Guía para la Transferencia de Masa de Ozono

La transferencia de masa de ozono es el movimiento de una fase gaseosa hacia el agua. En la mayoría de las aplicaciones de ozono, el ozono debe disolverse en agua. El gas ozono es parcialmente soluble en el líquido. Sin embargo, utilizando métodos y equipos adecuados, se pueden alcanzar altas eficiencias de transferencia de masa. El ozono se puede transferir ya sea burbujeando o mezclando con un sistema de transferencia de masa Venturi.

INTRODUCCIÓN

Inicialmente, las piedras de difusión eran el método principal para transferir masa de ozono al agua. Actualmente, los sistemas de transferencia de masa basados en Venturi son el método preferido para disolver el ozono en agua debido a su simplicidad, economía y eficacia. Además, un inyector Venturi tiene una eficiencia de alrededor del 90% y puede tener una eficiencia de hasta el 99% para disolver el ozono en el agua.

INYECCIÓN VENTURI

Un Inyector Venturi crea una presión negativa o vacío al acelerar el líquido a través de una constricción estrecha en una tubería o tubo. Un diferencial mínimo de presión entre los lados de entrada y salida es suficiente para iniciar un vacío en el puerto de succión. Como resultado de las paletas de mezcla internas, se crean miles de microburbujas, lo que mejora en gran medida el área superficial del gas ozono en contacto con el líquido.

En un sistema de ozono integrado, la bomba inyectora impulsa el agua de proceso a través del Inyector, lo que crea una succión que atrae el gas de ozono producido por el generador de ozono.

El gas ozono se mezcla vigorosamente con el agua que fluye a través del venturi, luego pasa aguas abajo al recipiente de transferencia de masa para una mezcla secundaria y retención según sea necesario para la aplicación específica.

CONSIDERACIONES DE DISEÑO

Algunos inyectores Venturi no están fabricados con materiales resistentes al ozono, por lo que debes buscar un inyector resistente al ozono. Recomendamos los inyectores Mazzei porque han demostrado ser confiables y económicos. Un sistema de inyección debe tener en cuenta la relación gas-líquido y la presión.
La relación de gas a líquido se refiere al volumen de gas agregado al volumen de líquido. Cuanto menos gas se disuelva en el líquido, mayor será la tasa de solubilidad (Sugerimos una proporción de 1:2). La solubilidad del gas ozono en líquido se ve muy afectada por la presión del agua. Las presiones más altas aumentan la tasa de solubilidad del gas ozono en el líquido.

Otras consideraciones importantes:

• Las salidas de los inyectores Venturi deben estar por encima de sus entradas (el agua fluye hacia arriba).
• Nunca restrinja la salida del inyector Venturi.
• Instale manómetros directamente en la entrada y salida del inyector para verificar las presiones del agua

ESTANQUES DE TRANSFERENCIA DE MASA

Para garantizar un suministro constante de agua inyectada con ozono al proceso, las aplicaciones con paradas y arranques periódicos suelen incluir un recipiente de transferencia de masa de acero inoxidable. De hecho, el recipiente de transferencia de masa recibe el agua inyectada con ozono aguas abajo del sistema Venturi para mezclar completamente el gas ozono inyectado y ventilar el gas no disuelto del recipiente. El volumen del recipiente de transferencia de masa para una aplicación determinada, que puede oscilar entre 50 galones y cientos y miles de galones, es una función de las características de demanda y flujo de la aplicación.

Los procesos que operan continuamente con pocas interrupciones funcionan mejor con pequeños recipientes de transferencia de masa de unos pocos galones para proporcionar una mezcla de ozono y agua sin un tanque convencional. Estos sistemas a menudo se denominan sistemas sin tanque porque no utilizan un tanque de transferencia de masa grande convencional.

El gas no disuelto ventilado desde el recipiente de transferencia de masa y el dispositivo de separación de desgasificación se descarga a través de un dispositivo de destrucción, que contiene un lecho de catalizador calentado que convierte el gas ozono nuevamente en oxígeno diatómico y luego se ventila de manera segura a la atmósfera.

OPTIMIZACIÓN DE LA TRANSFERENCIA DE MASA

Los componentes y las condiciones de funcionamiento de los sistemas de transferencia de masa basados ​​en Venturi deben optimizarse para satisfacer las necesidades de cada aplicación. Un sistema de transferencia de masa basado en Venturi bien diseñado y optimizado transferirá hasta el 98 % del gas ozono a la solución.

El rendimiento del sistema de transferencia de masa se reduce si la presión diferencial no soporta el volumen de gas al Venturi, lo que resulta en una menor dosis de gas al agua. La transferencia de masa se ve afectada por la relación gas-líquido y la presión en la zona de mezcla en el extremo de descarga del inyector al recipiente de transferencia de masa.

La operación de un sistema de ozono a un vacío especialmente alto puede afectar la celda del reactor de ozono y el concentrador de oxígeno si la succión del Venturi excede la salida del generador de ozono, lo que limita la eficiencia de la generación de ozono y, en última instancia, reduce la concentración de ozono disuelto producido por el sistema.

Para garantizar un funcionamiento seguro del sistema, las características de rendimiento del sistema de destrucción de ozono (tasa de flujo máxima y capacidad del catalizador) deben coincidir con la salida potencial de gas de escape de ozono del recipiente de transferencia de masa.

Un sistema de transferencia de masa realmente funcional requiere una cuidadosa consideración para igualar el rendimiento de los diversos componentes para que funcionen bien juntos y cumplan con los requisitos generales de la aplicación.

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