NL1035555C2 - Werkwijze en inrichting voor de productie van radikalen in chemische processen. - Google Patents

Werkwijze en inrichting voor de productie van radikalen in chemische processen. Download PDF

Info

Publication number
NL1035555C2
NL1035555C2 NL1035555A NL1035555A NL1035555C2 NL 1035555 C2 NL1035555 C2 NL 1035555C2 NL 1035555 A NL1035555 A NL 1035555A NL 1035555 A NL1035555 A NL 1035555A NL 1035555 C2 NL1035555 C2 NL 1035555C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
reactor
radical reactor
radical
voltage
high voltage
Prior art date
Application number
NL1035555A
Other languages
English (en)
Inventor
Mateo Jozef Jacques Mayer
Original Assignee
Cooeperatieve Vereniging Easym
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cooeperatieve Vereniging Easym filed Critical Cooeperatieve Vereniging Easym
Priority to NL1035555A priority Critical patent/NL1035555C2/nl
Priority to PCT/NL2009/050317 priority patent/WO2009151318A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1035555C2 publication Critical patent/NL1035555C2/nl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/10Preparation of ozone
    • C01B13/11Preparation of ozone by electric discharge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/34Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
    • C02F1/36Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations ultrasonic vibrations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4616Power supply
    • C02F2201/46175Electrical pulses

