JPH09142809A - オゾン吸脱着方法および装置 - Google Patents
オゾン吸脱着方法および装置Info
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Abstract
生させ、冷却、吸着、および脱着オゾン濃度の均一化を
図る。 【解決手段】 円筒本体12内に開口を有する支持材1
3を設け、この上に第1フィルタ14を配置し、この第
1フィルタ14上に細粒なシリカゲル18を充填しガス
入口12aより吸着時はオゾンと酸素を流入し、脱着時
はキャリアガスを流入し、シリカゲル18を流動状態に
する。
Description
着して蓄積し、この蓄積したオゾンを脱着して放出する
オゾン吸脱着方法および装置に関する。
悪影響がないオゾンの使用が広まってきている。オゾン
は放電や紫外線、または電気分解などの方法により酸素
を原料としてオゾン発生器によって発生される。このよ
うにして発生したオゾンは一旦オゾン吸着筒に吸着させ
て蓄積し濃縮される。吸着は低温加圧下で行われる。次
に供給先へ供給するため、まず大気圧とし常温にして脱
着させ窒素や乾燥空気などのキャリアガスとともに供給
先へ送出する。
示す。筒本体22は円筒形で底面にガス入口22aがあ
り、頂部にガス出口22bが設けられている。筒本体2
2の下部で底面と間隙を設けて支持材23が設けられ、
この支持材23にはガスを通過するが、シリカゲル26
の通過は阻止する多数の開口が設けられている。筒本体
22の外周には冷媒管24が螺旋状に巻かれ内部のシリ
カゲル26を冷却し、オゾンの吸着を促進させる。冷媒
管24の下側には冷媒入口24aが設けられ、上側に冷
媒出口24bが設けられている。筒本体22と冷媒管2
4を覆って断熱材25が保冷用に設けられている。支持
材23の上面にはシリカゲル26が充填されている。
シリカゲル26は粒径が2〜3mm以上のものである。
このように粒径が大きいと筒本体22に充填した場合、
間隙率が大きくバルク比重(体積あたりの比重)が小さ
くなり、吸着筒の体積当たりのオゾン吸着量が少ない。
また、吸着筒の半径方向では冷却が均一に行われず、オ
ゾンの吸着も均一に行われていなかった。このためオゾ
ン吸着効率が低くなり、この結果吸着筒を大きくしなけ
ればならなかった。また、脱着時のオゾン濃度も均一に
ならなかった。
で、シリカゲルの粒径を微細にして間隙率を小さくし、
さらに供給するガスの流量を調整して筒内で流動現象を
起こすようにして冷却、吸着、および脱着オゾン濃度の
均一化を図ることを目的とする。
め、請求項1の発明では、下部にガス入口を有し上部に
出口を有する容器の内部底面との間に間隙を有してガス
が流通可能な支持材を設け、その上に粒径300μm以
下のシリカゲルを充填し、オゾンと酸素の混合ガスをガ
ス入口より流入し、シリカゲルを流動化してオゾン吸着
を行い、また前記ガス入口よりキャリアガスを流入し、
シリカゲルを流動化してオゾン脱着を行う。
入口から流入したオゾンと酸素は容器の内部底面と支持
材との間の間隙で容器の断面に均一に広がり、支持材を
抜けて上昇し、シリカゲルを流動化して均一な分布と
し、冷却温度の均一化、および吸着の均一化を図る。こ
れにより全体としてのオゾン吸着量を増やすことができ
る。またオゾン脱着時は下部ガス入口からキャリアガス
を流入し、シリカゲルを流動化するので脱着オゾン濃度
の均一性が向上する。オゾン吸着時または脱着時、シリ
カゲルの粒径を300μm以下、望ましくは200μm
以下で20μm以上とすると流動化が促進される。な
お、粒径は小さい程全体としてシリカゲルの表面積が大
きくなり、オゾン吸着や脱着量が増加するが、あまり細
いと舞い上がったシリカゲルがなかなか落下せず、流動
化が充分なされない。このため下限値を目安として与え
る。
し、上部にガス出口を有する容器と、この容器の内部底
面との間に間隙を有して設けられたガス流通可能な支持
材と、この支持材上に充填された粒径300μm以下の
シリカゲルと、このシリカゲルと前記支持材の間に設け
られシリカゲルの落下を防止する第1フィルタと、容器
頂部内面で上部出口を覆うように設けられシリカゲルの
通過を阻止する第2フィルタと、容器の外面に設けられ
容器内のシリカゲルを冷却する冷媒管とを備える。
器断面に一様に広がり第1フィルタを通過してシリカゲ
ルを流動化して均一な分布とする。第2フィルタはシリ
カゲル上部出口からガスと共に流出するのを防止する。
オゾン吸着時にはオゾンと酸素ガスがガス入口より流入
し、シリカゲルを均一な分布にし、その冷却温度を均一
にして、オゾンを均一に吸着させる。オゾン脱着時には
キャリアガスをガス入口より流入し、シリカゲルを流動
化させ均一な分布にし、脱着オゾン濃度を均一化する。
なお、シリカゲルの粒径を300μm以下とし、ガス入
口より流入するガスの流速を調整することにより流動化
が充分行われ、シリカゲルが均一な分布となる。
よび第2フィルタをガラス繊維を用いて構成する。ガラ
ス繊維の間隙がメッシュの働きをしてフィルタを構成す
る。
て純度99%〜100%のSiO2が用いられる。Si
O2 99%〜100%の高純度シリカゲルを用いること
により、SiO2 90%程度の一般のシリカゲルを用い
る場合に比べ10倍程度オゾン吸着率が向上する。
て図面を参照して説明する。図1は本実施の形態を用い
るオゾン供給装置の構成を示すブロック図である。オゾ
