Свойства, получениие и применение озона (стр. 36 )

Газоразрядный щелевой реактор для получения озоновоздушных смесей (пат. 2047555 России, С01В 13/11, опубл. 05.01.1992), содержащий внутренние и наружные охлаждаемые электроды, установленные с зазором друг к другу и разделенные диэлектрическим барьером, а также каналы подвода и отвода газа, дополнительно снабжен водо-охлаждаемыми крышками теплообменника, уплотненными по всему периметру наружного электрода и образующими совместно с ним камеру охлаждения подводимого и отводимого газа, при этом на электродах могут быть выполнены канавки.

Озонатор (пат. 5145350 США, B01J 19/08, опубл. 08.09.1992) имеет активную зону, образованную тремя трубками, вставленными одна в другую. Причем внутренний электрод выполнен в виде алюминиевой трубки с наружным диаметром 8,453 см. Разделительная изолирующая трубка - из тугоплавкого стекла с внутренним диаметром 8,51 см и наружным — 8,89 см. Наружный электрод выполнен в виде алюминиевой трубки с внутренним диаметром 8,946 см. Несоосность наружной и внутренней поверхностей каждой из трубок не более 0,025 мм. Взаимное расположение трубок (зазор между ними) фиксируется кольцами, размещенными в каналах на соответствующих поверхностях трубок, ближе к их торцам. Озон образуется в двух зонах, в зазорах между трубками, ограниченными фиксирующими кольцами. Зоны соединены между собой гибкой соединительной трубкой. Длина рабочей зоны 22¸4 см, в зависимости от мощности прибора. Система управления озонатором содержит: силовой блок питаемый от сети напряжением 110 В и частотой f = 60 Гц; силовой блок с питанием от источника постоянного тока — U = 140 В; высокочастотный блок; высоковольтный трансформатор. Рабочая частота f = 1,1 кГц; рабочая температура — t = 38°C (при окружающей температуре t = 19°C).

Озонатор (пат. 680510 Швейцарии, C01B 13/11, опубл. 15.09.1992) содержит металлическую трубку 1 (рис. 25), являющуюся заземленным электродом.

Высоковольтный электрод образован полыми металлическими цилиндрами 2, наружная поверхность которых покрыта слоем эмали 3 толщиной 100 мкм. Кольцевой промежуток фиксируется вставками 5.

Озонатор (пат. 2056343 России, С01В 13/11, опубл. 16.11.1992) содержит коаксиально расположенные цилиндрические электроды с рубашками охлаждения между соосными трубами их корпусов и диэлектрическим покрытием на внутреннем электроде, центрирующие изоляторы с узлами крепления электродов и элементами герметизации разрядной полости, образованной в зазоре между цилиндрическими поверхностями электродов. Причем наружный электрод выполнен из нескольких секций, закрепленных через центрирующие изоляторы с узлами уплотнения на покрытой диэлектриком цилиндрической поверхности внутреннего электрода. При этом соосные трубы рубашек охлаждения секций соединены винтовыми ребрами.

Трубчатый озонатор (пат. 5169606 США, B01J 19/08, опубл. 8.12.1992, фирма American Ozone System) выполнен так, что его сплошной внутренний электрод из нержавеющей стали установлен вдоль его оси, а концентрично с ним расположены с зазором диэлектрическая вставка в виде трубы (из боросиликатного стекла) и наружный заземленный трубчатый электрод из нержавеющей стали. Блок электродов размещается в оребренном корпусе из алюминия. Через зазор между электродом и корпусом прокачивается охлаждающая вода. Воздух или О2 поступает через осевой штуцер и распределительные каналы в кольцевой зазор между внутренним электродом и диэлектрической вставкой, а затем возвращается обратно через второй кольцевой зазор между диэлектрической вставкой и наружным электродом в выходной штуцер. Это позволяет улучшить охлаждение внутреннего электрода и диэлектрической вставки и повысить выход О3 на 50 %, за счет двукратного прохождения смеси через зоны коронного разряда. Возможна подача О2 вначале в полый внутренний электрод, для лучшего его охлаждения, а затем в кольцевые зазоры. К электродам подводится переменное напряжение величиной U = 7¸15 кВ с частотой f = 50¸60 Гц. Используется трансформатор с большим магнитным рассеиванием. При длине электродов — 705 мм, генерируется до 5,9 г О3 в час.

Озонатор (заявка 92015858/26 России, С01В 13/11, опубл. 30.12.1992), для повышения своей удельной мощности, содержит два электрода, разделенные диэлектриком и подключенные к высоковольтному источнику переменного тока, причем один из электродов выполнен в виде трубы, а другой - размещен в трубе по спирали.

Высокочастотный озонатор (пат. 2056340 России, С01В 13/11, опубл. 09.02.1993), содержащий цилиндрический корпус с рубашкой для охлаждающей жидкости, коасиально размещенный в нем высоковольтный электрод, присоединенный к корпусу при помощи изолятора и расположенную по оси трубку, для ввода охлаждающей жидкости в полость высоковольтного электрода, дополнительно снабжен подпружинивающими элементами, установленными в местах соединения высоковольтного электрода с корпусом и трубкой.

