(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス入口とガス出口を有しオゾン吸着物質を充填した容器と、この容器内を蛇行もしくはらせん状に設けられ、前記オゾン吸着物質を冷却する冷媒配管及び前記オゾン吸着物質を加熱するヒータと、を備え、
前記オゾン吸着物質がシリカゲルで、前記ヒータは８０℃以上２００℃未満の加熱を行なうことを特徴とするオゾン吸脱着装置。
【請求項２】
液体状の熱媒質を充満した容器と、この容器内を蛇行もしくはらせん状に配置した管の内部にオゾン吸着物質を充填したオゾン吸着管と、前記容器内に設けられ熱媒質を冷却する冷却管及び熱媒質を加熱するヒータと、を備えたことを特徴とするオゾン吸脱着装置。
【請求項３】
前記液体状の熱媒質がオイルまたはエチルグリコールであることを特徴とする請求項２に記載のオゾン吸脱着装置。
【請求項４】
前記ヒータで加熱する場合、パージガスを前記容器または前記オゾン吸着管内を流すようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のオゾン吸脱着装置。
【請求項５】
前記オゾン吸着物質がシリカゲルで、前記ヒータは８０℃以上２００℃未満の加熱を行なうことを特徴とする請求項２または３に記載のオゾン吸脱着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発生したオゾンを吸着して蓄積し、この蓄積したオゾンを脱着して放出するオゾン吸脱着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙やパルプ等の漂白用として環境への悪影響がないオゾンの使用が広まってきている。オゾンは放電や紫外線照射、または電気分解などの方法により酸素を原料としてオゾン発生器によって生成される。このようにして生成したオゾンは一旦吸着筒に吸着させて蓄積し濃縮される。吸着は低温加圧下で行われる。次に供給先への供給を行うため、まず大気圧とし、さらに常温にして脱着させ、窒素や乾燥空気などのキャリアガスと共に供給先へ送られる。
【０００３】
オゾン吸着筒は、例えば特公昭６２−５９０４５に開示されているように筒として一般的なプロポーションを持つ吸着筒にオゾン吸着剤としてシリカゲルを充填し、筒の周囲に冷却管を巻いたものが使用されている。オゾン吸着剤は使用している内に水分などを吸着してしまいオゾンに対する吸着能力が低下する。ある程度低下すると、オゾン吸着筒より取り出して加熱して水分を除去する再生処理が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
オゾン吸着剤に金属や有機物が付着した状態でオゾンが高濃度となると爆発の可能性がある。吸着能力の低下したオゾン吸着剤をオゾン吸着筒より取り出して加熱再生処理を行い、吸着筒に再び戻す作業を行なう過程で金属や有機物の付着により汚染される可能性が高いという問題が生じていた。
【０００５】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、オゾン吸着剤を金属や有機物で汚染させないで再生を行なうオゾン吸脱着装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、ガス入口とガス出口を有しオゾン吸着物質を充填した容器と、この容器内を蛇行もしくはらせん状に設けられ、前記オゾン吸着物質を冷却する冷媒配管及び前記オゾン吸着物質を加熱するヒータと、を備え、前記オゾン吸着物質がシリカゲルで、前記ヒータは８０℃以上２００℃未満の加熱を行なう。
【０００７】
ガス入口よりオゾンを含むキャリアガスを流入しオゾン吸着物質を通して所定の圧力で冷却するとオゾン吸着物質にオゾンが吸着される。また大気圧とし常温にするとオゾンは脱着されキャリアガスとともに外部に放出される。ヒータで加熱するとオゾン吸着物質に付着している水分を除去することができる。オゾン吸着物質はその容器から取り出さないので、金属や有機物で汚染される可能性は少ない。また、シリカゲルの場合、８０℃以上に加熱すると付着した水分の除去が行われる。ただし、２００℃以上となるとシリカゲルの変質が生じるので、２００℃未満とする。
【０００８】
