БЛОК ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ДИОКСИДА ХЛОРА И ГЕНЕРАТОР ДИОКСИДА ХЛОРА
UNIT FOR CHLORINE DIOXIDE GENERATION AND CHLORINE DIOXIDE GENERATION DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к блоку для генерирования диоксида хлора и генератору диоксида хлора. В частности, настоящее изобретение относится к компактному блоку для генерирования диоксида хлора, который использует механизм генерирования диоксида хлора посредством облучения лучами, имеющими длины волн в видимой области, агента, содержащего твердый хлорит, а также относится к генератору диоксида хлора, содержащему указанный блок генерирования диоксида хлора. Настоящее изобретение может быть с успехом установлено, в частности, на автомобилях (например, на личных легковых автомобилях, автобусах и такси) или других транспортных средствах (таких как самолеты, поезда и корабли). Кроме того, поскольку блок генерирования диоксида хлора выполнен компактным, он может быть также встроен, например, в оборудование для кондиционирования воздуха, такое как нагревательное оборудование, оборудование для охлаждения, очистители воздуха и увлажнители.
Уровень техники
Устройство для облучения ультрафиолетовыми лучами водного раствора, содержащего хлорит, или гель, содержащий хлорит, и т.п. для генерирования диоксида хлора, широко известно (см., например, патентный документ Японии №2005-224386 (опубликованная нерассмотренная заявка на патент Японии) [D1]). Однако известные устройства для производства диоксида хлора не были созданы с перспективой возможного перемещения, и поэтому многие из них были громоздкими. Помимо этого, основным компонентом традиционных генераторов диоксида хлора является жидкость, содержащая хлорин, или гелеобразное вещество, содержащее жидкость (источник генерирования диоксида хлора), и существует проблема, которая заключается в том, что указанный компонент или отработанная жидкость может расплескиваться при попытке ее транспортирования. Кроме того, даже если просто уменьшить габариты для обеспечения возможности транспортирования, из-за компактных габаритов возникнет новая проблема, т.е. проблема недостатка абсолютного количества хлорита и недостаточная поддержка процесса генерирования диоксида хлора, что в результате затруднит непрерывную эксплуатацию устройства.
Из патентного документа WO 2011/118447 [D2] известно устройство для генерирования диоксида хлора, в котором агент, содержащий твердый хлорит, размещен в картридже, имеющем заданную конструкцию, и его облучают ультрафиолетовыми лучами; указанное устройство решает одновременно проблемы «уменьшения габаритов» и «непрерывной эксплуатации» генератора диоксида хлора.
Раскрытие изобретения
Проблемы, решаемые заявленным изобретением
Устройство, описанное в вышеуказанном патентном документе D2, представляется более подходящим, поскольку оно компактнее по сравнению с известным генератором диоксида хлора и обеспечивает непрерывную эксплуатацию. Однако в указанном устройстве существует другая, дополнительная проблема, обусловленная тем, что при использовании в качестве источника генерирования диоксида хлора твердого хлорита количество генерируемого диоксида хлора получается небольшим по сравнению с генерируемым в устройстве (D1), в котором диоксид хлора генерируют посредством облучения ультрафиолетовыми лучами водного раствора, содержащего хлорит, или гель, содержащий хлорит, небольшое.
Средства решения проблем
Обычно считалось, что в случае облучения агента, содержащего твердый хлорит, для более эффективного генерирования диоксида хлора важно использовать излучение в ультрафиолетовой области с более высокой энергией по сравнению с излучением других различных длин волн.
Авторы изобретения провели обширное исследование в целях увеличения количества диоксида хлора, генерируемого с помощью устройства, которое использует в качестве источника генерирования диоксида хлора агент, содержащий твердый хлорит. В результате неожиданно было обнаружено, что если ультрафиолетовые лучи облучают агент, содержащий твердый хлорит, генерируется не только диоксид хлора, но также и озон, и благодаря взаимодействию этого озона с диоксидом хлора общее количество генерируемого диоксида хлора уменьшается по сравнению с получаемым количеством озона (см. также Пример 1 и фиг. 3).
Исходя из этого, были проведены дополнительные исследования для увеличения общего количества диоксида хлора, генерируемого с помощью устройства, в котором в качестве источника диоксида хлора используется агент, содержащий твердый хлорит, подавляя в то же время образование озона. В результате, за счет использования излучения в видимой области вместо ультрафиолетовых лучей, которые, как обычно считалось, являются существенными для генерирования диоксида хлора из твердого хлорина, стало возможным уменьшить количество генерируемого озона и достигнуть успеха в увеличении количества диоксида хлора, которое могло бы в целом генерировать устройство.
Кроме того, в результате неоднократного совершенствования устройства с целью компенсации снижения реакционной способности, обусловленной использованием излучения в видимой области, которое обладает меньшей энергией по сравнению с ультрафиолетовым излучением, неожиданно было обнаружено, что при облучении агента, содержащего твердый хлорин, излучением, испускаемым несколькими совместно используемыми частями с источником излучения, эффективность генерирования диоксида хлора повышается «синэргетически».
Благодаря этим инновациям было завершено создание блока генерирования диоксида хлора в соответствии с настоящим изобретением, который может практически обеспечить производство достаточного количества диоксида хлора в течение весьма продолжительного периода времени, являясь в то же время компактным блоком, а также создание генератора диоксида хлора, содержащего указанный блок.
Другими словами, в одном воплощении настоящее изобретение относится к блоку для генерирования диоксида хлора, который отличается тем, что указанный блок содержит секцию с объемом для хранения агента и по меньшей мере две части с источником излучения с длинами волн, главным образом, в видимой области, при этом в указанной секции с объемом для хранения агента имеется одно или большее число отверстий для того чтобы воздух мог входить и выходить из этой секции, причем газообразный диоксид хлора генерируется под действием облучения агента, находящегося внутри указанной секции с объемом для хранения агента, лучами, испускаемыми указанной частью с источником излучения.
Кроме того, в одном воплощении блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что указанная секция с объемом для хранения агента и по меньшей мере две части с источником излучения размещены как одно целое, при этом указанные по меньшей мере две части с источником излучения облучают указанный агент, размещенный внутри указанной секции с объемом для хранения агента по меньшей мере с двух направлений.
Помимо этого, в одном воплощении блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что длина волны излучения находится в интервале от 360 нм до 450 нм.
Помимо этого, в одном воплощении блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что указанная часть с источником излучения содержит лампу или кристалл.
Кроме того, в одном воплощении блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что указанный кристалл представляет собой светодиодный (LED) кристалл.
Кроме того, в одном воплощении блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что указанная часть с источником излучения представляет собой часть блока, которая может испускать излучение периодически.
Кроме того, в одном воплощении блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что указанный агент, содержащий твердый хлорит, представляет собой агент, содержащий (А) пористое вещество, служащее носителем хлорита, и (В) металлический или металлооксидный катализатор.
Кроме того, в одном воплощении блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что указанное «пористое вещество, несущее хлорит», получают путем пропитки пористого вещества водным раствором хлорита и последующей сушки.
Кроме того, в одном воплощении блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что указанный металлический катализатор или металлооксидный катализатор выбирают из группы, включающей палладий, рубидий, никель, титан и диоксид титана.
Кроме того, в одном воплощении блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что указанное пористое вещество выбирают из группы, включающей сепиолит, палыгорскит, монтмориллонит, силикагель, цеолит и перлит, а указанный хлорит выбирают из группы, включающей хлорит натрия, хлорит калия, хлорит лития, хлорит кальция и хлорид бария.