Устройство для очистки, ионизации и озонирования воздуха (заявка 93008236/26, России, С01В 13/11, опубл. 11.02.1993) содержит корпус с установленными в нем ионизирующими и озонирующими электродами, к которым подключены источники высокого напряжения, причем корпус разделен перегородкой на две части, в одной - устройство управления и источники высокого напряжения, и в другой - последовательно по ходу движения потока воздуха расположены ионизирующие электроды, вентилятор, озонирующие электроды и механический фильтр, причем ионизирующие электроды выполнены в виде решетки с иглами, а озонирующие - в виде изолированных электропроводных трубок (сеток), разделенных диэлектриком.

Трубчатый озонатор (заявка 93012892/26 России, C01B 13/11, опубл. 10.03.1993) в котором воздух из камеры входа поступает в газоразрядные элементы, установленные в трубчатых решетках, a озон, образующийся в зоне активного разряда, поступает в расположенную над ней зону стабилизации и охлаждения озона, содержащую встроенный в каждый газоразрядный элемент рассекатель газового потока, выполненный из диэлектрического материала и имеющий турбулизирующую поверхность, что позволяет снижать потери озона от самопроизвольного термического разложения.

Устройство для озонирования воздуха (заявка 93021492 России, С0В 13/11, опубл.23.04.1993), для снижения энергетических затрат, уменьшения габаритов и снижения гидравлического сопротивления, содержит в воздуховоде озонирующую камеру с электродами, подключенными к источнику высокого напряжения, электроды выполнены стержневыми, расположенными параллельно один другому и установлены в пазах сотовых ячеек, выполненных в основаниях озонирующей камеры из диэлектрического материала, причем электроды, расположенные в центре ячеек, подключены к положительной полярности, а остальные - к отрицательной полярности источника высокого напряжения. Для повышения надежности устройства, центральные электроды снабжены изоляторами, прикрепленными к основаниям озонирующей камеры, а в качестве источника высокого напряжения используют импульсный источник питания с частотой следования импульсов f = 1¸100 кГц.

В генераторе озона (заявка 93025517/26 России, С01В 13/11, опубл. 27.04.1993), содержащем корпус, в котором размещены коаксиально ему с зазором один относительно другого, внутренний электрод и диэлектрическая вставка, функцию внешнего электрода и холодильника для охлаждения вставки выполняет вода, перемещаемая в полости корпуса, а корпус закрыт с двух сторон через втулки диэлектрическими крышками с подающими и отводящими отверстиями, снабженными заглушками и штуцерами, причем зона выхода озона уплотнена герметическими озоностойкими уплотнениями.

Устройство для очистки воздуха (заявка 93030765/26 России, С01В 13/11, опубл.10.06.1993) содержит корпус с размещенными в нем при помощи несущего устройства трубчатыми элементами, имеющими внутренние и внешние электроды, разделенные диэлектриком и подключенные к источнику высокого напряжения, трубчатые элементы выполнены из токопроводящего материала и покрыты слоем диэлектрика с высокой диэлектрической проницаемостью (например, керамикой с e = 100), а внешние электроды - в виде пластин, размещенных перпендикулярно к оси трубчатых элементов, с отверстиями, расположенными в шахматном порядке, через которые пропущены трубчатые элементы.

Устройство для обработки газов барьерным электрическим разрядом трубчатого типа (заявка 2692730 Франции, H01T 9/00, C01B 13/11, опубл. 24.12.1993) состоит из керамической трубки 1 (рис. 26) длиной 0,5¸1 м, на внутренней поверхности которой нанесен металлический слой 2.

Второй электрод 3 размещен на внутренней поверхности металлического корпуса 4. Электроды подключены к ВЧ-источнику питания 5 (частотой f = 15¸60 кГц и мощностью N = 10 кВт). Ширина межэлектродного зазора 5¸2,5 мм. Газ поступает из баллона 6 в камеру выравнивания давления 7 и через щелевой зазор 8 проходит в межэлектродный промежуток 9, и далее в выходную щель 10 к потребителю. Корпус 4 охлаждается водой проходящей по каналам 11. Внутренняя полость 12 трубы 1 охлаждается хладагентом.

В озонаторе (пат. 5268151 США, B01J 19/12, опубл. 7.12.1993), содержащем трубку 1 (рис. 27), выполненную из нержавеющей стали и являющуюся заземленным электродом, через отверстие 2 в ней поступает кислород (и отводится озон) в зазор (из зазора) между трубкой 1 и охватывающей её стеклянной трубкой 3.

При этом перегородки 4 препятствуют прохождению газа через трубку 1. На внешней поверхности трубки 3 нанесен слой графита 5, образованный путем испарения графитовой суспензии и являющийся высоковольтным электродом. Положение 1 относительно 3 фиксируется втулками 6, которые, а также корпус 7 и крышки 8, выполнены из поливинилхлорида.

Модуль озонатора (пат. 5306471 США, B01J 19/12, опубл. 26.04.1994) состоит из концентрически расположенных трубок, выполненных из нержавеющей стали, и стеклянных трубок, относительное положение которых фиксируется концевыми муфтами из акриловой смолы. Охлаждение производится водой протекающей через рубашку. Параметры процесса озонирования: напряжение U = 12¸15 кВ; частота тока f до 3 кГц; давление воздуха или O2 – P £ 0,7 МПа. Например, при U = 12 кВ, f = 60 Гц, длине разрядного промежутка 125 мм и расходе воздуха — G = 1 л/мин, достигаются следующие результаты: концентрация О3 в озон-воздушной смеси — 2,5 об. %; производительность — 77 г/сутки О3; расход энергии — 4 кВт×ч/кгO3.