JPS6154722B2 - - Google Patents
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- JPS6154722B2 JPS6154722B2 JP3039579A JP3039579A JPS6154722B2 JP S6154722 B2 JPS6154722 B2 JP S6154722B2 JP 3039579 A JP3039579 A JP 3039579A JP 3039579 A JP3039579 A JP 3039579A JP S6154722 B2 JPS6154722 B2 JP S6154722B2
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- oxygen
- ozone
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- nitrogen
- material gas
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- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
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Landscapes
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は酸素を主原料とした原料気体により
オゾンを発生させるオゾン発生装置、特に原料気
体の最適組成に関するものである。
オゾンを発生させるオゾン発生装置、特に原料気
体の最適組成に関するものである。
オゾン発生装置には、誘電体を介在させた２つ
の金属電極間に高電圧が印加されたときに生じる
無声放電を利用したものや、電子銃から発射され
る電子ビームを利用したもの等があるが、以下最
も一般的に用いられている前者のオゾン発生装置
を例にとつて説明する。
の金属電極間に高電圧が印加されたときに生じる
無声放電を利用したものや、電子銃から発射され
る電子ビームを利用したもの等があるが、以下最
も一般的に用いられている前者のオゾン発生装置
を例にとつて説明する。
第１図は同軸円筒型の無声放電式オゾン発生装
置（以下、オゾナイザという）の縦断面図で、図
中１は外筒、２は金属円筒接地電極、３はガラス
等の誘電体、４は誘電体３に密着した高電圧金属
電極、５は放電空隙、６は給電ブラシ、７はスペ
ーサ、８はブツシング、９は絶縁物、１０は原料
気体入口、１１はオゾン化ガス出口、１２は冷却
水入口、１３は冷却水出口である。
置（以下、オゾナイザという）の縦断面図で、図
中１は外筒、２は金属円筒接地電極、３はガラス
等の誘電体、４は誘電体３に密着した高電圧金属
電極、５は放電空隙、６は給電ブラシ、７はスペ
ーサ、８はブツシング、９は絶縁物、１０は原料
気体入口、１１はオゾン化ガス出口、１２は冷却
水入口、１３は冷却水出口である。
次にこのようなオゾナイザの動作について説明
する。まず、金属円筒接地電極２と高電圧金属電
極４との間に交番の高電圧を印加すると、放電空
隙５で無声放電と呼ばれるグロー状の穏やかな放
電が起こる。この放電により、原料気体入口１０
から導入された原料気体は放電空隙５でオゾン化
され、オゾン化ガス出口１１から取り出される。
この際、上記接地電極２は、オゾンを効果的に発
生させるための冷却水入口１２から導入され、冷
却水出口１３から排出される冷却水によつて冷却
されている。
する。まず、金属円筒接地電極２と高電圧金属電
極４との間に交番の高電圧を印加すると、放電空
隙５で無声放電と呼ばれるグロー状の穏やかな放
電が起こる。この放電により、原料気体入口１０
から導入された原料気体は放電空隙５でオゾン化
され、オゾン化ガス出口１１から取り出される。
この際、上記接地電極２は、オゾンを効果的に発
生させるための冷却水入口１２から導入され、冷
却水出口１３から排出される冷却水によつて冷却
されている。
このようにして得られたオゾンは、一般に工場
廃水の処理やし尿処理排水の脱色等に利用されて
おり、また最近では上水の殺菌や、パルプの漂
白、有機物の化成材料としても用いられ始めてお
り、こうした背景にあつて上記オゾナイザの大容
量化が進んでいる。
廃水の処理やし尿処理排水の脱色等に利用されて
おり、また最近では上水の殺菌や、パルプの漂
白、有機物の化成材料としても用いられ始めてお
り、こうした背景にあつて上記オゾナイザの大容
量化が進んでいる。