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

Werkwijze en inrichting voor de productie van radikalen in chemische processen
Onderhavige vinding betreft een werkwijze en inrichting voor de produktie van radikalen in een fluïdum, gekenmerkt door middelen om een wisselspanning of een gepulseerde gelijkspanning op te wekken, middelen om de wisselspanning of de gepulseerde 5 gelijkspanning te versterken, middelen om de wisselspanning omhoog te transformeren waarbij gebruik wordt gemaakt van een transformator en / of een afgestemde kring, middelen om met de hoogspanning een sterk wisselend elektrisch veld in een radikaalreaktor op te wekken, middelen om een gas en/ of lucht en / of zuurstof en / of chemicaliën die als reaktant dienen voor een chemische reaktie door de radikaalreaktor te 10 pompen, middelen om het mengsel dat de radikaalreaktor verlaat in intensief contact te brengen met een te behandelen fluïdum indien dit te behandelen fluïdum niet door de reactor stroomt en optioneel middelen om radikalen uit een of meerdere processtromen te verwijderen.
15 Inleiding
In de chemische industrie wordt een groot scala aan processen uitgevoerd waarbij radikalen worden toegepast om een chemische reaktie te starten, in stand te houden en zowel reaktiesnelheid als produktkwaliteit te sturen. Als niet beperkende voorbeelden worden de produktie van verf op waterbasis door middel van emulsiepolymerisatie, de 20 produktie van PVC, het chloreren van organische molekulen voor de productie van tussenprodukten voor de farmaceutische industrie en elektrolyse voor desinfectiedoeleinden genoemd.
Onderhavige vinding betreft een nieuwe werkwijze en inrichting voor uitvoeren van chemische reakties. Met het concept volgens onderhavige vinding is het mogelijk om deze 25 chemische reakties in de gasfase te laten optreden en / of in druppels die in de gasfase zijn gedispergeerd en / of aan het oppervlak van deeltjes die in de gasfase zijn gedispergeerd en / of aan het oppervlak van elektroden die zich in radikaalreaktor bevinden. Ook is het mogelijk om eerst radikalen in een gasfase te vormen en vervolgens het radikalen bevattende gas te voeden aan een radikaalreaktor waarin zich een vloeibare en / of vaste 30 en / of gasvormige reaktant bevindt optioneel in aanwezigheid van een katalysator. Een groot voordeel van de technologie volgens onderhavige vinding is dat de radikaalvorming elektrisch wordt geregeld en geen radikaalvormende chemicaliën gedoseerd hoeven te worden. Een tweede groot voordeel van de technologie volgens onderhavige vinding is dat radikaalvorming, indien gewenst, volledig in de gasfase kan plaatsvinden en dat de 35 toegepaste elektroden in het concept volgens onderhavige vinding eenvoudig, goedkoop en zeer effectief zijn. Zoals verderop in de tekst zal blijken kan een geïsoleerde 2 aderige elektriciteitskabel in combinatie met onderhavige vinding worden toegepast als zeer 1035555 2 effectieve radikalenvormende elektrode.
Technische beschrijving van onderhavige vinding
De technologie bestaat uit volgens een eerste aspect uit een werkwijze of middelen om een ac hoogspanning op te wekken waarvan de frequentie en amplitude bij voorkeur instelbaar 5 zijn. Volgens een tweede aspect bestaat onderhavige vinding uit een werkwijze of middelen om met de opgewekte hoogspanning een sterk wisselend elektrisch veld in een radikaalreaktor op te wekken. Volgens een derde aspect bestaat onderhavige vinding uit een werkwijze of middelen om een fluïdum in de radikaalreaktor te brengen zodat dit fluïdum wordt blootgesteld aan het wisselend elektrisch veld. Volgens een vierde aspect 10 bestaat onderhavige vinding uit een werkwijze of middelen om de eigenschappen van het wisselend elektrisch veld zodanig in te stellen dat in de radikaalreaktor radikalen, waaronder ozon, chloorradikalen, broomradi kalen, fluorradikalen, jood radikalen, waterstofradikalen, OH radikalen, zuurstofradikalen, sulfaatradikalen, fosfaatradikalen worden geproduceerd maar niet daartoe beperkt Volgens een vijfde aspect bestaat 15 onderhavige vinding uit een werkwijze of middelen om het reaktieprodukt dat de radikaalreaktor verlaat te mengen met een of meerdere reaktanten indien deze reaktanten niet aan de radikaalreaktor waren toegevoegd. Volgens een zesde aspect bestaat onderhavige vinding uit middelen om reaktanten of delen daarvan te voeden aan de radikaalreaktor.
20 In een eerste voorkeuruitvoeringsvorm van onderhavige vinding wordt een puls- of blokspanning opgewekt met instelbare frequentie in het gebied van 1 Hz tot 100 GHz, meer bij voorkeur in het gebied van 100 Hz tot 1 Ghz, nog meer bij voorkeur in het gebied van 500 Hz tot 1 MHz en het meest bij voorkeur in de gebieden van 1 kHz tot 30 kHz en / of 30 kHz tot 100 kHz. Het is voor de vakman duidelijk dat voor de opwekking van de 25 blokspanning bijvoorbeeld een 555 timer IC gebruikt kan worden. Vervolgens kan het aldus verkregen signaal met een vermogenstransistor bijvoorbeeld een 2N3055 NPN transistor of een FET worden versterkt en vervolgens omhoog worden getransformeerd door gebruik te maken van een transformator. Bijzonder geschikt als transformator in onderhavige vinding te worden toegepast zijn audiotransformators zoals deze in 30 eindtrappen van buizenversterkers worden toegepast, bobines die in auto's, bromfietsen of motoren worden toegepast en hoogspanningstransformators die in magnetrons worden toegepast. De spanning waarbij uiteindelijk ozon wordt geproduceerd is hoger dan 100 volt, bij voorkeur hoger dan 1 kVolt, nog meer bij voorkeur hoger dan 2 kVolt en het meest bij voorkeur hoger dan 5 kVolt. Het is voor de vakman duidelijk dat voor hogere frequenties 