un generador de ozono es un dispositivo utilizado para producir gas ozono (O3). El ozono tiende a descomponerse y no puede almacenarse. Debe producirse y utilizarse en el lugar donde se necesita (en circunstancias especiales, puede almacenarse por un breve período de tiempo). Por lo tanto, se deben utilizar generadores de ozono en todos los lugares donde se requiera ozono. Los generadores de ozono están ampliamente difundidos en campos como el tratamiento de agua potable, depuración de aguas residuales, oxidación industrial, procesamiento y conservación de alimentos, síntesis farmacéutica y esterilización espacial. El gas ozono producido por el generador puede utilizarse directamente o mezclarse con un líquido mediante un dispositivo mezclador para participar en reacciones.
El principio de funcionamiento de un generador de ozono
Al conectarlo a la corriente, aplicando un campo eléctrico de alta tensión o radiación ultravioleta y utilizando electrodos positivo y negativo, el sistema genera oxígeno que se polimeriza en moléculas de ozono.
La ecuación química de su reacción es: 3O2 ═ 2O3
Según la forma en que se produce el ozono, los generadores de ozono pueden clasificarse principalmente en tres tipos: tipo de descarga de alta tensión, tipo de irradiación ultravioleta y tipo electrolítico.
Generador de descarga de alta tensión
Este tipo de generador de ozono utiliza una corriente de alta tensión de cierta frecuencia para crear un campo eléctrico de corona de alta tensión, provocando que las moléculas de oxígeno dentro o alrededor del campo eléctrico sufran reacciones electroquímicas, generando así ozono.
Este tipo de generador de ozono destaca por su tecnología madura, funcionamiento estable, larga vida útil y gran producción de ozono (hasta 1 kg/h por unidad), lo que lo convierte en el generador de ozono más ampliamente utilizado en las industrias relacionadas tanto nacionales como extranjeras.
En los generadores de ozono por descarga de alta tensión, existen los siguientes tipos:
1.Según la frecuencia de alta tensión del generador, existen tres tipos: frecuencia de red (50-60 Hz), frecuencia media (400-1000 Hz) y alta frecuencia (>1000 Hz).
Los generadores de media y alta frecuencia tienen las ventajas de tamaño reducido, bajo consumo de energía y alta producción de ozono, y son los productos más utilizados.
2. Según las materias primas gaseosas utilizadas, existen dos tipos: tipo oxígeno y tipo aire. El tipo oxígeno generalmente se suministra con oxígeno mediante cilindros de oxígeno o generadores de oxígeno. El tipo aire utiliza normalmente aire comprimido limpio y seco como materia prima.
Dado que el ozono se produce a partir de oxígeno y el contenido de oxígeno en el aire es solo del 21%, la concentración de ozono producida por generadores de tipo aire es relativamente baja. Sin embargo, la pureza del oxígeno en botellas o generadores de oxígeno es superior al 90%, por lo que la concentración de ozono producida por generadores de tipo oxígeno es más alta.
3. Según el método de refrigeración, existen tipos refrigerados por agua y por aire. Cuando un generador de ozono está en funcionamiento, genera una gran cantidad de energía térmica, la cual necesita ser enfriada; de lo contrario, el ozono se descompondrá mientras se produce debido a las altas temperaturas. El generador refrigerado por agua tiene un buen efecto de refrigeración, operación estable, no presenta atenuación del ozono y puede trabajar continuamente durante largo tiempo. Sin embargo, su estructura es compleja y su costo es ligeramente más alto. El efecto de refrigeración del tipo refrigerado por aire no es ideal, y la atenuación del ozono es notable. Los generadores de ozono de alto rendimiento con un desempeño estable generalmente son refrigerados por agua. La refrigeración por aire normalmente solo se utiliza en generadores de ozono de gama media y baja con una producción de ozono relativamente pequeña.
Al elegir un generador, se debe seleccionar preferiblemente un tipo refrigerado por agua.