ン発生器1は放電等により酸素O2 よりオゾンO3 を発
生し、酸素と共に排出する。ポンプ2 はこのオゾンと酸
素の混合ガスをオゾン吸着容器3に供給する。オゾン吸
着容器3はこの混合ガスの内オゾンを吸着する。またこ
の吸着したオゾンを脱着して放出する。冷凍機4はオゾ
ン吸着容器3がオゾンを吸着するときシリカゲルを冷却
する冷媒(ブライン)を供給する。希釈タンク5は脱着
したオゾンを所定濃度に希釈するタンクで反応塔6はオ
ゾンを使用して漂白や殺菌などの処理を行う装置であ
る。止め弁7a,7bはオゾン吸着作用を行うループを
形成する時開とし、オゾン脱着作用を行う時閉となる止
め弁である。止め弁8a,8b,8cはオゾンを脱着
し、希釈して反応塔6へ供給するときのラインを構成す
る止め弁で、オゾン脱着時開となり、オゾン吸着時閉と
なる。流量制御弁9a,9bはキャリアガスとしての窒
素N2 またはドライエアの流量を調整し、流量制御弁9c
はオゾンとキャリアガスの混合気体の流量を制御する。
圧力調整弁10は脱着したオゾンとキャリアガスの圧力
を調整する。
のオゾン吸着剤に吸着されるオゾン吸着作用の場合、止
め弁7a,7bを開とし、止め弁8a,8b,8cを閉
としてオゾン発生器1から発生したオゾンと未反応の酸
素の混合ガスを排出し、これをポンプ2でオゾン吸着容
器3へ送り、オゾン吸着容器3ではオゾンを吸着して酸
素はオゾン発生器1へ戻す。
応塔6へ供給するオゾン脱着作用の場合は、止め弁7
a,7bを閉とし、止め弁8a,8b,8cを開とす
る。オゾン脱着時は窒素またはドライエアなどをキャリ
アガスとしてオゾン吸着容器3に送り、シリカゲルから
脱着したオゾンとキャリアガスを希釈タンク5に入れ
る。希釈タンク5ではさらにキャリアガスで所定の濃度
にオゾンを希釈し反応塔6に送出する。
器3の縦断面図を示し、図3は支持材13の平面図を示
す。円筒本体12は底板12cにガス入口12aを有
し、頂板12dにガス出口12bを有する細長円筒より
なる。支持材13は図3に示す平面形状を有し、多数の
ガス通過用の開口13aを有し、円筒本体12の底板1
2cより所定の間隙を有して円筒本体12の内周に水平
に取り付けられている。この支持材13と円筒本体12
の底板12cとの間が入口空間12eを構成し、ガス入
口12aから流入したガスを支持材13の開口13aに
均一に供給する。
支持材13上に設置され、充填された微細なシリカゲル
18を支持する。第2フィルタ15はガラス繊維よりな
り、頂板12dの内面に取り付けられ、ガス出口12b
より放出される、吸着時における酸素ガス、脱着時にお
けるオゾンとキャリアガスと共にシリカゲル18が放出
されるのを防止する。冷媒管16は円筒本体12の胴部
に螺旋状に巻かれ、内部のシリカゲル18を冷却する。
冷媒入口16aは冷媒管16の下側に設けられ、冷媒出
口16bは上側に設けられている。断熱材17が円筒本
体12の全外面に設けられ冷媒管16を覆い吸着時円筒
本体12と冷媒管16を保冷する。シリカゲル18は第
1フィルタ14より、第2フィルタ15の下面から所定
の間隙を有する高さまで充填される。シリカゲル18の
上面と第2フィルタ15の下面間の空間を出口空間12
fとし、この出口空間12fで円筒本体12内を流れる
ガスはガス出口12bに絞られる。
大でも300μmとし、好ましくは200μm以下で2
0μm以上のものを用いる。シリカゲルの粒子を小さく
すれば、全粒子の表面面積の合計値は大きくなるが、自
重で落下するような大きさとする。
動作について説明する。まずオゾン吸着時、および脱着
時のオゾン吸着容器3内の条件の一例を示す。オゾン吸
着時の温度は−10℃、ゲージ圧力は8kg/cm2 で
あり、オゾン脱着自時は温度は25℃、圧力は大気圧で
ある。オゾン吸着時にはガス入口12aよりオゾンと酸
素が流入し、入口空間12eで円筒本体12の断面に広
がり、支持材13の開口13aを通り、第1フィルタ1
4の繊維の間隙を通り上昇する。ガス入口12aより流
入するオゾンと酸素の流量を調整することによりシリカ
ゲル18は粒径が微細なことから流動現象が発生する。
オゾン吸着時には冷凍機4からの冷媒が冷媒管16内を
循環してシリカゲル18を冷却しているが、この流動現
象によりシリカゲル18の均一な冷却が行われる。この
均一な冷却と流動現象によりシリカゲル18へのオゾン
の吸着が均一となる。このようにしてオゾンはシリカゲ
ル18に吸着され、酸素はオゾン発生器1へ戻され、オ
ゾンの原料となる。
ライエアなどがキャリアガスとして流入し、この流入速
度を調整することにより微細なシリカゲル18に流動現
象を発生させ、シリカゲル18からの脱着オゾン濃度の
均一性が向上する。
通のものを用いてもよいが、SiO 2 99%〜100%
の高純度のものを用いると、オゾン吸着率が普通のもの
より10倍程度向上する。また、NaをH置換したゼオ
ライト(H型ZSM−5)を用いてもよい。
はシリカゲルの粒径を微細にして流入ガスの流量を調整
することにより、シリカゲルに流動現象を起こさせる。
シリカゲルを微細にするため、バルク比重が大きくなり
シリカゲルを格納する円筒の単位体積当たりのオゾン吸
着量を増大することができる。また流動現象によりシリ
カゲルの冷却およびオゾンの吸着を均一にでき、吸着筒
全体としてのオゾン吸着量を増大することができる。さ
らに脱着時にも流動化を起こすことにより脱着オゾン濃
