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臭氧發(fā)生系統(tǒng)及其運(yùn)轉(zhuǎn)方法與流程

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臭氧發(fā)生系統(tǒng)及其運(yùn)轉(zhuǎn)方法與流程

本發(fā)明涉及使用臭氧發(fā)生裝置的臭氧發(fā)生系統(tǒng)及其運(yùn)轉(zhuǎn)方法,該臭氧發(fā)生裝置使用放電而產(chǎn)生臭氧。



背景技術(shù):

一般已知在將含氧的氣體用作原料氣體使用放電來(lái)產(chǎn)生臭氧(O3)的臭氧發(fā)生裝置中,伴隨臭氧生成,附加地產(chǎn)生氮氧化物(NOx)。另外,由于在臭氧共存之下,所以附加地產(chǎn)生的NOx基本上以五氧化二氮(N2O5)這樣的構(gòu)造存在。N2O5是在30℃以下的常溫下為固體的升華性物質(zhì),根據(jù)溫度而易于在固體與氣體之間相變化。但是,在通常的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下,N2O5作為放電生成物附著于臭氧發(fā)生裝置內(nèi)的放電空間大致整個(gè)區(qū)域的可能性高。

另一方面,在一般的臭氧發(fā)生裝置中,由廠商推薦3年到5年一次的定期檢查,此時(shí),實(shí)施使系統(tǒng)全部停止,進(jìn)而使臭氧發(fā)生裝置向大氣開(kāi)放,將電極取出而清潔化的維護(hù)作業(yè)。如果在附著有固體的N2O5的狀態(tài)下使臭氧發(fā)生裝置向大氣開(kāi)放,則N2O5與大氣中的水分反應(yīng)而生成硝酸(HNO3),存在使金屬部件腐蝕的擔(dān)憂。特別是,在發(fā)生電極部的腐蝕的情況下,在重新工作時(shí),還有不僅臭氧生成效率降低,而且還引起電極之間的短路的情形。另外,原料氣體的氣體露點(diǎn)也是重要的管理因子。在大氣開(kāi)放之后,殘留在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)的水分、與原料氣體相伴的水分和重新工作時(shí)在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)生成的N2O5反應(yīng),二次生成HNO3,所以在臭氧發(fā)生裝置中,必須做到充分的氣體凈化(空氣流通)和原料氣體的低露點(diǎn)化。

因此,公開(kāi)有使用熱水裝置對(duì)臭氧發(fā)生裝置罐加熱維持,使附著在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)的N2O5氣體化而去除的臭氧發(fā)生裝置的處置方法(參照例如專利文獻(xiàn)1),提出要在對(duì)臭氧發(fā)生裝置大氣開(kāi)放之前從臭氧發(fā)生裝置去除生成HNO3的因子即N2O5。

另外,提出有如下的臭氧發(fā)生裝置(參照例如專利文獻(xiàn)2):將氣體封入到臭氧發(fā)生裝置罐內(nèi),針對(duì)動(dòng)作停止中的臭氧發(fā)生裝置,抑制來(lái)自外部的水分侵入,為了防止臭氧發(fā)生裝置中的HNO3的生成而具有使干燥氣體循環(huán)的單元。

進(jìn)而,還提出有如下的臭氧發(fā)生裝置(參照例如專利文獻(xiàn)3):在需要不經(jīng)由緊急停止等適當(dāng)?shù)耐V构ば蚨钩粞醢l(fā)生裝置停止,并立即使臭氧發(fā)生裝置開(kāi)放的情況下,為了抑制不得已而生成的HNO3所引起的電極的腐蝕,在相當(dāng)于原料氣體入口側(cè)的電極管的端部設(shè)置氣體流通量控制栓,限制侵入到電極管內(nèi)部的HNO3量,降低配置在電極管內(nèi)部的電極的腐蝕。

如上所述,關(guān)于在臭氧發(fā)生裝置中HNO3所引起的金屬部件的腐蝕的擔(dān)憂,以使臭氧發(fā)生裝置大氣開(kāi)放、或者與大氣中的水分接觸為前提進(jìn)行研究而謀求對(duì)策。為了抑制HNO3所引起的金屬部件、特別是電極的腐蝕,在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)部、圓筒多管式臭氧發(fā)生裝置的情況下,特別是使作為HNO3的生成因子的N2O5以及水分不接觸到電極管內(nèi)部是重要的。以往,通過(guò)作為臭氧發(fā)生裝置使用的氣體使用低露點(diǎn)的氣體來(lái)防止水分的攜帶,另外,通過(guò)在臭氧發(fā)生后、大氣開(kāi)放前充分地置換臭氧發(fā)生裝置內(nèi)的氣體,去除殘留的NOx,防止電極部接觸到HNO3。

專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2002-265204號(hào)公報(bào)(段落0025~0035、圖1~圖3)

專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平4-31302號(hào)公報(bào)(5~6頁(yè)、圖2)

專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2008-222495號(hào)公報(bào)(段落0018~0024、圖2~圖4)



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

另外,在向水處理等的應(yīng)用多的近年來(lái)的被稱為圓筒多管式的臭氧發(fā)生裝置中,能夠搭載在每1臺(tái)裝置的電極管的高密度化、高集成化為低成本化的趨勢(shì)。此外,此處所示的電極管是指,同心同軸狀地配置的金屬制的接地電極管和高電壓電極管的組,該高電壓電極管在由玻璃、陶瓷等構(gòu)成的電介體管的內(nèi)表面設(shè)置有導(dǎo)電層。在實(shí)現(xiàn)高密度化、高集成化時(shí),所應(yīng)用的1根電極管的直徑也趨向于縮小而小徑化,變得能夠使用市面銷售流通品等低成本的電極管。其另一方面,關(guān)于電極管的小徑化,相對(duì)于高電壓電極管,形成其導(dǎo)電層的技術(shù)受限定,所形成的導(dǎo)電層不得不成為薄膜。當(dāng)然,導(dǎo)電層的薄膜化相比于厚膜,針對(duì)腐蝕、劣化的承受性差,所以對(duì)裝置壽命造成很大的影響。因此,近年來(lái),需要進(jìn)一步避免導(dǎo)電層和HNO3的接觸。

另外,近年來(lái),還依據(jù)節(jié)能化的觀點(diǎn),實(shí)施了臭氧發(fā)生裝置的高效的運(yùn)用,相比于連續(xù)動(dòng)作,間歇?jiǎng)幼鞣炊黾?。在間歇?jiǎng)幼髦校谀骋欢ㄆ陂g的運(yùn)轉(zhuǎn)期間之后設(shè)置有預(yù)定期間的停止期間,在停止期間時(shí),成為停止氣體流通的運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)狀態(tài)。該停止期間雖然也依賴于臭氧利用設(shè)備的負(fù)載狀況,但有幾天到幾周的情形。然而,從N2O5生成HNO3的反應(yīng)以及HNO3和金屬的反應(yīng)是比較快的反應(yīng)方式,即使在該短的停止期間,在臭氧發(fā)生裝置內(nèi),包含上述N2O5在內(nèi)的NOx以及HNO3解吸、擴(kuò)散,電極部腐蝕劣化。當(dāng)然,如果在停止期間時(shí)也使原料氣體始終在臭氧發(fā)生裝置中流通,則隨著時(shí)間經(jīng)過(guò),能夠?qū)崟r(shí)地向臭氧發(fā)生裝置外去除解吸的NOx以及HNO3,但為了高效的運(yùn)用,雖然設(shè)置停止期間,但在運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)狀態(tài)的臭氧發(fā)生裝置中消耗氣體而發(fā)生成本的情形,在用戶側(cè)也難以接受。

本發(fā)明是為了解決上述那樣的問(wèn)題而完成的,其目的在于在使用具有間歇運(yùn)轉(zhuǎn)、臨時(shí)停止等封入有氣體的運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)狀態(tài)的臭氧發(fā)生裝置的臭氧發(fā)生系統(tǒng)中,在考慮近年來(lái)的裝置、運(yùn)轉(zhuǎn)狀況而從根本上重新研究了原因后,抑制HNO3(硝酸)所引起的電極部的腐蝕。

本發(fā)明提供一種臭氧發(fā)生系統(tǒng),具備:臭氧發(fā)生裝置,具有相對(duì)配置而形成放電空間的放電電極;氣體供給裝置,對(duì)臭氧發(fā)生裝置供給含氧的原料氣體;冷卻裝置,供給用于冷卻放電電極的冷卻水;電源裝置,對(duì)放電電極供給用于放電的電力;以及控制部,控制氣體供給裝置和電源裝置,該控制部進(jìn)行作為間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的控制,該間歇運(yùn)轉(zhuǎn)交替反復(fù)臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間和臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間,通過(guò)從氣體供給裝置對(duì)臭氧發(fā)生裝置供給原料氣體并且從電源裝置對(duì)放電電極供給電力,臭氧發(fā)生裝置產(chǎn)生臭氧,在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,停止從氣體供給裝置向臭氧發(fā)生裝置的氣體供給及從電源裝置向放電電極的電力供給而不產(chǎn)生臭氧,其中,控制部控制為在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間將所述原料氣體密封在臭氧發(fā)生裝置內(nèi),并且在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)的放電空間以外的、與被密封的原料氣體接觸的位置設(shè)置有吸附硝酸以及氮氧化物的至少一方的吸附劑。

根據(jù)本發(fā)明,能夠去除在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)擴(kuò)散的硝酸、氮氧化物,所以能夠針對(duì)放電電極,抑制硝酸所引起的腐蝕,能夠得到可靠性高的臭氧發(fā)生系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及氣體流動(dòng)體系的框圖。

圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的臭氧發(fā)生裝置的放電電極部的結(jié)構(gòu)的剖面圖。

圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的臭氧發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。

圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的臭氧發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。

圖5是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的臭氧發(fā)生裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的放大剖面圖。

圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的臭氧發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。

圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的臭氧發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。

圖8是示出本發(fā)明的實(shí)施方式5的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及氣體流動(dòng)體系的框圖。

圖9是示出本發(fā)明的實(shí)施方式6的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的臭氧發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。

圖10是示出本發(fā)明的實(shí)施方式7的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的臭氧發(fā)生裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的剖面圖。

圖11是示出本發(fā)明的實(shí)施方式7的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的臭氧發(fā)生裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的、圖10的B-B位置處的剖面圖。

圖12是示出本發(fā)明的實(shí)施方式7的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的臭氧發(fā)生裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的其他例子的、圖10的B-B位置處的剖面圖。

圖13是示出本發(fā)明的實(shí)施方式8的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及氣體流動(dòng)體系的框圖。

(符號(hào)說(shuō)明)

1:氣體供給裝置;2:臭氧發(fā)生裝置;3:電源裝置;6:冷卻裝置;8:控制部;20:放電電極部;22、22C、22D、23:吸附劑;201:接地電極管;202:電介體管;203:高電壓電極;211:微小貫通孔;33:循環(huán)風(fēng)扇。

