CN105836713A - 一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备 - Google Patents

一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备，氧气源、氧气缓冲罐、臭氧发生器依次连接，臭氧发生器的出口分别与吸附塔Ⅰ、吸附塔Ⅱ、吸附塔Ⅲ连接，吸附塔Ⅰ的第一出口、吸附塔Ⅱ的第一出口、吸附塔Ⅲ的第一出口合为一路并与氧气泵的入口连接，氧气泵的出口与氧气缓冲罐的第二入口连接，空气泵的出口分别与吸附塔Ⅰ、吸附塔Ⅱ、吸附塔Ⅲ连接，吸附塔Ⅰ的第二出口、吸附塔Ⅱ的第二出口、吸附塔Ⅲ的第二出口合为一路并与臭氧储存罐的入口连接。本发明的优点在于：可利用前一吸附塔的低浓度的臭氧冲洗后面吸附塔内的高浓度臭氧，减少冲洗用气量，氧气回收利用率高、臭氧利用率高、能耗低、结构简单。

Description

一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备
技术领域
本发明涉及臭氧制备技术领域，特别是一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备。
背景技术
制造臭氧有多种方法，但主要是高压放电和直流电解纯净水两种，尤其是前者，是目前工业制造臭氧所普遍采用的方法。这种方法的优点是臭氧产量大、技术简单，突出的问题主要是臭氧的转化率太低，目前世界各国一般的转化率仅为10%左右，就是说100公斤的氧气仅能生产出10公斤左右的臭氧，90公斤左右的氧气被浪费掉了。这使得臭氧的制造成本居高不下，严重地制约了臭氧的应用和臭氧产业的发展。业内就如何提高转化率也作了很多努力，但收效甚微，而且随着转化率的提高，电耗也增大，没有真正达到降低成本的目的。因此实现臭氧和氧气的分离并将氧气回收重新使用，是降低臭氧制造成本的一个重要方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种氧气回收利用率高、臭氧利用率高、能耗低、结构简单的可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备，包括氧气源、氧气缓冲罐、臭氧发生器、吸附塔Ⅰ、吸附塔Ⅱ、吸附塔Ⅲ、氧气泵、空气泵和臭氧储存罐，氧气源与氧气缓冲罐的第一入口连接，氧气缓冲罐的出口与臭氧发生器的入口连接，臭氧发生器的出口分别与吸附塔Ⅰ的第一入口、吸附塔Ⅱ的第一入口、吸附塔Ⅲ的第一入口连接，吸附塔Ⅰ的第一出口、吸附塔Ⅱ的第一出口、吸附塔Ⅲ的第一出口合为一路并与氧气泵的入口连接，氧气泵的出口与氧气缓冲罐的第二入口连接，空气泵的出口分别与吸附塔Ⅰ的第二入口、吸附塔Ⅱ的第二入口、吸附塔Ⅲ的第二入口连接，吸附塔Ⅰ的第二出口、吸附塔Ⅱ的第二出口、吸附塔Ⅲ的第二出口合为一路并与臭氧储存罐的入口连接。
所述臭氧发生器的出口与吸附塔Ⅲ的第一入口之间设置有阀门A，吸附塔Ⅲ的第一出口氧气泵的入口之间设置有阀门B，空气泵的出口与吸附塔Ⅰ的第二入口之间设置有阀门C，吸附塔Ⅱ的第二出口与臭氧储存罐的入口之间设置有阀门D，吸附塔Ⅰ的第二出口与吸附塔Ⅱ的第二入口之间设置有阀门E，臭氧发生器的出口与吸附塔Ⅰ的第一入口之间设置有阀门F，吸附塔Ⅰ的第一出口与氧气泵的入口之间设置有阀门G，空气泵的出口与吸附塔Ⅱ的第二入口之间设置有阀门H，吸附塔Ⅲ的第二出口与臭氧储存罐的入口之间设置有阀门I，吸附塔Ⅱ的第二出口与吸附塔Ⅲ的第二入口之间还设置有阀门J，臭氧发生器的出口与吸附塔Ⅱ的第一入口之间设置有阀门K，吸附塔Ⅱ的第一出口与氧气泵的入口之间设置有阀门L，空气泵的出口与吸附塔Ⅲ的第二入口之间设置有阀门M，吸附塔Ⅰ的第二出口与臭氧储存罐之间设置有阀门N，吸附塔Ⅲ的第二出口与吸附塔Ⅰ的第二入口之间设置有阀门O。
阀门A、阀门B、阀门C、阀门D、阀门E、阀门F、阀门G、阀门H、阀门I、阀门J、阀门K、阀门L、阀门M、阀门N和阀门O为电磁阀或气动阀。
本发明具有以下优点：
