ozonigeneraattori on laite, jota käytetään otsonikaasun (O3) tuottamiseen. Otsoni hajoaa helposti ja sitä ei voida varastoida. Sen vuoksi sitä on tuotettava ja käytettävä paikan päällä (erityistapauksissa sitä voidaan varastoida lyhyen aikaa). Näin ollen kaikissa sovelluksissa, joissa tarvitaan otsonia, on käytettävä otsonigeneraattoria. Otsonigeneraattoreita käytetään laajasti juomaveden käsittelyssä, jätevedenkäsittelyssä, teollisessa hapetuksessa, elintarvikkeiden käsittelyssä ja säilytyksessä, lääketeollisuuden synteesissä ja tilojen steriloinnissa. Otsonigeneraattorin tuottamaa otsonikaasua voidaan käyttää suoraan tai se voidaan sekoittaa nesteeseen sekoituslaitteen avulla osallistumaan kemialliseen reaktioon.
Otsonigeneraattorin toimintaperiaate
Kun generaattoriin kytketään sähkövirta, korkean jännitteen sähkökentän tai ultraviolettivalon vaikutuksesta sekä positiivisen ja negatiivisen elektrodin avulla generaattori hajottaa ilman happimolekyyliä, jotka polymeroituvat muodostaen otsonimolekyylejä.
Reaktion kemiallinen yhtälö on: 3O2 ═ 2O3
Osonin tuotantotyypin mukaan otsonigeneraattorit voidaan luokitella pääasiassa kolmeen tyyppiin: korkean jännitteen purkutyypin, ultraviolettisäteilytypin ja elektrolyyttisen tyypin.
Korkean jännitteen purkausgeneraattori
Tämäntyyppinen otsonigeneraattori käyttää tietyn taajuuden korkean jännitteen virtaa luodakseen koronantähden, jolloin sähkökentän sisällä tai sen ympärillä olevat hapenmolekyylit joutuvat sähkökemisiksi reaktioiksi ja muodostavat siten otsonia.
Tämäntyyppisen otsonigeneraattorin kehittynyt teknologia, vakaa toiminta, pitkä käyttöikä ja suuri otsonituotanto (jokainen yksikkö jopa 1 kg/t) tekevät siitä laajimmin käytetyn otsonigeneraattorin sekä kotimaassa että ulkomailla olevissa vastaavissa teollisuudenaloissa.
Korkean jännitteen erottamisosionjenerattorit ovat seuraavista tyyppeistä:
1.Sähkögeneraattorin korkean jännitteen taajuuden mukaan on kolme tyyppiä: tehotaajuus (50-60 Hz), keski-taajuus (400-1000 Hz) ja korkea taajuus (>1000 Hz).
Keski- ja korkeataajuusgeneraattoreilla on pieni koko, matala energiankulutus ja suuri otsonituotos, ja ne ovat yleisimmin käytettyjä tuotteita.
2. Kaasupohjisten raaka-aineiden mukaan on olemassa kaksi tyyppiä: happityyppinen ja ilmatyyppinen. Happityyppiseen laitteeseen happi saadaan tavallisesti happisylinteristä tai happigeneraattorista. Ilmatyyppinen käyttää raaka-aineenaan puhdasta ja kuivaa paineilmaa.
Koska otsonia valmistetaan hapesta ja ilmassa olevan hapen pitoisuus on vain 21 %, ilmatyyppisten generaattoreiden tuottaman otsonin pitoisuus on suhteellisen alhainen. Sen sijaan pullotetun hapon ja happigeneraattorien happipitoisuus on yli 90 %, joten happityyppisten generaattoreiden tuottaman otsonin pitoisuus on korkeampi.
3. Jäähdytystavan mukaan erotellaan vesijäähdytteiset ja ilmajäähdytteiset tyypit. Kun otsonigeneraattori on käytössä, se tuottaa paljon lämpöenergiaa, jonka jäähdyttäminen on välttämätöntä. Muuten otsoni hajoaa valmistuksen aikana korkean lämpötilan vaikutuksesta. Vesijäähdytteisellä generaattorilla on hyvä jäähdytysteho, vakaa käyttö, ei otsonin heikentymistä, ja se voi toimia jatkuvasti pitkään. Sen rakenteisto on kuitenkin monimutkaisempi ja kustannukset hieman korkeammat. Ilmajäähdytteisen tyypin jäähdytysteho ei ole yhtä hyvä, ja otsonin heikentyminen on selvää. Koko suorituskykyisillä ja vakailla otsonigeneraattoreilla on yleensä vesijäähdytys. Ilmajäähdytystä käytetään yleensä vain keski- ja alaluokan otsonigeneraattoreissa, joiden otsonin tuotos on suhteellisen pieni.
Valittaessa generaattoria, suositellaan mahdollisuuksien mukaan vesijäähdytteisten tyyppien valintaa.
