Способ управления установкой для генерации озона

Способ производства озона в установке для генерации озона. Установка содержит по меньшей мере два электрода (E1, E2), разделенных зазором (OG) озонирования и слоем диэлектрика и размещенных в генераторе (OzG) озона. Исходной газ, содержащий дикислород, подают на вход (O2IN) генератора озона (OzG) с заданным расходом исходного газа и давлением исходного газа. Подводят переменный электрический ток к по меньшей мере двум электродам (E1, E2) генератора (OzG) озона для создания электрических разрядов в зазоре (OG) озонирования, чтобы генерировать заданное количество озона на газовом выходе (O3OUT) генератора озона (OzG). Регулируют мощность электрического тока и по меньшей мере один из ряда параметров производственного процесса, включающих расход исходного газа, частоту электрического тока, напряжение электрического тока, температуру охлаждения генератора (OzG) озона, для регулирования количества генерируемого озона на газовом выходе (O3OUT) генератора (OzG) озона. Во время производства озона контролируют электрическую мощность и указанный по меньшей мере один параметр из указанного ряда параметров процесса, включающих расход исходного газа, частоту электрического тока, напряжение электрического тока, температуру охлаждения. Затем регулируют давление исходного газа в ответ на указанную регулировку мощности электрического тока и указанного по меньшей мере одного параметра процесса. Технический результат: поддержание высокой эффективности процесса генерации озона при изменении величины генерируемого озона. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к способу управления установкой для генерации озона, и направлено, в частности, на создание установки для генерации озона, содержащей генератор озона, содержащий по меньшей мере два электрода, разделенных зазором озонирования и слоем диэлектрика и соединенных с источником электрической энергии (источником питания), для созданий электрических разрядов в газе, содержащем дикислород и протекающем в зазоре озонирования.

В патентном документе US8728402В2 описан пример установки для генерации озона, содержащей по меньшей мере два электрода. Однако такая установка, хотя и генерирует заданное количество озона (с заданной концентрацией и заданным расходом выходящего газа), может быть отрегулирована для получения другого количества озона. В этом случае для достижения новой величины производительности изменяют электрическую мощность, подводимую к электродам, и/или расход входящего газа. Однако эффективность способа, раскрытого в этом документе, может быть повышена.

Задача настоящего изобретения заключается в устранении вышеуказанных недостатков аналога и в том, чтобы, прежде всего, предложить способ управления установкой для генерации озона, содержащей по меньшей мере два электрода, позволяющей повысить эффективность производства озона (в части расхода электрической энергии или расхода исходного материала), даже если изменяются диапазона параметров производственного процесса.

Для решения этой задачи первым аспектом изобретения является способ производства озона в установке для генерации озона, содержащей по меньшей мере два электрода, разделенных зазором озонирования и слоем диэлектрика и размещенных в генераторе озона, содержащем, по меньшей мере, газовый вход для приема исходного газа, содержащего дикислород, и газовый выход для выпуска газа, содержащего озон, при этом способ включает следующие стадии:

- подача исходного газа, содержащего дикислород, на газовый вход генератора озона с заданным расходом и давлением исходного газа,

- подвод переменного электрического тока к указанным по меньшей мере двум электродам генератора озона для создания электрических разрядов в зазоре озонирования, так чтобы генерировать заданное количество озона на газовом выходе генератора озона,

- регулирование мощности электрического тока и по меньшей мере одного из указанного ряда параметров процесса, включающих расход исходного газа, частоту электрического тока, напряжение электрического тока, температуру охлаждения генератора озона, чтобы регулировать количество генерируемого озона на газовом выходе генератора озона, при этом способ отличается тем, что в процессе производства озона включает стадии,

- контроля электрической мощности и указанного по меньшей мере одного параметра из указанного ряда параметров процесса, включающего расход исходного газа, частоту электрического тока, напряжение электрического тока, температуру охлаждения,

- регулирования давления исходного газа в соответствии с регулированием мощности электрического тока и по меньшей мере одного параметра процесса.

