用于生产臭氧的方法和系统技术方案

本申请涉及用于生产浓缩臭氧的方法和系统。本申请的方法可包括使包含氧气的流体经臭氧发生处理而产生包含臭氧的流体，使所产生的包含臭氧的流体中的臭氧的至少一部分被吸附剂吸附，且未被吸附的流体形成通过流股；使被吸附的所述臭氧在负压下被解吸到流体中并且所述臭氧形成微泡；将所述通过流股的至少一部分混合到所述包含氧气的流体中，用于经臭氧发生处理而产生包含臭氧的流体。本申请的方法和系统可提高氧气和臭氧的利用率及臭氧的使用范围。

Methods and systems for ozone production

This application relates to methods and systems for the production of ozone enrichment. The method of this application may include enabling a fluid containing oxygen to be treated by ozone generation to produce a fluid containing ozone, so that at least part of the ozone in the generated fluid containing ozone is adsorbed by an adsorbent, and the unsorbed fluid is formed through a stream stream stream; enabling the adsorbed ozone to be desorbed into the fluid under negative pressure and the ozone to form a microbubble; and the through stream. At least a portion of the strand is mixed into the fluid containing oxygen for ozone generation treatment to produce the fluid containing ozone. The method and system of this application can improve the utilization rate of oxygen and ozone and the range of ozone use.

