generator ozonu to urządzenie służące do wytwarzania gazu ozonowego (O3). Ozon ulega rozkładowi i nie może być magazynowany. Musi być wytwarzany i stosowany na miejscu (w wyjątkowych przypadkach może być przechowywany przez krótki czas). Dlatego wszędzie tam, gdzie potrzebny jest ozon, należy stosować generatory ozonu. Generatory ozonu znajdują szerokie zastosowanie w dziedzinach takich jak: uzdatnianie wody pitnej, oczyszczanie ścieków, utlenianie przemysłowe, przetwórstwo i konserwacja żywności, synteza leków oraz sterylizacja w przestrzeniach. Gaz ozonowy wytwarzany przez generator ozonu może być bezpośrednio wykorzystywany lub mieszany z cieczą za pomocą urządzenia do mieszania, aby brać udział w reakcji.
Zasada działania generatora ozonu
Po podłączeniu do zasilania, poprzez przyłożenie wysokiego napięcia lub promieniowania ultrafioletowego oraz wykorzystanie elektrod dodatnich i ujemnych, system generuje tlen, który polimeryzuje się do cząsteczek ozonu.
Równanie chemiczne tej reakcji to: 3O2 ═ 2O3
W zależności od sposobu wytwarzania ozonu, generatory ozonu można zasadniczo podzielić na trzy rodzaje: typ wyładowania wysokonapięciowego, typ napromieniowania ultrafioletowego i typ elektrolityczny.
Generator wyładowania wysokonapięciowego
Ten rodzaj generatora ozonu wykorzystuje prąd wysokonapięciowy o określonej częstotliwości do tworzenia wysokonapięciowego pola elektrycznego korony, powodując, że cząsteczki tlenu w polu elektrycznym lub wokół niego poddają się reakcjom elektrochemicznym, tworzą
Ten rodzaj generatora ozonu posiada dojrzałą technologię, stabilną pracę, długą żywotność i dużą moc ozonową (do 1 kg/h na jednostkę), dzięki czemu jest najczęściej stosowanym generatorem ozonu w pokrewnych gałęziach przemysłu zarówno w kraju, jak i za granicą.
W wysokonapięciowych generatorach ozonowych z wyładowaniem występują następujące typy:
1.W zależności od częstotliwości wysokiego napięcia generatora, istnieją trzy rodzaje: częstotliwość mocy (50-60Hz), średnia częstotliwość (400-1000Hz) i wysoka częstotliwość (>1000Hz).
Generatory o średniej i wysokiej częstotliwości mają zalety małych rozmiarów, niskiego zużycia energii i dużego nasycenia ozonem, są więc najpowszechniej stosowanymi produktami.
2. Ze względu na surowce gazowe stosowane w produkcji, wyróżnia się dwa typy: tlenowy i powietrzny. Typ tlenowy zazwyczaj wykorzystuje butle z tlenem lub generatory tlenu. Typ powietrzny z kolei jako surowiec wykorzystuje zazwyczaj czyste i suche powietrze kompresorowe.
Ponieważ ozon wytwarzany jest z tlenu, a zawartość tlenu w powietrzu wynosi jedynie 21%, stężenie ozonu wytwarzanego przez generatory typu powietrznego jest stosunkowo niskie. Natomiast czystość tlenu w butlach lub generatorach tlenu wynosi powyżej 90%, dlatego stężenie ozonu wytwarzanego przez generatory typu tlenowego jest wyższe.
3. Ze względu na sposób chłodzenia wyróżnia się typy chłodzone wodą i chłodzone powietrzem. Podczas pracy generatora ozonu powstaje duża ilość ciepła, które należy odprowadzić, w przeciwnym razie ozon będzie się rozkładał podczas jego produkcji z powodu wysokiej temperatury. Generator chłodzony wodą charakteryzuje się dobrym efektem chłodzenia, stabilną pracą, brakiem degradacji ozonu i może pracować nieprzerwanie przez długi czas. Jego konstrukcja jest jednak bardziej skomplikowana, a koszt nieco wyższy. Efekt chłodzenia typu chłodzonego powietrzem nie jest zadowalający, a degradacja ozonu jest wyraźna. Generatory ozonu o wysokiej wydajności i ogólnie stabilnej pracy są zazwyczaj chłodzone wodą. Chłodzenie powietrzem stosuje się zazwyczaj wyłącznie w generatorach ozonu średniej i niskiej klasy o stosunkowo niewielkim wypływie ozonu.
Podczas wyboru generatora należy w miarę możliwości wybierać typy chłodzone wodą.
