JPS594364B2

JPS594364B2 - 酸素リサイクルオゾン発生方法

Info

Publication number: JPS594364B2
Application number: JP12804076A
Authority: JP
Inventors: 重典八木; 周治小川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1976-10-25
Filing date: 1976-10-25
Publication date: 1984-01-30
Also published as: JPS5352287A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は酸素を原料気体とし、オゾン発生器により発
生されたオゾンを含む酸素を低圧シリカゲルを収容した
吸着塔に供給し、低圧シリカゲルにオゾンを吸着させた
のち、オゾンに変換されなかった酸素を再びオゾン発生
器に還流させることにより効率よくオゾンを供給するよ
うにした酸素リサイクルオゾン発生方法に関するもので
ある。

第１図は従来の酸素リサイクルオゾン発生方法を行うた
めの装置を示すもので、図において、１は対向する電極
間に高電圧を印加し、発生する放電により容器内の酸素
の一部をオゾンに変換させるオゾン発生器、２はオゾン
発生器１に低温の酸素を供給する液体酸素容器、３は液
体酸素蒸発冷却器、４は熱交換器、５ａ、５ｂは低温シ
リカゲルを収容した吸着塔で、吸着装置５を構成してい
る。

６は吸着塔５ａ、ｓｂを通過した酸素をオゾン発生器
１に還流させるためのブロワ、７はオゾン発生１に還流
される酸素の一部（約％）を吸着塔５ａ、５ｂに還流
させる調整弁、８はオゾンを供給先に送給するためのポ
ンプ。

９ａ〜１２ａ。９ｂ〜１２ｂは流路の開閉を行う電磁弁
である。

酸素リサイクルオゾン発生法においては、低温シリカゲ
ルを包むオゾンを含む酸素雰囲気を約２気圧の加圧状態
とすることにより、低温シリカゲルはオゾンを吸着し、
約％気圧の負圧状態とすることにより低温シリカゲルは
オゾンを放出、すなわち脱着する性質を利用するもので
、低温シリカゲルを収容した吸着塔５ａにオゾン発生器
１から約６係がオゾン化された酸素を熱交換器４、液体
酸素蒸発冷却器３を通過させることにより、約−８００
に冷却し、導き入れる。

このとき電磁弁９ａ、１０ａ、ｌｌｂ、１２ｂは開放さ
れ、電磁弁１１ａ、１２ａ、９ｂ、１０ｂは閉成されて
いる。

吸着塔５ａ内の圧力が所定の圧力Ｐ１まで上昇すると低
温シリカゲルは酸素中のオゾンを吸着し、酸素はブロワ
６によりオゾン発生器１に還流され、再びオゾンを含ん
だ酸素を吸着塔５ａに供給し、低温シリカゲルにオゾン
を吸着させる。

吸着塔５ａから排出される酸素の一部（約％）は調整弁
７を通り、吸着塔５ｂへ導入される。

吸着塔５ｂ内の低温シリカゲルはすでに十分オゾンを吸
着させてあり、吸着塔５ｂ内の圧力が所定の負圧Ｐ２に
なるとともに、酸素中にオゾンを放出し、高濃度（約１
５係）のオゾン含有酸素となって、電磁弁１２ｂ１ポン
プ８を経由して、供給先へ送給される。

酸素はオゾン発生と共に供給先へ送給され減耗するので
、減耗した分は液体酸素容器２からオゾン発生器１に原
料酸素として補給される。

時間の経過とともに吸着塔５ａ、ｓｂ内の低温シリカ
ゲルのオゾン吸着ならびに脱着効率は低下するので、電
磁弁９ａ〜１２ａ、９ｂ〜１２ｂの切換え
により一方を給着塔、他方を脱着塔として交互に使用す
る。

ところで、酸素を原料とする上述のオゾン発生方法は空
気を原料とするオゾン発生方法と比べ同一量のオゾンを
うるための電力の消費量は約％と少いが、原料酸素が高
価であるため、酸素の減耗量が多いと不経済となる欠点
があった。

