JPH11292513A - 高濃度オゾンガスの製造方法及びその装置 - Google Patents
高濃度オゾンガスの製造方法及びその装置Info
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- JPH11292513A JPH11292513A JP10090141A JP9014198A JPH11292513A JP H11292513 A JPH11292513 A JP H11292513A JP 10090141 A JP10090141 A JP 10090141A JP 9014198 A JP9014198 A JP 9014198A JP H11292513 A JPH11292513 A JP H11292513A
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Landscapes
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水分の存在する系においてもオゾン吸着能が
優れた特定の高シリカオゾン吸着剤を用い、この吸着剤
を温度スウィング吸着装置に適用してオゾンを効率的に
濃縮できる高濃度オゾンガスの製造方法及びその装置を
提供しようとするものである。 【解決手段】 ＴＳＡ吸着方式を採用し、オゾン発生装
置からのオゾン含有ガスを予め冷却してから前記吸着工
程の吸着層に導入し、該吸着層から比較的低温の酸素濃
縮ガスを流出させ、前記脱着工程の吸着層には比較的高
温のパージガスを前記吸着工程のガス流と逆方向に流し
て連続的に濃縮オゾンガスを回収する高濃度オゾンガス
の製造方法において、前記オゾン吸着剤として、高シリ
カペンタシルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサ
イト及びメソポーラスシリケートの群から選択された１
種又は２種以上の吸着剤を用い、前記吸着工程の吸着層
から流出する比較的低温の酸素濃縮ガスで前記オゾン発
生装置からのオゾン含有ガスを冷却することを特徴とす
る高濃度オゾンガスの製造方法及びその装置である。
優れた特定の高シリカオゾン吸着剤を用い、この吸着剤
を温度スウィング吸着装置に適用してオゾンを効率的に
濃縮できる高濃度オゾンガスの製造方法及びその装置を
提供しようとするものである。 【解決手段】 ＴＳＡ吸着方式を採用し、オゾン発生装
置からのオゾン含有ガスを予め冷却してから前記吸着工
程の吸着層に導入し、該吸着層から比較的低温の酸素濃
縮ガスを流出させ、前記脱着工程の吸着層には比較的高
温のパージガスを前記吸着工程のガス流と逆方向に流し
て連続的に濃縮オゾンガスを回収する高濃度オゾンガス
の製造方法において、前記オゾン吸着剤として、高シリ
カペンタシルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサ
イト及びメソポーラスシリケートの群から選択された１
種又は２種以上の吸着剤を用い、前記吸着工程の吸着層
から流出する比較的低温の酸素濃縮ガスで前記オゾン発
生装置からのオゾン含有ガスを冷却することを特徴とす
る高濃度オゾンガスの製造方法及びその装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水分の存在する系
においても高いオゾン吸着能を有する特定のオゾン吸着
剤を用い、比較的低温のオゾン吸着工程と比較的高温の
オゾン回収工程を切り換える温度スウィング吸着方式で
オゾンを濃縮する高濃度オゾンの製造方法に関する。
においても高いオゾン吸着能を有する特定のオゾン吸着
剤を用い、比較的低温のオゾン吸着工程と比較的高温の
オゾン回収工程を切り換える温度スウィング吸着方式で
オゾンを濃縮する高濃度オゾンの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】オゾンは、無声放電装置や水電解装置を
用いて製造されるが、これらの装置で得られるオゾンガ
スは濃度が低いため、高濃度オゾンガスが必要のときに
はオゾン吸着装置等で濃縮して用いる。
用いて製造されるが、これらの装置で得られるオゾンガ
スは濃度が低いため、高濃度オゾンガスが必要のときに
はオゾン吸着装置等で濃縮して用いる。
【０００３】オゾン濃縮装置としては、液体酸素を用い
た酸素リサイクルオゾン発生装置が提案されている（特
開昭５３−６４６９０号公報）。この装置の概略図を図
８に示す。この装置では、原料酸素として液体酸素を用
いることを特徴としており、この液体酸素をオゾン発生
装置に導入してオゾンを発生させ、そのオゾン含有ガス
を熱交換器及び冷凍機で−６０℃程度まで冷却してか
ら、シリカゲルを充填したオゾン吸着塔に導入してオゾ
ンを吸着させ、該吸着塔から流出する酸素含有ガスを前
記熱交換器に導入して前記オゾン含有ガスを冷却した
後、オゾン発生装置の原料側に戻す。一方、オゾンを吸
着した吸着塔を脱着工程に移行し、乾燥器で乾燥した空
気を熱交換器で加熱した後、前記オゾン吸着塔に導入し
て加熱パージ脱着して濃縮オゾンガスを回収するととも
に、脱着された濃縮オゾンガスを前記の熱交換器に導入
して前記の乾燥空気を加熱する。そして、オゾンを脱着
して再生された吸着塔を脱着工程から吸着工程に移行す
るものである。
た酸素リサイクルオゾン発生装置が提案されている（特
開昭５３−６４６９０号公報）。この装置の概略図を図
８に示す。この装置では、原料酸素として液体酸素を用
いることを特徴としており、この液体酸素をオゾン発生
装置に導入してオゾンを発生させ、そのオゾン含有ガス
を熱交換器及び冷凍機で−６０℃程度まで冷却してか
ら、シリカゲルを充填したオゾン吸着塔に導入してオゾ
ンを吸着させ、該吸着塔から流出する酸素含有ガスを前
記熱交換器に導入して前記オゾン含有ガスを冷却した
後、オゾン発生装置の原料側に戻す。一方、オゾンを吸
着した吸着塔を脱着工程に移行し、乾燥器で乾燥した空
気を熱交換器で加熱した後、前記オゾン吸着塔に導入し
て加熱パージ脱着して濃縮オゾンガスを回収するととも
に、脱着された濃縮オゾンガスを前記の熱交換器に導入
して前記の乾燥空気を加熱する。そして、オゾンを脱着
して再生された吸着塔を脱着工程から吸着工程に移行す
るものである。
【０００４】シリカゲルは、上記のようにオゾン吸着剤
として知られているが、オゾンに比べて水分の吸着能が
極めて大きいため、吸着剤と接触するガス（被処理ガ
ス、パージガス等）中に水分が存在すると、シリカゲル
に水分が優先的に吸着され、一旦吸着した水分を脱着す
ることが難しく、吸着剤中に水分が蓄積されるため、所
定のオゾン吸着能を確保することができない。その結
果、一定のガス処理量を確保するために多量のシリカゲ
ルを必要とし、吸着装置も大型にせざるを得なかった。
また、水分の吸着脱着を強力に繰り返すと、シリカゲル
は粉化して吸着能を低下するおそれもある。
として知られているが、オゾンに比べて水分の吸着能が
極めて大きいため、吸着剤と接触するガス（被処理ガ
ス、パージガス等）中に水分が存在すると、シリカゲル
に水分が優先的に吸着され、一旦吸着した水分を脱着す
ることが難しく、吸着剤中に水分が蓄積されるため、所
定のオゾン吸着能を確保することができない。その結
果、一定のガス処理量を確保するために多量のシリカゲ
ルを必要とし、吸着装置も大型にせざるを得なかった。
また、水分の吸着脱着を強力に繰り返すと、シリカゲル
は粉化して吸着能を低下するおそれもある。
【０００５】そこで、上記の装置では、酸素原料として
液体酸素を用い、パージガスを予め乾燥してから吸着塔
に導入することにより、シリカゲルを充填する吸着塔に
水分が混入することを防止し、液体酸素の低温を活用し
てオゾン吸着量を増加させたものである。
液体酸素を用い、パージガスを予め乾燥してから吸着塔
に導入することにより、シリカゲルを充填する吸着塔に
水分が混入することを防止し、液体酸素の低温を活用し
てオゾン吸着量を増加させたものである。
【０００６】なお、オゾンの吸着量は一般に温度が低い
ほど大きいが、特殊な冷凍機を除いて−６０℃より低温
にすることは難しく、シリカゲルを用いて大量の処理ガ
ス量を確保するためには多量の吸着剤を用いる必要があ
り、その結果、装置が大型化せざるを得ず、装置の製造
コスト及びランニングコストを押し上げる要因となって
いた。
ほど大きいが、特殊な冷凍機を除いて−６０℃より低温
にすることは難しく、シリカゲルを用いて大量の処理ガ
ス量を確保するためには多量の吸着剤を用いる必要があ
り、その結果、装置が大型化せざるを得ず、装置の製造
コスト及びランニングコストを押し上げる要因となって
いた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
上記の問題を解消し、水分の存在する系においてもオゾ
ン吸着能が優れた特定の高シリカオゾン吸着剤を用い、
この吸着剤を温度スウィング吸着装置に適用してオゾン
を効率的に濃縮できる高濃度オゾンガスの製造方法及び
その装置を提供しようとするものである。また、特定の
オゾン発生装置と前記の温度スウィング吸着装置を組み
合わせることにより、オゾン濃縮効率の一層優れた高濃
度オゾンガスの製造方法及びその装置を提供しようとす
るものである。
上記の問題を解消し、水分の存在する系においてもオゾ
ン吸着能が優れた特定の高シリカオゾン吸着剤を用い、
この吸着剤を温度スウィング吸着装置に適用してオゾン
を効率的に濃縮できる高濃度オゾンガスの製造方法及び
その装置を提供しようとするものである。また、特定の
オゾン発生装置と前記の温度スウィング吸着装置を組み
合わせることにより、オゾン濃縮効率の一層優れた高濃
度オゾンガスの製造方法及びその装置を提供しようとす
るものである。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】本発明は、次の構成を
採用することにより、上記の課題の解決に成功した。 (1) オゾン吸着剤を充填する吸着層を２つ以上用い、前
記吸着層を比較的低温の吸着工程から比較的高温の脱着
工程、さらには前記の吸着工程に戻す温度スウィング吸
着方式を採用し、オゾン発生装置からのオゾン含有ガス
を予め冷却してから前記吸着工程の吸着層に導入し、該
吸着層から比較的低温の酸素濃縮ガスを流出させ、前記
脱着工程の吸着層には比較的高温のパージガスを前記吸