ところで、オゾナイザのオゾン収率η、すなわ
ち放電電力（Ｗ）当たりのオゾン発生量Yo3（η
＝Yo3／Ｗ）は大きい方が望ましいのはいうまで
もない。そこで、オゾナイザの原料気体は通常、
空気が使われているが、酸素を原料気体とするオ
ゾン収率ηは空気の場合の２倍以上になるため、
特に大容量のオゾナイザでは酸素を原料気体とし
て使用している。また、オゾナイザにおいて原料
気体のうちでオゾンに変換されるのは高々数％で
あるため、高価な酸素を原料気体としてオゾンを
発生させ、余乗分を使い捨てることは極めて不経
済である。従つて、通常はオゾナイザでオゾンに
変換されなかつた未反応の酸素を回収し、再びオ
ゾナイザの原料気体として循環使用するいわゆる
酸素リサイクル方式が採用されている。
ち放電電力（Ｗ）当たりのオゾン発生量Yo3（η
＝Yo3／Ｗ）は大きい方が望ましいのはいうまで
もない。そこで、オゾナイザの原料気体は通常、
空気が使われているが、酸素を原料気体とするオ
ゾン収率ηは空気の場合の２倍以上になるため、
特に大容量のオゾナイザでは酸素を原料気体とし
て使用している。また、オゾナイザにおいて原料
気体のうちでオゾンに変換されるのは高々数％で
あるため、高価な酸素を原料気体としてオゾンを
発生させ、余乗分を使い捨てることは極めて不経
済である。従つて、通常はオゾナイザでオゾンに
変換されなかつた未反応の酸素を回収し、再びオ
ゾナイザの原料気体として循環使用するいわゆる
酸素リサイクル方式が採用されている。
この方式の１つに吸着式酸素リサイクル方式が
ある。これは、基本的にはシリカゲル等のオゾン
を吸着する吸着剤を充填した２つの塔からなり、
一方の塔がオゾナイザから導入されるオゾン化酸
素のうちオゾンのみを吸着し、酸素を回収する動
作にあるとき、他方の塔は、通常、空気や窒素の
キヤリアガスで、吸着されているオゾンを取り出
す動作にあり、これらの動作も２つの塔間におい
て一定時間毎に切り換えるというものである。こ
のような方式では、動作の切換時にオゾン取出用
のキヤリアガス中の窒素がオゾナイザの原料気体
に必ず混入する。
ある。これは、基本的にはシリカゲル等のオゾン
を吸着する吸着剤を充填した２つの塔からなり、
一方の塔がオゾナイザから導入されるオゾン化酸
素のうちオゾンのみを吸着し、酸素を回収する動
作にあるとき、他方の塔は、通常、空気や窒素の
キヤリアガスで、吸着されているオゾンを取り出
す動作にあり、これらの動作も２つの塔間におい
て一定時間毎に切り換えるというものである。こ
のような方式では、動作の切換時にオゾン取出用
のキヤリアガス中の窒素がオゾナイザの原料気体
に必ず混入する。
また、他の酸素リサイクル方式として次のよう
な方式がある。これは、オゾナイザで発生させた
オゾン化酸素をオゾンを使用するための反応槽に
直接吹き込んでオゾンのみを消費させ、反応槽か
ら出てくる排出酸素をガス乾燥機に通して露点が
約−40℃以下に乾燥させ、再びオゾナイザの原料
気体として使用するものである。この方式では、
反応物を反応槽に搬入するときに、反応物に溶け
込んだ窒素がオゾナイザの原料気体としての酸素
に混入する。
な方式がある。これは、オゾナイザで発生させた
オゾン化酸素をオゾンを使用するための反応槽に
直接吹き込んでオゾンのみを消費させ、反応槽か
ら出てくる排出酸素をガス乾燥機に通して露点が
約−40℃以下に乾燥させ、再びオゾナイザの原料
気体として使用するものである。この方式では、
反応物を反応槽に搬入するときに、反応物に溶け
込んだ窒素がオゾナイザの原料気体としての酸素
に混入する。
さらに、このような酸素リサイクルへの補給酸
素は、通常、液体酸素から供給されるが、空気中
の窒素を吸着剤で吸着させて同空気中の酸素を濃
縮させる酸素濃縮装置から供給する方法もある。
この場合には、補給酸素中に、通常、数％〜数十
％の窒素が含まれている。
素は、通常、液体酸素から供給されるが、空気中
の窒素を吸着剤で吸着させて同空気中の酸素を濃
縮させる酸素濃縮装置から供給する方法もある。
この場合には、補給酸素中に、通常、数％〜数十
％の窒素が含まれている。
以上述べたように、オゾナイザの原料気体とし
て酸素を用いる場合には、それは必ず窒素が含ま
れている状態となつており、濃度は通常、数％〜
数十％である。
て酸素を用いる場合には、それは必ず窒素が含ま
れている状態となつており、濃度は通常、数％〜
数十％である。
このように原料気体としての酸素中に窒素が混
入した場合における窒素濃度とオゾン収率ηとの
関係を第２図に示す。この場合、オゾン濃度は45
〔mg/N〕の一定値である。この第２図より明ら
