臭氧发生器原理介绍

臭氧发生器结构与原理

臭氧不稳定，因此通常在现场随制随用。目前大规模生产臭氧的方法是以空气为原料制造臭氧，采用无声放电的方法，经过净化的空气进入臭氧发生器，通过高压放电环隙，空气中的部分氧分子激发分解成氧原子，氧原子与氧原子（或氧原子与氧分子）结合而生成臭氧。

由于原料来源方便，所以采用比较普遍。典型的臭氧处理闭路系统如图7-12所示。

空气经压缩机加压后，经过冷却及吸附装置除杂，得到的干燥净化空气再经计量进入臭氧发生器。要求进气露点在-50℃以下，温度不能高于20℃，有机物含量小于15x10 ^-6。用空气制成的臭氧浓度为10~20g/m3，用氧气制成的臭氧浓度为20~40g/m3。研究表明，用空气为原料生产的臭氧化气体会产生氮氧化物，这是一种有害物质，所以限制了臭氧法在饲料、食品工业中的应用。

含质量分数为1%~4％的臭氧空气就是水处理所使用的臭氧化空气。通常用于氧化的投加量为1~3g/m3，接触时间5~15min；用于杀菌所需的投加量为1~3g/m3，接触时间不少于5min。

无声放电臭氧发生器的种类很多，按其结构可分为管式、板式和金属格网式三种。因板式发生器只能在低压下操作，所以目前多采用管式臭氧发生器。管式臭氧发生器又有单管、多管、卧式和立式等多种。

图7-13所示为多管卧式臭氧发生器的结构示意图。它的外形像列管式热交换器，内有几十组至上百组相同的放电管。放电管的两端固定在两块管板上，管外通冷却水。每根放电管均由两根同心圆管组成，外管为金属管（不锈钢管或铝管），内管为玻璃管（内壁涂石墨）作为介电体。内、外管之间留有1~3mm的环形放电间隙。在金属圆筒内的两端各焊一个孔板，每孔焊上一根放电管。整个金属圆筒内形成两个通道；两块孔板与圆筒端盖的空间，一块作为进水分配室，另一块作为臭氧化空气收集室，并与放电间隙连通；两块孔板和不锈钢外壁之间为冷却水通道，冷却水带走放电过程中产生的热量。

管式发生器可承受0.1MPa的压力，当以空气为原料，采用50Hz的电源时，臭氧浓度可达15~20g/m3。电能比耗为16~18kW.h/kgO3。

多管卧式臭氧发生器的组装形式分集装式和组合式两种。集装式为小型装置，适合于小型水处理工艺使用；组合式则适合于中、大型给水处理厂及水处理工艺使用。如图7-14所示。

管式臭氧发生器在安装时应注意如下几点：

①发生器应水平安装，罐体的水平允许误差不大于±2mm，罐体找正后，将支脚用螺栓牢固地固定在地脚基础上后，方可进行二次灌浆。

②发生器的冷却水管、空气管等与罐体中心线应相互垂直或水平，其允许偏差不应大于±2mm。

③发生器所有构件的连接处均应接合严密，罐体表面光滑，油漆完好，无锈蚀、无刺等，罐体接地线应安装正确，状况良好。

④电气柜设在室内，并应绝缘良好。电气室内空气应流通，其相对湿度不大于90%。其环境温度不超过40℃，应无影响绝缘的蒸汽、腐蚀性气体或灰尘、大片水滴，以免影响发生器的正常运行。

⑤发生器的附属设备（如冷凝器、干燥器、冷却器等）就位前，应按施工图核对管口方位、地脚螺栓孔和基础的位置是否正确，并检查各管路是否畅通。