臭氧发生机组

一、什么是臭氧发生机组

1、臭氧产生原理

 

 

 

 

■ 氧气分子(O2)在放电的条件下分解为氧原子(O)，O再与O2结合生成臭氧分子(O3)。

■ 臭氧发生器是将氧气或富含氧气的气体通过放电生成臭氧的装置;由于臭氧不能稳定存在和储存，所以臭氧必须现场制备和使用。

■ 臭氧产生的技术路线有主要有三种：电晕放电法、紫外辐射法和水电解法。目前国内外工业制臭氧的成熟产品都是基于电晕放电方法。

■ 臭氧发生器由驱动电源与放电室组成，常见的放电室结构形式有板式和管式，常见的驱动电源形式有低频、中频、高频。

 

 

 

 

2、臭氧产生的原理-电晕放电法

 

 

3、臭氧发生机组的组成

按电晕放电法的原理，由高压电极、地电极、介质体构成一个基本的放电单元，

由若干放电单元组合形成臭氧放电室，配合驱动电源，冷却水系统构成臭氧发生器，

目前市场上存在板式及管式2种形式的臭氧发生器，板式以三鸣智为代表，管式则由国际国内著名品牌代表。

臭氧因其具备很强的氧化还原电位而可以实现氧化、杀菌等功能。

臭氧发生器广泛应用于废水处理、 自来水深度处理 、废气处理、烟气脱硝 、化工氧化合成、纸浆漂白等。

 

介质放电臭氧发生原理示意图

S: 气源进气 O: 臭氧

1：高压电极 2：放电介质

3：放电间隙 4：地电极

 

 

 

二、板式模块集成型臭氧发生机组

1、简介

板式模块集成型臭氧发生机组，是具备业界领先优势的产品，由板式超微间隙放电室及高频高压电源、冷却水系统、控制系统等组成，具有臭氧浓度高，功耗低，运行稳定等特点，是国际上最先进的一代臭氧发生机组。

板式臭氧发生机组按照中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T322-2010《水处理用臭氧发生器》设计、制造、检验，采用先进的自主创新的臭氧电源系统和放电体技术，降低了生产臭氧的单位电力消耗，降低运行成本，延长了臭氧发生器的使用寿命。承诺臭氧放电室10年以内零维护成本。所有易损件都按统一标准生产，互换性强。

该产品具有5项发明专利及6项实用新型专利，是划时代的臭氧产品。

 

2、核心技术—板式超微间隙放电室

根据臭氧产生的原理，板式结构放电室的结构设计 原理图如下图：

高压电极材质：纯银、纯钛 放电介质材质：进口 电子级陶瓷

地电极材质：铝镁钛合金 密封材料：氟塑料、海波龙橡胶

采用了电子级的高品质复合陶瓷介质(高铝陶瓷)导热基板，均质且介电强度高，因此可以使用高频率的电源。

超薄(<0.6mm)陶瓷介质导热基板与导热陶瓷垫片叠层式装配结构相结合，达到超微均匀放电间隙(<0.2mm)，为国际领先水平。

层流气体散热效率高

微放电密度高

超短的电离流程

臭氧产率高、功耗低、体积小

● 基本放电单元

主要由地电极、高压电极、陶瓷介电 体、气导管、密封垫等组成。冷却水通过地电极将放电的热量外排，与臭氧接触的材料均选用具备耐臭氧特性的材料，有陶瓷、聚四氟乙烯、钛合金等。

● 极高规范性 主要部件为模具化加工，流水线组装，误差极低

● 极高安全性 放电室采用非压力容器设计、高压短路保护,从根本上解决了容器爆裂隐患

● 极高稳定性 高低压电极全金属氧化物陶瓷覆盖、电子级高导热金属陶瓷介质,消除了电晕放电等离子对金属电极的腐蚀，臭氧浓度永不衰减

● 极高可靠性 放电室模块中小单元连接的水、气、电分支路相互独立,当某一小单元出现异常，不影响其他小单元正常工作

● 极长寿命 每个放电单元在出厂之前和系统安装使用前经过2倍的运行电压测试，击穿电压高于8倍最高运行电压，保用十年!

