[發(fā)明專利]臭氧分解方法及裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210558284.7
• 申請(qǐng)日: 2012-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103877852A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樂(lè)飛;薛飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇康爾臭氧有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/86
• 分類號(hào): B01D53/86;B01D53/66
• 代理公司: 上海海頌知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31258
• 代理人: 季萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于節(jié)能環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種臭氧分解方法及其裝置。

背景技術(shù)

臭氧發(fā)生器制造公司在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)出廠前每一臺(tái)臭氧發(fā)生器進(jìn)行調(diào)試、試運(yùn)行，由此會(huì)產(chǎn)出很多的臭氧氣體。這些臭氧氣體濃度高，流量大，且沒(méi)有實(shí)際用途，只能分解處理對(duì)外排放。因此對(duì)這些臭氧氣體如何進(jìn)行高效節(jié)能的分解處理是一個(gè)困擾企業(yè)的難題。

一般公司采用加熱分解的方法，臭氧氣體在300℃或以上時(shí)，1-2秒反應(yīng)時(shí)間內(nèi)100%分解。由此采用電阻加熱或熱燃燒的方法，讓臭氧氣體通過(guò)一個(gè)高溫裝置，使臭氧氣體因高溫而瞬間熱分解，還原成氧氣。此方法臭氧分解效果雖高，但存在能耗大，高風(fēng)險(xiǎn)的缺點(diǎn)。加溫到300℃以上并一直維持這一高溫，需要消耗大量能源；同時(shí)加熱的功率與臭氧氣體量是相對(duì)應(yīng)的，氣量越大消耗熱功率越大，由于溫度很高，分解裝置設(shè)計(jì)需高度保溫，因此此項(xiàng)分解工藝使用成本很高。由于高溫加熱的臭氧還原成氧氣，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，一旦發(fā)生事故極易造成爆炸危險(xiǎn)。

還有采用常規(guī)催化分解的方法，即通過(guò)一氧化塔在內(nèi)部填充特殊的催化劑讓高濃度的臭氧氣體從塔的一端輸入，另一端排出，使其在催化劑的作用下分解還原成氧氣。

臭氧分解是一個(gè)放熱反應(yīng)過(guò)程，此過(guò)程中釋放出大量熱能。整個(gè)反應(yīng)裝置發(fā)熱嚴(yán)重，造成催化劑本身的溫度也很高，甚至超出催化劑的最佳催化溫度導(dǎo)致其失效；同時(shí)這部分熱能未能充分利用白白浪費(fèi)。當(dāng)積熱嚴(yán)重時(shí)還需對(duì)催化塔采取冷卻措施，以便使催化劑在最佳溫度下進(jìn)行催化分解反應(yīng)。

此方法雖然節(jié)能簡(jiǎn)單，但產(chǎn)生的熱能影響分解效果，未能充分利用，反而增大了催化劑的用量，催化分解效率也不高。

所以目前使用的對(duì)高濃度臭氧氣體的分解裝置，存在著能耗高，不安全或者臭氧分解產(chǎn)生熱量利用率低的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述背景技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種低能耗，高效率，利用熱能循環(huán)的臭氧分解方法及裝置。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種臭氧分解方法，包括臭氧氣體與催化劑接觸分解的步驟，所述步驟中產(chǎn)生的熱量對(duì)將與催化劑接觸的臭氧氣體進(jìn)行加熱。

一種實(shí)現(xiàn)上述臭氧分解方法的臭氧分解裝置，包括裝有臭氧分解催化劑的封閉內(nèi)桶，所述內(nèi)桶的內(nèi)部設(shè)有內(nèi)管、外部設(shè)有密封的外殼，其底部設(shè)有出氣口，所述內(nèi)管通過(guò)位于內(nèi)桶側(cè)壁上的孔與外殼貫通，所述外殼上設(shè)有進(jìn)氣口。

本發(fā)明無(wú)需輔助加熱，臭氧氣體接觸催化劑后被催化還原成氧氣，并同時(shí)釋放出大量熱能，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱能加熱了將與催化劑接觸的臭氧氣體，遇高溫臭氧開(kāi)始分解，其濃度下降，與催化劑接觸后被完全分解成氧氣。本發(fā)明使用少量臭氧催化劑，充分循環(huán)利用臭氧分解產(chǎn)生的熱能，對(duì)高濃度臭氧氣體進(jìn)行連續(xù)高效地分解，達(dá)到安全排放要求，是一個(gè)節(jié)能環(huán)保的臭氧分解方法及裝置。

附圖說(shuō)明

附圖為本發(fā)明臭氧分解裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明臭氧分解方法通過(guò)如圖所示的臭氧分解裝置得以實(shí)現(xiàn)，臭氧分解裝置包括配有密封蓋板101的內(nèi)桶104和與內(nèi)桶104共用底板108的外殼102，臭氧氣體由進(jìn)氣口100進(jìn)入臭氧分解裝置的不銹鋼外殼102與不銹鋼內(nèi)桶104的夾層，與內(nèi)桶104充分接觸進(jìn)行熱交換，臭氧第1次升溫?zé)岱纸猓怀粞鯕怏w通過(guò)連接管107穿過(guò)內(nèi)桶側(cè)壁上的孔進(jìn)入不銹鋼內(nèi)管106，在內(nèi)管106內(nèi)第2次熱交換，臭氧被第2次升溫?zé)岱纸猓怀粞鯕怏w由內(nèi)管106頂部進(jìn)入催化劑105，進(jìn)行了催化分解和第三次熱分解，被完全分解還原成氧氣，并釋放出大量熱能；氧氣經(jīng)過(guò)出氣口109排放室外或送入回收裝置中。

臭氧氣體催化分解釋放的熱能加熱了催化劑105、內(nèi)管106和內(nèi)桶104，常溫臭氧氣體流過(guò)時(shí)產(chǎn)生熱交換，經(jīng)加熱發(fā)生熱分解，大大降低了臭氧氣體濃度，減輕了催化劑105的催化負(fù)荷，同時(shí)減少了催化劑的用量。

如此往復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了低能耗，無(wú)需加熱，利用反應(yīng)釋熱，高效率熱能循環(huán)利用，達(dá)到對(duì)臭氧氣體進(jìn)行多次熱分解和催化分解的過(guò)程。

作為優(yōu)選，內(nèi)管106和/或不銹鋼外殼102與不銹鋼內(nèi)桶104之間的夾層內(nèi)設(shè)有螺旋導(dǎo)流板103；進(jìn)氣口100位于所述外殼102的上部，內(nèi)桶104側(cè)壁上供連接管107穿過(guò)的孔位于側(cè)壁的底部，延長(zhǎng)臭氧氣體的熱交換時(shí)間，提高熱交換效率，進(jìn)一步降低了進(jìn)入催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)的臭氧濃度。

以上實(shí)施例的描述較為具體、詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本專利范圍的限制，應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。