В соответствии с описанным выше способом параметры процесса производства озона непрерывно контролируются во время всего процесса, и давление исходного газа регулируется, наряду с регулированием электрической мощности, вместе с другим параметром процесса. Указанное регулирование давления исходного газа осуществляется для увеличения общей эффективности производства озона, которая обычно определяется отношением количества генерируемого озона к потребляемой электрической энергии (также называемым выходом озона или удельным потреблением энергии). Другими словами, способ включает стадию регулирования давления исходного газа для приведения условий проведения процесса к оптимальным, с тем чтобы уменьшить производственные затраты.

В данном случае температура охлаждения генератора озона представляет собой температуру охлаждающей жидкости, поступающей в тракт охлаждения генератора озона. Тракт охлаждения является частью контура охлаждения, обычно содержащего тракт охлаждения генератора озона, насос и теплообменник. Охлаждающей жидкостью может быть вода, содержащая по усмотрению добавки (против коррозии, замерзания …).

Регулирование мощности электрического тока представляет собой регулирование плотности электрической мощности (кВт на квадратный метр электрода).

Предпочтительно, стадия регулирования давления исходного газа включает:

стадию вычисления производной по давлению исходного газа для модели, прогнозирующей эксплуатационные характеристики генератора озона, исходя из давления исходного газа, мощности электрического тока и указанного по меньшей мере одного из параметров процесса, для определения оптимального давления исходного газа, приводящего к оптимальной эффективности генератора озона, работающего с регулируемой величиной мощности электрического тока и указанным по меньшей мере одним регулируемым параметром процесса, и

регулирование давления исходного газа для достижения оптимального давления исходного газа в генераторе озона. В соответствии с этим воплощением регулирование давления исходного газа осуществляется в соответствии с прогнозирующей моделью, которая позволяет получить регулируемые величины электрической мощности и указанного по меньшей мере одного параметра процесса, а также оптимальную величину давления исходного газа до окончания процесса наиболее эффективного производства озона. Такая модель может быть эмпирической моделью, но она может быть установлена также с помощью глубокой нейронной сети во время этапа обучения, или она может быть также моделью, основанной на нечеткой логике.

Предпочтительно способ включает стадию непрерывного контроля генерируемого количества озона на выходе газа из генератора озона, осуществляемого путем измерения концентрации озона и/или измерения расхода газа, проходящего через генератор озона. Эта стадия измерения является обычно основой для точного вычисления концентрации озона (с помощью измерения расхода и давления). Обычно любая установка для генерации озона по умолчанию снабжена таким датчиком, или же в противном случае датчик концентрации озона может быть легко добавлен в состав устройства.

Предпочтительно стадии вычисления оптимального давления исходного газа и регулирования давления исходного газа осуществляются одновременно или в пределах предварительно заданного периода времени работы в соответствии с изменением мощности электрического тока и указанного по меньшей мере одного параметра из указанного ряда параметров процесса. Другими словами, давление исходного газа регулируется на ходу, без остановки машины, во время производства, пока происходит указанное изменение для регулирования количества генерируемого озона.

Предпочтительно регулирование мощности электрического тока является регулированием частоты электрического тока. Мощность электрического тока, конечно, можно регулировать путем изменения частоты. В таком случае другим регулируемым параметром является иной параметр процесса, отличный от частоты. Этим параметром может быть расход исходного газа, температура охлаждения ….

Предпочтительно регулируют только частоту электрического тока и расход исходного газа, при этом:

- увеличение частоты электрического тока приводит к увеличению давления исходного газа,

- уменьшение частоты электрического тока приводит к уменьшению давления исходного газа. Эти изменения давления исходного газа приводят к повышению эффективности процесса.

Предпочтительно регулирование электрической мощности заключается в регулировании напряжения электрического тока. Конечно, мощность электрического тока можно регулировать путем изменения напряжения тока (называемого также амплитудой напряжения или пиковым напряжением). В таком случае другим подлежащим регулированию параметром процесса является параметр, отличный от напряжения. Таким параметром может быть расход исходного газа, температура охлаждения.

Предпочтительно регулируются только напряжение электрического тока и расход исходного газа, при этом:

- увеличение напряжения электрического тока приводит к увеличению давления исходного газа,

- уменьшение напряжения электрического тока приводит к уменьшению давления исходного газа. Эти изменения давления исходного газа приводят к повышению эффективности процесса.