着工程のガス流と逆方向に流して連続的に濃縮オゾンガ
スを回収する高濃度オゾンガスの製造方法において、前
記オゾン吸着剤として、高シリカペンタシルゼオライ
ト、脱アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラス
シリケートの群から選択される１種又は２種以上のもの
を用い、前記吸着工程の吸着層から流出する比較的低温
の酸素濃縮ガスで前記オゾン発生装置からのオゾン含有
ガスを冷却することを特徴とする高濃度オゾンガスの製
造方法。
採用することにより、上記の課題の解決に成功した。 (1) オゾン吸着剤を充填する吸着層を２つ以上用い、前
記吸着層を比較的低温の吸着工程から比較的高温の脱着
工程、さらには前記の吸着工程に戻す温度スウィング吸
着方式を採用し、オゾン発生装置からのオゾン含有ガス
を予め冷却してから前記吸着工程の吸着層に導入し、該
吸着層から比較的低温の酸素濃縮ガスを流出させ、前記
脱着工程の吸着層には比較的高温のパージガスを前記吸
着工程のガス流と逆方向に流して連続的に濃縮オゾンガ
スを回収する高濃度オゾンガスの製造方法において、前
記オゾン吸着剤として、高シリカペンタシルゼオライ
ト、脱アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラス
シリケートの群から選択される１種又は２種以上のもの
を用い、前記吸着工程の吸着層から流出する比較的低温
の酸素濃縮ガスで前記オゾン発生装置からのオゾン含有
ガスを冷却することを特徴とする高濃度オゾンガスの製
造方法。
【０００９】(2) 前記高シリカペンタシルゼオライトと
してＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が７０以上のもの、前記脱
アルミニウムフォージャサイトとしてＳｉＯ2 ／Ａｌ2
Ｏ3比が２０以上のもの、及び前記メソポーラスシリケ
ートとしてＳｉＯ2 ／Ａｌ2Ｏ3 比が２０以上のものを
用いることを特徴とする前記(1) 記載の高濃度オゾンガ
スの製造方法。
してＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が７０以上のもの、前記脱
アルミニウムフォージャサイトとしてＳｉＯ2 ／Ａｌ2
Ｏ3比が２０以上のもの、及び前記メソポーラスシリケ
ートとしてＳｉＯ2 ／Ａｌ2Ｏ3 比が２０以上のものを
用いることを特徴とする前記(1) 記載の高濃度オゾンガ
スの製造方法。
【００１０】(3) 前記吸着層を３つ以上用い、前記吸着
層を比較的低温の吸着工程から比較的高温の脱着工程、
さらに冷却工程を経て前記の吸着工程に戻す温度スウィ
ング吸着方式を採用し、前記吸着工程から流出する比較
的低温の酸素濃縮ガスの一部を前記冷却工程の吸着層に
導入して冷却することを特徴とする前記(1) 又は(2)記
載の高濃度オゾンガスの製造方法。
層を比較的低温の吸着工程から比較的高温の脱着工程、
さらに冷却工程を経て前記の吸着工程に戻す温度スウィ
ング吸着方式を採用し、前記吸着工程から流出する比較
的低温の酸素濃縮ガスの一部を前記冷却工程の吸着層に
導入して冷却することを特徴とする前記(1) 又は(2)記
載の高濃度オゾンガスの製造方法。
【００１１】(4) 前記吸着工程の吸着層から流出する比
較的低温の酸素濃縮ガスの一部をパージ温度まで加熱
し、前記脱着工程の吸着層に前記吸着工程のガス流れと
は逆方向に流してオゾンを加熱パージ脱着することを特
徴とする前記(1) 〜(3) のいずれか１つに記載の高濃度
オゾンガスの製造方法。 (5) 前記高濃度オゾンガスの使用目的に適したパージガ
スをパージ温度まで加熱し、前記脱着工程の吸着層に前
記吸着工程のガス流れとは逆方向に流してオゾンを加熱
パージ脱着することを特徴とする前記(1) 〜(4) のいず
れか１つに記載の高濃度オゾンガスの製造方法。 (6) 前記パージ操作におけるパージ率を１〜２の範囲で
選択することを特徴とする前記(1) 〜(5) のいずれか１
つに記載の高濃度オゾンガスの製造方法。
較的低温の酸素濃縮ガスの一部をパージ温度まで加熱
し、前記脱着工程の吸着層に前記吸着工程のガス流れと
は逆方向に流してオゾンを加熱パージ脱着することを特
徴とする前記(1) 〜(3) のいずれか１つに記載の高濃度
オゾンガスの製造方法。 (5) 前記高濃度オゾンガスの使用目的に適したパージガ
スをパージ温度まで加熱し、前記脱着工程の吸着層に前
記吸着工程のガス流れとは逆方向に流してオゾンを加熱
パージ脱着することを特徴とする前記(1) 〜(4) のいず
れか１つに記載の高濃度オゾンガスの製造方法。 (6) 前記パージ操作におけるパージ率を１〜２の範囲で
選択することを特徴とする前記(1) 〜(5) のいずれか１
つに記載の高濃度オゾンガスの製造方法。
【００１２】(7) 前記吸着工程の吸着温度を−１００℃
〜−３０℃の範囲、好ましくは−６０℃〜−３０℃の範
囲で選択し、前記脱着工程の脱着温度を０℃〜５０℃の
範囲で選択することを特徴とする前記(1) 〜(6) のいず
れか１つに記載の高濃度オゾンガスの製造方法。 (8) 前記吸着工程の吸着圧力を１〜４ａｔｍの範囲で選
択することを特徴とする前記(1) 〜(7) のいずれか１つ
に記載の高濃度オゾンガスの製造方法。 (9) 前記温度スウィング吸着方式の切替時間を１０〜６
０分の範囲で選択することを特徴とする前記(1) 〜(8)
のいずれか１つに記載の高濃度オゾンガスの製造方法。
〜−３０℃の範囲、好ましくは−６０℃〜−３０℃の範
囲で選択し、前記脱着工程の脱着温度を０℃〜５０℃の
範囲で選択することを特徴とする前記(1) 〜(6) のいず
れか１つに記載の高濃度オゾンガスの製造方法。 (8) 前記吸着工程の吸着圧力を１〜４ａｔｍの範囲で選
択することを特徴とする前記(1) 〜(7) のいずれか１つ
に記載の高濃度オゾンガスの製造方法。 (9) 前記温度スウィング吸着方式の切替時間を１０〜６
０分の範囲で選択することを特徴とする前記(1) 〜(8)
のいずれか１つに記載の高濃度オゾンガスの製造方法。
【００１３】(10)前記オゾン発生装置として水電解オゾ
ン発生装置を用い、前記吸着工程の吸着層から流出する
酸素濃縮ガスの一部を前記水電解オゾン発生装置の水素
極室に戻して酸素減極を図ることを特徴とする前記(1)
〜(9) のいずれか１つに記載の高濃度オゾンガスの製造
方法。 (11)前記オゾン発生装置として無声放電オゾン発生装置
を用い、前記吸着工程の吸着層から流出する酸素濃縮ガ
スの一部を前記無声放電オゾン発生装置の酸素原料側に
戻すことを特徴とする前記(1) 〜(9) のいずれか１つに
記載の高濃度オゾンガスの製造方法。
ン発生装置を用い、前記吸着工程の吸着層から流出する
酸素濃縮ガスの一部を前記水電解オゾン発生装置の水素
極室に戻して酸素減極を図ることを特徴とする前記(1)
〜(9) のいずれか１つに記載の高濃度オゾンガスの製造
方法。 (11)前記オゾン発生装置として無声放電オゾン発生装置
を用い、前記吸着工程の吸着層から流出する酸素濃縮ガ
スの一部を前記無声放電オゾン発生装置の酸素原料側に
戻すことを特徴とする前記(1) 〜(9) のいずれか１つに
記載の高濃度オゾンガスの製造方法。
【００１４】(12)オゾン発生装置と、オゾン吸着剤を充
填した複数の吸着層を備えた温度スウィング吸着装置と
からなる高濃度オゾンガス製造装置において、前記オゾ
ン発生装置として水電解オゾン発生装置を用い、前記オ
ゾン吸着剤として、高シリカペンタシルゼオライト、脱
アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラスシリケ
ートの群から選択される１種又は２種以上のものを用
い、前記オゾン発生装置を吸着工程の吸着層に接続する
オゾン含有ガス供給用導管に熱交換器、冷却器及び切替
弁を設け、前記吸着層から流出する比較的低温の酸素濃
縮ガス循環用導管を切替弁を介して前記熱交換器に接続
し、前記熱交換器において前記比較的低温の酸素濃縮ガ
スで前記オゾン含有ガスを予冷し、前記熱交換器の前記
比較的低温の酸素濃縮ガスの出口側を導管で前記水電解
オゾン発生装置の水素極室に接続し、前記比較的低温の
酸素濃縮ガスを前記水素極室に供給して酸素減極作用を
促し、また、前記比較的低温の酸素濃縮ガス循環用導管
からパージガス供給用導管を分岐して脱着工程の吸着層
に接続し、前記パージガス供給用導管にヒーターと切替
弁を設けて前記比較的低温の酸素濃縮ガスを加熱パージ
ガスとして前記吸着層に供給可能とし、前記脱着工程の
吸着層の他端を切替弁を介して高濃度オゾンガス回収用
導管に接続し、前記の全ての切替弁を同時に切替えて吸
着層を吸着工程と脱着工程の間で交互に使用可能とした
ことを特徴とする高濃度オゾンガス製造装置。
填した複数の吸着層を備えた温度スウィング吸着装置と
からなる高濃度オゾンガス製造装置において、前記オゾ
ン発生装置として水電解オゾン発生装置を用い、前記オ
ゾン吸着剤として、高シリカペンタシルゼオライト、脱
アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラスシリケ
ートの群から選択される１種又は２種以上のものを用
い、前記オゾン発生装置を吸着工程の吸着層に接続する
オゾン含有ガス供給用導管に熱交換器、冷却器及び切替
弁を設け、前記吸着層から流出する比較的低温の酸素濃
縮ガス循環用導管を切替弁を介して前記熱交換器に接続
し、前記熱交換器において前記比較的低温の酸素濃縮ガ
スで前記オゾン含有ガスを予冷し、前記熱交換器の前記
比較的低温の酸素濃縮ガスの出口側を導管で前記水電解
オゾン発生装置の水素極室に接続し、前記比較的低温の
酸素濃縮ガスを前記水素極室に供給して酸素減極作用を
促し、また、前記比較的低温の酸素濃縮ガス循環用導管
からパージガス供給用導管を分岐して脱着工程の吸着層
に接続し、前記パージガス供給用導管にヒーターと切替
弁を設けて前記比較的低温の酸素濃縮ガスを加熱パージ
ガスとして前記吸着層に供給可能とし、前記脱着工程の
吸着層の他端を切替弁を介して高濃度オゾンガス回収用
導管に接続し、前記の全ての切替弁を同時に切替えて吸
着層を吸着工程と脱着工程の間で交互に使用可能とした
ことを特徴とする高濃度オゾンガス製造装置。
【００１５】(13)オゾン発生装置と、オゾン吸着剤を充
填した３つ以上の吸着層を備えたメリーゴーランド型温
度スウィング吸着装置とからなる高濃度オゾンガス製造
