ozonatorius yra įrenginys, naudojamas ozono dujoms (O3) gaminti. Ozonas linkęs skilinėti ir negali būti saugomas. Jis turi būti gamintas ir naudojamas vietoje (ypatingomis aplinkybėmis gali būti trumpai saugomas). Todėl visose vietose, kur reikia ozono, būtina naudoti ozonatorius. Ozonatoriai plačiai naudojami tokiose srityse kaip geriamojo vandens tiekimas, nuotekų valymas, pramonės oksidacija, maisto apdorojimas ir laikymas, vaistų sintezė bei erdvės sterilizavimas. Ozonatoriaus gamintas ozono dujos gali būti naudojamos tiesiogiai arba sumaišytos su skysčiu per maišymo įrenginį, kad dalyvautų reakcijoje.
Ozonatoriaus veikimo principas
Įjungus sistemą, pritaikant aukšto įtampos elektrinį lauką arba ultravioletinę spinduliuotę ir naudojant teigiamą ir neigiamą elektrodus, sistema generuoja deguonį, kuris polimerizuojasi į ozono molekules.
Cheminės reakcijos lygtis yra tokia: 3O2 ═ 2O3
Pagal ozono gamybos būdą ozono generatoriai daugiausiai skirstomi į tris tipus: aukšto įtampos iškrova, ultravioletinės spinduliuotės tipas ir elektrolizės tipas.
Aukšto įtampos iškrovos generatorius
Šio tipo ozono generatorius naudoja tam tikro dažnio aukšto įtampos srovę, kad būtų sukuriamas aukšto įtampos koroninis elektrinis laukas, dėl ko deguonies molekulės elektrinio lauko viduje ar aplink jį patiria elektrochemines reakcijas, todėl susidaro ozonas.
Šio tipo ozono generatorius pasižymi brandžia technologija, stabilia veikla, ilgu tarnavimo laiku ir dideliu ozono išvesties kiekiu (iki 1 kg/val. vienetui), todėl tai yra daugiausiai naudojamas ozono generatorius susijusiose industrijose tiek viduje, tiek užsienyje.
Aukštos įtampos iškrova generuojant ozoną yra šie tipai:
1.Pagal generatoriaus aukštos įtampos dažnį, yra trys tipai: tinklo dažnis (50–60 Hz), vidutinis dažnis (400–1000 Hz) ir aukštas dažnis (>1000 Hz).
Vidutinio ir aukšto dažnio generatoriai turi privalumų – mažas dydis, žemas energijos suvartojimas ir didelis ozono išvestis, todėl jie yra dažniausiai naudojami produktai.
2.Pagal naudojamą dujų žaliavą, yra du tipai: deguonies tipas ir oro tipas. Deguonies tipo generatoriams deguonis paprastai tiekiamas iš deguonies balionų arba deguonies generatorių. Oro tipo generatoriuose dažniausiai naudojamas švarus ir sausas suslėgtas oras kaip žaliava.
Kadangi ozonas gaunamas iš deguonies, o deguonies kiekis ore yra tik 21%, tai oro tipo generatoriais gaunamas ozono koncentracija yra santykinai žema. Tačiau balionų arba deguonies generatorių deguonis yra virš 90% grynumo, todėl deguonies tipo generatoriais gaunamas ozono koncentracija yra aukštesnė.
3. Pagal aušinimo būdą yra vandens aušinimo tipas ir oro aušinimo tipas. Veikiant ozono generatoriui, susidaro daug šilumos energijos, kurią būtina aušinti, kitaip ozonas dėl aukštos temperatūros gaminant sklando. Vandens aušinimo generatorius turi gerą aušinimo efektą, stabilų veikimą, nėra ozono mažėjimo ir gali ilgą laiką nuolat dirbti. Tačiau jo konstrukcija yra sudėtingesnė, o kaina šiek tiek brangesnė. Oro aušinimo tipo aušinimo efektas nėra idealus, o ozono mažėjimas yra akivaizdus. Aukštos kokybės ozono generatoriai, kurie iš viso turi stabilų našumą, paprastai yra vandens aušinimo tipo. Oro aušinimas paprastai naudojamas tik vidutinio ir žemo lygio ozono generatoriuose, kurių ozono išvestis yra santykinai maža.
Pasirenkant generatorių, kiek įmanoma daugiau reikėtų rinktis vandens aušinimo tipą.