4. Dielektristen materiaalien mukaan yleisiä tyyppejä ovat kvartsiputket (lasisärmä), keraamiset levyt, keraamiset putket, lasiputket ja emaliputket jne. Erilaisista dielektrisistä materiaaleista valmistetut otsonigeneraattorit ovat saatavilla kaupallisesti, ja niiden suorituskyky vaihtelee. Lasi on yksi varhain käytössä olleista materiaaleista tehostetussa otsonituotannossa sen matalan hinnan ja stabiilin toiminnan vuoksi, mutta sen mekaaninen lujuus on heikko. Keraamiset materiaalit ovat samankaltaisia kuin lasi, mutta keraamista on vaikeaa työstää, erityisesti suurten otsonigeneraattoreiden yhteydessä niiden käyttöä rajoitetaan.
5. Otsonigeneraattorin rakenteen mukaan on olemassa kahdenlaisia: dielektrisen esteen purkutyypin (DBD) ja avoimen tyypin.
6. Otsonigeneraattorin purkukammion rakenteen mukaan se voidaan jakaa kahteen tyyppiin: putkityyppiin ja levytyyppiin.
Keraamalevy-otsonigeneraattoreiden edut:
1. Korkea kestävyys – Keraamiset komponentit ovat kestäviä korroosiolle ja hajoamiselle, mikä takaan pitkän käyttöiän myös kovissa olosuhteissa.
2. Stabiili ozonituotos – Keraamiset elektrodit tuottavat tasaisesti ozonia vähäisellä suorituskykyn vaihtelulla.
3. Energiatehokkuus – Matala energian kulutus johtuen keraamisten materiaalien erinomaisista dielektrisistä ominaisuuksista.
4. Kompakti muotoilu – Keraaminen materiaali mahdollistaa kimpaleisen rakenteen, josta saadaan kevyitä ja pienikokoisia ozonimoduuleja.
5. Vähäinen huoltotarve – Resistentti hapettumiselle ja kemialliselle kulumiselle, mikä vähentää huoltokatkoja ja varaosien kustannuksia.
6. Ympäristöystävällisyys – Ei haitallisia sivutuotteita; keraami on myrkytöntä ja inerttiä materiaalia.
Kvartsiputki-otsonigeneraattoreiden edut:
1. Korkea otsonin puhdas – Kvartsilasi (suljettu piidioksidi) on kemiallisesti inerttiä, estäen saastumista ja takaen korkean pitoisuuden otsonituotannon.
2. Erinomaiset dielektriset ominaisuudet – Ylivoimainen eristys mahdollistaa stabiilin kateon purkautumisen, parantaen energiatehokkuutta.
3. UV-läpinäkyvyys – Mahdollistaa UV-perustaisen otsonin tuotannon (tietyt mallit) tai hybridipohjaiset UV/kateisuojausjärjestelmät.
4. Lämpöshokkikestävyys – Kestää nopeat lämpötilanvaihtelut halkeamatta, erinomainen suorituskyky korkean tehon sovelluksissa.
5. Pitkä käyttöikä – Haltuu hapettumiselle ja korroosiolle, jolloin elektrodien heikkeneminen hidastuu ajan mittaan.
6. Vähäinen huolto – Sileä kvartsipinta vähentää likaantumista ja helpottaa puhdistamista.
Keramiikkalevyisen otsonigeneraattorin toimintaperiaate:
1. Edistyneet keramiikkaelektrodit – Korkean puhtauden alumiinioksidi mahdollistaa tehokkaan otsonin tuotannon kateisuojausta hyödyntäen.
2. Tarkkaa konstruktiota – Laserileikatut tai muovatut keramiikkalevyt mahdollistavat yhtenäisen purkauksenvälit optimaalista otsonin saantoa varten.
3. Lämpötilavakaus – Keramiikka kestää korkeita lämpötiloja, estäen muodonmuutoksia ja ylläpitäen tehokkuutta.
4. Modulaarinen pinottava rakenne – Skaalautuvat asetukset säädettävää otsonin tuotantoa varten (esim. lääketieteelliset, teolliset tai vesikäsittelysovellukset).
5. Integroitu jäähdytys – Jotkin suunnittelut sisältävät keraamista lämmön hajaantumista, joka parantaa kestävyyttä ja suorituskykyä.
Kvartsiputken otsonigeneraattorin valmistusprosessi:
1. Tarkkuusputkisuunnittelu – Yhtenäinen seinämänpaksuus takaa sähkökentän tasaisen jakautumisen tehokasta otsonin synteesia varten.
2. Korkeataajuinen katurdischarge – Yhdistettynä kvartsin dielektriseen lujuuteen, se maksimoi otsonin tuotannon watissa.
3. Kaksoisrakenteinen suunnittelu – Jotkin suunnitelmat sisältävät sisä-/ulkoisia putkia parantuakseen jäähdytykseen (ilma-/vesijäähdytettyjä versioita).
4. Saumaton integrointi – Yhteensopiva ruostumattomien terästen tai titaanielektrodien kanssa hybridirakenteessa.
EN
