專利名稱：制備臭氧的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1與權(quán)利要求3上位概念所述的制備臭氧的方法及裝置。
背景技術(shù)：
對于有機物和含多價元素的無機化合物來說，臭氧是一種強氧化劑。該氧化劑應(yīng)用于多個領(lǐng)域，最近幾年，尤其是用于水治方面，得到了長足發(fā)展。
臭氧通過在含氧空氣中放電而產(chǎn)生，所謂靜放電——相對火花放電而言，它存在于穩(wěn)定電極或冠狀物上。此時分子氧被分解出離子氧，在放熱反應(yīng)中，活性氧原子與氧分子結(jié)合形成的含三個氧原子的臭氧分子。
在整個反應(yīng)鏈效能的重要參數(shù)就是在臭氧產(chǎn)生系統(tǒng)中的氣體成份、電場強度、反應(yīng)溫度和壓力。
在過去的幾年里，隨著加工偏差技術(shù)的不斷進步，反應(yīng)隙距已變得更小——直接影響到隙間場強的溫度的建立?，F(xiàn)有技術(shù)的隙距為250μm。
WO97/09268是最初的特殊型號裝置，該裝置是由至少一個可以通氣的縫隙構(gòu)成，而縫隙位于一個電極與一個能夠讓該縫隙與另外一個電極隔開的介電質(zhì)之間。縫隙中至少有一個為導(dǎo)電和導(dǎo)熱的透氣結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與相鄰電極通過電與熱相接觸，并通過含氧含氧氣體的流動而形成一個放電空間的復(fù)合體——在里面，含氧氣體中的氧因暴露高電場而被轉(zhuǎn)化為臭氧。
上述的導(dǎo)電導(dǎo)熱的透氣裝置至少完全占據(jù)一個縫隙，且最好為編結(jié)的導(dǎo)線構(gòu)成。
通過讓線圈套大小和導(dǎo)線密集度與組件密度、組件導(dǎo)線數(shù)、組件層數(shù)相適應(yīng)，可以形成裝置中的流動阻力與放電空間相適應(yīng)以便臭氧產(chǎn)量的最大化；調(diào)節(jié)含氧氣體的混雜度；冷卻與散熱的理想化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)提供一種制備臭氧的方法和裝置，在等能量的投入情況下臭氧產(chǎn)量可明顯提高。
本發(fā)明的任務(wù)是根據(jù)權(quán)利要求1的方法和權(quán)利要求3的裝置來解決。
根據(jù)本發(fā)明，在各縫隙的含氧氣體總內(nèi)流量的分配是通過對至少一個縫隙內(nèi)流量的集中扼流來調(diào)控。
根據(jù)本發(fā)明，對在縫隙間含氧氣體分配的專門調(diào)節(jié)而得到的結(jié)果顯示，通過對縫隙其中各種物理因素，比如，對場強和溫度狀況的優(yōu)化，臭氧產(chǎn)量獲得提高。同時發(fā)現(xiàn)，利用縫隙幾何形狀，電/物理方面可操作條件對氣體的內(nèi)流量進行調(diào)控，以便同樣的耗電量優(yōu)化臭氧產(chǎn)量。
如果按傳統(tǒng)方法，兩個縫隙的氣體作平行流動，那么產(chǎn)量最大化只能是其中之一，或者是二者的平均值。根據(jù)本發(fā)明，可使每個縫隙都達到優(yōu)化，從而在耗能不變的情況下提高臭氧總產(chǎn)量。
本方法可以應(yīng)用于有兩個或多個放電縫隙的系統(tǒng)，在這種多縫系統(tǒng)中，通過特定的氣流總量的分配，使各縫隙得各自的特定優(yōu)勢。比如，形成一個電場作為基礎(chǔ)參數(shù)，以便把氣體由流總量的一個分流壓至一個縫隙中，就能量轉(zhuǎn)化而言，這是最佳縫隙而使臭氧產(chǎn)量最大化。
實踐表明，用至少兩個縫隙來平衡縫隙之間的總氣流量的分配的傳統(tǒng)裝置，其實就只是以其縫隙自身的幾何形狀為特點。至于通過控制氣流總量的分配的方法還未為人所知。WO97/09268所述的用編結(jié)導(dǎo)線(Gestrick)把縫隙填滿而對氣流量進行分配所達到的改變量僅為2～8％。
在提高臭氧生產(chǎn)效益上，僅對一個縫隙進行優(yōu)化，例如，縮小縫隙寬度，這一方法對相應(yīng)縫隙有影響，結(jié)果，臭氧總產(chǎn)量無明顯變化。
根據(jù)本發(fā)明方法，至少在一個縫隙里形成一個氣流量的集中扼制。集中扼制是指扼制部分的長度比縫隙的長度小得多。限制可以在入口處、出口處、縫隙里或者在出入口的組合，在入口與縫隙間，出口與縫隙間，出入口與縫隙間。
另外，在縫隙間總氣流量的分配可以附加通過對至少一個縫隙中氣流量的延長扼制來控制，延長扼制就是扼流部分的長度延至整個縫的長度或至少為縫隙長度的20％。