Предпочтительно абсолютное давление газа в генераторе озона находится в интервале от 0,5 бар (абс) до 6 бар (абс).

Предпочтительно установка для генерации озона содержит регулятор давления, соединенный с генератором озона, и стадия регулирования давления исходного газа в генераторе озона включает стадию регулирования регулятора давления.

Предпочтительно установка для генерации озона содержит блок электрического питания, соединенный по меньшей мере с двумя электродами генератора озона, и стадия регулирования электрической мощности, подводимой к электродам, включает стадию регулирования источника питания.

Предпочтительно установка для генерации озона содержит регулятор расхода, соединенный с генератором озона, и стадия регулирования расхода исходного газа включает стадию регулирования регулятора расхода.

Предпочтительно стадия подачи исходного газа на газовый вход генератора озона заключается в подаче газа, содержащего по меньшей мере 95% газообразного дикислорода.

Предпочтительно стадия подачи исходного газа на газовый вход генератора озона является стадией, которая заключается в подаче газа, содержащего не более 5% газообразного азота или газообразного аргона.

Предпочтительно стадия подачи исходного газа на газовый вход генератора озона является стадией, которая заключается в подаче воздуха.

Предпочтительно способ включает следующие стадии:

- контроль генерируемого количества озона,

- контроль давления исходного газа,

- контроль количества потребляемой электрической энергии,

- вычисление и/или измерение и мониторинг выхода озона, исходя из генерируемого количества озона и количества потребляемой электрической энергии,

- сравнение выхода озона до и после стадии регулирования давления исходного газа, и

- повторение стадии регулирования давления исходного газа для оптимизации выхода озона в том случае, если выход озона после стадии регулирования давления исходного газа уменьшается.

В соответствии с рассмотренным выше воплощением эффект регулирования давления исходного газа проверяется (путем вычисления или на основе измерения концентрации озона, расхода/давления газа), и осуществляется дальнейшее регулирование в том случае, если происходит снижение эффективности процесса (уменьшение выхода озона). Регулирование может быть произведено в соответствии со стратегией тестирования ("try and test") так, чтобы выбрать рабочий диапазон и найти оптимальное давление исходного газа путем проб и ошибок. Регулирование может быть также основано на указаниях, поступающих от глубинной нейронной сети, или на простых вычислениях на основе прогнозирующей модели или по вычислениям нечеткой логики.

Предпочтительно способ включает стадию дополнительного регулирования давления исходного газа в том случае, если после проведения стадии регулирования давления исходного газа выход озона увеличивается или остается таким же, с тем чтобы ещё больше увеличить выход озона.

Предпочтительно способ включает стадию поддерживания давления исходного газа, если выход озона увеличивается или остается прежним после осуществления стадии регулирования давления исходного газа. Оптимальные параметры поддерживаются непосредственно после их достижения, и генерирование озона осуществляется в эффективных условиях.

Второй аспект изобретения относится к устройству для генерирования озона, содержащему:

- генератор озона с входом для приема исходного газа, содержащего дикислород, и выходом для выпуска газа, содержащего озон,

- по меньшей мере, два электрода, размещенные в генераторе озона и отделенные друг от друга зазором озонирования, и слой диэлектрика,

- регулятор давления, соединенный с генератором озона,

- источник питания, подключенный по меньшей мере к указанным двум электродам,

- регулятор расхода, соединенный с генератором озона,

- блок управления, выполненный с возможностью управления указанным регулятором давления, источником питания и регулятором расхода, так чтобы осуществлять способ по первому аспекту.

В одном воплощении электроды выполнены из металла, а слой диэлектрика представляет собой керамическое покрытие, нанесенное по меньшей мере на один из электродов.

Другие характерные особенности и преимущества настоящего изобретения будут более очевидными из нижеследующего подробного описания конкретных не ограничивающих примеров осуществления изобретения, иллюстрируемых приложенными чертежами.

Фиг. 1 - схематическое изображение установки для генерации озона в соответствии с изобретением.