Кроме того, в одном воплощении блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что указанное массовое отношение указанного хлорита к указанному металлическому катализатору или металлооксидному катализатору в указанном веществе, размещенному внутри секции с объемом для хранения агента, находится в интервале 1:0,04-0,8.
Кроме того, в одном воплощении блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что указанное пористое вещество дополнительное является носителем щелочного реагента.
Кроме того, в одном воплощении блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что указанный щелочной реагент выбирают из группы, включающей гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид лития, карбонат натрия, карбонат калия и карбонат лития.
Кроме того, в одном воплощении блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что молярное отношение указанного хлорита к указанному щелочному веществу находится в интервале 1:0,1-0,7.
Кроме того, в одном воплощении блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что указанное «пористое вещество, несущее хлорит и щелочной реагент» получают путем одновременно или последовательно проводимых пропитки пористого вещества хлоритом и щелочным реагентом и сушки.
Другое воплощение настоящего изобретения относится к генератору диоксида хлора, содержащему блок генерирования диоксида хлора в соответствии с любой из вышеизложенных особенностей.
Кроме того, в одном воплощении генератор диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что он дополнительно содержит участок нагнетания для подвода воздуха к агенту, находящемуся внутри указанной секции с объемом для хранения агента в указанном блоке генерирования диоксида хлора.
Кроме того, в одном воплощении генератор диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что указанный участок нагнетания представляет собой вентилятор для подачи воздуха, находящегося снаружи, внутрь указанного генератора диоксида хлора, или вентилятор для выпуска воздуха изнутри наружу указанного генератора диоксида хлора.
Кроме того, в одном воплощении генератор диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что по меньшей мере одно из отверстий в секции с объемом для хранения агента выполнено на боковой поверхности указанной секции с объемом для запаса вещества, и воздух, направленный из указанного участка нагнетания по меньшей мере частично направлен к агенту посредством отверстий, выполненных в боковой поверхности указанной секции с объемом для хранения агента.
Кроме того, в одном воплощении генератор диоксида хлора согласно настоящему изобретению отличается тем, что относительная влажность (ОВ) внутри указанной секции с объемом для хранения агента поддерживается на уровне 30-80% с помощью воздуха, направляемого из указанного участка нагнетания.
Совершенно понятно, что любая комбинация из одной или более указанных выше характерных особенностей настоящего изобретения, объединенных при отсутствии какого-либо технического несоответствия с точки зрения специалистов в данной области техники, также включена в объем настоящего изобретения.
Полезные эффекты изобретения
За счет описанного выше выполнения блок генерирования диоксида хлора в соответствии с настоящим изобретением и генератор диоксида хлора, содержащий указанный блок, практически могут выделять достаточное количество диоксида хлора в течение весьма продолжительного периода времени, являясь в то же время компактным устройствами, и таким образом могут быть с успехом использованы для установки на транспортных средствах и тому подобного. Кроме того, поскольку блок генерирования диоксида хлора в соответствии с настоящим изобретением является компактным, он может быть также встроен, например, в оборудование для кондиционирования воздуха, такое как нагревательное оборудование, оборудования для охлаждения, очистители воздуха и увлажнители.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан блок генерирования диоксида хлора, в котором размещен агент, содержащий твердый хлорит, вид в продольном разрезе;
на фиг. 2 - генератор диоксида хлора вместе с блоком генерирования диоксида хлора, показанным на фиг. 1, вид в продольном разрезе;
на фиг. 3 - графические зависимости, показывающие изменение измеренных величин концентрации диоксида хлора и озона в воздухе при изменении длины волны излучения при облучении агента, содержащего твердый хлорит;
на фиг. 4 - график, показывающий среднее из измеренных величин в ультрафиолетовой области и среднее из измеренных величин в видимой области для измеренных величин концентраций диоксида хлора и озона, представленных на фиг. 3;
на фиг. 5 - графические зависимости, показывающие изменение количества генерируемого диоксида хлора в зависимости от формы металлического или металлооксидного катализатора, смешанного с агентом, при облучении агента, содержащего твердый хлорит;
на фиг. 6 - графические зависимости, показывающие изменение количества генерируемого диоксида хлора, при изменении относительного содержания хлорита и диоксида титана в составе агента, содержащего твердый хлорит и металлический или металлооксидный катализатор (диоксид титана);
на фиг. 7 - график, показывающий соотношение между содержанием диоксида титана в агенте, содержащем твердый хлорит и металлический или металлооксидный катализатор (диоксид титана), и максимальной величиной концентрации диоксида хлора, генерируемого под действием облучения видимым излучением;
на фиг. 8 - графические зависимости, показывающие изменение количества генерируемого диоксида хлора в случае непрерывного облучения видимым излучением агента, содержащего твердый хлорит и металлический или металлооксидный катализатор (диоксид титана), в течение продолжительного периода времени;
на фиг. 9 - блок генерирования диоксида хлора в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, вид в перспективе, вид сверху и вид сбоку;
на фиг. 10 - схематическое изображение генератора диоксида хлора с установленным в нем блоком генерирования диоксида хлора в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 11 - сравнение количества диоксида хлора, генерируемого в блоке генерирования диоксида хлора, соответствующему одному воплощению настоящего изобретения, при облучении агента, размещенного в секции с объемом для хранения агента, излучением только от одной части с источником излучения (т.е. только с одной стороны) и в случае облучения агента с использованием двух частей с источником излучения (т.е. с двух сторон);
на фиг. 12 - графическая зависимость, отображающая отношение количества диоксида хлора, генерируемого в блоке генерирования диоксида хлора, соответствующем одному воплощению настоящего изобретения, при облучении агента, размещенного в секции с объемом для хранения агента, излучением только от одной части с источником излучения (т.е. только с одной стороны) и количества диоксида хлора в случае облучения агента от двух частей блока с источником света (т.е. с двух сторон). Следует отметить, что для того чтобы показать, что в случае облучения излучением от двух частей с источником излучения (с двух сторон) количество генерируемого диоксида хлора будет в два раза или более превышать количество диоксида хлора, генерируемого при излучении только от одной части с источником излучения (только с одной стороны), при вычислении отношения количества диоксида хлора, генерируемого при двухстороннем и одностороннем облучении, для количества диоксида хлора, генерируемого при одностороннем облучении, на графике приведена в два раза большая величина;
на фиг. 13 - что в блоке генерирования диоксида хлора, соответствующем одному воплощению настоящего изобретения, излучение, направленное на агент, размещенный в секции с объемом для хранения агента, может быть более эффективным, если облучение производится от двух частей блока с источником излучения (с обеих сторон) по сравнению с облучением агента только от одной части с источником излучения (только с одной стороны);
на фиг. 14 - изменение количества генерируемого диоксида хлора при изменении относительной влажности в секции с объемом для хранения агента, входящей в состав блока генерирования диоксида хлора, соответствующего одному воплощению настоящего изобретения. Следует отметить, что на фиг. 14 приведены данные для случая, когда облучение осуществляется только от одной части с источником излучения (только с одной стороны);
на фиг. 15 - изменение по времени количества генерируемого диоксида хлора при различной величине относительной влажности в секции с объемом для хранения агента блока генерирования диоксида хлора, соответствующего одному воплощению настоящего изобретения. Следует отметить, что на фиг. 15 приведены данные для случая, когда излучение направляется к агенту от двух частей с источником излучения (с двух сторон).