根據(jù)本發(fā)明裝置特征是至少有一個縫隙包括有一集中扼流件(einekonzentrierte Drossel)，它促使縫隙間的總氣流量定額分配。
此時的氣流量與縫隙中的集中扼流件引起的流動阻力呈反比，總氣流量由各縫隙的氣流匯合而成，基于限制式結(jié)構(gòu)，縫隙間的總氣流的特定分配得以實現(xiàn)。
另外，至少有一個縫隙包括有一個額外的加長扼流件，此時加長扼流件可以由指向縫隙的電極或電介質(zhì)的表面輪廓構(gòu)成，這樣就可以把扼流效用劃分，借助集中扼流件來獲得一種精確的氣流調(diào)節(jié)。
集中扼流件可以是一個沿縫隙橫截面延伸并可透氣的套筒(Hülse)和/或栓子(Stopfen)組成。
利用以上結(jié)構(gòu)，通過調(diào)低壓力，使縫隙間的總氣流定額配送。
套筒或栓子最好是實心材料構(gòu)成，它完全伸出縫隙橫截面，同時具有氣縫或氣穴，或者部門伸越縫隙橫截面。如此構(gòu)成實心材料件的扼流效果主要是基于噴嘴效應(yīng)。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，集中扼流件呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，置于第一或第二縫隙內(nèi)。第一縫是由在第一電極和電介質(zhì)組成的柱狀環(huán)構(gòu)成，第二縫是由介電質(zhì)與第二電極間環(huán)繞成的柱狀環(huán)構(gòu)成。
以上裝置中內(nèi)氣流僅配送到兩個縫隙。這種氣流分配，在提高臭氧產(chǎn)量中特別容易控制。
本發(fā)明的另一實施例中，集中扼流件含有一一體構(gòu)成高壓保險裝置，為了避免裝置——特別是電極表面、介電質(zhì)或高壓發(fā)生器受損，應(yīng)避免采用分開設(shè)置的保險裝置。
實心材料體宜使用抗氧化或抗臭氧材料，這樣，可以使臭氧生產(chǎn)持續(xù)進行，而不必維修。
作為本發(fā)明中一個呈圓柱狀對稱排列的方法，扼流件和第一、第二電極、電介質(zhì)可以呈盤狀結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，縫隙間氣流配送可在20～80％范圍之間調(diào)節(jié)，即比傳統(tǒng)工藝，生產(chǎn)效益有明顯提高。
本發(fā)明另一特別優(yōu)點是，通過對扼流件的氣流阻力各自方位的劃分，各構(gòu)件的偏差對臭氧生產(chǎn)的影響可在整個裝置的流程中被抵消。
這就有助于減少生產(chǎn)中的廢棄物，并可生產(chǎn)偏差要求嚴(yán)格的儀器，由此可精確計算全套設(shè)備的額定值。
附圖的簡要說明本發(fā)明通過實施例結(jié)合附圖進行說明，附圖如下

圖1裝置的局部透視圖裝置呈圓柱狀對稱構(gòu)成，帶有一呈栓子樣結(jié)構(gòu)的扼流件圖2裝置的局部透視圖裝置呈圓柱狀對稱構(gòu)成，帶有一呈套筒狀構(gòu)成的扼流件。
實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式圖1圖2展示了裝置的特殊圓柱狀對稱結(jié)構(gòu)，參比電位上的第一個外電極10套裝有一個圓柱狀的介電質(zhì)14，后者又套裝有一個處于高壓電勢的第二內(nèi)電極12。縫隙16、18分別在第一電極10與介電質(zhì)14之間和介電質(zhì)14與第二電12極之間形成。
扼流件20被置于內(nèi)縫18里面，見圖1，它呈栓子樣結(jié)構(gòu)，氣體可以流過，位于第二電極12前面，樣式似噴嘴，栓子被置于內(nèi)縫18的后端。而圖2中扼流件20則呈套筒結(jié)構(gòu)，頭部內(nèi)有第二電極12，氣體可流過。
栓子和套筒僅填了縫隙20內(nèi)的一部分，結(jié)果對縫隙體積起限制作用，對縫隙16、18的氣流進行限制性分配。
工業(yè)應(yīng)用性由于扼流件20的作用，氣體流過裝置時受到相反方向的阻力。結(jié)果得到一個有賴于扼流件20的排列的對縫隙間總流的特定分配，這種分配的結(jié)果使臭氧產(chǎn)量比傳統(tǒng)法提高15％以上。
權(quán)利要求
1.利用含氧氣體生產(chǎn)臭氧的方法，通過靜電放電在一裝置中進行，該裝置由至少兩個氣體可以流通的縫隙(16，18)組成，每個縫隙兩側(cè)分別是一個電極(10，12)和把縫隙(16、18)從一個外加電極(12，10)隔開的介電質(zhì)(14)，其特征是在縫隙(16，18)之間的總氣流分流通過對氣流的集中扼流來控制，受控氣流流過的縫隙(16，18)至少一個位于入口或出口，或在縫隙(16，18)內(nèi)；或在出入口間；或入口與隙(16，18)內(nèi)；或者位于出口與縫隙(16，18)內(nèi)；或在入口、出口和縫隙內(nèi)的組合。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征是在縫隙(16，18)之間的總氣流分配通過對至少里面一個縫隙(16，18)的扼流段來額外控制。