具體實(shí)施方式

首先,發(fā)明人考慮近年來(lái)的臭氧發(fā)生裝置、運(yùn)轉(zhuǎn)狀況,為了研究生成HNO3的原因,進(jìn)行以下那樣的考察。在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)生成的N2O5以及HNO3有吸附或者附著于電極管的表面或者形成于該表面的氧化膜中的N2O5以及HNO3。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)僅通過(guò)臭氧發(fā)生裝置內(nèi)的氣體置換無(wú)法將它們?nèi)菀椎嘏懦龅窖b置外。依照通常的一般的停止工序?qū)嵤┏浞值臍怏w置換,例如,在臭氧發(fā)生裝置后段測(cè)定的O3以及NOx濃度達(dá)到零之后,關(guān)閉臭氧發(fā)生裝置的前段以及后段的閥門,停止氣體流通。此時(shí),臭氧發(fā)生裝置被封入為比大氣壓高的壓力,防止來(lái)自外部的水分侵入。以往,認(rèn)為在該時(shí)間點(diǎn),防止向臭氧發(fā)生裝置的水分的攜帶,裝置內(nèi)的NOx濃度也充分小,所以HNO3的生成被抑制了。

然而,發(fā)明人確認(rèn)了之后由于周圍溫度等的變化,隨著時(shí)間經(jīng)過(guò),在封入有氣體的狀態(tài)的臭氧發(fā)生裝置內(nèi),NOx以及HNO3每次少量地從電極管表面解吸,濃度擴(kuò)散至裝置內(nèi)整個(gè)區(qū)域。已知在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)流通有氣體的情況下,在電極管的氣體入口側(cè)不存在作為生成氣體的O3、NOx以及HNO3,隨著氣體的流通而被排出,但在氣體流通停止的氣體封入狀態(tài),由于大致均勻的壓力下的濃度擴(kuò)散,在通常動(dòng)作時(shí)不能存在的電極管的氣體入口側(cè)也存在解吸出的NOx以及HNO3

以往,關(guān)于NOx以及HNO3所引起的臭氧發(fā)生裝置的腐蝕,如上所述,以臭氧發(fā)生裝置的大氣開(kāi)放為前提而進(jìn)行了討論。以在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)生成的N2O5與大氣中的水分生成的HNO3為對(duì)象,所以完全未討論過(guò)在停止臭氧發(fā)生裝置的氣體流通的狀態(tài)下HNO3所引起的腐蝕的發(fā)生。另外,通常,考慮只要遵守適當(dāng)?shù)耐V构ば颍瑢?dǎo)電層就不接觸到臭氧發(fā)生裝置中的生成氣體,所以關(guān)于厚膜的導(dǎo)電層未研究腐蝕是理所當(dāng)然的,但對(duì)耐腐蝕性比厚膜差的、被薄膜化了的導(dǎo)電層,也未研究HNO3所引起的腐蝕。進(jìn)而,關(guān)于基于并非與大氣中的水分而是與低露點(diǎn)氣體中含有的微量水分的反應(yīng)而生成的HNO3也未考慮。

如上所述,在成為封入氣體的運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)狀態(tài)之前,使臭氧發(fā)生裝置的溫度上升,促進(jìn)殘留在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)部的N2O5的氣體化,在氣體置換時(shí)使N2O5以及HNO3包含于原料氣體或者來(lái)自外部的凈化氣體而排出是有效的手段。然而,為了對(duì)處于停止?fàn)顟B(tài)即封入氣體的狀態(tài)的臭氧發(fā)生裝置進(jìn)行加熱、置換其內(nèi)部的氣體,需要加熱所需的能量,并且需要從臭氧發(fā)生裝置排出NOx以及HNO3,所以需要對(duì)由于排氣而壓力降低的臭氧發(fā)生裝置再次填充氣體,無(wú)法避免能耗以及成本上升。另外,在使干燥氣體在停止?fàn)顟B(tài)的臭氧發(fā)生裝置中循環(huán)的情況下,攜帶有在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)部解吸出的NOx以及HNO3的氣體在臭氧發(fā)生裝置中簡(jiǎn)單地循環(huán),所以NOx以及HNO3的濃度雖然被干燥氣體稀釋,表面上減少,但反而支援了臭氧發(fā)生裝置內(nèi)的NOx以及HNO3的擴(kuò)散。進(jìn)而,在作為電極管的氣體入口側(cè)的開(kāi)放端設(shè)置有氣體流通量控制栓的情況下,在如大氣開(kāi)放時(shí)那樣,在臭氧發(fā)生裝置和電極管內(nèi)的壓力變化產(chǎn)生差的情況下,解吸并擴(kuò)散的NOx以及HNO3向電極管內(nèi)部的侵入被降低,但在如運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)時(shí)那樣均勻壓力下,無(wú)法抑制氣體向電極管內(nèi)部侵入。另外,暫且侵入的氣體反而難以從電極管內(nèi)部跑出,無(wú)法防止電極的腐蝕。

以往,關(guān)于N2O5以及HNO3所引起的部件的腐蝕,討論了原料氣體是空氣的情況。在氧為原料氣體的情況下,相比于空氣為原料氣體的情況,原料氣體中的氮成分少,當(dāng)然,所生成的NOx量也大幅減少。因此,N2O5以及HNO3所引起的電極的腐蝕問(wèn)題被作為以空氣作為原料氣體的情況所特有的問(wèn)題來(lái)處理。然而,發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)附加地產(chǎn)生的N2O5也容易與原料氣體中攜帶的微量水分反應(yīng),生成HNO3,所以不僅是將空氣作為原料氣體的情況,而且在使用PSA(Pressure Swing Adsorption,變壓吸附)式氧發(fā)生裝置、VPSA(Vaccum Pressure Swing Adsorption,真空變壓吸附)式氧發(fā)生裝置等的、將相比于液氧、氧瓶純度比較低的(純度90~95%)氧作為原料氣體時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,也發(fā)生與將空氣作為原料氣體的情況同樣的現(xiàn)象。附帶地,在將液氧用作原料氣體的情況下,一般使液氧流量攜帶0.1~1%左右的氮,在該程度的氮攜帶量下,在運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間中,不易發(fā)生上述那樣的問(wèn)題。

根據(jù)以上那樣的解吸出的NOx以及HNO3在運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)時(shí)擴(kuò)散這樣的考察,主要根據(jù)防止NOx以及HNO3擴(kuò)散的觀點(diǎn)而完成了本發(fā)明。以下,示出實(shí)施方式而說(shuō)明本發(fā)明。

實(shí)施方式1.

圖1~3是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的圖,圖1是示出臭氧發(fā)生系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)以及流動(dòng)體系的框圖,圖2是示出臭氧發(fā)生裝置的放電電極部的結(jié)構(gòu)的剖面圖,圖2A是與放電電極部的氣體流動(dòng)方向平行的切剖面的剖面圖,圖2B是與氣體流動(dòng)方向垂直的方向的剖面,是示出圖2A的A-A線處的剖面圖。圖3是示出臭氧發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。

說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。臭氧發(fā)生系統(tǒng)如圖1所示,具備:氣體供給裝置1,用于供給原料氣體;臭氧發(fā)生裝置2,由從氣體供給裝置1供給的原料氣體生成臭氧并輸出臭氧化氣體;電源裝置3,對(duì)臭氧發(fā)生裝置2施加交流高電壓;臭氧利用設(shè)備4,使用輸出的臭氧化氣體來(lái)進(jìn)行臭氧處理;排臭氧處理部5,從由臭氧利用設(shè)備4排出的剩余臭氧化氣體中去掉臭氧;冷卻裝置6,使冷卻臭氧發(fā)生裝置2的冷卻水循環(huán);安全閥7,在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體壓力為預(yù)定值以上時(shí)開(kāi)放;以及控制部8,對(duì)全部這些進(jìn)行控制,運(yùn)用臭氧發(fā)生系統(tǒng)。此外,圖中的虛線表示代表性的控制線。

在將空氣作為臭氧發(fā)生裝置2的原料氣體的情況下,在壓縮機(jī)或者鼓風(fēng)機(jī)將氧作為原料氣體的情況下,氣體供給裝置1表示PSA或者VPSA式氧發(fā)生裝置等。另外,在使用壓縮機(jī)或者鼓風(fēng)機(jī)時(shí),根據(jù)需要設(shè)置由原料氣體冷卻/干燥裝置構(gòu)成的水分去除部。該水分去除部使用加熱再生式或者壓力再生式。原料氣體作為含氧的氣體,將加壓了的空氣或者由氧發(fā)生裝置生成的氧氣供給到臭氧發(fā)生裝置2。臭氧利用設(shè)備4表示水處理設(shè)備、排水處理設(shè)備、各種氧化處理設(shè)備以及半導(dǎo)體/液晶制造設(shè)備等。

冷卻裝置6具備:循環(huán)泵,使用于冷卻臭氧發(fā)生裝置2的冷卻水循環(huán);以及冷卻器,對(duì)吸收臭氧發(fā)生裝置2中發(fā)生的熱而溫度上升的冷卻水進(jìn)行冷卻。作為冷卻器,能夠使用液體-液體型、液體-氣體型的各種熱交換型冷卻器或者液體-氟利昂制冷劑型的冷卻器等。關(guān)于冷卻水,使用一般的自來(lái)水的情況較多,但還有混入防凍液、水垢去除劑等的情況或者使用離子交換水、純水的情況。

在這樣的臭氧發(fā)生系統(tǒng)中,根據(jù)來(lái)自臭氧利用設(shè)備4的請(qǐng)求指令,經(jīng)由控制部8控制臭氧發(fā)生裝置2的動(dòng)作,實(shí)施間歇運(yùn)轉(zhuǎn)。在臭氧發(fā)生裝置2接受到運(yùn)轉(zhuǎn)指令時(shí),從氣體供給裝置1供給原料氣體。通過(guò)原料氣體的供給,臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體露點(diǎn)變?yōu)?50℃以下,在臭氧發(fā)生裝置2被維持為預(yù)定的運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力時(shí),冷卻水從冷卻裝置6循環(huán)到臭氧發(fā)生裝置2,從電源裝置向放電電極供給電力,從而開(kāi)始臭氧產(chǎn)生。另一方面,在臭氧發(fā)生裝置2接受到停止指令時(shí),停止從電源裝置向放電電極的電力供給,從而停止產(chǎn)生臭氧,在使用原料氣體對(duì)臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體進(jìn)行充分置換之后,成為用氣體完全密封的狀態(tài),以使得臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的壓力為至少大氣壓以上的值,優(yōu)選小于臭氧發(fā)生裝置2的構(gòu)造上的耐壓以及安全閥7的設(shè)定壓力、且大于臭氧發(fā)生裝置2的運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力的值。之后,氣體供給裝置1以及冷卻裝置6停止。這樣,根據(jù)用戶的期望,反復(fù)進(jìn)行臭氧發(fā)生以及周邊設(shè)備的動(dòng)作以及停止,進(jìn)行臭氧發(fā)生系統(tǒng)的高效的運(yùn)用。

