DE3219764A1 - Absatzweise arbeitende ozonisierungsvorrichtung - Google Patents
Absatzweise arbeitende ozonisierungsvorrichtungInfo
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- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/10—Preparation of ozone
Description
... .--..--- 61 ι y /b4
: D-800D MüticbßO 80 Sckellstrasse
Telelon (089) 4 48 24
Telex 5215935
Patentanwalt Dr.-Ing. R. Liesegang
zugelassen beim Europäischen Patentami — admitted to the European Patent Office — Mandataire agree aupres Γ Office European des Brevets
Absatzweise arbeitende Ozonisierungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine absatzweise arbeitende Ozonisierungsvorrichtung,
die auf neuartige, einfache Weise Ozon abgeben kann.
In Kraftwerken und in der chemischen Industrie werden große Mengen Kühlwasser benötigt. Mikro-Organismen bzw.
Algen in dem Speisewasser führen zu Verschlammung, wodurch die Wasserkanäle verstopft oder ein Wärmeaustausch
bedeutend vermindert werden.
Um solchen Schwierigkeiten zu begegnen, wurde in Erwägung gezogen, Wasser mit einer hohen Ozon-Konzentration einzusetzen.
Um ein solches Wasser mit hoher Ozon-rKonzentration zu produzieren, ist eine absatzweise arbeitende Ozonisierungsvorrichtung
zweckmäßig, die Wasser mit einer hohen Ozon-Konzentration durch Speichern von Ozon an
einem Adsorptionsmittel während einer langen Zeitdauer unter Verwendung eines kompakten Ozonisators kleiner
Leistung und durch Desorbiefen des gespeicherten Ozons aus dem Adsorptionsmittel für eine kurze Zeitdauer anreichert,
anstatt einen Ozonisator mit großer Leistung zu verwenden, der hohe Rüst- und Betriebskosten hat.
In Fig. 1 ist eine Ausführung einer vorgeschlagenen,
absatzweise arbeitenden Ozonisierungsvorrichtung gezeigt.
·"*■ j "
Fig. 1 (a) zeigt ein Flußdiagramm der vorgeschlagenen,
absatzweise arbeitenden Ozonisierungsvorrichtung; Fig. 1 (b) zeigt einen Vertikalschnitt durch einen
Adsorptions-Desorptions-Turm; und Fig. 1 (c) zeigt einen vertikalen Teilschnitt durch einen Ozonisator.
In Fig. 1 bezeichnen die Bezugszahl 1 einen Ozonisator; 2 einen Adsorptions-Desorptions-Turm, der Ozon durch
Adsorbieren des mittels des Ozonisators erzeugten Ozones speichert; 3 ein Rückströmgebläse zum Rezirkulieren
von Sauerstoffgas, welches vom Adsorptions-Desorptions-Turm
gespeist wurde, zum Ozonisator 1; 4 eine Sauerstoff quelle, welche Sauerstoff zum Ozonisator 1 speist;
5a bis 5c Ventile, beispielsweise Elektromagnet-Ventile; 6 einen Tank für eine Salzlauge, welche den Adsorptions-Desorptions-Turm
heizt; 7 eine Heizvorrichtung im Tank für die Salzlauge; 8 eine Salzlaugen-Pumpe, welche
Salzlauge aus dem Tank 6 zum Adsorptions-Desorptions-Turm 2 fördert; 9 eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des
Adsorptions-Desorptions-Turmes 2; 10 einen Ejektor, der Ozon aus dem Adsorptions-Desorptions-Turm 2 saugt;
11 eine Saugstrahl-Pumpe, die Wasser zum Ejektor speist;
12 einen Temperatur-Fühler, der die Temperatur in der
Salzlauge 6 erfaßt und anzeigt; und 13 ein Relais, welches je nach der gemessenen Temperatur eine Stromspeisung
zur Heizvorrichtung 7 veranlaßt oder unterbricht.
Der Adsorptions-Desorptions-Turm 2 ist in Mantelkonstruktion gemäß Fig. 1 (b) ausgeführt. In einem
inneren Zylinder 2a ist ein" Ozon-Adsorptionsmittel 2b eingefüllt, und ein Salzlaugen-Mantel 2d ist zwischen
dem inneren Zylinder 2a und einem äußeren Zylinder 2c ausgebildet, wobei dieser mit Salzlauge gefüllte
Mantel über einen Einlaß und über eine Laugenschlange 2e mit dem Tank 6 in Verbindung steht. Ein Dampfrohr 2f,
das auf den inneren Zylinder 2a aufgewickelt ist, steht
mit der Kühlvorrichtung 9 in Verbindung. Als Ozon-Adsorptionsmittel
2b werden normalerweise ein Silikagel und als Salzlauge Äthylenglykol oder Alkohol verwendet.