35 andere elektronische apparatuur nodig is en dat bij radiofrequenties gebruik kan worden gemaakt van zendapparatuur in combinatie met een antennetuner. De opgewekte hoogspanning wordt bij voorkeur aangesloten op elektroden in een radikaalreaktor die bij 3 voorkeur tenminste een ingang voor voeding van een fluïdum bevat en een uitgang. De voeding kan bestaan uit een gas of gasmengsel van bijvoorbeeld zoutzuur en / of waterstofbromide en / of waterstofFluoride en / of waterstof]odide en / of ammoniak en / of waterstof en / of stikstof en / of zuurstof en / of zwaveldioxide en / of zwaveltrioxide en / of 5 stikstofmonoxide en / of stikstofdioxide en / of koolmonoxide en / of kooldioxide en / of lucht en / of andere componenten die radikalen kunnen vormen maar niet daartoe beperkt. In het gas(mengsel) kan vloeistof worden gedispergeerd bestaande uit druppels met afmetingen in het gebied van 1 nm tot 1 dm of vloeistofdruppels met daarin gedispergeerd lucht- of dampbellen met een diameter van 1 nm tot 1 mm. De voeding van de radikaalreaktor kan 10 ook uit een mengsel van vloeistof en gas bestaan of uit een damp die zowel radikaalvormend als reaktant is. Als niet limiterend voorbeeld van een radikaalvormende damp en tegelijkertijd reaktant worden zoutzuur en chloorgas genoemd. Een andere klasse van reaktanten die tegelijkertijd ook radikalen kunnen vormen en zelfs ten dele kunnen ontleden indien toegepast in een radikaalreaktor volgens onderhavige vinding zijn 15 organische molekulen. Als niet limiterend voorbeeld van dergelijke organische molekulen worden genoemd: glycerol, esters van glycerol, natuurlijke oliën en vetten zoals zonnebloemolie, lijnzaadolie, palmolie, extracten van algen, sacchariden, polysacchariden, eiwitten, fosfolipiden en DNA. Opgemerkt wordt ook dat de radikaalreaktor een katalysator kan bevatten in de vorm van dragemnateriaal zoals korrels met een zeer groot specifiek 20 oppervlak maar dat deze katalysator ook in de vorm van een sol met de reaktant aan de radikaalreaktor kan worden toegevoegd. Als niet limiterende voorbeelden van katalysatoren worden gouddeeltjes, palladiumdeeltjes, zilverdeettjes, platinadeeltjes, titaniumdeeltjes, nikkeldeeltjes, chroomdeeftjes, koperdeeltjes of deeltjes met een coating of composiet of oxide van deze materialen genoemd. Andere katalysatoren zijn zeoliet en aktieve kool.
2S De amplitude en frequentie van de hoogspanning wordt zodanig ingesteld dat in de radikaalreaktor radikalen worden gevormd. Het is voor de vakman duidelijk dat fijn verdeelde vloestofdruppels in een gas(mengsel) of damp kunnen worden gemaakt door middel van elektrospray technieken of ultrasone trillingen en dat fijn verdeelde damp- of luchtbellen in de vloeistof kunnen worden gemaakt door de vloeistof in de radikaalreaktor 30 bloot te stellen aan ultrasone trillingen. De vloeistofdruppels in de lucht of het gas dan wel de damp- of gasbellen in de vloeistof hebben bij voorkeur een groot specifiek oppervlak i.e., een diameter kleiner dan 1 dm, meer bij voorkeur een diameter kleiner dan 1 mm, nog meer bij voorkeur een diameter kleiner dan 100 micron en het meest bij voorkeur een diameter kleiner dan 10 micron. Het te behandelen fluïdum kan rechtstreeks aan de 35 radikaalreaktor worden gevoed. Indien gewenst kan ook het radikalen bevattende fluïdum dat de radikaalreaktor verlaat in een verblijftijdsreaktor, verderop nareaktor genoemd, in contact worden gebracht met het te behandelen fluïdum. Het reaktieprodukt dat de 4 radikaalreaktor of de nareaktor verlaat kan desgewenst geheel of gedeeltelijk worden gerecirculeerd naar de radikaalreaktor en / of de nareaktor.
In een tweede voorkeuruitvoeringsvorm bestaat de radikaalreaktor uit 2 concentrische elektriciteit geleidende buizen waartussen het fluïdum stroomt. De hoogspanning wordt op 5 de concentrische buizen aangesloten die daardoor als elektrode dienen. Op deze wijze kan een zeer groot elektrisch veld worden aangebracht en wordt het fluïdum op efficiënte wijze behandeld. Het is voor de vakman duidelijk dat op deze wijze de verblijftijdspreiding kan worden beperkt en het elektrisch veld waaraan het fluïdum blootstaat uniform en constant is.
10 In een derde voorkeuruitvoeringsvorm wordt op de elektroden in de radikaalreaktor een gelijkspanning toegepast waarop een wisselspanning wordt gesuperponeerd. In een aantal gevallen worden op deze wijze radikalen met een zeer hoge energie-efficiency geproduceerd.
In een vierde voorkeuruitvoeringsvorm wordt een te behandelen vloeistof door 15 elektrospaying in een gas verdeeld en wordt het aldus verkregen mengsel aan de radikaalreaktor gevoed.
In een vierde voorkeuruitvoeringsvorm wordt een te behandelen vloeistof met behulp van acoestische trillingen waaronder ultrasone trillingen in een gas verdeeld en wordt het aldus verkregen mengsel aan de radikaalreaktor gevoed. De vloeistof kan in het gas worden 20 verdeeld door toepassing van commercieel verkrijgbare transducers (zoals luidsprekers en piezo-elementen) die op een frequentie van 1 kHz tot 100 MHz werken. Bij voorkeur worden transducers toegepast die in het frequentie gebied van 10 kHz tot 1 MHz werken, nog meer bij voorkeur in het frequentiegebied van 10 kHz tot 200 kHz en het meest bij voorkeur in het frequentiegebied tussen 20 kHz en 100 kHz.
25 In een vijfde voorkeuruitvoeringsvorm wordt een gas eerst in de radikaalreaktor behandeld en wordt het aldus verkregen radikaalhoudende gas gedispergeerd in een te behandelen vloeistof door middel van ultrasone trillingen, in het frequentiegebied van 10 kHz tot 100 MHz, die met behulp van commercieel verkrijgbare transducers worden aangebracht. Het radikaalhoudende gas kan ook in de te behandelen vloeistof worden gedispergeerd door 30 toepassing van hydrocyclonen of door opwekking van een vortex in een vloeistof waarbij het gas aan de vortex wordt gevoed.
