一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备的制作方法

文档序号:12233001阅读:370来源:国知局

本实用新型涉及臭氧制备技术领域,特别是一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备。



背景技术:

制造臭氧有多种方法,但主要是高压放电和直流电解纯净水两种,尤其是前者,是目前工业制造臭氧所普遍采用的方法。这种方法的优点是臭氧产量大、技术简单,突出的问题主要是臭氧的转化率太低,目前世界各国一般的转化率仅为10%左右,就是说100公斤的氧气仅能生产出10公斤左右的臭氧,90公斤左右的氧气被浪费掉了。这使得臭氧的制造成本居高不下,严重地制约了臭氧的应用和臭氧产业的发展。业内就如何提高转化率也作了很多努力,但收效甚微,而且随着转化率的提高,电耗也增大,没有真正达到降低成本的目的。因此实现臭氧和氧气的分离并将氧气回收重新使用,是降低臭氧制造成本的一个重要方法。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种氧气回收利用率高、臭氧利用率高、能耗低、结构简单的可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备,包括氧气源、氧气缓冲罐、臭氧发生器、吸附塔Ⅰ、吸附塔Ⅱ、吸附塔Ⅲ、吸附塔Ⅳ、吸附塔Ⅴ、氧气泵、空气泵和臭氧储存罐,氧气源与氧气缓冲罐的第一入口连接,氧气缓冲罐的出口与臭氧发生器的入口连接,臭氧发生器的出口分别与吸附塔Ⅰ的第一入口、吸附塔Ⅱ的第一入口、吸附塔Ⅲ的第一入口、吸附塔Ⅳ的第一入口、吸附塔Ⅴ的第一入口连接,吸附塔Ⅰ的第一出口、吸附塔Ⅱ的第一出口、吸附塔Ⅲ的第一出口、吸附塔Ⅳ的第一出口、吸附塔Ⅴ的第一出口合为一路并与氧气泵的入口连接,氧气泵的出口与氧气缓冲罐的第二入口连接,空气泵的出口分别与吸附塔Ⅰ的第二入口、吸附塔Ⅱ的第二入口、吸附塔Ⅲ的第二入口、吸附塔Ⅳ的第二入口、吸附塔Ⅴ的第二入口连接,吸附塔Ⅰ的第二出口、吸附塔Ⅱ的第二出口、吸附塔Ⅲ的第二出口、吸附塔Ⅳ的第二出口、吸附塔Ⅴ的第二出口合为一路并与臭氧储存罐的入口连接。

所述臭氧发生器的出口与吸附塔Ⅴ的第一入口之间设置有阀门A、吸附塔Ⅴ的第一出口与氧气泵的入口之间设置有阀门B,空气泵的出口与吸附塔Ⅰ的第二入口之间设置有阀门C,吸附塔Ⅳ的第二出口与臭氧储存罐的入口之间设置有阀门D,吸附塔Ⅰ的第二出口与吸附塔Ⅱ的第二入口之间设置有阀门E,臭氧发生器的出口与吸附塔Ⅰ的第一入口之间设置有阀门F,吸附塔Ⅰ的第一出口与氧气泵的入口之间设置有阀门G,空气泵与吸附塔Ⅱ的第二入口之间设置有阀门H,吸附塔Ⅴ的第二出口与臭氧储存罐的入口之间设置有阀门I,吸附塔Ⅱ的第二出口与吸附塔Ⅲ的第二入口之间设置有阀门J,臭氧发生器的出口与吸附塔Ⅱ的第一入口之间有阀门K,吸附塔Ⅱ的第一出口与氧气泵之间有阀门L,空气泵的出口与吸附塔Ⅲ的第二入口之间有阀门M,吸附塔Ⅰ的第二出口与臭氧储存罐之间有阀门N,吸附塔Ⅲ的第二出口与吸附塔Ⅳ的第二入口之间有阀门O,吸附塔Ⅰ的第三出口与吸附塔Ⅱ的第三入口之间有阀门P,吸附塔Ⅱ的第二出口与臭氧储存罐之间有阀门Q, 吸附塔Ⅱ的第三出口与吸附塔Ⅲ的第三入口之间有阀门R,吸附塔Ⅲ的第一出口与氧气泵之间有阀门S,吸附塔Ⅲ的第一入口与臭氧发生器的出口之间有阀门T, 吸附塔Ⅲ的第三出口与吸附塔Ⅳ的第三入口之间有阀门U,吸附塔Ⅲ的第二出口与臭氧储存罐之间有阀门V,空气泵的出口与吸附塔Ⅳ的第二入口之间有阀门W,吸附塔Ⅳ的第一入口与臭氧发生器的出口之间有阀门X, 吸附塔Ⅳ的第一出口与氧气泵之间有阀门Y,吸附塔Ⅳ的第三出口与吸附塔Ⅴ的第三入口之间有阀门Z,吸附塔Ⅳ的第二出口与吸附塔Ⅴ的第二入口之间有阀门Z1,空气泵的出口与吸附塔Ⅴ的第二入口之间有阀门Z2,吸附塔Ⅴ的第二出口与吸附塔Ⅰ的第二入口之间有阀门Z3,吸附塔Ⅴ的第三出口与吸附塔Ⅰ的第三入口之间有阀门Z4。