装置において、前記オゾン発生装置として水電解オゾン
発生装置を用い、前記オゾン吸着剤として、高シリカペ
ンタシルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト
及びメソポーラスシリケートの群から選択される１種又
は２種以上のものを用い、吸着工程にある吸着層の前後
には前記オゾン発生装置からのオゾン含有ガスを供給す
るための導管と、酸素濃縮ガスの循環用導管を接続可能
とし、脱着工程にある吸着層の前後には加熱パージガス
供給用導管と、高濃度オゾンガスの回収用導管を接続可
能とし、冷却工程にある吸着層の前後には前記酸素濃縮
ガスの循環用導管を分岐した冷却ガス供給用導管と、前
記冷却ガス回収用導管を接続可能とし、前記吸着層から
なるメリーゴーランドを回転することにより前記吸着工
程、脱着工程及び冷却工程を順次移行可能とし、前記オ
ゾン含有ガス供給用導管には熱交換器及び冷却器を付設
し、前記酸素濃縮ガスの循環用導管を前記熱交換器に接
続して、前記吸着工程の吸着層から流出する比較的低温
の酸素濃縮ガスでオゾン含有ガスを予冷し、さらに前記
冷却器で吸着温度まで冷却可能とし、前記熱交換器の前
記比較的低温の酸素濃縮ガスの出口側を導管で前記水電
解オゾン発生装置の水素極室に接続し、前記比較的低温
の酸素濃縮ガスを前記水素極室に供給して酸素減極作用
を促すことを特徴とする高濃度オゾンガス製造装置。
填した３つ以上の吸着層を備えたメリーゴーランド型温
度スウィング吸着装置とからなる高濃度オゾンガス製造
装置において、前記オゾン発生装置として水電解オゾン
発生装置を用い、前記オゾン吸着剤として、高シリカペ
ンタシルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト
及びメソポーラスシリケートの群から選択される１種又
は２種以上のものを用い、吸着工程にある吸着層の前後
には前記オゾン発生装置からのオゾン含有ガスを供給す
るための導管と、酸素濃縮ガスの循環用導管を接続可能
とし、脱着工程にある吸着層の前後には加熱パージガス
供給用導管と、高濃度オゾンガスの回収用導管を接続可
能とし、冷却工程にある吸着層の前後には前記酸素濃縮
ガスの循環用導管を分岐した冷却ガス供給用導管と、前
記冷却ガス回収用導管を接続可能とし、前記吸着層から
なるメリーゴーランドを回転することにより前記吸着工
程、脱着工程及び冷却工程を順次移行可能とし、前記オ
ゾン含有ガス供給用導管には熱交換器及び冷却器を付設
し、前記酸素濃縮ガスの循環用導管を前記熱交換器に接
続して、前記吸着工程の吸着層から流出する比較的低温
の酸素濃縮ガスでオゾン含有ガスを予冷し、さらに前記
冷却器で吸着温度まで冷却可能とし、前記熱交換器の前
記比較的低温の酸素濃縮ガスの出口側を導管で前記水電
解オゾン発生装置の水素極室に接続し、前記比較的低温
の酸素濃縮ガスを前記水素極室に供給して酸素減極作用
を促すことを特徴とする高濃度オゾンガス製造装置。
【００１６】(14)オゾン発生装置と、オゾン吸着剤を充
填した複数の吸着層を備えた温度スウィング吸着装置と
からなる高濃度オゾンガス製造装置において、前記オゾ
ン発生装置として無声放電オゾン発生装置を用い、前記
オゾン吸着剤として、高シリカペンタシルゼオライト、
脱アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラスシリ
ケートの群から選択される１種又は２種以上のものを用
い、前記オゾン発生装置を吸着工程の吸着層に接続する
オゾン含有ガス供給用導管に熱交換器、冷却器及び切替
弁を設け、前記吸着層から流出する比較的低温の酸素濃
縮ガス循環用導管を切替弁を介して前記熱交換器に接続
し、前記熱交換器において前記比較的低温の酸素濃縮ガ
スで前記オゾン含有ガスを予冷し、前記熱交換器の前記
比較的低温の酸素濃縮ガスの出口側を導管で前記無声放
電オゾン発生装置の酸素原料供給側に接続して酸素濃縮
ガスを再利用可能とし、また、前記比較的低温の酸素濃
縮ガス循環用導管からパージガス供給用導管を分岐して
脱着工程の吸着層に接続し、前記パージガス供給用導管
にヒーターと切替弁を設けて前記比較的低温の酸素濃縮
ガスを加熱パージガスとして前記吸着層に供給可能と
し、前記脱着工程の吸着層の他端を切替弁を介して高濃
度オゾンガス回収用導管に接続し、前記の全ての切替弁
を同時に切替えて吸着層を吸着工程と脱着工程の間で交
互に使用可能としたことを特徴とする高濃度オゾンガス
製造装置。
填した複数の吸着層を備えた温度スウィング吸着装置と
からなる高濃度オゾンガス製造装置において、前記オゾ
ン発生装置として無声放電オゾン発生装置を用い、前記
オゾン吸着剤として、高シリカペンタシルゼオライト、
脱アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラスシリ
ケートの群から選択される１種又は２種以上のものを用
い、前記オゾン発生装置を吸着工程の吸着層に接続する
オゾン含有ガス供給用導管に熱交換器、冷却器及び切替
弁を設け、前記吸着層から流出する比較的低温の酸素濃
縮ガス循環用導管を切替弁を介して前記熱交換器に接続
し、前記熱交換器において前記比較的低温の酸素濃縮ガ
スで前記オゾン含有ガスを予冷し、前記熱交換器の前記
比較的低温の酸素濃縮ガスの出口側を導管で前記無声放
電オゾン発生装置の酸素原料供給側に接続して酸素濃縮
ガスを再利用可能とし、また、前記比較的低温の酸素濃
縮ガス循環用導管からパージガス供給用導管を分岐して
脱着工程の吸着層に接続し、前記パージガス供給用導管
にヒーターと切替弁を設けて前記比較的低温の酸素濃縮
ガスを加熱パージガスとして前記吸着層に供給可能と
し、前記脱着工程の吸着層の他端を切替弁を介して高濃
度オゾンガス回収用導管に接続し、前記の全ての切替弁
を同時に切替えて吸着層を吸着工程と脱着工程の間で交
互に使用可能としたことを特徴とする高濃度オゾンガス
製造装置。
【００１７】(15)オゾン発生装置と、オゾン吸着剤を充
填した３つ以上の吸着層を備えたメリーゴーランド型温
度スウィング吸着装置とからなる高濃度オゾンガス製造
装置において、前記オゾン発生装置として無声放電オゾ
ン発生装置を用い、前記オゾン吸着剤として、高シリカ
ペンタシルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイ
ト及びメソポーラスシリケートの群から選択される１種
又は２種以上のものを用い、吸着工程にある吸着層の前
後には前記オゾン発生装置からのオゾン含有ガスを供給
するための導管と、酸素濃縮ガスの循環用導管を接続可
能とし、脱着工程にある吸着層の前後には加熱パージガ
ス供給用導管と、高濃度オゾンガスの回収用導管を接続
可能とし、冷却工程にある吸着層の前後には前記酸素濃
縮ガスの循環用導管を分岐した冷却ガス供給用導管と、
前記冷却ガス回収用導管を接続可能とし、前記吸着層か
らなるメリーゴーランドを回転することにより前記吸着
工程、脱着工程及び冷却工程を順次移行可能とし、前記
オゾン含有ガス供給用導管には熱交換器及び冷却器を付
設し、前記酸素濃縮ガスの循環用導管を前記熱交換器に
接続して、前記吸着工程の吸着層から流出する比較的低
温の酸素濃縮ガスでオゾン含有ガスを予冷し、さらに前
記冷却器で吸着温度まで冷却可能とし、前記熱交換器の
前記比較的低温の酸素濃縮ガスの出口側を導管で前記無
声放電オゾン発生装置の酸素原料供給側に接続して酸素
濃縮ガスを再利用可能としたことを特徴とする高濃度オ
ゾンガス製造装置。
填した３つ以上の吸着層を備えたメリーゴーランド型温
度スウィング吸着装置とからなる高濃度オゾンガス製造
装置において、前記オゾン発生装置として無声放電オゾ
ン発生装置を用い、前記オゾン吸着剤として、高シリカ
ペンタシルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイ
ト及びメソポーラスシリケートの群から選択される１種
又は２種以上のものを用い、吸着工程にある吸着層の前
後には前記オゾン発生装置からのオゾン含有ガスを供給
するための導管と、酸素濃縮ガスの循環用導管を接続可
能とし、脱着工程にある吸着層の前後には加熱パージガ
ス供給用導管と、高濃度オゾンガスの回収用導管を接続
可能とし、冷却工程にある吸着層の前後には前記酸素濃
縮ガスの循環用導管を分岐した冷却ガス供給用導管と、
前記冷却ガス回収用導管を接続可能とし、前記吸着層か
らなるメリーゴーランドを回転することにより前記吸着
工程、脱着工程及び冷却工程を順次移行可能とし、前記
オゾン含有ガス供給用導管には熱交換器及び冷却器を付
設し、前記酸素濃縮ガスの循環用導管を前記熱交換器に
接続して、前記吸着工程の吸着層から流出する比較的低
温の酸素濃縮ガスでオゾン含有ガスを予冷し、さらに前
記冷却器で吸着温度まで冷却可能とし、前記熱交換器の
前記比較的低温の酸素濃縮ガスの出口側を導管で前記無
声放電オゾン発生装置の酸素原料供給側に接続して酸素
濃縮ガスを再利用可能としたことを特徴とする高濃度オ
ゾンガス製造装置。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明は、オゾン吸着剤を充填す
る吸着層を２つ以上用い、吸着層を比較的低温の吸着工
程から比較的高温の脱着工程、さらには吸着工程に戻す
温度スウィング吸着方式を採用し、オゾン発生装置から
のオゾン含有ガスを予め冷却してから吸着工程の吸着層
に導入し、該吸着層から比較的低温の酸素濃縮ガスを流
出させ、脱着工程の吸着層には比較的高温のパージガス
を吸着工程のガス流と逆方向に流して連続的に濃縮オゾ
ンガスを回収する高濃度オゾンガスの製造方法であっ
て、前記オゾン吸着剤として、水分の存在する系におい
てもオゾン吸着能が優れた特定の高シリカオゾン吸着剤
を用いることを特徴とする高濃度オゾンガスの製造方法
及びその装置である。
る吸着層を２つ以上用い、吸着層を比較的低温の吸着工
程から比較的高温の脱着工程、さらには吸着工程に戻す
温度スウィング吸着方式を採用し、オゾン発生装置から
のオゾン含有ガスを予め冷却してから吸着工程の吸着層
に導入し、該吸着層から比較的低温の酸素濃縮ガスを流
出させ、脱着工程の吸着層には比較的高温のパージガス
を吸着工程のガス流と逆方向に流して連続的に濃縮オゾ
ンガスを回収する高濃度オゾンガスの製造方法であっ
て、前記オゾン吸着剤として、水分の存在する系におい