на фиг. 16 - изменение во времени количества диоксида хлора, генерируемого при периодическом облучении агента, размещенного в секции с объемом для хранения агента, излучением от двух частей с источником излучения (с двух сторон), блока генерирования диоксида хлора, соответствующего одному воплощению настоящего изобретения. Следует отметить, что обозначение "10s/80s" на фиг. 15 относится к случаю, когда излучение было непрерывным в течение 2 минут облучения, и после 2 минут облучения повторяли цикл с излучением в течение 10 секунд (светодиоды включены) и прекращением излучения на 80 секунд (светодиоды выключены). Подобным образом "20s/80s" означает, что излучение было непрерывным в течение 2 минут облучения, и после 2 минут облучения повторяли цикл с излучением в течение 20 секунд (светодиоды включены) и прекращением излучения на 80 секунд (светодиоды выключены), a "30s/80s" означает, что излучение было непрерывным в течение 2 минут облучения, и после 2 минут облучения повторяли цикл с излучением в течение 30 секунд (светодиоды включены) и прекращением излучения на 80 секунд (светодиоды выключены).
Осуществление изобретения
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящее изобретение относится к блоку для генерирования диоксида хлора, характеризующемуся тем, что указанный блок содержит секцию с объемом для хранения агента и по меньшей мере две части с источником излучения, при этом указанная часть с источником излучения предназначена для генерирования излучения с длинами волн, главным образом, в видимой области спектра, при этом в указанной секции с объемом для хранения агента размещен агент, содержащий твердый хлорит, и в указанной секции с объемом для хранения агента имеется одно или большее число отверстий для того, чтобы воздух мог входить и выходить из указанной секции с объемом для хранения агента, при этом газообразный диоксид хлора генерируется за счет облучения указанным излучением, испускаемым из части с источником излучения, агента, находящегося в указанной секции с объемом для хранения агента.
Блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере две части с источником излучения (например, 2, 3, 4, 5, 6 или большее число частей с источником излучения), при этом взаимное расположение по меньшей мере указанных двух частей с источником излучения, в частности, не ограничено при условии, что испускаемые лучи могут облучать агент, который служит источником генерирования диоксида хлора с по меньшей мере двух направлений (например, 2, 3, 4, 5, 6 или большего числа направлений). Предпочтительно указанные по меньшей мере две части с источником излучения расположены симметрично при центральном расположении агента, который служит источником генерирования диоксида хлора.
В качестве источника излучения, используемого в настоящем изобретении, может быть использован хорошо известный источник излучения, при условии, что он испускает излучение только в видимой области спектра или излучение, включающее видимую область. Соответственно, длина волны излучения, генерируемого источником излучения, используемым в настоящем изобретении, не ограничивается длиной волны в видимой области (360 нм - 830 нм), и это может быть излучение, включающее длину волны в ультрафиолетовой области спектра (~ 360 нм) и длину волны света в инфракрасной области (830 нм ~). Однако при облучении агента, содержащего твердый хлорит, излучением с длиной волны в ультрафиолетовой области существует тенденция генерирования озона в качестве побочного продукта. Кроме того, поскольку энергия излучения в инфракрасной области является небольшой, количество генерируемого диоксида хлора даже в случае облучения агента, содержащего твердый хлорит, также небольшое. Соответственно, в настоящем изобретении предпочтительно использование излучения, испускаемого источником излучения, с длинами волн, главным образом, в видимой области спектра. Излучение, генерируемое источником излучения, используемым в настоящем изобретении, предпочтительно является излучением с длинами волн в интервале от 360 нм до 450 нм, более предпочтительно излучением с длинами волн в интервале от 380 нм до 450 нм или от 360 нм до 430 нм и наиболее предпочтительно - в интервале от 380 нм до 430 нм.
Подтверждение того, что длина волны излучения, испускаемого источником излучения, находится в определенном интервале длин волн, может быть получено посредством измерения длины волны или энергии излучения, генерируемого источником излучения, с помощью хорошо известной измерительной аппаратуры.
Выбор источника излучения, используемого в настоящем изобретении, не является особо ограниченным, при условии, что он генерирует излучение с длинами волн в видимой области спектра, и, например, могут быть использованы различные источники, которые генерируют излучение в видимой области, такие как лампа (лампа накаливания и светодиодная лампа), кристалл и лазерный аппарат.
С точки зрения направленности излучения, генерируемого источником излучения, а также уменьшения размеров устройства предпочтительно использовать источник излучения в виде кристалла. Источник излучения в виде кристалла, благодаря его узкой направленности, может эффективно испускать излучение на облучаемый целевой объект при отсутствии диффузии излучения и, таким образом, может повышать эффективность генерирования устройством диоксида хлора.
Кроме того, с точки зрения ограничения длины волны излучения, генерируемого источником излучения, для того чтобы он не создавал излучение в ультрафиолетовой или инфракрасной области спектра, предпочтительно в качестве источника излучения использовать светодиод, который генерирует излучение в видимой области. В частности, принимая во внимание уменьшение размеров устройства, а также эффективность генерирования диоксида хлора, наиболее предпочтительным источником излучения, используемый в настоящем изобретении, является светодиодный кристалл, который генерирует излучение в видимой области спектра.
Помимо этого, источником излучения, используемый в настоящем изобретении, может быть источник излучения, который может излучать периодически. Например, источником излучения, используемым в настоящем изобретении, может быть источник излучения, который повторяет цикл, включающий испускание излучения в течение определенного промежутка времени и последующее прекращение излучение на определенный интервал времени. Способ регулирования источника излучения для периодического генерирования излучения не является особо ограниченным и может быть осуществлен хорошо известным путем для специалистов в данной области техники.
Часть с источником излучения и секция с объемом для хранения агента в генераторе диоксида хлора согласно настоящему изобретению могут быть размещены как одно целое или по отдельности, и предпочтительно размещение как одно целое для эффективного облучения излучением, генерируемым частью с источником излучения, агента, размещенного в секции с объемом для хранения агента. Здесь часть с источником излучения и секция с объемом для хранения агента могут быть размещены как одно целое или соединены без возможности разделения, или могут быть размещены как одно целое или соединены с возможностью разделения. Если часть с источником излучения и секция с объемом для хранения агента размещены как одно целое или соединены с возможностью разделения, секцией с объемом для хранения агента может быть съемный картридж. Секция с объемом для хранения агента, используемая в настоящем изобретении, не ограничивается используемым материалом или конструктивным выполнением, при условии, что она содержит одно или большее число отверстий для того, чтобы воздух мог входить и выходить через них. Например, за счет использования в качестве материала секции с объемом для хранения агента (в частности, для секций с объемом для хранения агента, боковой поверхности секции, которая непосредственно облучается излучением, испускаемым частью с источником излучения) хорошо известного проницаемого для излучения материала, излучение, испускаемое частью с источником излучения, может облучать агент, находящийся в секции с объемом для хранения агента. Предпочтительно за счет выполнения материала секции с объемом для хранения агента из синтетической смолы, которая обеспечивает прохождение испускаемых лучей, главным образом, в видимой области спектра, излучение, генерируемое частью с источником излучения, может облучать агент, находящийся в секции с объемом для хранения агента, при отсутствии его поглощения синтетической смолой.