In een zesde voorkeuruitvoeringsvorm wordt een mengsel van een te behandelen fluïdum en een gas, zoals lucht en zuurstof maar niet daartoe beperkt, eerst met ultrasone trillingen of met hydrocyclonen behandeld en wordt het aldus verkregen mengsel van zeer kleine 35 gasbellen in vloeistof aan de radikaalreaktor gevoed.
In een zevende voorkeuruitvoeringsvorm wordt de radikaalreaktor blootgesteld een drukschommelingen waardoor in de radikaalreaktor damp- of gasbellen ontstaan. Deze 5 dru kschommelingen kunnen bijvoorbeeld worden opgewekt door het stootgewijs openen en sluiten van kleppen of door het aansluiten van de radikaalreaktor op een caviterende pomp. In een negende voorkeururtvoeringsvorm wordt de radikaalreaktor opgewarmd waardoor damp- en / of gasbellen ontstaan.
5 In een achtste voorkeuruitvoeringsvorm wordt de uitgang van de hoogspanningsgenerator aangesloten op 2 parallelle afzonderlijk geïsoleerde elektriciteitsdraden. De draden bestaan bijvoorbeeld uit commercieel verkrijgbare 2 aderige kabel die normaliter wordt toegepast om huishoudelijke apparatuur op het lichtnet aan te sluiten of audiokabel om de uitgang van een versterker aan te sluiten op een luidspreker. Opgemerkt wordt dat de 10 samenstelling van het isolatiemateriaal om de kabel in belangrijke mate de efficiency waarmee ozon kan worden geproduceerd bepaalt. Materialen die in combinatie met onderhavige vinding zeer geschikt zijn om als isolatiemateriaal van de 2 aderige kabel te worden toegepast zijn composieten, mengsels of copolymeren van de volgende polymeren: PVC, polyethyleen, polystyreen, polyvinylacetaat, polyacrylaten, teflon, polyurethaan, 15 polypropyleen, polybutadieen, rubber. Opgemerkt wordt dat ook isolatie van poreuze keramische materialen zeer geschikt zijn om te worden toegepast als isolatie van de 2 aderige kabel. Zodra de electricitertdraden op de uitgang van de hoogspanningsgenerator zijn aangesloten wordt de frequentie van de gepulseerde spanning, de blokspanning of de sinusvormige spanning op een zodanige waarde ingesteld dat een sissend geluid bij de 2 20 parallelle draden hoorbaar is. Het blijkt dat bij deze instelling de produktie van radikalen in veel maar niet alle gevallen het grootst is. Het is voor de vakman duidelijk dat deze waarneming van belang is om de radikaalreaktor op een snelle en goedkope wijze te kunnen instellen en tijdens bedrijf automatisch zodanig bij te stellen dat het energieverbruik per hoeveelheid geproduceerde radikalen minimaal is. De toepassing van een sensor zoals 25 een microfoon, die het sissend geluid dat tijdens de produktie van de radikalen wordt geproduceerd registreert, en middelen bestaande uit hardware en / of software die het verkregen audiosignaal koppelen aan de produktiesnelheid van radikalen maken nadrukkelijk deel uit van onderhavige vinding. Middelen om via een "feedback loop” de radikaalreaktor, al dan niet tijdens bedrijf, continu bij te stellen zodat deze optimaal 30 functioneert en waarbij de amplitude en frequentie(spectrum) van het "sissend geluid" i.e., het audiosignaal dat door de radikaalreaktor tijdens bedrijf wordt geproduceerd en als maat wordt gebruikt voor de produktiesnelheid van ozon, maken nadrukkelijk deel uit van onderhavige vinding. Opgemerkt wordt dat de veldsterkte van het elektrisch en / of magnetisch en / of elektromagnetisch veld, dat wordt geproduceerd bij die instelling waarbij 35 de produktie van ozon maximaal is, kan worden toegepast als maat voor de produktiesnelheid van ozon. Verder wordt opgemerkt dat voor een aantal toepassingen de frequentie en vorm van de toegepaste wisselspanning in de radikaalreaktor in voldoende 6 mate de energie-efFidency van het ozonproduktieproces bepalen. Middelen om de frequentie en de vorm van de toegepaste wisselspanning in te stellen en / of tijdens het bedrijf van de radikaalreaktor continu bij te stellen maken nadrukkelijk deel uit van onderhavige vinding.
5 In een negende voorkeuruitvoeringsvorm wordt in de nabijheid van de radikaalreaktor een gasontladingsbuis geplaatst. Door het sterke elektrische en / of magnetische en / of elektromagnetische veld dat door de radikaalreaktor wordt geproduceerd, zal de gasontladingslamp (zoals een neonbuis, TL-lamp) oplichten. De hoeveelheid licht die de lamp produceert kan als maat dienen voor de hoeveelheid ozon die door de radikaalreaktor 10 wordt geproduceerd. Het is voor de vakman duidelijk dat op eenvoudige wijze door een lichtgevoelige schakeling met een fotodiode of een lichtgevoelige weerstand op deze wijze een regeling kan worden gemaakt om de werking van de radikaalreaktor te optimaliseren. Deze optimalisatie kan eenmalig zijn in het produktieproces van de radikaalreaktor maar kan ook als functionaliteit in het eindprodukt worden aangebracht zodat de radikaalreaktor 15 tijdens bedrijf continu wordt bijgesteld.
In een tiende voorkeuruitvoeringsvorm wordt de radikaalreaktor gebruikt voor desinfectie van lucht. Ter desinfectie wordt de lucht door een radikaalreaktor geleid die een stelsel van parallelle geïsoleerde elektriciteitsdraden bevat. Deze draden kunnen parallel en / of in serie geschakeld zijn en de afstand tussen de parallelle draden varieert van 1 nm tot 1 20 meter, bij voorkeur van 10 micron tot 1 cm meer bij voorkeur van 100 micron tot 5 mm en het meest bij voorkeur van 0.5 mm tot 5 mm. In serie met de radikaalreaktor die voor de desinfectie van lucht dient wordt een inrichting geplaatst waarin een restant aan ozon vernietigd wordt. Dit kan bijvoorbeeld een behuizing met vloeistof zijn waardoorheen de lucht borrelt.
