WO2012138260A1 - Устройство для получения озона - Google Patents

Устройство для получения озона Download PDF

Info

Publication number
WO2012138260A1
WO2012138260A1 PCT/RU2012/000263 RU2012000263W WO2012138260A1 WO 2012138260 A1 WO2012138260 A1 WO 2012138260A1 RU 2012000263 W RU2012000263 W RU 2012000263W WO 2012138260 A1 WO2012138260 A1 WO 2012138260A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ozone
reactor
carbon dioxide
source
working gas
Prior art date
Application number
PCT/RU2012/000263
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Дмитрий Александрович ВАСЮКОВ
Марат Абдрахманович ГУСЕЙНОВ
Татьяна Александровна КОННОВА
Леонид Николаевич СОЛОДИЛОВ
Original Assignee
Vasjukov Dmitry Aleksandrovich
Guseinov Marat Abdrakhmanovich
Konnova Tatiana Aleksandrovna
Solodilov Leonid Nikolaevich
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 Vasjukov Dmitry Aleksandrovich, Guseinov Marat Abdrakhmanovich, Konnova Tatiana Aleksandrovna, Solodilov Leonid Nikolaevich filed Critical Vasjukov Dmitry Aleksandrovich
Publication of WO2012138260A1 publication Critical patent/WO2012138260A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/10—Preparation of ozone