Синтетической смолой, которая обеспечивает прохождение испускаемых лучей с длинами волн, главным образом, в видимой области спектра, может быть синтетическая смола, которая обеспечивает прохождение 80% или более испускаемого излучения с длинами волн в видимой области, предпочтительно смола, обеспечивающая прохождение 90% или более испускаемого излучения с длинами волн в видимой области, и более предпочтительно смола, которая обеспечивает прохождение 95% или более испускаемого излучения с длинами волн в видимой области. В частности, для секций с объемом для хранения агента возможным материалом боковой поверхности, на которую непосредственно направляется излучение от части с источником излучения, является акриловый лист или прозрачный лист из винилхлорида, хотя это не должно быть особо ограничивающим фактором.
Кроме того, например, секция с объемом для хранения агента может быть также выполнена из сетчатого листа с таким размером отверстий сетки, чтобы находящийся в секции агент не мог через него выпадать. В соответствии с такой конфигурацией воздух снаружи секции с объемом для хранения агента может входить и выходить из этой секции, и генерируемое излучение от части с источником излучения направляется на агент, аккумулированный в секции с объемом для хранения агента, через указанные отверстия сетки. Примеры хлорита, используемого в настоящем изобретении, включают хлорит щелочного металла или хлорит щелочноземельного металла.
Примеры хлорита щелочного металла включают хлорит натрия, хлорит калия и хлорит лития, а примеры хлорита щелочноземельного металла - хлорит кальция, хлорит магния и хлорит бария. Среди перечисленных хлоритов предпочтительными являются хлорит натрия и хлорит калия, при этом наиболее предпочтительным является хлорит натрия, т.к. он может быть легко получен. Эти хлориты могут быть использованы в единственном числе, а также может быть использовано два или большее число хлоритов в комбинации.
Используемый в настоящем изобретении твердый хлорит может быть нанесен на пористое вещество. В настоящем изобретении за счет нанесения твердого хлорита на пористое вещество и его реагирования с излучением на поверхности пористого вещества реакция может быть осуществлена с меньшей затратой энергией по сравнению со случаем использования твердого хлорита. Другими словами, в настоящем изобретении диоксид хлора может быть сгенерирован более эффективно за счет использования твердого хлорита, нанесенного на пористое вещество. Примерами используемого пористого вещества в настоящем изобретении являются сепиолит, палыгорскит, монтмориллонит, силикагель, диатомит, цеолит и перлит, но для предотвращения разложения хлорита предпочтительны те из указанных веществ, которые являются щелочными при нахождении во взвешенном состоянии в воде, т.е. более предпочтительны палыгорскит и сепиолит, и в особенности предпочтителен сепиолит.
В настоящем изобретении способ нанесения хлорита на пористое вещество не является особо ограниченным. Например, «пористое вещество, несущее хлорит» может быть получено путем пропитки пористого вещества водным раствором хлорита и последующего высушивания. Содержание воды в «пористом веществе, несущем хлорит», предпочтительно составляет 10 мас. % или менее, более предпочтительно 5 мас. % или менее.
«Пористое вещество, несущее хлорит», используемое в настоящем изобретении, может иметь любой размер частиц, и, в частности, с успехом может быть использовано пористое вещество со средним размером частиц 1 мм - 3 мм.
Средний размер частиц «пористого вещества, несущего хлорит», используемого в настоящем изобретении, может быть вычислен путем измерения размера частиц «пористого вещества, несущего хлорит», с помощью оптического микроскопа и т.п., проведения статистической обработки результатов измерений и затем вычисления среднего значения и среднеквадратичного отклонения.
Концентрация хлорита в «пористом веществе, несущем хлорит», используемом в настоящем изобретении, эффективна при величине 1 мас. % или более, и поскольку величина более 25 мас. % будет соответствовать вредному веществу, предпочтительно от 1 мас. % или более до 25 мас. % или менее, более предпочтительно от 5 мас. % или более до 20 мас. % или менее.
«Агент, содержащий твердый хлорит», используемый в настоящем изобретении, дополнительно может содержать металлический или металлооксидный катализатор. Например, используемым в настоящем изобретении «агентом, содержащим твердый хлорит», может быть агент, содержащий (А) пористое вещество, несущее хлорит, и (В) металлический или металлооксидный катализатор.
Примеры металлического или металлооксидного катализатора, используемого в настоящем изобретении, включают палладий, рубидий, никель, титан и диоксид титана. Из числа указанных в особенности выгодно использование диоксида титана. Следует отметить, что диоксид титана может быть именован просто как оксид титана или двуокись титана. В настоящем изобретении для металлического или металлооксидного катализатора могут быть использованы различные формы, такие как порошок и гранулы, и специалисты в данной области техники могут надлежащим образом выбрать предпочтительную форму в зависимости от содержания хлорита и металлического или металлооксидного катализатора в агенте. Например, если содержание металлического или металлооксидного катализатора в агенте относительно высокое, может быть выбран гранулированный металлический или металлооксидный катализатор, а если содержание металлического или металлооксидного катализатора в агенте относительно низкое, может быть выбран порошкообразный металлический или металлооксидный катализатор, хотя это не является ограничением изобретения.
Приближенным показателем размера «порошков» или «гранул» являются здесь, например, твердые частицы, имеющие средний размер 0,01 мм - 1 мм для порошкообразной формы, и твердые частицы со средним размером частиц 1 мм - 30 мм для гранул, хотя это не является особым ограничением.
Массовое отношение хлорита к металлическому или металлооксидному катализатору в агенте, используемом в настоящем изобретении, может составлять 1:0,04-0,8, предпочтительно 1:0,07-0,6 и более предпочтительно 1:0,07-0,5. В одном из двух случаев, а именно, когда содержание металлического или металлооксидного катализатора в агенте меньше содержания хлорита и когда содержание в агенте металлического или металлооксидного катализатора по отношению к содержанию хлорита соответствует величине меньшей, чем 0,04, количество диоксида хлора при облучении видимым излучением может быть уменьшено.
«Пористое вещество, несущее хлорит», используемое в настоящем изобретении, дополнительно может служить носителем щелочного реагента.
Примерами щелочного реагента, используемого при приготовлении указанного агента в соответствии с настоящим изобретением, являются гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид лития, гидроксилированньш цезий, гидроксилированный рубидий, карбонат натрия, карбонат калия и карбонат лития, предпочтительно - гидроксид натрия.
За счет дополнительного нанесения щелочного реагента на «пористое вещество, несущее хлорит», величина рН агента, используемого в настоящем изобретении, может быть скорректирована, и таким образом стабильность агента может быть повышена, и выделение свободного диоксида хлора, например, в условиях хранения, когда облучение не осуществляется, может быть предотвращено.
Надлежащее количество щелочного реагента, используемого при приготовлении агента в соответствии с настоящим изобретением, по отношению к хлориту (мол) составляет от 0,1 грамм-эквивалента или более до 0,7 грамм-эквивалента или менее, предпочтительно от 0,1 грамм-эквивалента или более до 0,3 грамм-эквивалента или менее. Если это отношение составляет менее 0,1 грамм-эквивалента, существует вероятность того, что хлорит на носителе будет разлагаться даже при обычных температурах, а если это отношение составляет более чем 0,7 грамм-эквивалента, стабильность будет повышаться, но генерирование диоксида хлора будет затруднительным, и концентрация оксида хлора будет уменьшаться, и, следовательно, такое отношение не является предпочтительным.
