JPH05132884A - オゾン含有気体の加圧方法 - Google Patents
オゾン含有気体の加圧方法Info
- Publication number
- JPH05132884A JPH05132884A JP32111891A JP32111891A JPH05132884A JP H05132884 A JPH05132884 A JP H05132884A JP 32111891 A JP32111891 A JP 32111891A JP 32111891 A JP32111891 A JP 32111891A JP H05132884 A JPH05132884 A JP H05132884A
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- gas
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- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高濃度のオゾン含有ガスを高圧に加圧する。
【構成】 オゾン発生機１で発生させたオゾン含有気体
を液体に混合する。気体混合液をポンプ３により必要圧
力に加圧する。オゾン含有気体の圧縮熱が液体で吸収さ
れ、オゾンの分解が抑えられる。加圧された気体混合液
を、気液分離タンク４内でオゾン含有気体と液体に分離
する。
を液体に混合する。気体混合液をポンプ３により必要圧
力に加圧する。オゾン含有気体の圧縮熱が液体で吸収さ
れ、オゾンの分解が抑えられる。加圧された気体混合液
を、気液分離タンク４内でオゾン含有気体と液体に分離
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オゾンを使用したパル
プ漂白等の処理プロセスに用いられるオゾン含有気体の
加圧方法に関する。
プ漂白等の処理プロセスに用いられるオゾン含有気体の
加圧方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、パルプ漂白に使用される塩素系薬
品の環境に及ぼす影響が指摘されるようになった。これ
に伴い、塩素系薬品に代わる漂白剤の研究が進められて
おり、現在のところ、オゾンは有望な代替品の一つとさ
れている。
品の環境に及ぼす影響が指摘されるようになった。これ
に伴い、塩素系薬品に代わる漂白剤の研究が進められて
おり、現在のところ、オゾンは有望な代替品の一つとさ
れている。
【０００３】ところで、紙パルプの漂白では、反応器の
小型化が進み、また、パルプ懸濁液が移送されにくい高
粘性のため、そのパルプ懸濁液は高圧下で処理されてい
る。そのため、オゾンで漂白を行う場合も、オゾン含有
気体は高圧（通常数ｋｇｆ／ｃｍ2 以上）に加圧するこ
とが必要となる。
小型化が進み、また、パルプ懸濁液が移送されにくい高
粘性のため、そのパルプ懸濁液は高圧下で処理されてい
る。そのため、オゾンで漂白を行う場合も、オゾン含有
気体は高圧（通常数ｋｇｆ／ｃｍ2 以上）に加圧するこ
とが必要となる。
【０００４】オゾン含有気体の加圧方法としては、容積
型の圧縮機による圧縮が用いられている。
型の圧縮機による圧縮が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、オゾンは非
常に不安定な物質で、温度の上昇等により容易に分解す
るので、オゾン含有気体を圧縮すると、圧縮熱による分
解が問題になり、この分解は、オゾン濃度が高いほど顕
著となる。
常に不安定な物質で、温度の上昇等により容易に分解す
るので、オゾン含有気体を圧縮すると、圧縮熱による分
解が問題になり、この分解は、オゾン濃度が高いほど顕
著となる。
【０００６】そのため、従来の加圧方法は、オゾン濃度
が１〜２重量％の低濃度のオゾン含有気体を加圧する場
合に限られ、オゾン濃度が８〜１５重量％の高濃度のオ
ゾン含有気体を加圧する場合は、パルプ漂白に通常必要
とされるような数ｋｇｆ／ｃｍ2 の高圧では、オゾンが
連鎖的な自己分解を起こし、圧縮機内で全量が瞬時に酸
素に分解してしまうので、２〜３ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の
低圧力を得るにとどまる。また、圧縮性のある気体の加
圧は、圧縮機の効率面からも数ｋｇｆ／ｃｍ2 が実際上
の限度となる。
が１〜２重量％の低濃度のオゾン含有気体を加圧する場
合に限られ、オゾン濃度が８〜１５重量％の高濃度のオ
ゾン含有気体を加圧する場合は、パルプ漂白に通常必要
とされるような数ｋｇｆ／ｃｍ2 の高圧では、オゾンが
連鎖的な自己分解を起こし、圧縮機内で全量が瞬時に酸
素に分解してしまうので、２〜３ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の
低圧力を得るにとどまる。また、圧縮性のある気体の加