Definitions

  • a device for producing ozone is a device for producing ozone.
  • the invention relates to devices for producing ozone from greenhouse gas CO2 2 , and to the field of World Ecology and Nature Conservation.
  • the goal is to obtain ozone from C0 2 by exposure to ultraviolet radiation, as well as an economical solution to the problem of greenhouse gas utilization: C0 2
  • the invention relates to apparatus for generating ozone from greenhouse gas C0 2 and thus - to utilize greenhouse gas technique C0 2.
  • a device for producing ozone from a working gas by exposing it to ultraviolet radiation (USDn Patent N_> 2160701, IPC ⁇ 01 ⁇ 13
  • the main disadvantage of the known devices / 1-2 / is that with their help it is not possible to get ozone from C0 2 .
  • a device for producing ozone containing a source of working gas in the form of, for example, a carbon dioxide tank connected to a reactor equipped with a source of electromagnetic influence on the working gas.
  • a source of working gas in the form of, for example, a carbon dioxide tank connected to a reactor equipped with a source of electromagnetic influence on the working gas.
  • European patent WO 02064498, A1, published August 22, 2002 / 3 /.
  • Ozone is produced using a source with electromagnetic radiation in the reactor in the form of a corona discharge between at least one pair of electrodes through which carbon dioxide is passed.
  • the disadvantage of the prototype method is the need for significant purity of carbon dioxide: impurities should be less than 5% oxygen (by weight) in order to avoid significant dissociation of oxygen during corona discharge.
  • the resulting atomic oxygen reacts with the oxygen molecule to form ozone.
  • the disadvantage of this method is the limitation of the possibility of increasing the concentration of ozone in the gas over 5-7 volume% due to the competition of these two reactions.
  • prior to synthesis requires thorough cleaning of C0 2 from impurities.
  • Another disadvantage of this device - the prototype / 3 / is the high energy consumption and, accordingly, low efficiency - a maximum of 15%, since the voltage supplied to the electrodes ranges from 5 to 20 kV at a frequency in the discharge corona of 50 - 3000 Hz.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a carbon dioxide producing ozone having some new properties, improved utilization of the ozone in the industry and solving the global environmental problem for disposal main greenhouse gas C0 2.
  • the reactor is made, for example, in the form of a cylindrical container and an electromagnetic device the impact is made in the form of at least one source of ultraviolet radiation with a radiation range with wavelengths within the range of carbon dioxide absorption cross sections and is located centrally along the axis of the cylindrical tank, and the part of the reactor opposite to the connection with the working gas source is connected to the atmosphere; that the part of the reactor opposite to the connection to the source of the working gas is connected to at least one ozone collecting tank, and the reactor and the ozone collecting tank are equipped with vacuuming devices.
  • the ozone obtained in the proposed device is, firstly, resistant to decomposition, since its molecule, like the nucleus, is not compound, but converted as a result of the photonuclear reaction. Secondly, the resulting ozone is not explosive in any concentration, which will simplify the problem of its use and storage. At the same time, the energy consumption for producing such ozone is significantly reduced due to the use of the photonuclear reaction. Finally, receipt of ozone from the carbon dioxide at the same time solves the problem of disposal of C0 2. All this, in turn, will expand the use of ozone in the industry and solve the global environmental problem of disposal of the main greenhouse gas C0 2.
  • the device for electromagnetic exposure is made at least in the form of one source of ultraviolet radiation with wavelengths within the range of carbon dioxide absorption cross sections and is located in the center along the axis of the cylindrical container, and the part of the reactor opposite to the source of the working gas is connected to the atmosphere;
  • the second feature of the characterizing part of the claims provides for the production of ozone in a closed, fixed volume of the reactor, and the first feature is the movement of the working gas in the reactor connected to the atmosphere.
  • the problem solved by the proposed device is to provide carbon dioxide for ozone, which has a number of new properties.
  • the obtained ozone is resistant to decomposition, since its molecule, like the nucleus, is not compound, but converted as a result of the photonuclear reaction and is not explosive in any concentration, which will simplify the problem of its use and storage.
  • the energy consumption for producing such ozone is significantly reduced thanks to the use of a photonuclear reaction.
  • the production of ozone from carbon dioxide simultaneously allows solving the problem of CO2 utilization. All this, in turn, will expand the use of ozone in the industry and solve the global environmental problem of disposal of the main greenhouse gas C0 2.
  • a device for producing ozone containing a source of working gas for example in the form of a container with carbon dioxide, connected to the reactor, equipped with a device for electromagnetic exposure to the working gas, is illustrated by drawings.
  • a device for producing ozone containing a source of working gas for example in the form of a container with carbon dioxide, connected to a reactor equipped with a device for electromagnetic exposure to the working gas, is shown in figure 1.
  • the device comprises: a source of working gas, for example, in the form of a container with carbon dioxide 1, a first device, for example a pipe 2, a first unit, for example a valve 3, a second device, for example a pipe 4 for moving carbon dioxide into the reactor in the form, for example, in a cylindrical container 5, provided with at least one source of ultraviolet radiation with a radiation range with wavelengths within the range of carbon dioxide cross sections 6, located centrally inside the cylindrical vessel-reactor 5, the first 7 and the second are adapted e source 8 for mounting in a reactor 5 and the inlet 9 of reactor 5 for connection with the atmosphere.
  • a source of working gas for example, in the form of a container with carbon dioxide 1
  • a first device for example a pipe 2
  • a first unit for example a valve 3
  • a second device for example a pipe 4 for moving carbon dioxide into the reactor in the form, for example, in a cylindrical container 5
  • at least one source of ultraviolet radiation with a radiation range with wavelengths within the range of carbon dioxide cross sections 6, located