第２図は上述の酸素リサイクルオゾン発生方法において
、１つの吸着塔について、圧力、流量、オゾン濃度、オ
ゾン質量流の時間に対する変化を示す特性図で、吸着工
程、脱着工程の初期はいずれも所定の圧力ＰＩＦＰ
２に達するまでの期間であり、この期間において吸着お
よび脱着を行わせることが、酸素の減耗量を増大させる
原因となっていた。

すなわち、吸着工程の初期にはオゾン濃度の低い酸素が
大流量で流入するため、とくに入口側では高濃度オゾン
を吸着する状態ではない。

また、吸着塔内の圧力が十分に高くなっていないためオ
ゾンの吸着効率が悪く、出口側における漏洩オゾン濃度
が大きくなる。

また、脱着工程の初期には塔内の圧力はＰｌの加圧状態
であり、Ｐ２まで減圧される過程において大量の酸素が
流出し、損耗する欠点があった。

また、流量、オゾン濃度、オゾン質量流が時間的に大き
く変動することは、オゾンを利用する上では好ましくな
かった。

この発明は上記の欠点を改良することを目的とするもの
で、吸着工程の前に酸素充填圧力調整工程すなわち加圧
工程を設け、酸素充填はオゾンの漏洩を少くするため、
吸着工程に旧ける気体の排出側から行なう。

また、脱着工程の前に酸素回収圧力調整工程すなわち減
圧工程を設け、酸素回収はオゾンの流出を少くするため
、吸着工程における気体の排出側から行うようにしたも
のである。

以下、この発明の一実施例を第３図〜第５図により説明
する。

第３図はこの発明を実施するための装置を示すもので、
図において第１図と同一符号は同一または相当部分を示
し、５ｃは吸着塔５ａ、ｓｂと並設された吸着塔、１
３ａ、１３ｂ。

１３ｃは吸着塔５ａ、５ｂ、５ｃの加圧工程時に開設さ
れる電磁弁、９ａ、ｉｏｂ、９ｂ、１０ｂ。

９ｃ、１０ｃは吸着工程時に開放される電磁弁、１４ａ
、１４ｂ、１４ｃは減圧工程時に開放される電磁弁、ｌ
ｌａ、１２ａ、ｉｉｂ、１２ｂ。

１１ｃ、１２ｃは脱着工程時に開放される電磁弁、１５
は吸着塔５ａ、５ｂ、５ｃ内の酸素を排出させるための
吸引ポンプである。

この発明は、以上のように構成された装置により、吸着
工程に入る前に所定の圧力Ｐ１まで上昇させる加圧工程
を設け、吸着工程においては所定の圧力Ｐ１で低温シリ
カゲルにオゾンを吸着させ、脱着工程に入る前に加圧酸
素を予め吸引してオゾン発生器に還流することにより所
定の負圧Ｐ２まで下降させる減圧工程を設け、脱着工
程においては所定の圧力Ｐ２で低温シリカゲルからオゾ
ンを脱着させるようにしたものである。

第４図はこの発明を実施したときの、１つの吸着塔５ａ
について、圧力、流量、オゾン濃度、オゾン質量流の時
間に対する変化を示ｒ特性図である。

図示のように吸着工程において、時間の経過とともに吸
着塔５ａから排出される酸素中のオゾン濃度は、低温シ
リカゲルのオゾン吸着とともに高まり、入口側に対し出
口側から漏洩するオゾン濃度が約１０係となったとき、
電磁弁９ａ、１０ａを閉成するとともに電磁弁１４ａを
開放し、減圧工程に入る。