【技术实现步骤摘要】
用于生产臭氧的方法和系统
本申请涉及臭氧的生产，特别是涉及一种用于生产臭氧的方法和系统。
技术介绍
臭氧(O3)又称为超氧，在常温下，它是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。臭氧的应用非常广泛，例如可以用于消毒、杀菌、脱氯等。现有的臭氧生产方法有电晕放电法、紫外照射法、冷等离子体法、电解法等。现有的方法产生臭氧的浓度低(约5-15％)，氧气的利用率低，不适合需高浓度臭氧的应用场景。国内外已有技术(如吸附技术)试图通过循环利用氧气的方式提高氧气利用率和臭氧浓度。但现有的生产方法普遍存在吸附剂选择性有待提高、吸附-解吸过程中臭氧损耗较大、解吸后臭氧利用率低等缺点。因此，急需开发新的装置、系统和方法来解决上述问题。
技术实现思路
本申请提供了一种用于生产臭氧(特别是浓缩臭氧)的方法和系统。本申请的方法和系统充分利用了现有资源，降低了生产成本，并提高了氧和臭氧的使用率和/或拓宽了臭氧的应用范围，从而提供了一种更合理和高效的生产臭氧(特别是高浓度臭氧)的方法和系统。本申请的一个方面涉及一种用于生产臭氧的方法。所述方法包括：一种用于生产臭氧的方法，其包括：a)使包含氧气的流体经臭氧发生处理而产生包含臭氧的流体，所述包含臭氧的流体的臭氧浓度为5-20％；b)使步骤a)产生的包含臭氧的流体中的臭氧的至少一部分被吸附剂吸附，且未被吸附的流体形成通过流股，所述通过流股的臭氧浓度为1-5％；c)使步骤b)中被吸附的所述臭氧在负压下被解吸到流体中并且所述臭氧形成微泡，所述微泡的臭氧浓度为5-90％；以及，d)将所述通过流股的至少一部分混合到所述包含氧气的流体中，用于经臭氧发生处理而产生包含臭氧的流体，所述百分比为体积百分比。在某些实施方式中，所述包含氧气的流体中氧气的含量为至少10％，所述百分比为体积百分比。例如，所述包含氧气的流体中氧气的含量为至少90％，所述百分比为体积百分比。在某些实施方式中，所述臭氧发生处理的方法是高压放电臭氧发生处理、紫外线照射臭氧发生处理、电解臭氧发生处理中的一种或多种，或者它们的任意组合。在某些实施方式中，所述高压放电臭氧发生处理为通过使用高压的电流制造高压电晕电场，使所述高压电晕电场内或周围的氧分子发生电化学反应的方法。在某些实施方式中，所述高压为不小于500V的电压。例如，所述高压为不小于5000V的电压。在某些实施方式中，所述高压的频率为不小于50Hz。例如，所述高压的频率为不小于1000Hz。在某些实施方式中，所述紫外线照射臭氧发生处理为使用紫外线照射氧分子使氧分子分解而产生臭氧的方法。在某些实施方式中，所述紫外线的波长为170-200nm。在某些实施方式中，所述紫外线的波长为184-186nm。在某些实施方式中，所述电解臭氧发生处理为采用低压直流电固态膜电极导通水，使所述水在阳极溶液界面上以质子交换的形式被分离为氢氧分子，氢从阴极溶液界面上直接被排放，而氧分子在阳极界面上聚合成臭氧分子的方法。在某些实施方式中，所述低压为不高于20V的电压。在某些实施方式中，所述固态膜为质子交换膜。在某些实施方式中，所述步骤a)包括：a1)使所述包含氧气的流体经分离处理而产生浓缩流股，其中所述浓缩流股中氧气的含量为至少10％，所述百分比为体积百分比；和a2)使所述浓缩流股经臭氧发生处理而产生包含臭氧的流体。在某些实施方式中，所述浓缩流股中氧气的含量为至少99％，所述百分比为体积百分比。在某些实施方式中，在步骤d)中，将所述通过流股的至少一部分混合到所述浓缩流股中，用于经臭氧发生处理而产生包含臭氧的流体。在某些实施方式中，所述通过流股中的氧气含量为不大于90％，所述百分比为体积百分比。例如，所述通过流股中的氧气含量为不大于10％，所述百分比为体积百分比。在某些实施方式中，所述分离处理包括吸附分离处理、膜分离处理和分馏处理中的一种或多种。在某些实施方式中，所述吸附分离处理包括变压吸附处理、变温吸附处理、变压变温吸附处理、膜分离处理、分馏处理等方法中的一种或多种。在某些实施方式中，所述吸附分离处理的吸附剂包括选自下述的物质：活性炭、分子筛、天然沸石、改性沸石、介孔分子筛、钛基分子筛、金属有机框架材料、硅胶和改性硅胶中的一种或多种。在某些实施方式中，所述吸附分离处理包括两次或两次以上的连续吸附，所述连续吸附使所述通过流股中的臭氧含量为1-2％，所述百分比为体积百分比。在某些实施方式中，所述吸附的过程中吸附臭氧时吸附装置的温度为不高于50摄氏度。例如，所述吸附的过程中吸附臭氧时吸附装置的温度为不高于-45摄氏度。在某些实施方式中，所述吸附的过程中解吸臭氧时吸附装置的温度为至少10摄氏度。例如，所述吸附的过程中解吸臭氧时吸附装置的温度为至少60摄氏度。在某些实施方式中，所述吸附的过程中吸附臭氧时吸附装置的压力为绝压不小于0.5MPa。例如，所述吸附的过程中吸附臭氧时吸附装置的压力为绝压不小于0.01MPa。在某些实施方式中，所述吸附的过程中解吸臭氧时吸附装置的压力为表压不高于-0.01MPa。例如，所述吸附的过程中解吸臭氧时吸附装置的压力表压为不高于-0.09MPa。在某些实施方式中，通过文丘里效应产生所述负压。例如，所述的负压为真空。在某些实施方式中，所述文丘里效应中由动力输送的流体在管道中的平均流速为5-30m/s。在某些实施方式中，所述文丘里效应中由动力输送的流体流动的动压为0.01-0.2MPa。在某些实施方式中，所述文丘里效应中喉管处的流断面的直径大小为0.5cm-5cm。在某些实施方式中，所述微泡形成的方法为膜分散法或溶气释气法。在某些实施方式中，所述通过流股与包含氧气的流体混合后所获得的流股中，氧气的含量为至少10％，所述百分比为体积百分比。例如，所述氧气的含量为至少60％，所述百分比为体积百分比。在某些实施方式中，所述方法还包括以下的步骤：所述通过流股的至少一部分可以与包含氧气的流体经受分离处理所获得的浓缩流股混合，混合所得流股可以进一步经受臭氧发生处理，从而产生包含臭氧的流体。在某些实施方式中，所述通过流股与所述浓缩流股混合所获得的流股中，氧气的含量为至少30％，所述百分比为体积百分比。例如，所述氧气的含量为至少90％，所述百分比为体积百分比。本申请的另一个方面涉及一种用于生产臭氧的系统。所述系统包括臭氧发生单元，吸附单元和混合单元，其中所述臭氧发生单元与所述吸附单元流体连通且所述吸附单元与所述混合单元流体连通，其中包含氧气的流体经所述臭氧发生单元处理而产生包含臭氧的流体，所述包含臭氧的流体的臭氧浓度为5-20％，所述包含臭氧的流体中的臭氧的至少一部分经所述吸附单元吸附且未被吸附的流体形成通过流股，所述通过流股的臭氧浓度为1-5％，所述混合单元产生负压使被吸附的臭氧解吸到流体中并形成包含臭氧的微泡，所述微泡的臭氧浓度为5-90％，其中所述包含氧气的流体与所述通过流股流体连通并且所述通过流股的至少一部分混合到所述包含氧气的流体中用于经所述臭氧发生单元处理而产生包含臭氧的流体，所述百分比为体积百分比。在某些实施方式中，所述包含氧气的流体中氧气的含量为至少10％，所述百分比为体积百分比。例如，所述包含氧气的流体中臭氧的含量为至少90％，所述百分比为体积百分比。在某些实施方式中，所述臭氧发生单元包括臭氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产臭氧的方法，其包括：a)使包含氧气的流体经臭氧发生处理而产生包含臭氧的流体，所述包含臭氧的流体的臭氧浓度为5‑20％；b)使步骤a)产生的包含臭氧的流体中的臭氧的至少一部分被吸附剂吸附，且未被吸附的流体形成通过流股，所述通过流股的臭氧浓度为1‑5％；c)使步骤b)中被吸附的所述臭氧在负压下被解吸到流体中并且所述臭氧形成微泡，所述微泡的臭氧浓度为5‑90％；以及，d)将所述通过流股的至少一部分混合到所述包含氧气的流体中，用于经臭氧发生处理而产生包含臭氧的流体，所述百分比为体积百分比。

