JPS5851881B2 - 酸素リサイクルオゾン発生方法及び発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は酸素を原料に使用することにより、一定量の
オゾンを生成するのに空気を原料にする場合に比べて約
半分の電力消費で済む経済性の高い気液接触方式の酸素
リサイクルオゾン発生方法および酸素リサイクルオゾン
発生装置に関するものである。

従来、酸素を循環再利用する酸素リサイクルオゾン発生
装置としては第１図にその一例の構成を示すようなもの
があった。

以下、この装置の構成および動作について第１図によっ
て説明する。

図において、１は原料となる酸素を供給する酸素供給装
置、２は酸素リサイクル系の圧力変化の緩和をはかるバ
ッファタンクで、３はこのバッファタンク２から供給さ
れる酸素の一部をオゾンに変換するためのオゾン発生装
置である。

このオゾン発生器３は、例えば、ガラスやマイカなどの
誘電体を介して両側に電極を設け、この電極間に交番高
電圧を印加すると、その電極間に無声放電と呼ばれるグ
ロー放電が発生し、そこに酸素を含む気体を流すと、そ
の酸素の一部がオゾンに変換をするもので、酸素のみを
供給した場合には３〜４ｗｔ％濃度のオゾン含有酸素を
得ることが出来る。

４はこのオゾン含有酸素が供給される気液接触方式反応
槽で、この反応槽４で原水槽１２からポンプ１３により
送給され、処理水槽１４に送られる液体によってオゾン
は消費される。

５はこの反応槽から未反応の酸素を吸引、圧送するリサ
イクル循環ブロア、６はこの未反応の酸素を除湿する冷
凍ドライヤーで、この冷凍ドライヤー６により未反応の
酸素は露点４〜５℃まで除湿される。

７はこの冷凍ドライヤー６で除湿された酸素を、さらに
−５０℃以下の露点まで除湿する吸着剤方式の浄化器で
、この浄化器１で除湿された酸素はバッファタンク２に
戻り再使用される。

この浄化器１は通常２個以上の吸着剤を充填した吸着塔
ＩＡおよび７Ｂで構成され、この浄化器１の内の１個の
吸着塔γＡがリサイクルする酸素の除湿を行い、その間
に残りの吸着塔７Ｂは内部に充填した吸着剤の加熱再生
が行われ、四方弁１０ＡおよびＩＯＨの切換で、吸着塔
７Ａと７Ｂを交互に、リサイクル系の酸素の除湿と、充
填された吸着剤の加熱再生を繰り返すことになる。

１１は浄化器７の吸着剤を加熱再生するための気体、通
常吸着剤加熱再生用の酸素を循環させる再生ブロア、８
はこの再生ブロアで送られた気体を加熱するヒータで、
気体はこのヒータ８で約２００℃に加熱される。

この加熱した気体は浄化器Ｔの再生中の吸着塔７Ｂを通
り内部の吸着剤の加熱再生を行なう。

９はこの吸着剤から水分を放出させた高温・高湿の気体
を冷却する冷却器で、２２はこの冷却器９のドレーント
ラップである。

２０はこの冷却器９で冷却した気体からさらに水分を分
離するドレーンセパレータ、２１はこのドレインセパレ
ータ２０から排水された水を貯えるドレーンタンクであ
る。

このドレーンセパレータ２０から出た気体は、再度、再
生ブロアに吸込まれ、完全な閉ループで吸着剤の加熱再
生を続行する。

吸着剤の除湿が終ると、ヒータ８を切ってさらに気体の
循環を続けて、吸着剤がその吸着作用を充分発揮するよ
うに、吸着剤の冷却を行って、吸着剤の加熱再生は完了
する。

このように構成された従来の酸素リサイクルオゾン発生
装置については、浄化器Ｔでリサイクル系の酸素の水分
は除去出来るが、反応槽４から出る酸素以外の気体、例
えば、ＣＯ２、Ｎ２、揮発性有機物の内、水に対する溶
解度の高いもの以外は除去することが出来ず、これらの
ガスがリサイクル系に除々にたまって来る。

この結果、オゾン発生器３の収率（一定の供給電力量に
対するオゾン生成量）が酸素の純度が低下するにしたが
いしだいに減少し、効率が低下する上、揮発性有機物が
酸素リサイクル系内に蓄積されて爆発する危険があると
言う欠点があった。

この発明は上記、従来の欠点を除去し、高い収率でオゾ
ンが安全に得られることを目的とするものである。

以下、この発明の一実施例について第２図によって説明
する。

なお、図において従来例と同一符号は同一または相当す
る部分を示すものである。

γはリサイクル系の酸素から水分その他の気体を除去し
て高純化する浄化器で、この浄化器Ｔは、水分および吸
着する必要のある気体に対応する複数の吸着剤が充填さ
れた。

