RU2179149C2 - Способ получения озоногазовой смеси и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ получения озоногазовой смеси и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2179149C2 RU2179149C2 RU99116938A RU99116938A RU2179149C2 RU 2179149 C2 RU2179149 C2 RU 2179149C2 RU 99116938 A RU99116938 A RU 99116938A RU 99116938 A RU99116938 A RU 99116938A RU 2179149 C2 RU2179149 C2 RU 2179149C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ozone
- oxygen
- liquid
- mixture
- separator
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 77
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 50
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 50
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для получения озоногазовых смесей. В генераторе озона синтезируют озон из кислорода, затем смесь охлаждают в блоке предварительного охлаждения, в блоке разделения в конденсаторе за счет испарения жидкого кислорода в ванне происходит конденсация озона, а в сепараторе - отделение жидкого озона от непреобразованного в озон кислорода. Образующийся жидкий озон из сепаратора по трубопроводу направляют в эжектор, где он испаряется охлажденным воздухом, подводимым в количестве, обеспечивающем требуемый состав смеси. Изобретение обеспечивает образование безопасной озоновоздушной смеси при температуре, близкой к температуре кипения озона, при которой озон не разлагается и обладает наибольшей степенью химической стабильности. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к криогенной технике и может быть широко использовано при создании криогенных систем по получению озоногазовых смесей.
Известен способ и установка получения озоногазовой смеси путем синтеза озона, осуществляемого в генераторе озона, продувкой через него воздуха или воздуха, обогащенного кислородом [1].
Недостатками данного способа являются низкая концентрация, озона в озоновоздушной смеси и высокий расход электроэнергии на производство озона, а в случае использования воздуха, обогащенного кислородом, несмотря на снижение удельных энергозатрат на производство озона в самом озонаторе, для нормального технологического процесса необходимо дополнительно осуществить осушку воздуха, адсорбционный или мембранный процесс по его обогащению кислородом, что усложняет весь технологический режим, приводит к росту общих энергозатрат на получение озоногазовой смеси.
Известен способ и озонаторная установка с использованием в качестве сырья для получения озоногазовой смеси газообразного кислорода, который пропускают через генератор озона, а полученную газовую смесь направляют к потребителю [2].
Данный способ отличается технологической простотой процесса получения озона, однако обладает существенным недостатком, который заключается в больших энергетических и эксплуатационных затратах, обусловленных тем, что после генератора озона кислород из полученной смеси не рециркулируется и безвозвратно расходуется.
Известен способ получения озоногазовой смеси и установка для его реализации, включающий синтез озона из кислорода в разрядном генераторе, охлаждение озонокислородной смеси, отделение озона методом низкотемпературной адсорбции и рециркуляцию непреобразованного в озон кислорода [3].
Этот способ является наиболее экономичным, так как позволяет осуществить частичную рециркуляцию кислорода и сократить его расход. В то же время указанный способ обладает рядом недостатков, основными из которых являются:
- неполная рециркуляция кислорода, не преобразованного в озон;
- использование специального дорогостоящего адсорбента;
- необходимость регенерации адсорбента;
- повышенная взрывоопасность с ростом концентрации озона;
- необходимость комплектации устройства воздухоразделительной установкой.
- неполная рециркуляция кислорода, не преобразованного в озон;
- использование специального дорогостоящего адсорбента;
- необходимость регенерации адсорбента;
- повышенная взрывоопасность с ростом концентрации озона;
- необходимость комплектации устройства воздухоразделительной установкой.
Решаемая задача - снижение расхода кислорода и общего удельного энергопотребления процесса получения озоногазовой смеси.
Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе, включающем синтез озона из кислорода в генераторе озона, охлаждение смеси, отделение озона из смеси и рециркуляцию кислорода, непреобразованного в озон, озонокислородную смесь охлаждают до температуры конденсации озона, конденсируют озон за счет испарения жидкого кислорода и осуществляют отделение жидкого озона, после чего его испаряют воздухом, охлажденным за счет холода образующейся озоновоздушной смеси, в количестве, обеспечивающим получение безопасной концентрации смеси, а поток непреобразованного в озон кислорода соединяют с потоком кислорода, образующимся при испарении, нагревают и направляют на рециркуляцию, при этом количество газообразного кислорода, расходуемого на получение озона, компенсируют за счет подпитки жидким кислородом.
Для решения этой же задачи устройство для получения озоногазовой смеси по предлагаемому способу включает генератор озона для синтеза озона из кислорода, блок предварительного охлаждения озонокислородной смеси, низкотемпературный блок разделения озона и кислорода, кислородный компрессор для рециркуляции непреобразованного в озон кислорода, а также резервуар с жидким кислородом и трубопровод, причем блок разделения выполнен в виде ванны жидкого кислорода с конденсатором озона и сепаратором жидкого озона, а трубопровод присоединен к ванне жидкого кислорода и резервуару жидкого кислорода, при этом устройство дополнительно снабжено воздушным компрессором, рекуперативным теплообменником, эжектором и трубопроводами, соединяющими эжектор с сепаратором жидкого озона и рекуперативным теплообменником.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, следовательно, оно соответствует критерию "новизна".