接下來(lái),說(shuō)明本實(shí)施方式1的臭氧發(fā)生裝置2的結(jié)構(gòu)。臭氧發(fā)生裝置2是具有相對(duì)配置而形成放電空間的放電電極,在放電電極之間介有電介體的無(wú)聲放電式的臭氧發(fā)生裝置。關(guān)于電極形狀,能夠應(yīng)用平行平板式或者圓筒管式等各種各樣的方式,但在此,如圖2所示,作為臭氧發(fā)生裝置2的放電電極部20以具有圓筒管式的電極形狀的臭氧發(fā)生裝置為例子進(jìn)行說(shuō)明。放電電極部20設(shè)置有高電壓電極管204,該高電壓電極管204包括作為高電壓側(cè)的電極呈圓筒狀的高電壓電極(導(dǎo)電層)203、和以覆蓋高電壓電極203的外周面及一端側(cè)的方式與高電壓電極203一體化的玻璃管的電介體管202。高電壓電極管204的一端被密閉,以使得僅在后述放電空間流動(dòng)原料氣體,而在高電壓電極管204的內(nèi)部不流過(guò)氣體。在氣體流動(dòng)方向的下游側(cè)通過(guò)放電而產(chǎn)生的O3、NOx多,所以密閉下游側(cè)的一端,以避免這些O3等侵入到高電壓電極管204的內(nèi)部。另外,高電壓電極管204的外徑為以下。高電壓電極203是金屬薄膜,由鋁、鉻、鈦、鎳或者含有它們的合金、不銹鋼等形成。另外,作為接地側(cè)的電極,設(shè)置有接地電極管201,該接地電極管201形成為以使內(nèi)周面隔開(kāi)預(yù)定的間隔(=后述的空隙長(zhǎng)(間隙長(zhǎng))d)而與高電壓電極管204的外周面相對(duì)的方式與高電壓電極管204同心設(shè)置,且在外周流動(dòng)冷卻水206。

電介體管202的外周面與接地電極管201的內(nèi)周面之間的空隙成為放電空間205。放電空間205是在圖中箭頭表示的方向流過(guò)原料氣體的氣體流通路徑,并且還是通過(guò)在接地電極管201與高電壓電極管204之間施加的交流高電壓產(chǎn)生放電的空間。另外,在高電壓電極管204的內(nèi)部,從開(kāi)放的另一端側(cè)插入用于對(duì)高電壓電極203施加高電壓的供電部件207,在用電介體管202覆蓋的一端側(cè)的端部,設(shè)置有用于抑制沿面放電的電場(chǎng)緩和層208。供電部件207在接地電極管201的外側(cè)與高電壓電極203接觸以避免發(fā)生電極間短路時(shí)的電弧持續(xù)。此外,在圖2B的剖面圖中,供電部件207的記載省略。

在臭氧發(fā)生裝置2中,根據(jù)需要的臭氧發(fā)生量,并列地配置多個(gè)上述那樣的放電電極部20,并收納于一個(gè)罐內(nèi)。另外,具備施加交流高電壓的電源裝置3等,通過(guò)由控制部8控制的電源裝置3,對(duì)各放電電極部20施加預(yù)定的交流電壓。從氣體供給裝置1對(duì)各放電電極部20的放電空間205供給含氧的原料氣體,并且經(jīng)由供電部件207對(duì)放電空間205施加交流高電壓,原料氣體放電,從而生成臭氧。

接下來(lái),說(shuō)明在本實(shí)施方式1以及以后的各實(shí)施方式的臭氧發(fā)生系統(tǒng)中共同的、適合于將含氧的氣體作為原料氣體的情況的臭氧發(fā)生裝置2的結(jié)構(gòu)以及運(yùn)轉(zhuǎn)條件。作為各實(shí)施方式的臭氧發(fā)生裝置2的放電電極部20的結(jié)構(gòu),將放電空間205的空隙長(zhǎng)d(以下稱為間隙長(zhǎng)d)設(shè)定為0.1mm以上0.6mm以下、優(yōu)選0.2mm以上0.6mm以下。通過(guò)將間隙長(zhǎng)d設(shè)定為0.6mm以下,相比于間隙長(zhǎng)超過(guò)0.6mm的臭氧發(fā)生裝置,放電空間205的冷卻效率提高,臭氧發(fā)生效率提高,另一方面,放電空間205的電場(chǎng)強(qiáng)度變大,所以附加地產(chǎn)生的NOx增大。在原料氣體是空氣的情況下,將間隙長(zhǎng)d設(shè)定為小于0.3mm時(shí),放電空間205的電場(chǎng)強(qiáng)度變得過(guò)大而NOx的生成量顯著地增大,導(dǎo)致臭氧發(fā)生效率降低,不優(yōu)選。另外,在原料氣體是富氧的情況下,因?yàn)檎?qǐng)求發(fā)生濃度更高的臭氧、與將空氣作為原料氣體的情況相比NOx的生成量減少,所以能夠采用更短的間隙長(zhǎng)d。其中,根據(jù)形成均勻的間隙長(zhǎng)d的制造技術(shù)的觀點(diǎn),0.1mm接近界限、優(yōu)選0.2mm以上。進(jìn)而,在將間隙長(zhǎng)d設(shè)定為超過(guò)0.6mm的值時(shí),放電空間205的溫度過(guò)度上升,臭氧發(fā)生效率降低。

進(jìn)而,臭氧發(fā)生效率不僅根據(jù)間隙長(zhǎng)d,而且還根據(jù)放電空間205內(nèi)的氣體壓力P而變化。作為各實(shí)施方式的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件,氣體壓力P設(shè)定為0.2MPaG(G:表壓)以下、優(yōu)選0.05MPaG以上且小于0.2MPaG、更優(yōu)選0.1MPaG以上且小于0.2MPaG。特別地,在原料氣體是空氣的情況下,氣體壓力P的上升抑制放電空間205中的NOx的生成。另外,氣體壓力P也根據(jù)氣體供給裝置1的吐出壓力,例如在鼓風(fēng)機(jī)的情況下,通過(guò)最大吐出壓力0.2MPaG左右以及臭氧利用設(shè)備4所需的臭氧化氣體壓力(例如在水處理裝置的情況下,至少0.05MPaG以上)而被決定上下限。另外,通過(guò)將氣體壓力P設(shè)定為小于0.2MPaG,臭氧發(fā)生裝置2不符合第二種壓力容器規(guī)定,減輕了法令上的制約,處置等變得容易。

也就是說(shuō),在各實(shí)施方式中,選擇如下結(jié)構(gòu):將間隙長(zhǎng)d設(shè)定為0.1mm以上0.6mm以下、在原料氣體為空氣的情況下設(shè)定為0.3mm以上0.6mm以下、在如使用氧發(fā)生器的情況那樣原料氣體是富氧并且需要高濃度的臭氧的情況下設(shè)定為0.1mm以上0.3mm以下,進(jìn)而調(diào)節(jié)氣體壓力P,從而根據(jù)原料氣體的種類以及需要的臭氧濃度,使得臭氧發(fā)生效率最高,并且減小NOx的生成量。

另外,關(guān)于接通到臭氧發(fā)生裝置2的接通電力密度(每電極面積的接通電力)優(yōu)選是0.05~0.6W/cm2,在原料氣體是空氣的情況下優(yōu)選是0.1W/cm2以上0.4W/cm2以下,在如使用氧發(fā)生器的情況那樣原料氣體是富氧的情況下,設(shè)為0.3W/cm2以上0.6W/cm2以下。接通電力密度還是表示臭氧發(fā)生裝置2的尺寸的指標(biāo),如果接通電力密度大,則裝置變小。另一方面,接通電力密度的上升導(dǎo)致放電空間205的溫度上升,臭氧發(fā)生效率降低。根據(jù)基于放電的臭氧發(fā)生以及抑制氮氧化物生成的觀點(diǎn),優(yōu)選放電空間205的溫度是低溫,所以需要避免接通電力密度過(guò)度地大。然而,在接通電力密度小于0.05W/cm2時(shí),放電狀態(tài)產(chǎn)生偏差,存在無(wú)法維持穩(wěn)定的放電的擔(dān)心,所以不優(yōu)選。

接下來(lái),說(shuō)明在上述構(gòu)造、運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)產(chǎn)生的現(xiàn)象以及以往的臭氧發(fā)生系統(tǒng)中的問(wèn)題。說(shuō)明在以往的臭氧發(fā)生系統(tǒng)中,臭氧發(fā)生裝置被間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的情況的動(dòng)作。從臭氧利用設(shè)備4對(duì)臭氧發(fā)生裝置2,與需要臭氧發(fā)生量一起發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)(臭氧發(fā)生)指令。在臭氧發(fā)生裝置2接收到臭氧發(fā)生指令時(shí),處于關(guān)閉狀態(tài)的閥門V1、V2中的閥門V1成為打開(kāi)狀態(tài),從氣體供給裝置1向臭氧發(fā)生裝置2導(dǎo)入原料氣體。在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的壓力成為大氣壓以上的預(yù)定壓力的階段閥門V2為開(kāi)狀態(tài)。之后,如果從冷卻裝置6導(dǎo)入預(yù)定流量的冷卻水、并且臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體露點(diǎn)是-50℃以下,則從電源裝置3向放電電極供給電力而實(shí)施預(yù)定時(shí)間的臭氧發(fā)生。將以上的狀態(tài)稱為臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間。另一方面,臭氧發(fā)生裝置2在接收到來(lái)自臭氧利用設(shè)備4的運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)(臭氧發(fā)生停止)指令、或者來(lái)自控制部8的表示到達(dá)預(yù)定的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的信號(hào)時(shí),停止從電源裝置3向放電電極的電力供給,停止臭氧發(fā)生,之后,停止冷卻水的供給。

在停止工序中,從臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)排出作為生成氣體的O3、NOx以及HNО3,所以使用原料氣體來(lái)置換臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體預(yù)定的時(shí)間(雖然還依賴于臭氧發(fā)生裝置的容量以及原料氣體流量,但通常需要30分鐘~1小時(shí))、或者使用原料氣體來(lái)置換臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體直至臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的臭氧濃度計(jì)的指示值成為零為止。在判斷為臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體被充分置換的時(shí)間點(diǎn),使閥門V1以及V2成為閉狀態(tài),停止原料氣體的供給,以使臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的壓力維持大氣壓以上。在此,以間歇運(yùn)轉(zhuǎn)即在停止之后重新起動(dòng)為前提,所以氣體供給裝置1以及冷卻裝置6也可以僅停止泵或者壓縮機(jī)等而主電源保持接通狀態(tài)。將以上的狀態(tài)稱為臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間。在經(jīng)過(guò)預(yù)定的臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間、或者從臭氧利用設(shè)備4接收到臭氧發(fā)生指令時(shí),開(kāi)始原料氣體的供給,閥門V1以及V2成為開(kāi)狀態(tài),再次反復(fù)臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間。通過(guò)上述那樣的臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間和臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的反復(fù),臭氧發(fā)生裝置的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)成立。臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間以及臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的設(shè)定是根據(jù)用戶的期望設(shè)定的,所以還存在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間短的系統(tǒng)條件。還有在無(wú)法充分地確保從臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)排出生成氣體的時(shí)間的狀態(tài)下閥門V1以及V2成為關(guān)閉狀態(tài)的情形。相反地,還存在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間持續(xù)幾周的非常長(zhǎng)的情形。