【技术特征摘要】
1.一种用于生产臭氧的方法，其包括：a)使包含氧气的流体经臭氧发生处理而产生包含臭氧的流体，所述包含臭氧的流体的臭氧浓度为5-20％；b)使步骤a)产生的包含臭氧的流体中的臭氧的至少一部分被吸附剂吸附，且未被吸附的流体形成通过流股，所述通过流股的臭氧浓度为1-5％；c)使步骤b)中被吸附的所述臭氧在负压下被解吸到流体中并且所述臭氧形成微泡，所述微泡的臭氧浓度为5-90％；以及，d)将所述通过流股的至少一部分混合到所述包含氧气的流体中，用于经臭氧发生处理而产生包含臭氧的流体，所述百分比为体积百分比。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤a)包括：a1)使所述包含氧气的流体经分离处理而产生浓缩流股，其中所述浓缩流股中氧气的含量为至少10％，所述百分比为体积百分比；和a2)使所述浓缩流股经臭氧发生处理而产生包含臭氧的流体。3.根据权利要求2所述的方法，其中在步骤d)中，将所述通过流股的至少一部分混合到所述浓缩流股中，用于经臭氧发生处理而产生包含臭氧的流体。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括以下的步骤：所述通过流股的至少一部分混合到所述包含氧气的流体中，用于经臭氧发生处理而产生包含臭氧的流体。5.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法还包括以下的步骤：所述通过流股的至少一部分可以与包含氧气的流体经受分离处理所获得的浓缩流股混合，混合所得流股可以进一步经受臭氧发生处理，从而产生包含臭氧的流体。6.一种用于生产臭氧的系统，其包括臭氧发生单元，吸附单元和混合单元，其中所述臭氧发生单...

【专利技术属性】
技术研发人员：修国华，
申请(专利权)人：修国华，
类型：发明
国别省市：上海,31