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DE102005039624A1 - Ozon Online-Injektions-, Wiederverwendungs- und Zersetzungssystem - Google Patents

Ozon Online-Injektions-, Wiederverwendungs- und Zersetzungssystem Download PDF

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ozon Online-Injektions-, Wiederverwendungs- und Zersetzungssystem, welches Flüssigkeit, das mit Ozon gemischt wird, durch eine Pumpe ansaugt. Das System umfasst hauptsächlich eine Gas-Flüssigtrennvorrichtung und eine Ozon-Zersetzungsvorrichtung. Beim Mischen mit der angesaugten Flüssigkeit kann ein Teil des Ozons sich in der Flüssigkeit lösen und der ungelöste Anteil kann wieder gewonnen und wieder verwendet werden, während das Ozon, Sauerstoff und Stickstoff, welche nicht wieder verwendet werden können, in eine Ozon-Zersetzungsvorrichtung eingeleitet werden. Die Ozon-Zersetzungsvorrichtung enthält ein Ozon-Zersetzungsmedium, so dass es Ozon in Sauerstoff zerlegen kann, welches in die Umgebung gemeinsam mit ungelöstem Sauerstoff und Stickstoff entlassen werden kann, wobei eine Umweltverschmutzung durch die direkte Freisetzung von Ozon vermieden wird.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Lösen von Ozon in Flüssigkeit (insbesondere Wasser), dadurch gekennzeichnet, dass sie online Ozon injizieren, wieder verwenden und zersetzen kann.
  • Im Allgemeinen wird Ozon industriell aus Luft oder Sauerstoff durch elektrische Entladung erzeugt. Seitdem Ozon als ein schädliches Gas betrachtet wird, sollte sein erlaubter Anteil in der Atmosphäre nicht mehr als 0,1 ppm während 8 Stunden betragen. In dem Prozess zur Erzeugung von Ozon wird Ozongas in eine Flüssigkeit über einen Injektor injiziert, um in der Flüssigkeit gelöst zu werden. Wenn das Ozon nicht vollständig in der Flüssigkeit gelöst ist, wird sein ungelöster Anteil gemeinsam mit anderen gering löslichen Gasen, beispielsweise Sauerstoff und Stickstoff, in die Atmosphäre entweichen. Das entweichende Ozon stellt nicht nur einen Verlust für den Herstellungsprozess dar, sondern ist auch schädlich für die Umweltökologie. Der Stand der Technik zur Nutzung von Ozon ist jedoch bezüglich der nach dem Gebrauch sich anschließenden Entsorgung nicht ausreichend bekannt.
    •
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein System zum Lösen eines Gases (insbesondere Ozon) in einer Flüssigkeit (insbesondere Wasser), gekennzeichnet durch die Online-Injektion, Wiederverwendung und Zersetzung des Ozons. Das System saugt Wasser durch eine Pumpe zur Mischung mit Ozon an. Hauptsächlich umfasst es eine Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung, einen Injektor, eine Gas-Flüssigtrennvorrichtung und eine Ozon-Zersetzungsvorrichtung. In dem System wird zuerst Ozon in die Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung eingeleitet und dann in den Injektor gesaugt, um darin mit Wasser gemischt zu werden, welches von der Pumpe angesaugt wird. Ein Teil des Ozons kann sich in Wasser lösen und der ungelöste Teil kann wiedergewonnen und wiederverwendet werden, wobei der Anteil des Ozons, Sauerstoffs und Stickstoffs, welcher nicht wiederverwendet werden kann, in die Ozon-Zersetzungsvorrichtung eingeleitet wird. Die Ozon-Zersetzungsvorrichtung umfasst ein Ozon-Zersetzungsmedium (beispielsweise Mangandioxid), welches Ozon in Sauerstoff zerlegen kann, bevor es in die Umgebung gemeinsam mit ungelöstem Sauerstoff und Stickstoff entlassen wird, wodurch vermieden wird, Ozon direkt in die Umgebung abzugeben.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • 1 zeigt den Zuordnungsplan des erfindungsgemäßen Systems; und
  • 2 ist eine schematische, vergrößerte Querschnittsansicht der koaxialen inneren und äußeren Leitungen, um die Ozon-Zersetzungsvorrichtung und die Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung zu verbinden.
