[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

说明书

披露了用于连续产生浓臭氧水的方法和系统。这些方法包括：将酸化剂注射到加压进料水中以保持该加压进料水的pH值低于7，以及将Osubgt;2/subgt;‑Osubgt;3/subgt;气体和再循环水的两相混合物扩散到酸性加压水体系中。这些方法包括：同时保持溶解塔的上部部分中的启动模式和该溶解塔的下部部分中的稳态模式共存于该酸性加压水体系中，该启动模式有利于臭氧到该酸性加压水中的高传质效率，该稳态模式有利于该酸性加压水中溶解臭氧的高浓度，其中沿着该酸性加压水体系的高度形成臭氧浓度梯度。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年3月28日提交的美国专利申请序列号15/939,114、于2018年7月26日提交的美国专利申请序列号16/046,702以及于2018年7月26日提交的美国专利申请序列号16/046,805的权益，出于所有目的将这些申请通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本发明涉及用于将臭氧溶解在液体介质中的方法，特别地，用于最大化液体介质(诸如水)中溶解臭氧的浓度以产生用于用作液体氧化剂的浓臭氧水(ozone strongwater)的方法。浓臭氧水是在大气条件下过饱和的加压的不含气的高度浓缩或饱和或接近于饱和(例如，在饱和浓度的10％内，诸如5％、或1％、或0.1％)的臭氧溶解水。

背景技术

液体氧化用于在处于溶液中时氧化化合物。在典型的液体氧化过程中，将氧化物质(诸如臭氧、二氧化氮、氟、氯、溴等)掺入液体或受污染的液体介质中以原位破坏化学污染物。它可用于修复多种有机和无机化合物，包括抗自然降解的一些化合物。在此过程中使用的常见氧化剂中的一种是臭氧(O₃)。

基于臭氧的氧化处理在工业界是常见的。臭氧在制药工业中用于氧化若干种化合物。它也可用于漂白物质和用于杀死空气和水源中的微生物。大多数臭氧反应发生在液体介质中。由于臭氧是使用臭氧发生器以气相商业生成，因此首先需要将它溶解在水或液体介质中(所谓的传质)。水或液体介质中的这种溶解臭氧用作氧化剂与化合物反应用于氧化。在工业中，溶解臭氧水或液体介质可以用于以下领域但不限于以下领域：

●除去微污染物和氧化三级水中难以降解的有机组分；

●化学攻击水中的污染物(铁、砷、硫化氢、亚硝酸盐、复杂有机物)和去定殖物(decolonization)；

●代替氯对水(诸如饮用水、工艺液体等)进行消毒；

●为絮凝(分子的团聚，其有助于过滤，在该过滤中除去铁和砷)提供助剂；

●经由化学合成制造化合物；

●清洗新鲜水果和蔬菜以杀死酵母菌、霉菌和细菌；以及

●漂白纸浆和纸。