На чертеже изображена схема устройства для получения озоногазовой смеси по предлагаемому способу. Устройство включает генератор озона 1, блок предварительного охлаждения 2, выполненный в виде рекуперативного теплообменника, блок разделения озона и кислорода 3, состоящий из ванны жидкого кислорода 4 с конденсатором озона 5 и сепаратора жидкого озона 6, кислородный компрессор 7, а также воздушный компрессор 8, рекуперативный теплообменник 9 и эжектор 10, подключенный трубопроводами 11, 12 и 13 соответственно к сепаратору 6 и рекуперативному теплообменнику 9. Подпитка ванны 4 жидким кислородом осуществляется из резервуара жидкого кислорода 14 по трубопроводу 15.
Способ осуществляют следующим образом. В генераторе озона озонокислородную смесь получают из газообразного кислорода, затем ее охлаждают и конденсируют озон за счет рекуперативного теплообмена и испарения жидкого кислорода, осуществляют отделение жидкого озона и испаряют его воздухом, охлажденным за счет холода образующейся смеси, а поток непреобразованного в озон кислорода соединяют с потоком газообразного кислорода, образующегося при испарении жидкости, нагревают и направляют на рециркуляцию, при этом расходуемое на получение озона количество кислорода компенсируют за счет подпитки жидкого кислорода. Устройство для осуществления способа работает следующим образом. Озонокислородная смесь из генератора озона 1 попадает в блок предварительного охлаждения 2 и далее поступает в блок разделения 3, где в конденсаторе 5 за счет испарения жидкого кислорода в ванне 4 происходит конденсация озона, а в сепараторе 6 - отделение жидкого озона от непреобразованного в озон кислорода.
Образующийся жидкий озон из сепаратора 6 по трубопроводу 11 поступает в эжектор 10, где испаряется охлажденным воздухом, подводимым по трубопроводу 12, в количестве, обеспечивающим требуемый состав смеси. Таким образом, образование безопасной озоновоздушной смеси происходит при температуре, близкой к температуре кипения озона, при которой озон не разлагается и обладает наибольшей степенью химической стабильности.
Образовавшуюся озоновоздушную смесь по трубопроводу 13 вводят в теплообменник 9, где за счет холода полученной смеси производят охлаждение осушенного от влаги воздуха, подаваемого компрессором 8.
(Устройство осушки воздуха на чертеже не показано).
Газообразный кислород, образующийся в ванне 4 при испарении жидкости, в количестве, эквивалентном количеству сконденсированного озона, соединяют с потоком непреобразованного в озон кислорода из сепаратора 6. Объединенный поток кислорода поступает последовательно в рекуперативный теплообменник 2, кислородный компрессор 7 и генератор озона 1. Подпитка испарившегося из ванны 4 кислорода производится по трубопроводу 15 из резервуара жидкого кислорода 14.
Сравнение существенных признаков предложенного и известных решений дает основание считать, что предложенное техническое решение отвечает критериям "изобретательский уровень" и "промышленная применимость".
Таким образом, предлагаемый способ получения озоногазовой смеси и устройство для его осуществления позволяют:
- уменьшить расход кислорода, доведя его до значения, равного количеству отводимого озона, а следовательно, снизить общую энергоемкость процесса;
- получить озоновоздушную смесь требуемой концентрации на температурном уровне, близком к температуре жидкого озона, при которой он обладает наибольшей степенью химической стабильности, поддерживать работу генератора озона в оптимальном режиме и в тоже время регулировать концентрацию озона в озоногазовой смеси, за счет изменения расхода воздуха в тех диапазонах, которые требует технологический режим.
- уменьшить расход кислорода, доведя его до значения, равного количеству отводимого озона, а следовательно, снизить общую энергоемкость процесса;
- получить озоновоздушную смесь требуемой концентрации на температурном уровне, близком к температуре жидкого озона, при которой он обладает наибольшей степенью химической стабильности, поддерживать работу генератора озона в оптимальном режиме и в тоже время регулировать концентрацию озона в озоногазовой смеси, за счет изменения расхода воздуха в тех диапазонах, которые требует технологический режим.
Годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого способа получения озоногазовой смеси и устройства для его осуществления для одной установки производительностью 10 кг/ч озона составляет около 500 тыс. руб. в ценах на июнь 1999 г.
Источники информации
1. С. Д. Разумовский "Кислород, элементарные формы и свойства". Москва, "Химия", 1979 г.
1. С. Д. Разумовский "Кислород, элементарные формы и свойства". Москва, "Химия", 1979 г.
2. А.И. Смородин, М. Муратов и др. "Криогенная техника". Сборник научных трудов. Балашиха, Моск. обл., ОАО "Криогенмаш", 1997 г.
3. Головко Г. А. , Кольцова О.Н. "Способ получения озона". а.с. СССР 1838231, кл. C 01 B 13/10, бюл. 32, 30.06.1993 г.