При приготовлении агента согласно настоящему изобретению способ с дополнительным нанесением щелочного реагента на «пористое вещество, несущее хлорит», не является особенно ограниченным, и, например, может быть использован способ одновременной или последовательной пропитки пористого вещества хлоритом и щелочным реагентом и сушки. Следует отметить, что в настоящем изобретении искомый рассматриваемый состав иногда получают посредством «распылительной адсорбции» водного раствора хлорита и/или щелочного реагента на пористом веществе и сушки, а используемый здесь термин «распылительная адсорбция» включен в термин «пропитка».
В одном воплощении объектом настоящего изобретения является генератор диоксида хлора, содержащий блок генерирования диоксида хлора, соответствующий настоящему изобретению. Генератор диоксида хлора согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать участок нагнетания для подачи воздуха к агенту, находящемуся в секции с объемом для хранения агента блока генерирования диоксида хлора. Указанный участок нагнетания может быть предназначен для забора воздуха снаружи генератора или может быть предназначен для отвода воздуха изнутри генератора наружу.
В генераторе диоксида хлора согласно настоящему изобретению участком нагнетания для подачи воздуха к агенту, запас которого находится в секции с объемом для хранения агента, может быть, например, вентилятор или воздушный насос, предпочтительно вентилятор. За счет использования такого участка нагнетания к агенту, находящемуся в секции с объемом для хранения агента, может быть направлен больший объем воздуха. Поскольку активность контакта агента, содержащего твердый хлорит, и влажность воздуха (пары воды) увеличиваются за счет подачи большего количества воздуха к агенту, диоксид хлора будет легче генерироваться из твердого хлорита, на который направлено излучение.
В генераторе диоксида хлора согласно настоящему изобретению относительную влажность в секции с объемом для хранения агента можно регулировать в пределах ОВ 30-80% (предпочтительно 40-70%, более предпочтительно 40-60%) посредством подачи воздуха из участка нагнетания. Количество генерируемого диоксида хлора может быть увеличено за счет регулирования относительной влажности в секции с объемом для хранения агента в указанном интервале относительной влажности.
Кроме того, в генераторе диоксида хлора согласно настоящему изобретению другим средством, которое также может быть использовано для обеспечения воздуха в секции с запасом агента водяным паром, является элемент Пельтье (использует эффект Пельтье), который конденсирует и собирает содержащуюся в воздухе влагу (недостаток элемента Пельтье, который вызывает захват или конденсацию водяного пара, также может быть задействован для повышения влажности).
Способ регулирования относительной влажности во внутреннем объеме генератора не является особенно ограничивающим, и специалисты в данной области техники могут подходящим образом осуществлять его с помощью хорошо известных технических средств. Например, для измерения влажности внутри корпуса устройства может быть установлен гигрометр, и количество нагнетаемого воздуха из участка нагнетания регулируют в процессе мониторинга количества влаги, или относительную влажность контролируют путем регулирования степени поглощения влаги с помощью элемента Пельтье.
Кроме того, поскольку блок генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению выполнен компактным, он может быть также встроен, например, в бытовые приборы, которые не имеют в качестве основной задачи генерирование диоксида хлора. Следует отметить, что устройство, в состав которого введен блок генерирования диоксида хлора, соответствующий настоящему изобретению, например, бытовой прибор, не имеющий в качестве основной задачи генерирование диоксида хлора, также включено в понятие «генератор диоксида хлора» в соответствии с настоящим изобретением. Например, интегрирование блока генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению в оборудование для кондиционирования воздуха, такое как нагревательное оборудование, оборудование для охлаждения, очистители воздуха и увлажнители, благодаря воздействию потока воздуха, выходящего из оборудования для кондиционирования воздуха, способствует генерированию диоксида хлора в блоке для генерирования диоксида хлора, хотя в то же время диоксид хлора может быть эффективно рассеян в помещении вместе с потоком воздуха, выходящим в помещение из оборудования для кондиционирования воздуха.
Используемые здесь термины применяются для описания конкретных вариантов осуществления и не предназначены для ограничения изобретения.
Используемый здесь термин «содержащий», за исключением случаев, когда содержание информации ясно показывает, что следует понимать иное, подразумевает наличие описанных составляющих (таких как компоненты, этапы, элементы, количества) и не исключает наличие других составляющих (таких как компоненты, этапы, элементы, количества).
За исключением других определенных случаев, все используемые здесь термины (включая технические и научные термины) имеют одинаковое значение с терминами, полностью признанными специалистами в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Используемые здесь термины, если четко не оговорено иное их смысловое содержание, следует истолковывать как имеющие значения, соответствующие значениям в настоящем описании и во взаимосвязанных технических областях, и не должны быть истолкованы как имеющие идеализированные или слишком формальные значения.
Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть описаны со ссылками на схематические чертежи. При этом для наглядности при изображении вариантов осуществления они могут быть увеличены.
Например, в отношении приведенного в настоящем описании выражения «1-10%» специалисты будут принимать во внимание, что это выражение указывает взятые по отдельности и конкретно значения 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10%. Любые или все приведенные здесь численные величины для указания содержания компонентов или интервала численных значений и тому подобного, за исключением однозначно указанных величин, рассматриваются с включением термина «приблизительно». Например, если не указано однозначно, "10 раз" следует понимать как означающее «приблизительно 10 раз».
Все описания упомянутых здесь источников информации следует считать приведенными в настоящем описании, и специалисты будут приводить и воспринимать соответствующие раскрытые в этой литературе сведения из уровня техники, имеющие отношение к изобретению, как часть настоящего описания в соответствии с его контекстом без выхода за пределы объема и сущности настоящего изобретения.
Настоящее изобретение далее будет описано более подробно со ссылками на Примеры. Однако настоящее изобретение может быть реализовано посредством различных особенностей реализации, и его не следует воспринимать как ограниченное описанными здесь Примерами.
Примеры
Пример 1. Изменение количества генерируемого диоксида хлора в зависимости от длины волны облучающего излучения
В этом примере приведены результаты опытов с блоком генерирования диоксида хлора и генератором диоксида хлора, представленных на фиг. 1 и 2.
На фиг. 1 представлен вид в продольном разрезе секции с объемом для хранения агента, с изображением ее внутренних элементов, и части с источником излучения блока генерирования диоксида хлора, используемого в данном Примере. Как показано на фиг. 1, блок 10 генерирования диоксида хлора содержит секцию 11 с объемом для хранения агента и часть с источником излучения, предназначенную для генерирования излучения в видимой области спектра (светодиодный кристалл 12 и рабочая монтажная панель 13). Секция 11 с объемом для хранения агента заполнена тестируемым агентом 14 и снабжена отверстиями 16 для того, чтобы через них мог входить и выходить воздух. Блок 10 генерирования диоксида хлора содержит трубку 15 для ввода в устройство воздуха снаружи.
Воздух, поступающий из трубки 15, направляется в секцию 11 с объемом для хранения агента через указанные отверстия 16. При этом находящиеся в подводимом воздухе пары воды внедряются в хлорит, содержащийся в тестируемом агенте 14. Излучение в видимой области, генерируемое в части с источником излучения, проходит через днище секции 11 с объемом для хранения агента и облучает тестируемый агент 14, находящийся в указанной секции 11. Хлорит, содержащий пары воды, реагирует с излучением с образованием диоксида хлора. Диоксид титана, который содержится в тестируемом агенте 14 наряду с хлоритом, способствует химической реакции генерирования диоксида хлора из хлорита с помощью падающего на него излучения в видимой области спектра. Выделившийся диоксид хлора отводится через отверстия 16.
