RU2033962C1 - Device for nonselfmaintained discharge for generation of ozone and comprehensive water purification - Google Patents

Device for nonselfmaintained discharge for generation of ozone and comprehensive water purification Download PDF

Info

Publication number
RU2033962C1
RU2033962C1 SU4950162/26A SU4950162A RU2033962C1 RU 2033962 C1 RU2033962 C1 RU 2033962C1 SU 4950162/26 A SU4950162/26 A SU 4950162/26A SU 4950162 A SU4950162 A SU 4950162A RU 2033962 C1 RU2033962 C1 RU 2033962C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
discharge
electron beam
electrodes
parallel
working gas
Prior art date
Application number
SU4950162/26A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Сиротинкин
И.А. Туманов
В.Ф. Шанский
В.Б. Шапиро
Original Assignee
Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им.Д.В.Ефремова
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 Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им.Д.В.Ефремова filed Critical Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им.Д.В.Ефремова
Priority to SU4950162/26A priority Critical patent/RU2033962C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2033962C1 publication Critical patent/RU2033962C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: systems for purification and disinfection of sewage and drinkable water. SUBSTANCE: device has ionizer - electron accelerator, discharge gap - gas-discharge chamber, electrodes of discharge gap and dielectric structure. Discharge gap electrodes are made of a set of lattices passing working gas and electron beam. Lattices are connected by pairs to opposite poles of power supply source with grounded midpoint and installed with their planes parallel to gas flow and across axis of electron beam, or parallel to working gas flow and parallel to axis of electron beam, or perpendicular to working gas flow and parallel to axis of electron beam. In this case, outlet foil window of accelerator has grounded lattice which passes electrons. End face of gas discharge chamber is made in form of grounded wall of channel for conveying water. EFFECT: higher efficiency. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к технике несамостоятельного газового разряда, нашедшего широкое применение в электроионизационных лазерах и используемого в генераторах озона с несамостоятельным разрядом, и может обеспечить комплексную очистку сточной и питьевой вод. The invention relates to the technique of non-self-sustained gas discharge, which is widely used in electroionization lasers and used in non-self-sustained ozone generators, and can provide a comprehensive treatment of wastewater and drinking water.

Основным параметром, определяющим эффективность работы генераторов озона, является энергетический выход озона, т.е. количество озона, получаемого за счет расхода единицы энергии. The main parameter determining the efficiency of ozone generators is the energy output of ozone, i.e. the amount of ozone produced by consuming a unit of energy.

По этому показателю лучшие параметры у озонаторов с использованием пучков быстрых электронов (до 7 эВ/молек.), но с учетом эффективности преобразования энергии от первичного ее источника, составляющей 10-30% технической сложности и дороговизны создания ускорителей электронов с большой выходной мощностью предпочтительно генерирование озона в несамостоятельном разряде, контролируемом электронным пучком [1-3]
Известна установка для генерации озона на основе несамостоятельного разряда, контролируемого электронным пучком [4] Установка содержит устройство ионизации (УИ) ускоритель электронов, разрядный промежуток газоразрядную камеру (ГРК) с продольным разрядом, перфорированные отверстиями электроды разрядного промежутка, пропускающие рабочий газ, а со стороны катода электронный пучок УИ. Напряжение разряда приложено к аноду ГРК. Исследования разряда на этой установке показали, что выход озона резко возрастает при напряженностях поля в ГРК Е/р>10 кВ/см.
According to this indicator, ozonizers have the best parameters using beams of fast electrons (up to 7 eV / molecule), but taking into account the efficiency of energy conversion from its primary source, which is 10-30% of the technical complexity and high cost of creating electron accelerators with a large output power, it is preferable to generate ozone in a non-self-sustained discharge controlled by an electron beam [1-3]
A known installation for generating ozone based on a non-self-sustained electron-beam-controlled discharge [4] The apparatus comprises an ionization device (IU) an electron accelerator, a discharge gap a gas discharge chamber (GRC) with a longitudinal discharge, perforated discharge gap electrodes passing through the working gas, and from the side cathode electron beam UI. The discharge voltage is applied to the anode of the GRK. The discharge studies at this facility showed that the ozone yield increases sharply with field strengths in the gas distribution complex E / p> 10 kV / cm.

