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  臭氧发生器设计原理   2012-9-15
   
 

  臭氧可通过高压放电、电晕放电、化学等方法获得。

  利用高压电离(或化学、光化学反应),使空气中的部分氧气分解聚合为臭氧,是氧的同素异形转变过程;亦可利用电解水法获得。臭氧的不稳定性使其很难实现瓶装贮存 ,一般只能利用臭氧发生器现场生产,随产随用。 臭氧发生器的分类 按臭氧产生的方式划分,目前的臭氧发生器主要有三种:一是高压放电式,二是紫外线照射式,三是电解式。

  一、高压放电式发生器是使用一定频率的高压电流制造高压电晕电场,使电场内或电场周围的氧分子发生电化学反应,从而制造臭氧。这种臭氧发生器具有技术成熟、工作稳定、使用寿命长、臭氧产量大(单机可达1Kg/h)等优点,所以是国内外相关行业使用最广泛的臭氧发生器。 在高压放电式臭氧发生器中又分为以下几种类型:

  1、按发生器的高压电频率划分,有工频(50-60Hz)、中频(400-1000Hz)和高频(>1000Hz)三种。工频发生器由于体积大、功耗高等缺点,目前已基本退出市场。中、高频发生器具有体积小、功耗低、臭氧产量大等优点,是现在最常用的产品。

  2、按使用的气体原料划分,有氧气型和空气型两种。氧气型通常是由氧气瓶或制氧机供应氧气。空气型通常是使用空气(如压缩空气)作为原料。由于臭氧是靠氧气来产生的,而空气中氧气的含量只有21%,所以空气型发生器产生的臭氧浓度比较低,同时还会衍生氮化物。而瓶装或制氧机的氧气纯度都在90%以上,所以氧气型发生器的臭氧浓度较高。在环境消毒时,通常使用空气型发生器。在水处理时,应优先考虑氧气型发生器。但如果消毒饮用水时,发生器需要配合旧式臭氧混合塔使用,则只能选用空气型。

  3、按冷却方式划分,有水冷型和风冷型。臭氧发生器工作时会产生大量的热能,需要冷却,否则臭氧会因高温而边产生边分解。水冷型发生器冷却效果好,工作稳定,臭氧无衰减,并能长时间连续工作,但结构复杂,成本稍高。风冷型冷却效果不够理想,臭氧衰减明显。大型发生器或重要场所使用的发生器通常都是水冷式的。风冷一般只用于臭氧产量较小的发生器或对发生器性能要求不严格的场所。在选用发生器时,应尽量选用水冷型的。

  4、按介电材料划分,常见的有石英管、陶瓷板、陶瓷管、玻璃管和搪瓷管等几种类型。其中石英管由于具有介电常数高、壁厚均匀、椭圆度好、耐高温、耐潮湿等特点而最常被一些高性能的臭氧发生器使用。陶瓷板易脆裂,只适用一些小型发生器。陶瓷管的壁厚和椭圆度不易控制,容易出现放电不均匀的问题,所以使用的不多。玻璃管和搪瓷管介电常数低,耐高温性能差,易炸裂,只有在一些低端发生器上使用。 5、按臭氧产生部件的结构划分,有密闭式和开放式两种。密闭式发生器的结构特点是密封体本身就是电极,臭氧能够集中使用,如用于水处理。开放式发生器的电极是裸露在空气中的,所产生的臭氧无法集中使用,通常只用于较小空间的空气净化或某些小型物品表面消毒。密闭式发生器可代替开放式发生器使用。密闭式发生器的成本远高于开放式发生器。值得注意的是,现在有些人把开放式发生器硬性封装起来,冒充密闭式发生器。这样做的结果是由于大量的热量无法及时散发,臭氧衰减严重,发生器也很快烧损。

  二、紫外线式臭氧发生器是使用特定波长(185mm)的紫外线照射氧分子,使氧分子分解而产生臭氧。由于紫外线灯管体积大、臭氧产量低、使用寿命短,所以这种发生器使用范围较窄,常见于消毒碗柜上使用。 三、电解式发生器通常是通过电解纯净水而产生臭氧。这种发生器能制取高浓度的臭氧水,制造成本低,使用和维修简单。但由于有臭氧产量无法做大、电极使用寿命短、臭氧不容易收集等方面的缺点,其用途范围受到限制。目前这种发生器只是在一些特定的小型设备上或某些特定场所内使用,不具备取代高压放电式发生器的条件。 综上所述,选用臭氧发生器应优先考虑以下因素:中高频高压放电式、石英介电管结构、水冷却、氧气型、密闭式。

  三、电解式臭氧发生器电解式发生器通常是通过电解纯净水而产生臭氧。这种发生器能制取高浓度的臭氧水,制造成本低,使用和维修简单。但由于有臭氧产量无法做大、电极使用寿命短、臭氧不容易收集等方面的缺点,其用途范围受到限制。目前这种发生器只是在一些特定的小型设备上或某些特定场所内使用,不具备取代高压放电式发生器的条件。

  综上所述,选用臭氧发生器应优先考虑以下因素:中高频高压放电式、石英介电管结构、水冷却、氧气型、密闭式。

 

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