FI78441B - Foerfarande och anlaeggning foer produktion av ozon. - Google Patents

Description

78441 1 Menetelmä ja laitteisto otsonin tuottamiseksi Förfarande och anläggning f8r produktion av ozon 5 Oheinen keksintö kohdistuu menetelmään otsonin tuottamiseksi, jossa otso-nolntipiirissä kiertävä happi otsonoidaan osittain otsonlsaattorissa, jonka jälkeen otsoni pidätetään adsorptiolla ja se desorboidaan korvaavalla kaasulla.

10 Keksinnön tavoitteena on saada aikaan parannuksia tämän tyyppisiin tunnettuihin menetelmiin, joilla parannuksilla investoinnit saadaan pienemmiksi, erityisesti tuotettaessa huomattavia määriä otsonia, esimerkiksi määriä, jotka ovat suuruusluokaltaan 1800 kg/h otsonia.

15 Tämän tavoitteen saavuttamiseksi keksintö kohdistuu edellä kuvatun tyyppiseen menetelmään, joka on tunnettu siitä, että: happea ja otsonia sisältävä seos johdetaan myötävirtaan ensimmäisen adsorboivan massan läpi, jossa massassa otsoni adsorboituu; samanaikaisesti toisen adsorboivan massan läpi johdetaan vastavirtaan korvaavan kaasun virta, jonka tehtävänä on 20 desorbolda otsoni tästä toisesta massasta; samanaikaisesti toteutetaan kolmannen adsorboivan massan puhdistaminen antamalla piiristä poistetun puhdistavan kaasuvlrran kulkea tämän kolmannen adsorboivan massan läpi, ja tässä menetelmässä kunkin adsorboivan massan läpi kulkee peräkkäin hapen ja otsonin muodostava seos, korvaava kaasu ja puhdistuskaasu; ja 25 korvaavan kaasun virtaan yhdistetään kolmannen adsorboivan massan läpi kulkeneen puhdistavan kaasun virta.

Keksinnön kohteena on samoin laitteisto, jolla tällainen menetelmä voidaan toteuttaa. Ensimäisessä muunnoksessa tämän laitteiston tunnusomai-30 sena piirteenä on se, että se käsittää: - säiliön, joka sisältää poikkileikkaukseltaan rengasmaisen, adsorbenttl-materiaalista muodostuvan petin, joka jakautuu tiettyyn määrään vyöhykkeitä; 35 - väliseinämät, jotka jakavat rengasmaisen petin ja säiliön väliin jäävän tilavuuden neljäksi tilaksi, jotka ovat vastaavasti yhteydessä en- 2 78441 1 simmäisen, hapesta ja otsonista muodostuvaa seosta varten olevan sisään-menoaukon kanssa, toisen happea varten olevan ulostuloaukon kanssa, kolmannen, korvaavaa kaasua varten olevan sisäänmenoaukon kanssa sekä neljännen, pääasiallisesti korvaavasta kaasusta ja otsonista muodostuvaa 5 tuotantokaasua varten olevan ulostuloaukon kanssa, ja nämä väliseinämät yhdistävät mainitun ensimmäisen aukon mainituista vyöhykkeistä muodostuvan ensimmäisen kokonaisuuden ylävirran puoleiseen osaan, adsorptiota ajatellen, mainitun toisen aukon vyöhykkeistä muodostuvan toisen kokonaisuuden, johon kuuluu vyöhykkeiden mainittu ensimmäinen kokonaisuus ja en-10 simmäisen kokonaisuuden vieressä sijaitseva vyöhykkeiden kolmas kokonaisuus, alavirran puoleiseen osaan, adsorptiota ajatellen, mainitun kolmannen aukon vyöhykkeistä muodostuvan neljännen kokonaisuuden, johon kuuluvat loput vyöhykkeistä, ylävirran puoleiseen osaan, desorptiota ajatellen, sekä mainitun neljännen aukon vyöhykkeiden mainitun neljännen ja 15 kolmannen kokonaisuuden alavirran puoleiseen osaan, desorptiota ajatellen; sekä - välineen, jolla rengasmaista petiä ja mainittuja väliseinämlä voidaan pyörittää toistensa suhteen sellaisessa suunnassa, että kukin vyöhyke 20 osallistuu peräkkäin ja jaksottain mainittuun ensimmäiseen, neljänteen ja kolmanteen kokonaisuuteen.

Toisessa muunnoksessa laitteiston tunnusomaisena piirteenä on se, että se käsittää: 25 - säiliön, joka sisältää poikkileikkaukseltaan rengasmaisen, adsorbentti-materiaalista muodostuvan petin, joka jakautuu tiettyyn määrään vyöhykkeitä; 30 - väliseinämät, jotka jakavat rengasmaisen petin ja säiliön väliin jää vän tilavuuden neljäksi tilaksi, jotka ovat vastaavasti yhteydessä hapesta ja otsonista muodostuvaa seosta varten olevan ensimmäisen sisäänmenoaukon kanssa, happea varten olevan toisen ulostuloaukon kanssa, korvaavaa kaasua varten olevan kolmannen sisäänmenoaukon kanssa, sekä pää-35 asiallisesti korvaavasta kaasusta ja otsonista muodostuvaa tuotantokaasua varten olevan neljännen ulostuloaukon kanssa, ja nämä väliseinämät yhdistävät mainitun toisen aukon vyöhykkeistä muodostuvan ensimmäisen 3 78441 1 kokonaisuuden alavirran puoleiseen osaan, adsorptiota ajatellen, mainitun ensimmäisen aukon vyöhykkeistä muodostuvan toisen kokonaisuuden, johon kuuluu vyöhykkeiden mainittu ensimmäinen kokonaisuus ja tämän ensimmäisen kokonaisuuden vieressä sijaitsevien vyöhykkeiden muodostama 5 kolmas kokonaisuus, ylävirran puoleiseen osaan, adsorptiota ajatellen, mainitun neljännen aukon vyöhykkeistä muodostuvan neljännen kokonaisuuden, johon kuuluvat loput vyöhykkeistä, alavirran puoleiseen osaan, vastavirtaan desorptiota ajatellen, sekä mainitun kolmannen aukon vyöhykkeiden muodostaman mainitun kolmannen ja neljännen kokonaisuuden 10 ylävirran puoleiseen osaan, desorptiota ajatellen; sekä - välineen, jolla rengasmaista petiä ja mainittuja väliseinämiä voidaan pyörittää toistensa suhteen sellaisessa suunnassa, että kukin vyöhyke osallistuu peräkkäin ja jaksoittain mainittuun ensimmäiseen, neljän-15 teen ja kolmanteen kokonaisuuteen.

Tämän jälkeen keksinnön toteuttamisesta esitetään joltakin esimerkkejä liitteenä olevien piirustusten avulla, joissa piirustuksissa: 20 Kuvio 1 on kaavamainen esitys keksinnön mukaisen otsonin tuotantolaitteiston periaatteesta;

Kuvio 2 on kaavio, joka esittää tämän laitteiston toimintaa; 25 Kuvio 3 on kaavamainen esitys keksinnön mukaisen otsonin tuotantolaitteiston periaatteesta;

Kuvio 4 on kaavio, joka esittää kuvion 3 mukaisen laitteiston toimintaa; 30 Kuviot 5A ja 5B esittävät yhdessä kaavamaisesti kuvion 3 kaavamaista esitystä vastaavaa täydellistä laitteistoa;

Kuvioissa 6 ja 7 tarkastellaan yksityiskohtaisemmin kuvion 1 kaavamaista esitystä, kahden muunnoksen mukaisesti;

Kuvio 8 esittää poikittaista poikkileikkausta sellaisen laitteen yläosasta, joka laite on tarkoitettu keksinnön mukaisen menetelmän toteut- 35 4 78441 1 tamiseen, ja tässä kuviossa mainittu poikkileikkaus on tehty kuvion 10 linjaa VIII-VIII pitkin;

Kuvio 9 on analoginen esitys eräästä muunnoksesta; 5

Kuviot 10 ja 11 esittävät kuvion 8 tai 9 mukaisen laitteen pitkittäistä poikkileikkausta vastaavasti mainittujen kuvioiden linjoja X-X ja XI-XI pitkin; 10 Kuvio 12 havainnollistaa kuvioissa 8-11 esitetyn laitteen käyttöä kuvion 6 mukaisessa laitteistossa;

Kuvio 13 esittää pituussuuntaista poikkileikkausta toisesta laitteesta, jota on tarkoitus käyttää keksinnön mukaisessa menetelmässä; 15

Kuviot 14-17 ovat poikkileikkauksia vastaavasti kuvion 13 linjoja XIV-XIV - XVII-XVII pitkin; ja

Kuvio 18 on kuvioon 13 verrattuna analoginen esitys eräästä muunnoksesta.

20

Kuvio 1 esittää yhden ainoan otsonointipllrin 1 käsittävän laitteiston, jolla on tarkoitus tuottaa otsonia hapesta lähtien, periaatetta. Tämä laitteisto koostuu pääasiallisesti kompressorista "Roots” 2, millaisesta tahansa sopivan tyyppisestä otsonisaattorlsta 3, sekä kolmesta adsorptio-25 kolonnista 4,5 ja 6, jotka on täytetty sllikageelillä.

Kullakin hetkellä happi kiertää piirissä 1 seuraavasti: happi, joka on puristettu 1,3-1,5 baarin (1 baari * 10^ Pascaliin suuruinen absoluuttinen paine) paineeseen kompressorilla 2, otsonoidaan osittain otsonisaat-30 torissa 3, josta poistuvassa, happea ja otsonia sisältävässä seoksessa on noin 3 tilavuus-% otsonia; tämä seos johdetaan yhteen kolmesta kolonnista, kolonnin, esimerkiksi kolonnin 4, pohjalle, johon kolonniin otsoni pidättyy adsorption seurauksena, ja jossa kolonnissa kierto tapahtuu myötävirtaan; ja kolonnin 4 huipusta ulostuleva happi palaa kompresso-35 din.