    •
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein System, welches Ozon online injizieren, wiederverwenden und zersetzen kann. Sein Zuordnungsplan ist in 1 dargestellt. Das System umfasst vorwiegend eine Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung 10, zwei Sätze von Rückschlagventilen 18, 20, einen Injektor 22, eine Gas-Flüssigtrennvorrichtung 30 und eine Ozon-Zersetzungsvorrichtung 40.
  • Die Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung 10 ist im Wesentlichen ein Behälter mit einem Gaseinlass 12 an seiner Oberseite, wodurch das Gas, welches gelöst werden soll, insbesondere Ozon, in das System eingeleitet wird. Wie in 1 dargestellt, sind zwei Auslässe an der rechten Seite des Behälters angeordnet, bezeichnet als der obere Auslass 14 und der untere Auslass 16, gemäß ihrer jeweiligen Anordnung, mit welche jeweils das erste und zweite Rückschlagventil 18, 20 verbunden ist. Das erste Rückschlagventil 18 ist mit einem Gaseinlass 24 des Injektors 22 verbunden, und der Auslass des zweiten Rückschlagventils 20 wird als Auslassende verwendet.
  • Der Injektor 22 weist einen Einlass 26 und einen Auslass 28 auf. Der Einlass 26 ist mit einer Pumpe 8 verbunden, während der Auslass 28 mit der Gas-Flüssigtrennvorrichtung 30 verbunden ist. Der Injektor 22 weist eine Unterdruck-Saugstruktur auf, welche den Venturi-Rohreffekt anwendbar macht, so dass die Gase in den Injektor 22 durch den Gaseinlass 24 gesaugt werden können.
  • Eine Leitung 32 ist innerhalb der Gas-Flüssigtrennvorrichtung 30 vorgesehen, wobei ihr unteres Ende mit dem Auslass 28 des Injektors 22 verbunden ist und das obere Ende nahe des oberen Endes der Gas-Flüssigtrennvorrichtung 30 verläuft. Des Weiteren sind gleichmäßig verteilte Poren 34 nahe des offenen Endes der Leitung 32 gebildet und ein kuppelförmiger Verschluss 35 kann am oberen Ende angeordnet sein. Ein Auslass 36 ist nahe dem Boden der Gas-Flüssigtrennvorrichtung 30 vorgesehen und ein Gasauslass 38 ist auf dem oberen Ende desselben angeordnet.
  • Das Innere der Ozon-Zersetzungsvorrichtung 40 ist in einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt durch eine Siebschicht 42 getrennt. Die Oberseite des oberen Abschnitts ist mit der Luft der Umgebung in Kontakt. Der untere Abschnitt ist mit einem Ozon-Zersetzungsmedium 44 versehen. Eine Gasleitung 46 ist mit dem Gasauslass 38 der Gas-Flüssigtrennvorrichtung 30 verbunden, wobei sie durch den Abschnitt unterhalb des Ozon-Zersetzungsmediums 44 verläuft und sich in das Innere der Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung 10 erstreckt. Die Ozon-Zersetzungsvorrichtung 40 ist mit der Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung 10 über eine äußere Leitung 48 verbunden, welche koaxial zu der Leitung 46 verläuft. 2 zeigt eine detaillierte Querschnittsansicht der koaxialen Leitungen 46, 48, welche die Ozon-Zersetzungsvorrichtung 40 und die Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung 10 verbinden.
  • Erfindungsgemäß saugt die Pumpe 8 kontinuierlich, während des Lösevorganges von Ozon in Flüssigkeit, die Flüssigkeit (oder Wasser) in den Injektor 22, während das Ozon, welches in der Flüssigkeit gelöst wird, in die Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung 10 über den Gaseinlass 12 eintritt. Auf Grund des Unterdrucksaugeffekts des Injektors 22 wird das Gas, welches in die Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung 10 eintritt, in den Injektor 22 über das erste Rückschlagventil 18 gesaugt, um darin mit Wasser gemischt zu werden und ein Gasflüssigkeitsgemisch zu erzeugen.