阀门A、阀门B、阀门C、阀门D、阀门E、阀门F、阀门G、阀门H、阀门I、阀门J、阀门K、阀门L、阀门M、阀门N、阀门O、阀门P、阀门Q、阀门R、阀门S、阀门T、阀门U、阀门V、阀门W、阀门X、阀门Y、阀门Z、阀门Z1、阀门Z2、阀门Z3和阀门Z4为电磁阀或气动阀。

本实用新型具有以下优点:

1、利用臭氧吸附技术,将制得的臭氧和氧气分离,使80%以上浪费的臭氧得以回收使用,大大降低了臭氧的制造成本。

2、设备结构简单,易于操作,设备运行自动化,能耗低。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图;

图中:1-氧气源,2-氧气缓冲罐,3-臭氧发生器,4-吸附塔Ⅰ,5-吸附塔Ⅱ,6-吸附塔Ⅲ,7-吸附塔Ⅳ,8-吸附塔Ⅴ,9-臭氧储存罐,10-空气泵, 11-氧气泵, 12-阀门A,13-阀门B,14-阀门C,15阀门D,16-阀门E,17-阀门F,18-阀门G,19-阀门H,20-阀门I,21-阀门J,22-阀门K,23-阀门L,24-阀门M,25-阀门N,26-阀门O,27-阀门P,28-阀门Q,29-阀门R,30-阀门S,31-阀门T,32-阀门U,33-阀门V,34-阀门W,35-阀门X,36-阀门Y,37-阀门Z,38-阀门Z1,39-阀门Z2,40-阀门Z3,41-阀门Z4。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述,但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示,一种可吸附分离臭氧与氧气并将氧气回收再利用的设备,包括氧气源1、氧气缓冲罐2、臭氧发生器3、吸附塔Ⅰ4、吸附塔Ⅱ5、吸附塔Ⅲ6、吸附塔Ⅳ7、吸附塔Ⅴ8、臭氧储存罐9、空气泵10和氧气泵11,吸附塔Ⅰ4、吸附塔Ⅱ5、吸附塔Ⅲ6、吸附塔Ⅳ7、吸附塔Ⅴ8内分别放置的臭氧吸附剂为中国专利201410038140.8公开的物质,氧气源1与氧气缓冲罐2的第一入口连接,氧气缓冲罐2的出口与臭氧发生器3的入口连接,臭氧发生器3的出口分别与吸附塔Ⅰ4的第一入口、吸附塔Ⅱ5的第一入口、吸附塔Ⅲ6的第一入口连接、吸附塔Ⅳ7的第一入口连接、吸附塔Ⅴ8的第一入口连接,吸附塔Ⅰ4的第一出口、吸附塔Ⅱ5的第一出口、吸附塔Ⅲ6的第一出口、吸附塔Ⅳ7的第一出口、吸附塔Ⅴ8的第一出口合为一路并与氧气泵11的入口连接,氧气泵11的出口与氧气缓冲罐2的第二入口连接,空气泵10的出口分别与吸附塔Ⅰ4的第二入口、吸附塔Ⅱ5的第二入口、吸附塔Ⅲ6的第二入口、吸附塔Ⅳ7的第二入口、吸附塔Ⅴ8的第二入口连接,吸附塔Ⅰ4的第二出口、吸附塔Ⅱ5的第二出口、吸附塔Ⅲ6的第二出口、吸附塔Ⅳ7的第二出口、吸附塔Ⅴ8的第二出口合为一路并与臭氧储存罐9的入口连接。

