臭氧发生器.doc

1、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 ， 水 处 理 工 业 ， 工 业 氧 化 ， 空 间 灭 菌 等领 域 广 泛 应 用 。 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

2、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 ”。 臭 氧 浓 度 与 作 用臭 氧 为 混 合 气 体 其 浓 度 通 常 按 质 量 比 和 体 积 比 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

3、 臭 氧 ， 常 用 单 位 mg/L 或 g/m3 等 表 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 2%、 5%、 12%等 。 卫 生 行 业 常用 ppm 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1ppm。 臭 氧 浓 度 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 。 影 响

4、臭 氧 浓 度 的 主 要 因 素 有 1、 臭 氧 发 生 器 的 结 构 和加 工 精 度 ； 2、 冷 却 方 式 和 条 件 ； 3、 驱 动 电 压 和 驱 动 频 率 ； 4、 介 电 体 材 料 ； 5、 原料 气 体 中 氧 的 含 量 及 结 净 和 干 燥 度 。 臭 氧 产 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mg/h,g/h,kg/h 这 些 单 位 表 示 。 臭 氧 发 生 器 标 准 中 规 定

5、 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 g/h 为 单 位 ， 大 型 臭 氧 发 生 器 使 用 kg/h 为 单 位区 分 规 格 的 大 小 。 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

6、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 ） 。 空 气 源 是 大 气 量 （ 进 气 量 ） 低 浓 度 （ 臭 氧 出 口 浓 度 ） 而 氧 气

7、 源 小 气 量 （ 进 气 量 ） 高 浓 度 （ 臭 氧 出 口 浓 度 ） 而 且 进 的 是 浓 度 很 高 的 接 近 于纯 氧 的 氧 气 所 以 氧 气 源 是 能 达 到 的 0.15mg/L 空 气 源 是 达 不 到 这 个 浓 度 的 ， 所 以 佰源 做 出 如 下 结 论 ： 1、 空 气 源 臭 氧 发 生 器 就 是 以 空 气 为 源 料 ， 对 空 气 中 存 在 的 21%的 氧 气 进 行 电 离 ，所 以 叫 作 空 气 源 。 2、 氧 气 源 臭 氧 发 生 器 就 是 以 氧 气 为 源 料 ， 对 纯 氧 气 产 生 电 离 作 用 ， 所 以

8、叫 作 氧 气源 ， 然 氧 气 源 又 分 为 外 置 氧 气 源 和 内 置 氧 气 源 ， 在 产 品 设 计 上 存 在 一 些 差 异 . 气 液 混 合 方 式从 目 前 世 界 的 臭 氧 技 术 产 业 来 看 ， 以 水 处 理 的 杀 菌 净 化 为 主 要 市 场 ， 而 水 净 化 臭氧 装 置 包 括 臭 氧 源 与 气 水 混 合 装 置 两 部 分 。 臭 氧 发 生 器 应 提 供 足 够 浓 度 与 产 量 的 臭 氧 ，混 合 装 置 以 高 效 率 使 臭 氧 溶 解 在 水 中 ， 即 达 到 一 定 的 臭 氧 溶 解 度 。 因 此 ， 一 台 好

9、的 臭 氧发 生 器 必 须 要 有 优 良 的 气 水 混 合 装 置 ， 使 臭 氧 能 高 效 地 和 水 混 合 ， 使 水 中 的 臭 氧 溶 解 度能 满 足 完 全 杀 菌 。 几 种 常 见 的 混 合 装 置 比 较 ： 一 、 传 统 的 曝 气 法 -历 史 悠 久 的 传 统 混 合 方 法 。 （ 布 气 板 法 、 鼓 泡 塔 法 同 理 ） 运 行 方 式 -气 水 顺 流 、 逆 流 或 多 级 串 联 交 迭 逆 顺 流 ， 连 续 运 行 或 间 断 批 量 运 行 。优 点 ： 能 耗 较 低 。 缺 点 ： 喷 头 堵 塞 时 布 气 不 均 匀 ， 混

10、 合 差 ， 需 要 大 型 空 压 机 和 昂 贵 的 氧化 反 应 塔 。 二 、 著 名 的 文 丘 里 射 流 混 合 法 -安 全 、 高 效 的 混 合 方 法 。 运 行 方 式 -气 水 强 制 混 合 。 优 点 ： 投 资 少 ， 混 合 好 ， 接 触 时 间 短 ， 经 射 流 混 合 器后 臭 氧 在 水 中 的 臭 氧 浓 度 可 为 曝 气 法 的 数 倍 。 三 、 气 液 强 力 混 合 腔 -安 全 、 节 能 、 效 率 极 高 的 混 合 方 法 ， 是 在 文 丘 里 射 流 混 合器 基 础 上 改 进 的 升 级 产 品 。 运 行 方 式 -充