Фиг. 2 - пример кривых эффективности установки для генерации озона, представленной на фиг. 1.

Фиг. 3 - генератор озона согласно фиг. 1, вид в разрезе.

На фиг. 1 представлена упрощенная установка для генерации озона (OGM), содержащая генератор озона (OzG), в котором внутри оболочки Н размещено множество групп электродов (ES) так, как это показано на фиг. 3. Каждая группа электродов включает два электрода Е1 и Е2, разделенных зазором озонирования (OG) и слоем диэлектрика (на фигурах для упрощения не показан). Установка для генерации озона (OGM) содержит также блок электрического питания (EPU) для подвода электрического тока к каждой из групп электродов. Каждый зазор озонирования (OG) соединен выше по ходу движения потока газа с газовым входом (O2IN) в генераторе озона (OzG) для приема газа, содержащего дикислород, и ниже по ходу движения потока с газовым выходом (O3OUT) для выпуска газа, содержащего озон, при функционировании установки для генерации озона.

Для создания газового потока в зазорах озонирования (OG) установка для генерации озона снабжена кислородным циркуляционным насосом (OCP), который рассчитан на определенный расход исходного газа и определенное давление исходного газа в генераторе озона (OzG). При подводе к электродам электрической энергии и установлении потока газа между электродами в зазоре озонирования (OG) возникают электрические разряды, создающие эффект коронного разряда, и часть кислорода, подводимого на вход (O2IN) генератора, превращается в озон, который отводится в заданном количестве на выходе (O3OUT) газа из генератора.

Для обеспечения стабильных условий во время производства озона в генераторе озона (OzG) контур охлаждения содержит тракт охлаждения, по которому охлаждающая жидкость может протекать через генератор озона (OzG) для непосредственного охлаждения каждого из групп электродов (ES). Фиг. 3 показывает, что в генераторе озона (OzG) находится охлаждающая вода (WC). Генератор озона содержит вход охлаждающей воды (WCIN) и выход охлаждающей воды (WCOUT).

Обычно установка для генерации озона (OGM) может функционировать в следующих рабочих диапазонах:

- диапазон плотности энергии: [от 0,1 до 10] кВт на квадратный метр поверхности электрода,

- диапазон частоты электрического тока: [от 10 до 3000] Гц,

- диапазон верхнего предела пикового напряжения: [от 2 до 20] кВ,

- концентрация озона на газовом выходе: 1-16 мас.%,

- диапазон абсолютного давления исходного газа: [0,5 бар (абс) - 6 бар (абс)].

Было бы желательным, чтобы в потоке исходного газа присутствовали азот (N₂) и/или аргон (Ar), по меньшей мере, с концентрацией в интервале от 0,1 до 5 мас.%, остальное - дикислород. В качестве альтернативы, в генератор озона можно подавать воздух.

Установка для генерации озона (OGM), кроме того, снабжена соответствующими датчиками для непрерывного контроля (мониторинга) и поддерживания установленного режима производства озона. Установка, как показано на фиг. 1, может содержать датчик концентрации кислорода (OCS), датчик давления кислорода (OPS), датчик расхода кислорода (OFP), датчик концентрации озона (O3S), датчик давления озона (O3PS), датчик циркуляционного расхода озона (O3Q), датчик входной температуры охлаждающей воды (IWCTS), датчик выходной температуры охлаждающей воды (OWCTS), датчик расхода входящей охлаждающей воды (IWCQS), датчик расхода выходящей охлаждающей воды (OWCQS), средство измерения мощности на электроде (EPS), например, с помощью датчика напряженности на электрода, датчика напряжения на электрода и датчик частоты.

Производство озона можно регулировать в соответствии с требованиями потребителя, и обычно блок питания (EPU) выполнен с возможностью регулирования электрической мощности, подводимой к электродам Е1, Е2. Можно регулировать напряжение электрического тока (называемое также амплитудой тока или пиковым напряжением) и/или частоту электрического тока. Кроме того, можно регулировать расход исходного газа, поэтому кислородный циркуляционный насос (OCS) способен изменять циркуляционный расход. В качестве альтернативы или дополнительно, можно использовать регулятор расхода (O3R), установленный вдоль газового тракта для установления определенной величины расхода исходного газа (и, как следствие, расхода выходящего потока газа). Другим регулируемым параметром является температура генератора озона, и для изменения этого параметра можно регулировать температуру охлаждающей воды.