  • Figure 2 shows a second variant of the device for producing ozone, in which the reactor in the form of a vessel 5 is equipped with at least one source of ultraviolet radiation with a radiation range with wavelengths within the range of 6, connected by a third device 9, a second node, for example a crane 10 and a fourth device, for example a pipe 1 1, with at least one ozone collecting tank 12, the reactor 6 and the ozone collecting tank 12 being equipped with vacuum units 13 and 14, respectively.
  • FIG. 3 shows a modification of the device (FIG. 2), where the reactor in the form of a cylindrical vessel 5 is provided, along with a vessel for collecting ozone 12, through a third device 9, a third unit, for example, a crane 15 and a fifth a device 16 with a second capacity for collecting ozone 17 with a vacuum device 18.
  • a device for producing ozone in the movement of the working gas in the reactor 5 connected to the atmosphere operates as follows (Fig. 1): from a source, for example, carbon dioxide is transferred to the reactor 5 through the first device, for example, pipe 2 for moving carbon dioxide using the crane 3 and the second device, for example pipe 4, and is exposed to a source 5 of electromagnetic energy in the form of ultraviolet radiation in the wavelength range corresponding to the section Yu absorption of carbon dioxide.
  • a source for example, carbon dioxide is transferred to the reactor 5 through the first device, for example, pipe 2 for moving carbon dioxide using the crane 3 and the second device, for example pipe 4, and is exposed to a source 5 of electromagnetic energy in the form of ultraviolet radiation in the wavelength range corresponding to the section Yu absorption of carbon dioxide.
  • the problem is achieved in that in a device for producing ozone from a working gas by exposure to ultraviolet radiation, carbon dioxide is exposed to ultraviolet radiation in the wavelength range in the range corresponding to the absorption cross section of carbon dioxide.
  • a device for producing ozone when the working gas is in a closed vessel - reactor 5 works as follows (Fig. 2): from a source, for example, carbon dioxide is transferred to the reactor 5 through the first device 2 for moving carbon dioxide using a crane 3 and the second device 4. Until the carbon dioxide is moved from the tank 1, the reactor 5 is evacuated using a vacuum device 13. Then, to produce ozone from the working gas, carbon dioxide, it is exposed to ultraviolet source 6 in the reactor 5 radiation in the wavelength range in the range corresponding to the absorption cross section of carbon dioxide. After the completion of photonuclear reactions (1-2), the obtained ozone with the help of devices 9-11 is transferred to a container 12 for collection ozone. Before moving the ozone from the reactor 4, the tank 12 is evacuated using a vacuum device 13.
  • ozone production in this case can be ensured by the following cyclic operation of the device (Fig. 3): the reactor 5 is evacuated using a vacuum device 13, carbon dioxide is supplied from the tank 1 to the reactor 5, it is exposed to a source of ultraviolet radiation 6 with wavelengths within the range, corresponding to the absorption cross-section of carbon dioxide, and the ozone obtained as a result of photonuclear reactions (1-2) is sent to one of the tanks for collecting ozone, for example, to tank 12.
  • the process for producing ozone and, accordingly, waste carbonization is repeated cyclically with the transfer of the obtained new volume of ozone to the next tank 17, previously evacuated using a vacuum device 18.
  • the tanks for collecting ozone 12, 17 are 10-20 times larger than the volume of the reactor 5, made, for example, with periodic disconnection from devices 11 and 16 and for subsequent transportation.
  • the excilamp resource is - (300-400) hours, an average of 350 hours, then the excilamp resource can be sequentially subjected photonuclear reactions (1-2) is about 350 m C0 2, which corresponds to 0.685 m C0 2.
  • Power consumption Xe 2 - excilamps is not more than 300 watts (connecting the excilamp to an electric power source is not shown in FIG. 2).
  • the cost of electricity for the implementation of photonuclear reactions (1-2) is approximately 100 kW x hour (0.3 kW x 350 hours) and does not make a significant contribution to the total cost.
  • ozone generation device (2) consists in that per 1 ton of C0 2, according to the photonuclear reactions (1-2), 1.09 m is formed ozone (0 3), which together gives an economic effect (140 Euro at an ozone price of 1.3 Euro / kg from air) when using only one Xe 2 - excilamp in an experimental setup.
  • Source 6 was a coaxial excilamp (Xe 2 - lamp) 130 cm long, optimal for the implementation of photonuclear reactions (1-2) and placed in the center along the cylinder - source 6.
  • Xe 2 - lamp coaxial excilamp
  • ⁇ 0 2 was produced within 120 seconds (the MT engine start was simulated for 120 seconds).
  • carbon dioxide was exposed to electromagnetic energy in the form of ultraviolet radiation in the wavelength range corresponding to the absorption cross section of carbon dioxide, and accumulated in a closed cavity with a capacity of 200 liters, previously evacuated. From a closed cavity with a capacity of 200 liters, gas samples were taken and their composition was analyzed. 200 liter capacity, pre-evacuated. From a closed cavity with a capacity of 200 liters, gas samples were taken and their composition was analyzed.
  • ozone was (8 +/- 0.6)% of the volume of samples. Therefore, exposure to electromagnetic energy in the form of ultraviolet radiation in the wavelength range corresponding to the absorption cross-section of carbon dioxide only leads to partial realization of photonuclear reactions (1-2) in the exhaust gas volume during operation of the mini-tractor engine for gardening.
  • the use of the device in accordance with FIG. 1 should be applied, first of all, to reduce carbon dioxide emissions from large trucks and during the operation of garbage - burning plants near cities.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройствам для получения озона и утилизации парникового газа СО2 и может быть использовано в химической промышленности. Устройство содержит источник рабочего газа - емкость с углекислым газом, соединенный с реактором, снабженным приспособлением для электромагнитного воздействия на рабочий газ. Реактор (5) выполнен в виде цилиндрической емкости, а приспособление электромагнитного воздействия выполнено, по крайней мере, в виде одного источника ультрафиолетового излучения, расположенного по центру вдоль оси цилиндрической емкости. Озон получают воздействием ультрафиолетового излучения на углекислый газ с длинами волн в пределах диапазона сечения поглощения углекислого газа. Реактор (5) через патрубок (9) сообщается с атмосферой или ёмкостью для сбора озона. Заявленное устройство позволяет утилизировать углекислый газ с получением озона.