Tämän lisäksi kantavaa tai korvaavaa kaasua, joka voi olla epäpuhdasta 5 78441 1 typpeä (happeen sekoittuneena) tai kuivaa ilmaa, ja jota yksinkertaisuuden vuoksi nimitetään tämän jälkeen "typeksi", johdetaan linjaa 9 pitkin vastavirtaan toiseen kolonniin, esimerkiksi kolonniin 6, otsonin desor-boimiseksi, joten kolonnista 6 poistuu linjaa 10 pitkin tämän kaasun ja 5 otsonin seos, joka muodostaa tuotantovirran.

Tänä aikana kolmatta kolonnia (kolonnia 5) puhdistetaan myötävirtaan toteutettavalla kaasuhuuhtelulla siten, että juuri ennen kolonniin 4 joutumistaan osa happea ja otsonia sisältävästä seoksesta johdetaan ko-10 lonniin 5; otsoni saadaan pidättymään kolonniin 5, joten tästä kolonnista poistuu typen ja hapen seosta; tämä seos yhdistetään linjaa 100,. pitkin linjassa 9 kulkevaan varsinaiseen typpivlrtaan. Otsonin muodostumisesta ja tästä kaasuhuuhtelusta johtuva kaasuhäviö piirissä 1 korvataan happllisäyksellä pisteessä 11, joka sijaitsee kolonnin 4 ulos-15 tulon ja otsonisaattorin 3 slsäänmenon välissä. Huomattakoon, että huuhtelu kaasuvirralla toimii samalla adsorptlovaiheen alkuna kolonnissa 3.

Jotta otsonin adsorptio saataisiin paremmaksi kuitenkin välttäen se, että vaarana olisi otsonin nestemäisen, erittäin epästabiilin tilan saa-20 vuttamlnen, niin hapen ja otsonin seos johdetaan kolonniin 4 -90°C:n lämpötilassa, ja tästä kolonnista ulostuleva happi, jonka lämpötila on noin -80°C, saatetaan lämmönvaihtimessa 8 lämpöenergiaa siirtävään kosketukseen otsonisaattorista ulostulevan seoksen kanssa. Laitteistoa on voitava jäähdyttää, mikä voidaan toteuttaa lukuisilla eri ta-25 voilla, kuten jäljempänä kuvataan.

Laitteisto käsittää kytkevät välineet (ei esitetty) näiden kolmen kolonnin 4-6 välillä, ja se toimii kuviossa 2 esitetyn jakson mukaisesti: kunkin kolonnin tehtävänä on peräkkäin myötävirtaan toteutettu adsorptio 30 (kolonni 4 kuviossa 1), vastavirtaan toteutettu desorptio (kolonnl 6 kuviossa 1) sekä myötävirtaan toteutettu kaasuhuuhtelu (kolonni 5 kuviossa 1), ja kunkin näiden kolmen vaiheen kesto on sama, esimerkiksi 4 minuuttia.

35 Esimerkkinä suurusluokasta mainittakoon, paineeseen ja lämpötilaan liittyvien olosuhteiden ollessa jokseenkin samat kolmessa kolonnissa 4-6, 3 että mikäli otsonisaattorlssa käsitelty happlvlrtaama on 100 Nm /h 6 78441 1 (normaalikuutiometrlä tunnissa), niin laitteistosta poistuvan, typpeä ja otsonia sisältävän seoksen virtaama on samaa suuruusluokkaa, kolonnia 6 kohti kierrätettävän huuhtelukaasun virtaama kolonnissa 5 on suu- 3 ruusluokkaa 45 Nm /h, ja hapen lisäys pisteessä 7 on suuruusluokkaa 5 90 Nm3/h.

Vaihtoehtoisesti, kuten kuviossa 1 katkoviivoilla esitetään, kolonnin 5 huuhteleminen kaasulla voidaan myös toteuttaa kolonnista 4 ulostulevan hapen avulla; tämä happi kulkee vastavirtaan ja se yhdistetään sen tul-10 tua ulos kolonnista 5 otsonia sisältävään typpivirtaan, joka poistuu desorptiovaiheessa olevasta kolonnista 6. Huomattakoon, että tässä tapauksessa huuhtelevaa happea käytetään myös desorption suorittamiseksi loppuun kolonnissa 5.

15 Kuviossa 3 kaavamaisesti esitetty laitteisto on tyypiltään muunneltava, toisin sanoen se käsittää lukuisia itsenäisiä otsonointipilrejä 1A-1D. Laitteistolla on huomattavia etuja ajatellen sen luotettavuutta (piirit voidaan sijoittaa toisistaan riippumatta eri asemiin, mikä helpottaa kunkin piirin kunnossapitoa) ja mukauttamista vaihteleviin otsonitarpei-20 slin. Tämän lisäksi sen ansiosta, että kaikki piirit on kytketty desorp-tiota ja kaasuhuuhtelua varten, kussakin piirissä adsorbenttia sisältävien kolonnien lukumäärä saadaan alenemaan kolmesta kahteen seuraaval-la tavalla.

25 Kukin piiri 1A-1D käsittää, kuten edelläkin, vastaavasti kompressorin "Roots" 2A-2D, otsonisaattorin 3A-3D ja lämmönvaihtimen 8A-8D. Kuhunkin piiriin kuuluu kaksi silikageeliä sisältävää kolonnia 4A,5A-4D,5D. Laitteistoon kuuluu kantokaasun, jota kutsutaan nytkin "typeksi", sisään-menokokooja 9, typpeä ja otsonia sisältävän seoksen ulostulokokooja 10, 30 sekä lisättävän hapen kokooja 11. Kokoojat 9 ja 10 voidaan liittää vastaavasti ja selektiivisesti kunkin kolonnin ylempään sisäänmenoon ja alempaan sisäänmenoon, kun taas kokooja 11 on liitetty pysyvästi neljällä sivulinjalla 11A-11D neljään piiriin 1A-1D ennen kompressoria.

Tällä taataan vakiona pysyvä happivirtaama kompressorissa ja otsoni-35 saattorissa.

7 78441 1 Kullakin hetkellä neljässä kolonnissa (ohessa 4A-4D) toteutetaan myötävirtaan adsorptio, kolmessa kolonnissa (ohessa 5A-5C) toteutetaan vastavirtaan desorptio typpeä käyttäen ja yhtä kolonnia (ohessa 5D) huuhdotaan kaasulla käyttäen (^-O^-seosta, jota saadaan ennen tämän seoksen 5 johtamista sopivasti liitettyyn kolonniin 4D. Tämän kaasuhuuhtelun kompensoimiseksi kokoojan 11 kullakin neljää piiriä syöttävällä sivulinjalla piiriin, jossa kaasuhuuhtelu toteutetaan, vastaavasti johdetaan täydentävä happivirtaama. Kunkin kolonnin ylempi sisäänmeno voidaan liittää linjalla, kuten linjalla 100^^, kokoojaan 9 huuhtelukaasun virtaa-10 man johtamiseksi takaisin kantokaasuun.

Laitteistoon kuuluu kytkevät välineet (ei esitetty), jotka huolehtivat kunkin kolonnin jaksottaisesta toiminnasta kuvion 4 esityksen mukaisesti: yhden 8 minuutin pituisen jakson aikana kussakin kolonnissa toteu-15 tuu peräkkäin myötävirtaan 4 minuutin pituinen adsorptiovaihe, vastavirtaan 3 minuutin pituinen desorptiovaihe ja myötävirtaan yhden minuutin pituinen huuhteluvaihe, jolloin typen ja huuhtelevan kaasun virtaamat on sovitettu vastaavasti. Tämä toiminta esitetään seuraavassa taulukossa yhteenvedonomaisesti. Tämän taulukon ruuduissa "A" tarkoittaa 20 adsorptiovaihetta, "D" tarkoittaa desorptiovaihetta ja "B" tarkoittaa huuhteluvaihetta.

25 30 35 8 78441 1 _ : Kolonni :1:2:3:4:5:6:7:8: : Aika (min) ::::::::: 5 i_::::::::: : 1 : A : D : A : D : A : D : A : B : 10: 2 :A:B:A:D:A:D:D:A: : 3 :D:A:A:B:A:D:D:A: 15 : ::::::::: : 4 : D : A : D : A : A : B : D : A : : 5 ;D:A:D:A:D:A:B:A: 20 i_::::::::: : 6 : B : A : D : A : D : A : A : D : 25: 7 :A:D:B:A:D:A:A:D: : 8 :A:D:A:D:B:A:A:D: 30 Tämä periaate voidaan ulottaa laitteistoon, jossa on n piiriä: kullakin hetkellä n:ssä kolonnissa toteutetaan myötävirtaan adsorptiovaihe, (n-l):ssä kolonnissa toteutetaan vastavirtaan desorptiovalhe ja yhdessä 35 kolonnissa toteutuu myötävirtaan huuhteluvaihe. Mikäli adsorption kesto valitaan yhdeksi yksiköksi, niin kaasuhuuhtelun pituus on periaatteessa 1/n ja näin ollen desorption pituus on (n-l)/n. Valinnaisesti huuhtelun 9 78441 1 pituutta voitaisiin lyhentää ja mahdollisesti vastaavaan piiriin kuuluvan vähintään yhden muun vaiheen pituutta voitaisiin lisätä yhtä paljon.

Kuvioon 3 palaten ja virtaamia tarkastellen todettakoon, että kuvion 1 yh-5 teydessä esitettyjen samojen yleisten oletusten ollessa voimassa, kukin 3 otsonisaattori käsittelee 250 Nm /h happea, kukin piiri ottaa jatkuvas- 3 ti vastaan lisäyksen, jonka suuruus on 45/4 Nm /h; ja kaasuhuuhtelussa, joka on toteutettava ajassa, jonka pituus on yksi neljäsosa adsorption 3 pituudesta, kuluu kaasua 45 Nm /h, joten vastaava sivulinja (tässä 11D) 3 10 syöttää piiriin ID täydennykseksi 45 Nm /h happea. Tämä huuhtelukaasu kierrätetään kokoojaan 9, ja kustakin kolmesta desorptiovaiheessa ole- 3 vasta kolonnista tulee ulos vastavirtaan 1000/3 Nm /h suuruinen virtaama typen ja otsonin seosta.