吸着塔５ａ内の酸素は吸引ポンプ１５により吸引され、
オゾン発生器１へ還流される。

圧力が所定の圧力Ｐ２まで減圧されたとき、電磁弁１４
ａは閉成されるとともに電磁弁１１ａ。

１２ａが開放され脱着工程に入る。

脱着の進行とともに、吸着塔５ａから排出されるオゾン
濃度は低下するが、約１０係低下した時点で電磁弁１１
ａ。

１２ａを閉成するとともに、電磁弁１３ａを開設し、加
圧工程に入る。

吸着塔５ａ内の圧力が所定の圧力Ｐ１まで上昇したとき
、電磁弁１３ａを閉成するとともに電磁弁９ａ、１０ａ
を開放し、吸着工程に入る。

以上の吸着工程、減圧工程、脱着工程、加圧工程を１周
期としてこれを繰返す。

なお、第５図に示されるように吸着塔５ｂにおいては吸
着塔５ａの各工程よりそれぞれ％周期遅らせ、また吸着
塔５ｃにおいては吸着塔５ｂの各工程よりそれぞれ％周
期遅らせて吸着、減圧、脱着、加圧の各工程を行わせる
。

すなわち、第４図に示されるように、吸着工程において
は、初期段階から吸着塔５ａ内は所定の吸着圧力Ｐ、に
加圧されているため、吸着工程の初期に低オゾン濃度、
大流量の気体が吸着塔内に流れ込むことがなく、従って
吸着気体入口側に高濃度のオゾンを吸着した状態が維持
できる。

また脱着工程の初期から吸着塔５ａ内は所定の脱着圧力
Ｐ２に減圧されているため、脱着工程の初期に大量の酸
素が流出し、脱着されるオゾン濃度を低めることがない
。

また、脱着工程において、流量の変動がほとんどないた
め、脱着オゾン質量流の時間的変動が従来に比べ極めて
小さい。

以上のように、この発明によるときは、低温シリカゲル
のオゾン吸着効率ならびにオゾン脱着効率を高めること
ができるので高価な原料酸素の補給量を節減することが
できる。

また、脱着されるオゾン濃度の変動が少いので、安定し
たオゾンの供給を行うことができる。

【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方法に使用さ
れる装置、第２図は特性図、第３図〜第５図はこの発明
の一実施例を示すもので、第３図はこの発明を実施する
ために使用される装置、第４図は特性図、第５図は実施
状態を示す工程図である。図に八）て、同一符号は同一または相当部分を示し、１
はオゾン発生器、５は吸着装置、５ａ。５ｂ、５ｃは吸着塔、６はブロワ、７は調整弁、８は
ポンプ、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１４ａ。１４ｂ、１４ｃは電磁弁、１５は吸引ポンプである。

Claims

【特許請求の範囲】１オゾン発生器により発生されたオゾンを含む酸素を
吸着装置に供給し、上記酸素の圧力を加圧状態として、
上記吸着装置の低温シリカゲルに上記オゾンを吸着させ
る吸着工程と、上記オゾンの吸着后の酸素を上記オゾン
発生器に還流する還流工程と、上記吸着装置内の酸素を
負圧状態として、上記低圧シリカゲルに吸着されたオゾ
ンを解放する脱着工程とからなる酸素リサイクルオゾン
発生方法において、上記吸着工程に入る前に上記酸素の
圧力を負圧状態から所定の加圧状態とする加圧工程と、
上記脱着工程に入る前に加圧酸素を予め吸引してオゾン
発生器に還流することにより加圧状態から所定の負圧状
態とする減圧工程とを設けたことを特徴とする酸素リサ
イクルオゾン発生方法。２加圧工程における給着装置内の酸素の加圧ならびに
減圧工程における上記給着装置内の酸素の減圧のいずれ
も吸着工程における酸素の排出側から行うようにした特
許請求の範囲第１項記載の酸素リサイクルオゾン発生方
法。３加圧工程、吸着工程−１減圧工程、脱着工程がそれ
ぞれ所定の時間差をもって、並行して行われるようにし
た特許請求の範囲第１項、第２項のいずれかに記載の酸
素リサイクルオゾン発生方法。