25 Het is voor de vakman duidelijk dat onderhavige vinding kan worden toegepast voor het efficient en zeer gecontroleerd uitvoeren van chemische reakties in reaktoren die zich als propstroomreaktor gedragen. Verder is het voor de vakman duidelijk dat radikaalreaktoren die volgens het principe van onderhavige vinding werken grote voordelen bieden boven systemen waarin radikaalvormende stoffen zoals peroxiden worden toegepast. Zo is 30 veiligheid van een proces met de technologie volgens onderhavige vinding een stuk groter dan processen waarin peroxiden worden toegepast. Verder zijn ook het energieverbruik, de chemicalienkosten, kosten van onderhoud en investeringskosten van de technologie volgens onderhavige vinding lager dan bij toepassing van klassieke processen waarbij radikaalreakties worden uitgevoerd. Het is voor de vakman ook duidelijk dat een aantal 35 chemische processen met de technologie van onderhavige vinding overbodig worden omdat deze processen nu met een radikaalmechanisme kunnen worden uitgevoerd.
Een niet beperkende opsomming van toepassingen van onderhavige vinding voor een 7 aantal produktieprocessen van chemicaliën of produkten wordt in de nu volgende tekst beschreven.
Onderhavige vinding kan worden toegepast voor het chloreren van organische molekulen. Hiertoe worden aan de radikaalreaktor volgens het principe van onderhavige vinding S zoutzuurgas en / of chloorgas en het te chloreren organisch molekuul gevoed. Het organisch molekuul kan als damp aanwezig zijn of als vloeistofdruppels in het gas gedispergeerd zijn. In de reaktor worden onder invloed van de hoogspanning aan het oppervlak van de eletroden radikalen gevormd i.e., waterstofradikalen en / of chloorradikalen en / of organische radikalen. Bijgevolgd worden de organische molekulen 10 gechloreerd. In een bijzondere voorkeuruitvoeringsvorm wordt in de radikaalreaktor de 2 aderige geïsoleerde kabel als elektrode toegepast en vindt de reaktie voor een groot deel aan het oppervlak van de 2 aderige kabel plaats aangezien op deze plek de meeste radikalen worden gevormd. Opgemerkt wordt dat met het principe van onderhavige vinding niet alleen halogeenalkanen uit chloor en alkanen geproduceerd kunnen worden maar dat 15 het ook mogelijk is om alkoholen te chloreren. Een bijzondere toepassing van de technologie volgens onderhavige vinding is de produktie van epichloorhydrine uit glycerol en zoutzuur waarbij de eerste stap i.e., het chloreren van de glycerol onder vorming van dichloorhydrine in de radikaalreaktor volgens het principe van onderhavige vinding wordt uitgevoerd. Bijvoorkeur wordt de hiertoe een buisreaktor met daarin 2 aderige 20 elektriciteitskabel toegepast en wordt het glycerol in de vorm van kleine druppels in het HCI gas gedispergeerd. Het is echter voor de vakman duidelijk dat ook veel andere configuraties mogelijk zijn. Een mogelijkheid die nog wordt genoemd is de toepassing van een vertikaal geplaatste buisreaktor met daarin de 2 aderige kabel als elektrode waarop de hoogspanning is aangesloten. Langs de geïsoleerde kabel stroomt onder invloed van de 25 zwaartekracht een zeer dunne vloeistoffilm van glycerol en in de reaktor bevindt zich zoutzuurgas. Het is voor de vakman duidelijk dat de chlorering op deze wijze zeer efficient plaatsvindt. Tot slot wordt opgemerkt dat voor het chloreren van organische componenten bij onderhavige vinding ook kan worden uitgegaan van een sol van NaCI die aan de radikaalreaktor wordt gevoed. Indien zich naast het NaCI ook waterdamp en lucht in de 30 reaktor bevindt blijken zich chloorradikalen te vormen. Op deze wijze kan op zeer goedkope en efficiënte wijze chlorering plaatsvinden aangezien niet eerst uit NaCI chloorgas of HCI geproduceerd hoeft te worden.
Onderhavige vinding kan ook worden toegepast om uit suikers waaronder polysacchariden milieuvriendelijke chemicaliën te produceren zoals kristalgroeiremmers, scale inhibitors en 35 flocculanten. Hiertoe worden deze stoffen geheel of gedeeltelijk opgelost in water en vervolgens blootgesteld aan radikalen die in de radikaalreaktor zijn geproduceerd. Bij voorkeur worden voor deze toepassing zuurstofradikalen geproduceerd door lucht aan e 8 radikaatreaktor te voeden. De reaktie met de potysacchariden kan zowel in de radikaalreaktor als daarbuiten plaatsvinden. Door reaktie van de sacchariden met de geproduceerde radikalen treedt gedeeltelijke ontleding en / of oxidatie van de macromolekulen op met als gevolg dat milieuvriendelijke componenten met een groot 5 gehalte aan carboxylgroepen worden gevormd die surfactanteigenschappen hebben.
Onderhavige vinding kan ook worden toegepast voor het veredelen van hout. Hiertoe wordt vochtig hout in een buisvormige radikaalreaktor geplaatst en na een verblijftijd van enkele minuten tot enkele dagen is het hout veredeld i.e., vrij van micro-organismen en bestand tegen weersinvloeden.
10 Onderhavige vinding kan ook worden toegepast als radikaalreaktor bij de produktie van PVC, bij emulsiepolymerisatieprocessen voor de produktie van verf op waterbasis en bij de produktie van brandbaar gas uit organisch afval of afvalwater, bij de produktie van katalysator door op een zeer gecontroleerde wijze radikalen waaronder zuurstofradikalen te produceren die vervolgens een oppervlak gecontroleerd etsen en / of modificeren.
15 Het is voor de vakman duidelijk dat het proces volgens onderhavige vinding op zeer eenvoudige wijze opgeschaald kan worden en dat de radikaalreaktoren in analogie met membraanprocessen modulair kunnen worden opgebouwd om samen een fabriek te vormen.
1035555