15 Kuvion 3 kuten myöskin kuvion 1 tapauksessa huuhteluun käytetyn kaasu-virtaaman talteenotto sallii laitteistoon johdettavan kantokaasun virtaaman pienentämisen. Mikäli kysymyksessä on epäpuhdas typpi, kuten jäljempänä ilmaa erottavaan laitteeseen liitetyn laitteiston tapauksessa nähdään, niin tämän laitteen suuruus määräytyy typpivirtaaman perusteel-20 la, ja tähän virtaamaan saatu, noin 5 Z suuruinen lisäys mahdollistaa investointien ja energiakustannusten pienentämisen. Mikäli kantokaasu on ilmaa, se on kuivattava, mikä on kallista, ja edellä mainitulla talteenotolla päästään samoin suurempaan hyötyyn.

25 Kuviot 5A ja 5B esittävät yhdessä täydellistä otsonin tuotantolaitteistoa, joka käsittää toisaalta (kuvio 5A) tähän sovellutukseen mukautetun, ilmaa erottavan laitteen sekä toisaalta (kuvio 5B) neljä piiriä, jotka on asennettu kuviossa 3 esitetyllä tavalla.

30 Kuviossa 5A esitetty laite syöttää kuviossa 5B esitettyyn neljään piiriin happilisäyksen kokoojaa 11 pitkin ja kantavaa typpeä kokoojaa 9 pitkin. Se on samoin yhdistetty näihin neljään piiriin tuotantokokoojalla 10, joka kuljettaa typen ja otsonin seosta. Kaikki otsonin tuotannossa tarvittavat kaasut ja jäähdyttävä kylmyys saadaan tästä laitteesta.

Tämä laite käsittää ilmankompressorin 20, kokoonpuristettua ilmaa puhdistavan välineen, turbiinista 22 ja ylipainepumpusta 23 muodostuvan kokona!- 35 10 78441 1 suuden, lämmönvaihtoiInjän 24 sekä tislauskolonnin 25. Kompressorissa 20 4 baarin paineeseen puristettu ja sitten puhdistettu ilma puristetaan edelleen 5 baarin paineeseen ylipainepumpulla 23, jonka jälkeen se jäähdytetään lämmönvaihtollnjassa 24 ympäristön lämpötilasta lähtien. Huo-5 mättävä osa, esimerkiksi noin puolet, ellei enemmänkin, tästä ilmavir-taamasta johdetaan ulos lämmönvaihtolinjasta, ennenkuin se saavuttaa tämän linjan kylmlmmän pään, ja johdetaan turbiiniin 22, millä taataan laitteiston pysyminen jäähtyneenä sekä ylipalnepumpun 23 mekaaninen käyttö. Turbiinin ulostulovirtaama, joka on paisutettu noin 1,4 baarin pai-10 neeseen, johdetaan kolonnin 25 keskivaiheilla sijaitsevaan vyöhykkeeseen. Loput ilmasta jäähdytetään noin -175°C:n lämpötilaan, nesteyte-tään kolonnin pohjalla 26 sijaitsevassa lauhduttavassa ja höyrystävässä välineessä, jonka jälkeen ilma paisutetaan 1,4 teknisen ilmakehän absoluuttiseen paineeseen (ata) ja johdetaan kolonnin huippuun.

15 Tällä tavalla kolonnin 25 pohjalla tuotetaan happea, jonka puhtaus on 95-99,5 %, ja sen huipusta saadaan jäännöskaasua R, joka koostuu typestä ja 10-15-prosenttlsesti hapesta. Tätä kaasua käytetään otsonin kantokaa-suna, ja sitä kutsutaan seuraavassa yksinkertaisuuden vuoksi "typeksl".

20 Tätä kaasua käytetään myös ilman alijäähdyttämiseen kolonniin yhdistetyssä lämmönvaihtimeesa 26a.

Kolonnin huipusta saatu typpi lämmitetään lämmönvaihtollnjassa 24 ilman suhteen vastavirtaan noin -90°C:n lämpötilaan, jonka jälkeen typpi jou-25 tuu kokoojaan 9. Typestä ja otsonista muodostuva tuotantoseos johdetaan jokseenkin samalla tasolla lämmönvalhtollnjaan 24, jossa se lämpe-nee limaan verrattuna vastavirtaan liikkuen ympäristön lämpötilaan, sen paineen ollessa noin 1,1 ata. Osa typestä, joka johdetaan linjaan 27 ennen joutumistaan lämmönvalhtollnjaan, kulkee lämmönvaihtolinjan pääs-30 tä päähän, ja sitä käytetään ilman puhdlstusyksikköön 21 kuuluvien adsorptiokolonnlen regenerointiin.

Kuviossa 5b esitetään kuvion 3 elementit, mutta kuviossa 5B esitetään yksityiskohtaisemmin lämmönvaihtlmet 8A-8D sekä kaasujen vlrtauslinjat, 35 jotka ovat samankaltaiset kaikissa piireissä.

Typen kokooja 9 on itse asiassa jaettu kahteen osaan, ensimmäiseksi 11 78441 1 kokoojaksi ja toiseksi kokoojaksi 9^. Jokaisessa piirissä, esimerkiksi piirissä A, typpi lämmitetään sivulinjan 9^A 1ämmänva iht ime s sa noin -80°C:n lämpötilaan (^-O^-seoksen suhteen vastavirtaan, jonka jälkeen se johdetaan kokoojaan 9j, josta typpi voi kulkeutua sivulinjoja ^2a”^2C 5 pitkin kolmeen desorptiokolonniin (tässä 5A-5C), ja jonka jälkeen typpi voi poistua jälleen näistä kolonneista kokoojaan 10 kuuluvia sivulinjoja 10A-10C pitkin.

Hapen kokooja 10 käsittää kaksi haaraa: venttiilin, jonka virtaama on 10 vakio, säätämän haaran 11^, josta alkaa neljä sivulinjaa 11^, ···» jotka yhtyvät kuhunkin piiriin juuri ennen vastaavaa kompressoria 2; sekä haaran 11^» josta alkaa neljä vastaavan piirin painetta seuraavien venttiilien 29A, ... säätämää sivulinjaa ll^A’ ···» yhtyvät vastaa vaan piiriin samoin juuri ennen vastaavaa kompressoria 2.

15

Seuraavassa tarkastellaan piiriä IA, ja siinä otsonlsaattorista 3A ulos-tuleva hapen ja otsonin seos jäähdytetään -90°C:n lämpötilaan johtamalla se typen suhteen vastavirtaan lämmönvaihtimen 8A läpi, lämmönvaihtimen päästä päähän, se johdetaan adsorptiovalheessa olevan kolonnin (tässä 4A) 20 läpi, josta kolonnista ulostulevan virtaaman lämpötila on -80°C, jonka jälkeen se johdetaan tässä lämpötilassa lämmönvaihtimeen 8A, jossa se lämmitetään happea ja otsonia sisältävän seoksen suhteen vastavirtaan, ja palautetaan ympäristön lämpötilaan kompressorissa 2A.

25 Kuten edellä todettiin, kolmen piirin yhdessä kolonnissa toteutetaan typen avulla desorptlovaihe, kun taas neljännen piirin (tässä ID) yksi kolonnl (tässä 5D) on huuhteluvaiheessa. Tätä varten piiristä johdetaan pois hapen ja otsonin seosta ennen sen joutumista adsorptiovalheessa olevaan kolonniin 4D, ja tämän osa johdetaan myötävirtaan kolonnin 5D läpi, 30 jonka jälkeen se yhdistetään linjaa 100^ pitkin talteenottavaan kokoojaan 100. Tämä kokooja yhtyy kokoojaan 92 venttiilin 30 välityksellä, jonka venttiilin virtaama on vakio ja sama kuin venttiilin 28 virtaama. Täten joka hetkellä kaasuhuuhtelun virtaama kompensoituu samansuuruisella virtaamalla, jonka vastaava sivulinja 11^ (tässä 11^) syöttää 35 piiriin, ja virtaamien mahdollisen eron poistamisesta huolehtii vastaava venttiili (tässä 29D), joka palauttaa piirin paineen kompressorin "Roots" (tässä 2D) sisäänmenossa asetusarvoa vastaavaksi.

78441 1 Kuviossa 5B esitetään samoin ne kaikki yhdysllnjat ja sähköventtillit, jotka mahdollistavat kaasun virtauksen ja kolonneissa toteutettavien vaiheiden vaihtamisen edellä esitetyllä tavalla. Kussakin piirissä esitetään lisäksi hapen ohituslinja 31; sen avulla kylmän hapen virtaama voi 5 välttää lämmönvaihtimen 8A, mikä mahdollistaa lämpötilan säädön, tämän virtaaman suuruuden riippuessa lämmönvaliitimestä ulostulevan typen lämpötilasta.

Kun laitteisto toimii muuttumattomissa olosuhteissa, niin todetaan, että 10 välttämätön happilisäys on suhteellisen pieni, kun taas typpivirtaama on samaa suuruusluokkaa kuin piireissä kiertävä virtaama. Yleensä typpivirtaama määrää ilmaa erottavan laitteen koon.

Jotta tämä typpivirtaama saataisiin pienemmäksi, mikä johtaisi investoln-15 tien ja energiakustannusten vähenemiseen, niin voitaisiin ajatella, että desorptiovaiheessa käytetään joko kuumempaa typpeä tai typpeä, jonka paine on alhaisempi (verrattuna adsorptiovaiheessa vallitsevaan paineeseen). Kuitenkin ensimmäisestä ratkaisusta on luovuttava johtuen eri vaiheiden lyhyestä kestosta, joka el salli lämpötilojen muuttelua; täten käytettä-20 väksi jää ainoastaan toinen ratkaisu, joka voidaan toteuttaa nostamalla otsonisaattoreiden käyttöpainetta, desorptiovaiheessa vallitsevan paineen määräytyessä typestä ja otsonista muodostuvan seoksen käyttöpaineen (tässä noin 1,1 baaria) perusteella. Vaihtoehtoisesti desorptiovaiheessa vallitsevaa painetta voidaan myös pienentää sijoittamalla linjaan 10 25 kokoonpurlstava kone, joka puristaa kaasun toivottuun käyttöpaineeseen. Kun otsonin pitoisuus on 3-5 mooli-%, niin adsorptiovaiheen paineena voitaisiin käyttää myös alueella 1,1-2,5 ata olevaa painetta, ja desorptiovaiheessa vallitseva paine voisi olla alueella 0,5-1,5 ata. Toinen mahdollinen etu, joka saavutetaan toteuttamalla desorptio alhaisemmassa 30 paineessa kuin adsorptio, on otsonin suurempi pitoisuus tuotantokaasus-sa R + Oy tämän pitoisuuden selvän paranemisen ollessa kääntäen verrannollinen absoluuttisiin paineisiin.

