臭氧发生装置介绍

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1、 臭氧发生装置介绍高碑店污水处理厂反硝化小组作者：高保华主要内容l臭氧的介绍l臭氧发生装置的介绍l臭氧发生装置的选型l臭氧的应用与安全运行一、关于臭氧的介绍l 臭氧是氧的同素异形体，是一种淡蓝色不稳定的气体，有三个氧原 子组成，分子式为O3，常温下自行分解为初生态的氧，是一种强氧 化剂，其氧化能力仅次于氟。具有低浓度下可瞬时完成氧化作用； 微量时有一种清新气味，高浓度时具有强烈的漂白粉味，臭氧与有 机物、无机物均能产生氧化。 l 臭氧化气体用于水处理、脱色、除臭、杀菌、灭藻与病毒灭活；除 锰、除硫化物、除酚、除氯、除农药异味、石油制品及合成洗涤后 消毒；作为氧化剂，用于某些香料合成、提炼药物、

2、润滑脂合成、 合成纤维的制造；作为催化剂用于油墨涂料速干、助燃及酿酒发酵 方面、各类纤维纸浆漂白、全盛洗涤剂的脱色、毛皮加工件的除臭 杀菌等；在医院废水处理中起到消毒、除臭等作用。 l 在废水处理方面，可除酚、硫、氰油、磷、芳香烃和铁、锰等金属 离子。使生化物快速分解，因此臭氧受到国内外工业及环保部门的 日渐重视。 关于臭氧的介绍臭氧为混合气体其臭氧为混合气体其浓度浓度通常按通常按质量比质量比和和体积比体积比来表示。质量比是指单位体积来表示。质量比是指单位体积 内混合气体中含有多少质量的臭氧，常用单位内混合气体中含有多少质量的臭氧，常用单位mg/Lmg/L或或g/m3g/m3等表示。体积比等表

3、示。体积比 是指单位体积内臭氧所占的体积含量或百分比含量，使用百分比表示如是指单位体积内臭氧所占的体积含量或百分比含量，使用百分比表示如2%2% 、5%5%、12%12%等。卫生行业常用等。卫生行业常用ppmppm表示臭氧浓度，即每立方臭氧混合气体表示臭氧浓度，即每立方臭氧混合气体 中臭氧占该体积的百万分之一为中臭氧占该体积的百万分之一为1ppm1ppm。臭氧浓度臭氧浓度是衡量臭氧发生器技术含是衡量臭氧发生器技术含 量和性能的重要指标。同等的工况条件下臭氧输出浓度越高其品质度就越高量和性能的重要指标。同等的工况条件下臭氧输出浓度越高其品质度就越高 。影响臭氧浓度的主要因素有。影响臭氧浓度的主要

4、因素有1 1、臭氧发生器的结构和加工精度；、臭氧发生器的结构和加工精度；2 2、冷却方、冷却方 式和条件；式和条件；3 3、驱动电压和驱动频率；、驱动电压和驱动频率；4 4、介电体材料；、介电体材料；5 5、原料气体中氧的、原料气体中氧的 含量及结净和干燥度。含量及结净和干燥度。臭氧产量臭氧产量是指臭氧发生器单位时间内臭氧的产出量；是指臭氧发生器单位时间内臭氧的产出量； 臭氧浓度数值与进入臭氧发生器总气量数值的乘积即为臭氧产量；通常使用臭氧浓度数值与进入臭氧发生器总气量数值的乘积即为臭氧产量；通常使用 mg/h,g/h,kg/hmg/h,g/h,kg/h这些单位表示。臭氧发生器标准中规定臭氧发

5、生器规格型号使这些单位表示。臭氧发生器标准中规定臭氧发生器规格型号使 用臭氧产量表示和区分。小型臭氧发生器使用用臭氧产量表示和区分。小型臭氧发生器使用g/hg/h为单位，大型臭氧发生器为单位，大型臭氧发生器 使用使用kg/hkg/h为单位区分规格的大小。为单位区分规格的大小。 臭氧对环境的影响：二、臭氧发生装置l 臭氧发生器是用于制取臭氧的设备装置。臭氧易于分解无 法储存需现场制取现场使用（但是在特殊的情况下是可以 进行短暂时间的储存），凡是能用到臭氧的场所均需使用 臭氧发生器。臭氧发生器在自来水，污水，工业氧化，空 间灭菌等领域广泛应用。 l 臭氧是世界公认的广谱高效杀菌消毒剂。采用空气或