11、分 利 用 水 的 紊 流 产 生 较 大 的 负 压 ， 将 臭 氧 吸 入 ， 在 混 合 腔 内 产 生 涡流 、 旋 转 并 相 互 碰 撞 。 经 实 际 使 用 证 明 ， 一 级 臭 氧 吸 收 率 达 90%以 上 ， 在 相 同 臭 氧 发生 系 统 的 情 况 下 ， 水 中 的 臭 氧 溶 解 度 为 文 丘 里 射 流 混 合 器 的 2 倍 左 右 。 气 液 强 力 混 合腔 外 体 采 用 304 不 锈 钢 制 作 ， 内 腔 采 用 316 不 锈 钢 和 部 分 耐 臭 氧 ABS 材 料 制 作 ，SSLW 系 列 内 腔 采 用 不 锈 钢 和 耐 臭

12、氧 PVDF 材 料 制 作 ， 产 品 坚 固 耐 用 ， 无 机 械 故 障 免 维修 ， 运 行 安 装 方 便 ， 为 目 前 投 资 最 少 ， 混 合 效 果 最 好 的 设 备 。 四 、 气 液 混 合 泵 -安 全 、 效 率 极 高 的 混 合 方 法 气 液 混 合 泵 的 吸 入 口 可 以 利 用 负 压 作 用 吸 入 气 体 ， 高 速 旋 转 的 泵 叶 轮 将 液 体 与 气 体混 合 搅 拌 ， 由 于 泵 内 的 加 压 混 合 ， 气 体 与 液 体 充 分 溶 解 ， 溶 解 效 率 高 。 一 台 气 液 混 合 泵即 可 进 行 气 液 吸 引 、

13、 混 合 、 溶 解 并 直 接 将 高 度 溶 解 液 送 至 使 用 点 。 至 安 全 范 围 再 进 入 臭 氧 发 生 器 应 用 时 应 注 意 的 问 题臭 氧 发 生 器 应 用 于 水 处 理 工 程 等 场 合 时 ， 有 很 多 因 素 可 能 影 响 发 生 器 的 效 率 及 其 可靠 性 ， 因 此 在 设 计 臭 氧 发 生 器 应 用 系 统 时 必 须 注 意 下 列 问 题 ： 发 生 器 原 料 气 体 绝 对 不 得 含 烃 类 、 腐 蚀 性 气 体 和 任 何 其 他 能 在 氧 /臭 氧 /电 晕环 境 内 发 生 反 应 ， 从 而 对 设 备

14、安 全 造 成 危 害 或 损 坏 的 物 质 。 众 所 周 知 ， 爆 炸 的 三 要 素 是 燃 料 、 氧 化 剂 和 火 种 ， 而 臭 氧 发 生 器 的 电 晕 环 境 中 已 存在 两 项 ， 即 氧 化 剂 和 火 种 。 因 此 必 须 防 止 在 原 料 气 体 中 含 有 烃 类 燃 料 物 质 ； 如 果 有 可 能存 在 烃 类 物 质 ， 必 须 安 装 烃 类 分 析 仪 ， 以 便 当 烃 类 浓 度 接 近 爆 炸 下 限 （ LEl） 的 25%时 切 断 电 源 。 碳 氟 化 合 物 ， 如 特 氟 隆 或 冷 却 剂 都 可 在 电 晕 中 分 解

15、形 成 氟 ， 后 者 能 侵 蚀 玻 璃 介 电 材料 ， 可 加 速 介 电 体 损 坏 。 围 绕 在 电 晕 室 外 面 的 循 环 冷 却 流 体 有 可 能 通 过 密 封 泄 漏 并 进 入电 晕 空 间 ， 结 果 在 介 电 体 表 面 形 成 一 层 漆 类 ， 涂 层 。 当 发 生 这 种 情 况 时 ， 由 于 这 种 涂 层降 低 臭 氧 生 产 的 效 率 ， 介 电 体 必 须 定 期 予 以 清 洗 。 另 外 ， 原 料 气 还 应 滤 除 5 m 左 右 的 颗 粒 ， 以 防 止 小 的 干 燥 剂 粉 末 或 其 他 微 粒 进 入发 生 器 电 晕