Kuvioissa 6 ja 7 havainnollistetaan muita mahdollisuuksia adsorptiokolon-35 nien jäähdyttämiseksi, valinnan riippuessa kunkin sovellutuksen eri parametreista, esimerkiksi ilmaa erottavan laitteen Ja otsonointlpllrlen sijaintiasemien välisten yhdyslinjojen pituudesta. Nämä kaksi muunnosta 13 78441 1 esitetään yhden ainoan piirin käsittävän laitteiston tapauksessa, tämän laitteiston vastatessa kuvion 1 kaavamaista esitystä ja sen ollessa yhdistetty kuvion 5A mukaiseen ilmaa erottavaan laitteeseen.

5 Kuvion 6 mukaisessa laitteistossa todetaan piiri 1, johon kuuluu kompressori "Roots" 2, otsonisaattorl 3, kolme adsorbenttia sisältävää kolonnia 4-6, lämmönvaihdln 8 sekä typen kokooja 9, typestä ja otsonista muodostuvan seoksen kokooja 10 ja happilisäyksen kokooja 11.

10 Tässä tapauksessa kokooja 9 ei jakaudu kahteen osaan, koska laitteistoon kuuluu vain yksi ainoa otsonointipiiri; typpi lämmitetään yksinkertaisesti noin -80°C:n lämpötilaan lämmönvaihtimessa 8, jonka jälkeen se johdetaan desorptiokolonnlin (tässä 6), ja typen ja otsonin seos otetaan talteen kokoojaan 10. Piirissä kiertävä hapen ja otsonin seos kulkee 15 adsorptiokolonnin (tässä 4) läpi, jonka jälkeen se johdetaan lämmönvaihtimeen 8 sellaisella lämpötllatasolla (noin -80°C), jolla desorptioon käytetty typpi poistuu lämmönvalhtlmesta, ja sitten se lämmitetään ympäristön lämpötilaan ja palautetaan kompressoriin 2. Piiristä saatu huuh-telukaasun virtaama kulkee kolmannen kolonnin (tässä 5) läpi kokoojan 20 32 ja sivulinjan 32^ kautta, ja se otetaan talteen linjaa 100,. pitkin kokoojaan 9, alavirran puolella lämmönvalhtlmesta 8. Kolme linjaa 100^, 100j ja lQOg yhtyvät ja muodostavat talteenottokokoojan 100, jota säädellään virtaamaltaan vakiona pysyvällä venttiilillä 30.

25 Kokoojan 9 tavoin kokooja 11 koostuu yhdestä ainoasta haarasta. Lisättävä happi poistuu kuvion 5A mukaisesta lämmönvaihtollnjasta 24 samalla lämpötllatasolla kuin typpikin, eli noin -90°C:n lämpötilassa, mikä esitetään kuviossa 5A katkoviivalla 11a, ja se lämmitetään ympäristön lämpötilaan saakka lämmönvaihtimessa 8, vastavirtaan happea ja otsonia sisäl-30 tävään seokseen verrattuna, ennen sen injektoimista piiriin 1 tässä piirissä vallitsevaa painetta seuraavan venttiilin 29 välityksellä. Laitteistoon kuuluu samoin ohituslinja 31 lämpötilan säätöä varten.

Kuviossa 7 esitetty muunnos eroaa edellä esitetyistä siinä suhteessa, 35 että piirissä 1 kiertävän, happea ja otsonia sisältävän seoksen jäähdyttäminen toteutetaan kokonaisuudessaan vastavirtaan happilisäyksen avulla, joka happilisäys kulkee kokoojassa 11 kaasumaisena, mutta kuitenkin 78441 1 kastepisteessään, eli noin -175°C:n lämpötilassa, mitä kuviossa 5A esitetään pisteellisellä katkoviivalla 11b, tai jopa nestemäisenä, ja joka Injektoidaan piiriin lämmönvaihtimen 8 kylmästä päästä. Tässä tapauksessa typpi saadaan lämmönvaihtolinjasta 24 suoraan desorption lämpö-5 tilassa, eli noin -80°C:n lämpötilassa. Jotta voitaisiin välttyä siltä vaaralta, että hapen lnjektolntipisteeseen ilmaantuu runsaasti otsonia sisältävä nestefaasi, niin kylmää kaasua ei lisätä suoraan hapen ja otsonin seokseen ennen sen johtamista adsorptiokolonniin, vaan se lisätään adsorptiokolonnista ulostulevaan virtaavaan aineeseen eli virtaavaan 10 aineeseen, joka sisältää erittäin vähän otsonia.

Kuvatulla menetelmällä korvaavan kaasun virtaamaan, jota pidetään vakiona, voidaan saada aikaan otsonipitoisuus, joka pysyy käytännöllisesti katsoen muuttumattomana desorptiovaiheen alusta loppuun saakka, tämän pl-15 toisuuden pudotessa kuitenkin säännöllisesti jonkin verran adsorptio- kolonnien mitoituksesta ja faasien kestosta riippuen, n otsonolntipiiriä käsittävä ratkaisu johtaa otsonipitoisuuden alentumisen pienentymiseen suhteessa n yhden ainoan piirin käsittävään laitteistoon verrattuna, johtuen aikaslirtymästä, joka esiintyy laitettaessa eri piireihin kuulu-20 via kolonneja desorptiovaiheeseen.

Mikäli käyttäjää ei niinkään kiinnosta vakiona pysyvä pitoisuus, vaan muodostuvan otsonin muuttumatta pysyvä määrä, niin menetelmä sallii tuotannon pitämisen vakiona muuttamalla korvaavan kaasun virtaamaa 25 desorptiovaiheen aikana siten, että pitoisuuden pieni aleneminen saadaan kompensoiduksi suurentamalla tätä virtaamaa jokseenkin vastaavasti.

Tätä samaa järjestelmän ominaisuutta, eli huomattavan otsonikuorman jatkuvaa läsnäoloa adsorptiokolonneissa, voidaan samoin käyttää hetkelli-30 eesti suurentuneen otsonitarpeen tyydyttämiseen: riittää, kun desorptio-kolonnlin johdettavan korvaavan kaasun virtaamaa suurennetaan hetkellisesti, jotta otsonltuotanto saataisiin suurenemaan suurin piirtein samassa suhteessa. Luonnollisestikin, otsonin tuotantoa voidaan suurentaa samanaikaisesti otsonisaattorlssa suurentamalla happivirtaamaa, 35 jossa otsonin pitoisuus on vakio tai suurentamalla otsonin pitoisuutta vakiona pysyvässä happivirtaamassa, edullisimman säätötavan mukaisesti, mutta suurentunut otsonltarve voidaan tyydyttää välittömästi käyttämäl- 15 78441 1 lä hyväksi läsnäolevaa otsonlkuormaa, yhden jakson pituista aikaa odottamatta. Tämä pätee myös siinä tapauksessa» että otsonin tarve pienenee. Mikäli otsonisaattorin toimintaan vaikutetaan muuttamalla happlvlrtaa-maa, jossa otsonipitoisuus on vakio, niin uusi tasapainotila saavute-5 taan korvaavalla kaasulla, jonka pitoisuus on muuttumaton, mutta jonka virtaama pysyy muuttuneena niin kauan, kunnes tarve valhtelee uudestaan.

Mikäli tätä vastoin otsonisaattoriin vaikutetaan muuttamalla otsonin pitoisuutta muuttumattomassa happivirtaamassa, niin uusi tasapainotila 10 saavutetaan korvaavalla kaasulla, jonka otsonipitoisuus on muuttunut, mutta jonka virtaama on muuttumaton; virtaama muuttui vain tilapäisesti, sen ajan, jossa otsonikuorma saadaan palautumaan adeorptlokolonneihln, riippuessa uudesta toiminnasta.

15 Huomattakoon, että ilman tislauslaitteen ja otsonin tuotantolaitteiston yhdistäminen tekee mahdolliseksi sen, että otsoni voidaan adsorboida optimaalisella lämpötila-alueella (noin -50 - -100°C), jonka lämpötilat ovat alhaisempia kuin ne, jotka voidaan saavuttaa kaupallisesti saatavilla teollisilla jäähdytyslaitteilla.

20

Seuraavassa kuvataan ne laitteet, joiden avulla edellä kuvatut menetelmät voidaan toteuttaa, hyödyntäen erityisesti näille menetelmille ominaisia piirteitä, joista mainittakoon adsorptlovaiheen paine, joka on lähellä desorptiovalheen painetta; mahdollisuus yhdistää happi typpeä ja otsonia 25 sisältävään tuotantoseokseen (ainoan haitan ollessa tällöin otsonointi-plirletä menetetyn hapen aiheuttamat kustannukset), jolloin kuitenkin on välttämättä pidettävä huolta siitä, ettei otsonointipliriin johdeta huomattavia määriä typpeä, jolloin piiriin rikastuisi vähitellen typpeä niin paljon, että otsonisaattorin hyvää toimintaa ajatellen hyväksyttäkö vä raja-arvo ylitetään.

Kuvioissa 8,9 ja 11 esitetty laite käsittää ulkokuoren 40, johon kuuluu akseliltaan X-X pystysuora syllnterimälnen säiliö 41 ja kaksi kuperaa päätyä, yläpääty 42 ja alapääty 43, joka säiliö sisältää samanakselieen 35 pyörivän yksikön 44. Tämä yksikkö 44 käsittää pyöreän levyn muotoisen vaakasuoran alemman kannattavan osan 45, ylemmän rengasmaisen kannen 46 sekä kaksi sylinterimäistä ristikkoa, ulomman ristikon 47 ja sisemmän 16 78441 1 ristikon 48, joiden väliin on muodostettu adsorbolvaste materiaalista rengasmainen peti 49. Ristikko 47 yhdistää kannattavan osan 45 ja kannen ulkoreunat toisiinsa, kun taas ristikko 47 kulkee kannen keskellä olevan aukon läpi, ja säiliön päätyyn 42 kiinnitetty tiivis laakerointi 5 50 ohjaa sen yläpään pyörivään liikkeeseen.

