[发明专利]用于在液体介质中产生高浓度溶解臭氧的方法和系统

权利要求书

1.一种用于连续产生包含溶解臭氧的不含气液体的系统，该系统包括：

a) 第一气体注射装置，该第一气体注射装置被配置和适配为将酸化剂注射到加压进料液体流中以保持该加压进料液体流的pH值低于7；

b) 溶解塔，该溶解塔包括：

(i) 压力容器，该压力容器被配置和适配为容纳酸性加压液体体系和在该酸性加压液体体系上方的顶部空间中的尾气；

(ii) 入口，该入口被配置和适配为在注射该酸化剂之后允许将该加压进料液体流穿过该顶部空间传递至该压力容器中；

(iii) 尾气排放口，该尾气排放口被配置和适配为释放该压力容器的该顶部空间中所容纳的该尾气，以便保持该压力容器的压力在预先确定的压力范围内；以及

(iv) 出口，该出口被配置和适配为将该包含臭氧的不含气液体从该压力容器排出；

(v) 预处理溶解塔，

其中该预处理溶解塔包括：

i. 预处理压力容器，该预处理压力容器被配置和适配为容纳酸性加压预处理液体体系和在该酸性加压预处理液体体系上方的预处理顶部空间中的预处理尾气；

ii. 预处理入口，该预处理入口被配置和适配为在注射该酸化剂之后允许将该加压进料液体流穿过该预处理顶部空间传递至该预处理压力容器中；

iii. 气体入口，该气体入口在该预处理溶解塔的底部中，被配置和适配为将从该压力容器释放的气体流注射到该预处理压力容器中的该酸性加压预处理液体体系中以在其中产生预处理的臭氧化液体；

iv. 预处理尾气排放口，该预处理尾气排放口被配置和适配为释放该预处理顶部空间中的该预处理尾气，以便保持该预处理压力容器的压力在低于该压力容器的压力的预先确定的压力范围内；以及

v. 预处理出口，该预处理出口被配置和适配为将该预处理的臭氧化液体从该预处理压力容器排出；以及

(vi) 流体泵，该流体泵被配置和适配为将该预处理的臭氧化液体通过该溶解塔的该入口泵送到该压力容器中；

c) 流体再循环回路，该流体再循环回路具有：

流体入口，该流体入口流体地连接到该溶解塔，被配置和适配为接收来自该溶解塔的流体；

第二气体注射装置，该第二气体注射装置被配置和适配为将臭氧注射到通过该流体再循环回路再循环的流体中；以及

流体注射装置，该流体注射装置在该压力容器内、安装在该压力容器的底部上，被配置和适配为在注射臭氧之后将该流体扩散到该压力容器中的该酸性加压液体体系中，从而将臭氧注射在其中，

其中，该流体注射装置选自S环形扩散装置或间隙环形扩散装置，

其中，该S环形扩散装置包括：

S形导管，该S形导管的每个端部是喷嘴；以及

中空柱，该中空柱的一个端部与该S形导管的横向中心处的孔流体地连通，并且该中空柱的另一个端部与该流体再循环回路流体地连通，

其中，该间隙环形扩散装置包括：

底部圆板，该底部圆板在中心具有通孔；

顶部圆板，该顶部圆板与该底部圆板平行并且用安装在该顶部圆板与该底部圆板之间的可调整柱支撑，该顶部圆板在中心具有锥体，该锥体部分地插入到该底部圆板的该通孔的中心中；以及

中空柱，该中空柱与该底部圆板的该通孔和该流体再循环回路流体地连通；

d) 控制器，该控制器被配置和适配为调整进料到该溶解塔的入口的该酸性加压进料液体流的流量，以便产生该酸性加压进料液体流的使得能够连续地产生该包含溶解臭氧的不含气液体的入流量；以及

e) 至少一个注射喷嘴，该至少一个注射喷嘴各自由阀控制、流体地连接到该溶解塔的该出口，被配置和适配为调整从该溶解塔的该出口排出的所产生的包含溶解臭氧的不含气液体的流量以与进料到该溶解塔的该入口的该酸性加压进料液体流的该流量匹配，以便保持该压力容器的上部部分中的启动模式和该压力容器的下部部分中的稳态模式共存于该压力容器中的该酸性加压液体体系中，该启动模式有利于臭氧到该酸性加压液体中的高传质效率，该稳态模式有利于该酸性加压液体中的高溶解臭氧浓度，

其中，沿着该酸性加压液体体系的高度形成溶解臭氧的浓度梯度。

2.如权利要求1所述的系统，其中，该顶部圆板与该底部圆板之间的余隙在从2 mm至6mm的范围内。

3.如权利要求1所述的系统，其中，该酸化剂选自CO₂气体或无机酸。