  • Das Gasflüssigkeitsgemisch wird in die Leitung 32 der Gas-Flüssigtrennvorrichtung 30 gesaugt und an die Innenwand der Gas-Flüssigtrennvorrichtung 30 durch unterhalb des Verschlusses 35 verteilte Poren 34 gesprüht, wenn es den kuppelförmigen Verschluss 35 am oberen Ende der Leitung 32 erreicht. Das ungelöste Gas wird von dem Wasser getrennt und bildet einen Gaspartialdruck. Zusätzlich zur Verbesserung des Lösens des Gases in der Flüssigkeit, erleichtert der Partialdruck am unteren Auslass 36 der Gas-Flüssigtrennvorrichtung 30 auch, dass die Flüssigkeit mit gelöstem Ozon aus dem Auslass 36 fließt.
  • Das ungelöste Gas kann in die Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung 10 von dem Gasauslass 38 über die Leitung 36 eintreten. Der Großteil des Gases, welches die Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung 10 über die Leitung 46 erreicht, kann wieder verwendet werden, indem es erneut in den Injektor 22 durch das erste Rückschlagventil 18 gesaugt wird. Das in die Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung 10 eintretende Gas enthält einen geringen Anteil an Feuchtigkeit, die kondensieren und sich am unteren Ende der Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung 10 zur Bildung einer Flüssigkeitsoberfläche sammeln kann. Wenn die kondensierte Feuchtigkeit sich fortdauernd sammelt und ein gewisses Flüssigkeitsniveau erreicht, kann sie von dem zweiten Rückschlagventil 20 über die Ellbogen-Leitung 17 ausgeleitet werden.
  • Andererseits kann ein geringer Anteil des in die Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung 10 eintretenden Gases über die Gasleitung 46 nicht wieder verwendet werden. Dieser geringe Anteil des Gases tritt in die Ozon-Zersetzungsvorrichtung 40 über die äußere Leitung 48 (2) ein. Ozon wird in Sauerstoff zerlegt und in die Umgebung über das obere Ende der Ozon-Zersetzungsvorrichtung 40 freigesetzt, wenn es das Ozon-Zersetzungsmedium in dem oberen Abschnitt der Ozon-Zersetzungsvorrichtung 40 passiert hat.
  • Vorzugsweise wird Mangandioxid als Ozon-Zersetzungsmedium in der Ozon-Zersetzungsvorrichtung 40 gewählt. Um die Reaktionseffizienz des Ozon-Zersetzungsmediums zu erhöhen, kann eine Heizeinheit 50 an der Ozon-Zersetzungsvorrichtung 40 installiert werden. Die Heizeinheit 50 kann des Weiteren die Reaktionseffizienz des Ozon-Zersetzungsmediums auf Grund seiner Funktion, Wasserdampf zu entfernen, verbessern.
  • Da der technische Inhalt der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme der vorher beschriebenen Ausführungsform dargestellt worden ist, stellt die dargestellte Ausführungsform eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform nur beispielhaft dar und wirkt sich nicht limitierend auf den Umfang der Erfindung aus. Jede Modifikationen oder Änderungen der Erfindung, die für den Fachmann leicht zu erreichen sind, sollen in den offenbarten Ansprüche der Anmeldung enthalten sein, soweit sie nicht die notwendige technische Voraussetzung der Erfindung sind, wie sie in dem vorhergehenden Beispiel beschrieben wurden.