Nämä kaksi ristikkoa on rei'ltetty koko pituudeltaan, niiden yläosaa lukuunottamatta, lähtien tasolta, joka sijaitsee jonkin verran kannen 46 alapuolella. Kannattava osa 45 on sijoitettu rullia käsittävän ympy-10 ränmuotoisen laakeroinnin 51 päälle, jota laakerointia kannattaa säiliön alapäädyssä 43 metallinen teline 52, johon kuuluu alustaosa 53. Yksikkö 44 voidaan saattaa pyörivään liikkeeseen akselin X-X ympäri hammaspyörällä 54, joka on yhdistetty säiliön sisällä olevaan moottoriin 55, ja joka joutuu pitävään kosketukseen hammastetun, kannattavaan osaan 45 kiin-15 nltetyn hammaspyörän kehän kanssa.

Säteen suuntainen väliseinästä 57 jakaa ristikon 48 sisätilan kahteen puo-litilaan 58 ja 59. Tämä väliseinästä on kiinnitetty yläpäätyyn 42 ja se on hankaavassa kosketuksessa toisaalta alareunaansa pitkin kannattavan 20 osan 45 kanssa tiiviin pyyhlnosan 60 välityksellä, toisaalta kumpaakin pitkittäistä reunaansa pitkin ristikon 48 kanssa kahden tiiviin pyyhin-osan 61 ja 62 välityksellä (kuviot 8 ja 11).

Tämän lisäksi pyörivän yksikön 44 ja ulkokuoren 40 välinen tila on jaet-25 tu kahteen osaan seuraavasti.

Toisaalta, tilaan on sijoitettu kaksi koko yksikön 44 korkuista, kannesta 46 kiinteään alustaan 53 ulottuvaa säteittäistä väliseinämää (kuvio 8): yksi säteittäinen, väliseinämän 57 kanssa samassa tasossa sijaitseva väli-30 seinämä 63, sekä toinen säteittäinen väliseinästä 64, joka on siirretty vastapäivään (kuvion 8 mukaisesti) siten, että sen asema muodostaa terävän kulman väliseinämää 63 täsmälleen halkaisijaa pitkin vastapäätä sijaitsevan aseman kanssa. Kumpikin väliseinämä 63 ja 64 on kiinnitetty ulkoreunastaan säiliöön 41 ja on hankaavassa kosketuksessa ristikon 47 kans-35 sa tiiviin pyyhlnosan välityksellä.

Toisaalta, tilassa on kaksi väliselnämästä 63 väliseinämään 64 vaaka- 17 78441 1 tasossa kulkevaa tiivistä liitosta, jotka ovat hieman puoliympyrää pitempiä. Ylempi liitos 65 on kiinnitetty ulkokuoren yläpäätyyn 42 ja on hankaavassa kosketuksessa kannen 46 ulkoreunan kanssa, kun taas alempi liitos 66 on kiinnitetty alustan 53 yläpintaan ja on hankaavassa koske-5 tuksessa kannattavan osan 45 ulkoreunan kanssa.

Kaasujen johtamista varten yläpäädyn 42 huippuun on tehty kaksi aukkoa 67 ja 68, jotka johtavat ristikon 48 sisälle, väliseinämän 57 molemmin puolin, kun taas alapäätyyn 43 on tehty kaksi aukkoa 69 ja 70, jotka 10 johtavat kannattavan osan 45 alla olevaan tilaan säteittäisen väli- seinämän 71, joka on osa telinettä 52, molemmin puolin. Lisäksi adsor-benttipeti 49 on jaettu lukuisiin sektoreihin 72 (joiden lukumäärä esitetyssä esimerkissä on 32) mainitut kaksi ristikkoa yhdistävillä sätelttälslllä levyillä 73.

15 Näin ollen yksikön 44 ja ulkokuoren 40 väliin jäävä tila on jaettu tiiviisti puolitilaan 74, joka on yhteydessä ainoastaan aukkkoon 69 ja adsorbenttlpetiin muodostettujen sektoreiden erään osan läpi aukkoon 67, sekä puolitilaan 75, joka on yhteydessä ainoastaan aukkoon 70 20 sekä sektoreiden 72 erään toisen osan läpi aukkoon 68.

Tätä laitetta käytetään seuraavalla tavalla kuviossa 1 katkoviivalla esitetyn menetelmän kanssa analogisen menetelmän toteuttamiseen, laitteen korvatessa mainitussa kuviossa esitetyt kolme kolonnia.

25

Aukko 67 on yhdistetty piiriin 1 alavirran puolella lämmönvaihtlmesta 8, joten tämä lämmönvaihdin syöttää siihen jatkuvasti hapen ja otsonin jäähdytettyä seosta. Aukko 68 on yhdistetty tuotantokaasun linjaan 10. Aukko 69 on yhdistetty piiriin 1 ylävirran puolella lämmönvaihtimen 8 30 palautteesta. Aukko 70 on yhdistetty typen syöttölinjaan 9. Yksikköä 44 pyöritetään vakionopeudella kuvion 8 mukaisesti myötäpäivään.

Oletetaan, että hapen paine aukossa 69 ja typen paine aukossa 70 ovat Jokseenkin yhtäsuuret, eli arvossa F, joka on esimerkiksi hieman ilma-35 kehän painetta suurempi; ottaen huomioon paineessa tapahtuva häviö p, Joka on esimerkiksi suuruusluokkaa 30 mb, petin 49 läpi kuljettaessa, niin paineeksi aukossa 65 saadaan P+p ja aukossa 68 P-p, mikä määrää kaasun kulkusuunnan.

18 78441 1 Väliseinämät 57,63 ja 64 (kuvio 8) jakavat sektorit 72 kolmeen luokkaan: - sektoreiden, jotka sijaitsevat väliselnämän 63 ja täsmälleen sitä halkaisijaa pitkin vastapäätä sijaitsevan aseman 76 välissä, vastapäi- 5 vään kulkien, eli sektoreiden toisen puolen, josta käytetään merkintää 72j, läpi kulkee säteittäisesti, sisältä ulospäin, hapen ja otsonin seos, jonka otsonipitoisuus pienenee vähitellen adsorption seurauksena siten, että ulompaan puolitllaan 74 virtaa puhdasta happea; 10 - sektoreiden, jotka sijaitsevat tämän saman väliselnämän 63 ja väli- seinämän 64 välissä, myötäpäivään tarkastellen, jotka muodostavat hieman alle puolet jäljelle jääneistä sektoreista 72, ja joista käytetään merkintää 72^, läpi kulkee ulkoa sisäänpäin typpeä, johon rikastuu vähitellen otsonia siten, että sisempään puolitllaan 58 virtaa näin ollen 15 typen ja otsonin seosta, joka on laitteiston tuote; - sekä luokkaan, johon kuuluu yksi sektori 72 tai pieni joukko sektoreita 72 (joiden lukumäärä kuviossa 8 on kaksi, ja joista käytetään merkintää 72^ ja 72^), joka sijaitsee (jotka sijaitsevat) väliselnämän 64 20 ja aseman 76 välissä. Tähän tai näihin sektoreihin tunkeutuu ulkoapäin tilasta 74 happea, johon rikastuu vähitellen otsonia ja joka huuhtelee mukaansa yhä läsnäolevan typen, joten näistä sektoreista virtaa happea, otsonia ja typpeä sisältävää seosta keskellä sijaitsevaan puolitllaan 58, joka on yhteydessä aukon 68 kanssa.

25 Näin ollen tarkasteltaessa tiettyä sektoria 72, joka pyörähtää täydellisen kierroksen asemasta 76 lähtien: - tästä asemasta 76 lähtien, väliseinämään 63 saakka tämä sektori on 30 adsorptiovaiheessa ja se adsorboi otsonin lämmönvaihtimesta 8 (kuvio 1) poistuvasta jäähdytetystä, hapen ja otsonin seoksesta, joka johdetaan aukon 67 kautta keskellä sijaitsevaan puolitllaan 59; - väliselnämän 63 ja väliselnämän 64 välillä tässä samassa sektorissa 35 72 toteutaan vastavirtaan (toisin sanoen säteen suunnassa ulkoa sisäl- lepäin) desorptio typellä, jota johdetaan aukon 70 kautta ulompaan puo-litilaan 75; 19 78441 1 - väliseinämän 64 ja aseman 76 välillä tässä sektorissa 72 toteutetaan vastavirtaan kaasuhuuhtelu hapen avulla, jolla hapella myöskin tämän sektorin desorptiovaihe saadaan suoritetuksi loppuun.

5 Tarkasteltaessa N sektoria 72 käsittävää kokonaisuutta, kullakin hetkellä N/2 sektoria on adsorptlovalheessa, n sektoria on kaasuhuuhtelun ja desorption vaiheessa (luvun n ollessa väliseinämän 64 ja aseman 76 välissä sijaitsevien sektoreiden lukumäärä) ja (N/2) - n sektoria on desorptiovaiheessa. Näin ollen laitteistosta saadaan jatkuvasti vakiona 10 pysyvä virtaama seosta, joka koostuu pääasiallisesti typestä ja otsonista ilman, että laitteistossa tarvittaisiin ainuttakaan kytkevää venttiiliä.

On selvää, että kunkin vaiheen, eli adsorptio- ja desorptlovaiheen sekä 15 huuhteludesorptiovalheen, suhteellista kestoa voidaan säädellä muuntamalla väliseinämän 64 ja väliseinämlen 57 ja 63 määräämän tason välistä kulmaa, ja että kunkin vaiheen absoluuttista pituutta voidaan säätää yksikön 44 pyörimisnopeutta muuttamalla.

20 Huomautettakoon, että laakeroinnit 50 ja 51 sekä hammaspyörä 54 ja sen käyttömoottori 55 sijaitsevat kokonaisuudessaan puolltilassa 75, siis typpi-llmakehäseä, mikä on edullista niiden hyvälle toiminnalle sekä turvallisuudelle.