 

3、核心技术—高频高压电源

● 工作频率在6~7KHz，工作电压6~8KV左右

● 韩国进口IGBT驱动电路

● 有完善的过流过压短路保护功能、IBGT过热保护等功能

● 高频驱动电源节电技术

● 容性负载工况PWM高频高压电源的工艺技术大幅提高臭氧产率

 

 

4、板式模块集成型臭氧发生机组的设计基础-标准单元

高频高压电源配合板式超微间隙放电室以模块化的要求设计制造为标准单元，这成为了模块集成型臭氧发生机组的规模化应用的基础。

每个标准单元为2个放电室模块和1个电源模块。

性能参数：

臭氧产量：≤3Kg/h

臭氧浓度：0-220mg/L

单位功耗：6.8-7.5Kw/KgO3.h

功率因素：>0.98

 

 

 

 

专用安装检修车，无需任何大型工具，2名普通操作人员30分钟内即可实现模块安装拆卸维护等工作!

 

 

 

 

5、整机

根据用户的应用需求，采用若干标准单元组合为任意产量的模块集成式臭氧发生机组。

● 采用板式超微间隙放电室+高频高压电源模块核心技术

● 模块式结构，安装维护便捷

● 配置必备仪表、管道、标准电源柜、PLC控制柜、冷却水系统

● 模块连接的水、气、电分支路相互独立，当某一模块出现异常，不影响其他模块正常工作，确保用户24小时连续生产

 

板式模块集成型臭氧发生机组具有臭氧浓度高、能耗低、体积小、组合方便、运行可靠、维修方便等特点。通过调整产品的频率、功率、臭氧的浓度、组合单元数量等技术参数，可形成适合各行业不同规模应用的臭氧发生机组。

 

6、特点

①臭氧产生浓度高：(可达到150-220mg/l)

原因：微间隙放电

独特的板式结构设计，放电间隙小于0.2mm，有助于气体散热和提高微放电密度，从而提高臭氧产率及浓度。

②臭氧浓度不衰减

原因：陶瓷介电体

地电极表面采用了特殊的陶瓷化处理工艺，表面不会形成金属氧化物，更不会有越积越厚的现象，从而出现氧气过流增加，破坏散热，使臭氧浓度降低。

③电极使用寿命长

原因：放电室按24小时/天连续运行设计，保证10年以上的使用寿命。

④模块化集成

原因：每个单元模块可以单独工作，互不干扰。某一模块维护、更换时，不影响其他模块工作。

⑤投资省、运行成本低

采用高频高压电源，通过提高频率，减少了变压器的体积，从而减少了变压器本身的损耗。功率因数可达0.98，较之传统设备，节电可达20-35%)，1kgo3/h臭氧主机额定电耗：≦7kwh，电耗长时间工作不增加。

无需备用或少量备用，节约采购成本。每一个模块相互独立，即使在某个模块出现故障时，也只需维修更换一个模块，其余模块仍旧工作。无需备用机组，放电室十年质保。

⑥体积小、占地面积小、维修方便

体积仅为传统设备的1/3，更换模块一小时内可以完成。

安全性、可靠性、稳定性高

A. 放电室采用非压力容器设计，不会有爆炸产生。

B. 电源有完善的过流、过压短路保护功能，水压过高及流量过低报警、氧气压力报警，IBGT过流保护等功能。每个放电单元在出厂之前和系统安装使用前经过2倍的运行电压测试，击穿电压高于5倍最高运行电压。

 

7、参数

 

1.	设计额定臭氧浓度	≥10wt%
2.	臭氧压力、稳定度范围要求	压力0～0.2MPa
3.	冷却方式	水冷
4.	设计冷却水温度	4~30℃
5.	发生量调节范围	0~110%
6.	臭氧产量	满足用户需要
7.	可以稳定运行的浓度范围	0～200mg/L
8.	运行电耗(10wt%浓度，25oC冷却水）	≤7.5kWh/kgO3
9.	主电源	380V / 50Hz / 3 Phase

 

从新型板式模块集成型性能参数表及与传统蜂窝罐式臭氧发生器的比较来看，板式模块集成式臭氧发生机组性能指标优于目前的国标，也达到了国际先进水平，是国产臭氧发生机组质的飞跃!因其多方面优势，在国内将逐步取代进口设备!