Claims (49)

1. W/erkwijze of inrichting voor de produktie van radikalen ter behandeling van een fluidum, gekenmerkt door • middelen om een wisselspanning waaronder een blokspanning en een S gepulseerde spanning op te wekken. • middelen om de wisselspanning omhoog te transformeren waarbij gebruik wordt gemaakt van een transformator en / of een afgestemde kring. • een radikaalreaktor waarbinnen een wisselend elektrisch veld wordt opgewekt door de hoogspanning op tenminste een elektrode in de 10 radikaalreaktor aan te sluiten. • middelen om lucht of zuurstof en / of een te behandelen fluidum door de radikaalreaktor te pompen
2. Werkwijze of inrichting volgens conclusie 1 waarbij de wisselspanning een blokspanning is.
3. Werkwijze of inrichting volgens conclusie 1 waarbij de wisselspanning een zaagtandspanning is.
4. Werkwijze of inrichting volgens conclusie 1 waarbij de wisselspanning gepulseerd is en een deltafunctie benaderd.
5. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 4 waarbij 20 de spanning wisselt met een frequentie in het gebied van 1 Hz tot 100 GHz.
6. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 4 waarbij de spanning wisselt met een frequentie in het gebied van 100 Hz tot 1 GHz.
7. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 4 waarbij de spanning wisselt met een frequentie in het gebied van 500 Hz tot 1 MHz.
8. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 4 waarbij de spanning wisselt met een frequentie in het gebied van 1 kHz tot 100 kHz.
9. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 4 waarbij e spanning wisselt met een frequentie in het gebied van 500 Hz tot 20 kHz.
10. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 4 waarbij e 30 spanning wisselt met een frequentie in het gebied van 5 kHz tot 15 kHz.
11. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 10 waarbij de amplitude van de opgewekte hoogspanning groter is dan 100 Volt
12. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 10 waarbij de amplitude van de opgewekte hoogspanning groter is dan 1 kV.
13. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 10 waarbij de amplitude van de opgewekte hoogspanning groter is dan 10 kV
14. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 10 waarbij 1035555 de amplitude van de opgewekte hoogspanning groter is dan 100 kV
15. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 14 waarbij de radikaalreaktor waarin ozon wordt geproduceerd een buisreaktor is bestaande uit 2 concentrische elektriciteit geleidende pijpen waarbij het fluïdum in de ruimte 5 tussen beide pijpen stroomt en waarbij de hoogspanning op beide pijpen is aangesloten.
16. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 14 waarbij de radikaalreaktor waarin ozon wordt geproduceerd een buisreaktor is bestaande uit 2 concentrische elektriciteit geleidende pijpen die zijn voorzien van een isolator 10 en waarbij het fluïdum in de ruimte tussen beide pijpen stroomt en waarbij de hoogspanning op beide pijpen is aangesloten.
17. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 14 waarbij de radikaalreaktor waarin radikalen worden geproduceerd tenminste een stuk 2 aderige kabel en / of 2 parallelle geïsoleerde elektriciteitsdraden bevat waarbij de 15 hoogspanning die door de radikaalreaktor wordt opgewekt op deze 2 aderige kabel wordt aangesloten.
18. Werkwijze of inrichting volgens de voorgaande conclusie 17 waarbij de individuele draden van de 2 aderige kabel en / of de parallele geïsoleerde elektriciteitsdraden zich op een afstand van 1 nm tot 1 meter ten opzichte van elkaar bevinden.
19. Werkwijze of inrichting volgens de voorgaande conclusie 17 waarbij de individuele draden van de 2 aderige kabel en / of de parallele geïsoleerde elektriciteitsdraden zich op een afstand van 10 micron tot 1 cm ten opzichte van elkaar bevinden.
20. Werkwijze of inrichting volgens de voorgaande conclusie 17 waarbij de individuele draden van de 2 aderige kabel en / of de parallele geïsoleerde elektriciteitsdraden 25 zich op een afstand van 100 micron tot 5 mm ten opzichte van elkaar bevinden.
21. Werkwijze of inrichting volgens de voorgaande conclusie 17 waarbij de individuele draden van de 2 aderige kabel en / of de parallele geïsoleerde elektriciteitsdraden zich op een afstand van 0.5 mm tot 5 mm ten opzichte van elkaar bevinden.
22. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 17 t/m 21 30 waarbij een aantal 2 aderige kabels die zich in de radikaalreaktor bevinden in serie en / of parallel wordt geschakeld.
23. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 17 t/m 22 waarbij de radikaalreaktor waarin de radikaalproduktie plaatsvindt een buisreaktor is en waarin de parallelle draden waarop de hoogspanning wordt aangesloten in de 35 lengterichting van de buisreaktor worden aangebracht en in de radikaalreaktor worden geplaatst.
24. Werkwijze of inrichting volgens conclusie 23 waarbij de buisreaktor uit een kunststof slang bestaat waarin de 2 aderige kabel is aangebracht.
25. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 24 waarbij druppels in het fluidum dat aan de radikaalreaktor wordt gevoed worden gedispergeerd door middel van elektrospraytechnieken.
26. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 24 waarbij druppels in het fluidum dat aan de radikaalreaktor wordt gevoed worden gedispergeerd door middel van ultrasone trillingen.
27. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 24 waarbij damp- of gasbellen die aan het fluidum dat aan de radikaalreaktor wondt gevoed in 10 de vloeistof worden gedispergeerd door middel van ultrasone trillingen.
28. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 24 waarbij de damp- of gasbellen die aan het fluidum dat aan de radikaalreaktor wordt gevoed in de vloeistof worden gedispergeerd door middel van drukschommelingen veroorzaakt door een caviterende pomp die op de radikaalreaktor is aangesloten.
29. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 24 waarbij damp- of gasbellen die aan het fluidum dat aan de radikaalreaktor worden gevoed in de vloeistof worden gedispergeerd door middel van drukschommelingen veroorzaakt door kleppen die stootgewijs geopend en gesloten worden.
30. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 30 waarbij 20 tenminste een van de toegepaste elektroden in de radikaalreaktor van een isolatielaag is voorzien.
31. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 16 waarbij de hoogspanning aan de radikaalreaktor wordt gevoed met een enkele draad en de reaktorwand de tegenelektrode vormt.
32. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 31 waarbij de amplitude en / of frequentie van het acoustisch signaal dat tijdens de produktie van ozon in de radikaalreaktor wordt geproduceerd direkt of indirekt met een sensor waaronder een microfoon wordt gekwantificeerd en toegepast om de werking van de radikaalreaktor te optimaliseren.
33. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 31 waarbij een gasontladingslamp waaronder een neonbuis of een TL buis in de nabijheid van de radikaalreaktor of in de radikaalreaktor wordt geplaatst waarna de intensiteit van het door de lamp uitgezonden licht wordt gebruikt als maat voor de efficiency van de radikaalreaktor, zodat de werking van de radikaalreaktor tijdens bedrijf kan worden 35 geoptimaliseerd.
34. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 31 waarbij een veldterktemeter in de nabijheid van de radikaalreaktor of in de radikaalreaktor wordt geplaatst en wordt toegepast om de werking van de radikaalreaktor te optimaliseren.
35. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 31 waarbij een combinatie van een acoustische sensor en / of een gasontladingsbuis en / of 5 een veldsterktemeter worden toegepast om de werking van de radikaalreaktor te optimaliseren.
36. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 35 waarbij op de elektroden een gelijkspanning wordt aangebracht waarop de wisselspanning voor de produktie van ozon wordt gesuperponeerd.
37. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 36 waarbij de radikaalreaktor van energie wordt voorzien door middel van batterijen, oplaadbare batterijen of een accu.
36. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 36 waarbij de radikaalreaktor van energie wordt voorzien door middel van zonnecellen.
39. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 36 waarbij de radikaalreaktor van energie wordt voorzien door middel van een windmolen./
40. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 36 waarbij de radikaalreaktor van energie wordt voorzien door middel van een turbine.
41. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 36 waarbij 20 de radikaalreaktor van energie wordt voorzien door middel van een microbiele brandstofcel.
42. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 36 waarbij de radikaalreaktor van energie wordt voorzien door middel van een brandstofcel.
43. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 36 waarbij 25 de radikaalreaktor van energie wordt voorzien door middel van omgekeerde elektrodialyse.
44. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 36 waarbij de radikaalreaktor van energie wordt voorzien door middel van een turbine.
45. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 44 waarbij 30 de voeding van de radikaalreaktor tenminste uit zoutzuur en glycerol bestaat en waarbij tenminste een deel van het glycerol in de radikaalreaktor wordt omgezet in dichloorhydrine.
46. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 44 waarbij in een buisvormige radikaalreaktor hout wordt veredeld.
47. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 44 waarbij organische molekulen worden gechloreerd in de radikaalreaktor door produktie van chloorradikalen.
48. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 44 waarbij een radikaalpolymerisatie wordt uitgevoerd in de radikaalreaktor.
49. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 44 waarbij brandbaar gas wordt geproduceerd in de radikaalreaktor door lucht en organisch 5 afval aan de reaktor te voeden. 1035555
NL1035555A 2008-06-09 2008-06-09 Werkwijze en inrichting voor de productie van radikalen in chemische processen. NL1035555C2 (nl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1035555A NL1035555C2 (nl) 2008-06-09 2008-06-09 Werkwijze en inrichting voor de productie van radikalen in chemische processen.
PCT/NL2009/050317 WO2009151318A1 (en) 2008-06-09 2009-06-09 Device and method for the production of ozone, radicals and /or uv radiation

