RU2234971C2 - Method of neutralizing ozone in gas media - Google Patents

Method of neutralizing ozone in gas media Download PDF

Info

Publication number
RU2234971C2
RU2234971C2 RU2000127364/15A RU2000127364A RU2234971C2 RU 2234971 C2 RU2234971 C2 RU 2234971C2 RU 2000127364/15 A RU2000127364/15 A RU 2000127364/15A RU 2000127364 A RU2000127364 A RU 2000127364A RU 2234971 C2 RU2234971 C2 RU 2234971C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ozone
gas
electric field
neutralizing
gas media
Prior art date
Application number
RU2000127364/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000127364A (en
Inventor
В.Д. Исаков (RU)
В.Д. Исаков
Original Assignee
Государственное предприятие Научно-исследовательский институт машиностроения
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 Государственное предприятие Научно-исследовательский институт машиностроения filed Critical Государственное предприятие Научно-исследовательский институт машиностроения
Priority to RU2000127364/15A priority Critical patent/RU2234971C2/en
Publication of RU2000127364A publication Critical patent/RU2000127364A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2234971C2 publication Critical patent/RU2234971C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: gas treatment.
SUBSTANCE: invention relates to using gas electrochemistry for neutralization of residual ozone. In particular, ozone is affected by light emission in high-frequency electric field using cold plasma for 0.5 to 1.0 sec. Gas mixture is then passed through carbon filter.
EFFECT: reduced power inputs, avoided use of catalysts, and simplified structure of equipment.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области газовой электрохимии, в частности к способам разложения озона в отработанной смеси после озонирования хозяйственно-питьевой и технической вод, промышленно-сточных вод, а также может быть использовано в химической, фармацевтической, металлургической, целлюлозно-бумажной и др. отраслях промышленности, проводящих очистку газовых смесей от озона.The invention relates to the field of gas electrochemistry, in particular to methods for the decomposition of ozone in the spent mixture after ozonation of potable and industrial water, industrial wastewater, and can also be used in chemical, pharmaceutical, metallurgical, pulp and paper and other industries carrying out the purification of gas mixtures from ozone.

Известен каталитический способ очистки газов от озона на катализаторе, состоящем из платины или палладия на активной окиси алюминия, процесс ведут при температуре от 95 до 130°C и объемной скорости газа 9000-30000 ч [1].A known catalytic method for the purification of gases from ozone on a catalyst consisting of platinum or palladium on active alumina, the process is conducted at a temperature of from 95 to 130 ° C and a gas volume velocity of 9000-30000 h [1].

Недостатками указанного способа являются использование дорогостоящих редких металлов и нагрев катализатора электронагревателями, потребляющими большое количество энергии (35 Вт/м3). Процесс инерционен, выход на тепловой режим устройства занимает значительное (до нескольких часов) время.The disadvantages of this method are the use of expensive rare metals and heating the catalyst with electric heaters that consume a large amount of energy (35 W / m 3 ). The process is inertial; it takes a considerable time (up to several hours) to reach the thermal mode of the device.

Известен способ обработки отработанного озона с целью его нейтрализации с помощью электричества без электронагревателей. Газы, содержащие отработанный озон, пропускают над фотокатализатором при действии на катализатор светового излучения в электрическом поле. Фотокатализатор производит излучение определенной длины волны, достаточное для разложения озона. Световое излучение в электрическом поле получают свечой или искровым преобразователем. Для увеличения времени контакта применяются лабиринтные каналы [2].A known method of processing spent ozone in order to neutralize it using electricity without electric heaters. Gases containing spent ozone are passed over the photocatalyst when exposed to light catalyst in an electric field. The photocatalyst produces radiation of a certain wavelength, sufficient for the decomposition of ozone. Light radiation in an electric field is obtained by a candle or spark converter. To increase the contact time, labyrinth channels are used [2].

Недостатком известного способа является сложность изготовления устройства, его реализующего. При мелкосерийном производстве цена на данное устройство будет непомерно высока.The disadvantage of this method is the complexity of manufacturing a device that implements it. With small-scale production, the price of this device will be prohibitive.

Целью изобретения является: значительное снижение энергозатрат на 1 м3 обрабатываемого газа, отказ от использования редких металлов (от катализаторов) и конструктивная простота устройств, реализующих предлагаемый способ.The aim of the invention is: a significant reduction in energy consumption per 1 m 3 of treated gas, the rejection of the use of rare metals (catalysts) and the structural simplicity of devices that implement the proposed method.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе нейтрализации озона в газовых смесях, заключающемся в обработке озона световым излучением в электрическом поле, обработку озона проводят в высокочастотном электрическом поле холодной плазмой. Для полной нейтрализации озона обрабатываемый газ пропускают через угольный фильтр.This goal is achieved by the fact that in the known method of neutralizing ozone in gas mixtures, which consists in treating ozone with light radiation in an electric field, the ozone is processed in a high-frequency electric field with cold plasma. To completely neutralize ozone, the treated gas is passed through a charcoal filter.