Однако для промышленного генератора озона на основе несамостоятельного разряда необходимо прикладывать на электроды ГРК напряжение в несколько десятков киловольт, а для повышения электропрочности профилировать электроды. Все это усложняет конструкцию ГРК и системы питания разряда. Кроме того, использование установки с несамостоятельным разрядом, контролируемым электронным пучком, для очистки воды только озонированием представляется недостаточным. However, for an industrial ozone generator based on a non-self-sustained discharge, it is necessary to apply a voltage of several tens of kilovolts to the electrodes of the gas distribution complexes, and to increase the electric strength, profile electrodes. All this complicates the design of the gas distribution system and the discharge power system. In addition, the use of an installation with a non-self-contained discharge controlled by an electron beam for water purification only by ozonation seems insufficient.

Целью изобретения является повышение производительности и надежности работы, радиационная обработка воды. The aim of the invention is to increase productivity and reliability, radiation treatment of water.

Для этого в устройстве с несамостоятельным разрядом для генерации озона и комплексной очистки воды, содержащем устройство ионизации, выполненное в виде ускорителя электронов, газоразрядную камеру с электродами и диэлектрическими стенками, электроды выполнены из набора решеток, пропускающих рабочий газ и электронный пучок, подключенных попарно к противоположным полюсам источника питания с заземленной средней точкой, установленных своими плоскостями параллельно потоку рабочего газа и поперек оси электронного пучка, при этом выводное фольговое окно ускорителя снабжено заземленной, пропускающей электроны решеткой, а торец газоразрядной камеры выполнен в виде заземленной стенки канала для транспортирования воды. To do this, in a device with a non-self-contained discharge for generating ozone and complex water purification, containing an ionization device made in the form of an electron accelerator, a gas discharge chamber with electrodes and dielectric walls, the electrodes are made of a set of gratings that pass the working gas and the electron beam connected in pairs to the opposite the poles of the power source with a grounded midpoint installed with their planes parallel to the flow of the working gas and across the axis of the electron beam, while the output the foil window of the accelerator is equipped with a grounded, electron-passing grating, and the end of the gas-discharge chamber is made in the form of a grounded channel wall for transporting water.

В устройстве электроды разрядного промежутка могут быть выполнены из набора решеток, установленных своими плоскостями параллельно потоку рабочего газа и параллельно оси электронного пучка. In the device, the electrodes of the discharge gap can be made of a set of gratings installed with their planes parallel to the flow of the working gas and parallel to the axis of the electron beam.

В устройстве электроды разрядного промежутка могут быть выполнены из набора решеток, установленных своими плоскостями перпендикулярно потоку рабочего газа и параллельно оси электронного пучка. In the device, the electrodes of the discharge gap can be made of a set of gratings installed with their planes perpendicular to the flow of the working gas and parallel to the axis of the electron beam.

К отличительным признакам предлагаемого изобретения можно отнести: использование многоэлектродной системы разряда с напряжением относительно заземленных элементов конструкции вдвое меньше, чем между электродами и общим небольшим напряжением источника питания, поперечную ионизацию газа при продольном по потоку газа разряде между электродами, а также транспортировку очищаемой воды под воздействием жесткого рентгеновского излучения. The distinguishing features of the present invention include: the use of a multi-electrode discharge system with a voltage relative to the grounded structural elements is half that between the electrodes and the general small voltage of the power source, transverse ionization of the gas during a longitudinal discharge of gas between the electrodes, as well as the transportation of purified water under the influence hard x-ray radiation.

На фиг.1-6 схематично показаны различные варианты выполнения устройства. Figure 1-6 schematically shows various embodiments of the device.