На фиг. 2 представлен схематический вид в продольном разрезе общей конструкции генератора диоксида хлора, используемого в данном Примере. Как показано на фиг. 2, генератор 20 диоксида хлора содержит размещенный внутри него блок 21 генерирования диоксида хлора. В корпусе 22 генератора 20 диоксида хлора имеется вход 23 для подачи воздуха, предназначенный для ввода воздуха, находящегося снаружи, в устройство, и выход 25 для выпуска воздуха, проходящего внутри устройства, из этого устройства. Кроме того, генератор 20 диоксида хлора содержит установленный внутри корпуса вентилятор 24, служащий для эффективного ввода в устройство воздуха.
При активировании вентилятора 24 воздух поступает внутрь корпуса 22 устройства через вход 23 для подачи воздуха. Поступивший воздух проходит через блок 21 для генерирования диоксида хлора, установленный внутри устройства, и выходит из устройства через выход 25 для выпуска воздуха. Поскольку в блоке 21 генерирования диоксида хлора указанный диоксид хлора генерируется посредством механизма, подобного реализуемому в блоке, представленном на фиг. 1, воздух, выходящий из выхода 25 для выпуска воздуха, содержит диоксид хлора.
После распылительной адсорбции 70 г водного раствора хлорита натрия с концентрацией 10 мас. % сепиолитом в количестве 100 г и последующей сушки 20 г водного раствора хлорита натрия с концентрацией 10 мас. % было дополнительно адсорбировано при распылении, осушено, и затем смешано с 20 г порошкообразного диоксида титана, приготовленного путем обработки порошка титана с помощью кальцинирования для последующего использования в качестве тестируемого агента, используемого в этом Примере.
Вышеуказанный агент был загружен в секцию с объемом для хранения агента в генераторе диоксида хлора, представленном на фиг. 2. Воздух был введен в указанную секцию для хранения агента через отверстия, имеющиеся в этой секции, с расходом 1 л/мин, и на агент, находящийся в секции с объем для хранения агента, было направлено излучение светодиодного кристалла. Длину волны излучения, испускаемого светодиодным кристаллом, изменяли с шагом 2 нм в интервале от 80 нм до 430 нм и измеряли концентрации диоксида хлора и озона, содержащихся в воздухе, выходящем из генератора диоксида хлора. Следует отметить, что данный Пример был осуществлен с размещением генератора диоксида хлора в камере объемом приблизительно 7 литров, и измерение концентраций диоксида хлора и озона проводили путем измерения упомянутых концентраций диоксида хлора и озона в указанной камере. Полученные результаты представлены на фиг. 3 и фиг. 4. Следует отметить, что для проведения этого теста были использованы частотомер (МСА3000, Tektronix, Inc.), анализатор спектра (BSA, Agilent Technologies), перестраиваемый лазер с перестройкой длины волны (TSL-510, SANTEC CORPORATION), счетчик накопленного УФ-излучения (UIT-250, USHIO INC.) и измерительный прибор накопленного УФ-излучения (VUV-S172, UVD-C405, USHIO INC.).
На фиг. 3 представлены графические зависимости, показывающие измеренные величины концентраций диоксида хлора и озона в воздухе при различных длинах волн излучения, и на фиг. 4 - график сравнения среднего из измеренных величин в ультрафиолетовой области спектра (80 нм - 358 нм) и среднего измеренных величин в видимой области (360 нм - 430 нм) для вышеуказанных измеренных величин. Следует отметить, что на фиг.4 средние из измеренных величин концентрации диоксида хлора в ультрафиолетовой области и в видимой области составляют приблизительно 2,25 ppm (миллионных долей) и приблизительно 4,87 ppm соответственно, и средние из измеренных величин концентрации озона в ультрафиолетовой области и в видимой области составляют приблизительно 7,04 ppm и приблизительно 3,04 ppm соответственно.
Как видно из фиг. 3, при смещении длины волны излучения, направленного на агент, из ультрафиолетовой области в видимую область спектра, концентрация озона в воздухе будет максимальной в ультрафиолетовой области и уменьшается в направлении от ультрафиолетовой области к видимой области. С другой стороны, неожиданно было установлено, что концентрация диоксида хлора в воздухе возрастает в направлении от ультрафиолетовой области к видимой области. Исходя из этих результатов, специалисты в данной области техники будут принимать во внимание, что область длин волн, с успехом используемая в настоящем изобретении, может быть использована без каких-либо проблем при длине волны более 430 нм, которая является верхним пределом измеренной области в этом Примере, например, даже при длине волны по меньшей мере приблизительно равной 450 нм.
Кроме того, как показано на фиг. 4, если сравнивать средние величины каждой из концентраций озона и диоксида хлора в воздухе в ультрафиолетовой и видимой областях, то концентрация озона уменьшается приблизительно на 43% в направлении от ультрафиолетовой области к видимой области, в то время как концентрация диоксида хлора увеличивается в направлении от ультрафиолетовой области к видимой области приблизительно на 213%.
Другими словами, было обнаружено, что диоксид хлора может генерироваться весьма эффективно при облучении излучением в видимой области спектра смеси из твердого хлорита и металлического или металлооксидного катализатора по сравнению со случаем облучения излучением в ультрафиолетовой области.
Пример 2. Изменение количества генерируемого диоксида хлора в зависимости от формы катализатора
В качестве Образца 1 в этом Примере был приготовлен агент по способу, подобному используемому в Примере 1, за исключением того, что был использован гранулированный диоксид титана (приготовленный путем обработки титана кальцинированием). В качестве Образцов 2 и 3 в этом Примере были приготовлены агенты по способу, подобному используемому в Примере 1.
Агенты, приготовленные согласно описанному выше способу (Образцы 1-3), были загружены каждый в секцию с объемом для хранения агента генератора диоксида хлора, описанного в Примере 1. При испытании Образцов 1 и 2 воздух был введен в устройство через отверстия в секции с объемом для хранения агента с расходом 1 л/мин, и излучение с длиной волны 405 нм было направлено от светодиодного кристалла части с источником излучения. Для Образца 3 в устройство, через отверстия в секции с объемом для хранения агента, был введен только воздух с расходом 1 л/мин, и облучение не осуществлялось. Измеряли концентрацию диоксида хлора, содержащегося в воздухе, выходящем из устройства, в течение периода времени продолжительностью до 11 часов от начала облучения. Результаты измерений для каждого из Образцов 1-3 приведены на фиг.5.
Как показано на фиг. 5, было установлено, что процесс генерирования диоксида хлора может быть более эффективным, если с агентом смешан гранулированный диоксид титана (Образец 1), по сравнению со случаем, когда в агенте (Образец 2) в смеси находился порошкообразный диоксид титана.
Пример 3: Исследование отношения содержаний хлорита и диоксида титана в агенте.
После распылительной адсорбции 70 г водного раствора хлорита натрия с концентрацией 10 мас. % сепиолитом в количестве 100 г, и сушки 20 г водного раствора гидроксида натрия с концентрацией 10 мас. % было дополнительно адсорбировано при распылении, осушено и затем смешано с различными количествами порошкообразного диоксида титана для последующего использования в качестве тестируемых агентов в этом Примере. Облучение видимым излучением тестируемого агента осуществляли с использованием таких же генератора диоксида хлора и способа облучения, что и в Примере 1, и, кроме того, проводили измерение концентрации диоксида хлора подобно изложенному в Примере 1.