以往,認(rèn)為在臭氧發(fā)生系統(tǒng)的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)中,在進(jìn)入到臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間之前,使用原料氣體對(duì)臭氧發(fā)生裝置內(nèi)進(jìn)行充分置換,所以O(shè)3、NOx以及HNО3的生成氣體不會(huì)從臭氧發(fā)生裝置的下游(氣體出口側(cè))向上游側(cè)(氣體入口側(cè))逆流而侵入到高電壓電極管內(nèi)部。通常,由于實(shí)施充分的氣體置換,所以O(shè)3、NOx以及HNО3并不殘留在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)。然而,在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi),NOx以及HNО3吸附、附著在臭氧發(fā)生裝置2的接地電極管201內(nèi)表面、高電壓電極203的外表面以及罐內(nèi)壁面而殘留。特別是,可知在接地電極的內(nèi)表面以及高電壓電極的外表面堆積有由于作為接地電極的原材料的不銹鋼的氧化、濺射而生成的氧化物,關(guān)于吸附于這些氧化物的NOx以及HNО3,即使實(shí)施長(zhǎng)時(shí)間的氣體置換,也無(wú)法容易地向臭氧發(fā)生裝置2外排出。

氧化物中的NOx以及HNО3由于周圍的溫度等的影響而逐漸解吸,所以即使在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,如果使原料氣體的供給繼續(xù),在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)流通有氣體,則解吸出的NOx以及HNО3每次都被排出到臭氧發(fā)生裝置2外。然而,臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間是氣體被完全密封的狀態(tài),臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)成為均勻的壓力空間,氣體不流通。因此,發(fā)明人發(fā)現(xiàn)逐漸解吸的NOx以及HNО3未被排出到臭氧發(fā)生裝置2外,在成為均勻的壓力的臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)在裝置內(nèi)整個(gè)區(qū)域濃度擴(kuò)散,在以往未被認(rèn)為存在的臭氧發(fā)生裝置2的原料氣體入口側(cè)也存在。例如,確認(rèn)了在將空氣作為原料氣體的臭氧發(fā)生裝置的情況下,與O3一起生成幾千ppm左右的NOx,其大部分通過(guò)氣體置換而被排出到臭氧發(fā)生裝置2外,但通過(guò)經(jīng)由幾小時(shí)~幾天的臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的整個(gè)區(qū)域擴(kuò)散幾百ppm左右的NOx而殘留。

該NOx當(dāng)然還侵入到原料氣體入口側(cè)為開(kāi)口端的高電壓電極管204內(nèi)部。在NOx存在的部位,還同時(shí)存在通過(guò)與微量水分的反應(yīng)而生成的HNО3。侵入到高電壓電極管204內(nèi)部的NOx以及HNО3被在該內(nèi)部設(shè)置的供電部件207捕獲,成為在供電部件207表面濃縮的狀態(tài)。濃縮的NOx以及HNО3在供電部件207表面移動(dòng),對(duì)供電部件207所接觸的高電壓電極203發(fā)揮作用。其結(jié)果,供電部件207和高電壓電極203的接觸部由于NOx以及HNО3而急速地腐蝕、氧化劣化。氧化劣化了的高電壓電極203的接觸部,因?yàn)槠潆姎怆娮柚瞪仙栽谠俅芜M(jìn)入到臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間時(shí)、即在被供電的瞬間由于焦耳熱而消失。伴隨高電壓電極203的消失,向該高電壓電極管204的供電被停止,所以該高電壓電極管204不對(duì)臭氧發(fā)生作貢獻(xiàn)。

通過(guò)上述事象,在無(wú)法忽略原料氣體中的氮量即把空氣作為原料氣體的情況下、或者使用VPSA等氧發(fā)生器的情況下的以往的臭氧發(fā)生裝置中,存在如下問(wèn)題:在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間結(jié)束、再次進(jìn)入到臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間時(shí),有時(shí)發(fā)生不對(duì)臭氧發(fā)生作貢獻(xiàn)的電極管而導(dǎo)致臭氧發(fā)生效率降低的情況。因此,在本實(shí)施方式1的臭氧發(fā)生裝置中,基于以下那樣的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作,抑制臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的NOx、HNО3向高電壓電極管204內(nèi)部的侵入,防止設(shè)置于高電壓電極管204內(nèi)表面的高電壓電極203的由NOx以及HNО3所引起的腐蝕。

圖3是示出本實(shí)施方式1的臭氧發(fā)生裝置2的整體構(gòu)造的剖面圖。在圖中,為了簡(jiǎn)化,僅記載有1組放電電極部20,但實(shí)際上,并列地設(shè)置并連接有多個(gè)放電電極部20。在原料氣體側(cè)頭21的底部設(shè)置有吸附劑22。吸附劑22是能夠吸附NOx(氮氧化物)以及HNО3(硝酸)中的至少一方的干式材料,使用顆粒狀的沸石。如上所述,由NOx生成HNО3,最終HNО3使高電壓電極203腐蝕,所以如果降低NOx或者HNО3的至少一方的濃度,則有抑制腐蝕的效果。其中,吸附劑22當(dāng)然更優(yōu)選為能夠吸附NOx以及HNО3這兩者的干式材料。

在本實(shí)施方式1中,在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間的臭氧發(fā)生裝置2接收到來(lái)自臭氧利用設(shè)備4的運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)(臭氧發(fā)生停止)指令、或者來(lái)自控制部8的表示達(dá)到預(yù)定的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的信號(hào)時(shí),停止臭氧發(fā)生,之后,停止冷卻水的供給。進(jìn)而,為了將作為生成氣體的O3、NOx以及HNО3從臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)排出,使用原料氣體來(lái)置換臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體預(yù)定的時(shí)間、或者使用原料氣體來(lái)置換臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體直至臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的臭氧濃度計(jì)的指示值為零為止。在判斷為臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體被充分置換的時(shí)間點(diǎn),臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體壓力以及溫度大致均勻,使閥門V1以及V2成為關(guān)閉狀態(tài),停止原料氣體的供給,設(shè)為臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,以使臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體壓力維持至少運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力P以上、即臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間中的壓力以上并且小于安全閥7的設(shè)定壓力。在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間吸附在放電空間內(nèi)的電極管表面等的NOx以及HNО3開(kāi)始逐漸解吸。解吸的主要的推動(dòng)力是溫度梯度、作為對(duì)象的氣體的濃度梯度,例如,由于臭氧發(fā)生裝置2周圍的溫度變化,NOx以及HNО3從電極管表面等解吸。解吸出的NOx以及HNО3通過(guò)其濃度擴(kuò)散,向不存在NOx以及HNО3的空間擴(kuò)散開(kāi)。從放電空間擴(kuò)散到原料氣體側(cè)頭21的NOx以及HNО3比氧、空氣重,所以大部分開(kāi)始滯留在所述頭21的底部。所述頭21的底部設(shè)置有吸附劑22,吸附劑22與擴(kuò)散的NOx以及HNО3在所述頭21的底部接觸,從臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)吸附、去除NOx以及HNО3的至少一方。因此,大幅抑制了擴(kuò)散的NOx、HNО3從高電壓電極管204的開(kāi)放端向內(nèi)部的侵入,高電壓電極203不會(huì)因與NOx、HNО3的接觸而腐蝕、劣化。

吸附劑22能夠使用沸石、氧化鋁、進(jìn)而氫氧化鈣以及氫氧化鈉這樣的堿中和材料或者它們的混合物。作為吸附劑22的性質(zhì),優(yōu)選為化學(xué)吸附型,但在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間中,不會(huì)對(duì)臭氧發(fā)生裝置2突然地施加為了NOx以及HNО3從電極管表面解吸所需的能量(溫度變化等),所以也可以是物理吸附型。另外,吸附劑22的構(gòu)造是粒狀、顆粒狀或者粉狀中的任意的形狀,既可以直接設(shè)置在原料氣體側(cè)頭21的底部,但也可以用無(wú)紡布、多孔質(zhì)材料包裹而設(shè)置在該場(chǎng)所。特別是,在吸附劑22是微粉末的情況下,存在伴隨原料氣體的導(dǎo)入,粉末飛散而與原料氣體一起被導(dǎo)入到放電空間的可能性。通過(guò)用無(wú)紡布、多孔質(zhì)材料包裹,吸附劑的粉末不會(huì)被導(dǎo)入到放電空間。另外,關(guān)于吸附劑的設(shè)置場(chǎng)所,只要是臭氧發(fā)生裝置的放電空間以外的與氣體接觸的場(chǎng)所,則可以是任意場(chǎng)所,但優(yōu)選設(shè)置于原料氣體側(cè)頭21等比放電空間更靠供給原料氣體的一側(cè),以避免在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間暴露于臭氧。

在適當(dāng)?shù)倪\(yùn)用狀態(tài)下,幾乎不向原料氣體側(cè)頭21導(dǎo)入臭氧,但在為了應(yīng)對(duì)緊急停止等非穩(wěn)定時(shí)的突發(fā)性的臭氧的混入而使用活性炭系的吸附劑22的情況下,根據(jù)避免臭氧的分解所伴隨的急劇的升溫、爆炸的觀點(diǎn),優(yōu)選使用用氧化鋁等處理過(guò)的特殊活性炭。

另外,在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)解吸的NOx以及HNО3向臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的擴(kuò)散還依賴于臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體壓力。在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi),在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體壓力高時(shí),單位時(shí)間單位面積上移動(dòng)的NOx以及HNО3的量、即擴(kuò)散流束變小。在以往的臭氧發(fā)生裝置中,臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的氣體壓力是根據(jù)不向大氣壓開(kāi)放為好的觀點(diǎn)決定的,所以一般地為比運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力P低的值。在本發(fā)明中,在從臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間轉(zhuǎn)移到臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間時(shí),使臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體壓力比運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力P(NOx、HNО3吸附時(shí)的壓力)上升,所以具有使臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的NOx、HNО3的擴(kuò)散流束降低的效果。即,在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,能夠降低原料氣體側(cè)頭21的NOx、HNО3的存在概率。在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,僅比臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間的運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力提高氣體壓力,所以臭氧發(fā)生裝置2的控制也容易。

