máy tạo ozone là thiết bị được sử dụng để sản xuất khí ozone (O3). Ozone dễ bị phân hủy và không thể lưu trữ được. Nó cần được sản xuất và sử dụng tại chỗ (trong những trường hợp đặc biệt, có thể lưu trữ trong thời gian ngắn). Do đó, máy tạo ozone phải được sử dụng ở mọi nơi cần ozone. Máy tạo ozone được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như nước uống, xử lý nước thải, oxy hóa công nghiệp, chế biến và bảo quản thực phẩm, tổng hợp dược phẩm và khử trùng không gian. Khí ozone được sản xuất bởi máy tạo ozone có thể được sử dụng trực tiếp hoặc trộn lẫn với chất lỏng thông qua thiết bị trộn để tham gia phản ứng.
Nguyên lý hoạt động của máy tạo ozone
Khi được cấp điện, bằng cách áp dụng điện trường cao áp hoặc bức xạ tử ngoại và sử dụng các điện cực âm và dương, hệ thống sẽ tạo ra oxy và liên kết phân tử thành ozone.
Phương trình hóa học của phản ứng là: 3O2 ═ 2O3
Tùy theo cách thức tạo ra ozone, máy tạo ozone chủ yếu được phân thành ba loại: loại phóng điện cao áp, loại chiếu xạ tia cực tím và loại điện phân.
Máy tạo ozone kiểu phóng điện cao áp
Loại máy tạo ozone này sử dụng dòng điện cao áp với tần số nhất định để tạo ra trường điện corona cao áp, khiến các phân tử oxy trong hoặc xung quanh trường điện xảy ra phản ứng điện hóa, từ đó tạo ra ozone.
Loại máy tạo ozone này có đặc điểm công nghệ trưởng thành, vận hành ổn định, tuổi thọ cao và sản lượng ozone lớn (có thể đạt tới 1Kg/h trên thiết bị), do đó là loại máy tạo ozone được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành liên quan trong và ngoài nước.
Trong các máy tạo ozone kiểu phóng điện cao áp, có các loại sau:
1.Tùy theo tần số điện áp cao của máy tạo ozone, có ba loại: tần số điện (50-60Hz), tần số trung bình (400-1000Hz), và tần số cao (>1000Hz).
Các máy phát tần số trung bình và cao có ưu điểm là kích thước nhỏ, tiêu thụ điện năng thấp và sản lượng ozone lớn, đồng thời là những sản phẩm được sử dụng phổ biến nhất.
2. Theo nguyên liệu khí sử dụng, có hai loại là loại oxy và loại không khí. Loại oxy thường được cung cấp oxy thông qua bình oxy hoặc máy tạo oxy. Loại không khí thường sử dụng không khí nén sạch và khô làm nguyên liệu.
Vì ozone được sản xuất từ oxy và hàm lượng oxy trong không khí chỉ chiếm 21%, nên nồng độ ozone do máy phát loại không khí tạo ra tương đối thấp. Tuy nhiên, độ tinh khiết của oxy trong bình chứa hoặc máy tạo oxy thường trên 90%, do đó nồng độ ozone do máy phát loại oxy tạo ra cao hơn đáng kể.
3. Theo phương pháp làm mát, có loại làm mát bằng nước và loại làm mát bằng không khí. Khi máy tạo ozone hoạt động sẽ sinh ra một lượng nhiệt lớn, cần phải làm mát, nếu không ozone sẽ bị phân hủy trong quá trình sản xuất do nhiệt độ cao. Máy tạo ozone làm mát bằng nước có hiệu quả làm mát tốt, vận hành ổn định, không xảy ra hiện tượng suy giảm ozone và có thể làm việc liên tục trong thời gian dài. Tuy nhiên, cấu tạo của nó phức tạp hơn và chi phí cao hơn một chút. Hiệu quả làm mát của loại làm mát bằng không khí không lý tưởng, hiện tượng suy giảm ozone rõ rệt. Các máy tạo ozone hiệu suất cao với hiệu suất tổng thể ổn định thường là loại làm mát bằng nước. Làm mát bằng không khí thường chỉ được sử dụng trong các máy tạo ozone tầm trung và thấp cấp có sản lượng ozone tương đối nhỏ.
Khi lựa chọn máy phát điện, nên ưu tiên chọn loại làm mát bằng nước.