Description

Устройство для получения озона.
Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к устройствам для получения озона из парникового газа С02, и к области Всемирной экологии и охраны природы. Цель - получение озона из С02 путём воздействия на него ультрафиолетового излучения, а также экономичное решение проблемы утилизации парникового газа: С02
Описание изобретения.
Уровень техники.
Изобретение относится к устройствам для получения озона из парникового газа С02 и, тем самым - к технологии утилизации парникового газа С02.
Известны устройства для получения озона, содержащие источники рабочего газа и реакторы, в которых источники воздействия на рабочий газ выполнены с применением барьерного разряда, электролиза, фотохимического метода воздействия и высокочастотного электрического поля (Разумовский СВ., Заиков Г.Е. Озон и его реакции с органическими соединениями. «Наука», М., 1974 г., с.31-42) III.
Известно /1/, что при прохождении через зону барьерного разряда молекулы рабочего газа - кислорода частично диссоциируют. Образовавшийся атомарный кислород реагирует с молекулой кислорода, образуя озон. В случае присутствия в системе достаточно больших количеств озона, он может реагировать с атомами кислорода, превращаясь обратно в молекулы кислорода. Поэтому недостатком данного способа является ограничение возможности увеличения концентрации озона в газе свыше 5-7 объёмных % из-за конкуренции этих двух реакций. Для достижения лучших результатов перед синтезом необходима тщательная очистка кислорода и воздуха от примесей. Это вынуждает прибегать к осушке кислорода и воздуха до точки росы- 45 °С и ниже. Ещё одним недостатком данного способа является большой расход электроэнергии и, соответственно, низкий КПД - максимум 15%.
Известно устройство для получения озона из рабочего газа путём воздействия на него ультрафиолетовым излучением (Патент России N_>2160701, МПК С01В13|10, 2000 г.) 121, в котором в качестве рабочего газа используют воздух, а ультрафиолетовое излучение получают от разрядной ультрафиолетовой лампы в диапазоне длин волн в интервале 103- 150 нм. Главный же недостаток известных устройств /1-2/ заключается в том, что с их помощью не возможно из С02 получить озон.
В качестве прототипа принято устройство получения озона, содержащее источник рабочего газа в виде, например емкости углекислого газа, соединенный с реактором, снабженным источником электромагнитного воздействия на рабочий газ. (Европейский патент WO 02064498, А1, опубликован 22.08.2002) /3/. Озон получают с помощью источника с электромагнитным излучением в реакторе в виде коронного разряда между, по крайней мере одной парой электродов, через которую пропускают углекислый газ. Недостатком способа - прототипа является необходимость существенной чистоты углекислого газа: примеси должны составлять менее 5% кислорода (по весу) с тем, чтобы избежать существенной диссоциации кислорода при коронном разряде. Образовавшийся атомарный кислород реагирует с молекулой кислорода, образуя озон. В случае присутствия в системе достаточно больших количеств озона, он может реагировать с атомами кислорода, превращаясь обратно в молекулы кислорода. Поэтому недостатком данного способа является ограничение возможности увеличения концентрации озона в газе свыше 5-7 объёмных % из-за конкуренции этих двух реакций. Для достижения лучших результатов перед синтезом необходима тщательная очистка С02 от примесей. Ещё одним недостатком данного устройства - прототипа /3/ является большой расход электроэнергии и, соответственно, низкий КПД - максимум 15%, так как напряжения, подаваемые на электроды, колеблются от 5 до 20 кВ при частоте в короне разряда 50 - 3000 Гц.
Задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в обеспечении получения из углекислого газа озона, обладающего рядом новых свойств, расширении использования озона в промышленности и решении мировой экологической проблемы по утилизации основного парникового газа С02.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для получения озона, содержащем источник рабочего газа в виде, например емкости с углекислым газом, соединенный с реактором и снабженным приспособлением для электромагнитного воздействия на рабочий газ, реактор выполнен, например, в виде цилиндрической емкости и приспособление электромагнитного воздействия выполнено в виде, по крайней мере, одного источника ультрафиолетового излучения с диапазоном излучения длинами волн в пределах диапазона сечений поглощения углекислого газа и расположено по центру вдоль оси цилиндрической емкости, а часть реактора, противоположная соединению с источником рабочего газа, соединена с атмосферой; что часть реактора, противоположная соединению с источником рабочего газа соединена, по крайней мере, с одной емкостью для сбора озона, причем, реактор и емкость для сбора озона снабжены устройствами вакуумирования.
Озон, полученный в предложенном устройстве, во-первых, устойчив к разложению, так как его молекула, так же как и ядро не составные, а преобразованные в результате фотоядерной реакции. Во-вторых, полученный озон не взрывоопасен в любых концентрациях, что позволит упростить проблему его использования и хранения. При этом расход энергии для получения такого озона значительно снижен благодаря использованию фотоядерной реакции. И, наконец, получение озона из углекислого газа одновременно позволяет решить проблему утилизации С02. Всё это, в свою очередь, позволит расширить использование озона в промышленности и решить мировую экологическую проблему по утилизации основного парникового газа С02.
Раскрытие изобретения.
Сопоставительный анализ признаков заявленного и известных решений свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие задачи:
признак «что в реакторе, выполненным, например, в виде цилиндрической емкости, приспособление электромагнитного воздействия выполнено, по крайней мере, в виде одного источника ультрафиолетового излучения с длинами волн в пределах диапазона сечений поглощения углекислого газа и расположено по центру вдоль оси цилиндрической емкости, а часть реактора, противоположная соединению с источником рабочего газа, соединена с атмосферой;