Der Ozonisator 1 ist gewöhnlich so ausgebildet, daß er eine dunkle Entladung in einem Spalt zwischen einem
Hochspannungs-Elektrodcnrohr la und einem geerdeten Elektrodenrohr 1b bewerkstelligt, wobei die Bezugszahlen 1c eine Hochspannungsdurchführung, -1d eine
Hochspannungssicherung und 1e einen Isolationsblock bezeichnen.
Von dem Rückstrom-Gebläse 3, dem Ozonisator 1 und dem
Adsorptions-Desorptions-Turm 2 in dieser Reihenfolge wird ein Rezirkulations-Kreislauf gebildet.
Im folgenden wird der Betrieb der Vorrichtung beschrieben.
Im wesentlichen umfaßt dieser Betrieb eine Ozon-Adsorptionsphase und eine Ozon-Desorptionsphase.
Die Adsorptions phase sei nun erläutert. Sauerstoff wird von der Sauerstoffquelle in den Rezirkulations-Kreislauf
in Normalzustand bei konstantem Druck gefördert. Der Druck wird gewöhnlich bei 1,0 atü (kg/cm)
gehalten. Die Elektromagnet-Ventile 5a, 5b stehen offen und das Elektromagnet-Ventil 5c ist geschlossen. Wenn
Sauerstoff in den Rezirkulations-Kreislauf mittels des Rückstrom-Gebläses 3 gespeist wird, wird ein Teil des
Sauerstoffs beim Passieren über den Entladespalt des Ozonisators 1 mittels einer dunklen Entladung in
ozonisierten Sauerstoff umgewandelt. Der ozonisierte Sauerstoff wird zu dem Adsorptions-Desorptions-Turm 2
gespeist. Das Adsorptionsmittel im Adsorptions-Desorptions-Turm
2 adsorbiert Ozon, und der Rest-Sauer-
stoff wird über das geöffnete Elektromagnet-Ventil 5a mittels des Rückstrom-Gebläses 3 zum Ozonisator 1 zurückgeführt.
Eine dem Sauerstoffverbrauch für die Er-
zeugung des Ozons entsprechende Sauerstoffmenge wird
zusätzlich von der Sauerstoffquelle 4 zugeführt. Das
Ozon-Adsorptionsmittel wird auf -30° C oder niedriger mittels der Kühlvorrichtung gekühlt, weil das Adsorptionsverhältnis von adsorbiertem Ozon am Adsorptionsmittel
stark temperaturabhängig ist. Wenn die Temperatur niedriger ist, ist das Adsorptionsverhältnis von Ozon
höher, während bei höherer Temperatur das Adsorptionsverhältnis von Ozon niedriger liegt. Daher wird beim
Desorptions-Vorgang des Ozones die Temperatur des
Adsorptionsmittels angehoben.
Wenn das Adsorptionsmittel im Adsorptions-Desorptions-Turm
2 Ozon etwa bei einem Ozon-Adsorptions-Jisieichgewicht
adsorbiert, wird von der Adsorptionsphase auf die Desorptionsphase
umgeschaltet.
In der Desorptionsphase . werden der Ozonisator 1, das
Rückstrom-Gebläse 3 und die Kühlvorrichtung gestoppt
und die Elektromagnet-Ventile 5a, 5b geschlossen, während das Elektromagnet-Ventil 5c geöffnet wird.
Die Salzlauge wird dann aus dem Laugentank 6 mittels der Salzlaugen-Pumpe 8 gefördert, um am Adsorptionsmittel
adsorbiertes Ozon leicht desorbieren zu können, während die Temperatur des Adsorptionsmittels durch
Aufheizen angehoben wird. Die Heizvorrichtung 7 heizt die Salzlauge auf eine konstante Temperatur, welche
mittels des Temperaturreglers 12, 13 geregelt wird. In diesem Stadium wird die Saugstrahl-Pumpe 11 betätigt,
um Ozon aus dem Adsorptions-Desorptions-Turm 2 mittels des Ejektors 10 abzusaugen, wobei das Ozon im
Ejektor 10 blasenförmig dem Wasser untermischt und darin gelöst wird, worauf das erzeugte ozonisierte
Wasser zu einer Anwendung gespeist wird.