4. Pagal dielektrinius medžiagas klasifikuojant, paplitusios rūšys apima kvartzo vamzdžius (rūšis stiklo), keramikos plokštes, keramikos vamzdžius, stiklo vamzdžius ir emalio vamzdžius ir pan. Rinkoje galima rasti ozono generatorių, pagamintų iš įvairių dielektrinių medžiagų, kurių našumas skiriasi. Stiklo dielektrikas yra viena iš seniausių medžiagų, naudojamų dirbtiniam ozono gamybai, dėl mažos kainos ir stabilios veiklos, tačiau jis turi prastą mechaninę stiprybę. Keramika yra panaši į stiklą, tačiau keramika netinka apdirbimui, ypač naudojant didelio masto ozono generatoriuose, jos naudojimas yra ribotas.
5. Pagal ozono generatoriaus konstrukciją yra dviejų rūšių: dielektrinio barjero iškrova (DBD) ir atviroji rūšis.
6. Pagal ozono generatoriaus iškrovos kameros konstrukciją jis gali būti suskirstytas į dvi rūšis: vamzdinę ir plokštinę.
Keramikos plokštės ozono generatoriaus privalumai:
1. Aukšta atsparuma – Keraminės detalės atsparios korozijai ir degradacijai, užtikrindamos ilgą tarnavimo laiką net ir sunkiomis sąlygomis.
2. Stabilus ozono išmetimas – Keraminiai elektrodai užtikrina nuolatinę ozono gamybą su minimaliais našumo svyravimais.
3. Energijos vartojimo efektyvumas – Mažas energijos suvartojimas dėl keraminių medžiagų puikių dielektrinių savybių.
4. Kompaktiškas dizainas – Keramikos aukšta konstrukcinė vientisuma leidžia kurti kompaktiškus, lengvus ozono modulius.
5. Mažas priežiūros reikalavimas – Atsparumas oksidacijai ir cheminiam nubrozdinimui sumažina prastovas ir keitimo išlaidas.
6. Aplinkai draugiškumas – Nėra kenksmingų šalutinių produktų; keramika yra netoksiška, inertinė medžiaga.
Kvarcinio vamzdžio ozono generatoriaus privalumai:
1. Aukšta ozono grynumas – Kvarcinis stiklas (sulydytas silikatas) yra chemiškai inertus, neleidžia užteršimo ir užtikrina aukštos koncentracijos ozono išvestį.
2. Puikios dielektrinės savybės – Puikios izoliacijos savybės leidžia užtikrinti stabilų korių išlydį, padidinant energijos vartojimo efektyvumą.
3. UV skaidrumas – Leidžia generuoti ozoną naudojant UV (tam tikruose dizainuose) arba hibridinę UV/kibirkštinę sistemą.
4. Atsparumas terminiam šokui – išlaiko greitus temperatūros pokyčius be įtrūkimų, tinka didelės galios sritims.
5. Ilgas tarnavimo laikas – atsparus oksidacijai ir korozijai, mažina elektrodų degradaciją laikui bėgant.
6. Mažas priežiūros reikalavimas – lygus kvarco paviršius sumažina nešvarumų kauptis ir palengvina valymą.
Keraminio ozonatoriu generatoriaus procesas:
1. Pažengę keraminiai elektrodai – aukštos grynumo aliuminio oksido keramika užtikrina efektyvią ozono kūrimą koroninio išlydžio būdu.
2. Tikslus inžinerija – lazerio pjauti ar formuoti keraminiai plokštelės leidžia vienodą išlydžio tarpą optimaliam ozono išeigai.
3. Terminė stabilumas – keramika išlaiko aukštą temperatūrą, neleidžia deformacijos ir išlaiko efektyvumą.
4. Modulinė konstrukcija – keičiamos konfigūracijos reguliuojamam ozono išėjimui (pvz., medicinos, pramonės ar vandens valymo srityse).
5. Integruotas aušinimas – Kai kurie dizainai apima keramikos šilumos išsisklaidymą, kad būtų padidinta ilgaamžiškumas ir našumas.
Kvarcinio ozono generatoriaus proceso aprašymas:
1. Tikslaus vamzdžio dizainas – Vienodas sienelės storis užtikrina nuoseklų elektrinio lauko pasiskirstymą efektyviai ozono sintezei.
2. Aukštos dažnio koroninis išlydis – Prijungtas prie kvarco dielektrinio stiprio, maksimaliai padidina ozono išeigą vienam vatui.
3. Dvigubo sluoksnio konstrukcija – Kai kurie dizainai turi vidinius/išorinius vamzdžius geresniam aušinimui (oro/vandens aušinimo variantai).
4. Besiūlis integravimas – Suderinamas su nepridėtinio plieno ar titano elektrodais, kad būtų pasiektas hibridinis ilgaamžiškumas.
EN