圧は、圧縮機の効率面からも数ｋｇｆ／ｃｍ2 が実際上
の限度となる。
【０００７】従って、現状では、反応性の高い高濃度の
オゾン含有気体をパルプ漂白に用いることはできない。
オゾン含有気体をパルプ漂白に用いることはできない。
【０００８】本発明はかかる現状に鑑みてなされたもの
で、高濃度のオゾン含有気体を分解なく数ｋｇｆ／ｃｍ
2 以上に加圧できるオゾン含有気体の加圧方法を提供す
ることを目的とする。
で、高濃度のオゾン含有気体を分解なく数ｋｇｆ／ｃｍ
2 以上に加圧できるオゾン含有気体の加圧方法を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のオゾン含有気体
の加圧方法は、オゾン含有気体を液体に混合し、この気
体混合液をポンプで加圧した後、気体分離タンクへ送っ
てオゾン含有気体と液体に分離することにより、加圧さ
れたオゾン含有気体を得ることを特徴とする。
の加圧方法は、オゾン含有気体を液体に混合し、この気
体混合液をポンプで加圧した後、気体分離タンクへ送っ
てオゾン含有気体と液体に分離することにより、加圧さ
れたオゾン含有気体を得ることを特徴とする。
【００１０】
【作用】オゾン含有気体が混合された液体を加圧するこ
とにより、その気体は液体中で、且つ微細な気泡の状態
で圧縮される。そのため、オゾン含有気体の圧縮に伴う
発熱が速やかに液体に吸収され、オゾン含有気体の昇温
が抑えられる。また、圧縮性のある気体の加圧よりも、
液体の加圧の方が高圧力が容易に得られる。従って、高
濃度のオゾン含有気体も、数ｋｇｆ／ｃｍ2 以上に分解
なく加圧される。
とにより、その気体は液体中で、且つ微細な気泡の状態
で圧縮される。そのため、オゾン含有気体の圧縮に伴う
発熱が速やかに液体に吸収され、オゾン含有気体の昇温
が抑えられる。また、圧縮性のある気体の加圧よりも、
液体の加圧の方が高圧力が容易に得られる。従って、高
濃度のオゾン含有気体も、数ｋｇｆ／ｃｍ2 以上に分解
なく加圧される。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１は本
発明の実施に適したシステムの模式図である。
発明の実施に適したシステムの模式図である。
【００１２】オゾン発生機１で発生させた高濃度のオゾ
ン含有気体が、液体の通る配管内に注入される。配管内
は、オゾン発生機１でのオゾン含有気体の吐出圧力以下
（１ｋｇｆ／ｃｍ2 以下）に維持されている。配管内に
注入されたオゾン含有気体は、スタティックミキサー等
のミキサー２により微細な気泡として液体に混合され
る。この気体混合液は、ポンプ３で例えば数ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 以上の必要圧力に加圧されて、その圧力のまま気体
分離タンク４内に導入される。
ン含有気体が、液体の通る配管内に注入される。配管内
は、オゾン発生機１でのオゾン含有気体の吐出圧力以下
（１ｋｇｆ／ｃｍ2 以下）に維持されている。配管内に
注入されたオゾン含有気体は、スタティックミキサー等
のミキサー２により微細な気泡として液体に混合され
る。この気体混合液は、ポンプ３で例えば数ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 以上の必要圧力に加圧されて、その圧力のまま気体
分離タンク４内に導入される。
【００１３】気液分離タンク４内に導入された気体混入
液は、タンク内に静置されてオゾン含有気体と液体とに
分離される。このとき、タンク内は、必要圧力に維持さ
れているので、必要圧力のオゾン含有気体が、気液分離
タンク４から取り出される。タンク内に残った必要圧力
の液体は、配管によりタンク外へ導出され、配管に設け
た減圧装置５でオゾン発生機１でのオゾン含有ガスの吐
出圧力以下に減圧されて再使用される。
液は、タンク内に静置されてオゾン含有気体と液体とに
分離される。このとき、タンク内は、必要圧力に維持さ
れているので、必要圧力のオゾン含有気体が、気液分離
タンク４から取り出される。タンク内に残った必要圧力
の液体は、配管によりタンク外へ導出され、配管に設け
た減圧装置５でオゾン発生機１でのオゾン含有ガスの吐
出圧力以下に減圧されて再使用される。
【００１４】オゾン含有気体を移送する液体は、オゾン
と反応しない物質であればどのようなものでもよい。
と反応しない物質であればどのようなものでもよい。
【００１５】オゾン含有気体中のオゾンは、一部が液体
に溶解するが、本来オゾンは難溶性の物質であり、液体
を循環使用する場合は、運転開始直後にオゾンの溶解が
生じるのみで、飽和溶解度に達した後は、注入されるオ
ゾン量と加圧されて取り出されるオゾン量は、ほぼ同一
となる。従って、液体の循環使用は、オゾンの有効利用
の点でも有利となる。
に溶解するが、本来オゾンは難溶性の物質であり、液体
を循環使用する場合は、運転開始直後にオゾンの溶解が
生じるのみで、飽和溶解度に達した後は、注入されるオ