てもオゾン吸着能が優れた特定の高シリカオゾン吸着剤
を用いることを特徴とする高濃度オゾンガスの製造方法
及びその装置である。
【００１９】本発明者等は、高シリカオゾン吸着剤、特
に高シリカペンタシルゼオライト、超安定Ｙ型ゼオライ
ト（ＵＳＹ）等の脱アルミニウムフォージャサイト、及
び、ＭＣＭ−４１、ＦＳＭ−１６、テトラエトキシシラ
ンをシリカ源とする低温酸性合成メソポーラスシリケー
ト、低分子ケイ酸をシリカ源とする低温酸性合成メソポ
ーラスシリケート等のメソポーラスシリケートが、水分
の存在する系においても優れたオゾン吸着能を有ること
を見出し、オゾン濃縮用温度スウィング吸着方式にこれ
を適用することにより、高濃度オゾンガスを効率的に製
造することができ、その結果、高濃度オゾンガスの製造
装置の小型化を可能にし、かつ、装置の製造コスト及び
ランニングコストの大幅な低減を可能にした。
に高シリカペンタシルゼオライト、超安定Ｙ型ゼオライ
ト（ＵＳＹ）等の脱アルミニウムフォージャサイト、及
び、ＭＣＭ−４１、ＦＳＭ−１６、テトラエトキシシラ
ンをシリカ源とする低温酸性合成メソポーラスシリケー
ト、低分子ケイ酸をシリカ源とする低温酸性合成メソポ
ーラスシリケート等のメソポーラスシリケートが、水分
の存在する系においても優れたオゾン吸着能を有ること
を見出し、オゾン濃縮用温度スウィング吸着方式にこれ
を適用することにより、高濃度オゾンガスを効率的に製
造することができ、その結果、高濃度オゾンガスの製造
装置の小型化を可能にし、かつ、装置の製造コスト及び
ランニングコストの大幅な低減を可能にした。
【００２０】本発明においては、オゾン濃縮用温度スウ
ィング吸着装置の吸着工程から流出する比較的低温の酸
素濃縮ガスでオゾン発生装置からのオゾン含有ガスを冷
却して冷却エネルギーを有効に利用することが望まし
い。
ィング吸着装置の吸着工程から流出する比較的低温の酸
素濃縮ガスでオゾン発生装置からのオゾン含有ガスを冷
却して冷却エネルギーを有効に利用することが望まし
い。
【００２１】また、オゾン発生装置として水電解オゾン
発生装置を用いのときには、オゾン濃縮用温度スウィン
グ吸着装置の吸着工程から流出する酸素濃縮ガスの一部
を水電解オゾン発生装置の水素極室に戻すことにより、
水電解装置の酸素減極作用により印加電力を低減させる
ことが望ましい。
発生装置を用いのときには、オゾン濃縮用温度スウィン
グ吸着装置の吸着工程から流出する酸素濃縮ガスの一部
を水電解オゾン発生装置の水素極室に戻すことにより、
水電解装置の酸素減極作用により印加電力を低減させる
ことが望ましい。
【００２２】さらに、オゾン発生装置として、無声放電
オゾン発生装置を用い、オゾン濃縮用温度スウィング吸
着装置の吸着工程から流出する比較的低温の酸素濃縮ガ
スを、無声放電オゾン発生装置の酸素原料側に戻し、酸
素の有効利用を図ることが望ましい。
オゾン発生装置を用い、オゾン濃縮用温度スウィング吸
着装置の吸着工程から流出する比較的低温の酸素濃縮ガ
スを、無声放電オゾン発生装置の酸素原料側に戻し、酸
素の有効利用を図ることが望ましい。
【００２３】図１は、水電解オゾン発生装置１と２塔式
のオゾン濃縮用温度スウィング吸着装置を組み合わせた
高濃度オゾン製造装置の概念図である。吸着塔８、９に
は前記の高シリカペンタシルゼオライト、脱アルミニウ
ムフォージャサイト及びメソポーラスシリケートの群か
ら選択される１種又は２種以上のオゾン吸着剤が充填さ
れている。なお、オゾン吸着剤はハニカム状等に成形し
て使用することも可能である。前記水電解オゾン発生装
置１はＰｂＯ2 等のオゾン極室３及びＰｔ等の水素極室
４によりイオン交換膜２を挟んだ構造になっており、直
流電源５を接続することにより電子を供給して、オゾン
極室３でオゾンを発生させ、水素極室４では水素を発生
する。
のオゾン濃縮用温度スウィング吸着装置を組み合わせた
高濃度オゾン製造装置の概念図である。吸着塔８、９に
は前記の高シリカペンタシルゼオライト、脱アルミニウ
ムフォージャサイト及びメソポーラスシリケートの群か
ら選択される１種又は２種以上のオゾン吸着剤が充填さ
れている。なお、オゾン吸着剤はハニカム状等に成形し
て使用することも可能である。前記水電解オゾン発生装
置１はＰｂＯ2 等のオゾン極室３及びＰｔ等の水素極室
４によりイオン交換膜２を挟んだ構造になっており、直
流電源５を接続することにより電子を供給して、オゾン
極室３でオゾンを発生させ、水素極室４では水素を発生
する。
【００２４】図１の装置では、切替弁１３、１６、２
２、２５を開け、切替弁１４、１７、２１、２４を閉じ
ることにより、図１のように、吸着塔８を吸着工程に、
吸着塔９を脱着工程にセットし、前記工程を終了した後
には前記切替弁を逆に開閉して吸着塔８を吸着工程から
脱着工程に、吸着塔９を脱着工程から吸着工程に移行さ
せる。水電解オゾン発生装置１のオゾン極室３と吸着塔
８を接続するオゾン含有ガス供給用導管１０には熱交換
器１２及び冷却器１１を設け、オゾン含有ガスを吸着温
度まで冷却した後、吸着工程の吸着塔８に供給してオゾ
ンを吸着させ、吸着塔８から流出する比較的低温の酸素
濃縮ガスは導管１５を介して熱交換器１２に送り、前記
オゾン含有ガスを予冷する。また、熱交換器１２から流
出する前記の比較的低温の酸素濃縮ガスを水電解オゾン
発生装置１の水素極室４に導入して水素と反応させ、酸
素減極作用により水電解オゾン発生装置１の印加電力を
低減させる。なお、６は水の供給用導管であり、７は水
素極室からの水素排出用導管である。また、５は直流電
源である。
２、２５を開け、切替弁１４、１７、２１、２４を閉じ
ることにより、図１のように、吸着塔８を吸着工程に、
吸着塔９を脱着工程にセットし、前記工程を終了した後
には前記切替弁を逆に開閉して吸着塔８を吸着工程から
脱着工程に、吸着塔９を脱着工程から吸着工程に移行さ
せる。水電解オゾン発生装置１のオゾン極室３と吸着塔
８を接続するオゾン含有ガス供給用導管１０には熱交換
器１２及び冷却器１１を設け、オゾン含有ガスを吸着温
度まで冷却した後、吸着工程の吸着塔８に供給してオゾ
ンを吸着させ、吸着塔８から流出する比較的低温の酸素
濃縮ガスは導管１５を介して熱交換器１２に送り、前記
オゾン含有ガスを予冷する。また、熱交換器１２から流
出する前記の比較的低温の酸素濃縮ガスを水電解オゾン
発生装置１の水素極室４に導入して水素と反応させ、酸
素減極作用により水電解オゾン発生装置１の印加電力を
低減させる。なお、６は水の供給用導管であり、７は水
素極室からの水素排出用導管である。また、５は直流電
源である。
【００２５】他方、吸着塔８から流出する比較的低温の
酸素濃縮ガスの一部は導管１８、必要に応じて減圧弁１
９、さらにヒーター２０を介して脱着工程の吸着塔９に
供給してオゾンを加熱パージ脱着し、高濃度オゾンガス
を導管２３から回収する。その際のパージガスを多量に
用いると、その分だけオゾン濃度が低下する。好ましい
パージ率は１〜２の範囲が適当である。パージガスとし
て、前記酸素濃縮ガスの代わりに、窒素、乾燥空気、ア
ルゴン、ヘリウム等を使用して系外から供給することも
可能である。
酸素濃縮ガスの一部は導管１８、必要に応じて減圧弁１
９、さらにヒーター２０を介して脱着工程の吸着塔９に
供給してオゾンを加熱パージ脱着し、高濃度オゾンガス
を導管２３から回収する。その際のパージガスを多量に
用いると、その分だけオゾン濃度が低下する。好ましい
パージ率は１〜２の範囲が適当である。パージガスとし
て、前記酸素濃縮ガスの代わりに、窒素、乾燥空気、ア
ルゴン、ヘリウム等を使用して系外から供給することも
可能である。
【００２６】図２は、図１の高濃度オゾン製造装置にお
いて、水電解オゾン発生装置の代わりに無声放電オゾン
発生装置２６を採用した高濃度オゾン製造装置の概念図
である。図１の装置の共通する部分は同じ符号を付し
た。図２には、無声放電オゾン発生装置２６の前段に酸
素濃縮用の温度スウィング吸着装置２７を付設するよう
に記載したが、この吸着装置は必須ではない。しかし、
装置全体の整合性を図る上では採用することが好まし
い。図２の装置では、酸素原料例えば空気を導管２８で
酸素濃縮用の温度スウィング吸着装置２７に供給して、
濃縮酸素ガスを導管２９から流出させ、無声放電オゾン
発生装置２６に供給するようになっている。オゾン濃縮
用温度スウィング吸着装置の吸着サイクルは図１と同じ
であるが、吸着工程の吸着塔から流出する酸素濃縮ガス
の一部は、オゾン含有ガスの予冷用の熱交換器１２を経
て、導管３０で無声放電オゾン発生装置２６の酸素原料
側に戻して酸素の有効利用を図ることが望ましい。
いて、水電解オゾン発生装置の代わりに無声放電オゾン
発生装置２６を採用した高濃度オゾン製造装置の概念図
である。図１の装置の共通する部分は同じ符号を付し
た。図２には、無声放電オゾン発生装置２６の前段に酸
素濃縮用の温度スウィング吸着装置２７を付設するよう
に記載したが、この吸着装置は必須ではない。しかし、
装置全体の整合性を図る上では採用することが好まし
い。図２の装置では、酸素原料例えば空気を導管２８で
酸素濃縮用の温度スウィング吸着装置２７に供給して、
濃縮酸素ガスを導管２９から流出させ、無声放電オゾン
発生装置２６に供給するようになっている。オゾン濃縮
用温度スウィング吸着装置の吸着サイクルは図１と同じ
であるが、吸着工程の吸着塔から流出する酸素濃縮ガス
の一部は、オゾン含有ガスの予冷用の熱交換器１２を経
て、導管３０で無声放電オゾン発生装置２６の酸素原料
側に戻して酸素の有効利用を図ることが望ましい。
【００２７】図３は、水電解オゾン発生装置１と、吸着
層３１〜３４からなるメリーゴーランド型オゾン濃縮用
温度スウィング吸着装置を組み合わせた高濃度オゾン製
造装置の概念図である。図３の状態では吸着層３１及び
３２が吸着工程にあり、吸着層３３は脱着工程に、吸着
層３４は脱着工程に続く冷却工程にある。吸着層は必要
に応じてさらに細分化し、それぞれの工程のサイクルタ
イムに合わせて複数の吸着層を使用することも可能であ
る。吸着層のメリーゴーランドは矢印の方向に回転する
ことにより、切替弁を使用せずに前記の工程を順次移行
させることができる。水電解オゾン発生装置１のオゾン
極室３で発生したオゾン含有ガスは、導管１０の熱交換
器１２及び冷却器１１で吸着温度まで冷却した後、吸着
工程にある吸着層３１及び３２に供給してオゾンを吸着
し、これらの吸着層から流出する比較的低温の酸素濃縮