Устройство содержит газоразрядную камеру, состоящую из предохранительной решетки 1, диэлектрических стенок 3 и стенки канала 4 для транспортировки воды, а также устройство ионизации, выполненное в виде ускорителя 2 электронов, герметично состыкованное с предохранительной решеткой 1 и диэлектрическими стенками 3. Также герметично состыкована с диэлектрическими стенками 3 стенка канала 4 транспортировки воды. Электродные решетки 5 закреплены в диэлектрических стенках 3 и попарно подсоединены к противоположным полюсам источника питания разряда с заземленной средней точкой 6. Герметичная система прокачки рабочего газа, смеситель воды и озона и другие элементы устройства для комплексной очистки воды на фиг.1-6 не показаны. The device comprises a gas discharge chamber, consisting of a safety grating 1, dielectric walls 3 and a channel wall 4 for transporting water, as well as an ionization device made in the form of an electron accelerator 2, hermetically connected to a safety grating 1 and dielectric walls 3. It is also hermetically connected to dielectric walls 3 wall of the channel 4 water transport. The electrode gratings 5 are fixed in the dielectric walls 3 and are connected in pairs to the opposite poles of the discharge power source with a grounded midpoint 6. The hermetic system for pumping working gas, a water and ozone mixer, and other elements of a complex water treatment device are not shown in FIGS.

Устройство работает следующим образом. Широкоапертурный пучок ускоренных электронов из ускорителя 2, проходя предохранительную решетку 1 и электродные решетки 5, производит ионизацию рабочего газа в каждом разрядном промежутке. От приложенного к электродным решеткам 5 напряжения между ними загорается несамостоятельный объемный разряд. Неравновесность, необходимая для генерации озона, создается как быстрыми электронами, так и разрядом. The device operates as follows. A wide-aperture beam of accelerated electrons from accelerator 2, passing through the safety grating 1 and electrode gratings 5, ionizes the working gas in each discharge gap. From the voltage applied to the electrode arrays 5, a non-self-contained volume discharge lights up between them. The imbalance required for ozone generation is created by both fast electrons and discharge.

Необходимым условием высокой производительности установки для продуцирования озона является напряженность электрического поля разряда, превышающая 10 кВ/см. В сравнительно небольшом промежутке в поле, приближенном к электрическому полю плоского конденсатора, эта цель достигается легче. К тому же вполне возможно обойтись источником питания на сравнительно низкое напряжение. Сочетание плюса и минуса на средних электродных решетках 5 позволяет удвоить напряжение между электродами по сравнению с необходимым по изоляции на землю. Предохранительная решетка 1 замыкает разрядную зону до фольги ускорителя электронов. Жесткое тормозное рентгеновское излучение воздействует на биологические составляющие очищаемой воды. При установке дополнительной заземленной решетки перед стенкой канала для транспортировки воды возможно ламинарное истечение очищаемой воды под прямым воздействием пучка электронов, что позволяет углубить процесс очистки воды. A prerequisite for the high performance of the installation for ozone production is the electric field strength of the discharge exceeding 10 kV / cm. In a relatively small gap in the field close to the electric field of a flat capacitor, this goal is achieved more easily. In addition, it is quite possible to dispense with a relatively low voltage power source. The combination of plus and minus on the middle electrode grids 5 allows you to double the voltage between the electrodes compared with the required insulation to earth. The safety grill 1 closes the discharge zone to the foil of the electron accelerator. Hard inhibitory x-rays affect the biological components of the treated water. When installing an additional grounded grating in front of the channel wall for transporting water, laminar outflow of the treated water is possible under the direct influence of an electron beam, which allows you to deepen the process of water purification.