4. Phân loại theo vật liệu điện môi, các loại phổ biến bao gồm ống thạch anh (một loại thủy tinh), tấm gốm, ống gốm, ống thủy tinh và ống men v.v. Các máy tạo ozone làm từ nhiều loại vật liệu điện môi khác nhau đều có sẵn trên thị trường, hiệu suất của chúng khác nhau. Vật liệu điện môi thủy tinh là một trong những vật liệu được sử dụng sớm nhất để sản xuất ozone nhân tạo nhờ chi phí thấp và hiệu suất ổn định, nhưng có độ bền cơ học kém. Gốm sứ tương tự như thủy tinh, nhưng gốm sứ khó gia công, đặc biệt khi sử dụng trong các máy tạo ozone công suất lớn thì ứng dụng bị hạn chế.
5. Theo cấu trúc của máy tạo ozone, có hai loại chính là kiểu phóng điện cách điện (DBD) và kiểu hở.
6. Theo cấu trúc buồng phóng điện của máy tạo ozone, có thể chia thành hai loại là kiểu ống và kiểu tấm.
Ưu điểm của máy tạo ozone kiểu tấm gốm:
1. Độ Bền Cao – Các bộ phận bằng gốm chống lại sự ăn mòn và lão hóa, đảm bảo tuổi thọ lâu dài ngay cả trong môi trường khắc nghiệt.
2. Sản Lượng Ozone Ổn Định – Điện cực gốm cung cấp sản lượng ozone đồng đều với dao động hiệu suất tối thiểu.
3. Tiết Kiệm Năng Lượng – Tiêu thụ điện năng thấp nhờ vào tính chất điện môi tuyệt vời của vật liệu gốm.
4. Thiết Kế Nhỏ Gọn – Độ bền cấu trúc cao của gốm cho phép thiết kế mô-đun ozone nhỏ gọn, nhẹ.
5. Ít Bảo Trì – Chống oxi hóa và mài mòn hóa học, giảm thời gian dừng máy và chi phí thay thế.
6. Thân Thiện Với Môi Trường – Không tạo ra chất phụ phẩm có hại; gốm là vật liệu không độc hại, trung tính.
Ưu Điểm Của Máy Tạo Ozone Ống Thạch Anh:
1. Độ Tinh Khiết Ozone Cao – Thủy tinh thạch anh (silica nung chảy) trung tính về hóa học, ngăn ngừa nhiễm bẩn và đảm bảo đầu ra ozone nồng độ cao.
2. Tính Chất Điện Môi Xuất Sắc – Cách điện vượt trội cho phép phóng điện vầng quang ổn định, cải thiện hiệu suất năng lượng.
3. Độ trong suốt với tia UV - Cho phép tạo ozone dựa trên tia UV (đối với một số thiết kế cụ thể) hoặc hệ thống lai UV/tia điện (hybrid UV/corona).
4. Khả năng chịu sốc nhiệt - Chịu được thay đổi nhiệt độ nhanh chóng mà không bị nứt, lý tưởng cho các ứng dụng công suất cao.
5. Tuổi thọ dài - Chống oxy hóa và ăn mòn, làm giảm sự xuống cấp của điện cực theo thời gian.
6. Ít bảo trì - Bề mặt thạch anh mịn giúp giảm bám bẩn và đơn giản hóa việc làm sạch.
Quy trình của máy tạo ozone kiểu tấm gốm:
1. Điện cực gốm tiên tiến - Alumina độ tinh khiết cao đảm bảo hiệu quả tạo ozone thông qua phóng điện corona.
2. Kỹ thuật chính xác - Các tấm gốm được cắt bằng laser hoặc đúc chính xác giúp tạo ra khe phóng điện đồng đều để tối ưu hóa sản lượng ozone.
3. Độ ổn định nhiệt - Vật liệu gốm chịu được nhiệt độ cao, ngăn ngừa biến dạng và duy trì hiệu suất.
4. Thiết kế mô-đun có thể xếp chồng - Cấu hình có thể mở rộng để điều chỉnh sản lượng ozone (ví dụ: ứng dụng y tế, công nghiệp hoặc xử lý nước).
5. Làm mát tích hợp – Một số thiết kế sử dụng khả năng tản nhiệt bằng gốm để tăng độ bền và hiệu suất.
Quy trình của máy tạo ozone ống thạch anh:
1. Thiết kế ống chính xác – Độ dày thành ống đồng đều đảm bảo phân bố điện trường ổn định để tổng hợp ozone hiệu quả.
2. Phóng điện corona tần số cao – Kết hợp với khả năng chịu điện áp của thạch anh, tối ưu hóa lượng ozone tạo ra trên mỗi watt tiêu thụ.
3. Cấu trúc hai lớp – Một số thiết kế có ống trong/ngoài để làm mát tốt hơn (phiên bản làm mát bằng không khí/nước).
4. Tích hợp liền mạch – Tương thích với điện cực bằng thép không gỉ hoặc titan để tăng độ bền hỗn hợp.
EN
