全面解析臭氧发生器的技术参数、设计要点、选型选用、工作原理、施工安装流程等

2016年06月03日 10:09技术专利来源:中国网

我们知道,臭氧发生器概述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。今天,我们就来和大家一起聊一聊 臭氧发生器种类、设计要点、选型、选用、工作原理、技术参数、施工流程、安装注意事项、产品标准的相关情况!

全面解析臭氧发生器的技术参数、设计要点、选型选用、工作原理、施工安装流程等

全面解析臭氧发生器的技术参数、设计要点、选型选用、工作原理、施工安装流程等

臭氧是世界公认的广谱高效杀菌消毒剂。采用空气或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”。

一、臭氧发生器种类

按臭氧产生的方式划分,目前的臭氧发生器主要有三种:高压放电式、紫外线照射式、电解式。

1、臭氧发生器种类——高压放电式发生器

该类臭氧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。

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。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。

4、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,在大中型臭氧发生器中广泛使用,但制造成本较高。

5、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。

2、臭氧发生器种类——紫外线式臭氧发生器

该类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。

3、臭氧发生器种类——电解式发生器

该类臭氧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。

二、臭氧发生器选型注意事项

臭氧发生器选型非常重要应从以下几个方面进行选型:

1.臭氧发生器选型注意事项——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。

2.臭氧发生器选型注意事项——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。

3.臭氧发生器选型注意事项——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。

4.臭氧发生器选型注意事项——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。

5.臭氧发生器选型注意事项——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。

三、臭氧发生器设计要点

1.使用高介电常数的材料制造电极,提高加工精度。

2.改善冷却条件,采用水冷或双极冷却。

3.降低气源露点,提高气源洁净度。

4.提高臭氧电源的驱动频率,降低电耗。

5.采用智能控制,并对运行工况再线监测。

四、臭氧发生器气源

臭氧发生器常用的气源大体可分为下列几种:

1)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;

2)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);

3)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);

4)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)。

五、臭氧发生器选用

1、臭氧发生器选用——选用主要控制参数

臭氧发生器选用主要控制参数为臭氧发生量,臭氧浓度,公斤臭氧电耗等。

2、臭氧发生器选用——基本要求

臭氧发生器应符合《臭氧发生器》HJ/T264-2006以及《臭氧发生器》CJ/T 3028.1-1994的规定,并按照规定程序批准的图样及技术文件制造。

3、臭氧发生器选用——臭氧发生器工作原理

氧气(或空气)通过高频高压电场,使氧转化为臭氧,并及时与水混合,利用臭氧的强氧化作用,杀灭水中的细菌。

4、臭氧发生器选用——臭氧发生器内部外观和外部外观质量要求

内部的外观质量包括:臭氧发生器单元各零部件应光洁,不得有任何油污、水渍、灰尘及其它物质。臭氧发生器内部防腐涂层应表面光洁,不得存在起皮、剥落及其它缺陷;高压电输配系统整洁,不得存在引起输配电异常的不良情况和外来物。

外部的外观质量包括:外壳表面光滑平整,不得存在疤痕、凸凹等影响外观的缺陷;各处保护、装饰涂层应均匀,不存在起皮、剥落及其它缺陷。外壳上各附属物(件)的安装位置准确,各部分均不应存在妨碍安装、检修、擦拭等缺陷。

5、臭氧发生器选用——主要技术参数

1)不同等级的臭氧发生器的气源,无论用空气还是氧气,其露点温度都应≤-50℃。

2)不同等级的臭氧发生器产生臭氧的浓度见表1

表1 不同等级臭氧发生器产生臭氧浓度

5)以空气为气源,臭氧发生器产生的氮氧化物(NOX)浓度不得大于臭氧浓度的2.5%。

六、臭氧发生器相关标准

1)臭氧发生器相关标准——产品标准

《臭氧发生器》HJ/T 264-2006

《臭氧发生器》CJ/T 3028.1-1994

《生活饮用水卫生标准》GB 5749-2006

七、臭氧发生器施工、安装要点

1)臭氧发生器必须安装在制水车间和灌装车间之外(尤其严禁安装在狭小、潮湿的制水或灌装车间),保持发生器工作环境通风及空气干燥,该空间必须安装排风扇。

2)臭氧发生器安装位置应高于地面1.2m以上,有条件时可高于贮水罐1~2m。臭氧输送管路和单向阀必须高于贮水罐1~2m。

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