臭氧发生器工作原理 按臭氧产生的方式划分,臭氧发生器主要有三种:高压放电式、紫外线照射式、电解式。
高压放电式
臭氧发生器是常用的方式,本文主要介绍高压放电。
高压放电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很广泛的臭氧发生器之一。
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,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,是现在很常用的产品之一。
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。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很早的材料之一,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,介质阻挡放电式(DBD)和开放式两种。
6、按臭氧发生器放电室结构划分,管式和板式两种。
通电
其反应的化学方程式为3O2====2O3
臭氧发生器工作流程
以下是臭氧发生器的基本工作流程:
气体输入:首先,将空气或纯氧气输入到臭氧发生器中。通常,空气中的氧气浓度约为21%,但也可以使用纯氧来提高臭氧的产量。
电晕放电:在臭氧发生器内部,有一个高压放电装置,它通常是两个金属电极之间的间隙。当高压电源连接到这两个电极时,电极之间会产生高电场强度。
电晕区形成:在电极间隙中,由于电场强度极高,空气分子会被电离。这个区域被称为电晕区。在电晕区,氧气分子(O2)会被电离成氧离子(O⁺)和电子(e⁻)。
臭氧生成:氧离子(O⁺)在电场的作用下,会与另一分子氧气(O2)反应,生成臭氧(O3)。这个反应可以表示为:O⁺ + O₂ → O₃。
臭氧浓度控制:臭氧发生器通常配备有控制系统,以调节高压电源的输出,从而控制臭氧的产量和浓度。这样可以确保臭氧的生成量满足特定的处理需求。
臭氧发生器的设计和操作需要考虑到安全、效率和臭氧的稳定性。在实际应用中,臭氧发生器可能还需要配备冷却系统来降低电晕区的温度,以及净化系统来去除副产品和其他杂质。