установка для озонирования жидких сред

Формула изобретения

1. Установка для озонирования жидких сред, содержащая источник кислородсодержащей смеси, соединенный последовательно с генератором озона и диспергирующим устройством, которое через насос соединено циркуляционным трубопроводом с резервуаром для озонируемой жидкости, отличающаяся тем, что резервуар соединен через фильтр, осушитель и камеру-ресивер, меняющую объем, с генератором озона.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что диспергирующее устройство инжекционного типа расположено на всасывающей части циркуляционного трубопровода.

3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена пульсатором или кавитатором, установленным на нагнетательной части циркуляционного трубопровода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химической обработке жидких сред и может быть использовано для очистки сточных вод озонированием, подготовки питьевой воды и других массообменных процессов с участием газов и жидкостей.

Известна установка для очистки сточных вод озонированием, содержащая источник кислородсодержащей смеси, генератор озона, эжектор-смеситель и диспергатор, который через насос соединен циркуляционным трубопроводом с резервуаром для озонируемой жидкости [1] Резервуар для озонируемой жидкости снабжен патрубками ввода сточных вод, патрубками вывода отработанной газовоздушной смеси и очищенной воды. Введение озонвоздушной смеси осуществляется эжектором-смесителем, установленным между насосом и резервуаром с жидкостью на нагнетательной части циркуляционного трубопровода.

Однако низкий КПД по озону, экологическая опасность установки озонирования, в связи с неполным усвоением озона, а также необходимость обогащения исходного воздуха кислородом, требует создания специальных устройств и дополнительных энергетических затрат как на процесс обогащения воздуха, так и на последующую утилизацию остаточного озона.

Предлагаемая установка позволяет обеспечить экологическую безопасность процесса озонирования, добиться полной конверсии кислорода в озон и снизить энергетические затраты на его получение.

Предлагаемая установка для озонирования жидких сред содержит источник кислородсодержащей смеси, соединенный последовательно с генератором озона и диспергирующим устройством, которое через насос соединено циркуляционным трубопроводом с резервуаром для озонируемой жидкости, при этом резервуар соединен через фильтр, осушитель и камеру-ресивер, меняющую объем, с генератором озона. Установка может быть снабжена диспергирующим устройством инжекционного типа на всасывающей части циркуляционного трубопровода и пульсатором или кавитатором на нагнетательной части циркуляционного трубопровода.

Отличием предлагаемой установки является соединение резервуара с озонируемой жидкостью через фильтр, осушитель и камеру-ресивер, меняющую объем, с генератором озона.

Предпочтительно расположение диспергатора инжекционного типа на всасывающей части циркуляционного трубопровода.

Предпочтительно расположение пульсатора или кавитатора на нагнетательной части циркуляционного трубопровода.

На чертеже показана технологическая схема предлагаемой установки для озонирования воды.

Установка состоит из источника кислородсодержащей смеси 1, генератора озона 2, диспергатора эжекционного типа 3, циркуляционного трубопровода 4, насоса 5, резервуара для озонируемой жидкости 6, трубопровода газового цикла 7, фильтра 8, осушителя 9, камеры-ресивера 13. Резервуар для озонируемой жидкости снабжен патрубком для подачи жидкости 10, патрубком для отвода жидкости 11, патрубком для удаления осадка 12. Установка может содержать диспергатор инжекционного типа 14 на всасывающей части циркуляционного трубопровода и пульсатор или кавитатор 15 на нагнетательной части циркуляционного трубопровода.

Установка для озонирования жидких сред работает следующим образом.

Озонируемая жидкость через патрубок 10 подается в резервуар 6 и включается насос 5, который обеспечивает циркуляцию жидкости в трубопроводе 4 и приводит в действие диспергаторы 3 или 14. Диспергатор засасывает и диспергирует в жидкости озоносодержащую смесь, поступающую из источника 1 через генератор озона 2, где осуществляется синтез озона из кислородсодержащей смеси. Смесь жидкости и пузырьков озонокислородсодержащих газов поступает в резервуар 6, где газы отделяются от жидкости, затем по трубопроводу 7 через фильтр 8, осушитель 9 и камеру-ресивер 13 в генератор озона 2. Здесь вновь из смеси генерируется озон и смесь диспергируется в озонируемую жидкость.

Для повышения эффективности процесса усваивания озона включается пульсатор или кавитатор 15.

Таким образом, озонсодержащая смесь циркулирует в газовом пространстве установки, которое полностью изолировано от атмосферы. Циркуляция смеси осуществляется до полного израсходования озона. Установка позволяет использовать в качестве источника чистый кислород практически со 100%-ной конверсией в озон. Кроме того, снимается проблема утилизации озона как экологически опасного продукта.

Эффективность работы предлагаемой установки может быть усилена использованием диспергатора инжекционного типа. В этом случае степень усвоения озона за цикл увеличивается, так как образующиеся в диспергаторе пузырьки озонсодержащих газов дополнительно проходят через циркуляционный насос, работающий как аппарат идеального смешения. Увеличение площади и длительности контакта способствует усвоению озона и, как следствие, снижению энергоемкости процесса озонирования.

Наложение пульсирующих давлений на поток жидкости способствуют более интенсивному перемешиванию газов в пузырьках и вызывают кавитационные эффекты, способствующие растворению озона в озонируемой жидкости и, как следствие, его более полному усвоению.

Для регулирования давления в газовом пространстве установки озонирования и обеспечения ее работы в циклическом режиме без нарушения изоляции от атмосферы осушитель 9 соединяется с генератором озона через камеру-ресивер 13, которая может изменять объем в зависимости от давления газов в установке. Работа установки в циклическом режиме осуществляется следующим образом. После завершения цикла озонирования жидкости, камера-ресивер 13 заполняется газовой смесью до объема V > V_рез и жидкость удаляется из резервуара через патрубок 11. При этом объем камеры-ресивера уменьшается до нуля. Затем патрубок 11 перекрывается и резервуар заполняется жидкостью до необходимого объема. Газовая смесь из резервуара вытесняется в камеру-ресивер и установка запускается в цикл озонирования. Далее процесс периодически повторяется.

Предлагаемая установка особенно эффективна в технологических процессах получения веществ особой чистоты, так как позволяет осуществлять реакции в замкнутых циклах по жидкости и по газу, исключая попадание примесей в реакторное пространство.