Claims (2)
1. Способ получения озоногазовой смеси, включающий синтез озона из кислорода в генераторе озона, охлаждение озонокислородной смеси, отделение озона из смеси и рециркуляцию не преобразованного в озон кислорода, отличающийся тем, что озонокислородную смесь охлаждают до температуры конденсации озона, конденсируют за счет испарения жидкого кислорода и осуществляют отделение жидкого озона, после чего жидкий озон испаряют воздухом, охлажденным за счет холода образующейся озоновоздушной смеси, а поток не преобразованного в озон кислорода соединяют с потоком газообразного кислорода, образующимся от испарения жидкости, нагревают и направляют на рециркуляцию, при этом расходуемый на получение озона кислород компенсируют за счет подпитки жидким кислородом.
2. Устройство для получения озоногазовой смеси, включающее генератор озона для синтеза озона из кислорода, блок предварительного охлаждения озонокислородной смеси, блок разделения озона и кислорода, кислородный компрессор для рециркуляции не преобразованного в озон кислорода, резервуар с жидким кислородом и трубопровод, отличающееся тем, что блок разделения озона и кислорода выполнен в виде ванны жидкого кислорода с конденсатором озона и сепаратора жидкого озона, а трубопровод присоединен к ванне жидкого кислорода и резервуару жидкого кислорода, при этом устройство дополнительно снабжено воздушным компрессором, рекуперативным теплообменником, эжектором и трубопроводами, соединяющими эжектор с сепаратором жидкого озона и рекуперативным теплообменником.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99116938A RU2179149C2 (ru) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Способ получения озоногазовой смеси и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99116938A RU2179149C2 (ru) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Способ получения озоногазовой смеси и устройство для его осуществления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99116938A RU99116938A (ru) | 2001-06-20 |
| RU2179149C2 true RU2179149C2 (ru) | 2002-02-10 |
Family
ID=20223443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99116938A RU2179149C2 (ru) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Способ получения озоногазовой смеси и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2179149C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2659702B2 (de) * | 1976-12-31 | 1980-08-21 | Daido Sanso K.K., Osaka (Japan) | Verfahren zur Massenproduktion von Ozon |
| US4604279A (en) * | 1984-09-18 | 1986-08-05 | Messer Griesheim Gmbh | Process for producing ozone |
| FR2580271A1 (fr) * | 1985-04-16 | 1986-10-17 | Air Liquide | Procede de production d'ozone |
| DE4207585A1 (de) * | 1992-03-10 | 1993-09-16 | Linde Ag | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von ozon |
-
1999
- 1999-08-04 RU RU99116938A patent/RU2179149C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2659702B2 (de) * | 1976-12-31 | 1980-08-21 | Daido Sanso K.K., Osaka (Japan) | Verfahren zur Massenproduktion von Ozon |
| US4604279A (en) * | 1984-09-18 | 1986-08-05 | Messer Griesheim Gmbh | Process for producing ozone |
| FR2580271A1 (fr) * | 1985-04-16 | 1986-10-17 | Air Liquide | Procede de production d'ozone |
| DE4207585A1 (de) * | 1992-03-10 | 1993-09-16 | Linde Ag | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von ozon |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS5939671B2 (ja) | 空気分離方法及び装置 | |
| US11406938B2 (en) | Process for obtaining carbon dioxide from furnace combustion fumes | |
| US2983585A (en) | Preparation of liquid hydrogen | |
| US4177645A (en) | Process for isolating dinitrogen monoxide | |
| US3407614A (en) | Helium purification | |
| US2284662A (en) | Process for the production of krypton and xenon | |
| US4384876A (en) | Process for producing krypton and Xenon | |
| US3363428A (en) | Hydrogen recovery with condensate wash in heat exchanger path | |
| CN108722118A (zh) | 一种低能耗脱硫剂再生方法及脱硫方法 | |
| US2874030A (en) | Argon purification | |
| JPH0553193B2 (ru) | ||
| RU2321797C1 (ru) | Способ промысловой подготовки нефтяного газа (варианты) | |
| RU2179149C2 (ru) | Способ получения озоногазовой смеси и устройство для его осуществления | |
| JPS6245320A (ja) | 気体乾燥方法 | |
| US3359743A (en) | Low temperature process for the recovery of ethane from a stripped natural gas stream | |
| US3954425A (en) | Absorption of SO2 from a dilute gas and desorbing it at higher concentrations into a stripping gas | |
| RU2104990C1 (ru) | Способ получения метана из метановоздушной смеси | |
| US7461521B2 (en) | System unit for desorbing carbon dioxide from methanol | |
| JPS5969415A (ja) | 排ガスからの液化炭酸の製造方法 | |
| RU2135454C1 (ru) | Переработка природного газа с получением метанола | |
| MX2010007377A (es) | Proceso y sistema para la produccion de acido sulfurico concentrado a partir de gas residual. | |
| US1885059A (en) | Process for producing practically pure hydrogen | |
| JPS5527034A (en) | Pressure swing adsorption system used with heat regeneration method | |
| US3192729A (en) | Process and apparatus for purifying gaseous mixtures | |
| RU2272972C2 (ru) | Способ низкотемпературного разделения попутных нефтяных газов (варианты) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080805 |