Вообще, для регулирования количества генерируемого озона на выходе (O3OUT) газа из генератора озона можно регулировать электрическую мощность, подводимую к электродам, и по меньшей мере один из ряда параметров технологического процесса, включающих расход исходного газа, частоту электрического тока, напряжение электрического тока, температуру охлаждения генератора озона.

В процессе производства озона можно регулировать электрическую мощность и некоторые другие параметры для изменения количества озона, генерируемого в генераторе озона. В дополнение к этим регулированиям предлагается также регулировать давление исходного потока газа, чтобы создать для генератора озона (OzG) оптимальные условия производства.

Для этого согласно способу, предлагается одновременно с изменением электрической мощности регулировать и другие параметры (параметр) процесса или в течение предварительно заданной продолжительности времени работы регулировать давление исходного газа путем непрерывного мониторинга величин электрической мощности и других параметров (другого параметра) производственного процесса.

Следует отметить, что существуют различные возможности производить регулирование давления исходного газа.

Первый вариант заключается в вычислении производной по давлению исходного газа для модели, прогнозирующей характеристики генератора озона на основе давления исходного газа, мощности электрического тока и по меньшей мере одного из указанных параметров процесса, для определения оптимального давления исходного газа, обеспечивающего оптимальную эффективность генератора озона, работающего с регулируемыми величинами мощности электрического тока и указанного по меньшей мере одного регулируемого параметра процесса. Установка давления исходного газа, соответствующего предварительно вычисленной величине, приводит к повышению эффективности производства озона, что позволяет сократить расходы исходного сырья или уменьшить энергетические затраты.

В качестве примера модели для вычисления эффективности устройства в отношении концентрации озона, давления исходного газа, плотности энергии, температуры охлаждающей воды и частоты электрического тока можно использовать следующую математическую формулу

η (c,p,q,T,f) = 9,234E+00 + 2,124E-01× c + 2,451 E+00 × p + 3,072E- 01 × q + 2,568E-01 × T + 1, 688E-03× f +0,000E+00× c × p - 1,774E-01 × c ×x q - 2,679E-02 × c ×T + 0,000Е+00 × c ×f + 9,869E-01 × p × q + 0,000E+00 × p ×T - 1,502E-03 × p × f - 3,585E-02 × q ×T + 3,888E-04 q × f + 0,000E+00 ×T × f - 4,680E-02 × c²- 1,238E+00 × p² - 2,777E-01 × q² - 1,873E-03 × T² + 1,000E-08 × f²

где

с = концентрация озона (мас.%)

p = давление исходного газа (бар (абс.))

q = плотность энергии (кВт/м²)

T = температура охлаждающей воды (°C)

f = частота электрического тока, подводимого к генератору озона (Гц).

Такая модель обычно определяется путем проведения контрольно-измерительных мероприятий в соответствии с разработкой (DoE) плана экспериментальных измерений. Для определения коэффициентов модели, описывающих реальные характеристики технологического процесса с изменяющимися переменными, прототип для каждого нового технологического процесса или устройство существующего процесса соединяются с управлением технологическим процессом и измерительной аппаратурой предпочтительно с высокой воспроизводимостью/точностью. Соответственно, разрабатывают план измерений с пятью переменными в соответствии с правилами планирования экспериментов, в котором все пять переменных изменяются в требуемом интервале (см. Myers, Raymond H. Response Surface Methodology. Boston: Allyn and Bacon, Inc., 1971).