На фиг. 6 представлено изменение количества генерируемого диоксида хлора при изменении соотношения хлорита и диоксида титана в композиции согласно настоящему изобретению. Взаимосвязь между содержанием диоксида титана (мас. %) в агенте, массовым отношением хлорита к диоксиду титана в агенте и концентрацией диоксида хлорита (ppm), содержащегося в воздухе по истечении одного часа от начала облучения видимыми лучами, представленной на фиг. 6, отражена в таблице 1. Кроме того, на фиг. 7 представлено соотношение между содержанием диоксида титана в агенте, соответствующем настоящему изобретению, и максимальной величиной концентрации диоксида хлора, генерируемого под действием облучения видимыми лучами.
Как показано на фиг.6 и фиг.7 и в таблице 1, при облучении тестируемого агента видимым излучением количество генерируемого диоксида хлора увеличивается по мере увеличения массового отношения диоксида титана к хлориту в агенте от 0 приблизительно до 0,3 и постепенно уменьшается, когда массовое отношение диоксида титана к хлориту становится больше, чем приблизительно 0,3. Кроме того, показано, что если массовое отношение диоксида титана к хлориту в композиции больше, чем приблизительно 1,0, количество генерируемого диоксида хлора уменьшается по сравнению со случаем, когда диоксид титана в составе агента отсутствует.
На фиг. 8 показано изменение количества генерируемого диоксида хлора в случае, когда видимые лучи непрерывно облучают тестируемый агент в рассматриваемом Примере в течение продолжительного периода времени. Как видно из фиг. 8, полученные данные подтверждают, что даже при проведении опытов в течение продолжительного периода времени диоксид хлора с высокой концентрацией, подобно результатам, представленным на фиг. 6 и фиг. 7, выделяется непрерывно и стабильно, если соотношение (массовое отношение) хлорита и диоксида титана в смеси в тестируемом агенте составляет 1:0,04-0,8 (предпочтительно 1:0,07-0,6, более предпочтительно 1:0,07-0,5), по сравнению со случаем, когда соотношение указанных компонентов в смеси находится в некотором другом интервале величин.
Пример 4. Испытания сэндвичевой структуры части с источником излучения
Была проведена экспериментальная проверка эффективности работы сэндвичевой структуры части с источником излучения в настоящем изобретении. В этом Примере были проведены эксперименты с блоком генерирования диоксида хлора, представленным на фиг. 9, и генератором диоксида хлора, иллюстрируемом на фиг. 10.
На фиг. 9 показана внутренняя конструкция блока 30 генерирования диоксида хлора, который является одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 9, блок 30 генерирования диоксида хлора согласно настоящему изобретению содержит секцию 32 с объемом для хранения агента и часть с источником излучения для генерирования излучения в видимой области (электронная монтажная панель 33 и светодиодный кристалл 34). Секция 32 с объемом для хранения агента заполнена агентом, содержащим твердый хлорит. В указанной секции 32 с объемом для хранения агента имеются отверстия (выход 31 для выпуска генерируемого газа и вход 36 для впуска воздуха), для того чтобы через них мог входить и выходить воздух.
Воздух, введенный через вход 36 для впуска воздуха, направляется внутрь секции 32 с объемом для хранения агента. Пары воды, находящиеся в потоке воздуха, внедряются в тестируемый агент, находящийся в секции 32 с объемом для хранения агента. Излучение в видимой области спектра, генерируемое частью с источником излучения, проходит через внешнюю корпусную часть 35 секции 32 с объемом для хранения агента и облучает агент, находящийся в указанной секции 32 с объемом для хранения агента. Тестируемый агент, содержащий пары воды, вступает в реакцию с облучающим излучением с образованием диоксида хлора. Полученный диоксид хлора отводится наружу через выход 31 для выпуска генерируемого газа.
На фиг. 10 показаны внутренние элементы конструкции генератора 40 диоксида хлора, который является одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 10, генератор 40 диоксида хлора согласно настоящему изобретению содержит в качестве внутреннего элемента конструкции блок генерирования диоксида хлора, который также является одним из вариантов осуществления настоящего изобретения (светодиодные кристаллы, установленные на монтажной панели 41, и секция 42 с объемом для хранения агента). Кроме того, генератор диоксида хлора содержит внутри корпуса нагнетательный вентилятор 44, и воздух нагнетается в блок генерирования диоксида хлора за счет приведения в действие нагнетательного вентилятора 44. Относительную влажность в секции с объемом для хранения агента блока генерирования диоксида хлора можно регулировать путем регулирования активности действия нагнетательного вентилятора 44.
Воздух из отверстия для впуска воздуха в блоке генерирования диоксида хлора поступает в секцию с объемом для хранения агента за счет приведения в действие нагнетательного вентилятора 44. Пары воды, находящиеся в поступающем воздухе, включаются в структуру тестируемого агента, загруженного в секцию с объемом для хранения агента. Излучение в видимой области, генерируемое посредством части с источником излучения, проходит через внешнюю корпусную часть секции с объемом для хранения агента и облучает агент, находящийся в секции с объемом для хранения агента. Тестируемый агент, содержащий пары воды, реагирует с облучающим излучением с генерированием диоксида хлора. Полученный диоксид хлора отводится наружу через отверстие для генерируемого газа.
3
После распылительной адсорбции 70 г водного раствора хлорита натрия с концентрацией 10 мас. % на сепиолите в количестве 100 г и сушки 20 г водного раствора гидроксида натрия с концентрацией 10 мас. % было дополнительно адсорбировано при распылении и осушено, и затем было смешано приблизительно с 1,8 г порошкообразного диоксида титана для последующего использования в качестве тестируемых агентов, используемых в этом Примере. Приготовленный тестируемый агент был загружен в секцию с объемом для хранения агента в блоке для генерирования диоксида хлора, представленном на фиг. 9, и видимое излучение испускалось с расположенных с двух сторон частей блока с источником излучения (каждая сторона с поверхностью 100 мм). Испытания проводили внутри камеры объемом 1 м, температура в камере составляла приблизительно 26°С, а относительная влажность - приблизительно 40%. В Сравнительном примере испытания проводили подобно проведенным в рассматриваемом Примере за исключением того, что для облучения видимыми лучами использовали одностороннюю (размещенную с одной стороны) часть с источником излучения.
Результаты измерений с изменением по времени концентрации диоксида хлора внутри камеры в рассматриваемом Примере и в Сравнительном примере приведены на фиг. 11. Кроме того, на фиг. 12 представлено отношение концентрации диоксида хлора внутри камеры в рассматриваемом Примере и в Сравнительном примере в каждый момент времени от начала облучения. В целях иллюстрации того, что в случае излучения от двух частей с источником излучения (с двух сторон), количество генерируемого диоксида хлора будет в два раза или более превышать количество генерируемого диоксида хлора при облучении агента посредством только одной части с источником излучения (с одной стороны), на фиг. 12 для вычисления отношения количества генерируемого диоксида хлора используются удвоенные измеренные количества, полученные при одностороннем облучении.
Неожиданно и как показано на фиг. 11 и фиг. 12, было обнаружено, что количество генерируемого диоксида хлора будет больше в два раза или более, если видимое излучение испускается от двух частей блока с источником излучения (с двух сторон), по сравнению со случаем, когда видимое излучение испускается только от одной части блока (с одной стороны). Кроме того, как показано на фиг. 12, также было обнаружено,_что отношение количества генерируемого диоксида хлора в рассматриваемом Примере к количеству генерируемого диоксида хлора в Сравнительном примере увеличивается с увеличением времени облучения.
