Способ получения озона

 

Использование: получение озона с помощью электрического разряда. Сущность изобретения: кислород посекционно подают в зону реакции плазмотрона трансформаторного типа, воздействуют на него безэлектродным индукционным разрядом, образующийся озон закаливают в вихревом потоке кислорода и посекционно выводят из зоны реакции. Способ прост, экономичен, производителен. 1 ил.

Изобретение относится к плазмохимии, в частности к технологии синтеза озона из кислорода с помощью электрического разряда.

Известен способ получения озона в плазмотроне трансформаторного типа, включающий подачу кислорода в зону реакции, воздействие на него безэлектродным разрядом с последующим выводом образующегося озона. Недостатками известного способа являеются невысокий выход озона и значительные удельные энергозотраты.

В основу предлагаемого изобретения положена задача увеличения выхода озона с единичной установки и уменьшение удельных энергозатрат.

Это достигается тем, что в способе получения озона в плазмотроне трансформаторного типа, включающем подачу кислорода в зону реакции без электродным индукционным разрядом с последующим выводом образующегося озона, согласно изобретению подачу кислорода и вывод озона осуществляют посекционно, причем озон перед выводом из зоны реакции закаливают в вихревом потоке кислорода.

Применение замкнутых, безэлектродных индукционных разрядов и вихревой стабилизации позволяет, во-первых, получить длинные плазменные шнуры (до 5м) с малой теплонапряженностью на единицу длины, во-вторых, быстро производить закалку получающегося озона, выводят его из зоны реакции за счет вихревого движения кислорода, в-третьих, увеличить выход озона, так как он будет получатся не только за счет возбуждения и распада молекул кислорода электронами, но и при поглощении УФ-излучения (кислород имеет сильные линии излучения в области 1000- 1300 А).

Способ поясняется чертежом.

Трансформаторный плазмотрон содержит трансформатор (1), выполненный из одного или нескольких отдельных магнитопроводов с первичной обмоткой(2) и замкнутую разрядную камеру (3), охватывающую сердечник трансформатора. Разрядная камера изготавливается из отдельных металлических секций, охлаждаемых водой и разделенных изоляцией прокладками (4). Каждая секция имеет узлы ввода кислорода (5) и вывода получаемой смеси кислорода с озоном (6). Ввод кислорода осуществляется перед сужением диаметра разрядной камеры. Вихревое движение кислорода практически не позволяет ему перетекать из одной секции в другую. Так как индукционный разряд при атмосферном давлении и выше всегда контрагирован, то диаметр плазменный камеры должен быть всегда значительно больше диаметра плазменного шнура, т.е. плазменный шнур окружен вращающимся потоком холодного кислорода. Получающийся озон на периферии плазменного шнура, как более тяжелый газ, отбрасывается в холодный слой и далее к стенке водоохлаждаемой камеры, где происходит его быстрая закалка. Закалка озона необходима ввиду того, что он быстро разлагается при 80-100^oC. Для предотвращения этого озон необходимо быстро охладить, т.е. закалить, до максимально возможной низкой температуры. Длина секции разрядной камеры выбирается в зависимости от тока разряда, вихревой и продольной скорости и расхода кислорода.

Таким образом, использование изобретения имеет следующие преимущества.

1. Применение безэлектродных индукционных разрядов трансформаторного типа позволяет создавать принципиально новые установки для получения озона. При этом удается существенно упростить и уменьшить габариты озонаторных установок, значительно уменьшить энергозатраты на производство 1 кг озона и увеличить выход озона с единичной установки.

2. Отсутствие электродов позволяет значительно увеличить срок службы озонаторных установок и упростить условия их эксплуатации.

Формула изобретения

Способ получения озона в плазмотроне трансформаторного типа, включающий подачу кислорода в зону реакции, воздействие на него безэлектродным индукционным разрядом с последующим выводом образующегося озона, отличающийся тем, что подачу кислорода и вывод озона осуществляют посекционно, причем озон перед выводом из зоны реакции закаливают в вихревом потоке кислорода.

РИСУНКИ

Рисунок 1