признак «что часть реактора, противоположная соединению с источником рабочего газа соединена, по крайней мере, с одной емкостью для сбора озона, причем, реактор и емкость для сбора озона снабжены устройствами вакуумирования» обеспечивают получение озона. Второй признак отличительной части формулы изобретения обеспечивают получение озона в замкнутом фиксированном объёме реактора, а первый признак - в движении рабочего газа в реакторе, соединенном с атмосферой.
Задача, решаемая предложенным устройством, обеспечить получение из углекислого газа озона, обладающего рядом новых свойств. Полученный озон устойчив к разложению, так как его молекула, так же как и ядро не составные, а преобразованные в результате фотоядерной реакции и не взрывоопасен в любых концентрациях, что позволит упростить проблему его использования и хранения. При этом расход энергии для получения такого озона значительно снижен благодаря использованию фотоядерной реакции. И, наконец, получение озона из углекислого газа одновременно позволяет решить проблему утилизации СОг. Всё это, в свою очередь, позволит расширить использование озона в промышленности и решить мировую экологическую проблему по утилизации основного парникового газа С02.
Технический результат: Получение из парникового газа С02 озона, обладающего устойчивостью: не разлагающегося самопроизвольно на молекулу и атом кислорода, взрывобезопасного в любой концентрации.
Краткое описание чертежей.
Устройство для получения озона, содержащее источник рабочего газа, например в виде емкости с углекислым газом, соединенный с реактором, снабженный приспособлением для электромагнитного воздействия на рабочий газ, иллюстрируется чертежами.
Устройство для получения озона, содержащее источник рабочего газа, например в виде емкости с углекислым газом, соединенный с реактором, снабженным приспособлением для электромагнитного воздействия на рабочий газ, изображено на фиг.1.
Устройство содержит: источник рабочего газа, например, в виде емкости с углекислым газом 1, первое приспособление, например труба 2, первый узел, например кран 3, второе приспособление, например труба 4 для перемещения углекислого газа в реактор в виде, например в цилиндрической емкости 5, снабженный, по крайней мере, одним источником ультрафиолетового излучения с диапазоном излучения с длинами волн в пределах диапазона сечений углекислого газа 6, расположенным по центру внутри цилиндрической емкости-реактора 5, первое 7 и второе приспособление для крепления источника 8 в реакторе 5, и патрубок 9 для соединения реактора 5 с атмосферой.
На фиг.2 изображен второй вариант устройства для получения озона, в котором реактор в виде емкости 5, снабжен, по крайней мере, одним источником ультрафиолетового излучения с диапазоном излучения с длинами волн в пределах диапазона 6, соединен третьим приспособлением 9, вторым узлом, например краном 10 и четвертым приспособлением, например трубой 1 1, по крайней мере, с одной емкостью для сбора озона 12, причем реактор 6 и емкость для сбора озона 12 снабжены, соответственно, узлами вакуумирования 13 и 14.
На фиг. 3 изображена модификация устройства (фиг.2), где реактор в виде цилиндрической емкости 5 снабжен, наряду с емкостью для сбора озона 12, через третье приспособление 9, третий узел, например кран 15 и пятое приспособление 16 со второй емкостью для сбора озона 17 с устройством вакуумирования 18 .
Осуществление изобретения.
Устройство для получения озона в движении рабочего газа в реакторе 5, соединенном с атмосферой, работает следующим образом (фиг. 1): из источника, например емкости 1 углекислый газ перемещают в реактор 5 через первое приспособление, например трубу 2 для перемещения углекислого газа с помощью крана 3 и второго приспособления, например трубы 4 и подвергают в течение времени продвижения углекислого газа в реакторе 5 воздействию источника 5 электромагнитной энергией в виде ультрафиолетового излучения в диапазоне длин волн, соответствующих сечению поглощения углекислого газа. В соответствии с патентом РФ (И.Д.Ахундов, М.А.Гусейнов, Л.Н.Солодилов. «Способ получения озона», выдан Роспатентом 12.01.2011 г. по заявке RU 2009111392 с приоритетом от 03.03.2009 г.) [4] воздействие электромагнитной энергией в виде ультрафиолетового излучения в диапазоне длин волн, соответствующих сечению поглощения углекислого газа приводит к осуществлению последовательно следующих фотоядерных реакций:
C02 + hv ^N02 (1)
N02 + hv ^03+ (2).
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для получения озона из рабочего газа путем воздействия на него ультрафиолетового излучения на углекислый газ воздействуют ультрафиолетовым излучением в диапазоне длин волн в интервале, соответствующих сечению поглощения углекислого газа.
Устройство для получения озона при нахождении рабочего газа в замкнутой емкости - реакторе 5 работает следующим образом (фиг. 2): из источника, например емкости 1 углекислый газ перемещают в реактор 5 через первое приспособление 2 для перемещения углекислого газа с помощью крана 3 и второго приспособления 4. До момента перемещения углекислого газа из емкости 1 реактор 5 вакуумируют с помощью устройства вакуумирования 13. Далее для получения озона из рабочего газа - углекислого газа на него воздействуют в реакторе 5 источником 6 ультрафиолетового излучения в диапазоне длин волн в интервале, соответствующих сечению поглощения углекислого газа. После завершения фотоядерных реакций (1-2) полученный озон с помощью приспособлений 9-11 перемещают в емкость 12 для сбора озона. Перед перемещением озона из реактора 4 емкость 12 вакуумируют с помощью устройства вакуумирования 13.