Отмеченные выше полученные результаты могут быть объяснены при помощи фиг. 13. Иными словами, поскольку при прохождении лучей через вещество (агент) интенсивность излучения уменьшается по экспоненте, при облучении агента только с одной стороны передача излучения внутрь или в толщу агента затруднена, и существует препятствие для эффективного воздействия излучения на весь агент. Однако за счет облучения агента с двух направлений (или двух или более направлений), становится возможным обеспечивать количество излучения, необходимое для протекания реакции внутри агента, обеспечивая тем самым эффективное генерирование диоксида хлора.
Пример 5. Экспериментальное исследование относительной влажности в секции с объемом для хранения агента
Блок для генерирования диоксида хлора, представленный на фиг. 9, и генератор диоксида хлора, показанный на фиг. 10, были использованы при проведении Экспериментального исследования изменения количества генерируемого диоксида хлора в зависимости от относительной влажности в секции с объемом для хранения агента. Параметры, подобные используемым в Примере 4, были использованы для агента, загруженного в секцию с объемом для хранения агента, для метода облучения видимым излучением и измерения концентрации диоксида хлора. Относительную влажность в секции с объемом для хранения агента регулировали путем изменения количества воздуха, подводимого к секции с объемом для хранения агента (т.е. количества паров воды, поступающих к агенту), за счет приведения в действие нагнетательного вентилятора. Соотношение между относительной влажностью в секции с объемом для хранения агента и концентрацией диоксида хлора в камере представлено на фиг. 14 и фиг. 15, при этом на фиг. 14 приведена средняя величина концентрации диоксида хлора, измеренной многократно в течение периода времени облучения излучением, составляющего от 0,5 до 2 часов, а также величина среднеквадратичного отклонения, а на фиг. 15 - изменение по времени концентрации диоксида хлора в камере.
Из фиг. 14 видно, что количество генерируемого диоксида хлора может быть увеличено за счет регулирования относительной влажности (ОВ) в секции с объемом для хранения агента в пределах ОВ 30-80%, предпочтительно ОВ 50-70%, более предпочтительно ОВ 40-60%. Следует отметить, что, как считается, если относительная влажность в секции с объемом для хранения агента составляет менее 30%, то для реакции генерирования диоксида хлора из хлорита влажность становится недостаточной, а если относительная влажность превышает 80%, то количество диоксида хлора, выделяющегося в виде газа, будет уменьшаться, поскольку генерируемый диоксид хлора будет растворяться в сконденсированной воде.
Кроме того, как показано на фиг. 15, путем регулирования относительной влажности (ОВ) в секции с объемом для хранения агента в пределах 30-80%, предпочтительно 40-70%, более предпочтительно 40-60%, концентрация выделяющегося диоксида хлора может поддерживаться высокой по сравнению со случаем, когда относительная влажность составляет менее 30%, даже по истечении некоторого времени с начала облучения. Кроме того, причина, по которой концентрация диоксида хлора в начале облучения является высокой, даже если относительная влажность составляет 20%, как считают, заключается в том, что влага содержится в некоторой степени в самом агенте перед началом его облучения.
Пример 6. Экспериментальное исследование эффективности прерывистого облучения
Блок генерирования диоксида хлора, показанный на фиг. 9, был использован для экспериментальной проверки эффективности прерывистого облучения видимым излучением в настоящем изобретении.
Параметры, подобные приведенным в Примере 4, были использованы для агента, загруженного в секцию с объемом для хранения агента, и измерений концентрации диоксида хлора. Прерывистое облучение видимым излучением от части с источником излучения осуществлялось путем чередования излучения и прекращения излучения в видимой области спектра посредством переключения светодиодов в позиции светодиод включен (светодиод включен) и светодиод выключен (светодиод выключен). В частности, прерывистое облучение осуществляли при следующих режимных параметрах (1) - (3).
(1) Излучение было непрерывным в течение первых 2 минут облучения, и после первых 2 минут облучения повторно осуществляли цикл с облучающим излучением в течение 10 секунд (светодиод включен) и прекращением облучения в течение 80 секунд (светодиод выключен).
(2) Излучение было непрерывным в течение первых 2 минут облучения, и после первых 2 минут облучения повторно осуществляли цикл с облучающим излучением в течение 20 секунд (светодиод включен) и прекращением облучения в течение 80 секунд (светодиод выключен).
(3) Излучение было непрерывным в течение первых 2 минут облучения, и после первых 2 минут облучения повторно осуществляли цикл с облучающим излучением в течение 30 секунд (светодиод включен) и прекращением облучения в течение 80 секунд (светодиод выключен)
2
Результаты этого опыта приведены на фиг. 16. Следует отметить, что «относительная концентрация газообразного ClO» на графике, приведенном на этой фигуре, представляет собой относительную величину концентрации диоксида хлора в каждый момент времени, при этом концентрации диоксида хлора через две минуты после начала облучения была принята за единицу.
Как показано на фиг. 16, в настоящем изобретении диоксид хлора с желаемой концентрацией может генерироваться при прерывистом облучении видимым излучением, испускаемым частью с источником излучения, и установлении баланса между периодом времени облучения и периодом прекращения облучения.
Кроме того, в настоящем изобретении выделение диоксида хлора с относительно высокой концентрацией в начале облучения может быть предотвращено за счет прерывистого облучения видимым излучением, испускаемым из части с источником излучения. Если облучение видимым излучением от части с источником излучения продолжается непрерывно (т.е. когда прерывистое облучение не_осуществляется), т.е. концентрация генерируемого диоксида хлора будет максимальной в начале облучения и после этого постепенно будет уменьшаться, как это видно на графике, представленном на фиг. 16. Другими словами, в настоящем изобретении диоксид хлора в случае прерывистого облучения видимым излучением, испускаемым из участка с источником излучения, может выделяться более стабильно.
Кроме того, вполне понятно, что в случае облучения видимым прерывистым излучением, испускаемым из части с источником излучения, потребление агента, содержащего твердый хлорид, который является источником диоксида хлора, может быть уменьшено по сравнению со случаем непрерывного облучения агента видимым излучением. Иными словами, в настоящем изобретении за счет использования источника излучения, который может облучать видимым прерывистым излучением, продолжительность эксплуатации блока генерирования диоксида хлора может быть увеличена.
Описание цифровых обозначений
10 - блок генерирования диоксида хлора
11 - секция с объемом для хранения агента
12 - светодиодный кристалл
13 - рабочая электронная панель
14 - агент
15 - трубка
16 - отверстия
20 - генератор диоксида хлора
21 - блок генерирования диоксида хлора
22 - корпус устройства
23 - вход для впуска воздуха
24 - вентилятор
25 - выход для выпуска воздуха
30 - блок генерирования диоксида хлора
31 - отверстие для выпуска генерируемого газа
32 - секция с объемом для хранения агента
33 - рабочая электронная панель
34 - светодиодный кристалл
35 - внешний корпусной участок
36 - отверстие для ввода воздуха
40 - генератор диоксида хлора
41 - светодиодный кристалл, смонтированный на электронной панели
42 - секция с объемом для хранения агента
43 - корпусная часть
44 - нагнетательный вентилятор