控制臭氧发生器的方法技术

本发明专利技术涉及一种控制具有高压电极(5)和至少一个对电极(1)的臭氧发生器的方法，其中，所述高压电极(5)和所述至少一个对电极(1)限定中间空间，在该中间空间中设置至少一个电介质并且具有颗粒密度n气体的含氧气体流经该中间空间，并且其中，所述高压电极(5)和所述至少一个对电极(1)提供有用于电压供应(7)的连接点，用于在至少一个放电间隙中产生无声放电，并且其中，所述放电的脉冲距离d分布在最小脉冲距离d最小和最大脉冲距离d最大之间，并且其中，为了产生>12wt.％臭氧的臭氧浓度，选择所述电压供应(7)上交流电压的电压振幅U0，使得U0

Method of Controlling Ozone Generator

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制臭氧发生器的方法
本专利技术涉及一种控制具有权利要求1的前序部分的特征的臭氧发生器的方法。
技术介绍
臭氧是一种强氧化剂。臭氧通过氧化破坏污染物和染料、味道和气味影响物质以及微生物。因此，臭氧用于各种应用领域，例如饮用水处理、废水处理、纸张漂白、空气污染控制或者甚至用于污染土壤的处理。臭氧施放器在现有技术中是已知的。这种臭氧施放器包括多个臭氧发生器，其以管壳式热交换器的方式彼此平行地设置在两个管板之间。臭氧发生器通常具有外电极和至少一个内电极，其在操作中经受高电压，这导致间隙中的无声放电。取决于应用领域，可能需要高或低的臭氧浓度。分别地，已知为间隙宽度小于1mm的窄间隙臭氧发生器最经济地产生高臭氧浓度(>12wt.％)，而间隙宽度从1毫米开始的电极产生较低的臭氧浓度(<12wt.％)。例如，根据WO2007/014473A1可知，对于具有不同臭氧含量的空气和氧气，臭氧发生效率作为间隙宽度的函数的图。间隙宽度的调整通常机械地解决，例如在WO2007/014473A1中的那样，并且可以仅通过更换内电极并对不同的操作条件进行必要的调整来实现。电极的更换和内电极的不同变体的生产或储存是昂贵的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种控制臭氧发生器的方法，其中可以单独调节有效间隙宽度而无需更换电极装置，以便甚至可以有效地产生高的臭氧浓度。通过控制具有权利要求1的特征的臭氧发生器的方法实现该目的。此后，提供一种控制具有高压电极和至少一个对电极的臭氧发生器的方法，其中，所述高压电极和所述至少一个对电极限定间隙，在该间隙中设置至少一个电介质并且通过具有颗粒密度n气体[1/m3]的含氧气体穿过该间隙，并且其中，所述高压电极和所述至少一个对电极提供有用于电压供应的连接，用于在至少一个放电间隙中产生无声放电，并且其中，所述放电的打击距离d分布在最小打击距离d最小和最大打击距离d最大之间，并且其中，为了产生>12wt.％臭氧的臭氧浓度，选择所述电压供应上AC电压的电压振幅U0，使得U0<130*10-21V*m2*n气体*d最大*(CDL+Cg)/CDL，其具有电压振幅U0，系数130*10-21，表示降低的电场强度(电场强度和颗粒密度的商)和单位V*m2(伏特*米2)，也称为CGS单位汤森德(Townsend)(Td)，具有颗粒密度n气体[1/m3]，最大打击距离d最大[m]以及CDL＝电介质的电容且Cg＝放电间隙的电容。术语“控制方法”应理解为意指在臭氧施放器的连续操作中使用相应的控制方法，其可持续数分钟至连续操作数天或数周。不要求瞬态过程。在这些过程中，臭氧发生器仅在短时间内经受上述电压U0，例如，在传统控制方法中可能为接通和断开过程的情况。取决于功率、原料气和气体的体积流量，根据该控制方法操作的臭氧发生器也可以以产生小于12wt.％的臭氧的方式操作。然而，这不是本专利技术的主题，并未要求保护。操作臭氧发生器的目的是产生一定的臭氧浓度。将由系统预先确定该臭氧浓度。取决于待产生的臭氧浓度，通过选择电压振幅来选择有效间隙宽度或打击距离。该选择基于已知的特征，该特征表明臭氧发生效率作为具有不同臭氧含量的空气和氧气的间隙宽度的函数。因此，取决于在给定臭氧含量下的电压振幅，可以提高臭氧发生效率。通过改变颗粒密度和电压频率，可以设定每小时产生的臭氧量。根据本专利技术的方法使在不更换电极装置的情况下调节臭氧发生器的有效间隙宽度成为可能，使得即使当要产生高浓度的臭氧时它也特别有效地操作。U0<120*10-21V*m2*n气体*d最大*(CDL+Cg)/CDL可能是有利的。进一步地，可以提供可以设定电压振幅使得U0<110*10-21V*m2*n气体*d最大*(CDL+Cg)/CDL或使得U0<100*10-21V*m2*n气体*d最大*(CDL+Cg)/CDL。待产生的臭氧浓度越高，待选择的电压振幅越低，这意味着点燃的打击距离变得越来越小，并因此建立了有效地更小的间隙宽度。在这种情况下，为了产生臭氧浓度>18wt.％臭氧，如果选择电压振幅U0使得U0<100*10-21V*m2*n气体*d最大*(CDL+Cg)/CDL是有利的。也可以提供U0<90*10-21V*m2*n气体*d最大*(CDL+Cg)/CDL。在一种实施方式中，高压电极是异形的。优选地，打击距离的分布由金属丝织物形成。在这种情况下，金属丝织物可以用作电极或围绕实际电极。设想异形是连续且周期性地或随机地分布。