Der Druck im Adsorptions-Desorptions-Turm 2 wird auf -70 cmHg durch die Saugwirkung herabgesetzt. Nach der
Desorptionsphase wird erneut auf die Adsorptionsphase umgeschaltet, und der Zyklus wird kontinuierlich
wiederholt.
Bei der absatzweise arbeitenden Ozonisierungsvorrichtung wird die Saugstrahl-Pumpe 11 nur für etwa 5 bis 7 Minuten
betrieben. Der Nutzungsfaktor ist gering und die Pumpenleistung sehr groß. Daher müssen die energieverbrauchenden
Vorrichtungen mit großer Leistung ausgelegt werden, und die Installationskosten sind unerwünscht hoch. Ferner
wird aufgrund der Verwendung eines Wasserstrahl-Ejektors der Saugdruck auf -70 cmHg aufgrund des Partialdruckes
des Wassers begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine absatzweise arbeitende Ozonisierungsvorrichtung zu schaffen,
bei welcher die beschriebenen Nachteile vermieden sirid und welche den Einsatz einfacher Vorrichtungen mit geringerer
Leistung bzw. geringerem Energieverbrauch ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine absatzweise arbeitende Ozonisierungsvorrichtung gemäß der Erfindung gekennzeichnet
durch einen Ozonisator zum Erzeugen ozonisierten Sauerstoffes aus einer Sauerstoffquelle, einen
Adsorptions-Turm, der aus dem vom Ozonisator gespeisten ozonisierten Sauerstoff Ozon adsorbiert und speichert,
Desorbieren des Ozons durch Saugen bei vermindertem Druck, einen Rezirkulations-Kanal zum Zurückleiten von Sauerstoff
zu dem Ozonisator nach dem Adsorbieren des Ozons
— Q _
in dem Adsorptions-Desorptions-Turm und ein in dem Rezirkulations-Kanal
derart angeordnetes Gebläse, daß mittels des Gebläses während der Adsorptionsphase Ozon enthaltendes
Sauerstoffgas zu dem Ozonisator zurückgeführt und während der Desorptionsphase in dem Adsorptions-Desorptions-Turm
gespeichertes Ozon durch Ansaugen bei vermindertem Druck zu einem Ozon-Auslaß gefördert wird.
Vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten anhand von
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: 15
Fig. 1 (a) ein Flußdiagramm einer bereits vorgeschlagenen, absatzweise arbeitenden Ozonisierungsvorrichtung;
Fig. 1 (b) einen vertikalen Schnitt durch einen Adsorptions-Desorptions-Turm
der Vorrichtung;
Fig. 1 (c) einen vertikalen Schnitt durch einen Ozonisator;
Fig. 2 und 4 ein Flußdiagramm von unterschiedlichen Ausführungen von Ozonisierungsvorrichtungen
gemäß der Erfindung;
Fig. 3 charakteristische Kurven für die Belastungsfähigkeit eines Rückstrom-Gebläses.
Gemäß der Erfindung wird ein Rückstrom-Gebläse ;3 eingesetzt,
um Ozon vom Adsorptions-Desorptions-Turm 2 durch Saugen abzuführen, anstatt eine Saugstrahl-Pumpe 11 und
den Wasserstrahl-Ejektor 10 zu.verwenden, wodurch eine kompakte, absatzweise arbeitende Ozonisierungsvorrichtung
geschaffen wird, welche die Anfangs- bzw. Installationskosten verringern hilft.
O L I Ο / D ^
In Fig. 2 ist eine Ausführung der Erfindung in Form eines Flußdiagrammes dargestellt. Es sind gleiche Bezugszeichen
für identische oder funktionell entsprechende Teile wie in Fdg. 1 verwendet. Die Beschreibung von Aufbau
und Betrieb wird nicht wiederholt.
In Fig. 2 bezeichnet die Bezugszahl 5e ein erstes Ventil, das in einen Rezirkulations-Kanal enthaltend das Rückstrom-Gebläse
3 und den Ozonisator eingeschaltet·ist, während 5d ein zweites Ventil bezeichnet, das in den vom Rezirkula-...
tions-Kanal abgezweigten Kanals zum Ozon-Auslaß eingeschaltet ist. Beide Ventile können Elektromagnet-Ventile
sein. Ein drittes Ventil 5b, das ebenfalls als Elektromagnet-Ventil ausgebildet sein kann, ist zwischen dem
Ozonisator 1 und dem Adsorptions-Desorptions-Turm 2 in dem Rückström-Kanal eingeschaltet. Die drei Ventile
werden im folgenden als erstes, zweites und drittes Magnet-Ventil bezeichnet.