4. Ze względu na materiały dielektryczne, do najczęściej spotykanych typów należą rury kwarcowe (rodzaj szkła), płyty ceramiczne, rury ceramiczne, rury szklane i rury emalowane itp. W sprzedaży dostępne są generatory ozonu wykonane z różnych materiałów dielektrycznych, a ich właściwości się różnią. Szkło dielektryczne to jeden z pierwszych materiałów wykorzystywanych do sztucznej produkcji ozonu ze względu na niski koszt i stabilną pracę, jednak ma niską wytrzymałość mechaniczną. Ceramika jest podobna do szkła, jednak ceramika nie nadaje się do obróbki, zwłaszcza w przypadku stosowania jej w dużych generatorach ozonu, co ogranicza jej zastosowanie.
5. Ze względu na konstrukcję generatora ozonu wyróżnia się dwa typy: typ z zaporą dielektryczną (DBD) oraz typ otwarty.
6. W zależności od konstrukcji komory wyładowczej generatora ozonu można wyróżnić dwa typy: rurkowy i płytowy.
Zalety generatorów ozonu z płyty ceramicznej:
1. Wysoka trwałość – elementy ceramiczne są odporne na korozję i degradację, zapewniając długą żywotność nawet w trudnych warunkach.
2. Stabilna produkcja ozonu – elektrody ceramiczne zapewniają stałą produkcję ozonu z minimalnymi wahaniami wydajności.
3. Efektywność energetyczna – niskie zużycie energii dzięki doskonałym właściwościom dielektrycznym materiałów ceramicznych.
4. Kompaktowa konstrukcja – wysoka wytrzymałość konstrukcyjna ceramiki umożliwia tworzenie kompaktowych i lekkich modułów ozonowych.
5. Niskie wymagania serwisowe – odporność na utlenianie i zużycie chemiczne zmniejsza przestoje i koszty wymiany.
6. Przyjazność dla środowiska – brak szkodliwych produktów ubocznych; ceramika jest bezpiecznym, obojętnym materiałem.
Zalety generatorów ozonu z rur kwarcowych:
1. Wysoka czystość ozonu – szkło kwarcowe (topiony krzemionka) jest chemicznie obojętne, uniemożliwiając zanieczyszczenie i zapewniając wysoką koncentrację ozonu.
2. Doskonałe właściwości dielektryczne – doskonała izolacja umożliwia stabilny wyładowywanie koronowe, poprawiając efektywność energetyczną.
3. Przejrzystość UV – Umożliwia generowanie ozonu na bazie UV (dla konkretnych konstrukcji) lub hybrydowe systemy UV/koronowe.
4. Odporność na szoki termiczne – Wytrzymuje gwałtowne zmiany temperatury bez pękania, idealny do zastosowań wysokoprądowych.
5. Długa żywotność – Odporność na utlenianie i korozję zmniejsza degradację elektrod w czasie.
6. Niska konserwacja – Gładka powierzchnia kwarcowa minimalizuje zabrudzenia i ułatwia czyszczenie.
Proces generatora ozonu z płyty ceramicznej:
1. Zaawansowane elektrody ceramiczne – Wysokogatunkowy tlenek glinu zapewnia efektywne generowanie ozonu poprzez wyładowanie koronowe.
2. Precyzyjne inżynierstwo – Ceramiczne płyty cięte laserowo lub formowane umożliwiają jednolite przerwy wyładowania dla zoptymalizowanego wydajności generacji ozonu.
3. Stabilność termiczna – Ceramika wytrzymuje wysokie temperatury, zapobiegając odkształceniom i utrzymując wysoką wydajność.
4. Modułowa konstrukcja umożliwiająca rozbudowę – Konfiguracje skalowalne dla regulowanego wytwarzania ozonu (np. w zastosowaniach medycznych, przemysłowych lub do oczyszczania wody).
5. Chłodzenie zintegrowane – Niektóre konstrukcje wykorzystują ceramiczne odprowadzanie ciepła w celu zwiększenia trwałości i wydajności.
Proces generatora ozonu z rury kwarcowej:
1. Precyzyjna konstrukcja tubularna – Jednolita grubość ścianki gwarantuje równomierne rozłożenie pola elektrycznego dla skutecznej syntezy ozonu.
2. Wysokonapięciowy wyładowywanie koronowe – W połączeniu z dielektryczną wytrzymałością kwarcu, maksymalizuje wydajność ozonu na wat.
3. Konstrukcja dwuwarstwowa – Niektóre wersje konstrukcyjne posiadają rury wewnętrzne/zewnętrzne dla poprawy chłodzenia (warianty chłodzone powietrzem/wodą).
4. Bezproblemowa integracja – Kompatybilny z elektrodami ze stali nierdzewnej lub tytanu dla zwiększonej trwałości.
EN
