генератор озону - це пристрій, який використовується для виробництва озонового газу (O3). Озон схильний до розкладання і не може зберігатися. Його потрібно виробляти та використовувати безпосередньо на місці (у спеціальних випадках можна зберігати протягом короткого часу). Тому генератори озону необхідно використовувати у всіх місцях, де потрібен озон. Генератори озону широко використовуються в таких галузях, як питна вода, очищення стічних вод, промислова оксидація, переробка та зберігання харчових продуктів, синтез ліків і стерилізація в космосі. Озоновий газ, вироблений генератором озону, може використовуватися безпосередньо або змішуватися з рідиною за допомогою пристрою змішування для участі в реакції.
Принцип роботи генератора озону
Під час ввімкнення, застосовуючи високу напругу або ультрафіолетове випромінювання та використовуючи додатні та від'ємні електроди, система генерує кисень, який полімеризується в озонові молекули.
Хімічне рівняння його реакції: 3O2 ═ 2O3
Залежно від способу отримання озону, генератори озону можна поділити на три основні типи: генератори коронного розряду, ультрафіолетового випромінювання та електролітичні.
Генератор коронного розряду
Цей тип генератора озону використовує високу напругу певної частоти для створення високовольтного коронного електричного поля, що призводить до електрохімічних реакцій молекул кисню всередині або навколо електричного поля, у результаті чого утворюється озон.
Цей тип генератора озону має переваги у вигляді зрілої технології, стабільної роботи, тривалого терміну служби та великий вихід озону (до 1 кг/год на одиницю), що робить його найбільш поширеним генератором озону в пов'язаних галузях як у країні, так і за кордоном.
У генераторах озону з високою напругою розряду існують такі типи:
1. За високочастотною частотою генератора існують три типи: мережева частота (50-60 Гц), середня частота (400-1000 Гц) та висока частота (>1000 Гц).
Генератори середньої та високої частоти мають переваги: малі розміри, низьке енергоспоживання та великий вихід озону, і є найбільш поширеними продуктами.
2. За використаними газовими матеріалами існують два типи: кисневий та повітряний. Кисневий тип, як правило, забезпечується киснем з кисневих балонів або генераторів кисню. Повітряний тип зазвичай використовує чисте та сухе стиснене повітря як сировину.
Оскільки озон виробляється з кисню, а вміст кисню в повітрі становить лише 21%, концентрація озону, що виробляється повітряними генераторами, порівняно низька. Проте чистота кисню в балонах або генераторах кисню перевищує 90%, тому концентрація озону, що виробляється кисневими генераторами, вища.
3. Залежно від способу охолодження, бувають водяного охолодження і повітряного охолодження. Під час роботи генератора озону виділяється велика кількість теплової енергії, яку необхідно відводити, інакше озон, що утворюється, буде розкладатися під дією високої температури. Генератор із водяним охолодженням забезпечує добре охолодження, стабільну роботу, не має зниження концентрації озону та може працювати безперервно тривалий час. Однак його конструкція складніша, а вартість трохи вища. Ефект охолодження генератора з повітряним охолодженням не є ідеальним, а зниження концентрації озону є суттєвим. Високопродуктивні генератори озону зі стабільними експлуатаційними характеристиками, як правило, мають водяне охолодження. Повітряне охолодження зазвичай використовується лише в середньому та бюджетному сегменті генераторів озону з порівняно невеликим виходом озону.
Під час вибору генератора, настійно рекомендується вибирати моделі з водяним охолодженням.
4. За діелектричними матеріалами розрізняють такі поширені типи: кварцові трубки (різновид скла), керамічні пластини, керамічні трубки, скляні трубки та емалеві трубки тощо. Озонатори, виготовлені з різних діелектричних матеріалів, доступні на ринку, їхні характеристики відрізняються. Скло як діелектрик є одним із перших матеріалів, що використовувалися для штучного добування озону, завдяки низькій вартості та стабільній роботі, але має погану механічну міцність. Кераміка подібна до скла, але кераміка не підходить для обробки, особливо у використанні в великих озонаторах, її застосування обмежене.
5. За конструкцією озонатора існують два типи: діелектричний бар'єрний розряд (DBD) та відкритий тип.
6. За конструкцією розрядної камери озонатора його можна поділити на два типи: трубчастий та пластинчастий.
Переваги озонаторів з керамічною пластиною:
1. Висока міцність – Керамічні компоненти стійкі до корозії та деградації, забезпечуючи тривалий термін служби навіть у важких умовах.
2. Стабільний вихід озону – Керамічні електроди забезпечують стабільне виробництво озону з мінімальними коливаннями продуктивності.
3. Енергоефективність – Низьке енергоспоживання завдяки чудливим діелектричним властивостям керамічних матеріалів.
4. Компактна конструкція – Висока структурна цілісність кераміки дозволяє створювати компактні, легкі озонові модулі.
5. Низькі витрати на обслуговування – Стійкість до окиснення та хімічного зношення зменшує час простою та витрати на заміну.
6. Екологічність – Відсутність шкідливих побічних продуктів; кераміка є нетоксичним, інертним матеріалом.
Переваги озонаторів з кварцовою трубкою:
1. Висока чистота озону – Кварцівше скло (сплавлена кремнезем) хімічно інертне, запобігає забрудненню та забезпечує високу концентрацію озону на виході.
2. Виняткові діелектричні властивості – Висока ізоляція забезпечує стабільний коронний розряд, підвищуючи енергоефективність.
3. Прозорість у УФ-діапазоні – забезпечує генерацію озону на основі УФ-випромінювання (для певних конструкцій) або гібридні системи УФ/коронний розряд.
4. Стійкість до теплового удару – витримує швидкі зміни температури без утворення тріщин, ідеально підходить для високовольтних застосувань.
5. Тривалий термін служби – стійкий до окиснення та корозії, зменшує деградацію електродів з часом.
6. Низькі вимоги до обслуговування – гладка поверхня кварцу мінімізує забруднення та спрощує очищення.
Процес керамічного пластинчастого генератора озону:
1. Сучасні керамічні електроди – високочиста глиноземна кераміка забезпечує ефективну генерацію озону за допомогою коронного розряду.
2. Прецизійне проектування – керамічні пластини, вирізані лазером або сформовані литтям, забезпечують однакові зазори розряду для оптимального виходу озону.
3. Теплостійкість – кераміка витримує високі температури, запобігаючи деформації та зберігаючи ефективність.
4. Модульна конструкція – масштабовані конфігурації для регульованого виходу озону (наприклад, медичне, промислове або очищення води).
5. Інтегрована система охолодження – деякі конструкції використовують керамічне відведення тепла для підвищення довговічності та продуктивності.
Процес генератора озону з кварцовою трубкою:
1. Прецизійна трубчаста конструкція – рівномірна товщина стінок забезпечує стабільний розподіл електричного поля для ефективного синтезу озону.
2. Високочастотний коронний розряд – у поєднанні з діелектричною міцністю кварцу забезпечує максимальний вихід озону на ват.
3. Подвійна конструкція – деякі моделі мають внутрішні/зовнішні трубки для поліпшеного охолодження (виконання з повітряним або водяним охолодженням).
4. Безшовна інтеграція – сумісна з електродами з нержавіючої сталі або титану для гібридної міцності.
EN