In der absatzweise bzw. intermittierend arbeitenden Ozonisierungsvorrichtung mit dem beschriebenen Aufbau
wird während der Ozon-Adsorptionsphase von der Sauerstoffquelle 4 gespeister Sauerstoff über den
Ozonisator 1 geleitet, um einen Teil des Sauerstoffes in Ozon umzuwandeln. Das erste und dritte Magnet-Ventil
5e und 5b sind geöffnet und das zweite Magnet-Ventil 5d ist geschlossen. Der ozonisierte Sauerstoff wird in
den Adsorptions-Desorptions-Turm 2 gespeist, in welchem Ozon adsorbiert und das Restgas mittels des Rückström-Gebläses
3 zum Ozonisator 1 zurückgeführt wird. Die Ozon-Adsorptions phase verläuft gleich wie bei der bereits
beschriebenen älteren Vorrichtung.
In der Ozon-Desorptionsphase werden das erste und dritte Magnet-Ventil 5e, 5b geschlossen, und das zweite
ORIGINAL INSPECTED BAD ORIGINAL
Magnet-Ventil 5d wird geöffnet. Der Ozonisator 1 und die Kühlvorrichtung 9 werden gestoppt, die Laugen-Pumpe 8
wird eingeschaltet,und das Rückstrom-Gebläse 3 wird
kontinuierlich weiter angetrieben. Der Adsorptions-Desorptions-Türm
2 wird mittels der Salzlauge aufgeheizt, um die Temperatur anzuheben, und das Ozon wird
unter der Saugwirkung des Rückstrom-Gebläses 3 desorbiert.
Bei der älteren Vorrichtung wird die Saugwirkung mittels des Ejektors 10 erzeugt. Gemäß der Erfindung wird dagegen
die Saugwirkung durch das Rückstrom-Gebläse 3 erzeugt. Das desorbierte Ozon wird mittels des Rückstrom-Gebläses
3 angesaugt und über das zweite Magnet-Ventil 5d zum Ozon-Auslaß gespeist.
15
15
Fig. 3 zeigt ein Diagramm, welches die Wirkung des Rückströmgebläses
3 von Membran-Bauart veranschaulicht. Während der Adsorptionsphase arbeitet das Rückstrom-Gebläse bei einem
2
Speisedruck von 1,0 atü (kg/cm ). Während der Desorptionsphase arbeitet das Rückstrom-Gebläse bei einem Unterdruck von etwa -50 cmHg. Wenn es bei einem Unterdruck von etwa -70 cmHg arbeiten soll, wird ein weiteres Gebläse als Vakuum erzeugende Vorrichtung im Kanal zum Ozon-Auslaß vorgesehen, um die gewünschte Wirkung zu erzielen.
Speisedruck von 1,0 atü (kg/cm ). Während der Desorptionsphase arbeitet das Rückstrom-Gebläse bei einem Unterdruck von etwa -50 cmHg. Wenn es bei einem Unterdruck von etwa -70 cmHg arbeiten soll, wird ein weiteres Gebläse als Vakuum erzeugende Vorrichtung im Kanal zum Ozon-Auslaß vorgesehen, um die gewünschte Wirkung zu erzielen.
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm einer derartigen Ausführung, welche bei einem Unterdruck von etwa -70 cmHg im Adsorptions-Desorptions-Turm
*2 arbeitet. In Fig. 4 bezeichnet die Bezugszahl 14 ein Sauggebläse, das
im Ozon-Auslaß angeordnet ist. Bei einer derartigen Anordnung kann der Desorptions-Vorgang bei einem Unterdruck
von -70 cmHg ausgeführt werden.
Wenn drei oder mehr Gebläse in Reihe geschaltet werden,
kann der Saugdruck noch weiter abgesenkt werden. Die gleiche Wirkung läßt sich auch erzielen, wenn eine
Vakuum-Pumpe anstelle des Gebläses im Auslaß angeordnet wird. !