与沿纵向步进的电极相反，异形的图案周期性地重复，或者异形的打击距离随机地分布在电极上。周期性或随机分布也适用于电介质具有异形并且电极平滑的情况。在优选的实施方式中，臭氧发生器具有单个对电极，并且电介质设置成与对电极接触。这被称为单间隙系统。打击距离定义为电介质和高压电极之间的距离。优选地，高压电极的内径在电极装置的长度上是恒定的。作为结果，显著简化了电极的生产。在两种优选的实施方式中，至少一个对电极和高压电极形成板式臭氧施放器或管式臭氧施放器，其中，至少一个对电极和高压电极是管状的并且彼此同心，并且织物是圆形的空心绳。在这种情况下，板式臭氧施放器优选用于小型臭氧施放器，其主要是空气冷却的。另一方面，管式臭氧施放器优选用于具有多个臭氧发生器并且大部分用水冷却的大型臭氧施放器中。附图说明下面参考附图更详细地描述本专利技术的优选实施方式。在附图中：图1：示出了现有技术的电极装置的透视图，图2：示出了具有可变间隙宽度的臭氧发生器的放电图的示意图。具体实施方式图1示出了DE102011008947A1中已知的臭氧发生器的电极装置。将这种类型的臭氧发生器分组并用于臭氧施放器中。臭氧发生器以管壳式热交换器和并联电连接的方式彼此平行地设置在两个管板之间。所示的臭氧发生器具有管状外电极1，同样的管状电介质2和内杆3，其中，沿轴向方向在空间上分开示出各个部件的缩短形式。该装置是旋转对称的。外电极1、电介质2和杆3彼此同心地定向。在外电极1和电介质2之间存在填充间隙的金属丝网4。因此，在电介质2和杆3之间提供金属丝网5，其也填充那里的间隙。以不锈钢管的形式设计外电极1。在臭氧产生期间产生的废热通过冷却水冷却，冷却水沿管板之间的外电极的外侧通过。电介质2为玻璃管。金属丝网4和5优选制成为由不锈钢丝网制成的圆形空心绳。设置在电极装置的中心的杆3是绝缘体，例如由与氧气和臭氧相容的另一种材料的玻璃制成。杆3可以是实心的。在操作中，电极装置充有含氧原料气，该含氧原料气沿箭头6的方向流过金属丝网4和5。示意性地示出了电压供应7，其在一侧与外电极1接触并且在另一侧与网5接触。由电压供应7提供的工作电压在电极1、5和电介质2之间的空间中引起静电放电，其从沿箭头6的方向流过网4和5的氧气产生臭氧。在所示的设计中，内电极仅由网5形成，而杆3执行作为绝缘体的支撑功能，其确保用金属丝网5均匀地填充电介质2的内部。这种电极形状导致体积和表面电荷的重叠。与具有限定的间隙宽度的臭氧发生器相比，高压电极5的异形导致多个可能的间隙宽度并因此产生不同的冲击宽度d，其在图2中示意性地示出。间隙宽度或打击距离d是电极和电介质之间的距离。由于在从d最小到d最大的范围内的不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.控制具有高压电极(5)和至少一个对电极(1)的臭氧发生器的方法，其中，所述高压电极(5)和所述至少一个对电极(1)限定间隙，在该间隙中设置至少一个电介质并且通过具有颗粒密度n气体的含氧气体充满该间隙，并且其中，所述高压电极(5)和所述至少一个对电极(1)提供有用于电压供应(7)的连接，用于在至少一个放电间隙中产生无声放电，并且其中，所述放电的打击距离d分布在最小打击距离d最小和最大打击距离d最大之间，其特征在于，为了产生>12wt.％臭氧的臭氧浓度，选择所述电压供应(7)上AC电压的电压振幅U0，使得U0<130*10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.07 EP 16202684.31.控制具有高压电极(5)和至少一个对电极(1)的臭氧发生器的方法，其中，所述高压电极(5)和所述至少一个对电极(1)限定间隙，在该间隙中设置至少一个电介质并且通过具有颗粒密度n气体的含氧气体充满该间隙，并且其中，所述高压电极(5)和所述至少一个对电极(1)提供有用于电压供应(7)的连接，用于在至少一个放电间隙中产生无声放电，并且其中，所述放电的打击距离d分布在最小打击距离d最小和最大打击距离d最大之间，其特征在于，为了产生>12wt.％臭氧的臭氧浓度，选择所述电压供应(7)上AC电压的电压振幅U0，使得U0<130*10-21V*m2*n气体*d最大*(CDL+Cg)/CDL，其具有颗粒密度n气体，最大打击距离d最大，电介质的电容CDL和放电间隙的电容Cg。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，U0<120*10-21V*m2*n气体*d最大*(CDL+Cg)/CDL。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，U0<110*10-21V*m2*n气体*d最大*(CDL+Cg)/CDL。4.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，U0<100*10-21V*m2*n气...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·菲肯斯，R·菲策克，M·萨弗摩泽，N·布吕格曼，
申请(专利权)人：赛莱默欧洲有限责任公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH