Способ получения озона

(51) М, Кл,;3 С 01 В.13/12 Гасударственный комитет СССР по делам изобретений и итврытийОпубликовано 23.10,8 . Бюллетень39 Дата опубликования описания 28.10.81 И. В, Никитин, В; Я, Росоловский, Г. В. Лысов и Е. А. ПетповР(72) Авторы зобретенин Институт новых химических проблем АН ССС(71) Заявител ПОЛУЧЕНИЯ ОЗОНА разныи кислоышленной чассо л Изобретение относится к производствуозона, находящего применение при подготовке питьевой воды, а также.разнооб. разные применения в синтезе органическихи неорганических соединений.Известен способ получения озона путемвоздействия тихого разряда на газообраз ный кислород. Реакторы, работа которых основана на действии тихого разряда обычно называют озонаторами. Разряд в озона- торе возникает в результате пробоя газового промежутка между барьерами из ди в электрика током высокого напряжения ипромышленной или звуковой частоты.Кислород или смесь кислорода с другим газом, например воздух, пропускают через разряд в озонаторе и получают яа выходе из озонатора газовый поток, содержащй 1 ф озон в" концентрации от десятых долей обемного процента до нескольких объемных процентов 1.Недостатком известного способа является низкий выход озона.Наиболее близким к предлагаемому по . технической сущности и доистигаемому результату является способ получения озона путем воздеиствия азооброд тлеющего разряд пронтоты 2,Однако способ имеет недостаточно вы-.кий выход озона, который составляет окоо 50%, Кроме того, способ получения озона в тлеющем разряде имеет ряд недостатков, обусловленных природой электрического разряда. К их числу относятся: низкое давление, необходимое для поддерживания разряда, малая мощность разряда и связанная с ией трудность работы при больших расходах газа, наличие в реакторе металлических электродов, которые могут вступать в побочные реакции с исходными веществами или продуктами, а также пребывание реактора под напряжением с несколько киловольт, что создает известную опасность работы с тлеюущим разрядом. Эти обстоятельства в целом делают тлеющий разряд малопроизводительным и существенно ограничивают возможности его применения в химической технологии,Цель изобретения - повышение степе-; ни превращения кислорода в озон и повышение безопасности процесса,Формула изобретения 3Поставленная цель достигается описываемым способом получения озона путем воздействия на газообразный кислород электрического разряда, в котором в качестве электрического разряда используют сверхвысокочастотный (СВЧ) импульсный электрический . разряд, возбуждаемый электромагнитным излучением 10-сантиметрового диапазона при длительности импульсов 2 - 4 мкс,Способ получения озона с применением СВЧ разряда не имеет недостатков свойственных тлеющему разряду промышленной частоты.СВЧ тлеющий разряд устойчив при высоких давлениях и расходах газов, недостижимых в низкочастотном тлеющем разряде, что позволяет интенсифицировать проводимые в нем процессы, Реакторы СВЧ разряда не содержат электродов, что повышает чистоту получаемых продуктов, При нестационарной или импульсной форме разряда СВЧ энергия передается реагирующему газу в виде импульсов длительностью в несколько микросекунд, приводящих к значительной диссоциации и ионизации газа в таких условиях, когда температура тяжелых частиц не превышает нескольких сотен градусов Кельвина. Это облегчает закалку образующихся продуктов, в результате чего импульсный режим особенно перспективен при синтезе термических неустойчивых соединений, таких как озон.В результате проведения синтеза озона в СВЧ импульсном разряде достигается выход продукта, близкий в 100%, при стехиометрическом расходовании кислорода, а разрядная камера и реактор при работе установки не находятся под напряжением.Пример 1. Газообразный кислород со ско- ростью 12,0 л/Ь (объемы везде указаны при нормальных условиях) вводят в вакуумированную кварцевую трубку с внутренним ди 874603аметром 20 мм. Стенки трубки в разрядной зоне охлаждают жидЪем азотом. В трубке возбуждают электрический разряд при давлении порядкамм рт.ст. Источником СВЧ импульсного излучателя служит магнетрон, работающий в 10-сантиметровом диапазоне. Энергию СВЧ излучения подают в разрядную камеру по волноводу прямоугольного сечения, регулируя мощность током магнетрона и водяным аттенюатором. Средняя мощность составляет 0,6 кВт, мощность в импульсеМВт, длительность импульсов 2 мкс, частота посылок 800 Гц, тип волны Ео На стенках разрядной трубки ктнденсируется озон в виде синего кольца. Из 1,0 л кислорода получают 0,65 л озона (выход15 97,5%)Пример 2. Аналогично примерув реактор вводят кислород со скоростью 3,50 л/ч,.Синтез ведут при длительности импульсов 4 мкс (частота посылок 200 Гц). Из 0,48 л кислорода получают 0,32 л озона (выход2 О 100%),Способ получения озона путем воздей 25ствия на газообразный кислород электрического разряда, отличающийся тем, что, сцелью повышения степени превращения кислорода в озон и повышения .безопасностипроцесса, в качестве электрического разряда используют сверхвысокочастотный имзо пульсный электрический разряд, возбуждаемый электромагнитным излучением 0-сантиметрового диапазона при длительностиимпульсов 2 - 4 мкс.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Некрасов Б, В, Общая химия. М.,Химия, 1975, с. 39,2. физическая химия, 40, 1966,10,с. 2361 (прототип), Составитель Р. Герасимов Редактор А. Шишкина Техред А. Бойкас КорректорВ. Бутяга Заказ 9236/35 Тираж 508 Поднисное ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская набд, 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4