NO853316L - Fremgangsm¨te til fremstilling av ozon. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til fremstilling

av ozon til behandling av stoffer hvor ozonet fremstilles fra oksygen i en ozonfrembringer.

Ozon er et fortrinnelig oksydasjonsmiddel for mange organiske og uorganiske forbindelser. I ozon lar det seg f.eks. behandle uønskede vanninnholdsstoffer for å avfarge disse og avgifte dem, eller biologisk avbygning for å gjøre det utflokkbart. Oksydasjonsvirkningen av ozon utnyttes i kjemien f.eks. til å produsere syre. Med ozon blekes cellu-lose. Overflaten av kunststoffer kan endres ved ozonbehand-ling. Også gasser kan bringes til reaksjon med ozon således kan f.eks. nitrogenmonoksyd oksyderes ved hjelp av ozon.

For storteknisk anvendelse fremstilles ozon i ozonfrembringere ved stille elektrisk utladning av luft eller rent oksygen. Da bare en del av det til ozonfrembringeren til-førte oksygen omdannes til ozon, må av økonomiske grunner ved ozonfrembringelse fra rent oksygen ikke omdannede oksygen adskilles fra ozon og tilbakeføres i ozonfrembringeren.

Denne oksygenadskillelse kan gjennomføres ved trykkveksel-adsorps j onsanlegg . I dette anlegg adsorberes ved noe forhøyet trykk under en adsorpsjonsfase ozonet ved hjelp av silikagel. Deretter desorberes i en desorpsjonsfase ozon ved noe lavere trykk. Til desorpsjon anvender man en spylegass, hvilket riktignok har den ulempe at dermed fortynnes det desorberte ozon.

Fra DE-OS 32 30 922 er det kjent en fremgangsmåte hvor desorpsjonen gjennomføres ved underatmosfæriske trykk. Undertrykket frembringes eksempelvis ved en vannstråle-strekkgasskomprimer. Ozon fjernes ufortynnet fra trykk-vekseladsorps jonsanlegget og blandes med vannet av vannstråle-strekkgasskomprimereren. Eventuelt kan ozonet allerede i dette vann utføre de tilsiktede reaksjoner.

Ved den praktiske utøvelse av fremgangsmåten ifølge DE-OS

32 30 922 har det vist seg at ozonkonsentrasjonen i desorpsjonsgassen ikke er konstant under desorpsjonsprosessen. Ved begynnelsen av desorpsjonsprosessen opptrer et sterkt konsentrasjonsmaksimum under desorpsjonen avtar stadig ozonkonsentrasjonen. Dessuten inntrer ved begynnelsen av desorpsjonsfasen betraktelig trykkøkning i desorpsjons-ledningen, spesielt når det anlagte undertrykk er lavt og desorpsjonsledningens volum er lite.

Konsentrasjonssvingningene frembringes ved den avtagende oppladning av silikagel med ozon under desorpsjonsfasen. Også forøvrig gjenblivende restoksygen som ved adsorpsjons-prosessen blir fastholdt på silikagelet og i fri- og pore-volum av silikageladsorbererbeholderen, påvirker konsentrasjonen da det likeledes er tilstede i desorpsjonsgassen. For mange anvendelsestilfeller er slike konsentrasjons-

og:; trykksvingninger uunngåelige. De kan imidlertid utvikle seg uheldig for de tilsiktede reaksjonene med ozon, når reaksjons- og oppholdstidene er korte.

Til grunn for oppfinnelsen ligger derfor den oppgave å forbedre den fra DE-OS 32 30 922 kjente fremgangsmåte således at det ved underatmosfærisk trykk desorberte ozon ved konstant trykk og konstant konsentrasjon kan tilføres til de undertrykk-frembringende maskiner.

Idet det gås ut fra den i ingressen i krav 1 omtalte teknik-kens stand er denne oppgave løst ifølge oppfinnelsen med de i den karakteriserende del av krav 1 angitte trekk.

Fordelaktig videreutforminger av oppfinnelsen er angitt

i underkravene.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har den ulempe at trykk-og konsentrasjonstopper i desorpsjonsgassen kan oppfanges og avglattes. Med lite arbeid oppnås at trykk og konsentrasjon kan holdes under farlige grenseverdier. Jevne ozon- konsentrasjoner muliggjør dessuten ved ozonreaksjoner kortere felles oppholdstider for reaksjonsdeltagerne. Grensene som skal overholdes er for trykket 0,6 bar absolutte og for konsentrasjonen 160 g/l driftskubikkmeter gass.

På tegningen vises et utførelseseksempel ifølge oppfinnelsen hvor det underatmosfæriske trykk til desorpsjon av ozon frembringes ved hjelp av en vannstråle-gasskomprimerer.