25 Kuviossa 9 esitetty muunnos eroaa kuvion 8 suoritusmuodosta ainoastaan siinä suhteessa, että väliseinämä 64 on siirretty tietyssä kulmassa myötäpäivään aseman 76 suhteen. Tämän seurauksena aseman 76 ja väliseinämän 64 välissä sijaitsevissa sektoreissa 72^ ja 72^ toteutuu myötävirtaan (säteen suunnassa sisältä ulospäin) huuhteluvaihe keskellä sijaitsevasta 30 puolitilasta 59 tulevan, happea ja otsonia sisältävän seoksen avulla, ja näistä sektoreista ulos tuleva hapen ja typen seos joutuu ulompaan puo-litilaan 75 ja sekoittuu typpeen, jota syötetään tähän puolitilaan 75, osallistuakseen tämän typen kanssa väliseinämän 63 ja aseman 76 välissä sijaitsevissa sektoreissa vastavirtaan toteutuvaan desorptiovaihee-35 seen.

20 784 41 1 On siis selvää, että kuvion 9 mukaisella laitteella, joka korvaa kuviossa 1 esitetyt kolme kolonnia 4-6, voidaan toteuttaa kuviossa yksi yhtenäisellä viivalla esitetty menetelmä ilman, että laitteistossa tarvittaisiin ainuttakaan kytkevää venttiiliä.

5 Tällainen yksinkertaistettu laitteisto, jossa päästöjen vaarat on saatu huomattavasti pienemmiksi, esitetään kuviossa 12, jossa esimerkkinä havainnollistetaan kuvion 6 mukainen kaavio samoja viitenumerolta käyttäen, mutta jossa käytetään edellä kuvatulla tavalla pyörivän adsorbent-10 tipetin käsittävää laitetta.

Kuvioissa 13-15 esitetyn laitteen yleinen periaate on sama kuin kuvioissa 8-11, ja näissä kuvioissa vastaavat osat on merkitty samoilla viitenumeroilla: kahden, ulomman ja sisemmän ristikon 47 ja 48 rajoittama, ren-15 kaan muotoinen adsorbenttipetl 49 on jaettu N kappaleeseen sektoreita 72 säteen suuntaisilla levyillä 73, jotka ulottuvat ristikosta toiseen, ja kukin näistä sektoreista saatetaan peräkkäin yhteyteen happea ja typpeä sisältävän seoksen syötön, typen syötön ja huuhtelukaasun syötön kanssa, joka huuhtelukaasu esitetyssä esimerkissä on happea. Olennainen ero on 20 siinä, että tässä laitteessa peti 49 on kiinteä, mutta se käsittää pyörivän ytimen, joka muodostaa pyörivän yksikön 44, ja joka huolehtii näiden kolmen kaasun toivotunlaisesta jakautumisesta sektoreiden 72 kesken.

Yksityiskohtaisemmin esitettynä, ulkokuoreen 40 kuuluu, sen alaosassa, 25 kaksinkertainen pohja 77, joka suppenee alaspäin, ja jonka suppenevan osan alapää päättyy avoimeen sylinteriin 78. Tästä sylinteristä alkaa säteen suuntainen, aukon 69 muodostava putki, joka kulkee säiliön 41 läpi tiiviin liitoksen välityksellä, ja mainittuun sylinteriin 78 on kiinnitetty kaksi rengasmaista tiivistä liitosta 79, tämän putken ylä- ja 30 alapuolella. Aukko 70 johtaa tilaan, joka on alapohjan 43 ja kaksols-pohjan 77 välissä.

Kaksi ristikkoa 47 ja 48 on yhdistetty huipustaan toisiinsa yläpäädyllä 42 ja alareunoistaan kannattavalla osalla 45, joka on tässä suoritus-35 muodossa jokseenkin katkaistun kartion muotoinen ja yhdensuuntainen kak-soispohjan 77 kanssa. Sisempi ristikko 48 jatkuu alaspäin sylinteriin 78 saakka, ja ristikkoon 47 on kiinnitetty rengasmainen tiivis liitos 80 21 78441 1 ristikon ja kannattavan osan 45 välisen liitoskohdan tasolle. Tämän lisäksi levyt 73 jatkuvat sisäänpäin, päätyyn 42, säiliöön 41 ja kaksols-pohjaan 77 saakka, joten koko tila, jota ristikko 47, pääty 42, säiliö 41 ja kaksolspohja 77 rajoittavat, on jakautunut N kappaleeseen sekto-5 reita, kuten kuvioista 14 ja 15 nähdään.

Ulkokuoren 40 huipussa on aukko 81, jolla on sama halkaisija kuin ristikolla 48, ja jonka päälle on kiinnitetty sylinterlmäinen kupu 82, jolla on myös tämä sama halkaisija, ja jonka huippu on umpinainen ja alapää 10 avoin. Kaksi putkea, jotka muodostavat vastaavasti aukot 67 ja 68, johtavat säteen suuntaisesti kuvun 82 alaosaan ja sen yläosaan, vastaavasti. Kupuun on kiinnitetty kaksi rengasmaista tiivistä liitosta 83 vastaavasti näiden kahden putken 67 ja 68 väliin ja putken 67 alapuolelle.

15 Pyörivää ydintä 44 ohjaa ylempi laakerointi 84, joka on asennettu kuvun 82 huippuun, sekä alempi laakerointi 85, joka sijaitsee päädyn 83 alimmassa pisteessä. Ydin saadaan pyörimään moottorilla 55, joka on kiinnitetty päätyyn 43, ulkokuoren 40 sisälle, päättymättömän ruuvin 86 avulla, joka ruuvi joutuu liikuttavaan kosketukseen ytimeen kiinteästi liit-20 tyvän hammaspyörän 87 kanssa.

Kummankin päänsä läheisyydessä ydin 44 käsittää molemmista päistään avoimen, sylinterimäisen tulpan. Ylemmän tulpan 88 ääriosat toimivat yhdessä mainitun kahden liitoksen 83 kanssa, ja muodostavat niiden vä-25 liin puoliympyrän muotoisen solan 89, jonka yläreuna on yhdistetty vaakasuoran levyn 90 reunaan puolikuun muotoisesti (kuvio 16). Tämän levyn 90 suorasta, halkaisijana toimivasta reunasta alkaa alaspäin jatkuva, pystysuora, halkaisijan kohdalla sijaitseva väliseinänä 57, jonka leveys on sama kuin tulpan 88 sisähalkaisija. Vällseinämä 57 käsittää kaksi koko 30 ristikon 48 korkuista pyyhinosaa 61 ja 62, jotka ovat hankaavassa kosketuksessa tämän ristikon 48 kanssa (kuvio 14) siten, että vällseinämä rajoittaa kahta sisempää puolitllaa 58 ja 59. Vällselnämän 57 alapäähän liittyy suljin 91, joka on ylösalaisin olevan rasian muotoinen, ja jonka sivuseinämä toimii yhdessä liitoksen 80 kanssa.

Alemman tulpan 92 ääriosat toimivat yhdessä kahden liitoksen 79 kanssa ja muodostavat niiden väliin solan 93, jonka alareuna on liitetty vaakasuoran, täsmälleen levyn 90 alapuolella sijaitsevan levyn 94 reunaan.

35 22 78441 1 Kuten kuvioista 15 ja 17 nähdään, levyn 94 muoto on hieman puolikuuta suurempi, ja sitä rajoittaa kaksi sädettä, jotka muodostavat väliinsä tylpän kulman; yksi näistä säteistä sijaitsee väliseinämän 57 tasossa, ja toinen niistä on siirtynyt myötäpäivään (kuvioita 14,15 ja 17 tarkas-5 teltaessa), täsmälleen halkaisijaa pitkin vastapäätä sijaitsevaan säteeseen verrattuna, sen kanssa terävän kulman muodostaen, tämän siirtymän vastatessa sektoreiden pientä lukumäärää n, joka tarkasteltavassa esimerkissä on 2. Samansuuruisen V-kulman muodostava väliselnämä 97 kulkee pystysuorassa suunnassa näiden säteiden ja sulkimen 91 alapinnan välis-10 sä. Tämän väliseinämän 95 kaksi reunaa, jotka on varustettu tiiviillä pyyhinosilla, ovat hankaavassa kosketuksessa ristikon 48 alemman jatkeen kanssa, ylemmän liitoksen 79 ja liitoksen 80 välissä.

Kumpikin tulppa 88 ja 92 rajoittaa rengasmaisen tilan 96 ja 97, vastaa-15 vasti tulppaan kulloinkin ympäröivällä sylinterimäisellä seinämällä 82 ja 78.

Toiminnan aikana aukot 67-70 ovat haaroittuneet kuvioiden 8-12 mukaisesti, ja ydin 44 saatetaan pyörivään liikkeeseen myötäpäivään, kuvi-20 olden 14 ja 15 mukaisesti. Hapen ja otsonin seos saapuu putkea 67 pitkin, ja se tunkeutuu tilaan 59 solan 89 ja mahdollisesti tilan 96 läpi kulkien. Tästä tilasta seos kulkee N/2 sektorin 72j läpi (kuvio 14), joista sektoreista ulostuleva happi virtaa vastaaviin lokeroihin 98, jotka sijaitsevat ristikon 47 ulkopuolella. Tämä happi kerääntyy risti-25 kon 48 alemman jatkeen sisäpuolella sulkimen 91 alle, ja se jakaantuu uudestaan väliseinämän 95 muodon ansiosta (N/2) + n sektoriin 72^,72^ ja 724.

Täten, osa hapesta kulkee uudestaan n sektorin 72^ ja 72^ (kuvio 14) 30 läpi, mutta vastakkaiseen suuntaan, eli akselia X-X kohden, ja olennainen osa hapesta poistuu laitteesta putkea 69 pitkin, alempaan tulppaan 92 kuuluvan solan 93 ja mahdollisesti rengasmaisen tilan 97 kautta.

Samanaikaisesti putkea 70 pitkin laitteeseen johdettu typpi kulkee 35 tulpan 92 läpi alhaalta ylöspäin, tunkeutuu jäljellä oleviin lokeroihin 98, joita on (N/2) - n kappaletta, ja kulkeutuu edelleen näistä lokeroista vastaavien sektoreiden 72^ läpi akselia X-X kohti, poistuak- 78441 1 seen laitteesta putkea 68 pitkin typen ja otsonin seoksena (joka sisältää hieman happea), kuljettuaan ensin ylemmän tulpan 88 poikki alhaalta ylöspäin.