6、氧气为原料利用高频高压放电产生臭氧。臭氧比氧分子多 了一活泼的氧原子臭氧，化学性质特别活泼，是一种强氧 化剂，在一定浓度下可迅速杀灭空气中的细菌。没有任何 有毒残留，不会形成二次污染，被誉为“最清洁的氧化剂 和消毒剂”。通电 l 其反应的化学方程式为3O2=2O3 高压放电式臭氧发生装置结构原理图臭氧发生管的结构与工作原理l 臭氧发生管的结构如图1所示，内外电极间用一层复合介电体隔开 ，当两电极间施加一定强度的交变高压时，气隙中产生生电晕放 电，使流经气隙的氧气电离成氧原子(O2)，氧原子再与其他氧分 子结合产生臭氧(O3)。影响臭氧产生的因素很多，如气源品质、 高压电源特性、臭氧发生管结构与

7、冷却条件等等。就臭氧发生器本身而言，臭氧产率与加载的电晕功率成正比。臭氧的产生机理l 虽然有若干机理可能同电晕内臭氧的形成有关，但 式特殊反应途径被 认为是主要的 l e+O2 2O e l 利用高速电子轰击氧气，其分解成氧原子。高速电子具有足够的动能（ 6 7eV ） , 紧接着通过三体碰撞反应形成臭氧。 l l O+O2 +MO3 M l 式中 M 是气体中任何其它气体分子，不过与此同时，原子氧和电子也同样同臭 氧反应形成氧气。 l l O+O3 2O2 l l e+O3 O+O2 +e l 此外，电晕内的气体是处于可促进臭氧分解反应的高温下，所以净臭氧产量 或出口产气组成是形成和分解臭氧

8、所有反应的总和。净产率依众多因素而变， 包括：原料气的氧气含量和温度、原料气含的污染物、达到的臭氧浓度、电晕 中的功率密度、冷却剂的温度和流量及冷却系统的效率。这些因素都影响着实 用的、经济上有吸引力的臭氧发生器和系统的设计。 臭氧发生装置的分类类 别说 明备 注高压放电式 利用交变高压电场使含氧气体 产生电晕放电，电晕中的高能 自由电子离解氧分子并聚合生 成臭氧分子的方法 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。紫外线式 使用特定波长(185mm)的紫外线 照射氧分子，使氧分子分解并 聚合产生

9、臭氧的方法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。 电解式 利用直流电源电解含氧电解质产生臭氧的方法 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。 高压放电式臭氧发生器类型 l 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，

10、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。 l 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。空气型通常是使用洁净干燥的压缩空气作为 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相对较低，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。 l 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

11、杂，成本稍高。风冷型冷却效果不够理想，臭氧衰减明显。总体 性能稳定的高性能臭氧发生器通常都是水冷式的。风冷一般只用于臭 氧产量较小的中低档臭氧发生器。在选用发生器时，应尽量选用水冷 型的。 高压放电式臭氧发生器类型l 按介电材料划分，常见的有石英管（玻璃的一种）、陶瓷板、陶瓷管 、玻璃管和搪瓷管等几种类型。目前使用各类介电材料制造的臭氧发 生器市场上均有销售，其性能各有不同，玻璃介电体成本低性能稳是 人工制造臭氧使用最早的材料之一，但机械强度差。陶瓷和玻璃类似 但陶瓷不宜加工特别在大型臭氧机中使用受到限制。搪瓷是一种新型 介电材料，介质和电极于一体机械强度高、可精密加工精度较高，在 大中型臭氧