ガスは導管３７、３８、３９及び４０を介して前記熱交
換器１２に、さらには水電解オゾン発生装置１の水素極
室４に供給して酸素減極を図る。
層３１〜３４からなるメリーゴーランド型オゾン濃縮用
温度スウィング吸着装置を組み合わせた高濃度オゾン製
造装置の概念図である。図３の状態では吸着層３１及び
３２が吸着工程にあり、吸着層３３は脱着工程に、吸着
層３４は脱着工程に続く冷却工程にある。吸着層は必要
に応じてさらに細分化し、それぞれの工程のサイクルタ
イムに合わせて複数の吸着層を使用することも可能であ
る。吸着層のメリーゴーランドは矢印の方向に回転する
ことにより、切替弁を使用せずに前記の工程を順次移行
させることができる。水電解オゾン発生装置１のオゾン
極室３で発生したオゾン含有ガスは、導管１０の熱交換
器１２及び冷却器１１で吸着温度まで冷却した後、吸着
工程にある吸着層３１及び３２に供給してオゾンを吸着
し、これらの吸着層から流出する比較的低温の酸素濃縮
ガスは導管３７、３８、３９及び４０を介して前記熱交
換器１２に、さらには水電解オゾン発生装置１の水素極
室４に供給して酸素減極を図る。
【００２８】吸着工程の吸着層３１及び３２から流出し
た比較的低温の酸素濃縮ガスの一部は導管３９から分岐
された導管４１により冷却工程の吸着層３４に供給さ
れ、脱着工程を終了した後の吸着層３４を冷却する。こ
の吸着層３４から流出する酸素濃縮ガスをパージガスと
して使用するときには、導管４２にヒーター４３を設け
て脱着温度まで加熱した後、脱着工程の吸着層３３に供
給して加熱パージ脱着を行う。脱着用のパージガスを別
途用いるときには、該パージガスを導管４４から供給
し、ヒーター４５で脱着温度まで加熱した後、同様に吸
着層３３に供給し、脱着した高濃度オゾンガスは導管４
６を介して回収系に送られる。
た比較的低温の酸素濃縮ガスの一部は導管３９から分岐
された導管４１により冷却工程の吸着層３４に供給さ
れ、脱着工程を終了した後の吸着層３４を冷却する。こ
の吸着層３４から流出する酸素濃縮ガスをパージガスと
して使用するときには、導管４２にヒーター４３を設け
て脱着温度まで加熱した後、脱着工程の吸着層３３に供
給して加熱パージ脱着を行う。脱着用のパージガスを別
途用いるときには、該パージガスを導管４４から供給
し、ヒーター４５で脱着温度まで加熱した後、同様に吸
着層３３に供給し、脱着した高濃度オゾンガスは導管４
６を介して回収系に送られる。
【００２９】図４は、図３の高濃度オゾン製造装置にお
いて、水電解オゾン発生装置の代わりに無声放電オゾン
発生装置２６を採用したものであり、図３の装置と同じ
部分は同じ符号を付した。図４の装置では、無声放電オ
ゾン発生装置２６の前段に酸素濃縮用の温度スウィング
吸着装置２７を配置して、酸素原料例えば空気を導管２
８から酸素濃縮用の温度スウィング吸着装置２７に供給
して酸素を濃縮し、導管２９で無声放電オゾン発生装置
２６に供給する構成になっているが、本発明では酸素濃
縮用の温度スウィング吸着装置２７は必須ではない。メ
リーゴーランド型オゾン濃縮用温度スウィング吸着装置
の吸着操作は図３の装置と同じである。吸着工程の吸着
層３１及び３２から流出する比較的低温の酸素濃縮ガス
は、図３の装置と同様に熱交換器１２でオゾン含有ガス
を予冷した後、導管３０を介して無声放電オゾン発生装
置２６の酸素原料側に戻して濃縮酸素ガスを有効に利用
する。
いて、水電解オゾン発生装置の代わりに無声放電オゾン
発生装置２６を採用したものであり、図３の装置と同じ
部分は同じ符号を付した。図４の装置では、無声放電オ
ゾン発生装置２６の前段に酸素濃縮用の温度スウィング
吸着装置２７を配置して、酸素原料例えば空気を導管２
８から酸素濃縮用の温度スウィング吸着装置２７に供給
して酸素を濃縮し、導管２９で無声放電オゾン発生装置
２６に供給する構成になっているが、本発明では酸素濃
縮用の温度スウィング吸着装置２７は必須ではない。メ
リーゴーランド型オゾン濃縮用温度スウィング吸着装置
の吸着操作は図３の装置と同じである。吸着工程の吸着
層３１及び３２から流出する比較的低温の酸素濃縮ガス
は、図３の装置と同様に熱交換器１２でオゾン含有ガス
を予冷した後、導管３０を介して無声放電オゾン発生装
置２６の酸素原料側に戻して濃縮酸素ガスを有効に利用
する。
【００３０】本発明で使用する高シリカペンタシルゼオ
ライトは、優れたオゾンの吸着能を有するものであり、
シリカ源としてケイ酸ナトリウムやヒュームドシリカを
使用し、有機テンプレートとしてテトラプロピルアンモ
ニウムブロミドを使用して１５０〜１８０℃で水熱合成
して得ることができる。本発明の高シリカペンタシルゼ
オライトはＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が７０以上のものが
好ましく、１００以上のものがより好ましい。なお、高
シリカペンタシルゼオライト自体は公知であるが、上記
のオゾン吸着能を備えていることは本発明者等が初めて
見出したものである。
ライトは、優れたオゾンの吸着能を有するものであり、
シリカ源としてケイ酸ナトリウムやヒュームドシリカを
使用し、有機テンプレートとしてテトラプロピルアンモ
ニウムブロミドを使用して１５０〜１８０℃で水熱合成
して得ることができる。本発明の高シリカペンタシルゼ
オライトはＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が７０以上のものが
好ましく、１００以上のものがより好ましい。なお、高
シリカペンタシルゼオライト自体は公知であるが、上記
のオゾン吸着能を備えていることは本発明者等が初めて
見出したものである。
【００３１】本発明で使用する脱アルミニウムフォージ
ャサイトは、水分の存在する系においても優れたオゾン
の吸着能を有するものであり、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比
が５程度のＮａ−Ｙ型ゼオライトをアンモニア水で処理
することにより、ゼオライト骨格のＡｌの大半を除去し
て製造することができる。本発明の脱アルミニウムフォ
ージャサイトは、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が２０以上の
ものが好ましく、５０以上のものがより好ましい。な
お、脱アルミニウムフォージャサイト自体は公知である
が、上記のオゾン吸着能を備えていることは本発明者等
が初めて見出したものである。
ャサイトは、水分の存在する系においても優れたオゾン
の吸着能を有するものであり、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比
が５程度のＮａ−Ｙ型ゼオライトをアンモニア水で処理
することにより、ゼオライト骨格のＡｌの大半を除去し
て製造することができる。本発明の脱アルミニウムフォ
ージャサイトは、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が２０以上の
ものが好ましく、５０以上のものがより好ましい。な
お、脱アルミニウムフォージャサイト自体は公知である
が、上記のオゾン吸着能を備えていることは本発明者等
が初めて見出したものである。
【００３２】本発明で使用するメソポーラスシリケート
は、１０〜１０００Åのメソ孔を有するシリカ系の多孔
質体であり、水分の存在する系においても優れたオゾン
の吸着能を有するものである。本発明のメソポーラスシ
リケートは種々の方法で製造できるが、ＳｉＯ2 ／Ａｌ
2 Ｏ3 比が２０以上のものが好ましく、５０以上のもの
がより好ましい。なお、メソポーラスシリケート自体は
下記に述べるように公知であるが、上記のオゾン吸着能
を備えていることは本発明者等が初めて見出したもので
ある。
は、１０〜１０００Åのメソ孔を有するシリカ系の多孔
質体であり、水分の存在する系においても優れたオゾン
の吸着能を有するものである。本発明のメソポーラスシ
リケートは種々の方法で製造できるが、ＳｉＯ2 ／Ａｌ
2 Ｏ3 比が２０以上のものが好ましく、５０以上のもの
がより好ましい。なお、メソポーラスシリケート自体は
下記に述べるように公知であるが、上記のオゾン吸着能
を備えていることは本発明者等が初めて見出したもので
ある。
【００３３】例えば、ＭＣＭ−４１は、モービル社によ
り開発されたものであり、シリカ源として水ガラス、ケ
イ酸ナトリウム、有機テンプレートとしてカチオン系界
面活性剤（炭素数８以上）を用い、温度１４０℃、ｐＨ
１３．５で水熱合成して得られる比表面積１６００ｍ2
／ｇ程度、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が１０００程度のメ
ソポーラスシリケートである。
り開発されたものであり、シリカ源として水ガラス、ケ
イ酸ナトリウム、有機テンプレートとしてカチオン系界
面活性剤（炭素数８以上）を用い、温度１４０℃、ｐＨ
１３．５で水熱合成して得られる比表面積１６００ｍ2
／ｇ程度、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が１０００程度のメ
ソポーラスシリケートである。
【００３４】また、ＦＭＳ−１６は、黒田、稲田等によ
り開発された、カネマイトにカチオン界面活性剤をイン
ターカレーションして得られるＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比
が１０００程度のメソポーラスシリケートであり、ＭＣ
Ｍ−４１と類似した構造を有するものである。
り開発された、カネマイトにカチオン界面活性剤をイン
ターカレーションして得られるＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比
が１０００程度のメソポーラスシリケートであり、ＭＣ
Ｍ−４１と類似した構造を有するものである。
【００３５】低温メソポーラスシリケートは、Ｓｔｕ
ｃｋｙ等により提唱された方法で得られるものであり、
シリカ源としてテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を、
有機テンプレートとしてカチオン系界面活性剤を用いて
室温でｐＨ１以下で合成するものである。また、低温メ
ソポーラスシリケートは、本発明者等が開発した方法
で得られるものであり、シリカ源として縮重合したシリ