5 On selvää, että kuten kuvioiden 8,10 ja 11 tapauksessakin, kussakin sektorissa 72 toteutuu peräkkäin adsorptiovaihe, jossa otsoni adsorboidaan hapen ja otsonin seoksesta, desorptiovaihe typen avulla vastavirtaan sekä huuhteluvaihe hapen avulla vastavirtaan, joka happi samalla vie desorptiovaiheen loppuun ja joutuu tuotantokaasuun, joka koostuu 10 olennaisesti typestä ja otsonista. Voidaan todeta, että kuvion 9 mukaiseen muunnokseen päästäisiin kääntämällä väliseinämän 95 kahden osan siirtymä toisin päin kuten kuviossa 15 katkoviivalla esitetään.

Kuvio 18 esittää laitetta, joka on muuten täsmälleen samanlainen kuin 15 kuvioiden 13-17 laite, paitsi että siinä adsorbenttipeti 49 on tyypiltään "litteä", jossa petissä toisin sanoen virtaus on akselin suuntainen eikä sätelttäinen. Tätä tarkoitusta varten laitetta on muunnettu seuraavasti: ulompi ristikko 47 on jätetty pois, ja kannattava osa 45 on korvattu vaakasuoralla kannattavalla ristikolla 45A, joka ulottuu 20 ristikosta 48, liitoksen 80 tasolla, säiliöön 41 saakka. Peti 49 ulottuu melkein säiliön 41 huippuun saakka, ja ristikko 48 on yhtenäinen petin koko korkeudelta. Laite toimii samalla tavalla kuin kuvioissa 13-17 esitetty laite, lukuunottamatta sitä, että kaasu kulkee petin 49 poikki pystysuorassa suunnassa.

25

Samoin, kuvioissa 8-11 havainnollistetun pyörivän petin periaatetta voidaan soveltaa myös "litteän" adsorbenttipetin tapauksessa, kuten kuvioissa 19-21 esitetään.

30 Tässä muunnoksessa pyörivä yksikkö 44 käsittää kaksi sylinterlmäistä levyä 47A ja 48A, jotka rajoittavat poikkileikkaukseltaan rengasmaista tilaa, jossa adsorbenttipeti 49 sijaitsee, joka peti täyttää mainitun tilan lähes huippuun saakka. Tämän rengasmaisen tilan alapään sulkee kannattava ristikko 45A, ja tila on avoin ylöspäin. Sisemmän 35 levyn 48A sisätilan molemmat päät on suljettu ylemmällä umpinaisella kiekolla 99 ja alemmalla umpinaisella kiekolla 100.

24 78441 1 Tämän lisäksi petin 49 sisältävä rengasmainen tila on, kuten aikaisemminkin, jaettu N kappaleeseen sektoreita 72 säteittäisillä levyillä 73, jotka kulkevat levyltä 47A levylle 48A, koko tilan korkuisina. Kunkin väliselnämän 73 yläreunaan on kiinnitetty pyöristetty kappale 101 (ku-5 vlo 21), jonka seurauksena väliselnämän 73 poikkileikkaus on T-kirjai-men muotoinen. Yksikkö 44 makaa ympyrän muotoisen laakeroinnin 51 päällä, johon laakerointiin kuuluvista rullista moottori, jota el esitetä, käyttää vähintään yhtä.

10 Laitteeseen kuuluu, eri kaasuja sisältävien tilojen erottamiseksi toisistaan ja kaasujen jakamiseksi sektoreiden 72 kesken: - kaksi rengasmaista tiivistä liitosta 102, joka on kiinnitetty vastaavasti säiliön 41 ylä- ja alaosaan, ja jotka ovat hankaavassa kosketuk- 15 sessa ulomman levyn 47A yläosan ja alaosan kanssa; - säteittäisesti kulkeva vällseinämä 103, joka alkaa yläpäädystä 42 ja jatkuu yksikön 44 läheisyyteen saakka; tämän väliselnämän alapäähän on liitetty koko alapään pituinen tiivis pyyhinosa 104, joka toimii yhdes- 20 sä kiekon 99 ja ylemmän liitoksen kanssa, sekä vuoron perään kaikkien pyöristettyjen kappaleiden 101 (kuvio 21) kanssa yksikön 44 pyörimisen aikana; - alempi vällseinämä 105, joka alkaa alemmasta päädystä 43 ja nousee 25 yksikön 44 läheisyyteen. Tämä vällseinämä on puolikkaalta pituudeltaan samassa tasossa kuin vällseinämä 103, ja pituutensa toista puolikasta vastaavan matkan tasossa, joka on siirtynyt tämän tason suhteen terävän kulman muodostaen ja n sektoria 72^,72^ vastaten, kuvion 20 mukaisesti vastapäivään. Tarkasteltavassa esimerkissä luvun n arvoksi on va-30 littu 2. Väliselnämän 105 yläreuna käsittää koko reunan pituisen tiivistävän pyyhinosan 106, joka on hankaavassa kosketuksesa ristikon 45A, alemman kiekon 100 ja alemman liitoksen 102 kanssa.

Aukot 67 ja 68 johtavat väliselnämän 103 kummallekin puolelle, kun taas 35 aukot 69 ja 70 johtavat väliselnämän 105 kummallekin puolelle.

78441 1 Toiminnan aikana yksikkö 44 saatetaan pyörivään liikkeeseen vastapäivään. Kuten aikaisemminkin, laitteeseen johdetaan aukon 67 läpi hapen ja otsonin seosta, joka kulkee ylhäältä alaspäin adsorptlovaiheessa olevan N/2 sektorin 72^ läpi, ja olennainen osa siitä poistuu lait-5 teestä aukon 69 kautta puhtaana happena. Laitteeseen johdetaan typpeä aukon 70 kautta, ja se kulkee alhaalta ylöspäin (N/2) - n sektorin 722» jotka ovat desorptiovaiheessa, läpi ja poistuu aukon 68 kautta tuotanto-seoksena, joka koostuu olennaisesti typestä ja otsonista. Osa hapesta johdetaan alhaalta ylöspäin jäljellä olevien sektoreiden 72^ ja 72^, 10 joita on n kappaletta, läpi desorptlovalheen viemiseksi loppuun näissä sektoreissa sekä huuhtelun toteuttamiseksi. Jälleen, mikäli välisei-nämän 105 toinen puoli siirrettäisiin vastakkaiseen suuntaan, niin sektoreiden 72^ ja 72^, joita on n kappaletta, huuhteluvaihe voitaisiin toteuttaa myötävirtaan (ylhäältä alaspäin) hapen ja otsonin seok-15 sella, jolloin tästä huuhteluvaiheesta saatava happi voitaisiin yhdistää desorptlovalheen typpeen.

Huomautettakoon, että kaikissa edellä kuvatuissa suoritusmuodoissa typpeä sisältävä tila sijaitsee happea sisältävän tilan vieressä, ja 20 että näissä tiloissa (esimerkiksi kuvioiden 8-11 tilolsssa 75 ja 74) vallitsee jokseenkin sama paine. Näin ollen se vaara, että typpeä pääsee otsonointiplirin happeen, on hyvin pieni. Edelleen, kaksi muuta tilaa, jotka sisältävät vastaavasti happea ja otsonin seosta ja tuotantoseosta, ovat vierekkäin, ja näistä tiloista ensimmäisessä 25 (kuvioiden 8-11 tilassa 59) vallitsee suurin mahdollinen paine P+p, ja toisessa (kuvioiden 8-11 tilassa 58) vallitsee pienin mahdollinen paine P-p. Täten piirissä voi esiintyä happlhäviötä, mutta tässäkään tapauksessa typpeä ei voi joutua piiriin.

30 35

Claims (21)

78441

1. Menetelmä otsonin tuottamiseksi, jossa otsonointipiirissä (1) kiertävä happi otsonoidaan osittain otsonisaattorlssa (3), jonka jälkeen 5 otsoni pidätetään adsorptiolla ja se desorboidaan korvaavalla kaasulla, tunnettu siltä, että: hapen ja otsonin seos johdetaan myötävirtaan ensimmäisen adsorboitavan massan (4;72^) läpi, jossa massassa otsoni adsorboituu; samanaikaisesti toisen adsorboivan massan läpi johdetaan vastavirtaan korvaavan kaasun virta desorption 10 toteuttamiseksi tässä toisessa massassa; samanaikaisesti kolmannessa adsorboivassa massassa (5;72^,72^) toteutetaan huuhteluvaihe johtamalla tämän kolmannen adsorboivan massan läpi huuhtelukaasun virta, joka on poistettu mainitusta piiristä (1), ja että kunkin adsorboivan massan (4-6;72^-72^) läpi kulkee peräkkäin hapen ja otsonin seosta, korvaa-15 vaa kaasua sekä huuhtelukaasua; ja että kolmannen adsorboivan massan (5;72^» 72^) läpi kulkenut huuhtelukaasun virta yhdistetään korvaavan kaasun virtaan.

1 Patenttivaatimukset

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että huuhtelukaasuna käytetään osaa piirissä (1) kiertävästä, hapen ja otsonin seoksesta, tämän huuhtelukaasun kulkiessa myötävirtaan mainitun kolmannen adsorboivan massan (5;72^,72^) läpi, ja että se yhdistetään korvaavaan kaasuun ennen korvaavan kaasun johtamista mainittuun toiseen adsorboivaan massaan (6:72^). 25

3. Patenttlvaatimusken 1 mukainen menetelmä, tunnettu siltä, että huuhtelukaasuna käytetään osaa mainitusta ensimmäisestä adsorboivasta massasta (4;72^) poistuvasta hapesta, joka kulkee vastavirtaan mainitun kolmannen adsorboivan massan (5;72^,72^) läpi, ja että se 30 yhdistetään korvaavaan kaasuun, joka poistuu mainitusta toisesta adsorboivasta massasta (6^2^).