12、发生器中广泛使用，但制造成本较高。 l 按臭氧发生器结构划分，有间隙放电式（DBD）和开放式两种。间隙 放电式的结构特点是臭氧在内外电极区间的间隙内产生臭氧，臭氧能 够集中收集输出使用其浓度较高，如用于水处理。开放式发生器的电 极是裸露在空气中的，所产生的臭氧直接扩散到空气中，因臭氧浓度 较低通常只用于较小空间的空气灭菌或某些小型物品表面消毒。间隙 放电式发生器可代替开放式发生器使用。但间隙放电式臭氧发生器成 本远高于开放式。 臭氧发生器气源类 别说 明备 注干燥空气气源 无油的压缩空气经过冷却、 干燥、过滤处理后作为原料 气使用 富氧气源 无油压缩空气经过冷干处理 送入PSA空分系统将氮气和

13、 氧气分离，并将氧气收集作 为原料气 此原料气含有惰性气 体和二氧化碳及少量 氮气，并非纯氧气所 以称为富氧源 工业氧气源 通常使用瓶装工业氧气 大多适用于小型臭氧 发生器 液氧 液态氧经过汽化器汽化减压 后送入臭氧发生器作为原料 气 常用于大型臭氧发生 器 三、臭氧发生装置的选型l 确定臭氧发生器的型号即臭氧产量采购臭氧发生器时首先要确定其使用用途，是用于空气灭菌除味 还用于水处理。用于空气处理时可选择低浓度经济型的开放式臭氧 发生器，它包括有气源开放式和无气源开放式两种最好选有气源机 型。该类臭氧发生器结构简单价格低廉，但工作时温度和湿度影响 臭氧发生量。上述开放式臭氧发生器属最简单的臭氧

14、装置，对于要 求高的场所空气处理也应选择高浓度臭氧发生器。空气处理时按20 -50mg/m3标准投放，食品药品行业选高值。可根具空间大小换算即 得出臭氧的总用量（即臭氧发生器产量）。用于水处理时必须选购 高浓度臭氧发生器（臭氧浓度大于12mg/L)，低浓度臭氧处理水是 无效的。高浓度臭氧发生器为标准配置含气源及气源处理装置和臭 氧发生装置。小型的可设计成一体式机型产量在5-200g/h间，大中 型臭氧发生器基本以机组形式存在。臭氧发生装置的选型l 鉴别臭氧发生器的品质臭氧发生器品质的优劣可从制造材料、系统配置、冷却方式、工 作频率、控制方式、臭氧浓度、气源和电能消耗指标等多方面鉴别。 优质的臭

15、氧发生器应是高介电材料制造、标准配置（含气源和净化装 置）、双电极冷却、高频驱动、智能控制、高臭氧浓度输出、低电耗 和低气源消耗。l 性价比优质的臭氧发生器从设计到配置及制造材料均按其标准进行，成 本远高于低档发生器和低配置发生器。但优质臭氧发生器性能非常稳 定，臭氧浓度和产量不受环境因素影响。而低配置臭氧发生器工作时 受环境影响较大，温度和湿度的增加可使臭氧产量和浓度大幅度下降 ，影响处理效果。选购时应对其售价和性能进行综合比评臭氧发生装置的选型l 防止误区A.了解臭氧发生器是否含气源，含气源发生器和不含气源发生器 造价相差很大。如果通过价格优势采购了无气源的臭氧发生器，你还 需自配气源装置

16、最终可能要多花钱。B.了解发生器的结构形式，是否 可以连续运行，臭氧输出浓度等指标。例如需要一台臭氧发生器用于 净水处理，若误选了开放式臭氧发生器那是无法使用的。D确认臭氧 发生器额定标注产量，是使用空气源标注的还是使用氧气源时标注的 产量。因为臭氧发生器使用氧气源时臭氧产量比使用空气源时大一倍 ，两者的造价相差近一倍。选购臭氧发生器时供求双方应全方位沟通 避免走入误区，切勿以价格为主要参考依据衡量臭氧发生器。l 备用机对于连续工作不许停机的场所，选购臭氧发生器时应有备用机。 按两用一备，一用一备的原则购置。备用机组主要在设备维护或修理 过程中交替使用，避免停机维护影响正常生产。臭氧发生器专业厂家清单序号厂家国家备注1威德高Wedeco德国世界最大2TRAILIGAZ法国3奥宗尼亚OZONIA法国+瑞典4江苏省泰兴市环境保护设备厂 中国5山东绿邦光电设备有限公司 中国6佛山启达臭氧设备公司 中国7江苏胜亚臭氧设备制造有