Для обеспечения непрерывного получения озона в модификации устройства (фиг.2) емкостей для сбора озона 12 может несколько, например соединенных параллельно (на фиг.З показаны две емкости для сбора озона 12 и17). Непрерывность получения озона в этом случае может быть обеспечена следующей циклической работой устройства (фиг.З): реактор 5 вакуумируют с помощью устройства вакуумирования 13, подают углекислый газ из емкости 1 в реактор 5, воздействуют источником 6 ультрафиолетового излучения с длинами волн в пределах диапазона, соответствующих сечению поглощения углекислого газа, а полученный в результате фотоядерных реакций (1-2) озон направляют в одну из емкостей для сбора озона, например в емкость 12. Далее процесс получения озона и, соответственно, утилизации углекислого газа повторяют циклически с перепуском полученного нового объема озона в следующую емкость 17, предварительно вакуумируемую с помощью устройства вакуумирования 18. При этом емкости для сбора озона 12, 17 выполняют объемом в 10-20 раз большим объёма реактора 5, выполненных, например с возможностью периодического отсоединения от приспособлений 11 и 16 и для последующей транспортировки.
Работа и основные технико-экономические показатели предложенного устройства для получения озона из рабочего газа С02 демонстрируются выполненным экспериментами с моделями устройств в соответствии с фиг.1 и фиг. 2.
Первоначально эксперименты осуществлялись с устройством для получения озона при нахождении рабочего газа в замкнутой емкости - в герметичном реакторе 5 объемом 200 литров (длиной 150 см и диаметром 40,8 см), снабженный штуцерами для подачи и отвода облученного газа. Источником 6 служила коаксиальная эксилампа (Хе2 - эксилампа), оптимальная для осуществления фотоядерных реакций (1-2). Излучатель помещен в герметичный реактор объемом 200 литров (длиной 150 см и диаметром 40,8 см), снабженный штуцерами для подачи и отвода облученного газа. В качестве углекислого газа из емкости 1 использовались баллоны с сжатым углекислым газом.
В результате экспериментов при работе модели устройства в соответствии с фиг.2 фотоядерные реакции (1-2) (в реакторе 5 объемом 200 литров) с источником 6 в виде коаксиальной эксилампы) длились в течение 12 минут при выходе озона (по объему) (97,3 +/-0, 1).
В дальнейших технико - экономических расчетах за время получения озона примем 12 минут и стоимость Хе2 - эксилампы примерно равную 800 Евро.
Поскольку ресурс эксилампы составляет - (300-400) часов, в среднем 350 часов, то в период ресурса эксилампы может быть последовательно подвергнуто фотоядерной реакции (1-2) примерно 350 м С02, что соответствует 0,685 т С02.
Себестоимость утилизации С02 с помощью модели устройства (фиг.2) по фотоядерным реакциям (1-2) будет составлять 800 : 0,685 = 1168 Евро. Потребляемая мощность Хе2 - эксилампы составляет не более 300 вт (подключение эксилампы к источнику электроэнергии на фиг.2 не показано). Затраты электроэнергии на осуществление фотоядерных реакций (1-2) равны примерно 100 квт х час (0,3 квт х 350 час) и не вносят заметного вклада в общую себестоимость.
Таким образом, себестоимость утилизации 1 тонны С02, осуществляемой по реакции (1), существенно превышает его стоимость права на выпуск в атмосферу (15 Евро биржевая квота С02).
Главное же преимущество предложенного устройства получения озона (фиг.2) заключается в том, что на 1 тонну С02, в соответствии с фотоядерными реакциями (1-2), образуется 1,09 т озона (03), что в совокупности даёт экономический эффект (140 Евро при цене озона 1,3 Евро/кг при получении из воздуха) при применении только одной Хе2 - эксилампы в экспериментальной установке.
В экспериментах с моделями устройства (фиг.1) в качестве источника применялись баллоны сжатого С02 Темп подачи С02 из емкости 1 моделировал выход выхлопных газов от двигателя (расход топлива 1.5 литра в час) мини-трактора для садово-огородных работ
(МТ). Перемещенный из емкости 1 углекислый газ (аналог выхлопных газов от МТ) подавался в реактор 5 в виде цилиндрической емкости
(диаметром 90 мм и длиной 1.5 м). Источником 6 служила коаксиальная эксилампа (Хе2 - лампа) длиной 130 см, оптимальная для осуществления фотоядерных реакций (1-2) и размещаемая по центру вдоль цилиндра - источника 6. К части реактора 5, противоположной поступлению С02 через шланги и кран (аналоги приспособлений 9-11 на фиг.2) подключен к замкнутой полости емкостью 200 литров, снабженной устройством ваккуумирования.
В каждом цикле опытов С02 выпускался в течение 120 секунд (моделировался запуск двигателя МТ в течение 120 секунд). В течение 120 секунд за время движения в реакторе 5 углекислый газ подвергался воздействию электромагнитной энергией в виде ультрафиолетового излучения в диапазоне длин волн, соответствующих сечению поглощения углекислого газа, и накапливался в замкнутой полости емкостью 200 литров, предварительно вакуумируемой. Из замкнутой полости емкостью 200 литров отбирались пробы газов и анализировался их состав. емкостью 200 литров, предварительно вакуумируемой. Из замкнутой полости емкостью 200 литров отбирались пробы газов и анализировался их состав.
В результате установлено, что озон составлял (8 +/- 0,6)% от объёма проб. Следовательно, воздействие электромагнитной энергией в виде ультрафиолетового излучения в диапазоне длин волн, соответствующих сечению поглощения углекислого газа приводит лишь к частичному осуществлению фотоядерных реакций (1-2) в объеме выхлопных газов при работе двигателя мини-трактора для садовых - огородных работ.
Поэтому использование устройства в соответствии с фиг. 1 следует применять, в первую очередь для снижения выбросов уровня углекислого газа от больших грузовиков и при работе мусор - сжигающих заводов вблизи городов.
Источники информации
1. Разумовский СВ., Заиков Г.Е. Озон и его реакции с органическими соединениями. «Наука», М., 1974 г., с.31-42
2. Патент России 160701, МПК С01В13|10, 2000 г.
3. Европейский патент WO 02064498, А1, опубликован 22.08.2002 (прототип).
4. И.Д.Ахундов, М.А.Гусейнов, Л.Н.Солодилов. «Способ получения озона», выдан Роспатентом 12.01.2011 г. по заявке RU 2009111392 с приоритетом от 03.03.2009 г.

