[发明专利]一种氧气和臭氧分离的方法

说明书

技术领域

本发明涉及混合气体分离的方法，特别涉及氧气和臭氧分离的方法。

背景技术

工业上制造臭氧主要是用氧气通过高压放电来实现，得到臭氧与氧气的混合气体，其中臭氧所占质量百分数仅达到10%左右，因臭氧与氧气无法分离，因此臭氧的浓度低，氧气存在大量的浪费，得不到利用。臭氧能被多种物质所“吸附”，比如多种沸石分子筛、活性炭、霍加拉特等，但这些物质对臭氧的“吸附”有的是破坏臭氧的分子结构使之还原为氧气，有的是与臭氧反生化学反应生成氧的化合物。这样的“吸附”之后臭氧已不复存在。

申请号为 20072014886.4的中国实用新型专利公开了一种全效空气过滤臭氧分解机，其中采用了臭氧吸附剂，但是该吸附剂所起到的效果是分解臭氧。因此，经过这样的“吸附”以后臭氧已经不复存在。将臭氧分解或是与臭氧发生反应生成了其他物质，臭氧都不能得到使用。

因此，使用一种具有吸附功能的物质成功将臭氧进行选择性吸附和脱附，将氧气和臭氧进行分离，并能将氧气和臭氧分别收集利用，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够分离氧气和臭氧的方法，使得臭氧和氧气都能够分别进行回收利用。

本发明是通过以下技术方案来实现的 ：

一种氧气和臭氧的分离方法，包含以下步骤：

A、吸附臭氧收集氧气：将氧气与臭氧的混合气体通入填装有臭氧吸附剂的容器内，对臭氧进行吸附，氧气通过在容器的出口进行收集，当收集的氧气中检测到臭氧分子时，停止通入混合气体，并停止氧气收集；

B、臭氧解吸收集：对容器内的吸附剂进行降压和/或空气吹扫解吸，对容器内释放出的气体进行收集，当检测到气体中无臭氧分子时，停止收集；

所述的臭氧吸附剂由以下步骤制得：

（1）备料：将硅酸钠配制成二氧化硅质量百分比含量17%-18%的溶液，得到第一溶液；硫酸配成质量百分数18%-22%的溶液，得到第二溶液；

(2)沉淀：取一定量的第一溶液沉淀50h～60h后进行过滤并将滤液加入反应釜；

（3）强化混合：取重量相当的第二溶液加入反应釜中，进行搅拌混合，得到水凝胶并制成颗粒；

（4）第一次酸泡水洗：将步骤（3）制得的硅胶老化3min～7min后，用质量百分比浓度为4.5%～5.5%的硫酸进行酸泡,目的是稳定硅胶内部骨架,使其不再扩孔,酸泡的时间为16h～20h。然后将得到的固体用35℃～45℃的水进行漂洗，漂洗至固体中含酸量为0.005%-0.009%；

（5）第二次酸泡水洗：将步骤（4）所得硅胶用质量百分比浓度为0.3%～1.0%的硫酸酸泡15h～20h，将所得固体用35℃～45℃的水进行第二次漂洗，漂洗至硅胶中含酸量为0.008-0.015%；。

（6）干燥：将步骤（5）所得硅胶放入烘干机内烘干至水分含量达到3%以内即得颗粒状吸附剂。

优选的，步骤A中控制容器内的压力为0.1～0.4mpa，步骤B中采用真空对容器内的吸附剂进行解析。

优选的，将步骤（6）得到的颗粒筛选，选取粒径为1mm～3mm颗粒状吸附剂。

步骤A、B中臭氧的检测可用臭氧浓度检测仪等设备。臭氧吸附剂内部的微孔具有极性,臭氧分子是极性分子,因而在氧气和臭氧混合气体通过该物质的时候,臭氧分子很容易被吸附，而氧气分子是非极性分子该物质微孔对它没有吸附作用，从而实现氧气和臭氧的分离。

 

具体实施例

实施例1

一种氧气和臭氧的分离方法，包含以下步骤：

A、吸附臭氧收集氧气：将氧气与臭氧的混合气体通入填装有臭氧吸附剂的容器内，控制容器内压力为0.1mpa，对臭氧进行吸附，氧气通过在容器的出口进行收集，当收集的氧气中检测到臭氧分子时，停止通入混合气体，并停止氧气收集；

B、臭氧解吸收集：对容器内的吸附剂进行空气吹扫解吸，对容器内释放出的气体进行收集，当检测到气体中无臭氧分子时，停止收集；

臭氧吸附剂由以下步骤制得：

（1）备料：将硅酸钠配置为二氧化硅质量百分比含量为17%的溶液，得到第一溶液；将硫酸配置为质量百分数为18%的溶液，得到第二溶液；

（2）沉淀：将第一溶液沉淀50h后进行过滤并将滤液加入反应釜；

（3）强化混合：取相同重量的第二溶液加入反应釜中，进行搅拌混合，得到硅凝胶并制成颗粒；