JPS6034483B2 - 間歇オゾン供給方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は間歌オゾン供給方法に関するもめである。

発電所や化学工業等には多量の冷却水が使用されている
が、用水中の微生物や藻類によってスラィム障害が発生
して管路の閉塞や熱交換率の低下が起こる。

この種の防止対策として高濃度のオゾン水の適用が考慮
されている。この高濃度のオゾン水を生成するためには
、大容量のオゾン発生機を用いて生成するよりも、小型
で小容量のオゾン発生機を用いて、生成したオゾンを吸
着剤に長期間にわたって蓄積し、この蓄積したオゾンを
吸着剤から一度に取り出し、高濃度オゾン水を生成する
いわゆる間歌オゾン供給方式が設備費及び運転費用の点
から有利である。従来の代表的な間歌オゾン供給装置の
一例を第１図について説明する。

イは装置の構成図であり、口は装置の動作時間を示して
いる。図において、１はオゾン発生機、２は酸素供給源
、３は循環ブロア、４は吸脱看塔、５は冷却源、６は加
熱源、７は水流ェゼクタ、８−１〜８−７は切換弁群で
ある。吸脱看塔４は二重塔になっており、そのうち内筒
はオゾン吸着剤が充填されていると共に、外筒は熱媒体
が充填されている。また吸着剤は一般にシリカゲルが用
いられ、熱媒体はエチレングリコールやアルコール類が
使用される。なお、上言己循環ブロア３、オゾン発生機
１、吸脱着塔４の順に一つの循環系を構成している。次
に動作について説明する。

この動作にはオゾンの吸着動作及び脱着動作の二動作が
ある。初めに吸着動作について説明する。酸素供給源２
より循環系内を常時一定圧力に酸素を供給する。この時
の圧力は通常１．５ｋ９／ｃ船こ維持されている。切換
弁８−３，８−４は開いている。循環ブ。ア３により循
環系内に酸素を流通させると、オゾン発生機１の放電空
隙中を通過する間に無声放電により酸素の一部がオゾン
に変換されてオゾン化酸素となる。このオゾン化酸素は
吸脱着塔４へ搬送される。オゾン吸脱着塔４内の吸着剤
は、オゾンを選択的に吸着し、残りの酸素は切換弁８−
３を介して循環ブロア３に返送される。オゾンとして消
費された酸素は酸素供給源２より補充される。この時、
オゾン吸着剤の温度は冷却源５により−３０００以下に
冷却されている。これは吸着剤のオゾン吸着量が温度に
より大きく変化することによる。即ち温度を低下させる
と、オゾンの吸着量は増加し、逆に温度が上昇するとオ
ゾンの吸着量は減少するからである。したがってオゾン
を脱着する時は吸着剤の温度を上昇させる。オゾン吸脱
着塔４の吸着剤がオゾン飽和吸着量近くまで吸着すると
脱着動作へ移行する。

脱着動作ではオゾン発生機１、循環ブロア３、冷却源６
が稼動を停止し、切換弁８−１，８−２，８−３，８−
４が閉じる。その後、加熱源６、水流ェゼクタ７が稼動
を始めて切換弁８−５，８−６，８−７が開く。この時
吸着剤に吸着されていたオゾンが脱着し易いように加熱
源６より熱が加えられ吸着剤の温度を上昇させる。そし
て水流ェゼクタ７でオゾン吸脱着塔４内のオゾンを減圧
吸引し、水流ェゼクタ７内で水中に分散し溶解してオゾ
ン水として使用箇所に送られる。この時、減圧吸引する
ことによる吸脱着塔４内の到達圧力は略−７０ｃｍＨｇ
となる。このように脱看期間が終了すると、再び初期の
吸着動作へと移行して連続的に運転が繰り返される。し
かし、上記した従来方法の欠点は、オゾンの脱菅が時間
に対して平均に脱看できないことである。

パルプの漂白や化学プラントにおいては、オゾンの濃度
が高いほど反応速度が速く、より効果的に酸化反応が行
われる。また殺菌や生物処理に於てもより高濃度のオゾ
ンを注入することにより効果は甚大となる。したがって
、オゾンの脱着の条件は吸着されているオゾンをより多
く脱着し、しかも短時間に行うことである。しかしなが
ら従釆は、オゾンの吸脱着塔内の吸着剤がオゾンを飽和
吸着量近くまで吸着すると、脱着動作に入り加熱源より
吸着剤を加熱し、水流ェゼクタで減圧吸引しながら脱看
するのであるが、オゾンは短時間では容易に脱着できな
かった。第２図に脱看時間に対する単位時間当りの脱看
オゾン量の関係を示す。

脱着時間に対して脱着初期に脱着量の大部分が脱着され
て急激に脱着量は減少していく。そして吸着剤から脱着
されたオゾン量は脱着前の吸着剤に吸着されていた全オ
ゾン量の数十％にしかならない。これは吸着動作が終了
し、脱着動作の開始と同時に加熱源６により吸着剤を加
熱し、これと並行して水流ェゼクタ７で減圧吸引して脱
着を行っている。しかし、吸着剤自体の熱伝導は非常に
悪く、しかも吸着剤同志の接触のみで熱の伝達が行われ
ており、また吸着剤間の間敵中に生じるオゾン化酸素ガ
スも減圧吸引のため熱の移動にはそれ程効果はない。し
たがって短時間の脱着では吸着剤の温度は殆んど上昇し
ない。このように従来の方法では、オゾンの脱看は吸着
剤の加熱による効果は小さく、脱着量の大部分は減圧吸
引で行うために脱着量は非常に少なくなる。