度の均一性を向上させることができる。また、高純度の
シリカゲルを用いることによりオゾン吸着率を大幅に向
上することができる。これらのオゾン吸着率の向上によ
りオゾン吸着容器の大きさを小さくすることができる。
すブロック図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 下部にガス入口を有し上部に出口を有す
る容器の内部底面との間に間隙を有してガスが流通可能
な支持材を設け、その上に粒径300μm以下のシリカ
ゲルを充填し、オゾンと酸素の混合ガスをガス入口より
流入し、シリカゲルを流動化してオゾン吸着を行い、ま
た前記ガス入口よりキャリアガスを流入し、シリカゲル
を流動化してオゾン脱着を行うことを特徴とするオゾン
吸脱着方法。 - 【請求項2】 下部にガス入口を有し、上部にガス出口
を有する容器と、この容器の内部底面との間に間隙を有
して設けられたガス流通可能な支持材と、この支持材上
に充填された粒径300μm以下のシリカゲルと、この
シリカゲルと前記支持材の間に設けられシリカゲルの落
下を防止する第1フィルタと、容器頂部内面で上部出口
を覆うように設けられシリカゲルの通過を阻止する第2
フィルタと、容器の外面に設けられ容器内のシリカゲル
を冷却する冷媒管とを備えたことを特徴とするオゾン吸
脱着装置。 - 【請求項3】 前記第1フィルタおよび第2フィルタを
ガラス繊維を用いて構成したことを特徴とする請求項2
記載のオゾン吸脱着装置。 - 【請求項4】 前記シリカゲルとして純度99%〜10
0%のSiO2 が用いられることを特徴とする請求項2
または3記載のオゾン吸脱着装置。
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---|---|---|---|
JP29800095A JP3709591B2 (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | オゾン吸脱着方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09142809A true JPH09142809A (ja) | 1997-06-03 |
JP3709591B2 JP3709591B2 (ja) | 2005-10-26 |
Family
ID=17853838
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP29800095A Expired - Fee Related JP3709591B2 (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | オゾン吸脱着方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3709591B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1192110A (ja) * | 1997-09-12 | 1999-04-06 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | オゾン吸脱着装置とその温度制御方法 |
JP2010042331A (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Kyuchaku Gijutsu Kogyo Kk | 圧力スイング吸着法によるオゾン製造装置を搭載したバラスト水処理装置 |
WO2014092046A1 (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | インテグリス・インコーポレーテッド | 気体浄化フィルターユニット |
-
1995
- 1995-11-16 JP JP29800095A patent/JP3709591B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH1192110A (ja) * | 1997-09-12 | 1999-04-06 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | オゾン吸脱着装置とその温度制御方法 |
JP2010042331A (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Kyuchaku Gijutsu Kogyo Kk | 圧力スイング吸着法によるオゾン製造装置を搭載したバラスト水処理装置 |
WO2014092046A1 (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | インテグリス・インコーポレーテッド | 気体浄化フィルターユニット |
JPWO2014092046A1 (ja) * | 2012-12-14 | 2017-01-12 | インテグリス・インコーポレーテッド | 気体浄化フィルターユニット |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3709591B2 (ja) | 2005-10-26 |
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