Claims (10)

  1. Ein Online-Injektions-, Wiederverwendungs- und Zersetzungssystem für Gas, umfassend: – eine Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung, welche einen Einlass für die Injektion von Gas umfasst; – ein erstes Rückschlagventil, welches mit der Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung verbunden ist; – einen Injektor, welcher mit dem ersten Rückschlagventil verbunden ist, geeignet das Gas anzusaugen, welches in die Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung durch das erste Rückschlagventil injiziert wird, des Weiteren umfassend einen Einlass, über welchen eine Flüssigkeit eingeleitet wird, und sich mit dem Gas mischt und einen Auslass, durch welchen das Gemisch aus Gas und Flüssigkeit ausgeleitet wird; – eine Gas-Flüssigtrennvorrichtung, welche mit dem Injektor verbunden ist, die zum Trennen des Gemisches aus Gas und Flüssigkeit, welche vom Injektor übergeleitet wird, verwendet wird; und – eine Ozon-Zersetzungsvorrichtung, welche die Gas-Flüssigtrennvorrichtung und die Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung verbindet.
  2. System nach Anspruch 1, wobei das Gas Ozon und die Flüssigkeit Wasser ist.
  3. System nach Anspruch 2, des Weiteren umfassend ein zweites Rückschlagventil und eine Leitung, wobei die Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung einen oberen Auslass und einen unteren Auslass umfasst, wobei der obere Auslass mit dem ersten Rückschlagventil verbunden ist und der untere Auslass mit dem zweiten Rückschlagventil verbunden ist, wobei der Injektor einen Gaseinlass aufweist, um das erste Rückschlagventil zu verbinden, und die Gas-Flüssigtrennvorrichtung eine darin installierte Leitung umfasst, mit einem unteren Ende der Leitung, welches mit dem Auslass des Injektors verbunden ist, während das obere Ende derselben nahe des oberen Endes innerhalb der Gas-Flüssigtrennvorrichtung verläuft und einen Wasserauslass, welcher nahe am unteren Ende der Gas-Flüssigtrennvorrichtung angeordnet ist und einen Gasauslass, welcher nahe dem oberen Ende der Gas-Flüssigtrennvorrichtung angeordnet ist, und wobei die Ozon-Zersetzungsvorrichtung in seinem Inneren in einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt in Gasdurchlässiger Weise unterteilt ist, und das obere Ende des oberen Abschnitts in Luftkontakt mit der Umgebung steht, und das untere Ende mit einem Ozon-Zersetzungsmedium versehen ist, und die Leitung mit dem Gasauslass der Gas-Flüssigtrennvorrichtung verbunden ist, wobei sie durch den unteren Abschnitt der Ozon-Zersetzungsvorrichtung verläuft und in die Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung eintritt und – eine äußere Leitung so angeordnet ist, dass sie koaxial zu einem Teil der Leitung verläuft, welche die Ozon-Zersetzungsvorrichtung und die Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung miteinander verbindet.
  4. System nach Anspruch 3, des Weiteren umfassend eine Pumpe, welche mit dem Einlass des Injektors verbunden ist, wodurch Wasser in den Injektor gepumpt wird.
  5. System nach Anspruch 4, wobei eine Ellbogen-Leitung an dem unteren Auslass der Leckage-Rückschlagventil-Vorrichtung angeordnet ist, mit einem Ende, welches mit dem zweiten Rückschlagventil verbunden ist, während das andere Ende nahe an einem Boden des Leckage-Rückschlagventils-Vorrichtung verläuft.
  6. System nach Anspruch 1, wobei der Injektor eine Vorrichtung ist, welche Gase mittels des Venturi-Rohreffektes ansaugt.
  7. System nach Anspruch 4, wobei ein Verschluss an dem oberen Ende der Leitung innerhalb der Gas-Flüssigtrennvorrichtung vorgesehen ist und gleichmäßig verteilte Poren nahe des oberen Endes der Leitung ausgebildet sind.
  8. System nach Anspruch 4, wobei die Ozon-Zersetzungsvorrichtung eine Siebschicht umfasst, welche die Vorrichtung in den oberen und unteren Abschnitt unterteilt.
  9. System nach Anspruch 3, wobei das Ozon-Zersetzungsmedium Mangandioxid ist.
  10. System nach Anspruch 8, wobei eine zusätzliche Heizeinheit in dem unteren Abschnitt der Ozon-Zersetzungsvorrichtung installiert ist.
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