um gerador de ozônio é um dispositivo utilizado para produzir gás ozônio (O3). O ozônio é propenso à decomposição e não pode ser armazenado. Precisa ser produzido e utilizado no local (em circunstâncias especiais, pode ser armazenado por um curto período de tempo). Por isso, os geradores de ozônio devem ser utilizados em todos os locais onde houver necessidade de ozônio. Os geradores de ozônio são amplamente utilizados em áreas como água potável, tratamento de esgotos, oxidação industrial, processamento e conservação de alimentos, síntese farmacêutica e esterilização espacial. O gás ozônio produzido pelo gerador pode ser utilizado diretamente ou misturado com líquido por meio de um dispositivo de mistura para participar da reação.
O princípio de funcionamento de um gerador de ozônio
Ao ser ligado, aplicando um campo elétrico de alta tensão ou radiação ultravioleta e utilizando eletrodos positivo e negativo, o sistema gera oxigênio que se polimeriza em moléculas de ozônio.
A equação química da reação é: 3O2 ═ 2O3
De acordo com o modo como o ozônio é produzido, os geradores de ozônio podem ser classificados principalmente em três tipos: tipo de descarga de alta tensão, tipo de irradiação ultravioleta e tipo eletrolítico.
Gerador de alta tensão
Este tipo de gerador de ozônio utiliza uma corrente de alta tensão com determinada frequência para criar um campo elétrico de corona de alta tensão, provocando reações eletroquímicas nas moléculas de oxigênio dentro ou ao redor do campo elétrico, gerando ozônio.
Este tipo de gerador de ozônio possui tecnologia madura, operação estável, longa vida útil e grande produção de ozônio (até 1 kg/h por unidade), tornando-se o tipo de gerador de ozônio mais amplamente utilizado nas indústrias relacionadas, tanto no país quanto no exterior.
Nos geradores de ozônio por descarga de alta tensão, existem os seguintes tipos:
1.De acordo com a frequência de alta tensão do gerador, existem três tipos: frequência de rede (50-60 Hz), frequência média (400-1000 Hz) e alta frequência (>1000 Hz).
Os geradores de média e alta frequência possuem as vantagens de tamanho reduzido, baixo consumo de energia e grande produção de ozônio, sendo os produtos mais comumente utilizados.
2. De acordo com as matérias-primas gasosas utilizadas, existem dois tipos: tipo oxigênio e tipo ar. O tipo oxigênio geralmente é abastecido com oxigênio por meio de cilindros de oxigênio ou geradores de oxigênio. O tipo ar normalmente utiliza ar comprimido limpo e seco como matéria-prima.
Como o ozônio é produzido a partir do oxigênio e o teor de oxigênio no ar é de apenas 21%, a concentração de ozônio produzida pelos geradores do tipo ar é relativamente baixa. No entanto, a pureza do oxigênio em cilindros ou geradores de oxigênio é superior a 90%, portanto, a concentração de ozônio produzida pelos geradores do tipo oxigênio é mais elevada.
3. De acordo com o método de refrigeração, existem o tipo refrigerado a água e o tipo refrigerado a ar. Quando um gerador de ozônio está em funcionamento, ele gera uma grande quantidade de energia térmica, que precisa ser resfriada; caso contrário, o ozônio se decomporá durante a produção devido às altas temperaturas. O gerador refrigerado a água possui um bom efeito de refrigeração, operação estável, não apresenta atenuação do ozônio e pode trabalhar continuamente por longos períodos. No entanto, sua estrutura é complexa e o custo é um pouco mais elevado. O efeito de refrigeração do tipo refrigerado a ar não é ideal, e a atenuação do ozônio é evidente. Geradores de ozônio de alto desempenho com desempenho geral estável costumam ser refrigerados a água. A refrigeração a ar geralmente é utilizada apenas em geradores de ozônio de média e baixa performance, com produção de ozônio relativamente pequena.
Ao escolher um gerador, deve-se optar, sempre que possível, pelos tipos refrigerados a água.