1、利用臭氧吸附技术，将制得的臭氧和氧气分离，使90%以上浪费的臭氧得以回收使用，大大降低了臭氧的制造成本。
2、设备结构简单，易于操作，设备运行自动化，能耗低。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图；
图中：1-氧气源，2-氧气缓冲罐，3-臭氧发生器，4-吸附塔Ⅰ，5-吸附塔Ⅱ，6-吸附塔Ⅲ，7-氧气泵，8-空气泵，9-臭氧储存罐，10-阀门A，11-阀门B，12-阀门C，13-阀门D，14-阀门E，15-阀门F，16-阀门G，17-阀门H，18-阀门I，19-阀门J，20-阀门K，21-阀门L，22-阀门M，23-阀门N，24-阀门O。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备，包括氧气源1、氧气缓冲罐2、臭氧发生器3、吸附塔Ⅰ4、吸附塔Ⅱ5、吸附塔Ⅲ6、氧气泵7、空气泵8和臭氧储存罐9，吸附塔Ⅰ4、吸附塔Ⅱ5、吸附塔Ⅲ6内分别放置的臭氧吸附剂为中国专利201410038140.8公开的物质，氧气源1与氧气缓冲罐2的第一入口连接，氧气缓冲罐2的出口与臭氧发生器3的入口连接，臭氧发生器3的出口分别与吸附塔Ⅰ4的第一入口、吸附塔Ⅱ5的第一入口、吸附塔Ⅲ6的第一入口连接，吸附塔Ⅰ4的第一出口、吸附塔Ⅱ5的第一出口、吸附塔Ⅲ6的第一出口合为一路并与氧气泵7的入口连接，氧气泵7的出口与氧气缓冲罐2的第二入口连接，空气泵8的出口分别与吸附塔Ⅰ4的第二入口、吸附塔Ⅱ5的第二入口、吸附塔Ⅲ6的第二入口连接，吸附塔Ⅰ4的第二出口、吸附塔Ⅱ5的第二出口、吸附塔Ⅲ6的第二出口合为一路并与臭氧储存罐9的入口连接。
所述臭氧发生器3的出口与吸附塔Ⅲ6的第一入口之间设置有阀门A10，吸附塔Ⅲ6的第一出口氧气泵7的入口之间设置有阀门B11，空气泵8的出口与吸附塔Ⅰ4的第二入口之间设置有阀门C12，吸附塔Ⅱ5的第二出口与臭氧储存罐9的入口之间设置有阀门D13，吸附塔Ⅰ4的第二出口与吸附塔Ⅱ5的第二入口之间设置有阀门E14，臭氧发生器3的出口与吸附塔Ⅰ4的第一入口之间设置有阀门F15，吸附塔Ⅰ4的第一出口与氧气泵7的入口之间设置有阀门G16，空气泵8的出口与吸附塔Ⅱ5的第二入口之间设置有阀门H17，吸附塔Ⅲ6的第二出口与臭氧储存罐9的入口之间设置有阀门I18，吸附塔Ⅱ5的第二出口与吸附塔Ⅲ6的第二入口之间还设置有阀门J19，臭氧发生器3的出口与吸附塔Ⅱ5的第一入口之间设置有阀门K20，吸附塔Ⅱ5的第一出口与氧气泵7的入口之间设置有阀门L21，空气泵8的出口与吸附塔Ⅲ6的第二入口之间设置有阀门M22，吸附塔Ⅰ4的第二出口与臭氧储存罐9之间设置有阀门N23，吸附塔Ⅲ6的第二出口与吸附塔Ⅰ4的第二入口之间设置有阀门O24。
阀门A10、阀门B11、阀门C12、阀门D13、阀门E14、阀门F15、阀门G16、阀门H17、阀门I18、阀门J19、阀门K20、阀门L21、阀门M22、阀门N23和阀门O24为电磁阀或气动阀。
本发明的工作过程如下：氧气源1将氧气输入氧气缓冲罐2中，压力稳定后，将氧气送至臭氧发生器3，通过电晕放电产生臭氧和氧气的混合气体，开启阀门A10和阀门B11，臭氧和氧气的混合气体经过阀门A10进入吸附塔Ⅲ6，对臭氧和氧气进行吸附分离，将臭氧吸附，分离出的氧气通过阀门B11和氧气泵7进入氧气缓冲罐2，待吸附塔Ⅲ6吸附饱和后，关闭阀门A10和阀门B11，打开阀门F15、阀门G16、阀门H17、阀门I18和阀门J19，让臭氧和氧气的混合气体进入吸附塔Ⅰ4内，分离臭氧和氧气，将臭氧吸附，分离出的氧气通过阀门G16和氧气泵7进入氧气缓冲罐2，同时空气由空气泵8加压，通过阀门H17和阀门J19冲洗吸附塔Ⅲ6内的臭氧，再通过阀门I18进入臭氧缓冲罐9；当吸附塔Ⅰ4吸附饱和后，关闭阀门F15、阀门G16、阀门H17、阀门I18和阀门J19，开启阀门K20、阀门L21、阀门M22、阀门N23和阀门O24，让臭氧和氧气的混合气体进入吸附塔Ⅱ5内，分离臭氧和氧气，将臭氧吸附，分离出的氧气通过阀门L21和氧气泵7进