所述臭氧发生器3的出口与吸附塔Ⅴ8的第一入口之间设置有阀门A12、吸附塔Ⅴ8的第一出口与氧气泵11的入口之间设置有阀门B13,空气泵10的出口与吸附塔Ⅰ4的第二入口之间设置有阀门C14,吸附塔Ⅳ7的第二出口与臭氧储存罐9的入口之间设置有阀门D15,吸附塔Ⅰ4的第二出口与吸附塔Ⅱ5的第二入口之间设置有阀门E16,臭氧发生器3的出口与吸附塔Ⅰ4的第一入口之间设置有阀门F17,吸附塔Ⅰ4的第一出口与氧气泵11的入口之间设置有阀门G18,空气泵10与吸附塔Ⅱ5的第二入口之间设置有阀门H19,吸附塔Ⅴ8的第二出口与臭氧储存罐9的入口之间设置有阀门I20,吸附塔Ⅱ5的第二出口与吸附塔Ⅲ6的第二入口之间设置有阀门J21,臭氧发生器3的出口与吸附塔Ⅱ5的第一入口之间有阀门K22,吸附塔Ⅱ5的第一出口与氧气泵11之间有阀门L23,空气泵10的出口与吸附塔Ⅲ6的第二入口之间有阀门M24,吸附塔Ⅰ4的第二出口与臭氧储存罐9之间有阀门N25,吸附塔Ⅲ6的第二出口与吸附塔Ⅳ7的第二入口之间有阀门O26,吸附塔Ⅰ4的第三出口与吸附塔Ⅱ5的第三入口之间有阀门P27,吸附塔Ⅱ5的第二出口与臭氧储存罐9之间有阀门Q28, 吸附塔Ⅱ5的第三出口与吸附塔Ⅲ6的第三入口之间有阀门R29,吸附塔Ⅲ6的第一出口与氧气泵11之间有阀门S30,吸附塔Ⅲ6的第一入口与臭氧发生器3的出口之间有阀门T31, 吸附塔Ⅲ6的第三出口与吸附塔Ⅳ7的第三入口之间有阀门U32,吸附塔Ⅲ6的第二出口与臭氧储存罐9之间有阀门V33,空气泵10的出口与吸附塔Ⅳ7的第二入口之间有阀门W34,吸附塔Ⅳ7的第一入口与臭氧发生器3的出口之间有阀门X35, 吸附塔Ⅳ7的第一出口与氧气泵11之间有阀门Y36,吸附塔Ⅳ7的第三出口与吸附塔Ⅴ8的第三入口之间有阀门Z37,吸附塔Ⅳ7的第二出口与吸附塔Ⅴ8的第二入口之间有阀门Z138,空气泵10的出口与吸附塔Ⅴ8的第二入口之间有阀门Z239,吸附塔Ⅴ8的第二出口与吸附塔Ⅰ4的第二入口之间有阀门Z340,吸附塔Ⅴ8的第三出口与吸附塔Ⅰ4的第三入口之间有阀门Z441。

阀门A12、阀门B13、阀门C14、阀门D15、阀门E16、阀门F17、阀门G18、阀门H19、阀门I20、阀门J21、阀门K22、阀门L23、阀门M24、阀门N25、阀门O26、阀门P27、阀门Q28、阀门R29、阀门S30、阀门T31、阀门U32、阀门V33、阀门W34、阀门X35、阀门Y36、阀门Z37、阀门Z138、阀门Z239、阀门Z340和阀门Z441为电磁阀或气动阀。