通過(guò)利用在臭氧發(fā)生裝置2中循環(huán)的冷卻水或者設(shè)置于臭氧發(fā)生系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)設(shè)備等,操作臭氧發(fā)生裝置2的溫度,例如控制NOx以及HNО3從形成在電極管表面的氧化膜中解吸是有效的手段。例如,在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,設(shè)為使冷卻水在臭氧發(fā)生裝置2中循環(huán)的狀態(tài),使臭氧發(fā)生裝置2低溫化,從而能夠抑制NOx以及HNО3的解吸即擴(kuò)散。另一方面,通過(guò)在進(jìn)入到臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間之前對(duì)臭氧發(fā)生裝置2進(jìn)行加溫,能夠提高NOx以及HNО3的解吸速度,在轉(zhuǎn)移到臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間之前,盡可能地能夠?qū)Ox以及HNО3與原料氣體一起排出。然而,因附加溫度調(diào)整所需的附帶設(shè)備、時(shí)間、能量以及成本,所以這些手段不優(yōu)選。臭氧發(fā)生裝置2的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)是以節(jié)能/低成本為目的的高效的運(yùn)用條件,在處于為了節(jié)能化強(qiáng)行設(shè)置的臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置2中,除了臭氧發(fā)生以外,投入能量以及成本的做法違背采用間歇運(yùn)轉(zhuǎn)本身的想法。

關(guān)于臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的NOx以及HNО3的擴(kuò)散,在間隙長(zhǎng)是0.6mm以下時(shí)顯著發(fā)生。在本實(shí)施方式1的臭氧發(fā)生裝置2中,相比于間隙長(zhǎng)超過(guò)0.6mm的以往的臭氧發(fā)生裝置,放電空間205的電場(chǎng)強(qiáng)度大,所以NOx的生成量本身增加。因此,積蓄在電極管表面的NOx也增加。即,使用設(shè)置在原料氣體側(cè)頭21的底部的吸附劑22進(jìn)行的NOx、HNО3的去除,在如本實(shí)施方式1那樣將間隙長(zhǎng)設(shè)定得較短的臭氧發(fā)生裝置中非常有效。進(jìn)而,關(guān)于實(shí)現(xiàn)臭氧發(fā)生裝置2的小型化的電極管的小徑化,不得已設(shè)為其內(nèi)部的高電壓電極203為薄膜,所以高電壓電極203也是易于受到NOx、HNО3的影響的主要原因。以往,使用直徑是100mm左右的口徑大的電極管,所以高電壓電極203能夠通過(guò)熱噴等形成密接力極其高、且膜厚是100μm以上的厚膜。然而,在本實(shí)施方式1中使用直徑30mm以下的電極管,所以無(wú)法采用熱噴等施工法。在直徑30mm以下的電極管中,作為施工方法采用濕式的表面涂層、鍍覆、真空蒸鍍等,形成幾μm左右的薄膜來(lái)作為高電壓電極203。因此,與厚膜的高電壓電極相比,針對(duì)NOx、HNО3的耐食性降低。因此,本實(shí)施方式1中的使用設(shè)置在原料氣體側(cè)頭21的底部的吸附劑22去除NOx、HNО3,根據(jù)電極管的小徑化的觀點(diǎn)是非常有效的。

如以上那樣,根據(jù)本實(shí)施方式1的臭氧發(fā)生系統(tǒng),在間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,設(shè)置在原料氣體側(cè)頭21的吸附劑22從封入到臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體中吸附在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)擴(kuò)散的NOx、HNО3,所以能夠大幅抑制侵入到一端是開(kāi)口端的高電壓電極管204內(nèi)部的NOx、HNО3。因此,高電壓電極203不會(huì)腐蝕、劣化,能夠提供可靠性高的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)。另外,通過(guò)將臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置2的氣體壓力設(shè)定為至少運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力以上,能夠降低NOx、HNО3的擴(kuò)散流束。因此,能夠降低原料氣體側(cè)頭21中的NOx、HNО3的存在概率。

實(shí)施方式2.

說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的臭氧發(fā)生系統(tǒng)。本實(shí)施方式2的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與實(shí)施方式1相同,但設(shè)置在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)的吸附劑的設(shè)置場(chǎng)所不同。圖4是用于示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的臭氧發(fā)生裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖,是與放電電極部的氣體流動(dòng)方向平行的切剖面的剖面圖。在圖中,為了簡(jiǎn)化,僅記載有1組放電電極部20,但實(shí)際上,并列地設(shè)置、連接有多個(gè)放電電極部。圖5是示出本實(shí)施方式2的臭氧發(fā)生裝置的高電壓電極管的開(kāi)口端部分的構(gòu)造的一個(gè)例子的、與放電電極部的氣體流動(dòng)方向平行的切剖面的放大剖面圖。在圖中,對(duì)與圖2以及圖3相同或者對(duì)應(yīng)的部件,附加相同的符號(hào),只要不特別必要?jiǎng)t省略說(shuō)明

以下,僅說(shuō)明與實(shí)施方式1的情況不同的點(diǎn)。在本實(shí)施方式2中,將吸附劑23設(shè)置于在各高電壓電極管204內(nèi)的開(kāi)口端與供電部件207的接觸部207b之間形成的空間,該吸附劑23從至少以比運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力P高的壓力封入到臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體中去除在間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間解吸并擴(kuò)散到臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的至少NOx以及HNО3的一方。即,芯棒207a為貫通吸附劑23內(nèi)部的形狀。該空間是非放電空間,所以吸附劑23不會(huì)受放電的影響。吸附劑23既可以以吸附劑原材料的狀態(tài)直接填充到各高電壓電極管204內(nèi),也可以用無(wú)紡布、多孔質(zhì)片包裹而設(shè)置。在將顆粒狀、粒狀或者粉末狀的吸附劑23直接填充到各高電壓電極管204內(nèi)的空間的情況下,在開(kāi)口端處設(shè)置玻璃棉24以避免吸附劑23從各高電壓電極管204的開(kāi)口端露出。其不限于玻璃棉,只要是具有不露出吸附劑23且透過(guò)氣體的構(gòu)造的物質(zhì),則沒(méi)有限制。

另外,吸附劑23也可以成形為在吸附劑內(nèi)部能夠流通氣體的構(gòu)造例如成型為蜂窩構(gòu)造的物質(zhì)。在該情況下,如圖5所示,通過(guò)經(jīng)由O-環(huán)等氣體密封材料231、232,使吸附劑23和高電壓電極203以及供電部件207的芯棒207a密接,能夠在高電壓電極管204的開(kāi)口部設(shè)置吸附劑。在該構(gòu)造中,能夠抑制不通過(guò)吸附劑而侵入到高電壓電極管204內(nèi)部的NOx、HNО3,能夠高效地吸附、去除NOx、HNО3。另外,供電部件207和吸附劑23一體化,所以電極管的裝配也容易。此外,在該情況下,吸附劑23被成型,所以不需要玻璃棉24。

還考慮根據(jù)從放電空間205側(cè)向原料氣體側(cè)頭21擴(kuò)散來(lái)的NOx以及HNО3的濃度、臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體溫度以及氣體壓力,在NOx以及HNО3到達(dá)原料氣體側(cè)頭21之后,不迅速地?cái)U(kuò)散到原料氣體側(cè)頭21的底部的情況。因此,在實(shí)施方式1的情況下,NOx以及HNО3在到達(dá)原料氣體側(cè)頭21的底部之前,一部分侵入到高電壓電極管204內(nèi)部的可能性雖然小但是是存在的。然而,在本實(shí)施方式中,在全部的各高電壓電極管204中設(shè)置有吸附劑23,所以完全沒(méi)有該可能性。

另外,當(dāng)然,本實(shí)施方式2的結(jié)構(gòu)也可以與實(shí)施方式1組合使用。吸附劑的使用量比實(shí)施方式1或者實(shí)施方式2單獨(dú)的情況增加,但能夠更可靠地吸附、去除擴(kuò)散的NOx、HNО3。

如以上那樣,根據(jù)本實(shí)施方式2的臭氧發(fā)生系統(tǒng),在間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,設(shè)置在各高電壓電極管204內(nèi)的吸附劑23從封入到臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體中吸附在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)擴(kuò)散的NOx、HNО3,所以NOx、HNО3不會(huì)從接觸部207b侵入到氣體出口側(cè)的高電壓電極管204內(nèi)部。因此,高電壓電極203不會(huì)腐蝕、劣化,而能夠提供可靠性高的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)。另外,通過(guò)將臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置2的氣體壓力設(shè)定為至少運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力以上,能夠降低NOx、HNО3的擴(kuò)散流束。因此,能夠降低原料氣體側(cè)頭21的NOx、HNО3的存在概率。

實(shí)施方式3.

說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3的臭氧發(fā)生系統(tǒng)。本實(shí)施方式3的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與實(shí)施方式1以及2相同,但針對(duì)1根接地電極管以使其閉口端面對(duì)面的方式串列地設(shè)置2根臭氧發(fā)生裝置的高電壓電極管的這一點(diǎn)不同。圖6是用于示出本實(shí)施方式的臭氧發(fā)生裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖,是與放電電極部的氣體流動(dòng)方向平行的切剖面的剖面圖。在圖中,為了簡(jiǎn)化,僅記載了1組放電電極部,但實(shí)際上,并列地設(shè)置、連接有多個(gè)放電電極部。在圖中,對(duì)與圖2~5的結(jié)構(gòu)設(shè)備相同或者對(duì)應(yīng)的部件,附加相同的符號(hào),只要不特別必要?jiǎng)t省略說(shuō)明。

以下,僅說(shuō)明與實(shí)施方式1以及2的情況不同的點(diǎn)。圖6所示的臭氧發(fā)生裝置2是被稱為串列型的臭氧發(fā)生裝置?;镜臉?gòu)造與實(shí)施方式1以及2所述的臭氧發(fā)生裝置相同。串列型主要是對(duì)大容量的臭氧發(fā)生裝置應(yīng)用的構(gòu)造,相比于在1根接地電極管201中具備1根高電壓電極管的情況,每單位臭氧發(fā)生量的高壓罐以及接地電極管等單位制造成本更便宜,能夠廉價(jià)地制造臭氧發(fā)生裝置的點(diǎn)是有利的。

氣體入口側(cè)的高電壓電極管204A和氣體出口側(cè)的高電壓電極管204B設(shè)置于1根接地電極管201內(nèi),兩個(gè)高電壓電極管配置為閉口端面對(duì)面。因此,從設(shè)置在高電壓電極管各個(gè)中的供電部件207A、207B分別施加臭氧發(fā)生所需的交流高電壓。高電壓電極管204A與實(shí)施方式1~2所述的高電壓電極管204相同。在該構(gòu)造中,高電壓電極管204B在由臭氧發(fā)生裝置2生成的輸出氣體側(cè)存在開(kāi)口端。因此,О3、NOx侵入到高電壓電極管204B內(nèi)。因此,在高電壓電極管204B的開(kāi)口端設(shè)置有抑制О3、NOx、進(jìn)而HNО3向高電壓電極管204B內(nèi)入侵的氣體密封栓209。另外,也可以用耐食性比高電壓電極203A高的金屬或者易于不動(dòng)態(tài)化的金屬來(lái)形成高電壓電極管204B內(nèi)的高電壓電極203B,在該情況下,因?yàn)槭褂媒饘僮陨淼某惺苄詠?lái)防止О3、NOx進(jìn)而HNО3所引起的腐蝕,所以并非一定需要?dú)怏w密封栓209。在圖6中,與實(shí)施方式1同樣地,在原料氣體側(cè)頭21的底部設(shè)置有吸附劑22。吸附劑22是能夠吸附NOx以及HNО3中的至少一方的干式材料。