Этот интервал может быть, например, следующим:

c = [от 1 до 5] мас.%

p = [от 1до 2] бар (абс)

q = [от 0,5 до 2,5] кВт/м²

Т = [от 5 до 40] ^°С

f = [от 500 до 1000] Гц

Соответственно, выбирается математическая функция, подходящая для модели реальных характеристик системы в требуемом интервале величин для каждой переменной, и в данном случае выбран полный квадратный многочлен в виде

Tj (c,p,q,T,f) = a_o + a₁ × c + a₂ × p + a₃× q + a₄× T + a₅× f + a₆ × с ×p + a₇ × c ×q + а ₈ × с ×T + а₉ × с ×f + а₁₀ × p × q + a₁₁× p × Τ + a₁₂× p × f + a₁₃ × q ×T + a₁₄ × q × f + a₁₅×T×f + а₁₆×c² + a₁₇×p² + a₁₈×q² + a₁₉×T² + a_2o×f²

После проведения измерений достаточного количества комбинаций переменных осуществляется линейный регрессивный анализ записанного массива данных для определения точных величин всех коэффициентов а_i (i=0….20).

В соответствии с рассмотренным первым вариантом оптимальное давление исходного газа точно прогнозируется и вычисляется, и регулировка параметров установки с установлением новых величин приводит непосредственно и быстро к оптимизированному производству озона. Следует отметить, что некоторые коэффициенты равны нулю. Это связано с зависимостью коэффициента от конкретного конструктивного выполнения. Следует иметь в виду, что для другой установки, которая, например, отличается шириной зазора, материалом электрода или использованием другой геометрии генератора, коэффициенты модели будут отличаться, так что традиционная стадия заключается в выполнении или повторении таких контрольно-измерительных мероприятий для определения адекватной модели и коэффициентов. Необходимо также отметить, что другие математические функции, включающие, но не ограничивающиеся полиномами различного порядка, логарифмическими или экспоненциальными функциями, степенными функциями или комбинациями перечисленных функций, могут быть использованы для расчета и прогнозирования эффективности. При этом для каждого воплощения генератора озона, использующего диэлектрический барьерный разряд, представляется возможным найти подходящую математическую функцию для получения аппроксимирующей кривой для расчета эффективности в соответствии с описанной выше процедурой.

Однако можно также использовать глубокие нейросети, которые позволяют после этапа обучения предварительно рассчитать оптимальную величину давления исходного газа после изменения установленной величины электрической мощности и другого параметра процесса. В этом случае модель является чисто эмпирической, поскольку создана во время этапа обучения, в ходе которого глубокие нейросети запоминают параметры процесса, изменения и сведения о производстве продукта (количество генерируемого озона). Согласно другой альтернативе, кроме того, возможно управлять изменением давления исходного газа путем использования нечеткой логики для построения эмпирических моделей.

В соответствии со вторым вариантом возможно тщательно проверить данные диапазона давления исходного газа после изменения установленной величины электрической мощности и по меньшей мере одного другого параметра процесса в соответствии с методом проб и ошибок. В этом случае вычисляют и непрерывно контролируют выход озона (исходя из количества генерируемого озона и потребляемой электрической мощности), по меньшей мере, до и после изменения давления исходного газа. Если давление исходного газа обуславливает снижение выхода озона, давление исходного потока в какой-то момент времени изменяют или до предшествующей величины, чтобы восстановить прежние более эффективные условия производства, или до достижения другой величины, чтобы определить, можно ли обеспечить лучшие условия производства. Задача заключается в оптимизации эффективности установки за счет подбора давления исходного газа.

В упомянутом втором варианте могут быть использованы некоторые процедуры, такие как экспериментальная проверка с изменением давления от минимального до максимального давления и сравнение полученных результатов, чтобы установить давление исходного газа, величина которого соответствует наибольшей эффективности процесса. После регулирования электрической мощности и указанного по меньшей мере одного параметра процесса, также возможно запланировать постепенное уменьшение давления исходного газа и увеличение давления исходного газа, чтобы предварительно определить тенденцию, позволяющую обеспечить максимальную эффективность работы установки для генерации озона. Способ, безусловно, будет обеспечивать сохранение давления исходного газа на уровне, позволяющем достигнуть минимального увеличения выхода озона или наибольший возможный выход озона.

Кроме того, можно скомбинировать первый вариант (вычисление для прогнозирования оптимального давления исходного газа) и второй вариант (регулирование давления исходного газа и сравнение эффективности процесса до и после регулирования, что позволяет сделать правильный выбор относительно возможности дополнительного регулирования), чтобы минимизировать повторные шаги регулирования давления исходного газа.

