Трубчатый озонатор

 

Использование для производства озона. Сущность: в трубчатом озонаторе, включающем корпус с газоразрядными элементами, холодильник для озонированного газа, последний образован концевыми частями наружных электродов и встроенными рассекателями газового потока, выполненными из диэлектрика, или концевыми частями внутреннего электрода, выполненными без токопроводящего покрытия. 3 ил.

Изобретение относится к области производства озона, в частности к многоэлементным трубчатым озонаторам.

Известен трубчатый озонатор, содержащий камеры входа и выхода озонированного газа, корпус с трубными решетками и установленными в них газоразрядными элементами, состоящими из наружных охлаждаемых и внутренних стеклянных электродов с внутренним металлизированным слоем [1] Недостаток известного озонатора малый фактический выход озона вследствие его термического разложения в результате перегрева газовой смеси в зоне разряда.

Известен озонатор, включающий камеры входа газа, выхода озонированного газа, корпус с двумя трубными пучками, содержащими озонирующие элементы и образующими между собой центральный газовый коллектор с размещенным в этом коллекторе холодильником [2] Газоразрядные элементы состоят из наружных охлаждаемых и внутренних электродов. Наличие холодильника в центральном газовом коллекторе позволяет стабилизировать полученный в газоразрядных элементах озон за счет снижения температуры газовой смеси на пути к потребителю озона, однако эффективность этой стабилизации недостаточна вследствие удаленности холодильника от газоразрядных элементов. Перегретая озоно-газовая смесь из зоны разряда проходит некоторое расстояние до соприкосновения с поверхностью холодильника. За время пребывания на этом пути часть озона разлагается до кислорода.

Цель изобретения снижение потерь озона вследствие термического разложения.

Эта цель достигается тем, что в трубчатом озонаторе, включающем камеры входа и выхода озонированного газа, корпус с трубными решетками и установленными в них газоразрядными элементами, состоящими из наружных охлаждаемых и внутренних электродов, холодильник для озонированного газа, последний образован концевыми частями наружных охлаждаемых электродов со стороны выхода озонированного газа и встроенными в каждый газоразрядный элемент рассекателями газового потока, выполненными из диэлектрического материала, или концевыми частями внутреннего электрода, не имеющими токопроводящего покрытия. Рассекатель может быть выполнен с турбулизирующей наружной поверхностью.

Благодаря тому, что холодильник для озонированного газа образован концевыми частями наружных охлаждаемых электродов и встроенными в каждой газоразрядный элемент рассекателями газового потока, зона его охлаждения непосредственно примыкает к зоне активного разряда, что исключает время пребывания озоно-газовой смеси вне зоны охлаждения. Рассекатель прижимает газовый поток к охлаждаемой части наружного электрода. Это позволяет снизить потери озона от его термического разложения.

На фиг. 1 представлен трубчатый озонатор, разрез (рабочее положение горизонтальное); на фиг. 2 газоразрядный элемент озонатора с двухсторонним охлаждением; на фиг. 3 то же, с односторонним охлаждением.

Трубчатый озонатор состоит из заземленного корпуса 1 с трубными решетками 2 и 3, в которых установлены газоразрядные элементы 4. Крышки 5 и 6 образуют соответственно камеру 7 входа кислородсодержащего газа и камеру 8 выхода озонированного газа. Проходной изолятор 9 соединяет через токопроводящую разводку 1 и высоковольтные предохранители 11 газоразрядные элементы 4 с трансформатором высокого напряжения. Газоразрядный элемент 4 содержит наружный охлаждаемый электрод 12, закрепленный в трубных решетках 2 и 3, охлаждаемый внутренний электрод 13, центрирующие элементы 14 и холодильник 15, образованный концевой частью 16 наружного охлаждаемого электрода 12 со стороны выхода озонированного газа и встроенным в газоразрядный элемент 4 рассекателем 17 газового потока, выполненным из диэлектрического материала. Холодильник 15 может быть образован также концевой частью 16 наружного электрода 12 и не имеющей токопроводящего покрытия концевой частью 18 внутреннего электрода 13, выполненного из диэлектрического материала с токопроводящим покрытием 19. Для турбулизации выходящего озонированного газа наружная поверхность рассекателя 17 выполнена волнистой (фиг. 2). В случае газоразрядного элемента 4 с односторонним охлаждением (фиг. 3) на концевой части 18 внутреннего электрода 13 навита спираль 20. На охлаждаемой поверхности наружного электрода 12 выделены две зоны: зона активного разряда и охлаждения, снимающая тепло реакции электросинтеза озона, и зона охлаждения и стабилизации озона, отводящая тепло от перегретой озоно-газовой смеси.

Трубчатый озонатор работает следующим образом.

Кислородсодержащий газ из камеры 7 поступает в газоразрядные элементы 4. От трансформатора по токопроводящей разводке 10 и высоковольтные предохранители 11 на внутренний электрод 13 подают ток высокого напряжения. Кислородсодержащий газ, проходя через кольцевой зазор между внутренним 13 и наружным 12 электродами, в зоне активного разряда подвергается воздействию высоковольтного электрического разряда, синтезирующего озон. При этом газовая смесь нагревается. Образовавшийся озон поступает в холодильник 15 в зону охлаждения и стабилизации озона, где рассекателем 17 с волнистой поверхностью или концевой частью 18 со спиралью 20 турбулизируется и прижимается к его охлаждаемой наружной стенке. При этом озоно-газовая смесь охлаждается. Охлажденная озоно-газовая смесь собирается в камере 8, откуда подается к потребителю.

Таким образом, благодаря тому, что зона охлаждения озона непосредственно примыкает к зоне активного разряда, а также благодаря наличию встроенного в каждый газоразрядный элемент рассекателя с турбулизирующей поверхностью, температура озоно-газовой смеси снижается на большую величину, что снижает потери озона вследствие термического разложения.

Формула изобретения

ТРУБЧАТЫЙ ОЗОНАТОР, включающий камеры входа и выхода озонированного газа, корпус с трубными решетками и установленными в них газоразрядными элементами, состоящими из наружных охлаждаемых и внутренних с токопроводящим покрытием электродов, холодильник для озонированного газа, отличающийся тем, что холодильник образован концевыми частями наружных охлаждаемых электродов со стороны выхода озонированного газа и встроенными в каждый газоразрядный элемент рассекателями газового потока, выполненными из диэлектрического материала, или концевыми частями внутреннего электрода, выполненными без токопроводящего покрытия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3