請求項２の発明では、液体状の熱媒質を充満した容器と、この容器内を蛇行もしくはらせん状に配置した管の内部にオゾン吸着物質を充填したオゾン吸着管と、前記容器内に設けられ熱媒質を冷却する冷却管及び熱媒質を加熱するヒータと、を備える。
【０００９】
オゾン吸着管にオゾンを含むキャリアガスを流入しオゾン吸着物質を通して所定の圧力で冷却管により液体状の熱媒質を冷却してオゾン吸着物質を冷却すると、オゾン吸着物質にオゾンが吸着される。またオゾン吸着管内を大気圧とし常温にするとオゾンは脱着されキャリアガスとともに外部に放出される。ヒータで加熱すると液体状の熱媒質が加熱されオゾン吸着物質を加熱するのでこれに付着している水分を除去することができる。オゾン吸着物質はオゾン吸着管から取り出さないので、金属や有機物で汚染される可能性は少ない。
【００１０】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、前記液体状の熱媒質がオイルまたはエチルグリコールである。
【００１１】
オイルまたはエチルグリコールは液体状で熱を伝達する媒質として優れているので、冷却管の冷熱、ヒータの加熱をオゾン吸着物質に伝えるのに適している。
【００１２】
請求項４の発明では、請求項１または２の発明において、前記ヒータで加熱する場合、パージガスを前記容器またはオゾン吸着管内を流すようにする。
【００１３】
パージガスの流量をコントロールしながらオゾン吸着物質をヒータで加熱すると、オゾン吸着物質からの水分の除去が制御でき、短時間で再生する必要があれば多くの流量を流すことで達成でき、比較的長時間かけて再生してよければ、小流量のパージガスで効率良く再生が行える。
【００１４】
請求項５の発明では、請求項２または３の発明において、前記オゾン吸着物質がシリカゲルで、前記ヒータは８０℃以上２００℃未満の加熱を行なう。
【００１５】
シリカゲルの場合、８０℃以上に加熱すると付着した水分の除去が行われる。ただし、２００℃以上となるとシリカゲルの変質が生じるので、２００℃未満とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施の形態が用いられるオゾン供給装置の構成を示すブロック図である。オゾン発生器１は放電等により酸素Ｏ2 よりオゾンＯ3 を発生し、酸素と共に排出する。ポンプ２はこのオゾンと酸素の混合ガスをオゾン吸着容器３に供給する。オゾン吸着容器３はこの混合ガスの内オゾンを吸着する。またこの吸着したオゾンを脱着して放出する。冷凍機４ａはオゾン吸着容器３がオゾンを吸着するときオゾン吸着剤を冷却する冷媒（ブライン）を供給する。加熱装置４ｂはヒータが加熱管である場合は蒸気を供給し、電気ヒータである場合は電気を供給する。希釈タンク５は脱着したオゾンを所定濃度に希釈するタンクであり、反応塔６はオゾンを使用して、漂白や殺菌などの処理を行う装置である。止め弁７ａ，７ｂはオゾン吸着作用を行うループを形成する時、開とし、オゾン脱着作用を行う時閉となる。止め弁８ａ，８ｂ，８ｃはオゾンを脱着し、希釈して反応塔６へ供給するときのラインを構成する止め弁で、オゾン脱着時開となり、オゾン吸着時閉となる。流量制御弁９ａ，９ｂはキャリアガスとしての窒素Ｎ2 またはドライエアの流量を調整し、流量制御弁９ｃはオゾンとキャリアガスの混合気体の流量を制御する。圧力調整弁１０は脱着したオゾンとキャリアガスの圧力を調整する。
【００１７】
オゾンを発生させオゾン吸着容器３のオゾン吸着剤に吸着されるオゾン吸着作用の場合、止め弁７ａ，７ｂを開とし、止め弁８ａ，８ｂ，８ｃを閉としてオゾン発生器１から発生したオゾンと未反応の酸素の混合ガスを排出し、これをポンプ２でオゾン吸着容器３へ送り、オゾン吸着容器３ではオゾンを吸着して酸素はオゾン発生器１へ戻す。
【００１８】
オゾンをオゾン吸着容器３から取り出し反応塔６へ供給するオゾン脱着作用の場合は、止め弁７ａ，７ｂを閉とし、止め弁８ａ，８ｂ，８ｃを開とする。オゾン脱着時は窒素またはドライエアなどをオゾン吸着容器３に送り、オゾン吸着剤から脱着したオゾンとキャリアガスを希釈タンク５に入れる。希釈タンク５ではさらにキャリアガスで所定の濃度にオゾンを希釈し反応塔６に送出する。
【００１９】