На фиг. 2 представлены графические зависимости эффективности производства установки для генерации озона (OGM), схематически показанной на фиг. 1, при регулировании давления исходного газа в соответствии с рассмотренным выше способом. Эти зависимости (кривые) демонстрируют относительные эффективности производства озона, при этом базовая линия соответствует режиму производства, в котором концентрация озона составляет 10 мас.%, нагрузка 100% и абсолютное давление 2,8 бар.

Первый случай иллюстрирует влияние давления на эффективность при генерации первого количества озона (10 мас.%) во время производства при полной производительности установки (нагрузка 100%) и во время производства с половиной производительностью установки (нагрузка 50%). Этот случай представлен двумя верхними кривыми (пунктирная линия с короткими штрихами и штрихпунктирная линия с двумя точками).

В рассматриваемом случае (10 мас.% генерируемого озона) верхняя кривая (пунктирная линия с короткими штрихами) показывает, что оптимальное давление исходного газа составляет приблизительно 2,6 бар (а) (абсолютное давление), если установка работает с производительностью, составляющей 50%.

Если нагрузка увеличивается до достижения полной производительности, вторая кривая (штрихпунктирная линия с двумя точками) показывает, что оптимальное давление исходного газа в этом случае составляет приблизительно 2,75 бар (а) (абсолютное давление). Если производство озона (количество генерируемого озона) на выходе генератора озона увеличивается при той же самой концентрации озона 10 мас.%, предпочтительно увеличить давление исходного газа, чтобы сохранить немного точек эффективности процесса.

На фиг. 2 представлен также второй случай, когда концентрация генерируемого озона на газовом выходе (O3OUT) генератора озона (OzG) составляет 13 мас.%. Этот случай представлен двумя нижними кривыми (пунктирная линия с длинными штрихами и штрихпунктирная линия с одной точкой).

В этом случае (13 мас.% генерируемого озона) самая нижняя кривая (штрихпунктирная линия с одной точкой) показывает, что если установка работает с производительностью 50%, оптимальное давление исходного газа составляет приблизительно 2,1 бар (а) (абсолютное давление). При увеличении нагрузки до достижения полной производительности (пунктирная линия с длинными штрихами) оптимальное давление исходного газа, как показывает вторая кривая снизу, составляет приблизительно 2,35 бар (а) (абсолютное давление). Если выход озона (количество генерируемого озона) увеличивается при такой же концентрации озона 13 мас.% на выходе генератора озона, предпочтительно увеличить давление исходного газа, чтобы сохранить немного точек эффективности процесса.

Следует, конечно, понимать, что специалистом в данной области техники могут быть осуществлены очевидные усовершенствования и/или модификации в пределах объема изобретения, который определяется приложенными пунктами формулы изобретения.

1. Способ производства озона в установке (OGM) для генерации озона, содержащей по меньшей мере два электрода (E1, E2), разделенных зазором (OG) озонирования и слоем диэлектрика и размещенных в генераторе (OzG) озона, содержащем, по меньшей мере, газовый вход (O2IN) для приема исходного газа, содержащего дикислород, и газовый выход (O3OUT) для выпуска газа, содержащего озон, включающий стадии, на которых:

- подают исходной газ, содержащий дикислород, на вход (O2IN) генератора озона (OzG) с заданным расходом исходного газа и давлением исходного газа,

- подводят переменный электрический ток к указанным по меньшей мере двум электродам (E1, E2) генератора (OzG) озона для создания электрических разрядов в зазоре (OG) озонирования, чтобы генерировать заданное количество озона на газовом выходе (O3OUT) генератора озона (OzG),

- регулируют мощность электрического тока и по меньшей мере один из ряда параметров производственного процесса, включающих расход исходного газа, частоту электрического тока, напряжение электрического тока, температуру охлаждения генератора (OzG) озона, для регулирования количества генерируемого озона на газовом выходе (O3OUT) генератора (OzG) озона,

отличающийся тем, что во время производства озона

- контролируют электрическую мощность и указанный по меньшей мере один параметр из указанного ряда параметров процесса, включающих расход исходного газа, частоту электрического тока, напряжение электрического тока, температуру охлаждения,

- и затем регулируют давление исходного газа в ответ на указанную регулировку мощности электрического тока и указанного по меньшей мере одного параметра процесса.