かなように、酸素中に窒素が混入するとオゾン収
率ηは低下する。
入した場合における窒素濃度とオゾン収率ηとの
関係を第２図に示す。この場合、オゾン濃度は45
〔mg/N〕の一定値である。この第２図より明ら
かなように、酸素中に窒素が混入するとオゾン収
率ηは低下する。
そこで混入した窒素を除去することが好まし
く、そのためには窒素除去の吸着塔を設けること
も考えられるが、この場合、吸着塔の容量が極め
て大きくなるので実用的でなく、通常は上述した
窒素が数％〜数十％混入した状態のまま使用され
ていた。
く、そのためには窒素除去の吸着塔を設けること
も考えられるが、この場合、吸着塔の容量が極め
て大きくなるので実用的でなく、通常は上述した
窒素が数％〜数十％混入した状態のまま使用され
ていた。
ここに発明者等は、このような実情に鑑みてオ
ゾナイザの原料気体の組成とオゾン収率ηの関係
に関する実験研究を重ねたことにより次のような
結果を得た。すなわち、原料気体としての酸素中
に窒素が５〜20％混入している場合、これに２酸
化炭素を数％混入させることによりオゾン収率η
が大きくなるという実験結果である。
ゾナイザの原料気体の組成とオゾン収率ηの関係
に関する実験研究を重ねたことにより次のような
結果を得た。すなわち、原料気体としての酸素中
に窒素が５〜20％混入している場合、これに２酸
化炭素を数％混入させることによりオゾン収率η
が大きくなるという実験結果である。
第３図ａおよびｂに、上記酸素中に一定濃度の
窒素が含まれている場合、これに２酸化炭素を混
入したときの２酸化炭素の混入濃度とオゾン収率
ηとの関係を示す。ここで第３図ａは窒素が５
％、同図ｂは同じく８％の一定濃度でそれぞれ混
入している場合を示し、またこの場合のオゾン濃
度はそれぞれ45〔mg/N〕の一定値である。
窒素が含まれている場合、これに２酸化炭素を混
入したときの２酸化炭素の混入濃度とオゾン収率
ηとの関係を示す。ここで第３図ａは窒素が５
％、同図ｂは同じく８％の一定濃度でそれぞれ混
入している場合を示し、またこの場合のオゾン濃
度はそれぞれ45〔mg/N〕の一定値である。
これら第３図ａおよびｂより明らかなように、
酸素中に窒素が混入している場合には、或る値の
２酸化炭素の濃度で最高のオゾン収率ηを示し、
２酸化炭素が全く混入しないよりむしろ数％混入
した方がオゾン収率ηが大きくなる場合があるこ
とが分かる。特に、窒素が５％混入しているとき
（第３図ａの場合）、２酸化炭素が約２％混入する
と、純粋な酸素の場合とオゾン収率ηが殆んど変
わらないという結果が得られた。
酸素中に窒素が混入している場合には、或る値の
２酸化炭素の濃度で最高のオゾン収率ηを示し、
２酸化炭素が全く混入しないよりむしろ数％混入
した方がオゾン収率ηが大きくなる場合があるこ
とが分かる。特に、窒素が５％混入しているとき
（第３図ａの場合）、２酸化炭素が約２％混入する
と、純粋な酸素の場合とオゾン収率ηが殆んど変
わらないという結果が得られた。
そこで、発明者等はより詳しく実験研究をした
ことにより、酸素中に窒素が混入している場合、
オゾン収率ηを最大にする２酸化炭素の濃度は次
の(1)式で示される値であることが判明した。
ことにより、酸素中に窒素が混入している場合、
オゾン収率ηを最大にする２酸化炭素の濃度は次
の(1)式で示される値であることが判明した。
〔CO2）＝（0.4±0.3）・〔N2〕………(1)
ただし、〔CO2〕は酸素中の２酸化炭素の濃度
（体積％） 〔N2〕は酸素中の窒素濃度（体積％） 以上述べたようにこの発明によれば、原料気体
としての窒素が５〜20％の濃度で混入した酸素中
に、窒素濃度の（0.4±0.3）倍の濃度で２酸化炭
素を混入するようにしたので、窒素除去の吸着塔
等の設備を必要とすることなく純粋な酸素を原料
気体として使用した場合と殆んど変わらないオゾ
ン収率ηが得られ、オゾン発生の消費電力および
装置価格等を低減することができ、その実用的価
値は極めて大であるという効果がある。
（体積％） 〔N2〕は酸素中の窒素濃度（体積％） 以上述べたようにこの発明によれば、原料気体
としての窒素が５〜20％の濃度で混入した酸素中
に、窒素濃度の（0.4±0.3）倍の濃度で２酸化炭
素を混入するようにしたので、窒素除去の吸着塔
等の設備を必要とすることなく純粋な酸素を原料
気体として使用した場合と殆んど変わらないオゾ
ン収率ηが得られ、オゾン発生の消費電力および
装置価格等を低減することができ、その実用的価
値は極めて大であるという効果がある。
第１図はオゾン発生装置として広く用いられて
いる同軸円筒型のオゾナイザの縦断面図、第２図
は原料気体としての酸素中に窒素が混入した場合
における窒素濃度とオゾン収率との関係を示すグ
ラフ図、第３図ａおよびｂはそれぞれ一定濃度の
窒素が混入した原料気体としての酸素中に２酸化
炭素を混入したときの２酸化炭素の混入濃度とオ
ゾン収率との関係を示すグラフ図である。 ２……金属円筒接地電極、４……高電圧金属電
極、５……放電空隙。なお、図中同一符号は同一
または相当部分を示す。
いる同軸円筒型のオゾナイザの縦断面図、第２図
は原料気体としての酸素中に窒素が混入した場合
における窒素濃度とオゾン収率との関係を示すグ
ラフ図、第３図ａおよびｂはそれぞれ一定濃度の
窒素が混入した原料気体としての酸素中に２酸化
炭素を混入したときの２酸化炭素の混入濃度とオ
ゾン収率との関係を示すグラフ図である。 ２……金属円筒接地電極、４……高電圧金属電
極、５……放電空隙。なお、図中同一符号は同一
または相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 誘導体を介在させた２つの金属電極間に高電
圧が印加されたときに生じる無声放電を利用して
オゾンを発生させるものにおいて、窒素が５〜20
％の濃度で混入した酸素を原料気体として使用
し、且つ上記原料気体中に、上記窒素濃度の
（0.4±0.3）倍の濃度で２酸化炭素を混入するよ
うにしたことを特徴とするオゾン発生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3039579A JPS55121903A (en) | 1979-03-15 | 1979-03-15 | Ozone generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3039579A JPS55121903A (en) | 1979-03-15 | 1979-03-15 | Ozone generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55121903A JPS55121903A (en) | 1980-09-19 |
| JPS6154722B2 true JPS6154722B2 (ja) | 1986-11-25 |
Family
ID=12302729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3039579A Granted JPS55121903A (en) | 1979-03-15 | 1979-03-15 | Ozone generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55121903A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61295206A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-26 | Terukazu Suzuki | 高純度オゾン発生法 |
| US5632868A (en) * | 1994-08-24 | 1997-05-27 | Ebara Corporation | Method and apparatus for generating ozone and methods of its use |
| KR100481744B1 (ko) * | 1995-11-07 | 2005-08-18 | 스미토모세이미쓰고교가부시키가이샤 | 오존기체배관에서의금속불순물감소방법 |
| JP3642572B2 (ja) | 2003-05-09 | 2005-04-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | オゾン発生装置およびオゾン発生方法 |
| CN114763321B (zh) * | 2021-01-12 | 2024-06-25 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种臭氧组合物及其制备方法，及一种反应精馏制备乙醛酸的方法 |
-
1979
- 1979-03-15 JP JP3039579A patent/JPS55121903A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55121903A (en) | 1980-09-19 |
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