Ozone decay in chemical reactor for ozone-dynamical disintegration of used tyres

Abstract

The ozone decay kinetics in the chemical reactor intended for used tyres disintegration is investigated experimentally and theoretically. Ozone was synthesized in barrierless ozonizers based on the streamer discharge. The chemical reactor for tyres disintegration in the ozone-air environment represents the cylindrical chamber, which feeds from the ozonizer by ozone-air mixture with the specified rate of volume flow, and with known ozone concentration. The output of the used mixture, which rate of volume flow is also known, is carried out through the ozone destructor. As a result of ozone decay in the volume and on the reactor walls, and output of the used mixture from the reactor, the ozone concentration in the reactor depends from time. In the paper the analytical expressions for dependence of ozone concentration in the reactor from time and from the parameters of a problem such as the volumetric feed rate, ozone concentration on the input in the reactor, volume flow rate of the used mixture, the volume of the reactor and the area of its internal surface is obtained. It is shown that experimental results coincide with good accuracy with analytical ones.

Експериментально і теоретично досліджено кінетику розпаду озону в хімічному реакторі, який було розроблено для розкладання зношених шин. Озон синтезувався у безбар'єрних озонаторах на стримерному розряді. Хімічний реактор для розкладання шин у озоно-повітряному середовищі є циліндричною камерою, в яку від озонатора з певною об'ємною швидкістю подається озоно-повітряна суміш з відомою концентрацією озону. Виведення відпрацьованої суміші, об'ємна швидкість якої відома, здійснюється через деструктор озону. В результаті розпаду озону в об'ємі, на стінках реактора і виведення озоно-повітряної суміші, концентрація озону в реакторі залежить від часу. Одержано аналітичні вирази для залежності концентрації озону у реакторі від часу і від параметрів задачі, таких як: об'ємна швидкість подачі озоно-повітряної суміші на вхід реактора, концентрація озону на вході, об'ємна швидкість виведення відпрацьованої суміші, об'єм реактора і площа його внутрішньої поверхні. Показано, що експериментальні результати з хорошою точністю співпадають з аналітичними.

Экспериментально и теоретически исследована кинетика распада озона в химическом реакторе, предназначенном для дезинтеграции изношенных шин. Озон синтезировался в безбарьерных озонаторах на стримерном разряде. Химический реактор для разложения шин в озоно-воздушной среде представляет собой цилиндрическую камеру, в которую от озонатора с определенной объемной скоростью подается озоно- воздушная смесь с известной концентрацией озона. Вывод отработанной смеси, объемная скорость которой известна, осуществляется через деструктор озона. В результате распада озона в объеме, на стенках реактора и вывода озоно-воздушной смеси, концентрация озона в реакторе зависит от времени. Получены аналитические выражения для зависимости концентрации озона в реакторе от времени и от параметров задачи, таких как: объемная скорость подачи озоно-воздушной смеси на вход реактора, концентрация озона на входе, объемная скорость вывода отработанной смеси, объем реактора и площадь его внутренней поверхности. Показано, что экспериментальные результаты с хорошей точностью совпадают с аналитическими.