通常２個以上の吸着塔２７Ａおよび２７Ｂからなってい
る。

吸着塔２７Ｂの吸着剤を再生するには、まず切換バルブ
１９から空気を吸入し、吸着剤加熱再生装置８でこの空
気を２００℃〜３００℃に加熱して吸着塔２７Ｂに吹込
み、吸着剤を加熱再生した上、再びバルブ１９から外部
に放出する。

この加熱再生が終了すると切換バルブ１９を切換え９０
’回転させ図示一点鎖線のようにして、内部の空気が連
環するようにした上、加熱再生装置８を停止して吸着剤
冷却装置９によって連環する空気を冷却するそして、吸
着剤の冷却を行なう。

１５は浄化器Ｉの再生が完了した吸着塔２７Ｂ内の空気
をフィルタ１６を介して排出する真空ポンプで、バルブ
１７Ｂを開いて真空引きした後にバルブ１８Ｂを開いて
酸素を注入して浄化器２７Ｂ内の空気の酸素との置換え
を行なう。

このように構成されたオゾン発生装置の酸素リサイクル
系においては、浄化器１の吸着塔２７Ａおよび２７Ｂに
充填された吸着剤は、常に新しい加熱された空気で加熱
再生し、さらに連環する空気で冷却されて再生処理され
るので、浄化器７内には空気以外の気体はほとんど無く
なり、再度各種気体を吸着することが出来るように再生
された上、この空気は完全に酸素と置換えされて、酸素
リサイクル系内に空気が混入して酸素の純度が低下する
のを防止している。

以上、この発明の一実施例について説明したが、切換バ
ルブ１９より乾燥した空気を吸入し吸着剤加熱再生装置
８で加熱してやれば、さらに除湿効果がよくなり、また
吸着剤加熱再生装置８に空気の代りに窒素などを切換バ
ルブ１９から供給して吸着剤の加熱再生をしてもよい。

また、この浄化器は他の方法の浄化器と併用して使用し
ても効果があることは言うまでもない。

以上説明したように、この発明においてはリサイクルす
る酸素を高純度する浄化器の吸着塔に充填された吸着剤
を再生するのに、従来のように閉ループを循環する、例
えば酸素などの気体で行なうのではなく、常に新しい空
気などの気体を外部から吸入して吸着剤の加熱再生を行
なった上で、その気体を冷却しながら連環して、吸着剤
を冷却した上、浄化器内の気体を酸素と置換えするよう
にしたものであるので、酸素リサイクル系における吸着
剤の不純ガスの吸着効率は従来の方法に比べてかなりよ
くなり、リサイクル系の酸素の純度の低下がきわめて少
ないので、オゾンの収率が低下せず、また揮発性有機物
が増加することによる爆発の危険もなくなる効果はきわ
めて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の酸素リサイクルオゾン発生装置の一例の
構成図、第２図はこの発明の一実施例の酸素リサイクル
オゾン発生装置の構成図である。 図において、同一符号は同一または相当する部分を示し
、１は酸素供給装置、２はオゾン発生器、３は反応槽、
１は浄化器、８は吸着剤加熱再生装置、９は吸着剤冷却
装置、１５は真空ポンプを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸素を原料として、この酸素の一部をオゾン発生器
   でオゾンに変換し、この変換したオゾンを気液接触方式
   の反応槽で消費し、この反応槽から出た酸素を吸着剤方
   式の浄加器で高純度化して再使用するオゾン発生方法に
   おいて、上記浄化器内の吸着剤を再生するために、この
   浄化器内に高温の気体を送給し、続いて浄化器内の気体
   を冷却しながら巡壊させて吸着剤を冷却した後、浄化器
   内の気体を酸素と置換することを特徴とする酸素リサイ
   クルオゾン発生方法。 ２ 浄化器内に送給する高温の気体が空気であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の酸素リサイクル
   オゾン発生装置。 ３ 酸素を原料として、この酸素の一部をオゾンに変換
   をするオゾン発生器と、このオゾン発生器で発生したオ
   ゾンを消費する気液接触方式の反応槽と、この反応槽か
   ら出た酸素を高純度化するための吸着剤方式の浄化器と
   から構成された酸素リサイクルオゾン発生装置において
   、上記浄化器内に外部から気体を吸入した上で加熱して
   吹込む吸着剤加熱再生装置と、上記浄化器内の気体を冷
   却しながら巡環させる吸着剤冷却装置と、上記浄化器内
   の気体を真空引きした上で酸素を注入する置換装置とを
   備えたことを特徴とする酸素リサイクルオゾン発生装置
   。 ４ 吸着剤加熱再生装置に外部から吸入する気体が空気
   であることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の酸
   素リサイクルオゾン発生装置。