3.利用含氧氣體靜電放電生產(chǎn)臭氧的裝置，該裝置由至少兩個含氧氣體可流通的縫隙(16，18)組成，每個縫隙兩側(cè)分別是一個電極(10，12)和一個把縫隙(16、18)與外加電極(12，10)隔開介電質(zhì)(14)，其特征是至少由一縫隙(16，18)形成一個集中扼流件(20)，對在入口、出口或隙內(nèi)(16，18)的氣流量進行限制，或者在入口、出口之間，或者在入口與隙內(nèi)(16，18)，或出口與隙內(nèi)(16，18)，或者在入口、出口和隙內(nèi)(16，18)。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是至少一個縫隙(16，18)額外形成一個扼流段。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征是所述扼流段通過指向縫隙的電極和/或介電質(zhì)的外部輪廓構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是集中扼流件(20)呈袖子狀結(jié)構(gòu)，即伸越含氧氣體可流經(jīng)的縫隙(16，18)橫截面；和/或呈栓子狀，即伸越含氧氣體可流經(jīng)的縫隙(16，18)橫截面。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征是集中扼流件(20)呈套筒狀或栓狀，由一實心體完全跨越縫隙(16，18)橫截面，配有通氣的小隙或小孔，和/或伸跨縫隙(16，18)部分橫截面。
8.如權(quán)利要求3、6、7任一所述的裝置，其特征是集中扼流件(20)呈環(huán)狀，置于第一條和/或第二條縫隙(16，18)中；第一條縫(16)由圓柱狀環(huán)在第一電極(10)與介電質(zhì)(14)之間形成，第二條縫(18)是由裹在介電質(zhì)(14)與第二電極之間的圓柱狀環(huán)構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求3或6-8中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征是集中扼流件(20)包括有一一體設(shè)置的高壓保險裝置。
10.如權(quán)利要求3或6-9中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征是集中扼流件(20)由一耐氧和耐臭氧的材料組成。
11.如權(quán)利要求3或6-10中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征是集中扼流件(20)及第一、第二電極(10，12)和電介質(zhì)均呈盤狀。
12.如權(quán)利要求3-13中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征是縫隙(16，18)氣流分配可通過集中扼流件(20)在20～80％范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
13.如權(quán)利要求3-13中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征是通過測量集中扼流件(20)各方向的流動阻力，構(gòu)件偏差對臭氧產(chǎn)量的影響可以在整個系列裝置中得到補償。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用含氧氣體生產(chǎn)臭氧的方法，臭氧通過在一裝置內(nèi)靜電放電獲得。該裝置由至少兩個含氧氣體可流通的縫隙組成，每個縫隙兩側(cè)分別是一個電極和一個把縫隙與外加電極隔開介電質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，至少在一縫隙內(nèi)對氣流量進行控制。
文檔編號C01B13/11GK1511113SQ02810690
公開日2004年7月7日 申請日期2002年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月26日
發(fā)明者E·M·比凌, R·福里肯斯, U·賀佛爾, E M 比凌, 錕纖, 鴝 申請人:威德克環(huán)保技術(shù)有限公司