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1035555A NL1035555C2 (nl) 2008-06-09 2008-06-09 Werkwijze en inrichting voor de productie van radikalen in chemische processen.
NL1035555 2008-06-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1035555C2 true NL1035555C2 (nl) 2009-12-10

Family

ID=41600247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1035555A NL1035555C2 (nl) 2008-06-09 2008-06-09 Werkwijze en inrichting voor de productie van radikalen in chemische processen.

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL1035555C2 (nl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109761304A (zh) * 2019-03-05 2019-05-17 成都科衡环保技术有限公司 用于水处理的微波等离子体发生模块、反应器及其应用

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2867573A (en) * 1956-08-07 1959-01-06 Research Corp Production of oxidizing liquids
US4382044A (en) * 1979-03-05 1983-05-03 Carroll Shelby Water purification system employing ozone injection
DE3215370A1 (de) * 1982-04-24 1983-11-03 Böger-Kommerz KG, 6204 Taunusstein Glasroehre zur erzeugung von einem ozon-sauerstoffgemisch
US4495043A (en) * 1980-03-06 1985-01-22 Trailigaz, Compagnie Generale De L'ozone Process for supplying electric power to an ozonizer
DE3724639A1 (de) * 1987-07-25 1988-09-15 M Prof Dipl Ing Fender Regelbare wechselstromquelle zur ozonerzeugung
US4954321A (en) * 1989-02-24 1990-09-04 Scott Jensen Industries, Inc. Method and apparatus for ozone generation
US6027700A (en) * 1996-07-02 2000-02-22 Fuji Electric Co., Ltd. Ozone production facilities and method of their operation
BE1014446A6 (fr) * 2001-11-05 2003-10-07 Patti Antonino Generateur de production d'ozone a usage therapeutique.
WO2004054934A1 (en) * 2002-12-18 2004-07-01 Vatrella Ab Device for providing ozone to a liquid, and system and method for treating a liquid with ozone
JP2004268003A (ja) * 2003-03-06 2004-09-30 Masayuki Sato 水中放電プラズマ方法及び液体処理装置
US20070170123A1 (en) * 2004-03-16 2007-07-26 Stanley Phillips Apparatus for generating ozone and/or o1 using a high energy plasma discharge

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2867573A (en) * 1956-08-07 1959-01-06 Research Corp Production of oxidizing liquids
US4382044A (en) * 1979-03-05 1983-05-03 Carroll Shelby Water purification system employing ozone injection
US4495043A (en) * 1980-03-06 1985-01-22 Trailigaz, Compagnie Generale De L'ozone Process for supplying electric power to an ozonizer
DE3215370A1 (de) * 1982-04-24 1983-11-03 Böger-Kommerz KG, 6204 Taunusstein Glasroehre zur erzeugung von einem ozon-sauerstoffgemisch
DE3724639A1 (de) * 1987-07-25 1988-09-15 M Prof Dipl Ing Fender Regelbare wechselstromquelle zur ozonerzeugung
US4954321A (en) * 1989-02-24 1990-09-04 Scott Jensen Industries, Inc. Method and apparatus for ozone generation
US6027700A (en) * 1996-07-02 2000-02-22 Fuji Electric Co., Ltd. Ozone production facilities and method of their operation
BE1014446A6 (fr) * 2001-11-05 2003-10-07 Patti Antonino Generateur de production d'ozone a usage therapeutique.
WO2004054934A1 (en) * 2002-12-18 2004-07-01 Vatrella Ab Device for providing ozone to a liquid, and system and method for treating a liquid with ozone
JP2004268003A (ja) * 2003-03-06 2004-09-30 Masayuki Sato 水中放電プラズマ方法及び液体処理装置
US20070170123A1 (en) * 2004-03-16 2007-07-26 Stanley Phillips Apparatus for generating ozone and/or o1 using a high energy plasma discharge

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109761304A (zh) * 2019-03-05 2019-05-17 成都科衡环保技术有限公司 用于水处理的微波等离子体发生模块、反应器及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105198035B (zh) 变频功率超声调控水下密集气泡介质阻挡放电反应器
JP6243122B2 (ja) 液体にプラズマ粒子を当てるための方法及び装置、並びに水を殺菌するための使用
US4877588A (en) Method and apparatus for generating ozone by corona discharge
US20100219136A1 (en) Fluid treatment using plasma technology
CN102642913B (zh) 常压液膜式气泡放电等离子体反应装置
KR100932377B1 (ko) 고밀도 수중 플라즈마 토치를 이용한 수질정화방법
WO2010079351A3 (en) Plasma microreactor apparatus, sterilisation unit and analyser
JP5638678B1 (ja) 液中誘電体バリア放電プラズマ装置および液体浄化システム
NL1035555C2 (nl) Werkwijze en inrichting voor de productie van radikalen in chemische processen.
JP6040506B2 (ja) アルギン酸の分解方法とアルギン酸および/またはその誘導体からなる組成物
JP5190834B2 (ja) 気泡発生方法
WO2019197649A1 (en) Ballast water treatment apparatus and ballast water treatment system
JP3142660B2 (ja) グロー放電プラズマ発生用電極及びこの電極を用いた反応装置
JP2015056407A (ja) 液中プラズマ生成装置
NL1035556C2 (nl) Werkwijze en inrichting voor de productie van ozon ter behandeling van een fluïdum.
JP2015056407A5 (nl)
JP2007203147A (ja) 水処理方法およびオゾン水
JP2016056167A (ja) 有機物合成方法
JP2010264433A (ja) 超音波・光化学ハイブリッド反応装置
RU2381989C2 (ru) Электродная система генератора озона
CN212741032U (zh) 一种高频超声降解水中全氟辛烷磺酸的装置
WO2009151318A1 (en) Device and method for the production of ozone, radicals and /or uv radiation
Kusano et al. Influence of ultrasonic irradiation on ozone generation in a dielectric barrier discharge
US20030006131A1 (en) Method and device for controlling ozone production rate by using dual frequency
NL1042661B1 (en) Method and device for producing ozone

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
SD Assignments of patents

Effective date: 20100630

V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20140101