たとえば、吸着剤に吸着したオゾンを十分脱看し終えな
いで吸着作用を行うと、オゾンの吸着は吸着期間の早期
に飽和に達し、オゾンは吸脱着塔からリークを始める。
このリークしたオゾンは循環ブロア３によってオゾン発
生機１へ返還されるのであるが、このオゾンの一部は循
環ブロアで分解され残りの返還されたオゾンによるオゾ
ン発生量の増加は、返還された量がそのま）加算される
ことはなく極〈僅かである。このように吸脱看塔からオ
ゾンがリークした場合は殆んと損失とみなせる。また、
その他吸脱着塔４の構造を熱伝達のよいものにすればよ
いが、複雑な構成となるので装置が高価となる。本発明
は上記した従釆のものの欠点を除去するためにみなされ
たもので、オゾンの脱看時の前に吸脱看塔内の吸着剤を
加熱して、予め吸脱着塔内の温度を上昇させて効率のよ
いオゾンの脱着を行えるようにした間歌オゾン供給方法
を提供することを目的としている。

以下本発明の一実施例を第３図について説明する。

第３図イは本発明の方法を実施する装置の構成図、口は
動作時間を示す図である。なお、第１図と同一部分には
同じ符号を付して説明は省略する。この装置は、吸脱看
塔４に検知センサ９が配置されている構成となっている
。

この検知センサ９は吸脱着塔４内の温度を検出するよう
になっている。次に動作について説明すると、従来の方
法と同様にして吸脱看塔４の吸着剤にオゾンが飽和吸着
量近くまで吸着されると、循環ブロア３、オゾン発生機
１、冷却源５は稼動を停止し、切換弁８−１，８−４が
閉じ、ここでオゾン吸着動作が終了する。その後則ちオ
ゾン吸着動作終了後切襖弁８−５，８−６が開いて加熱
源６が稼動し、後述するオゾン脱看動作開始までの間吸
着剤が加熱される。吸着剤の温度が所望の基準温度に達
すると以下のオゾン脱壱動作が開始する。すなわち切操
弁８−７が開き水流ェゼクタ７が稼動を始めてオゾンを
減圧吸引し水中へ溶解し高濃度のオゾン水として使用箇
所へ送られる。ここで、吸着剤の設定温度は吸着動作時
の温度−３０００より十１５ｑＣ上昇した温度である。
これは吸着剤が吸着動作時の温度におけるオゾン飽和吸
着量の約１′２のオゾン吸着量である。なお、吸着剤の
温度を上昇させることは、吸着剤中のオソンの平衡吸着
量が減少するため、吸着剤からオゾンを脱看し異くする
ためである。第４図にはオゾンの脱看時間に対する単位
時間当りの脱着オゾン量の関係を示している。

これによれば従来装置は第２図に示すように脱看オゾン
量は初期の高脱着量から急激に減少して全吸着オゾン量
の数１％であったが、本発明では初期から高濃度のオゾ
ンが脱着され、しかもオゾン水の使用条件に好都合に時
間に対してほ）、一定量を維持した脱着が行われる。本
発明の実施例では検知センサ９が吸脱着塔内の到達温度
を検出してオゾン脱着動作の開始を行うようにしたもの
であるが、その他検知センサは、吸脱着塔内の温度上昇
による圧力を検出し、この圧力変化を電気信号に変換す
るようにしても上記同様の作用が得られる。

以上のように本発明によれば、オゾンの脱看動作以前に
吸着剤の加熱時間を設定し、加熱することにより、１０
〜５肌ｔ％もの高濃度のオゾンを水中に溶解できる。

従って、この高濃度オゾン水によって、オゾンと被処理
物質との反応が促進されるためオゾンを有効に利用でき
る。そして化学プラント等への他分野に広く適用される
。また、オゾンの脱着が効率よく行えるので、オゾンの
リーク量が減少し、装置の小型化が計れ設備費用や運転
費用を安価にできる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一実施例を示すものでイはオゾン供給装
置の構成図、口は装置の動作時間を示す図、第２図は同
じく単位時間当りのオゾン脱着量の割合を示す特性図、
第３図は本発明の一実施例に係る間歌オゾン供給方法を
実施する装置を示すもので、イはオゾン供給装置の構成
図、口は装置の動作時間を示す図、第４図は本発明にお
ける単位時間当りのオゾン脱着量の割合を示す特性図で
ある。 １・・・オゾン発生器、２・・・酸素供給源、３・・・
循環ブロア、４・・・吸脱着塔、６・・・加熱源、８−
１〜８−７・・・切換弁、９・・・検知センサ。 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。第１
図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ オゾン発生機により原料酸素からオゾン化酸素を生
   成し、吸収着塔で前記オゾン化酸素からオゾンを吸着貯
   溜しオゾン吸着後の酸素を前記オゾン発生機へ戻すオゾ
   ン吸着動作と、前記吸脱着塔から減圧吸引してオゾンを
   脱着供給するオゾン脱着動作とよりなる間歇オゾン供給
   方法において、前記オゾン吸着動作時に前記吸着塔を冷
   却し、前記オゾン吸着動作の終了後前記吸脱着塔内の吸
   着剤を加熱してその温度を上昇させた後前記オゾン脱着
   動作を開始し、前記オゾン脱着動作時には前記吸脱着塔
   に温ブラインを流入せることを特徴とする間歇オゾン供
   給方法。 ２ 前記オゾン脱着動作の開始が、前記吸着剤の温度を
   検出すべく設けられた検出センサによつて前記吸着剤の
   温度を基準温度以上に検知したときに行なわれるように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の間歇
   オゾン供給方法。 ３ 前記オゾン脱着動作の開始が、前記吸着塔内に設け
   られた圧力検出センサによつて該吸脱着塔内の圧力を基
   準圧力以上に検知したとき行なわれるようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の間歇オゾン供
   給方法。