Det til ozonfrembringelsen tjenende oksygen uttas i flytende form fra en standtank 1, fordampes i fordamperen 2, avspen-nes i trykksenkeren 3 til et trykk på 0,5-2 bar absolutt og tilføres til ozonfrembringeren 4. Den i ozonfrembringeren 4 dannede ozon-oksygen-blanding kommer ved hjelp av sirkula-sjonsviften 5 i trykkvekseladsorpsjonsanlegget 6. Trykkvekseladsorpsjonsanlegget 6 består av minst to med silikagel fylte beholdere som vekselvis koples i en takt på 0,5 til 5 minutter. I en av beholderne adsorberes derved ozon, oksygenet stryker gjennom beholderen og tilbakeføres gjennom ledning 7 til ozonfrembringeren 1 og uten tilsmussing.

Fra den andre beholder desorberes i mellomtiden ozon ved underatmosfærisk trykk. Undertrykket frembringer en vannstråle-gasskomprimerer 8. Denne frembringer på sugesiden inntil trykkvekslingsadsorpsj^onsanlegget 6 et undertrykk,

på mindre enn 0,2 bar absolutt. Den som strømmende medium tjenende vannstråle bringes ved hjelp av pumpen 9 på så

høyt trykk at vannstråle-gasskomprimereren 8 oppnår den krevede sugeytelse. Strømningsretningen er angitt ved hjelp av pilen 10.

Ifølge oppfinnelsen føres det fra trykkvekseladsorpsjonsanlegget 6 fjernede, av ozon og restoksygen bestående desorp-sjonsgass, ved undertrykk gjennom en glattingsbeholder 11, før de i vannstråle-gasskomprimereren blandes med vann som strømmende medium. Denne glattingsbeholder 11 har tre ganger volumet av en av beholderne av trykkvekseladsorpsjonsanlegget 6 og er til en tredjedel fylt med silikagel 12. Silikagelen 12 er anordnet ved utbredelsessiden av glattingsbeholderen 11.

Glattingsbeholderen 11 bevirker en minskning av trykkøkningen ved begynnelsen av desorpsjonsfasen og en egalisering av ozonkonsentrasjonen i desorpsjonsgassen før dets inntak i reaksjonsmediet. Det i ozonfrembringeren 4 frembragte ozon separeres ved hjelp av adsorpsjon på silikagel i trykk-vekseladsorps j onsanlegget 6 sterkt fra oksygen. Deretter desorberes det ved anlegg av et undertrykk. I det tredje trinn oppfanges det igjen og lagres nemlig av silikagel 12 av glattingsbeholderen 11. I fjerde og siste trinn avgis det endelig likeledes ved undertrykk igjen til et strømmende medium som transport- eller reaksjonsmedium.

Selvsagt er fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ikke anvist

til vannstråle-gasskomprimerer til frembringelse av undertrykk. Undertrykket kan også eksempelvis fremstilles ved hjelp av en injektor og et gassformet medium som strømmende medium. Undertrykket kan også frembringes ved hjelp av en pumpe og det strømmende medium bare anvendes som transport-middel for ozonet.

Volumet av glattingsbeholderen 11 retter seg fremfor alt

etter det anlagte sugetrykk. Vanligvis har det to til fire ganger beholdervolumet av en av beholderne av trykkveksel-adsorps j onsanlegget 6. Glattingsbeholderen 11 kan også

fylles mer enn en tredjedel med silikagel. Til sammen er det å tilstrebe at det ved kombinasjon av det anlagte sugetrykk, vanligvis mindre enn 0,2 bar absolutt, av det frie beholdervolum av glattingsbeholderne 11 og volumet av silikagelen 12 oppnås at til begynnelsen av desorpsjonsfasen altså ved omkopling fra adsorpsjon til desorpsjon og ved avspenning av den i den respektive beholder av trykk-vekseladsorps j onsanlegget 6 innesluttede gass, går trykk-toppene av desorpsjonsgassen ikke ut over 0,6 bar absolutt og ozonkonsentrasjonen øker ikke over 160 g ozon/l m<3>gass

referert til driftstilstand. Ved overholdelse av disse grenseverdier oppnås dessuten at ozonet bak glattingsbeholderen 11 avgis i meget jevn konsentrasjon.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av ozon til behandling av stoffer hvor ozonet fremstilles av oksygen i en ozonfrembringer (4) ved lave trykk og omgivelsestemperatur under en adsorpsjonsfase i et trykkvekseladsorpsjonsanlegg (6) adskilles fra ikke til ozon omdannet oksygen og det ikke omdannede oksygen tilbakeføres til ozonfrembringeren, hvor-etter i en desorpsjonsfase ved underatmosfærisk trykk under medvirkning av en undertrykkfrembringende maskin og et strømmende medium, fjernes det adsorberte ozon fra trykkveksel-adsorps j onsanlegget , blandes med det strømmende mediet og tilføres til stoffbehandlingen, karakterisert ved at det fra trykkveksel-adsorps j onsanlegget fjernede ozon gjennomstrømmer en i det minste delvis med silikagel (12) fylt glattingsbeholder (11) før det blandes med det strømmende medium.

2 . Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at volumet av glattingsbeholderen utgjør to til fire ganger volumet av en adsorpsjonsbeholder av trykkveksel-adsorps j onsanlegget.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at minst en tredjedel av volumet av glattingsbeholderen er oppfylt med silikagel.

4 . Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at silikagelen er anordnet ved glattingsbeholderens uttredeIsesside.