4. Erityisesti jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä otsonin tuottamiseksi, jossa vähintään yhdessä otsonointipiirissä (1;1A...ID) 35 kiertävä happi otsonoidaan osittain otsonisaattorlssa (3), jonka jälkeen otsoni pidätetään kylmällä adsorptiolla ja desorboidaan korvaavalla kaasulla, tunnettu siitä, että otsonoltavaa happea ja jäännös- 27 784 41 1 kaasua tuotetaan Ilmaa tislaamalla, ja että tätä jäännöskaasua käytetään korvaavana kaasuna, ja vähintään yhtä näistä kaasuista käytetään välttämättömänä jäähdytysaineena happea ja otsonia sisältävän seoksen jäähdyttämiseksi riittävän alhaiseen adsorptiolämpötilaan. 5

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siltä, että välttämätön jäähdyttäminen toteutetaan kokonaisuudessaan pidättämällä turbiinissa (22) huomattavaa osaa, joka on erityisesti puolet tai enemmän, llmavirtaamasta ennen sen tislaamista, jolloin täten tuo- 10 tettu mekaaninen energia käytetään ilman kokoonpuristamisen viemiseksi loppuun.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytettävä korvaavan kaasun virtaama on suuruusluokaltaan 15 sama kuin happea ja otsonia sisältävän seoksen virtaama.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että korvaavaa kaasua käytetään desorption toteuttamiseen lämpötilassa, joka on hieman adsorptlovaiheessa vallitsevaa lämpötilaa suu- 20 rempi.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siltä, että korvaavaa kaasua käytetään desorption toteuttamiseen paineessa, joka on adsorptiossa vallitsevaa painetta alhaisempi. 25

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siltä, että desorptiovaiheen aikana korvaavan kaasun virtaamaa muunnellaan siten, että käyttäjän saama otsonlmäärä saadaan pidetyksi jokseenkin vakiona. 30

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siltä, että jotta hetkellisesti muuttunut otsonitarve kyettäisiin tyydyttämään, korvaavan kaasun virtaamaa muutetaan hetkellisesti siihen samaan suuntaan, johon otsonitarve on muuttunut. 35

11. Erityisesti jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetelmä otsonin tuottamiseksi otsonointipiireissä (IA...ID), joita on n kappaletta, 28 784 41 ^ jossa menetelmässä, kussakin piirissä, happi otsonoidaan osittain otsoni-saattorlssa (3), jonka jälkeen otsoni pidätetään adsorptiolla ja desorboi-daan korvaavalla kaasulla, tunnettu siitä, että kussakin piirissä käytetään kahta adsorptiokolonnia (4A,5A, ... 4D.5D) seuraavalla ta-5 valla: hapen ja otsonin seos jäähdytetään ja johdetaan myötävirtaan yhden adsorptiokolonnin (4) läpi, jossa kolonnissa otsoni adsorboituu, jonka jälkeen tämän saman kolonnin läpi johdetaan vastavirtaan korvaavan kaasun virta, ja sitten tässä samassa kolonnissa toteutetaan huuhtelu-vaihe johtamalla sen läpi piiristä poistettu huuhtelukaasun virta, ja 10 että yhdessä osassa vähintään jokaista n:ttä jaksoa, samanaikaisesti kunkin piirin yhdessä kolonnissa (4A...4D) toteutuu myötävirtaan adsorp-tiovaihe, (n-1) piirin (IA,IB,1C) yhdessä kolonnissa (5A,5B,5C) toteutuu vastavirtaan desorptlovalhe ja n:nnen piirin (ID) jäljellä olevassa kolonnissa toteutuu huuhteluvaihe huuhtelukaasun virralla, joka on 15 poistettu tästä n:nnestä piiristä.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kussakin kolonnissa (4A,5A...4D,5D) toteutuvan desorptiovaiheen ja huuhteluvalheen pituus on vastaavasti (n-1)/n ja 1/n, kun adsorptio-20 vaiheen pituus asetetaan yhdeksi yksikön pituiseksi.

13. Laite jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää: 25. ulkokuoren (40), jonka sisältämä adsorboivasta materiaalista muodos tuva rengasmainen peti (49) on jaettu tiettyyn lukumäärään sektoreita (72); - väliseinämät (53,57,63-66,71;57,88,91,92,95;102,103,105), jotka 30 jakavat rengasmaisen petin (49) ja ulkokuoren (40) väliin jäävän tilavuuden neljään tilaan (59,74,75,58), jotka tilat ovat puolestaan yhteydessä, vastaavasti, hapesta ja otsonista muodostuvaa seosta varten olevan ensimmäisen slsäänmenoaukon (67) kanssa, happea varten olevan toisen ulostuloaukon (69) kanssa, korvaavaa kaasua varten olevan kolmannen si-35 säänmenoaukon (70) kanssa sekä pääasiallisesti korvaavasta kaasusta ja otsonista muodostuvaa tuotantokaasua varten olevan neljännen ulostuloaukon (68) kanssa, ja nämä väliseinämät yhdistävät mainitun ensimmäi- 29 78441 1 sen aukon (67) mainituista sektoreista (72) muodostuvan ensimmäisen kokonaisuuden (72^) ylävirran puoleiseen päähän, adsorptiota ajatellen, mainitun toisen aukon (69) sektoreista (72) muodostuvan toisen kokonaisuuden (72j,72^,72^), johon kuuluu sektoreiden (72) mainittu 5 ensimmäinen kokonaisuus (72^) ja mainitun ensimmäisen kokonaisuuden (72j) vieressä sijaitseva, sektoreista (72^,72^) muodostuva kolmas kokonaisuus, alavirran puoleiseen päähän, adsorptiota ajatellen, mainitun kolmannen aukon (70) sektoreista muodostuvan neljännen kokonaisuuden (72^), johon kuuluvat loput vyöhykkeistä, ylävirran puoleiseen 10 osaan, vastavirtaan toteutuvaa desorptiota ajatellen, sekä mainitun neljännen aukon (68) sektoreista muodostuvan mainitun neljännen ja kolmannen kokonaisuuden 02^,12^,12^) alavirran puoleiseen päähän, desorptiota ajatellen; ja 15. välineen (51;55) · jolla rengasmaista petiä (49) ja mainittuja väli- seinämiä voidaan pyörittää toistensa suhteen sellaisessa suunnassa, että kukin sektori (72) osallistuu peräkkäin ja jaksoittain mainittuun ensimmäiseen, neljänteen ja kolmanteen kokonaisuuteen.

14. Laite jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukaisen menetelmän toteut tamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää: - ulkokuoren (40), jonka sisältämä, adsorboivasta materiaalista muodostuva rengasmainen peti (49) on jaettu tiettyyn lukumäärään sektoreita 25 (72); - väliseinämät (53,57,63-66,71;57,88,91,92,95,102,103,105), jotka jakavat rengasmaisen petin (49) ja ulkokuoren (40) väliin jäävän tilavuuden neljään tilaan (59,74,75,58), jotka tilat ovat puolestaan yhtey- 30 dessä, vastaavasti hapesta ja otsonista muodostuvaa seosta varten olevan ensimmäisen slsäänmenoaukon (67) kanssa, happea varten olevan toisen ulostuloaukon (69) kanssa, korvaavaa kaasua varten olevan kolmannen slsäänmenoaukon (70) kanssa sekä pääasiallisesti korvaavasta kaasusta ja otsonista muodostuvaa tuotantokaasua varten olevan neljännen ulos- 35 tuloaukon (68) kanssa, ja nämä väliseinämät yhdistävät mainitun toisen aukon (69) mainituista sektoreista muodostuvan ensimmäisen kokonaisuuden (72^) alavirran puoleiseen päähän, adsorptiota ajatellen, mainitun 78441 1 ensimmäisen aukon (67) sektoreista muodostuvan toisen kokonaisuuden (72^,72^,72^), johon kuuluu sektoreiden mainittu ensimmäinen kokonaisuus (72j) ja mainitun ensimmäisen kokonaisuuden vieressä sijaitseva, sektoreista muodostuva kolmas kokonaisuus (72^,72^), ylävirran puolei-5 seen päähän, adsorptiota ajatellen, mainitun neljännen aukon (68) sektoreista muodostuvan neljännen kokonaisuuden (72^), johon kuuluvat loput sektoreista, alavirran puoleiseen päähän, vastavirtaan toteutuvaa desorptiota ajatellen, sekä mainitun kolmannen aukon (70) sektoreista muodostuneen mainitun kolmannen ja neljännen kokonaisuuden (72^,72^,72^) 10 ylävirran puoleiseen päähän, desorptiota ajatellen; sekä - välineen (51;55), jolla rengasmaista petiä (49) ja mainittuja väli-seinämiä voidaan pyörittää toistensa suhteen sellaisessa suunnassa, että kukin sektori (72) osallistuu peräkkäin ja jaksottain mainlt-15 tuun ensimmäiseen, neljänteen ja kolmanteen kokonaisuuteen.

15. Jomman kumman patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että adsorboivasta materiaalista muodostuva peti (49) on asennettu pyörivästi ulkokuoren (40) sisään, kun taas 20 välleelnämät ovat kiinteät.

16. Jomman kumman patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että adsorboivasta materiaalista muodostuva peti (49) on kiinteä, kun taas välleelnämät on asennettu pyörivästi 25 ulkokuoren (40) sisään.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen laite, tunnettu siitä, että väliseinämät muodostavat kääntyvän ytimen (44), joka sijaitsee adsorboivasta materiaalista muodostuvan petin (49) keskellä, ja joka 30 ydin käsittää kaksi tulppaa (88,92).

18. Jonkin patenttivaatimuksen 13-17 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että adsorboivasta materiaalista muodostuvassa petissä (49) virtaus tapahtuu säteen suunnassa. 35

19. Jonkin patenttivaatimuksen 13-17 mukainen laite, tunnet-t u siltä, että adsorboivasta materiaalista muodostuvassa petissä (49) virtaus tapahtuu akselin suunnassa. 31 78441

20. Jonkin patenttivaatimuksen 13-19 mukainen laite, tunnet- t u siltä, että pyörivään liikkeeseen saattavat välineet (51,54,56) sijaitsevat kokonaisuudessaan samassa tilassa ulkokuoren (40) sisällä, joka tila sisältää korvaavaa kaasua. 5

21. Jonkin patenttivaatimuksen 13-20 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että tilat (58,59), jotka ovat yhteydessä, vastaavasti, mainitun neljännen aukon (68) ja mainitun ensimmäisen aukon (67) kanssa, sijaitsevat vierekkäin, kuten myöskin kaksi muuta tilaa 10 (74,75). 15 20 25 30 35 78441