Claims

Формула изобретения:
1. Устройство для получения озона, содержащее источник рабочего газа, например в виде емкости с углекислым газом, соединенный с реактором, снабженным приспособлением для электромагнитного воздействия на рабочий газ, отличающееся тем, что в реакторе, выполненным, например, в виде цилиндрической емкости, приспособление электромагнитного воздействия выполнено, по крайней мере, в виде одного источника ультрафиолетового излучения с длинами волн в пределах диапазона сечений поглощения углекислого газа и расположено по центру вдоль оси цилиндрической емкости, а часть реактора, противоположная соединению с источником рабочего газа, соединена с атмосферой.
2. Устройство для получения озона по п.1, отличающееся тем, что часть реактора, противоположная соединению с источником рабочего газа, соединена, по крайней мере, с одной емкостью для сбора озона, причем, реактор и емкость для сбора озона снабжены устройствами ваккуумирования.
PCT/RU2012/000263 2011-04-08 2012-04-09 Устройство для получения озона WO2012138260A1 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011113678 2011-04-08
RU2011113678/05A RU2011113678A (ru) 2011-04-08 2011-04-08 Устройство для получения озона
DE102011109896.1 2011-08-10
DE201110109896 DE102011109896A1 (de) 2011-04-08 2011-08-10 Einrichtung zur Ozongewinnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012138260A1 true WO2012138260A1 (ru) 2012-10-11

Family

ID=46875253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2012/000263 WO2012138260A1 (ru) 2011-04-08 2012-04-09 Устройство для получения озона

Country Status (3)