ゾン量と加圧されて取り出されるオゾン量は、ほぼ同一
となる。従って、液体の循環使用は、オゾンの有効利用
の点でも有利となる。
【００１６】液体を循環使用する場合は、その温度が上
がるので液体を冷却するのがよい。
がるので液体を冷却するのがよい。
【００１７】オゾンは、アルカリ状態になると、自己分
解しやすくなるので、循環使用される液体に対しては、
冷却と共に中性または酸性にＰＨ調整を行うのがよい。
また、液体中の金属イオンが増加することによっても、
オゾンの自己分解が促進されるので、その除去を行うの
がよい。そして、長期間使用するためには、液体の補給
や交換も考慮する必要がある。
解しやすくなるので、循環使用される液体に対しては、
冷却と共に中性または酸性にＰＨ調整を行うのがよい。
また、液体中の金属イオンが増加することによっても、
オゾンの自己分解が促進されるので、その除去を行うの
がよい。そして、長期間使用するためには、液体の補給
や交換も考慮する必要がある。
【００１８】図１のシステムでは、気液分離タンク４に
冷却装置６およびＰＨ計７を設け、気液分離タンク４で
液体の冷却およびＰＨ調整を行う。また、レベル計８で
気液分離タンク４内の液面を監視しながら、タンク上部
から液体を補給すると共に、タンク下部から液体を廃棄
し、液体を少量ずつ交換する。
冷却装置６およびＰＨ計７を設け、気液分離タンク４で
液体の冷却およびＰＨ調整を行う。また、レベル計８で
気液分離タンク４内の液面を監視しながら、タンク上部
から液体を補給すると共に、タンク下部から液体を廃棄
し、液体を少量ずつ交換する。
【００１９】オゾン含有気体の混合された液体を加圧す
るポンプは、キャビテーションに対して高い耐性を示す
耐食材料でつくられたものがよく、ポンプ内部で気体混
合液の攪拌を伴うものが特によい。ポンプ内部での気体
混合液の攪拌は、圧縮されるオゾン含有気体およびポン
プからの奪熱を促進することにより、気体の昇温による
オゾンの自己分解を一層効果的に抑え、且つ、ポンプの
金属表面を液膜で覆うことにより、金属表面の触媒作用
によるオゾン分解も抑制する。
るポンプは、キャビテーションに対して高い耐性を示す
耐食材料でつくられたものがよく、ポンプ内部で気体混
合液の攪拌を伴うものが特によい。ポンプ内部での気体
混合液の攪拌は、圧縮されるオゾン含有気体およびポン
プからの奪熱を促進することにより、気体の昇温による
オゾンの自己分解を一層効果的に抑え、且つ、ポンプの
金属表面を液膜で覆うことにより、金属表面の触媒作用
によるオゾン分解も抑制する。
【００２０】次に、実験データによって本発明によるオ
ゾン分解抑制効果を明らかにする。
ゾン分解抑制効果を明らかにする。
【００２１】酸素を原料としてオゾン発生機から１ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 の圧力で発生させたオゾン濃度１4.１重量％
の高濃度オゾン含有気体を、ＳＵＳ製ダイヤフラムポン
プで直接加圧した。ポンプ出口で加圧気体のオゾン濃度
を測定した結果を表１に示す。２ｋｇｆ／ｃｍ2 に加圧
するだけでオゾンの全量が分解した。
ｆ／ｃｍ2 の圧力で発生させたオゾン濃度１4.１重量％
の高濃度オゾン含有気体を、ＳＵＳ製ダイヤフラムポン
プで直接加圧した。ポンプ出口で加圧気体のオゾン濃度
を測定した結果を表１に示す。２ｋｇｆ／ｃｍ2 に加圧
するだけでオゾンの全量が分解した。
【００２２】
【表１】
【００２３】ポンプケースを強制空冷した場合の結果を
表２に示すが、６ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧でオゾンの全量
が分解した。また、オゾン分解の有無を別にしても、こ
れ以上の加圧は、効率的に困難である。
表２に示すが、６ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧でオゾンの全量
が分解した。また、オゾン分解の有無を別にしても、こ
れ以上の加圧は、効率的に困難である。
【００２４】
【表２】
【００２５】同様の高濃度オゾン含有気体（１4.０重量
％）を水道水に混合し、その気体混合液をＳＵＳ製渦流
タービンポンプで加圧した後、気液分離タンクでオゾン
含有気体と液体とに分離した。気液分離タンクから取り
出した気体のオゾン濃度の測定結果を表３に示す。１２
ｋｇｆ／ｃｍ2 の高圧に加圧しても、オゾンの分解は生
じない。オゾン濃度に若干の低下が見られるのは、水道
水にオゾンが溶解したためである。
％）を水道水に混合し、その気体混合液をＳＵＳ製渦流
タービンポンプで加圧した後、気液分離タンクでオゾン
含有気体と液体とに分離した。気液分離タンクから取り
出した気体のオゾン濃度の測定結果を表３に示す。１２
ｋｇｆ／ｃｍ2 の高圧に加圧しても、オゾンの分解は生
じない。オゾン濃度に若干の低下が見られるのは、水道
水にオゾンが溶解したためである。
【００２６】
【表３】
