塔１２の形式、構造は特に限定され
ず、またこれに充填する吸湿剤としては、上述し
たもののほか、例えば塩化カリウムなどのよう
に、水分を吸湿するものであれば使用可能であ
る。さらにオゾン発生機１、吸脱着塔２等の形
式、構造は限定されない。

また本発明の間欠オゾン供給装置は前記用途の
ものに限定されず、あらゆる用途のものに適用可
能である。

以上のとおり、本発明によれば、酸素供給源
と、酸素供給源からの酸素の補給を調整する圧力
調整器との間に除湿等を設けたので、補給する酸
素は除湿され、このため吸脱着塔オゾン吸着剤で
あるシリカゲルは吸湿しないので、交換の必要は
なくなり、そのための費用や手間が除かれ、しか
も除湿塔が圧力の高い側に設けられているため、
除湿塔の除湿能力を充分引き出せ、除湿塔自身の
寿命を長くでき、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の間欠オゾン供給装置を示す系
統図、ｂはその吸脱着塔を示す垂直断面図、第２
図は第１図のシーケンス図、第３図は本発明の一
実施例による間欠オゾン供給装置を示す系統図、
第４図は本発明の他の実施例を示す系統図でる。 各図中、同一付号は同一または相当部分を示
し、１はオゾン発生機、２は吸脱着塔、６は温ブ
ライン槽、９は冷凍機、１１は圧力調整器、１２
は除湿塔、１３は分解塔である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原料酸素からオゾン化酸素を生成するオゾン
   発生機と、上記オゾン化酸素からオゾンを吸着
   し、このオゾンを脱着する吸脱着塔と、上記オゾ
   ン発生機から吸脱着塔に上記オゾン発生機にて生
   成されたオゾン化酸素を供給するための供給系
   と、上記吸脱着塔からオゾン発生機にオゾン化さ
   れなかつた酸素を戻すための帰還系と、上記圧力
   調整器及びこの帰還系を介して上記オゾン発生器
   へ酸素を供給する酸素供給源とを有し、オゾン吸
   着時に上記吸脱着塔を冷却し、オゾン脱着時に上
   記吸脱着塔を吸着時よりも昇温させて減圧吸引し
   てオゾンを脱着する間欠オゾン供給装置におい
   て、上記酸素供給源と圧力調整器との間に除湿塔
   を設け、圧力調整器と帰還系との間には、オゾン
   分解塔が設けられていることを特徴とする間欠オ
   ゾン供給装置。