カを含まないケイ酸を、有機テンプレートとしてカチオ
ン系界面活性剤を用いて室温でｐＨ１以下で合成するも
のである。これらの低温メソポーラスシリケートは製造
条件等により、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が１０から成分
上は実質的にＳｉＯ2 のみのものまで得ることができ
る。
ｃｋｙ等により提唱された方法で得られるものであり、
シリカ源としてテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を、
有機テンプレートとしてカチオン系界面活性剤を用いて
室温でｐＨ１以下で合成するものである。また、低温メ
ソポーラスシリケートは、本発明者等が開発した方法
で得られるものであり、シリカ源として縮重合したシリ
カを含まないケイ酸を、有機テンプレートとしてカチオ
ン系界面活性剤を用いて室温でｐＨ１以下で合成するも
のである。これらの低温メソポーラスシリケートは製造
条件等により、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が１０から成分
上は実質的にＳｉＯ2 のみのものまで得ることができ
る。
【００３６】
【実施例】（実施例１）図１の高濃度オゾンガス製造装
置の吸着塔に、本発明のオゾン吸着剤である高シリカペ
ンタシルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト
及びメソポーラスシリケートと、従来のオゾン吸着剤で
あるシリカゲルをそれぞれ充填し、オゾン濃縮率を測定
してオゾン吸着能を比較した。ここではＳｉＯ2 ／Ａｌ
2 Ｏ3 比が１００の高シリカペンタシルゼオライト、Ｓ
ｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が７０の脱アルミニウムフォージ
ャサイト、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が１０００のメソポ
ーラスシリケート及び市販のシリカゲルを用い、吸着塔
にそれぞれ５ｋｇづつ充填した。
置の吸着塔に、本発明のオゾン吸着剤である高シリカペ
ンタシルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト
及びメソポーラスシリケートと、従来のオゾン吸着剤で
あるシリカゲルをそれぞれ充填し、オゾン濃縮率を測定
してオゾン吸着能を比較した。ここではＳｉＯ2 ／Ａｌ
2 Ｏ3 比が１００の高シリカペンタシルゼオライト、Ｓ
ｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が７０の脱アルミニウムフォージ
ャサイト、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が１０００のメソポ
ーラスシリケート及び市販のシリカゲルを用い、吸着塔
にそれぞれ５ｋｇづつ充填した。
【００３７】そして、水電解オゾン発生装置では、１０
ｖｏｌ％のＯ3 と、８７ｖｏｌ％のＯ2 と、３ｖｏｌ％
のＨ2 Ｏを含有するガス（オゾン濃度１０％）を発生さ
せ、吸着工程の吸着塔から流出する比較的低温の酸素濃
縮ガスと熱交換して予め冷却し、次いで冷却機で吸着温
度まで冷却し、１５ｍ3 Ｎ／ｈのガス流量で吸着工程の
吸着塔に供給してオゾンを吸着させた。他方、脱着工程
の吸着塔には、吸着工程の吸着塔から流出する酸素濃縮
ガスの一部を脱着温度の２５℃まで加熱してパージガス
を吸着工程のガス流れは逆方向に流してオゾンを加熱パ
ージ脱着して回収した。吸着温度は−３０℃、−５０℃
及び−１００℃の３つのケースに設定してオゾンの濃縮
実験を行った。なお、吸着工程と脱着工程の切替時間即
ちサイクルタイムは３０分に、パージ率は調節弁を用い
ておよそ１．５に設定した。吸着圧力及び脱着圧力は特
別に調節せず、およそ１．０５ａｔｍであった。
ｖｏｌ％のＯ3 と、８７ｖｏｌ％のＯ2 と、３ｖｏｌ％
のＨ2 Ｏを含有するガス（オゾン濃度１０％）を発生さ
せ、吸着工程の吸着塔から流出する比較的低温の酸素濃
縮ガスと熱交換して予め冷却し、次いで冷却機で吸着温
度まで冷却し、１５ｍ3 Ｎ／ｈのガス流量で吸着工程の
吸着塔に供給してオゾンを吸着させた。他方、脱着工程
の吸着塔には、吸着工程の吸着塔から流出する酸素濃縮
ガスの一部を脱着温度の２５℃まで加熱してパージガス
を吸着工程のガス流れは逆方向に流してオゾンを加熱パ
ージ脱着して回収した。吸着温度は−３０℃、−５０℃
及び−１００℃の３つのケースに設定してオゾンの濃縮
実験を行った。なお、吸着工程と脱着工程の切替時間即
ちサイクルタイムは３０分に、パージ率は調節弁を用い
ておよそ１．５に設定した。吸着圧力及び脱着圧力は特
別に調節せず、およそ１．０５ａｔｍであった。
【００３８】得られたオゾン濃縮ガスのオゾン濃度を測
定し、水電解オゾン発生装置で生成したガスのオゾン濃
度と比較してオゾン濃縮率を求め、吸着温度とオゾン濃
縮率を対比したグラフを図５に示した。この図から明ら
かなように、シリカゲルに比べて脱アルミニウムフォー
ジャサイト及びメソポーラスシリケートが非常に大きな
オゾン吸着能を示すことが分かる。なお、シリカゲルの
小さなオゾン吸着能はオゾン含有ガス中の水分が影響し
ているものと思われる。吸着温度は−１００〜−３０℃
の範囲で選択されるが、汎用の冷却機の能力を考慮する
と、吸着温度は−６０℃よりも高い温度に設定すること
が望ましい。
定し、水電解オゾン発生装置で生成したガスのオゾン濃
度と比較してオゾン濃縮率を求め、吸着温度とオゾン濃
縮率を対比したグラフを図５に示した。この図から明ら
かなように、シリカゲルに比べて脱アルミニウムフォー
ジャサイト及びメソポーラスシリケートが非常に大きな
オゾン吸着能を示すことが分かる。なお、シリカゲルの
小さなオゾン吸着能はオゾン含有ガス中の水分が影響し
ているものと思われる。吸着温度は−１００〜−３０℃
の範囲で選択されるが、汎用の冷却機の能力を考慮する
と、吸着温度は−６０℃よりも高い温度に設定すること
が望ましい。
【００３９】（実施例２）オゾン吸着能がもっとも大き
なメソポーラスシリケートを用いて、サイクルタイムを
１０分から６０分まで変化させてオゾン含有ガスの処理
量（ｍ3 Ｎ／ｈ／吸着剤１ｔｏｎ）を調べた。この実験
は実施例１と同じ図１の装置を用い、吸着温度は−６０
℃と−３０℃の２つのケースに固定した以外は実施例１
と同様にオゾンの濃縮実験を行った。その結果は図６の
とおりであった。
なメソポーラスシリケートを用いて、サイクルタイムを
１０分から６０分まで変化させてオゾン含有ガスの処理
量（ｍ3 Ｎ／ｈ／吸着剤１ｔｏｎ）を調べた。この実験
は実施例１と同じ図１の装置を用い、吸着温度は−６０
℃と−３０℃の２つのケースに固定した以外は実施例１
と同様にオゾンの濃縮実験を行った。その結果は図６の
とおりであった。
【００４０】水電解オゾン発生装置からのオゾン含有ガ
スのオゾン濃度は１０ｖｏｌ％であったが、脱着工程で
回収したガスのオゾン濃度は５０ｖｏｌ％であり（オゾ
ン濃縮率５）、オゾンの回収率は９５％であった。この
図から明らかなように、吸着温度が低く、サイクルタイ
ムが短い方が処理量が多く、比較的少量の吸着剤で所定
の処理量を確保できるので、吸着塔を小型化することが
容易であるが、大きな冷却エネルギーを必要とする。
スのオゾン濃度は１０ｖｏｌ％であったが、脱着工程で
回収したガスのオゾン濃度は５０ｖｏｌ％であり（オゾ
ン濃縮率５）、オゾンの回収率は９５％であった。この
図から明らかなように、吸着温度が低く、サイクルタイ
ムが短い方が処理量が多く、比較的少量の吸着剤で所定
の処理量を確保できるので、吸着塔を小型化することが
容易であるが、大きな冷却エネルギーを必要とする。
【００４１】（実施例３）実施例２と同様にメソポーラ
スシリケートを用い、脱着温度を０℃から７５℃まで変
化させてオゾン濃縮率を調べ、脱着温度の依存性を調べ
た。この実験でも実施例１と同じ図１の装置を用い、吸
着温度は−６０℃と−３０℃の２つのケースに設定した
以外は実施例１と同様にオゾンの濃縮実験を行った。そ
の結果は図７のとおりであった。
スシリケートを用い、脱着温度を０℃から７５℃まで変
化させてオゾン濃縮率を調べ、脱着温度の依存性を調べ
た。この実験でも実施例１と同じ図１の装置を用い、吸
着温度は−６０℃と−３０℃の２つのケースに設定した
以外は実施例１と同様にオゾンの濃縮実験を行った。そ
の結果は図７のとおりであった。
【００４２】図７から明らかなように、脱着温度が７５
℃では吸着温度−６０℃と−３０℃の間でオゾン濃縮率
に差はなく、オゾン濃縮率は脱着温度が２０℃前後にピ
ークがあり、脱着温度が０℃では、吸着温度−６０℃及
び−３０℃におけるオゾン濃縮率は３と２の違いが生じ
た。温度が低くなるにしたがってオゾン濃縮率に差が生
じ、脱着温度を０℃のときの、前記吸着温度の差はオゾ
ン濃縮率３と２の違いを生じた。
℃では吸着温度−６０℃と−３０℃の間でオゾン濃縮率
に差はなく、オゾン濃縮率は脱着温度が２０℃前後にピ
ークがあり、脱着温度が０℃では、吸着温度−６０℃及
び−３０℃におけるオゾン濃縮率は３と２の違いが生じ
た。温度が低くなるにしたがってオゾン濃縮率に差が生
じ、脱着温度を０℃のときの、前記吸着温度の差はオゾ
ン濃縮率３と２の違いを生じた。
【００４３】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、水分の存在する系においてもオゾンを効率的に濃
縮することができ、その結果、高濃度オゾンガスの製造
装置の小型化を可能にし、かつ、装置の製造コスト及び
ランニングコストの大幅な低減を可能にした。なお、吸
着工程から流出する濃縮酸素ガスを水電解オゾン発生装
置の水素極に導入することにより酸素減極作用を促し、
印加電力の低減化を可能にした。また、吸着工程から流
出する濃縮酸素ガスを無声放電オゾン発生装置の酸素原
料側に戻すことにより濃縮酸素の有効利用が可能になっ
た。
より、水分の存在する系においてもオゾンを効率的に濃
縮することができ、その結果、高濃度オゾンガスの製造
装置の小型化を可能にし、かつ、装置の製造コスト及び
ランニングコストの大幅な低減を可能にした。なお、吸
着工程から流出する濃縮酸素ガスを水電解オゾン発生装
置の水素極に導入することにより酸素減極作用を促し、
印加電力の低減化を可能にした。また、吸着工程から流