2. Способ по п. 1, в котором стадия регулирования давления исходного газа включает:

стадию вычисления производной по давлению исходного газа для модели, прогнозирующей эксплуатационные характеристики генератора (OzG) озона на основе давления исходного газа, мощности электрического тока и указанного по меньшей мере одного из параметров процесса, для определения оптимального давления исходного газа, приводящего к оптимальной эффективности генератора (OzG) озона, работающего с регулируемой величиной мощности электрического тока и указанным по меньшей мере одним регулируемым параметром процесса, и

регулирование давления исходного газа для достижения оптимального давления исходного газа в генераторе (OzG) озона.

3. Способ по п. 1 или 2, включающий стадию контроля генерируемого количества озона на газовом выходе (O3OUT) генератора (OzG) озона путем измерения концентрации озона и/или измерения расхода газа, проходящего через генератор озона (OzG).

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором стадии вычисления оптимального давления исходного газа и регулирования давления исходного газа выполняют одновременно или в пределах предварительно заданной продолжительности времени работы с последующим изменением мощности электрического тока или указанного по меньшей мере одного параметра из указанного ряда параметров процесса.

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором регулирование мощности электрического тока представляет собой регулирование частоты электрического тока.

6. Способ по п. 5, в котором во время стадии регулирования мощности электрического тока и указанного по меньшей мере одного параметра из указанного ряда параметров процесса регулируют только частоту электрического тока и расход исходного газа,

при этом увеличение частоты электрического тока приводит к увеличению давления исходного газа, а уменьшение частоты электрического тока приводит к уменьшению давления исходного газа.

7. Способ по любому из пп. 1-4, в котором регулирование мощности электрического тока заключается в регулировании напряжения электрического тока.

8. Способ по п. 7, в котором во время стадии регулирования мощности электрического тока и по меньшей мере одного параметра из указанного ряда параметров процесса регулируют только напряжение электрического тока и расход исходного газа,

при этом увеличение напряжения электрического тока приводит к увеличению давления исходного газа, а

уменьшение напряжения электрического тока приводит к уменьшению давления исходного газа.

9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором абсолютное давление газа в генераторе (OzG) озона изменяют в интервале от 0,5 бар (абс) до 6 бар (абс).

10. Способ по п. 1, включающий стадии, на которых

- контролируют генерируемое количество озона,

- контролируют давление исходного газа,

- контролируют количество потребляемой электрической энергии,

- вычисляют и контролируют выход озона на основе генерируемого количества озона и количества потребляемой электрической энергии,

- сравнивают выход озона до и после стадии регулирования давления исходного газа, и

- повторяют стадии регулирования давления исходного газа, если выход озона уменьшается после стадии регулирования давления исходного газа, так чтобы оптимизировать выход озона.

11. Способ по п. 10, включающий стадию дополнительного регулирования давления исходного газа, если выход озона увеличивается или остается прежним после стадии регулирования давления исходного газа, для того чтобы дополнительно увеличить выход озона.

12. Способ по п. 10 или 11, включающий стадию поддерживания давления исходного газа, если выход озона увеличивается или остается прежним после стадии регулирования давления исходного газа.

13. Установка (OGM) для генерации озона, содержащая:

генератор озона (OzG), содержащий газовый вход (O2IN) для приема исходного газа, содержащего дикислород, и газовый выход (O3OUT) для выпуска газа, содержащего озон,

по меньшей мере два электрода (E1, E2), размещенных в генераторе озона (OzG) и разделенных зазором (OG) озонирования и слоем диэлектрика,

регулятор давления, соединенный с генератором озона (OzG),

источник питания (EPU), подключенный к указанным по меньшей мере двум электродам (E1, E2),

регулятор расхода (O3R), соединенный с генератором озона,

блок управления, выполненный с возможностью управления указанными регулятором давления, источником питания и регулятором расхода так, чтобы осуществлять способ по любому из пп. 1-12.