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臭氧发生器
阅读:4712时间:2010-12-03 19:12:15

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。

设计方式

      臭氧发生器由于使用不当、维护不好、材质更换等原因而导致危险的可能。臭氧发生器危险的来源有:氧气、臭氧、机械为线、电及空气压力等,其中氧气和臭氧优易引起危险。 但臭氧用作原料气时,由于其有助燃并加速燃烧的特性(尤其当空气中含量>25%体积),因此如果通风不好、设备内部或外部管线泄漏、或打开含氧系统都可能使氧浓度上升至危险的水平。氧浓度升高增加了火警危险。为此,特别禁止明火,不准使用油布,与氧接触设备不要与油和黄油接触。 臭氧是一种有毒、有腐蚀性的气体,它能加剧燃烧,比空气和氧气重(可在地面、狭道内积集),辛辣且不稳定。下面是各种浓度下臭氧会产生的人体反应。家里使用臭氧发生器没有太严格要求,但要注意消毒时要封闭好房间,里面不可以留人。消毒以后等一个小时后再进入,并打开门窗通风。空气湿度越高杀菌效果越好,但一般家用臭氧机没有气源处理装置,湿度高了会影响臭氧机的产量,如果空气湿度低于40%-50%就会大大降低臭氧杀菌效果。臭氧发生器臭氧浓度在2.5ppm以上开机半小时就可以了臭氧是地球大气中一种微量气体,它是由于大气中氧分子受太阳辐射分解成氧原子后,氧原子又与周围的氧分子结合而形成的,含有3个氧原子。大气中90%以上的臭氧存在于大气层的上部或平流层,离地面有10~50千米,这才是需要人类保护的大气臭氧层。还有少部分的臭氧分子徘徊在近地面,仍能对阻挡紫外线有一定作用。但是,近年发现地面附近大气中的臭氧浓度有快速增高的趋势,就令人感到不妙了。 臭氧以其强氧化性、杀菌性、易分解性和无残留的特性,使它在去除农药残留、杀菌消毒、防腐保鲜等方面有广阔的应用前景。 用臭氧发生器产生的臭氧水浸泡肉鸡、生肉、冻鱼、冻虾,可杀灭屠宰、运输过程中携带的有害病菌,降解饲养过程中吸收的生物激素、抗生素、荷尔蒙等对人体有害的物质,还可去除腥味,让您吃上放心的鸡、鱼、肉、蛋,味道更加鲜美。用臭氧发生器产生的臭氧水可漂白衣物表面的脏污及染剂的颜色,并可杀菌及分解杂质,减少水源污染,不会有化学洗涤剂残留而刺激皮肤,又有预防皮肤病和香港脚等效果。 选择臭氧发生器时需注意: 臭氧发生管的接头是否为阻燃材料,正常应为聚四乙氟,有的厂家用普通塑料,寿命短不说,还很容易击穿。 查看冷却方式,散热程度不好的话,开机一两个小时臭氧浓度就大大降低,小型臭氧发生器尤为明显 3同样体积的臭氧发生管所出臭氧克数越大,说明该厂家技术先进,从而成本低,价格也实惠。 4大家买臭氧机大部分是水处理杀菌消毒,曝气的选择很重要,有些人认为有机子就行了,其实发出的臭氧不能充分溶解,都白白浪费了 臭氧是氧的同素异构体,为强氧化剂;其降低农药,去除细菌效果是氯气的1.5倍,其杀菌速度比氯气快600—3000倍。臭氧在室温下自然衰变为氧气,衰变期为15分钟到25分钟。臭氧在水中则迅速转化为“生态氧”,而且没有残留问题。臭氧是高效、快速的除药杀菌剂。它可以迅速地在短时间内使农药残留物化解,使细菌、病毒迅速被消灭。 无菌药品生产环境的空气洁净级别要求:为了达到上述要求,我们应选择什么样的净化灭菌工艺呢?当前有四种灭菌方法。其中臭氧灭菌是其中的一项重要方法。但无论用什么样的消毒方法,都要达到上述规定,臭氧灭菌也不例外。臭氧作为一种取代传统消毒方法的消毒手段,人们对它的要求更严而且更为省事易行,否则,就难以立足。

  伴随现在人们环保意识的增强和对臭氧认识水平的提高,臭氧发生器已在多种领域普遍应用,要想稳定好臭氧发生器的应用地位就要全方位的精心去设计它,因为臭氧发生器在设计时需满足一定的设计条件,标准的臭氧发生器应按室内安装要求设计,确保设备在设计条件范围内运行。

  臭氧发生器设计条件如下:

  1)温度:臭氧发生器臭氧发生器设计环境温度范围为 0—40℃

  2)湿度:臭氧发生器设计相对湿度< 90%

  3)冷却水:使用水冷却的臭氧发生器设计冷却水温度≤ 30℃,一般可使用工厂的循环冷却水作为臭氧发生器的冷却水

  4)大气压:臭氧发生器按标准大气压设计,即大气压为 101.3KPa

  5)气源条件:臭氧发生器使用的气源要求露点≤ -45℃。

  6)电源条件:对于标准型臭氧发生器 ,一般使用220V/1ph/50Hz电源,或380V/3ph/50Hz电源。

主要作用

      1.杀菌消毒。研究表明,臭氧是广谱、高效、快速杀菌剂,臭氧发生器它可迅速杀灭使人和动物致病的各种病菌,病毒及微生物。臭氧是一种氧化性非常强的物质,利用它的氧化性,可以在较短时间内破坏细菌、病毒和其它微生物的生物结构,臭氧发生器使之失去生存能力。利用氧化性来杀死微生物以达到灭菌效果的化合物还有很多,比如常见的氯气、漂白粉、高锰酸钾等。但是,这些杀菌剂不但比臭氧杀菌速度慢,而且一般的杀菌剂对人体有害。臭氧与一般杀菌剂不同,因为多余的臭氧可以很快分解成氧气,而氧气对人体有益无害。臭氧的杀菌效果与氧乙酸相当,强于甲醛,杀菌力比氯高一倍。与一般杀菌剂的进行性、积累性杀菌消毒功能不同的是臭氧的杀菌作用是急速的,臭氧发生器当其中浓度超过一定数值后,消毒杀菌甚至可以瞬间完成。湿度的提高及温度的降低可增强臭氧的消毒作用,当臭氧溶于水中后有更强、更快的杀菌消毒作用。利用臭氧杀菌消毒没有二次污染,在处理过的水、空气、食品、器具等中不残存任何有害物质,这也是其它杀菌剂无法比摊的优点。

  2、解毒。臭氧能通过氧化反应有效去除有毒气体,臭氧发生器如C0、S02、芥子气等。溶于水中的臭氧可氧化、分解从而有效去除水中的有毒物质如重金属离子、有机毒物、氰化物、硫化物以及敌敌畏、氧化乐果、马拉硫酸等农药。

  3、防护保鲜。由于臭氧对细菌、微生物强烈的杀灭作用,臭氧发生器用臭氧水处理肉类及其它食品可以达到防腐、消除异味、保鲜的功效。在臭氧产生的同时还可以产生大量负离子,在空气中有些负离子可有效抑制果蔬的呼吸作用,延缓其代谢过程。同时,臭氧可以杀灭引起果蔬腐烂的病原菌,分解果蔬贮藏过程中产生的具有催熟作用的代谢废物如乙烯、醇类、醛类、芳香类等物质。这样,在臭氧和负离子的作用下抑制了果蔬的新陈代谢及微生物病原菌的滋生蔓延,从而延缓其后熟衰老、防止其腐烂变质,达到保鲜的效果。有研究表明,臭氧可使食品、饮料和果蔬的贮藏期延长3-10倍。

