ein Ozongenerator ist ein Gerät, das zur Erzeugung von Ozon gas (O3) verwendet wird. Ozon neigt zur Zersetzung und kann nicht gelagert werden. Es muss vor Ort erzeugt und verwendet werden (in besonderen Fällen für kurze Zeit gelagert werden). Daher müssen Ozongeneratoren überall dort verwendet werden, wo Ozon benötigt wird. Ozongeneratoren werden weit verbreitet in Bereichen wie Trinkwasseraufbereitung, Abwasserbehandlung, industrieller Oxidation, Lebensmittelverarbeitung und -konservierung, Pharmazeutischer Synthese und Raumsterilisation eingesetzt. Das vom Ozongenerator erzeugte Ozon gas kann direkt verwendet werden oder mit einer Flüssigkeit durch ein Mischgerät gemischt werden, um an Reaktionen teilzunehmen.
Das Arbeitsprinzip eines Ozongenerators
Bei Anliegen von Strom wird durch Anlegen eines Hochspannungsfeldes oder von UV-Strahlung unter Verwendung von positiven und negativen Elektroden Sauerstoff erzeugt, der sich zu Ozon-Molekülen polymerisiert.
Die chemische Gleichung für die Reaktion lautet: 3O2 ═ 2O3
Je nach Art der Ozonerzeugung lassen sich Ozongeneratoren hauptsächlich in drei Typen unterteilen: Hochspannungs-Entladungstyp, UV-Bestrahlungstyp und Elektrolysetyp.
Hochspannungs-Entladungsgenerator
Dieser Ozongeneratortyp nutzt einen Hochspannungsstrom einer bestimmten Frequenz, um ein Hochspannungs-Corona-Elektrikfeld zu erzeugen. Dadurch kommt es zu elektrochemischen Reaktionen der Sauerstoffmoleküle innerhalb oder um das Elektrikfeld herum, wodurch Ozon entsteht.
Dieser Ozongeneratortyp zeichnet sich durch eine ausgereifte Technologie, stabile Arbeitsweise, lange Lebensdauer und eine hohe Ozonleistung (bis zu 1 kg/h pro Gerät) aus und ist daher in den entsprechenden Industrien sowohl im In- als auch im Ausland am weitesten verbreitet.
Bei Hochspannungs-Entladungsgeneratoren gibt es folgende Arten:
1. Je nach Hochspannungsfrequenz des Generators gibt es drei Arten: Netzfrequenz (50-60 Hz), Mittelfrequenz (400-1000 Hz) und Hochfrequenz (>1000 Hz).
Generatoren mit mittlerer und hoher Frequenz bieten die Vorteile einer kompakten Bauweise, geringen Stromverbrauchs und einer hohen Ozonleistung und sind die am häufigsten verwendeten Produkte.
2. Je nach verwendeten Gasrohstoffen gibt es zwei Arten: Sauerstofftyp und Lufttyp. Beim Sauerstofftyp wird der Sauerstoff üblicherweise über Sauerstoffflaschen oder Sauerstoffgeneratoren zugeführt. Der Lufttyp verwendet in der Regel saubere und trockene Druckluft als Rohstoff.
Da Ozon aus Sauerstoff erzeugt wird und der Sauerstoffgehalt in der Luft nur 21 % beträgt, ist die Ozonkonzentration, die von luftbetriebenen Generatoren erzeugt wird, vergleichsweise gering. Die Reinheit des Sauerstoffs aus Flaschen oder Sauerstoffgeneratoren liegt jedoch über 90 %, weshalb die Ozonkonzentration, die von sauerstoffbetriebenen Generatoren erzeugt wird, höher ist.
3. Je nach Kühlungsart gibt es wassergekühlte und luftgekühlte Typen. Während des Betriebs eines Ozongenerators entsteht eine große Menge an Wärmeenergie, die gekühlt werden muss, andernfalls würde das Ozon während der Produktion aufgrund hoher Temperaturen zerfallen. Der wassergekühlte Generator verfügt über eine gute Kühlwirkung, stabile Arbeitsweise, kein Ozonverlust und kann über einen langen Zeitraum kontinuierlich arbeiten. Allerdings ist seine Konstruktion komplexer und die Kosten sind etwas höher. Die Kühlwirkung des luftgekühlten Typs ist nicht ideal, und der Ozonverlust ist deutlich. Hochwertige Ozongeneratoren mit insgesamt stabiler Leistung sind in der Regel wassergekühlt. Luftkühlung wird normalerweise nur bei mittleren und niedrigen Ozongeneratoren mit relativ geringer Ozonleistung verwendet.
Beim Generatorkauf sollten möglichst wassergekühlte Typen ausgewählt werden.