16、区 。 以 免 影 响 电 晕 效 率 。 供 气 压 力 不 能 无 控 制 地 改 变 ， 由 于 气 压 影 响 电 晕 功 率 诱 导 和 跨 越 介 电 体 所 加 电 压 ，大 范 围 压 力 变 化 会 使 发 生 器 运 行 不 可 靠 。 超 出 电 晕 功 率 范 围 可 造 成 熔 断 器 或 自 动 断 电 器断 开 。 超 出 外 加 电 压 峰 值 还 能 造 成 介 电 体 过 早 失 效 。 臭 氧 发 生 器 系 统 设 计 时 ， 必 须 能 防 止 大 量 水 进 入 到 发 生 器 内 。 水 封 供 气 压 缩 机 用 的 浮 阀 或 空 气 干 燥

17、器 上 的 凝 结 水 阀 阻 塞 卡 住 ， 都 会 造 成 发 生 器 电晕 室 内 灌 水 。 电 晕 室 内 大 量 进 水 可 导 致 电 晕 集 中 、 高 电 流 密 度 和 局 部 电 介 体 发 热 ， 造 成介 电 体 过 早 失 效 。 即 使 检 测 装 置 在 水 进 入 电 晕 室 之 前 切 断 电 晕 电 源 ， 水 中 所 含 杂 质 也 会沉 积 在 元 件 表 面 上 ， 这 些 杂 质 必 须 在 继 续 运 行 之 前 予 以 清 除 。 运 行 故 障 或 操 作 错 误 都 能迫 使 处 理 出 水 从 臭 氧 接 触 池 到 流 至 发 生 器

18、内 ， 至 少 会 造 成 电 晕 元 件 污 染 或 者 介 电 体 损 坏 。此 外 ， 系 统 设 计 和 操 作 规 程 必 须 阻 止 易 燃 的 腐 蚀 性 气 体 及 从 臭 氧 接 触 池 回 流 的 水 蒸 气 进入 发 生 器 内 。 冷 却 水 的 水 质 要 好 ， 防 止 结 垢 ， 以 免 影 响 发 生 器 的 散 热 效 果 。 二 对 水 冷 发 生 器 采 说 ， 为 使 传 热 表 面 的 结 垢 最 少 ， 冷 却 水 的 水 质 十 分 重 要 。 结 垢 会使 传 热 效 率 降 低 ， 从 而 减 少 臭 氧 产 量 ， 增 加 维 护 费 用 。

19、 在 技 术 上 自 来 水 是 被 优 先 选 择 的冷 却 剂 ， 不 过 ， 对 大 型 工 业 用 发 生 器 所 需 要 的 耗 水 量 来 说 ， 使 用 自 来 水 经 济 上 毫 无 吸 引力 ， 也 许 只 有 发 生 系 统 用 在 水 处 理 厂 的 情 况 除 外 。 与 自 来 水 水 质 相 反 ， 一 般 处 理 后 的 污水 作 为 冷 却 水 ， 效 果 不 是 很 好 ， 因 为 它 容 易 导 致 结 垢 。 如 果 高 质 量 的 水 或 其 他 流 体 用 在密 封 的 十 次 冷 却 回 路 中 ， 末 级 热 交 换 器 又 是 专 门 设 计 得

20、 最 少 结 垢 ； 且 便 于 清 洗 ， 而 且 污水 出 水 还 可 以 作 为 末 级 散 热 使 用 。 为 了 水 费 和 设 备 维 护 费 之 间 的 最 佳 平 衡 ， 系 统 设 计 时多 数 采 用 冷 却 塔 水 或 热 交 换 器 优 质 饮 用 水 （ 无 悬 浮 固 体 、 氯 化 物 5mg/L） 。 对 于 气 冷 却 发 生 器 来 说 ， 冷 却 空 气 必 须 无 潮 气 、 杂 质 、 腐 蚀 性 、 气 溶 胶 、 油 质 或导 电 物 质 以 及 可 见 粉 尘 。 正 常 情 况 下 ， 除 非 处 在 一 个 极 度 多 尘 的 工 业 大 气 环 境 内 ， 空 气多 半 是 不 需 要 过 滤 处 理 的 。 臭氧发生器、二氧化硫发生器以及紫外线杀菌器同样可以应用于水处理领域，作为水杀菌消毒设备，但是三者有着诸多的区别，臭氧发生器的成本无疑是三者最高的，但是效果也是最好的。这也是佰源水处理多年的实践经验总结所得。