 

8、冷却水系统

分为开环和闭环，大型臭氧发生机组通常采用闭环，由板换、循环泵、膨胀罐、压力开关等组成

四、板式与管式臭氧发生器的对比

1、放电室结构形式

 

板式放电室原理图

 

放电单元

 

由若干放电单元组成的标准放电室

产量1.5Kg/h

按模块化设计，根据应用量配置模块

 

三、设备技术要点：1、所用材质　2、基本结构3、生产工艺4、技术参数　5、应用情况

四、设备技术评定要点：

1、安全性　2、稳定性　3、可靠性4、运行成本5、采购成本

 

1、放电室结构形式

管式放电室原理图

 

 

2、生产选用材料

板式

▶电极材料：纯银、纯钛、铝镁钛合金

▶介质材料：电子级陶瓷

▶密封材料：氟塑料、海波龙橡胶

管式

▶电极材料：不锈钢(304、316)、碳钢(A3)

▶介质材料：玻璃、搪瓷

▶密封材料：硅橡胶居多

 

3、生产选用材料

 

 

4、介质材料

 

 

5、电源

●工作频率在6~7KHz，工作电压6~8KV左右

●韩国进口IGBT驱动电路

管式选用可控硅等中频电源

 

 

6、整机

板式采用模块集成型

 

 

 

管式采用放点室+电源柜

 

 

 

10、运行成本与采购成本

板式

产生1kgo3/h臭氧主机额定电耗：

≦7.5kwh(150mg/l,25℃)

无需备用机组，仅备模块就可，

性价比高

 

管式

•产生1kgo3/h臭氧主机额定电耗：

•9.5——10.5kwh(150mg/l,25℃)

•需备用机组，性价比低。

 

五、臭氧发生器的常见问题及解决方法

1、常见问题“一低三高加一大”

1、长期运行后浓度衰减，产量下降

2、运行功耗高，运营成本高

3、初期投资成本高

4、后期维护检修周期短，维修成本高

5、占地面积大

 

2、解决方案

2.1长期运行后浓度衰减，产量下降

	板式	管式
技术参数	因其选用的高品质材质， 臭氧浓度永不衰减	进口产品3年以上衰减率＞10% 国产产品1年以上衰减率＞10%

 

2.2运行功耗高

	板式	管式
技术参数	臭氧浓度范围：0-220 mg/l 功率因数：≧0.98 额定1kgo3/h电耗：≦7.5kwh	臭氧浓度范围：10-150mg/l 功率因数：≦0.95 额定1kgo3/h电耗：≧9.5kwh 长时间运行指标衰减较大
	电极材料高级 高压高频 放电间隙<0.2mm 自主研发军工级电源	电极材料一般 高压中频 放电间隙>0.35mm 常规电源

 

2.3初期投资成本高

 

2.4维修维护麻烦，成本高

 

 

2.5、占地面积大

 

 

六、完整的臭氧系统机组

1、臭氧系统组成

主要由气源系统、臭氧发生器、冷却水系统、PLC控制系统、臭氧投加系统、尾气破坏系统、管道阀门等组成。

 

 

 

2、主要设备

臭氧投加系统……微孔布气器

●材质：全钛

●孔径：10μm

 

尾气破坏器

包括

• 引风机

• 催化反应罐(催化剂)

• 加热器

• 温度控制器

• 电气控制箱

处理工艺：除雾+加热+催化

处理效果：<0.1ppm

处理规模：300-1000m3/h

催化式尾气破坏器工作原理，尾气中的臭氧通过催化接触破坏。接触池的尾气进入VOD被电加热器稍微加热到50摄氏度以防止臭氧在催化床中浓缩，并且被安装在VOD出口的风扇抽吸通过催化床。臭氧将在催化剂表面被催化破坏并转变为氧气。

 

常用仪表

臭氧泄漏报警仪

氧气泄漏报警仪

臭氧浓度监测仪

臭氧逃逸在线监测系统

氧气浓度监测仪

露点仪

氧气流量计

 

臭氧流量计

 

七、我们能为您提供什么

——工程现场的小试、中试

——臭氧系统机组技术方案的编制

——臭氧系统机组的生产、安装、调试

——臭氧系统机组在车间的试验、培训、技术交流

——臭氧系统机组的后期维护