4. Clasificados por los materiales dieléctricos, los tipos comunes incluyen tubos de cuarzo (un tipo de vidrio), placas cerámicas, tubos cerámicos, tubos de vidrio y tubos de esmalte, entre otros. En el mercado existen generadores de ozono fabricados con diversos materiales dieléctricos, cuyo rendimiento varía. El dieléctrico de vidrio es uno de los materiales más antiguos utilizados para la producción artificial de ozono debido a su bajo costo y rendimiento estable, pero tiene una resistencia mecánica deficiente. Las cerámicas son similares al vidrio, pero no son adecuadas para el procesamiento, especialmente cuando se usan en generadores de ozono grandes, su aplicación queda restringida.
5. Según la estructura del generador de ozono, existen dos tipos: tipo de descarga por barrera dieléctrica (DBD) y tipo abierto.
6. Según la estructura de la cámara de descarga del generador de ozono, se puede dividir en dos tipos: tubular y de placa.
Ventajas de los Generadores de Ozono con Placa Cerámica:
1. Alta durabilidad: los componentes cerámicos resisten la corrosión y degradación, garantizando una larga vida útil incluso en entornos adversos.
2. Salida de ozono estable: los electrodos cerámicos proporcionan una producción consistente de ozono con mínimas fluctuaciones de rendimiento.
3. Eficiencia energética: bajo consumo de energía gracias a las excelentes propiedades dieléctricas de los materiales cerámicos.
4. Diseño compacto: la alta integridad estructural de la cerámica permite módulos de ozono compactos y ligeros.
5. Bajo mantenimiento: resistente a la oxidación y al desgaste químico, reduce el tiempo de inactividad y los costos de reemplazo.
6. Ecológico: no genera subproductos perjudiciales; la cerámica es un material no tóxico e inerte.
Ventajas de los generadores de ozono de tubo de cuarzo:
1. Alta pureza de ozono: el vidrio de cuarzo (sílice fundida) es químicamente inerte, evitando contaminación y garantizando una alta concentración de ozono.
2. Excelentes propiedades dieléctricas: el aislamiento superior permite una descarga de corona estable, mejorando la eficiencia energética.
3. Transparencia UV – Permite la generación de ozono basada en UV (para diseños específicos) o sistemas híbridos UV/corona.
4. Resistencia al Choque Térmico – Soporta cambios rápidos de temperatura sin agrietarse, ideal para aplicaciones de alta potencia.
5. Larga Duración – Resistente a la oxidación y la corrosión, reduciendo la degradación de los electrodos con el tiempo.
6. Bajo Mantenimiento – La superficie lisa del cuarzo minimiza la acumulación de suciedad y facilita la limpieza.
Proceso del generador de ozono de placa cerámica:
1. Electrodos Cerámicos Avanzados – La alúmina de alta pureza garantiza una generación eficiente de ozono mediante descarga por corona.
2. Ingeniería de Precisión – Placas cerámicas cortadas con láser o moldeadas permiten brechas de descarga uniformes para optimizar el rendimiento de ozono.
3. Estabilidad Térmica – Las cerámicas soportan altas temperaturas, evitando deformaciones y manteniendo la eficiencia.
4. Diseño Modular y Apilable – Configuraciones escalables para un rendimiento de ozono ajustable (por ejemplo, aplicaciones médicas, industriales o de tratamiento de agua).
5. Refrigeración integrada – Algunos diseños incorporan disipación de calor cerámica para mejorar la longevidad y el rendimiento.
Proceso del generador de ozono de tubo de cuarzo:
1. Diseño tubular de precisión – Un espesor uniforme de la pared garantiza una distribución consistente del campo eléctrico para una síntesis eficiente de ozono.
2. Descarga de corona de alta frecuencia – Combinada con la resistencia dieléctrica del cuarzo, maximiza el rendimiento de ozono por vatio.
3. Construcción de doble capa – Algunos diseños incluyen tubos interno/externo para un enfriamiento mejorado (versiones con enfriamiento por aire/agua).
4. Integración perfecta – Compatible con electrodos de acero inoxidable o titanio para una durabilidad híbrida.
EN