4. Classificados pelos materiais dielétricos, os tipos comuns incluem tubos de quartzo (um tipo de vidro), placas cerâmicas, tubos cerâmicos, tubos de vidro e tubos esmaltados, entre outros. Geradores de ozônio fabricados com diversos materiais dielétricos estão disponíveis no mercado, e seus desempenhos variam. O dielétrico de vidro é um dos primeiros materiais utilizados na produção artificial de ozônio devido ao seu baixo custo e desempenho estável, mas possui baixa resistência mecânica. As cerâmicas são similares ao vidro, mas são inadequadas para processamento, especialmente quando utilizadas em geradores de ozônio de grande porte, sendo assim, sua aplicação é restrita.
5. De acordo com a estrutura do gerador de ozônio, existem dois tipos: tipo de descarga por barreira dielétrica (DBD) e tipo aberto.
6. De acordo com a estrutura da câmara de descarga do gerador de ozônio, pode ser dividido em dois tipos: tubular e em placa.
Vantagens dos Geradores de Ozônio com Placa Cerâmica:
1. Alta Durabilidade – Os componentes cerâmicos resistem à corrosão e degradação, garantindo longa vida útil mesmo em ambientes agressivos.
2. Saída Estável de Ozônio – Eletrodos cerâmicos fornecem produção consistente de ozônio com mínima flutuação de desempenho.
3. Eficiência Energética – Baixo consumo de energia devido às excelentes propriedades dielétricas dos materiais cerâmicos.
4. Design Compacto – A alta integridade estrutural da cerâmica permite módulos de ozônio compactos e leves.
5. Baixa Manutenção – Resistente à oxidação e ao desgaste químico, reduzindo tempo de inatividade e custos de substituição.
6. Ecologicamente Correto – Nenhum subproduto nocivo; a cerâmica é um material não tóxico e inerte.
Vantagens dos Geradores de Ozônio de Tubo de Quartzo:
1. Alta Pureza de Ozônio – O vidro de quartzo (sílica fundida) é quimicamente inerte, prevenindo contaminação e garantindo uma saída de ozônio de alta concentração.
2. Excelentes Propriedades Dielétricas – O isolamento superior permite uma descarga de corona estável, melhorando a eficiência energética.
3. Transparência UV – Permite a geração de ozônio baseada em UV (para designs específicos) ou sistemas híbridos UV/corona.
4. Resistência ao Choque Térmico – Suporta mudanças rápidas de temperatura sem rachar, ideal para aplicações de alta potência.
5. Longa Durabilidade – Resistente à oxidação e à corrosão, reduzindo a degradação dos eletrodos ao longo do tempo.
6. Baixa Manutenção – A superfície lisa do quartzo minimiza o acúmulo de sujeira e facilita a limpeza.
Processo do gerador de ozônio de placa cerâmica:
1. Eletrodos Cerâmicos Avançados – Alumina de alta pureza garante uma geração eficiente de ozônio por descarga corona.
2. Engenharia de Precisão – Placas cerâmicas cortadas a laser ou moldadas permitem lacunas de descarga uniformes para um rendimento de ozônio otimizado.
3. Estabilidade Térmica – As cerâmicas suportam altas temperaturas, evitando deformações e mantendo a eficiência.
4. Design Modular e Empilhável – Configurações escaláveis para saída de ozônio ajustável (por exemplo, aplicações médicas, industriais ou de tratamento de água).
5. Arrefecimento Integrado – Alguns designs incorporam dissipação de calor cerâmica para aumentar a durabilidade e o desempenho.
Processo do gerador de ozônio de tubo de quartzo:
1. Design Tubular de Precisão – Espessura uniforme das paredes garante distribuição consistente do campo elétrico para síntese eficiente de ozônio.
2. Descarga de Coroa de Alta Frequência – Associada à resistência dielétrica do quartzo, maximiza a produção de ozônio por watt.
3. Construção em Dupla Camada – Alguns designs possuem tubos internos/externos para arrefecimento aprimorado (versões com arrefecimento a ar/água).
4. Integração Perfeita – Compatível com eletrodos de aço inoxidável ou titânio para durabilidade híbrida.
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