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО С НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНЫМ РАЗРЯДОМ ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ОЗОНА И КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ, содержащее устройство ионизации, выполненное в виде ускорителя электронов, газоразрядную камеру с электродами и диэлектрическими стенками, отличающееся тем, что электроды выполнены из набора решеток, пропускающих рабочий газ и электронный пучок, подключенных попарно к противоположным полюсам источника питания с заземленной средней точкой, установленных своими плоскостями параллельно потоку рабочего газа и поперек оси электронного пучка, при этом выводное фольговое окно ускорителя снабжено заземленной пропускающей электроны решеткой, а торец газоразрядной камеры выполнен в виде заземленной стенки канала для транспортировки воды. 1. DEVICE WITH AN INDEPENDENT DISCHARGE FOR OZONE GENERATION AND COMPLEX WATER PURIFICATION, containing an ionization device made in the form of an electron accelerator, a gas discharge chamber with electrodes and dielectric walls, characterized in that the electrodes are made of a set of gratings that pass the working gas and the electron beam, in pairs to the opposite poles of the power supply with a grounded midpoint installed with their planes parallel to the flow of the working gas and across the axis of the electron beam, at The output foil window of the accelerator is equipped with a grounded electron-transmission grating, and the end of the gas-discharge chamber is made in the form of a grounded wall of the channel for transporting water. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроды разрядного промежутка выполнены из набора решеток, установленных своими плоскостями параллельно потоку рабочего газа и параллельно оси электронного пучка. 2. The device according to claim 1, characterized in that the electrodes of the discharge gap are made of a set of gratings installed with their planes parallel to the flow of the working gas and parallel to the axis of the electron beam. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроды разрядного промежутка выполнены из набора решеток, установленных своими плоскостями перпендикулярно к потоку рабочего газа и параллельно оси электронного пучка. 3. The device according to claim 1, characterized in that the electrodes of the discharge gap are made of a set of gratings installed with their planes perpendicular to the flow of the working gas and parallel to the axis of the electron beam.
SU4950162/26A 1991-06-03 1991-06-03 Device for nonselfmaintained discharge for generation of ozone and comprehensive water purification RU2033962C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4950162/26A RU2033962C1 (en) 1991-06-03 1991-06-03 Device for nonselfmaintained discharge for generation of ozone and comprehensive water purification

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4950162/26A RU2033962C1 (en) 1991-06-03 1991-06-03 Device for nonselfmaintained discharge for generation of ozone and comprehensive water purification

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2033962C1 true RU2033962C1 (en) 1995-04-30

Family

ID=21581728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4950162/26A RU2033962C1 (en) 1991-06-03 1991-06-03 Device for nonselfmaintained discharge for generation of ozone and comprehensive water purification

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2033962C1 (en)

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Филиппов Ю.В. и др. Электросинтез азона. М.: МГУ, 1987. *
2. Клоповский и др. ХВЭ, 1985, т.19, N 4, с.379. *
3. Персианцев И.Г. и др. Исследования процессов получения озона в несамостоятельном разряде в воздухе и кислороде. ХВЭ, 1985, т.19, N 4. *
4. Бодакин Л.В. и др. Экспериментальные исследования синтеза озона в несамостоятельном разряде. - Тезисы докладов на IV Всесоюзной конференции "Взаимодействие излучения плазменных и электронных источников с веществом", Пржевальск, 1990. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Eliasson et al. UV excimer radiation from dielectric-barrier discharges
Zhang et al. Efficient excimer ultraviolet sources from a dielectric barrier discharge in rare‐gas/halogen mixtures
Eliasson et al. Modeling and applications of silent discharge plasmas
Zhang et al. Efficient XeI* excimer ultraviolet sources from a dielectric barrier discharge
US4086152A (en) Ozone concentrating
EP0000738B1 (en) An air purifier of the regenerating type.
US20080056934A1 (en) Diffusive plasma air treatment and material processing
Pinnaduwage et al. H− formation in laser-excited molecular hydrogen
US4095115A (en) Ozone generation apparatus and method
WO2015037565A1 (en) Method for synthesizing organic matter and submerged plasma device
US4152603A (en) Device for the production of ozone
Sumida et al. X‐ray‐preionized high‐pressure KrF laser
CA1268242A (en) Apparatus and method for uniform ionization of high pressure gaseous media
RU2033962C1 (en) Device for nonselfmaintained discharge for generation of ozone and comprehensive water purification
US20190287763A1 (en) Diffusive plasma air treatment and material processing
JP2569739B2 (en) Oxygen atom generation method and apparatus
Cleland et al. The prospects for very high-power electron accelerators for processing bulk materials
JPS632884B2 (en)
Somalwar et al. Advance method for calculating ozone chamber parameters
US4716295A (en) Ion beam generator
KR200288954Y1 (en) Ozonizer
Baranov et al. High-power, high-pressure pulsed CO2 lasers and their applications
JP2002274814A (en) Ozone-generating device
Tarasenko et al. Energy parameters and stability of the discharge in a nonchain, self-sustained-discharge-pumped HF laser
RU65041U1 (en) Ozone Generator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050604