Предлагаемый способ реализуется на устройстве, показанном на приведенных чертежах. На фиг. 1 показан продольный разрез, на фиг. 2 - поперечное сечение в зоне перегородки.The proposed method is implemented on the device shown in the drawings. In FIG. 1 shows a longitudinal section, FIG. 2 is a cross section in the area of the partition.

Устройство состоит из камеры 1 с входным патрубком 2 для подачи отработанной озоно-газовой смеси. В камере 1 установлена термостойкая перегородка 3 с окном 4, образующая реакционную зону. Свеча 5 и электрод 6 с электроподводами 7 составляют рабочий элемент электрической части устройства, создающей канал высокочастотного электрического разряда, являющегося источником холодной плазмы. Угольный фильтр, состоящий из корпуса 8, загруженного углем 9, с помощью трубы 10 сообщается с камерой 1, из которой поступает обработанная в электрическом поле газовая смесь. После фильтра через патрубок 11 газовая смесь, нейтрализованная по предлагаемому способу, сбрасывается в окружающую среду.The device consists of a chamber 1 with an inlet pipe 2 for supplying the spent ozone-gas mixture. In the chamber 1, a heat-resistant partition 3 with a window 4 is installed, forming a reaction zone. Candle 5 and electrode 6 with electric leads 7 constitute a working element of the electrical part of the device, which creates a channel of high-frequency electric discharge, which is a source of cold plasma. The carbon filter, consisting of a housing 8 loaded with coal 9, is connected via a pipe 10 to a chamber 1 from which a gas mixture processed in an electric field is supplied. After the filter through the pipe 11, the gas mixture neutralized by the proposed method is discharged into the environment.

Способ нейтрализации озона осуществляется следующим образом.The method of neutralizing ozone is as follows.

Со стороны входа перегородка 3 имеет прямоугольное окно 4 высотой 10 мм и длиной 30...50 мм. На одной из малых сторон окна расположен торец электрода 6, а на другом - плоский торец свечи 5 диаметром 10 мм. Между электродом и свечой создается канал высокочастотного электрического разряда с холодной плазмой (Т~5000К) диаметром 10 мм и происходит ионизация воздуха.From the entrance side, the partition 3 has a rectangular window 4 with a height of 10 mm and a length of 30 ... 50 mm. The electrode end 6 is located on one of the small sides of the window, and the flat end of the candle 5 with a diameter of 10 mm is located on the other. Between the electrode and the candle, a channel of high-frequency electric discharge with a cold plasma (T ~ 5000K) with a diameter of 10 mm is created and air is ionized.

Из химической физики известно, что диссоциация молекулы кислорода происходит при столкновении ее с электроном, обладающим энергией в (5,084 эВ), т.е. О2+е(5,084 эВ)→O+O с последующим образованием озона О2+О→О3. Диссоциация молекулы озона происходит при столкновении ее с электроном обладающим энергией в (2,26 эВ), т.е. О3+е(2,26 эВ)→O2+O с последующим образованием кислорода О+О→О2. Озон термически неустойчив, быстрый распад наступает при температуре 100°С. Время жизни O3 при температуре, равной 200°C, составляет примерно одну секунду [3].It is known from chemical physics that the dissociation of an oxygen molecule occurs when it collides with an electron with an energy of (5.084 eV), i.e. O 2 + e (5.084 eV) → O + O followed by the formation of ozone O 2 + O → O 3 . Dissociation of the ozone molecule occurs when it collides with an electron with an energy of (2.26 eV), i.e. O 3 + e (2.26 eV) → O 2 + O followed by the formation of oxygen O + O → O 2 . Ozone is thermally unstable, rapid decay occurs at a temperature of 100 ° C. The lifetime of O 3 at a temperature of 200 ° C is approximately one second [3].

Время пребывания обрабатываемой озоно-газовой смеси в камере желательно 0,5-1,0 с. Это время можно получить, например, за счет подбора длины окна и объема камеры.The residence time of the treated ozone-gas mixture in the chamber is preferably 0.5-1.0 s. This time can be obtained, for example, by selecting the window length and camera volume.

Часть озона диссоциирует от столкновения с электронами, обладающими энергией (2,26 эВ<е<5,0 эВ), другая часть озона распадается от термического нагрева.Part of the ozone dissociates from collisions with electrons with energy (2.26 eV <e <5.0 eV), another part of the ozone decays due to thermal heating.

Образовавшиеся радикалы кислороде O в цилиндрической части за окном объединяются в молекулы кислорода О+O→O2. "Проскок" радикала кислорода O через цилиндрическую часть камеры 1 теоретически возможен, поэтому, для гарантии полной нейтрализации озона камера 1 соединяется трубой 10 с корпусом 8 фильтра, наполненного обыкновенным углем 9, где уголь окисляется радикалами кислорода O.The radicals formed by oxygen O in the cylindrical part outside the window are combined into oxygen molecules O + O → O 2 . A “slip” of the oxygen radical O through the cylindrical part of chamber 1 is theoretically possible, therefore, to guarantee complete neutralization of ozone, chamber 1 is connected by a pipe 10 to the filter housing 8 filled with ordinary coal 9, where the coal is oxidized by oxygen radicals O.