本实用新型的工作过程如下:氧气源1将氧气输入氧气缓冲罐2中,压力稳定后,将氧气送至臭氧发生器3,通过电晕放电产生臭氧和氧气的混合气体,开启阀门A12、阀门Z441和阀门G18,臭氧和氧气的混合气体经过阀门A12进入吸附塔Ⅴ8与吸附塔Ⅰ4,对臭氧和氧气进行吸附分离,将臭氧吸附,分离出的氧气通过阀门G18和氧气泵11进入氧气缓冲罐2,待吸附塔Ⅴ8与吸附塔Ⅰ4吸附饱和后,关闭阀门A12、阀门G18和阀门Z441,打开阀门F17、阀门L23、阀门P27、阀门I20、阀门Z138、阀门O26和阀门M24,让臭氧和氧气的混合气体进入吸附塔Ⅰ4与吸附塔Ⅱ5内,分离臭氧和氧气,将臭氧吸附,分离出的氧气通过阀门L23和氧气泵11进入氧气缓冲罐2,同时空气由空气泵10加压,通过阀门Z138、阀门O26和阀门M24冲洗吸附塔Ⅴ8内的臭氧,再通过阀门I20进入臭氧缓冲罐9;当吸附塔Ⅰ4与吸附塔Ⅱ5吸附饱和后,关闭阀门F17、阀门L23、阀门P27、阀门M24、阀门O26、阀门I20,开启阀门K22、阀门R29、阀门S30、阀门W34、阀门Z340和阀门N25,让臭氧和氧气的混合气体进入吸附塔Ⅱ5与吸附塔Ⅲ6内,分离臭氧和氧气,将臭氧吸附,分离出的氧气通过阀门S30和氧气泵11进入氧气缓冲罐2,同时空气由空气泵10加压,通过阀门W34、阀门Z138和阀门Z340冲洗吸附塔Ⅰ4内的臭氧,再通过阀门N25进入臭氧缓冲罐9;当吸附塔Ⅱ5与吸附塔Ⅲ6吸附饱和后,关闭阀门K22、阀门R29、阀门S30、阀门W34、阀门Z138和阀门N25,开启阀门T31、阀门U32、阀门Y36、阀门Z239、阀门E16和阀门Q28,让臭氧和氧气的混合气体进入吸附塔Ⅲ6与吸附塔Ⅳ7与内,分离臭氧和氧气,将臭氧吸附,分离出的氧气通过阀门Y36和氧气泵11进入氧气缓冲罐2,同时空气由空气泵10加压,通过阀门Z239、阀门Z340、阀门E16冲洗吸附塔Ⅱ5内的臭氧,再通过阀门Q28进入臭氧缓冲罐9。当吸附塔Ⅲ6与吸附塔Ⅳ7吸附饱和后,关闭阀门T31、阀门U32、阀门Y36、阀门Z239、阀门Z340和阀门Q28,开启阀门X35、阀门Z37、阀门B13、阀门J21、阀门C14和阀门V33,让臭氧和氧气的混合气体进入吸附塔Ⅳ7与吸附塔Ⅴ8内,分离臭氧和氧气,将臭氧吸附,分离出的氧气通过阀门B13和氧气泵11进入氧气缓冲罐2,同时空气由空气泵10加压,通过阀门C14、阀门E16、阀门J21冲洗吸附塔Ⅲ6内的臭氧,再通过阀门V33进入臭氧缓冲罐9。当吸附塔Ⅳ7与吸附塔Ⅴ8吸附饱和后,关闭阀门X35、阀门Z37、阀门B13、阀门C14、阀门E16和阀门V33,开启Z441、阀门G18、阀门A12、阀门H19、阀门O26和阀门D15,让臭氧和氧气的混合气体进入吸附塔Ⅴ8与吸附塔Ⅰ4内,分离臭氧和氧气,将臭氧吸附,分离出的氧气通过阀门G18和氧气泵11进入氧气缓冲罐2,同时空气由空气泵10加压,通过阀门H19、阀门J21、阀门O26冲洗吸附塔Ⅳ7内的臭氧,再通过阀门D15进入臭氧缓冲罐9。

重复上面流程,吸附塔Ⅰ4、吸附塔Ⅱ5、吸附塔Ⅲ6、吸附塔Ⅳ7、吸附塔Ⅴ8依次工作形成臭氧和氧气的连续分离,整个流程由PLC控制,自动完成。

本实用新型的实施例仅仅公开了五塔吸附的形式,但对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,比如三塔、四塔、六塔甚至更多吸附塔的类似连接结构,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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