  4、除臭、除异味。臭氧发生器自然界引起臭味与腐败味的主要成分是氨、硫化氢、甲硫醇、二甲硫化物、二甲二硫化物等,臭氧可以与它们发生化学反应将其氧化分解为无毒、无臭的物质,从而达到除臭的效果。

气源的选用

      臭氧发生器气源的选用:臭氧的应用主要以发生量来确定,分为气态下消毒和液态下消毒两大类。臭氧发生量和使用量一般按照发生量的额定发生量乘以时间来确定,vuv6fdi但在不同的用途和不同的场所应计出衰减量而后确定。臭氧发生器在使用中,气源的配置直接影响臭氧的发生浓度、产量和纯度,气源一般分为普通气源、干燥空气源、富氧气源和工业氧气气源四种,以上气源的配置 ,在发生装置相同的情况,浓度和产量依次递增。按照应用常识,一般不应配置普通气源,因为这会影响发生装置的连接使用寿命并导致发生量不稳定。因此,常用的气源按用途大体可分为下列几种:

  1)干燥气源——空间消毒、自来水处理、游泳池水、养殖水、生产循环水、中水回用等

  2) 富氧气源——臭氧浓度需求较高的使用场所,如纯净水、矿泉水、污水处理、医药食品车间等

  3) 工业氧气源——纯度要求较高、浓度需求较重要、小气量应用场所等

  3. 用于大型空间的消毒应用,如医药、食品等行业车间的杀菌消毒,一般应安装专门管路分通到车间内,使臭氧分布均匀,也有的通入中央空调风道管路,但这种方式有时会造成空调风道金属件的腐蚀和臭氧消耗。

  4. 用于水处理,则主要配置臭氧溶于水的投加装置,一般分为曝气式(直接曝气或氧化塔式)、文丘里射流器式、涡轮负吸式或尼可尼泵混合式样等几种,以上其溶于水效率可依次提高,尼可尼泵式效率可达95%以上。

  1)曝气式:自来水、养殖水、生产循环水、生活污水、工业废水等

  2)文丘里射流式:二次供水、纯净水、矿泉水、养殖水冷却、游泳池水等

  3)负吸式:小水体应用

  4)气液混合泵式:小水体应用或臭氧消毒水应用

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。
     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,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。
     通电
     其反应的化学方程式为3O2====2O3

注意事项

     1、将设备安装在干燥宽敞的地方,以便于散热和维护;
     2、确保电、气、水进出气管线连接正确;
     3、使用的线路的容量是符合要求的,以确保消除火灾隐患;
     4、高压危险,不要用水冲洗设备。
     5、不能置于变电所附近。
     6、远离高压线。
     7、地面不宜潮湿
     8、设备距四周应有一定的空间(≥300mm)
     有个国家标准;中华人民共和国环境保护行业标准HJ/T264-2006臭氧发生器可以参考

使用说明

     1、臭氧发生器安装人员必须要经过技术培训才能开机维修;
     2、使用臭氧机杀菌时,严禁工作人员在浓度较高的臭氧环境中上班和工作;
     3、切记设备保养或维修时 处理电源断掉和把臭氧泄气的状态下进行,能够很好的确保人员安全维修;
     4、如有异常,请立即断电或者通知的人员进行检修。
     5、合格的专用接地线,安全可靠的接地,禁止安装在氨气易泄露或有发生爆炸危险的危险区
     6、对工艺流程臭氧发生器的应用方法操作人员应知晓,并且能熟练的操作此消毒设备。
     7、如发生臭氧泄漏的情况需要时间关闭臭氧发生器,并开启通风设备进行通风处理后,即时退出臭氧发生器使用空间,等空间残余臭氧降至安全范围再进入

注意问题

     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:
     ⑴发生器原料气体不得含烃类、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5μm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区。以免影响电晕效率。
     ⑵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。
     ⑶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。
     ⑷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。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)。
     ⑸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。

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