Процесс нейтрализации озона согласно предлагаемому способу поддается регулированию и оптимизации. Например, при малой концентрации остаточного озона можно снизить энергию разряда в высокочастотном электрическом поле или увеличить расход обрабатываемого газа. Оптимальные параметры устанавливаются по результатам контроля остаточного озона.The ozone neutralization process according to the proposed method can be regulated and optimized. For example, with a low concentration of residual ozone, it is possible to reduce the discharge energy in a high-frequency electric field or increase the flow rate of the treated gas. Optimal parameters are established based on the results of monitoring residual ozone.

Оборудование, предназначенное для реализации способа, компактно, удобно в эксплуатации и не требует больших финансовых затрат.Equipment designed to implement the method is compact, convenient to operate and does not require large financial costs.

Использованные источникиUsed sources

1. Патент РФ №1603562 (з. №4433126/26 от 30.05.88 г.). Способ очистки газов от озона, МПК В 01 D 53/66.1. RF patent No. 1603562 (c. No. 4433126/26 of 05/30/88). The method of purification of gases from ozone, IPC B 01 D 53/66.

2. Патент Японии №4-5485 (з. №62-139860 от 05.06.87 г.). Способ обработки отработанного озона. МПК В 01 D 53/36.2. Japan patent No. 4-5485 (z. No. 62-139860 from 05.06.87). The method of processing spent ozone. IPC B 01 D 53/36.

3. Химическая энциклопедия. Научное издательство "Большая Российская энциклопедия", М., 1992, т.3, с.332-333.3. Chemical encyclopedia. Scientific publishing house "Big Russian Encyclopedia", M., 1992, v.3, p.332-333.

Claims (2)

1. Способ нейтрализации озона в газовых смесях, заключающийся в обработке озона световым излучением в электрическом поле, отличающийся тем, что обработку проводят в высокочастотном электрическом поле холодной плазмой в течение 0,5-1,0 с.1. The method of neutralizing ozone in gas mixtures, which consists in treating ozone with light radiation in an electric field, characterized in that the treatment is carried out in a high-frequency electric field with cold plasma for 0.5-1.0 s. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработанный газ пропускают через угольный фильтр.2. The method according to claim 1, characterized in that the treated gas is passed through a carbon filter.
RU2000127364/15A 2000-10-31 2000-10-31 Method of neutralizing ozone in gas media RU2234971C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000127364/15A RU2234971C2 (en) 2000-10-31 2000-10-31 Method of neutralizing ozone in gas media

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000127364/15A RU2234971C2 (en) 2000-10-31 2000-10-31 Method of neutralizing ozone in gas media

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000127364A RU2000127364A (en) 2002-10-20
RU2234971C2 true RU2234971C2 (en) 2004-08-27

Family

ID=33412010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000127364/15A RU2234971C2 (en) 2000-10-31 2000-10-31 Method of neutralizing ozone in gas media

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2234971C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2006310457B2 (en) Combined treatment of gaseous effluents by cold plasma and photocatalysis
US6391272B1 (en) Method for exhaust gas decontamination
Kohno et al. Destruction of volatile organic compounds used in a semiconductor industry by a capillary tube discharge reactor
KR100522515B1 (en) Discharge electrode and photonic catalyst reactor
US5458748A (en) Coronal-catalytic apparatus and method for NOx reduction
US6139694A (en) Method and apparatus utilizing ethanol in non-thermal plasma treatment of effluent gas
US4705670A (en) Multiple oxidation nitrogen fixation
Huang et al. Plasma‐water‐based nitrogen fixation: Status, mechanisms, and opportunities
US6309610B1 (en) Non-thermal plasma apparatus utilizing dielectrically-coated electrodes for treating effluent gas
JP3838611B2 (en) Nitrogen oxide / sulfur oxide purification method and purification device
RU2234971C2 (en) Method of neutralizing ozone in gas media
US20020074290A1 (en) System and method for treating drinking water
JPH10325A (en) Device for removing volatile organic compound in air by using discharge plasma
JPH06178914A (en) Waste gas treatment device
JP2003236338A (en) Method and device for treating gas containing organic halide
WO2013183300A1 (en) Apparatus and method for processing gas
KR100472751B1 (en) Mixture and one-body type purification apparatus with dielectric barrier structure
JP2006239691A (en) Removing method for nitrogen oxide and sulfur oxide and removing apparatus therefor
JP2006239690A (en) Nitrogen oxide removing method
RU2071816C1 (en) Method of cleaning air from organic impurities
Deng et al. Experimental and theoretical study on reactive oxygen and nitrogen species generation in plasma bubbles with ammonia solution
JP2000051653A (en) Method and apparatus for purifying nitrogen oxide
Koizumi et al. An experimental NOx treatment in diesel engine combustion exhaust gases by non-thermal plasma and activated carbon filter combinations
KR100701407B1 (en) Apparatus for the treatment of volatile organic compounds
JPH0146173B2 (en)

Legal Events

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

Effective date: 20121101