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臭氧发生器

点击次数:   更新时间2019-04-12     【关闭
臭氧发生器

是用于制取臭氧气体(O3)的装置。臭氧易于分解无法储存,需现场制取现场使用(特殊的情况下可进行短时间的储存),所以凡是能用到臭氧的场所均需使用臭氧发生器。臭氧发生器在饮用水,污水,工业氧化,食品加工和保鲜,医药合成,空间灭菌等领域广泛应用。 臭氧发生器产生的臭氧气体可以直接利用,也可以通过混合装置和液体混合参与反应。

 

一、原理

 

利用高压电离(或化学、光化学反应),使空气中的部分氧气分解聚合为臭氧,是氧的同素异形转变过程;亦可利用电解水法获得。臭氧的不稳定性使其很难实现瓶装贮存 ,一般只能利用臭氧发生器现场生产,随产随用。 臭氧发生器的分类 按臭氧产生的方式划分,臭氧发生器主要有三种:一是高压放电式,二是紫外线照射式,三是电解式。

 

臭氧发生器电路由三极管VT1、VT2与电感线圈L1一13、脉冲变压器T、限流电阻器R1、充电电容器C3,双向触发二极管叨5等组成推挽振荡电路;滤波电感线圈L0,整流二极管VD1与滤波电容器C1、C2等组成半波整流滤波电路。 接通电源,交流220V电压经LO滤波,VD1整流后,在C1两端产生十280V左右的电压,供给推挽振荡电路。 在开机瞬间,VT1导通。由于C3的充电作用,双向触发二极管VD5截止。当C3两端的充电电压升至32V时,VD5被触发而导通,使VT2导通。在VT2导通期间,C3逐渐放电,又使VT2截止。VTl导通后,在脉冲变压器T的作用下,L1、L2上产生正反馈电压,此电压分别加至VTl和VT2的基极,使VTl和VT2交替导通与截止(即VTl导通时,VT2截止;VT2导通时,VTl截止),推挽振荡电路振荡工作。 推挽振荡电路工作后,在脉冲变压器T的二次侧绕组L6上产生脉冲高压,使臭氧发生片VG工作,产生臭氧。

 

同时,发光二极管VD7也点亮工作。 元器件选择 VTl、VT2选用2SC2653或BU406型硅NPN高反压三极管。要求电流放大系数β>100。 VDl一VD4、VD6选用1 N4007型整流二极管;VD5选用DB3型双向触发二极管。 R1一R6全部选用RJ一1/8W型金属膜电阻器。 L0为5mH的磁心电感线圈,可用Φ0.25mm的漆包线在骨架上绕210匝;L1一璐用Φ0.2mm的单心塑铜线在同一磁环上绕制而成,其中L1、L2分别绕3匝,L3绕9匝。脉冲变压器T可使用14in(英寸)黑白电视机行输出变压器改制,改制时用高压包作为L6,在低压包骨架上用Φ0.45mm的漆包线绕168匝作为L4,用Φ0.23mm的漆包线绕4匝作为L5(在最外层绕制)。 臭氧发生片VG选用Z二10或Z一15、Z一20等型号。 制作与调试 除臭氧发生片VG外所有电子元器件安装在一块自制的印制电路板上,并将其装人大小合适的塑料或木制盒内。在盒面开孔固定发光二极管VD7,接上臭氧发生片VG,只要元器件良好、接线无误,通电即能正常工作。

 

二、发生器与放电管

 

的核心技术和设备是发生器中的放电管,直接影响设备的运行效率和可靠性。臭氧发生器采用微间隙介质阻挡放电设计,不仅大大提高了运行的效率,而且增加了系统连续运行的安全可靠性。设备的技术参数已经达到国际先进水平。

 

由于采用微间隙放电技术,使系统运行电压降低为6-8 kV,远低于玻璃管绝缘介质的耐压水平,有效地避免了介质击穿短路故障的发生,提高了运行可靠性。

 

臭氧发生器放电单元所采用的模块化设计方法,使设备的安装,检修和维护工作更加容易。在保证进气气源质量的条件下,臭氧发生器放电单元连续运行的免维护时间可以长达5年。

 

三、高频高压电源

 

与传统的臭氧中频 (<1kHz) 电源不同,高频高压臭氧系统采用3-6kHz的高频电源技术,结合微放电间隙设计可以有效提高臭氧生成的效率,减小发生器的体积和占地空间,从而减少土建设计及投资费用。逆变电源系统采用成熟的高频电源技术,现场长期运行证明可以保证系统长期运行的稳定性。高频输出经升压系统后产生正弦波高电压,经电缆与发生器相连,在高频高压的作用下,放电间隙产生冷态等离子体放电生成臭氧。

 

四、折叠冷却系统

 

虽然现代臭氧发生器的效率与传统产品相比已经明显提高,但有90%左右的电能不是用来生成臭氧而是转变成热量,如果这部分热量得不到有效的散失,臭氧发生器放电间隙的温度会持续升高甚至超过设计的运行温度。高温不利于臭氧的产生但利于臭氧的分解,导致臭氧产量和浓度下降。我们设计单循环冷却水单元;当冷却水温度超过系统设计温度或水量不足时,系统会自动发出报警信号。

 

五、分类

 

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。

 

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。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,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。

 

六、通电

 

其反应的化学方程式为3O2====2O3

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