出する濃縮酸素ガスを無声放電オゾン発生装置の酸素原
料側に戻すことにより濃縮酸素の有効利用が可能になっ
た。
【図１】本発明の高濃度オゾン製造装置の概念図であ
り、水電解オゾン発生装置とオゾン濃縮用温度スウィン
グ吸着装置を組み合わせたものである。
り、水電解オゾン発生装置とオゾン濃縮用温度スウィン
グ吸着装置を組み合わせたものである。
【図２】本発明のもう１つの高濃度オゾン製造装置の概
念図であり、無声放電オゾン発生装置とオゾン濃縮用温
度スウィング吸着装置を組み合わせたものである。
念図であり、無声放電オゾン発生装置とオゾン濃縮用温
度スウィング吸着装置を組み合わせたものである。
【図３】本発明の別の高濃度オゾン製造装置の概念図で
あり、水電解オゾン発生装置とメリーゴーランド型オゾ
ン濃縮用温度スウィング吸着装置を組み合わせたもので
ある。
あり、水電解オゾン発生装置とメリーゴーランド型オゾ
ン濃縮用温度スウィング吸着装置を組み合わせたもので
ある。
【図４】本発明の別の高濃度オゾン製造装置の概念図で
あり、無声放電オゾン発生装置とメリーゴーランド型オ
ゾン濃縮用温度スウィング吸着装置を組み合わせたもの
である。
あり、無声放電オゾン発生装置とメリーゴーランド型オ
ゾン濃縮用温度スウィング吸着装置を組み合わせたもの
である。
【図５】高シリカペンタシルゼオライト、脱アルミニウ
ムフォージャサイトと、メソポーラスシリケートと、シ
リカゲルを図１の装置の吸着塔に充填してオゾン濃縮率
を比較したグラフである。
ムフォージャサイトと、メソポーラスシリケートと、シ
リカゲルを図１の装置の吸着塔に充填してオゾン濃縮率
を比較したグラフである。
【図６】メソポーラスシリケートを図１の装置の吸着塔
に充填し、サイクルタイムを変化させたときのオゾン含
有ガスの処理量を示したグラフである。
に充填し、サイクルタイムを変化させたときのオゾン含
有ガスの処理量を示したグラフである。
【図７】メソポーラスシリケートを図１の装置の吸着塔
に充填し、脱着温度を変化させたときのオゾン濃縮率を
示したグラフである。
に充填し、脱着温度を変化させたときのオゾン濃縮率を
示したグラフである。
【図８】従来のオゾン濃縮装置の概念図である。
１ 水電解オゾン発生装置、 ２ イオン交換膜、 ３
オゾン極室、 ４水素極室、 ５ 直流電源、 ６
水供給用導管、 ７ 水素排出用導管、 ８、９ 吸着
塔、 １０ オゾン含有ガス供給用導管、 １１ 冷却
器、 １２熱交換器、 １３、１４ 切替弁、 １５
比較的低温の濃縮酸素ガス循環用導管、 １６、１７
切替弁、 １８ パージガス用導管、 １９ 流量調節
弁、２０ 加熱器、 ２１、２２ 切替弁、 ２３ オ
ゾン回収用導管、 ２４、２５ 切替弁、 ２６ 無声
放電オゾン発生装置、 ２７ 温度スウィング酸素濃縮
装置、 ２８ 空気供給用導管、 ２９、３０ 濃縮酸
素ガス循環用導管、３１、３２、３３、３４ 吸着層、
３５、３６ オゾン含有ガス供給用導管、 ３７、３
８、３９、４０ 比較的低温の濃縮酸素ガス循環用導
管、 ４１冷却工程用濃縮酸素ガス供給導管、 ４２
濃縮酸素ガスパージ用導管、 ４４パージガス用導管、
４５ 加熱器、 ４６ 高濃度オゾンガス回収用導
管。
オゾン極室、 ４水素極室、 ５ 直流電源、 ６
水供給用導管、 ７ 水素排出用導管、 ８、９ 吸着
塔、 １０ オゾン含有ガス供給用導管、 １１ 冷却
器、 １２熱交換器、 １３、１４ 切替弁、 １５
比較的低温の濃縮酸素ガス循環用導管、 １６、１７
切替弁、 １８ パージガス用導管、 １９ 流量調節
弁、２０ 加熱器、 ２１、２２ 切替弁、 ２３ オ
ゾン回収用導管、 ２４、２５ 切替弁、 ２６ 無声
放電オゾン発生装置、 ２７ 温度スウィング酸素濃縮
装置、 ２８ 空気供給用導管、 ２９、３０ 濃縮酸
素ガス循環用導管、３１、３２、３３、３４ 吸着層、
３５、３６ オゾン含有ガス供給用導管、 ３７、３
８、３９、４０ 比較的低温の濃縮酸素ガス循環用導
管、 ４１冷却工程用濃縮酸素ガス供給導管、 ４２
濃縮酸素ガスパージ用導管、 ４４パージガス用導管、
４５ 加熱器、 ４６ 高濃度オゾンガス回収用導
管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２５Ｂ 1/30 Ｃ２５Ｂ 1/30 (72)発明者 蔦谷 博之 長崎県長崎市深掘町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内
Claims (14)
- 【請求項１】 オゾン吸着剤を充填する吸着層を２つ以
上用い、前記吸着層を比較的低温の吸着工程から比較的
高温の脱着工程、さらには前記の吸着工程に戻す温度ス
ウィング吸着方式を採用し、オゾン発生装置からのオゾ
ン含有ガスを予め冷却してから前記吸着工程の吸着層に
導入し、該吸着層から比較的低温の酸素濃縮ガスを流出
させ、前記脱着工程の吸着層には比較的高温のパージガ
スを前記吸着工程のガス流と逆方向に流して連続的に濃
縮オゾンガスを回収する高濃度オゾンガスの製造方法に
おいて、前記オゾン吸着剤として、高シリカペンタシル
ゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト及びメソ
ポーラスシリケートの群から選択される１種又は２種以
上のものを用い、前記吸着工程の吸着層から流出する比
較的低温の酸素濃縮ガスで前記オゾン発生装置からのオ
ゾン含有ガスを冷却することを特徴とする高濃度オゾン
ガスの製造方法。 - 【請求項２】 前記吸着層を３つ以上用い、前記吸着層
を比較的低温の吸着工程から比較的高温の脱着工程、さ
らに冷却工程を経て前記の吸着工程に戻す温度スウィン
グ吸着方式を採用し、前記吸着工程から流出する比較的
低温の酸素濃縮ガスの一部を前記冷却工程の吸着層に導
入して冷却することを特徴とする請求項１記載の高濃度
オゾンガスの製造方法。 - 【請求項３】 前記吸着工程の吸着層から流出する比較
的低温の酸素濃縮ガスの一部をパージ温度まで加熱し、
前記脱着工程の吸着層に前記吸着工程のガス流れとは逆
方向に流してオゾンを加熱パージ脱着することを特徴と
する請求項１又は２記載の高濃度オゾンガスの製造方
法。 - 【請求項４】 前記高濃度オゾンガスの使用目的に適し
たパージガスをパージ温度まで加熱し、前記脱着工程の
吸着層に前記吸着工程のガス流れとは逆方向に流してオ
ゾンを加熱パージ脱着することを特徴とする請求項１又
は２記載の高濃度オゾンガスの製造方法。 - 【請求項５】 前記パージ操作におけるパージ率を１〜
２の範囲で選択することを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか１項に記載の高濃度オゾンガスの製造方法。 - 【請求項６】 前記吸着工程の吸着温度を−１００℃〜
−３０℃の範囲で選択し、前記脱着工程の脱着温度を０
℃〜５０℃の範囲で選択することを特徴とする請求項１
〜５のいずれか１項に記載の高濃度オゾンガスの製造方
法。 - 【請求項７】 前記吸着工程の吸着圧力を１〜４ａｔｍ
の範囲で選択することを特徴とする請求項１〜６のいず
れか１項に記載の高濃度オゾンガスの製造方法。 - 【請求項８】 前記温度スウィング吸着方式の切替時間
を１０〜６０分の範囲で選択することを特徴とする請求
項１〜７のいずれか１項に記載の高濃度オゾンガスの製
造方法。 - 【請求項９】 前記オゾン発生装置として水電解オゾン
発生装置を用い、前記吸着工程の吸着層から流出する酸
素濃縮ガスの一部を前記水電解オゾン発生装置の水素極
室に戻して酸素減極を図ることを特徴とする請求項１〜
８のいずれか１項に記載の高濃度オゾンガスの製造方
法。 - 【請求項１０】 前記オゾン発生装置として無声放電オ
ゾン発生装置を用い、前記吸着工程の吸着層から流出す
る酸素濃縮ガスの一部を前記無声放電オゾン発生装置の
酸素原料側に戻すことを特徴とする請求項１〜８のいず
れか１項に記載の高濃度オゾンガスの製造方法。 - 【請求項１１】 オゾン発生装置と、オゾン吸着剤を充
填した複数の吸着層を備えた温度スウィング吸着装置と
からなる高濃度オゾンガス製造装置において、前記オゾ
ン発生装置として水電解オゾン発生装置を用い、前記オ
ゾン吸着剤として、高シリカペンタシルゼオライト、脱
アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラスシリケ
ートの群から選択される１種又は２種以上のものを用
い、前記オゾン発生装置を吸着工程の吸着層に接続する
オゾン含有ガス供給用導管に熱交換器、冷却器及び切替
弁を設け、前記吸着層から流出する比較的低温の酸素濃
縮ガス循環用導管を切替弁を介して前記熱交換器に接続
し、前記熱交換器において前記比較的低温の酸素濃縮ガ
スで前記オゾン含有ガスを予冷し、前記熱交換器の前記
比較的低温の酸素濃縮ガスの出口側を導管で前記水電解
オゾン発生装置の水素極室に接続し、前記比較的低温の
酸素濃縮ガスを前記水素極室に供給して酸素減極作用を
促し、また、前記比較的低温の酸素濃縮ガス循環用導管
からパージガス供給用導管を分岐して脱着工程の吸着層
に接続し、前記パージガス供給用導管にヒーターと切替
弁を設けて前記比較的低温の酸素濃縮ガスを加熱パージ
ガスとして前記吸着層に供給可能とし、前記脱着工程の
吸着層の他端を切替弁を介して高濃度オゾンガス回収用
導管に接続し、前記の全ての切替弁を同時に切替えて吸
着層を吸着工程と脱着工程の間で交互に使用可能とした
ことを特徴とする高濃度オゾンガス製造装置。 - 【請求項１２】 オゾン発生装置と、オゾン吸着剤を充
填した３つ以上の吸着層を備えたメリーゴーランド型温
度スウィング吸着装置とからなる高濃度オゾンガス製造
装置において、前記オゾン発生装置として水電解オゾン
発生装置を用い、前記オゾン吸着剤として、高シリカペ
ンタシルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト
及びメソポーラスシリケートの群から選択される１種又
は２種以上のものを用い、吸着工程にある吸着層の前後
には前記オゾン発生装置からのオゾン含有ガスを供給す
るための導管と、酸素濃縮ガスの循環用導管を接続可能
とし、脱着工程にある吸着層の前後には加熱パージガス
供給用導管と、高濃度オゾンガスの回収用導管を接続可
能とし、冷却工程にある吸着層の前後には前記酸素濃縮
ガスの循環用導管を分岐した冷却ガス供給用導管と、前