【００２７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のオゾン含有気体の加圧方法は、オゾン含有気体が高濃
度の場合も、その気体を直接加圧するよりも高い圧力に
加圧でき、しかも、その高圧下でのオゾン分解を抑える
ことができる。従って、高濃度で高圧のオゾン含有気体
が得られ、パルプ漂白等の高圧処理プロセスへのオゾン
の利用が可能になる。また、高濃度のオゾン含有気体が
加圧されることにより、その相対的なオゾン濃度は例え
ば数倍にもなる。これは反応速度が数倍になることを意
味するので、高濃度高圧オゾン含有気体の使用により、
例えば反応器が数分の１の大きさに小型化される。
のオゾン含有気体の加圧方法は、オゾン含有気体が高濃
度の場合も、その気体を直接加圧するよりも高い圧力に
加圧でき、しかも、その高圧下でのオゾン分解を抑える
ことができる。従って、高濃度で高圧のオゾン含有気体
が得られ、パルプ漂白等の高圧処理プロセスへのオゾン
の利用が可能になる。また、高濃度のオゾン含有気体が
加圧されることにより、その相対的なオゾン濃度は例え
ば数倍にもなる。これは反応速度が数倍になることを意
味するので、高濃度高圧オゾン含有気体の使用により、
例えば反応器が数分の１の大きさに小型化される。
【図１】本発明の一実施態様を示す系統図である。
１ オゾン発生機 ２ ミキサー ３ ポンプ ４ 気液分離タンク ５ 減圧装置 ６ 冷却装置
Claims (3)
- 【請求項１】 オゾン含有気体を液体に混合し、この気
体混合液をポンプで加圧した後、気体分離タンクへ送っ
てオゾン含有気体と液体に分離することにより、加圧さ
れたオゾン含有気体を得ることを特徴とするオゾン含有
気体の加圧方法。 - 【請求項２】 オゾン含有気体を移送する液体を冷却し
ながら循環使用することを特徴とする請求項１に記載の
オゾン含有気体の加圧方法。 - 【請求項３】 ポンプが、内部で気体混合液の攪拌を行
うものであることを特徴とする請求項１に記載のオゾン
含有気体の加圧方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32111891A JPH05132884A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | オゾン含有気体の加圧方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32111891A JPH05132884A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | オゾン含有気体の加圧方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05132884A true JPH05132884A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=18129022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32111891A Pending JPH05132884A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | オゾン含有気体の加圧方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05132884A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994013393A1 (en) * | 1992-12-07 | 1994-06-23 | Kamyr, Inc. | Control of pressurized ozone flow to a pulp delignification reactor |
-
1991
- 1991-11-08 JP JP32111891A patent/JPH05132884A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994013393A1 (en) * | 1992-12-07 | 1994-06-23 | Kamyr, Inc. | Control of pressurized ozone flow to a pulp delignification reactor |
| US5364505A (en) * | 1992-12-07 | 1994-11-15 | Kamyr, Inc. | Pressurized ozone pulp delignification reactor and a compressor for supplying ozone to the reactor |
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