Country Link
DE (2) DE202011110198U1 (ru)
RU (1) RU2011113678A (ru)
WO (1) WO2012138260A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103349955A (zh) * 2013-07-05 2013-10-16 苏州埃兰分析仪器有限公司 总有机碳紫外消解反应装置
TWI554468B (zh) * 2015-06-08 2016-10-21 財團法人工業技術研究院 臭氧製造方法及裝置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991000242A1 (en) * 1989-06-29 1991-01-10 Arthurson Corporation Pty. Ltd. Ozone generator
RU2009111392A (ru) * 2009-03-30 2010-10-10 Ибрагим Джафар оглы Ахундов (AZ) Способ получения озона

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4314510A1 (de) * 1993-05-03 1994-11-10 Abb Research Ltd Verfahren zur Erzeugung von Ozon
RU2160701C2 (ru) 1998-07-10 2000-12-20 Будович Виталий Львович Способ получения озона
JP2004533983A (ja) 2001-01-31 2004-11-11 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Ｃｏ２からのオゾンの製造
US6824693B1 (en) * 2002-05-08 2004-11-30 Light Sources, Inc. Ozone generator and germicidal device using an ultraviolet lamp
US7588750B2 (en) * 2007-07-03 2009-09-15 Amarante Technologies, Inc. Systems and methods for generating and storing ozone
EP2088121A1 (de) * 2008-02-08 2009-08-12 "Oxy 3" Egger KEG Transportable Einheit zur Erzeugung von Ozon

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991000242A1 (en) * 1989-06-29 1991-01-10 Arthurson Corporation Pty. Ltd. Ozone generator
RU2009111392A (ru) * 2009-03-30 2010-10-10 Ибрагим Джафар оглы Ахундов (AZ) Способ получения озона

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103349955A (zh) * 2013-07-05 2013-10-16 苏州埃兰分析仪器有限公司 总有机碳紫外消解反应装置
CN103349955B (zh) * 2013-07-05 2015-08-12 苏州埃兰分析仪器有限公司 总有机碳紫外消解反应装置
TWI554468B (zh) * 2015-06-08 2016-10-21 財團法人工業技術研究院 臭氧製造方法及裝置

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011113678A (ru) 2012-10-20
DE102011109896A1 (de) 2012-10-11
DE202011110198U1 (de) 2013-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Huang et al. Removal of H2S from gas stream using combined plasma photolysis technique at atmospheric pressure
CN101274213A (zh) 介质阻挡放电等离子体氧化/溶液吸收联合处理废气的装置及方法
EP3162435B1 (en) Method for manufacturing reaction product in which phase interface reaction is employed and phase interface reactor
CN102600692A (zh) 一种工业有机废气的净化处理装置
CN206343045U (zh) 一种新型臭氧联合紫外光解处理高浓度有机废气装置
CN104761431A (zh) 利用等离子体与催化剂协同作用转化煤矿瓦斯制甲醇的方法
WO2012138260A1 (ru) Устройство для получения озона
CN105327601A (zh) 一种工业有机废气的净化处理装置
Qi et al. Simultaneous removal of NO and SO2 from dry gas stream using non-thermal plasma
CN104524932A (zh) 一种采用低温等离子技术净化工业废气的方法及设备
CN103127811A (zh) 一种恶臭气体处理方法
Pace et al. Scaling CO2 capture with downstream flow CO2 conversion to ethanol
CN201669049U (zh) 除臭装置
KR20200028959A (ko) 잡용수로부터 수소와 산소의 분리 및 터빈 또는 피스톤 엔진을 구동하기 위한 상기 수소와 산소의 재결합
US9469539B2 (en) Method for carbonizing carbon dioxide and application thereof
CN203507802U (zh) 光氢离子净化装置
CN202590555U (zh) 一种工业有机废气的净化处理装置
CN103796751A (zh) 电负性离子辅助合成乙醇及有机化合物的方法与设备
Lakshmipathiraj et al. Electron beam treatment of gas stream containing high concentration of NOx: An in situ FTIR study
CN106542964A (zh) 利用二氧化碳与水光催化合成甲醇的方法及催化剂
CN105905900B (zh) 分解co2的方法、系统及其用途
RU2425797C2 (ru) Способ получения озона
Chung et al. Development of a hybrid reaction module linked to liquid-phase plasma and electrolysis for hydrogen production with wastewater decomposition
CN115624848A (zh) 一种基于介质阻挡放电的双级式六氟化硫降解反应器及其处理方法
RU2541320C1 (ru) Способ очистки газовых выбросов от полициклических ароматических углеводородов, в том числе бенз(а)пирена

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12767697

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205 DATED 07/03/2014)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12767697

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1