入氧气缓冲罐2，同时空气由空气泵5加压，通过阀门M22和阀门O24冲洗吸附塔Ⅲ6和吸附塔Ⅰ4内的臭氧，再通过阀门N23进入臭氧缓冲罐9；当吸附塔Ⅱ5吸附饱和后，关闭阀门K20、阀门L21、阀门M22、阀门N23和阀门O24，开启阀门A10、阀门B11、阀门C12、阀门D13和阀门E14，让臭氧和氧气的混合气体进入吸附塔Ⅲ6内，分离臭氧和氧气，将臭氧吸附，分离出的氧气通过阀门A10和氧气泵7进入氧气缓冲罐2，同时空气由空气泵8加压，通过阀门C12、阀门E14冲洗吸附塔Ⅰ4和吸附塔Ⅱ5内的臭氧，再通过阀门D13进入臭氧缓冲罐9。重复上面流程，吸附塔Ⅰ4、吸附塔Ⅱ5、吸附塔Ⅲ6依次工作形成臭氧和氧气的连续分离，整个流程由PLC控制，自动完成。
本发明的实施例仅仅公开了三塔吸附的形式，但对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，比如四塔、甚至更多吸附塔的类似连接结构，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备，其特征在于：包括氧气源（1）、氧气缓冲罐（2）、臭氧发生器（3）、吸附塔Ⅰ（4）、吸附塔Ⅱ（5）、吸附塔Ⅲ（6）、氧气泵（7）、空气泵（8）和臭氧储存罐（9），氧气源（1）与氧气缓冲罐（2）的第一入口连接，氧气缓冲罐（2）的出口与臭氧发生器（3）的入口连接，臭氧发生器（3）的出口分别与吸附塔Ⅰ（4）的第一入口、吸附塔Ⅱ（5）的第一入口、吸附塔Ⅲ（6）的第一入口连接，吸附塔Ⅰ（4）的第一出口、吸附塔Ⅱ（5）的第一出口、吸附塔Ⅲ（6）的第一出口合为一路并与氧气泵（7）的入口连接，氧气泵（7）的出口与氧气缓冲罐（2）的第二入口连接，空气泵（8）的出口分别与吸附塔Ⅰ（4）的第二入口、吸附塔Ⅱ（5）的第二入口、吸附塔Ⅲ（6）的第二入口连接，吸附塔Ⅰ（4）的第二出口、吸附塔Ⅱ（5）的第二出口、吸附塔Ⅲ（6）的第二出口合为一路并与臭氧储存罐（9）的入口连接。
2.根据权利要求1所述的一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备，其特征在于：所述臭氧发生器（3）的出口与吸附塔Ⅲ（6）的第一入口之间设置有阀门A（10），吸附塔Ⅲ（6）的第一出口氧气泵（7）的入口之间设置有阀门B（11），空气泵（8）的出口与吸附塔Ⅰ（4）的第二入口之间设置有阀门C（12），吸附塔Ⅱ（5）的第二出口与臭氧储存罐（9）的入口之间设置有阀门D（13），吸附塔Ⅰ（4）的第二出口与吸附塔Ⅱ（5）的第二入口之间设置有阀门E（14），臭氧发生器（3）的出口与吸附塔Ⅰ（4）的第一入口之间设置有阀门F（15），吸附塔Ⅰ（4）的第一出口与氧气泵（7）的入口之间设置有阀门G（16），空气泵（8）的出口与吸附塔Ⅱ（5）的第二入口之间设置有阀门H（17），吸附塔Ⅲ（6）的第二出口与臭氧储存罐（9）的入口之间设置有阀门I（18），吸附塔Ⅱ（5）的第二出口与吸附塔Ⅲ（6）的第二入口之间还设置有阀门J（19），臭氧发生器（3）的出口与吸附塔Ⅱ（5）的第一入口之间设置有阀门K（20），吸附塔Ⅱ（5）的第一出口与氧气泵（7）的入口之间设置有阀门L（21），空气泵（8）的出口与吸附塔Ⅲ（6）的第二入口之间设置有阀门M（22），吸附塔Ⅰ（4）的第二出口与臭氧储存罐（9）之间设置有阀门N（23），吸附塔Ⅲ（6）的第二出口与吸附塔Ⅰ（4）的第二入口之间设置有阀门O（24）。
3.根据权利要求2所述的一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备，其特征在于：阀门A（10）、阀门B（11）、阀门C（12）、阀门D（13）、阀门E（14）、阀门F（15）、阀门G（16）、阀门H（17）、阀门I（18）、阀门J（19）、阀门K（20）、阀门L（21）、阀门M（22）、阀门N（23）和阀门O（24）为电磁阀或气动阀。
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