記冷却ガス回収用導管を接続可能とし、前記吸着層から
なるメリーゴーランドを回転することにより前記吸着工
程、脱着工程及び冷却工程を順次移行可能とし、前記オ
ゾン含有ガス供給用導管には熱交換器及び冷却器を付設
し、前記酸素濃縮ガスの循環用導管を前記熱交換器に接
続して、前記吸着工程の吸着層から流出する比較的低温
の酸素濃縮ガスでオゾン含有ガスを予冷し、さらに前記
冷却器で吸着温度まで冷却可能とし、前記熱交換器の前
記比較的低温の酸素濃縮ガスの出口側を導管で前記水電
解オゾン発生装置の水素極室に接続し、前記比較的低温
の酸素濃縮ガスを前記水素極室に供給して酸素減極作用
を促すことを特徴とする高濃度オゾンガス製造装置。 - 【請求項１３】 オゾン発生装置と、オゾン吸着剤を充
填した複数の吸着層を備えた温度スウィング吸着装置と
からなる高濃度オゾンガス製造装置において、前記オゾ
ン発生装置として無声放電オゾン発生装置を用い、前記
オゾン吸着剤として、高シリカペンタシルゼオライト、
脱アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラスシリ
ケートの群から選択される１種又は２種以上のものを用
い、前記オゾン発生装置を吸着工程の吸着層に接続する
オゾン含有ガス供給用導管に熱交換器、冷却器及び切替
弁を設け、前記吸着層から流出する比較的低温の酸素濃
縮ガス循環用導管を切替弁を介して前記熱交換器に接続
し、前記熱交換器において前記比較的低温の酸素濃縮ガ
スで前記オゾン含有ガスを予冷し、前記熱交換器の前記
比較的低温の酸素濃縮ガスの出口側を導管で前記無声放
電オゾン発生装置の酸素原料供給側に接続して酸素濃縮
ガスを再利用可能とし、また、前記比較的低温の酸素濃
縮ガス循環用導管からパージガス供給用導管を分岐して
脱着工程の吸着層に接続し、前記パージガス供給用導管
にヒーターと切替弁を設けて前記比較的低温の酸素濃縮
ガスを加熱パージガスとして前記吸着層に供給可能と
し、前記脱着工程の吸着層の他端を切替弁を介して高濃
度オゾンガス回収用導管に接続し、前記の全ての切替弁
を同時に切替えて吸着層を吸着工程と脱着工程の間で交
互に使用可能としたことを特徴とする高濃度オゾンガス
製造装置。 - 【請求項１４】 オゾン発生装置と、オゾン吸着剤を充
填した３つ以上の吸着層を備えたメリーゴーランド型温
度スウィング吸着装置とからなる高濃度オゾンガス製造
装置において、前記オゾン発生装置として無声放電オゾ
ン発生装置を用い、前記オゾン吸着剤として、高シリカ
ペンタシルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイ
ト及びメソポーラスシリケートの群から選択される１種
又は２種以上のものを用い、吸着工程にある吸着層の前
後には前記オゾン発生装置からのオゾン含有ガスを供給
するための導管と、酸素濃縮ガスの循環用導管を接続可
能とし、脱着工程にある吸着層の前後には加熱パージガ
ス供給用導管と、高濃度オゾンガスの回収用導管を接続
可能とし、冷却工程にある吸着層の前後には前記酸素濃
縮ガスの循環用導管を分岐した冷却ガス供給用導管と、
前記冷却ガス回収用導管を接続可能とし、前記吸着層か
らなるメリーゴーランドを回転することにより前記吸着
工程、脱着工程及び冷却工程を順次移行可能とし、前記
オゾン含有ガス供給用導管には熱交換器及び冷却器を付
設し、前記酸素濃縮ガスの循環用導管を前記熱交換器に
接続して、前記吸着工程の吸着層から流出する比較的低
温の酸素濃縮ガスでオゾン含有ガスを予冷し、さらに前
記冷却器で吸着温度まで冷却可能とし、前記熱交換器の
前記比較的低温の酸素濃縮ガスの出口側を導管で前記無
声放電オゾン発生装置の酸素原料供給側に接続して酸素
濃縮ガスを再利用可能としたことを特徴とする高濃度オ
ゾンガス製造装置。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09014198A JP3697056B2 (ja) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | 高濃度オゾンガスの製造方法及びその装置 |
| NO19991562A NO329817B1 (no) | 1998-04-02 | 1999-03-30 | Fremgangsmate og apparat for fremstilling av ozongass med hoy konsentrasjon |
| KR1019990010939A KR100307344B1 (ko) | 1998-04-02 | 1999-03-30 | 고농도 오존 가스의 제조 방법 및 그 장치 |
| AT99302544T ATE345314T1 (de) | 1998-04-02 | 1999-03-31 | Methode und vorrichtung zur herstellung von hochkonzentriertem ozongas |
| EP99302544A EP0949197B1 (en) | 1998-04-02 | 1999-03-31 | Method and apparatus for manufacturing high concentration ozone gas |
| DE69933965T DE69933965D1 (de) | 1998-04-02 | 1999-03-31 | Methode und Vorrichtung zur Herstellung von hochkonzentriertem Ozongas |
| US09/283,461 US6254763B1 (en) | 1998-04-02 | 1999-04-01 | Method for manufacturing high concentration ozone gas |
| CA002267938A CA2267938C (en) | 1998-04-02 | 1999-04-01 | Method and apparatus for manufacturing high concentration ozone gas |
| AU23576/99A AU750512B2 (en) | 1998-04-02 | 1999-04-06 | Method and apparatus for manufacturing high concentration ozone gas |
| US09/838,984 US6555072B2 (en) | 1998-04-02 | 2001-04-20 | Apparatus for manufacturing high concentration ozone gas |
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|---|---|---|---|
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| JPH11292513A true JPH11292513A (ja) | 1999-10-26 |
| JP3697056B2 JP3697056B2 (ja) | 2005-09-21 |
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|---|---|---|---|
| JP09014198A Expired - Lifetime JP3697056B2 (ja) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | 高濃度オゾンガスの製造方法及びその装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3697056B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001248794A (ja) * | 2000-03-02 | 2001-09-14 | Kansai Electric Power Co Inc:The | オゾン貯蔵方法および装置 |
| 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 |
| JP2010195673A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-09-09 | Air Products & Chemicals Inc | オゾン製造のための方法及び装置 |
| JP2020132473A (ja) * | 2019-02-20 | 2020-08-31 | 株式会社Ｉｈｉプラント | ハイドレート製造装置、および、ハイドレート製造方法 |
| CN112495137A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-16 | 杭州汉德空分设备有限公司 | 一种变压吸附制氧设备 |
-
1998
- 1998-04-02 JP JP09014198A patent/JP3697056B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001248794A (ja) * | 2000-03-02 | 2001-09-14 | Kansai Electric Power Co Inc:The | オゾン貯蔵方法および装置 |
| 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 |
| JP2010195673A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-09-09 | Air Products & Chemicals Inc | オゾン製造のための方法及び装置 |
| JP2020132473A (ja) * | 2019-02-20 | 2020-08-31 | 株式会社Ｉｈｉプラント | ハイドレート製造装置、および、ハイドレート製造方法 |
| CN112495137A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-16 | 杭州汉德空分设备有限公司 | 一种变压吸附制氧设备 |
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