図２は第１実施形態のオゾン吸着容器の詳細図である。オゾン吸着容器３は、細長で長さ方向を上下方向にし、下部にガス入口１２、頂部にガス出口１３を有する円筒容器１１で、この円筒容器１１内に冷媒管１４と加熱管１５が蛇行して配置されている。円筒容器１１内には上下にガスの拡散、収縮スペースを残してオゾン吸着剤としてシリカゲル１６が充填されている。
【００２０】
オゾン吸着時は冷媒管１４に冷媒が流れシリカゲル１６を冷却し、オゾンを含むキャリアガスがガス入口１２より流入しシリカゲル１６にオゾンを吸着されてガス出口１３より排出される。オゾン脱着時は円筒容器１１内を常温とした後、窒素またはドライエアなどのキャリアガスをオゾン吸着容器３に送り、シリカゲル１６からオゾンを脱着しキャリアガスとともにガス出口１３より排出する。
【００２１】
シリカゲル再生時（シリカゲル１６より水分を除去する時）は加熱管１５に蒸気を通しシリカゲル１６を８０℃より２００℃未満に加熱する。この場合キャリアガスをシリカゲル１６に通すことにより水分除去が加速され短時間に再生が行われる。８０℃となるとシリカゲル１６に含まれる水分の除去が行われ、１５０〜１８０℃で最も活発になるが２００℃を越えるとシリカゲルが変質するので、２００℃未満とする。従来のようにシリカゲルを取り出して外部で再生処理をしないので、金属や有機物で汚染されることがなくオゾン吸着剤の清浄度を高く維持できる。
【００２２】
図３は第２実施形態のオゾン吸着容器の詳細図である。オゾン吸着容器３は、細長で長さ方向を上下方向にした円筒容器２１で、この円筒容器２１内部に、下部に入口２３、上部に出口２４を有し上下方向に蛇行し内部にシリカゲル２５を充填したオゾン吸着管２２が設けられている。この円筒容器２１内には冷媒管２７と加熱管２８が水平方向に蛇行して設けられ、円筒容器２１内に充填されたオイル２６を冷却または加熱する。
【００２３】
オゾン吸着時は冷媒管２７に冷媒が流れオイル２６を冷却しさらにシリカゲル２５を冷却する。オゾンを含むキャリアガスがガス入口２３より流入しシリカゲル２５にオゾンを吸着されてガス出口２４より排出される。オゾン脱着時はオイル２６を常温とした後、窒素またはドライエアなどのキャリアガスをオゾン吸着管２２に送り、シリカゲル２５からオゾンを脱着しキャリアガスとともにガス出口２４より排出する。
【００２４】
シリカゲル再生時は加熱管２８に蒸気を通し（電気ヒータの場合は電気を供給）、シリカゲル２５を８０℃より２００℃未満に加熱する。この場合キャリアガスをシリカゲル２５に通すことにより水分除去が加速され短時間に再生が行われる。８０℃となるとシリカゲル２５に含まれる水分の除去が行われ、１５０〜１８０℃で最も活発になるが２００℃を越えるとシリカゲルが変質するので、２００℃未満とする。従来のようにシリカゲルを取り出して外部で再生処理をしないので金属や有機物で汚染されることがなくオゾン吸着剤の清浄度を高く維持できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明は加熱装置を設けてオゾン吸着剤を加熱することにより、水分を除去して再生することができるので、従来のように再生時汚染される恐れがなく、オゾン吸着剤の清浄度を高く維持できる。また再生時パージガスをコントロールしながらオゾン吸着剤に流すことにより再生時間を任意に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】オゾン吸着容器を含むオゾン供給設備の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態のオゾン吸着容器の詳細図である。
【図３】第２実施形態のオゾン吸着容器の詳細図である。
【符号の説明】
１  オゾン発生器
２  ポンプ
３  オゾン吸着容器
４ａ  冷凍機
４ｂ  加熱装置
５  希釈タンク
６  反応塔
７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，８ｃ  止め弁
９ａ，９ｂ，９ｃ  流量制御弁
１０  圧力調整弁
１１，２１円筒容器
１２，２３  ガス入口
１３，２４  ガス出口
１４，２７  冷媒管
１５，２８  加熱管
１６，２５  シリカゲル
２２  オゾン吸着管
２６  オイル
【図１】
0004003097.tif 000002
【図２】
0004003097.tif 000003
【図３】
0004003097.tif 000004