在本實(shí)施方式3中,如果臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間的臭氧發(fā)生裝置2接收到來(lái)自臭氧利用設(shè)備4的運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)(臭氧發(fā)生停止)指令、或者來(lái)自控制部8的表示達(dá)到預(yù)定的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的信號(hào),則停止臭氧發(fā)生,之后,停止冷卻水的供給。進(jìn)而,為了將作為生成氣體的O3、NOx以及HNО3從臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)排出,使用原料氣體來(lái)置換臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體預(yù)定的時(shí)間、或者使用原料氣體來(lái)置換臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體直至臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的臭氧濃度計(jì)的指示值為零為止。在判斷為臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體被充分置換的時(shí)間點(diǎn),臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體壓力以及溫度大致均勻,使閥門V1以及V2成為關(guān)閉狀態(tài),停止原料氣體的供給,成為臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,以使臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體壓力維持至少運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力P以上并且小于安全閥7的設(shè)定壓力。

在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間吸附在放電空間內(nèi)的電極管表面等的NOx以及HNО3由于臭氧發(fā)生裝置2周圍的溫度等的變化,逐漸開(kāi)始解吸。解吸出的NOx以及HNО3通過(guò)其濃度擴(kuò)散,向不存在NOx以及HNО3的空間擴(kuò)散出去。從放電空間擴(kuò)散到原料氣體側(cè)頭21的NOx以及HNО3比氧、空氣重,所以大部分開(kāi)始滯留在頭21的底部。擴(kuò)散來(lái)的NOx、HNО3與設(shè)置在頭21的底部的吸附劑22接觸,被從臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)吸附、去除。因此,擴(kuò)散的NOx、HNО3從高電壓電極管204A的開(kāi)口端向內(nèi)部的侵入被大幅抑制,高電壓電極203A不會(huì)由于與NOx、HNО3的接觸而腐蝕、劣化。另一方面,在高電壓電極管204B的開(kāi)口端側(cè)不設(shè)置吸附劑。其原因?yàn)?,在高電壓電極管204B中設(shè)置有氣體密封栓209,所以擴(kuò)散的NOx、HNО3不會(huì)侵入到高電壓電極管204B內(nèi),高電壓電極203B不會(huì)腐蝕、劣化。

另外,關(guān)于在臭氧發(fā)生裝置2中設(shè)置的吸附劑,不限于僅設(shè)置在原料氣體側(cè)頭21的底部,也可以與實(shí)施方式2同樣地設(shè)置于各高電壓電極管204A的開(kāi)口端部。在NOx以及HNО3到達(dá)原料氣體側(cè)頭21的底部之前,一部分侵入到高電壓電極管204A內(nèi)部的可能性雖然小但是是存在的。然而,如果在全部的各高電壓電極管204A中設(shè)置吸附劑23,則能夠完全沒(méi)有該可能性。當(dāng)然,也可以在原料氣體側(cè)頭21的底部和各高電壓電極管204A的開(kāi)口端部這兩處設(shè)置吸附劑。吸附劑的使用量相比于在原料氣體側(cè)頭21的底部或者各高電壓電極管204A的開(kāi)口端部的任意一方設(shè)置的情況增加,但能夠更可靠地吸附、去除擴(kuò)散的NOx、HNО3。

在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)解吸出的NOx以及HNО3的向臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的擴(kuò)散還依賴于臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的封入氣體壓力。在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi),單位時(shí)間內(nèi)單位面積上移動(dòng)的NOx以及HNО3的量即擴(kuò)散流束在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體壓力高時(shí)變小。在本實(shí)施方式3中,在從臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間轉(zhuǎn)移到臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間時(shí),使臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體壓力比運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力P上升,所以有使臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間中的NOx、HNО3的擴(kuò)散流束降低的效果。即,在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,能夠降低原料氣體側(cè)頭21的NOx、HNО3的存在概率。

如以上那樣,根據(jù)本實(shí)施方式3的臭氧發(fā)生系統(tǒng),在間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,設(shè)置在串列型臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的原料氣體側(cè)頭21的吸附劑22從封入到臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體中吸附在串列型臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)擴(kuò)散的NOx以及HNО3,所以能夠大幅抑制侵入到一端是開(kāi)口端的高電壓電極管204A的內(nèi)部的NOx、HNО3。因此,高電壓電極203A不會(huì)腐蝕、劣化,能夠提供可靠性高的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)。另外,通過(guò)將臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的串列型臭氧發(fā)生裝置2的氣體壓力設(shè)定為至少運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力以上,能夠降低NOx、HNО3的擴(kuò)散流束。因此,能夠降低原料氣體側(cè)頭21的NOx、HNО3的存在概率。

實(shí)施方式4.

說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式4的臭氧發(fā)生系統(tǒng)。本實(shí)施方式4的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與實(shí)施方式1~3相同。另外,臭氧發(fā)生裝置的構(gòu)造是與實(shí)施方式3大致相同的串列型構(gòu)造,但臭氧發(fā)生裝置2中的氣體入口以及氣體出口不同。圖7是用于示出本實(shí)施方式4的臭氧發(fā)生裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖,是與放電電極部的氣體流動(dòng)方向平行的切剖面的剖面圖。在圖中,為了簡(jiǎn)化,僅記載有1組放電電極部20,但實(shí)際上,并列地設(shè)置、連接有多個(gè)放電電極部。在圖中,對(duì)與圖2~6的結(jié)構(gòu)設(shè)備相同或者對(duì)應(yīng)的部件,附加相同的符號(hào),只要不特別必要?jiǎng)t省略說(shuō)明

在圖7中,從圖中的左側(cè)以及右側(cè)這雙方供給原料氣體。即,原料氣體側(cè)頭21C、21D設(shè)置在臭氧發(fā)生裝置2的左右。左側(cè)的高電壓電極管204C和右側(cè)的高電壓電極管204D設(shè)置在1根接地電極管201內(nèi),高電壓電極管被配置為閉口端面對(duì)面。因此,從設(shè)置于高電壓電極管各個(gè)的供電部件207C、207D分別施加臭氧發(fā)生所需的交流高電壓。另外,氣體出口210設(shè)置于臭氧發(fā)生裝置2的中央部、即2根高電壓電極管204C、204D的閉口端面對(duì)面的部位。高電壓電極管204C、204D與實(shí)施方式1~2所述的高電壓電極管204相同。在該構(gòu)造中,高電壓電極管204C、204D的閉口端存在于臭氧發(fā)生裝置2中生成的輸出氣體側(cè)。進(jìn)而,在原料氣體側(cè)頭21C、21D的底部設(shè)置有吸附劑22C、22D。吸附劑22C、22D是能夠吸附NOx以及HNО3中的至少一方的干式材料。

在本實(shí)施方式4中,如果臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間的臭氧發(fā)生裝置2接收到來(lái)自臭氧利用設(shè)備4的運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)(臭氧發(fā)生停止)指令、或者來(lái)自控制部8的表示達(dá)到預(yù)定的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的信號(hào),則停止臭氧發(fā)生,之后,停止冷卻水的供給。進(jìn)而,為了將作為生成氣體的O3、NOx以及HNО3從臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)排出,使用原料氣體來(lái)置換臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體預(yù)定的時(shí)間、或者使用原料氣體來(lái)置換臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體直至臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的臭氧濃度計(jì)的指示值為零為止。在判斷為臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體被充分置換的時(shí)間點(diǎn),臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體壓力以及溫度大致均勻,使閥門V1以及V2成為關(guān)閉狀態(tài),停止原料氣體的供給,成為臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,以使臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體壓力維持至少運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力P以上并且小于安全閥7的設(shè)定壓力。

在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間中吸附于放電空間內(nèi)的電極管表面等的NOx以及HNО3由于臭氧發(fā)生裝置2周圍的溫度等的變化,逐漸地開(kāi)始解吸。解吸出的NOx以及HNО3通過(guò)其濃度擴(kuò)散,向不存在NOx以及HNО3的空間擴(kuò)散。從放電空間擴(kuò)散到原料氣體側(cè)頭21C、21D的NOx以及HNО3比氧、空氣重,所以大部分開(kāi)始滯留在頭21C、21D的底部。擴(kuò)散來(lái)的NOx、HNО3與設(shè)置于頭21C、21D的底部的吸附劑22C、22D接觸,被從臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)吸附、去除。因此,擴(kuò)散的NOx、HNО3從高電壓電極管204C、204D的開(kāi)口端向內(nèi)部的侵入被大幅抑制,高電壓電極203C、203D不會(huì)由于與NOx、HNО3的接觸而腐蝕、劣化。

另外,設(shè)置于臭氧發(fā)生裝置2的吸附劑不限于僅設(shè)置在原料氣體側(cè)頭21C、21D的底部,也可以與實(shí)施方式2同樣地設(shè)置于各高電壓電極管204C、204D的開(kāi)口端部。其原因?yàn)?,NOx以及HNО3在到達(dá)原料氣體側(cè)頭21C、21D的底部之前,一部分侵入到高電壓電極管204C、204D內(nèi)部的可能性雖然小但是是存在的。然而,如果在全部的各高電壓電極管204C、204D中設(shè)置吸附劑,則完全沒(méi)有該可能性。當(dāng)然,也可以在原料氣體側(cè)頭21C、21D的底部和各高電壓電極管204C、204D的開(kāi)口端部這兩個(gè)部位設(shè)置吸附劑。吸附劑的使用量比在原料氣體側(cè)頭21C、21D的底部或者各高電壓電極管204C、204D的開(kāi)口端部中的任意一方設(shè)置的情況增加,但能夠更可靠地吸附、去除擴(kuò)散的NOx、HNО3。

在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)解吸出的NOx以及HNО3的向臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的擴(kuò)散還依賴于臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的封入氣體壓力。在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi),單位時(shí)間內(nèi)單位面積上移動(dòng)的NOx以及HNО3的量、即擴(kuò)散流束在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體壓力高時(shí)變小。在本實(shí)施方式4中,在從臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間轉(zhuǎn)移到臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間時(shí),使臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體壓力比運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力P上升,所以具有使臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的NOx、HNО3的擴(kuò)散流束降低的效果。即,在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,能夠降低原料氣體側(cè)頭21C、21D的NOx、HNО3的存在概率。

如以上那樣,根據(jù)本實(shí)施方式4的臭氧發(fā)生系統(tǒng),在間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,設(shè)置于串列型臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的原料氣體側(cè)頭21C、21D的吸附劑22C、22D從封入到臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體中吸附在串列型臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)擴(kuò)散的NOx、HNО3,所以能夠大幅抑制侵入到一端是開(kāi)口端的高電壓電極管204C、204D的內(nèi)部的NOx、HNО3。因此,高電壓電極203C、203D不會(huì)腐蝕、劣化,能夠提供可靠性高的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)。另外,通過(guò)將臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的串列型臭氧發(fā)生裝置2的氣體壓力設(shè)定為至少運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力以上,能夠降低NOx、HNО3的擴(kuò)散流束。因此,能夠降低原料氣體側(cè)頭21C、21D的NOx、HNО3的存在概率。

實(shí)施方式5.

說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式5的臭氧發(fā)生系統(tǒng)。本實(shí)施方式5的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與實(shí)施方式1~4的至少某一個(gè)相同,但在不脫離間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的概念的范圍內(nèi),在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置中少量利用原料氣體的點(diǎn)不同。圖8是示出本實(shí)施方式5的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)以及流動(dòng)體系的框圖。圖8相當(dāng)于2臺(tái)臭氧發(fā)生裝置交替反復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)、停止的情況、或者2臺(tái)臭氧發(fā)生裝置中的1臺(tái)是備份用且僅在只另一方的臭氧發(fā)生裝置的話必要臭氧發(fā)生量不足的情況下備份用臭氧發(fā)生裝置也一并地動(dòng)作的情況。在圖中,對(duì)與圖1的結(jié)構(gòu)設(shè)備相同或者對(duì)應(yīng)的部件,附加相同的符號(hào),只要不特別必要?jiǎng)t省略說(shuō)明

以下僅說(shuō)明與實(shí)施方式1~4的情況不同的點(diǎn)。在本實(shí)施方式5中,臭氧發(fā)生裝置2A、2B這2臺(tái)臭氧發(fā)生裝置交替反復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)、停止。在該情況下,臭氧發(fā)生裝置2A、2B這雙方為間歇運(yùn)轉(zhuǎn)?;蛘?,臭氧發(fā)生裝置2A連續(xù)動(dòng)作,根據(jù)來(lái)自臭氧利用設(shè)備4的臭氧發(fā)生量增大的請(qǐng)求,僅在只臭氧發(fā)生裝置2A的話臭氧發(fā)生量下不足的情況下,使臭氧發(fā)生裝置2B動(dòng)作。在該情況下,僅臭氧發(fā)生裝置2B為間歇運(yùn)轉(zhuǎn)。在此,使用具備2臺(tái)臭氧發(fā)生裝置、兩者交替反復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)、停止的例子來(lái)進(jìn)行說(shuō)明,但構(gòu)成系統(tǒng)的臭氧發(fā)生裝置不應(yīng)限于2臺(tái),即使在使用3臺(tái)以上的臭氧發(fā)生裝置的情況下也是同樣的。

在臭氧發(fā)生裝置2A是臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間的情況下,閥門V11、V21是打開(kāi)狀態(tài),臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置2B在即將要轉(zhuǎn)移到臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的停止工序中,使用原料氣體,進(jìn)行充分的氣體置換,成為以至少比運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力P高的壓力封入氣體的狀態(tài)。閥門V12、V22是關(guān)閉狀態(tài)。另外,去除在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)擴(kuò)散的NOx以及HNО3的吸附劑與實(shí)施方式1~4所述的例子相同,設(shè)置于2臺(tái)臭氧發(fā)生裝置2A、2B各自的原料氣體側(cè)頭以及高電壓電極管的開(kāi)口端的至少一方。

在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置2B中,在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間開(kāi)始之后,按照1~2天至少1次的程度,使閥門V12、V22成為打開(kāi)狀態(tài),相對(duì)于對(duì)臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間的臭氧發(fā)生裝置2A供給的原料氣體流量,將極少的氣體流量的原料氣體作為凈化氣體供給到臭氧發(fā)生裝置2B。在臭氧發(fā)生裝置2A、2B的后段具備逆止閥31、32,從兩個(gè)臭氧發(fā)生裝置2A、2B排出的氣體各自不會(huì)逆流。通過(guò)該操作,在臭氧發(fā)生裝置2B內(nèi)開(kāi)始擴(kuò)散的NOx以及HNО3在到達(dá)原料氣體側(cè)頭以前,與原料氣體一起被排出到臭氧發(fā)生裝置2B外,在臭氧發(fā)生裝置2A的輸出氣體中攜帶。將該操作期間稱為凈化期間。即使假設(shè)NOx以及HNО3的一部分到達(dá)臭氧發(fā)生裝置2B的原料氣體側(cè)頭,通過(guò)凈化氣體,氣體流入到臭氧發(fā)生裝置2B內(nèi),產(chǎn)生攪拌作用,所以NOx、HNО3接觸到設(shè)置于臭氧發(fā)生裝置2B內(nèi)的吸附劑而被吸附、去除。

臭氧發(fā)生裝置2B被控制為在用戶指定的臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,經(jīng)由至少1次以上的凈化期間。根據(jù)臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的長(zhǎng)度決定凈化期間的次數(shù)。在凈化期間結(jié)束時(shí),封入氣體,閥門V12、V22成為關(guān)閉狀態(tài),以使臭氧發(fā)生裝置2B內(nèi)的氣體壓力大于運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力P。在用戶指定的臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間結(jié)束時(shí),閥門V12、V22成為打開(kāi)狀態(tài),臭氧發(fā)生裝置2A經(jīng)由停止工序,封入氣體,閥門V11、V21成為關(guān)閉狀態(tài),以使臭氧發(fā)生裝置2A內(nèi)的氣體壓力大于運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力P;臭氧發(fā)生裝置2B轉(zhuǎn)移到臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間,臭氧發(fā)生裝置2A轉(zhuǎn)移到臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間。

在本實(shí)施方式5所述的臭氧發(fā)生裝置中,在臭氧發(fā)生時(shí)生成的NOx以及HNО3最多的是將空氣作為原料氣體的情況。在該情況下,直至在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)擴(kuò)散的NOx以及HNО3完全擴(kuò)散到原料氣體側(cè)頭為止,需要至少2~3天以上的天數(shù)。另外,在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置內(nèi),NOx以及HNО3的濃度擴(kuò)散產(chǎn)生的擴(kuò)散流量相對(duì)1個(gè)放電空間而言為1×10-6L/min(N)以下(N表示0℃、1atm),是微量的。例如,即使在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)搭載的電極管為1000根的情況下,整體擴(kuò)散流量也極其小,為1×10-3L/min(N)以下。擴(kuò)散的NOx以及HNО3不到達(dá)原料氣體側(cè)頭,所以將比擴(kuò)散流量多的原料氣體作為凈化氣體供給即可,在電極管是1000根的情況下,供給1×10-3L/min(N)以上的凈化氣體即可。這為對(duì)臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間的臭氧發(fā)生裝置供給的全部原料氣體流量的微小的0.00001%左右的氣體流量。即,凈化期間的凈化氣體的流量,根據(jù)臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間的氣體流量,為其百萬(wàn)分之一以下千萬(wàn)分之一以上的氣體流量即可。進(jìn)而,1次的凈化期間是至少凈化氣體從原料氣體側(cè)頭完全通過(guò)放電空間為止的時(shí)間即可,所以在實(shí)施方式1~2所述的臭氧發(fā)生裝置的情況下,1~1.5小時(shí)左右就足夠了,在實(shí)施方式3~4所述的串列型臭氧發(fā)生裝置的情況下,2~3.5小時(shí)左右就足夠了。此外,凈化氣體也可以并非與原料氣體相同的氣體,在例如原料氣體是氧氣的情況下,也可以將干燥空氣作為凈化氣體供給。

這樣,通過(guò)將與臭氧發(fā)生所使用的原料氣體量相比極少量的氣體量用作臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置的凈化氣體,能夠充分地降低臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的擴(kuò)散到臭氧發(fā)生裝置的原料氣體側(cè)頭內(nèi)的NOx以及HNО3的存在概率。另外,凈化氣體被從臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置排出,混合于在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間的臭氧發(fā)生裝置中生成的臭氧化氣體中,但凈化氣體流量極小,所以不影響臭氧化氣體的濃度等。另外,從運(yùn)轉(zhuǎn)中的氣體供給裝置1供給,所以在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間計(jì)算在內(nèi)的成本也幾乎不上升。另外,也不需要用于排出臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置的凈化氣體的專用的排氣設(shè)備。因此,雖然在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置中使用微小的氣體量,但并不損害考慮節(jié)能性的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的概念。

如以上那樣,根據(jù)本實(shí)施方式5的由具備吸附劑的多個(gè)臭氧發(fā)生裝置構(gòu)成的臭氧發(fā)生系統(tǒng),向臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置供給原料氣體的一部分來(lái)作為凈化氣體,所以能夠降低臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置的原料氣體側(cè)頭的NOx、HNО3的存在概率。因此,臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置的高電壓電極203不會(huì)腐蝕、劣化,能夠提供可靠性高的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)。

此外,在本實(shí)施方式5中,說(shuō)明了在由多個(gè)臭氧發(fā)生裝置構(gòu)成的臭氧發(fā)生系統(tǒng)中,在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置中具有凈化期間的例子。其中,在由多個(gè)臭氧發(fā)生裝置構(gòu)成的臭氧發(fā)生系統(tǒng)中,臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置當(dāng)然也可以如實(shí)施方式1~4中說(shuō)明的那樣不具有凈化期間。另外,在實(shí)施方式1~4中說(shuō)明的、由一個(gè)臭氧發(fā)生裝置構(gòu)成的臭氧發(fā)生系統(tǒng)中,也可以在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間設(shè)置凈化期間。

實(shí)施方式6.

說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式6的臭氧發(fā)生系統(tǒng)。本實(shí)施方式6的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與實(shí)施方式5同樣地,由具備吸附劑的多個(gè)臭氧發(fā)生裝置構(gòu)成,至少一個(gè)臭氧發(fā)生裝置進(jìn)行間歇運(yùn)轉(zhuǎn)。其中,對(duì)臭氧發(fā)生裝置提供的高電壓電極管的構(gòu)造與在此前的實(shí)施方式中說(shuō)明的構(gòu)造稍微不同。圖9是用于示出實(shí)施方式6的臭氧發(fā)生裝置的放電電極部20的結(jié)構(gòu)的圖,是與放電電極部的氣體流動(dòng)方向平行的切剖面的剖面圖。在圖中,對(duì)與圖1、圖4的結(jié)構(gòu)設(shè)備相同或者對(duì)應(yīng)的部件,附加相同的符號(hào),只要不特別必要?jiǎng)t省略說(shuō)明

在圖9所示的臭氧發(fā)生裝置的放電電極部,與實(shí)施方式2同樣地,吸附劑23設(shè)置于高電壓電極管204的開(kāi)口部。進(jìn)而,在電介體管202的與原料氣體的供給側(cè)相反的一側(cè)的壁面形成有直徑0.5mm以下的微小貫通孔211。例如,與實(shí)施方式5同樣地,以臭氧發(fā)生裝置2A是臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間、臭氧發(fā)生裝置2B是臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的情況為例子進(jìn)行說(shuō)明。在電介體管202設(shè)置于臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置2B的情況下,在凈化期間,凈化氣體不僅在放電空間205,而且還經(jīng)由微小貫通孔211流通到吸附劑23以及電介體管202內(nèi)部。因此,在臭氧發(fā)生裝置2B內(nèi)擴(kuò)散的NOx、HNО3不僅通過(guò)凈化氣體向臭氧發(fā)生裝置2B外排出,而且在吸附劑23內(nèi)流通而被吸附、去除。凈化氣體的流速極小,所以在吸附劑23中,SV值(Space Velocity:空間速度)小、且能夠?qū)崿F(xiàn)極高的吸附效率。當(dāng)然,如果在臭氧發(fā)生裝置2B內(nèi)在原料氣體側(cè)頭也設(shè)置吸附劑,則NOx、HNО3被進(jìn)一步吸附、去除。

另外,在臭氧發(fā)生裝置2B轉(zhuǎn)移到臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間時(shí),原料氣體的微小量并非在放電空間205而是經(jīng)由微小貫通孔211通過(guò)電介體管202內(nèi)部。通過(guò)電介體管202內(nèi)的原料氣體不被用于產(chǎn)生臭氧,所以臭氧發(fā)生效率在降低的方向,但能夠通過(guò)氣體的流動(dòng),去除放電時(shí)發(fā)生的從電介體管202以及高電壓電極203產(chǎn)生的發(fā)熱,對(duì)臭氧發(fā)生效率的改善發(fā)揮作用。因此,即使電介體管202存在微小貫通孔211,也不會(huì)大幅降低臭氧發(fā)生裝置2B的臭氧發(fā)生效率。

以上,說(shuō)明了在由多個(gè)臭氧發(fā)生裝置構(gòu)成的臭氧發(fā)生系統(tǒng)中,在電介體管202的與原料氣體的供給側(cè)相反的一側(cè)的壁面形成有直徑0.5mm以下的微小貫通孔211的結(jié)構(gòu)。其中,當(dāng)然也可以設(shè)為在由一個(gè)臭氧發(fā)生裝置構(gòu)成的臭氧發(fā)生系統(tǒng)中,在電介體管202的與原料氣體的供給側(cè)相反的一側(cè)的壁面形成直徑0.5mm以下的微小貫通孔211的結(jié)構(gòu)。

如以上那樣,根據(jù)本實(shí)施方式6的由具備吸附劑的多個(gè)臭氧發(fā)生裝置構(gòu)成的臭氧發(fā)生系統(tǒng),向臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置供給原料氣體的一部分來(lái)作為凈化氣體,所以能夠降低臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置的原料氣體側(cè)頭的NOx、HNО3的存在概率。另外,凈化氣體經(jīng)由設(shè)置于電介體管202的微小貫通孔211,還流通到電介體管202內(nèi)部,所以能夠提高設(shè)置于高電壓電極管204的開(kāi)口部的吸附劑23的NOx、HNО3的吸附效率。根據(jù)以上,臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的臭氧發(fā)生裝置的高電壓電極203不會(huì)腐蝕、劣化,能夠提供可靠性高的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)。進(jìn)而,在運(yùn)轉(zhuǎn)期間的臭氧發(fā)生裝置中,原料氣體經(jīng)由微小貫通孔211流入到電介體管202內(nèi)部,所以能夠去除電極部的發(fā)熱,抑制臭氧發(fā)生效率的降低。

實(shí)施方式7.

說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式7的臭氧發(fā)生系統(tǒng)。本實(shí)施方式7的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與實(shí)施方式1相同,示出與吸附劑的設(shè)置有關(guān)的一個(gè)例子。圖10是本發(fā)明的實(shí)施方式7的臭氧發(fā)生裝置2的與原料氣體側(cè)頭21部的氣體流動(dòng)方向平行的切剖面的剖面圖,圖11是圖10的B-B線處的剖面圖。在圖中,為了簡(jiǎn)化,僅記載有1組放電電極部,但實(shí)際上,并列地設(shè)置、連接有多個(gè)與需要的臭氧發(fā)生量對(duì)應(yīng)的放電電極部。另外,也省略了與外部的聯(lián)接部、供電部件等的記載。在圖中,對(duì)與圖2以及圖3相同或者對(duì)應(yīng)的部件,附加相同的符號(hào),只要不特別必要?jiǎng)t省略說(shuō)明

本實(shí)施方式7中的吸附劑22是能夠吸附NOx以及HNО3(硝酸)中的至少一方的干式材料,使用顆粒狀的沸石。當(dāng)然更優(yōu)選為能夠吸收NOx以及HNО3這兩者的干式材料。另外,除了沸石以外,吸附劑22還能夠使用氧化鋁、進(jìn)而氫氧化鈣以及氫氧化鈉這樣的堿中和材料或者它們的混合物,優(yōu)選為化學(xué)吸附型的例子,但在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間中,不會(huì)對(duì)臭氧發(fā)生裝置2突然地施加NOx以及HNО3從電極管表面解吸所需的能量(溫度變化等),所以也可以是物理吸附型。

另外,吸附劑22的構(gòu)造是粒狀、顆粒狀或者粉狀、成形為蜂窩狀等的成型體中的任意的,優(yōu)選在粒狀、顆粒狀或者粉狀的情況下用無(wú)紡布、多孔質(zhì)材料包裹、在成型體的情況下以原樣的狀態(tài),都使用固定夾具等而固定于臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)。

本實(shí)施方式7中的吸附劑22被配置成沿著原料氣體側(cè)頭21的內(nèi)周面。在臭氧發(fā)生裝置2中,配置成有效地使用氣體的流速最小的原料氣體側(cè)頭21內(nèi)的空間,提高擴(kuò)散的NOx、HNО3與吸附劑的接觸概率。特別是,在成型體的情況下,不僅可以如圖11所示,而且也可以如圖12的剖面圖所示,將吸附劑22分割為多個(gè)成型體而配置。

如以上那樣,根據(jù)本實(shí)施方式7的臭氧發(fā)生系統(tǒng),在間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,設(shè)置于原料氣體側(cè)頭21的吸附劑22從封入到臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體中吸附在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)擴(kuò)散的NOx、HNО3,所以能夠大幅抑制侵入到一端是開(kāi)口端的高電壓電極管204內(nèi)部的NOx、HNО3。因此,高電壓電極203不會(huì)腐蝕、劣化,能夠提供可靠性高的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)。另外,在原料氣體側(cè)頭21內(nèi)配置吸附劑22,以提高NOx、HNО3與吸附劑22的接觸概率,所以能夠可靠地抑制侵入到高電壓電極管204內(nèi)部的NOx、HNО3。

實(shí)施方式8.

說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式8的臭氧發(fā)生系統(tǒng)。圖13是示出本發(fā)明的實(shí)施方式8的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)以及流動(dòng)體系的框圖。在圖中,對(duì)與圖1相同或者對(duì)應(yīng)的部件,附加相同的符號(hào),只要不特別必要?jiǎng)t省略說(shuō)明。本實(shí)施方式8的臭氧發(fā)生系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與實(shí)施方式1相同,但在臭氧發(fā)生裝置外設(shè)置氣體循環(huán)部的點(diǎn)不同。

以下,僅說(shuō)明與實(shí)施方式1的情況相比較不同的點(diǎn)。在本實(shí)施方式8中,在間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,使用設(shè)置在臭氧發(fā)生裝置2的外部的循環(huán)風(fēng)扇33,使封入到臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的原料氣體從臭氧發(fā)生裝置2的氣體出口側(cè)端口P2向氣體入口側(cè)端口P1的方向循環(huán)。在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的任意的時(shí)間,實(shí)施循環(huán)風(fēng)扇33的動(dòng)作。此外,臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的NOx以及HNО3的擴(kuò)散極其緩慢且少量,所以也可以是例如臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間內(nèi)的幾分鐘、幾小時(shí)等的短時(shí)間動(dòng)作。通過(guò)循環(huán)風(fēng)扇33的動(dòng)作,在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,至少臨時(shí)地在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)形成從氣體入口側(cè)朝向氣體出口側(cè)的氣體流,從而能夠使向原料氣體側(cè)頭21擴(kuò)散的NOx以及HNО3延遲。另外,在原料氣體側(cè)頭21中,設(shè)置有與實(shí)施方式1所述的例子同樣的吸附劑,從臭氧側(cè)頭25吸引并向原料氣體側(cè)頭21循環(huán)的氣體在原料氣體側(cè)頭21中與吸附劑積極地接觸,能夠從封入到臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體中去除NOx、HNО3而清潔化。

另外,將循環(huán)風(fēng)扇33和臭氧發(fā)生裝置2連接起來(lái)的配管徑與原料氣體側(cè)頭21的剖面積相比充分小。因此,循環(huán)的氣體在被導(dǎo)入到原料氣體側(cè)頭21的階段流速突然降低,所以能夠與設(shè)置在該場(chǎng)所的吸附劑充分地接觸。

以下,說(shuō)明具體的動(dòng)作。在臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間,閥門V1以及V2是打開(kāi)狀態(tài),閥門V3以及V4是關(guān)閉狀態(tài)。循環(huán)風(fēng)扇33的動(dòng)作也停止。在經(jīng)由預(yù)定的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間而轉(zhuǎn)移到臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間時(shí),在通過(guò)原料氣體對(duì)臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)進(jìn)行氣體置換(凈化)預(yù)定的時(shí)間之后,使閥門V1以及V2成為關(guān)閉狀態(tài),封入原料氣體,以使臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體壓力成為比臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)期間的氣體壓力高的氣體壓力。之后,根據(jù)來(lái)自控制部8的指示,循環(huán)風(fēng)扇33開(kāi)始動(dòng)作,閥門V3以及V4成為打開(kāi)狀態(tài)。由此,封入到臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體以從氣體出口側(cè)端口P2向氣體入口側(cè)端口P1的方式開(kāi)始循環(huán),在臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)產(chǎn)生氣體流。臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的NOx、HNО3通過(guò)臭氧發(fā)生裝置2的外部循環(huán),與臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的例如設(shè)置在原料氣體側(cè)頭21的吸附劑積極地接觸,而被吸附去除,促進(jìn)了臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體的清潔化。

如以上那樣,根據(jù)本實(shí)施方式8的臭氧發(fā)生系統(tǒng),在間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間,封入到臭氧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體經(jīng)由設(shè)置在臭氧發(fā)生裝置2的外部的循環(huán)風(fēng)扇33從臭氧側(cè)頭25向原料氣體側(cè)頭21循環(huán),與例如設(shè)置在原料氣體側(cè)頭21的吸附劑接觸,所以能夠從所述氣體中吸附去除NOx、HNО3而清潔化。因此,能夠提前降低臭氧發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)期間的NOx、HNО3的擴(kuò)散,能夠降低原料氣體側(cè)頭21的NOx、HNО3的存在概率。因此,NOx、HNО3不會(huì)侵入到高電壓電極管內(nèi)部,不會(huì)在高電壓電極發(fā)生腐蝕、劣化,能夠提供可靠性高的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)。

此外,本發(fā)明能夠在該發(fā)明的范圍內(nèi)組合各實(shí)施方式、或者使各實(shí)施方式適當(dāng)?shù)刈冃?、省略?/p>

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