4. Nach dielektrischen Materialien klassifiziert, gehören zu den gängigen Typen Quarzrohre (eine Glasart), Keramikplatten, Keramikrohre, Glasrohre und Emailrohre usw. Ozonerzeuger aus verschiedenen dielektrischen Materialien sind alle auf dem Markt erhältlich, wobei sich ihre Leistungsmerkmale unterscheiden. Glasdielektrikum ist eines der frühesten Materialien, die zur künstlichen Ozonherstellung verwendet wurden, da es kostengünstig und leistungsstabil ist, weist jedoch eine schlechte mechanische Festigkeit auf. Keramik weist ähnliche Eigenschaften wie Glas auf, jedoch ist Keramik für die Bearbeitung weniger geeignet. Insbesondere bei Einsatz in großen Ozonerzeugern sind die Anwendungsmöglichkeiten eingeschränkt.
5. Nach der Struktur des Ozonerzeugers gibt es zwei Arten: die vom Typ Dielektrikumbarreredurchschlag (DBD) und offene Bauweise.
6. Nach der Struktur der Entladungskammer des Ozonerzeugers lassen sie sich in zwei Arten unterteilen: Rohr- und Plattenbauweise.
Vorteile von Ozonerzeugern mit Keramikplatten:
1. Hohe Langlebigkeit – Keramische Komponenten sind korrosions- und abriebfest und gewährleisten eine lange Lebensdauer, selbst unter harten Umweltbedingungen.
2. Stabile Ozonleistung – Keramikelektroden liefern eine gleichmäßige Ozonproduktion mit minimalen Leistungsschwankungen.
3. Energieeffizienz – Geringer Stromverbrauch aufgrund der hervorragenden dielektrischen Eigenschaften keramischer Materialien.
4. Kompaktes Design – Die hohe strukturelle Festigkeit von Keramik ermöglicht kompakte und leichte Ozonmodule.
5. Geringer Wartungsaufwand – Widerstandsfähig gegen Oxidation und chemischen Verschleiß, wodurch Ausfallzeiten und Ersatzkosten reduziert werden.
6. Umweltfreundlich – Keine schädlichen Nebenprodukte; Keramik ist ein ungiftiges, inertes Material.
Vorteile von Ozon Generatoren mit Quarzglasrohren:
1. Hohe Ozonreinheit – Quarzglas (geschmolzenes Siliziumdioxid) ist chemisch inert und verhindert Kontamination sowie eine Ozonausbeute in hoher Konzentration.
2. Hervorragende dielektrische Eigenschaften – Die überlegene Isolationsfähigkeit sorgt für eine stabile Coronaentladung und verbessert dadurch die Energieeffizienz.
3. UV-Transparenz – Ermöglicht die UV-basierte Ozonerzeugung (für spezifische Designs) oder hybride UV/Korona-Systeme.
4. Widerstandsfähigkeit gegen thermische Schocks – Verträgt schnelle Temperaturwechsel, ohne zu reißen, ideal für Hochleistungsanwendungen.
5. Lange Lebensdauer – Widerstandsfähig gegen Oxidation und Korrosion, wodurch die Elektrodenalterung reduziert wird.
6. Geringer Wartungsaufwand – Die glatte Quarzoberfläche minimiert Verschmutzung und vereinfacht die Reinigung.
Prozess des keramischen Platten-Ozonenerzeugers:
1. Hochentwickelte keramische Elektroden – Hochreines Aluminiumoxid gewährleistet eine effiziente Ozonerzeugung mittels Koronaentladung.
2. Präzisionsfertigung – Laserzugeschnittene oder geformte Keramikplatten ermöglichen gleichmäßige Entladungslücken für eine optimierte Ozonausbeute.
3. Thermische Stabilität – Keramik verträgt hohe Temperaturen, verhindert Verformungen und erhält die Effizienz aufrecht.
4. Modulares Stecksystem – Skalierbare Konfigurationen für variable Ozonleistung (z. B. medizinische, industrielle oder Wasseraufbereitungsanwendungen).
5. Integrierte Kühlung – Einige Designs beinhalten keramische Wärmeableitung, um Langlebigkeit und Leistung zu verbessern.
Prozess des Quarzrohr-Ozon Generators:
1. Präzisions-Rohrdesign – Gleichmäßige Wandstärke gewährleistet eine homogene elektrische Feldverteilung für effiziente Ozon-Synthese.
2. Hochfrequente Koronaentladung – In Kombination mit der dielektrischen Festigkeit von Quarz, maximiert sie die Ozonproduktion pro Watt.
3. Doppelschichtiger Aufbau – Einige Designs verfügen über Innen/Außenrohre für eine verbesserte Kühlung (Luft-/Wasserkühlung Varianten).
4. Nahtlose Integration – Kompatibel mit Edelstahl- oder Titan-Elektroden für hybride Langlebigkeit.
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