5
5
Bei den beschriebenen Ausführungen sind Bauart und Aufbau des Ozonisators 1 und des Adsorptions-Desorptions-Turmes
2 nicht kritisch.
Wie beschrieben hat gemäß der Erfindung das Rückstrom-Gebläse
sowohl die Funktion, für eine Rezirkulation während der Ädsorptionsphase zu sorgen als auch den Ozon-Auslaß
bzw. das vorgeschaltete Sauggebläse während der Desorptionsphase zu speisen, so daß der Ejektor 10
und die Saugstrahl-Pumpe 11 eingespart werden können. Demzufolge sind die Kosten der Vorrichtung verringert
und die Leistung der Energie verbrauchenden Vorrichtungen kann minimiert werden, so daß die Anfangs- bzw. Installationskosten
vermindert werden.
ORIGINAL WSPECTED
BA0
Claims (9)
1. Absatzweise arbeitende Ozonisierungsvorrichtung, gekennzeichn et durch einen Ozonisator
(1) zum Erzeugen ozonisierten Sauerstoffes aus einer Sauerstoff quelle, einen Adsorptions-Desorptions-Turm
(2) , der aus dem vom Ozonisator gespeisten ozonisierten Sauerstoff Ozon adsorbiert
und speichert, Desorbieren des Ozons durch Saugen bei verminderten Druck, einen Rezirkulations-Kanal
zum Zurückleiten von Sauerstoff zu dem Ozonisator
(1) nach dem Adsorbieren des Ozons in dem Adsorptions-Desorptions-Turm
(2) und ein in dem jRezirkulations-Kanal
derart angeordnetes Gebläse (3), daß mittels des Gebläses während der Adsorptionsphase Ozon enthaltendes
Sauerstoffgas zu dem Ozonisator (1) zurückgeführt und während der Desorptionsphase in dem Adsorptions-Desorptions-Turm
gespeichertes Ozon durch Ansaugen bei vermindertem Druck zu einem Ozon-Auslaß gefördert
wird.
2. Ozonisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen dem Gebläse
(3) und dem Ozonisator (1) ein erstes Ventil (5e) an-
■v
geordnet ist, das während der Adsorptionsphase geöffnet und während der Desorptionsphase geschlossen ist.
3. Ozonisieruagsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekenAzeichnet, daß zwischen dem das Gebläse (3) und das erste Ventil (5e) enthaltenden
Rezirkulations-Kanal und dan Ozon-Auslaß ein zweites
Ventil (5d) angeordnet ist, welches während der Adsorptionsphase geschlossen und während der üesorptionsphase
. geöffnet ist.
4. Ozonisierungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn ze ichnet, daß die beiden Ventile
(5e, 5d) Elektromagnet-Ventile sind.
5. Ozonisierungsvorrichfaung nach Anspruch 3, dadurch
gekenn ze ichnet, daß zwischen dem zweiten Ventil (5d) und dem Ozon-Auslaß eine Vakuum erzeugende
Vorrichtung (14) vorgesehen ist, die ausschließlich während der Desorptionsphase . betätigt
wird.
6. Ozonisierungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Vakuum erzeugende
Vorrichtung mindestens ein Sauggebläse verwendet ist.
7. Ozonisierungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn ze ichnet, daß als Vakuum er-■
zeugende Vorrichtung eine Vakuum-Pumpe verwendet ist.
8. Ozonisierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Kühlvorrichtung (9) zum Kühlen des Adsorptions-
Desorptions-Turmes (2) während der Adsorptionsphase betätigt wird, um die Temperatur eines Ozon-Adsorptionsmittels
im Adsorptions-Desorptions-Turm zu verringern.
■ ι
9. Ozonisierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 8f dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizvorrichtung (6) zum Heizen des Ozon-Adsorptionsmittels während der Desorptionsphase betätigt wird,
um die Temperatur des Qzon-Adsorptionsmittels im
Adsorptions-Desorptions-Turm zu erhöhen.
bis 8f dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizvorrichtung (6) zum Heizen des Ozon-Adsorptionsmittels während der Desorptionsphase betätigt wird,
um die Temperatur des Qzon-Adsorptionsmittels im
Adsorptions-Desorptions-Turm zu erhöhen.
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DE3603900A1 (de) * | 1985-02-13 | 1986-08-21 | Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo | Trinkwasserreinigungseinrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4462965A (en) | 1984-07-31 |
JPS6048444B2 (ja) | 1985-10-28 |
JPS57200207A (en) | 1982-12-08 |
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