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消毒杀菌设备

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臭氧发生器

发布时间:2020-03-13 16:22 点击量:
    臭氧发生器是用于制取臭氧气体(O3)的装置。臭氧易于分解无法储存,需现场制取现场使用(特殊的情况下可进行短时间的储存),所以凡是能用到臭氧的场所均需使用臭氧发生器。臭氧发生器在饮用水,污水,工业氧化,食品加工和保鲜,医药合成,空间灭菌等领域广泛应用。 臭氧发生器产生的臭氧气体可以直接利用,也可以通过混合装置和液体混合参与反应。

    

原理

编辑
获得方法
利用高压电离(或化学、光化学反应),使空气中的部分氧气分解聚合为臭氧,是氧的同素异形转变过程;亦可利用电解水法获得。臭氧的不稳定性使其很难实现瓶装贮存 ,一般只能利用臭氧发生器现场生产,随产随用。 臭氧发生器的分类 按臭氧产生的方式划分,臭氧发生器主要有三种:一是高压放电式,二是紫外线照射式,三是电解式。

电路

臭氧发生器电路由三极管VT1、VT2与电感线圈L1一13、脉冲变压器T、限流电阻器R1、充电电容器C3,双向触发二极管叨5等组成推挽振荡电路;滤波电感线圈L0,整流二极管VD1与滤波电容器C1、C2等组成半波整流滤波电路。 接通电源,交流220V电压经LO滤波,VD1整流后,在C1两端产生十280V左右的电压,供给推挽振荡电路。 在开机瞬间,VT1导通。由于C3的充电作用,双向触发二极管VD5截止。当C3两端的充电电压升至32V时,VD5被触发而导通,使VT2导通。在VT2导通期间,C3逐渐放电,又使VT2截止。VTl导通后,在脉冲变压器T的作用下,L1、L2上产生正反馈电压,此电压分别加至VTl和VT2的基极,使VTl和VT2交替导通与截止(即VTl导通时,VT2截止;VT2导通时,VTl截止),推挽振荡电路振荡工作。 推挽振荡电路工作后,在脉冲变压器T的二次侧绕组L6上产生脉冲高压,使臭氧发生片VG工作,产生臭氧。
同时,发光二极管VD7也点亮工作。 元器件选择 VTl、VT2选用2SC2653或BU406型硅NPN高反压三极管。要求电流放大系数β>100。 VDl一VD4、VD6选用1 N4007型整流二极管;VD5选用DB3型双向触发二极管。 R1一R6全部选用RJ一1/8W型金属膜电阻器。 L0为5mH的磁心电感线圈,可用Φ0.25mm的漆包线在骨架上绕210匝;L1一璐用Φ0.2mm的单心塑铜线在同一磁环上绕制而成,其中L1、L2分别绕3匝,L3绕9匝。脉冲变压器T可使用14in(英寸)黑白电视机行输出变压器改制,改制时用高压包作为L6,在低压包骨架上用Φ0.45mm的漆包线绕168匝作为L4,用Φ0.23mm的漆包线绕4匝作为L5(在最外层绕制)。 臭氧发生片VG选用Z二10或Z一15、Z一20等型号。 制作与调试 除臭氧发生片VG外所有电子元器件安装在一块自制的印制电路板上,并将其装人大小合适的塑料或木制盒内。在盒面开孔固定发光二极管VD7,接上臭氧发生片VG,只要元器件良好、接线无误,通电即能正常工作。
发生器与放电管
臭氧系统的核心技术和设备是发生器中的放电管,直接影响设备的运行效率和可靠性。臭氧发生器采用微间隙介质阻挡放电设计,不仅大大提高了运行的效率,而且增加了系统连续运行的安全可靠性。设备的技术参数已经达到国际先进水平。
由于采用微间隙放电技术,使系统运行电压降低为6-8 kV,远低于玻璃管绝缘介质的耐压水平,有效地避免了介质击穿短路故障的发生,提高了运行可靠性。
臭氧发生器放电单元所采用的模块化设计方法,使设备的安装,检修和维护工作更加容易。在保证进气气源质量的条件下,臭氧发生器放电单元连续运行的免维护时间可以长达5年。
高频高压电源
与传统的臭氧中频 (<1kHz) 电源不同,高频高压臭氧系统采用3-6kHz的高频电源技术,结合微放电间隙设计可以有效提高臭氧生成的效率,减小发生器的体积和占地空间,从而减少土建设计及投资费用。逆变电源系统采用成熟的高频电源技术,现场长期运行证明可以保证系统长期运行的稳定性。高频输出经升压系统后产生正弦波高电压,经电缆与发生器相连,在高频高压的作用下,放电间隙产生冷态等离子体放电生成臭氧。

冷却系统

虽然现代臭氧发生器的效率与传统产品相比已经明显提高,但有90%左右的电能不是用来生成臭氧而是转变成热量,如果这部分热量得不到有效的散失,臭氧发生器放电间隙的温度会持续升高甚至超过设计的运行温度。高温不利于臭氧的产生但利于臭氧的分解,导致臭氧产量和浓度下降。我们设计单循环冷却水单元;当冷却水温度超过系统设计温度或水量不足时,系统会自动发出报警信号。

参数

臭氧浓度
臭氧为混合气体其浓度通常按质量比和体积比来表示。质量比是指单位体积内混合气体中含有多少质量的臭氧,常用单位mg/L、mg/m3或g/m3等表示。体积比是指单位体积内臭氧所占的体积含量或百分比含量,使用百分比表示如2%、5%、12%等。卫生行业常用ppm表示臭氧浓度,即每立方臭氧混合气体中臭氧占该体积的百万分之一为1ppm。臭氧浓度是衡量臭氧发生器技术含量和性能的重要指标。同等的工况条件下臭氧输出浓度越高其品质度就越高。
影响臭氧浓度的主要因素有
1、臭氧发生器的结构和加工精度;
2、冷却方式和条件;
3、驱动电压和驱动频率;
4、介电体材料;
5、原料气体中氧的含量及洁净和干燥度。
6、发生器电源系统的效率(效率高,热量转化少。);
臭氧是一种氧化性极强的不稳定气体,臭氧输出浓度受多种因素的影响,其中腔体温度是极重要的因素之一;臭氧在30度左右时会在1分钟内衰减一半。在 40~50℃ 时衰减达到80%。超过60℃臭氧会马上分解。
臭氧产量是指臭氧发生器单位时间内臭氧的产出量;臭氧浓度数值与进入臭氧发生器总气量数值的乘积即为臭氧产量;通常使用mg/h,g/h,kg/h这些单位表示。臭氧发生器标准中规定臭氧发生器规格型号使用臭氧产量表示和区分。小型臭氧发生器使用g/h为单位,大型臭氧发生器使用kg/h为单位区分规格的大小。
2011年国家出台了最新的国家标准,第一次规范了臭氧在不同用途中的浓度。
2011臭氧发生器国标2011臭氧发生器国标

家用臭氧作用

1 、食物净化:
由表及里的降解果蔬、粮食中残留的化肥、农药等有毒物质,清除肉、蛋中的抗生素、化学添加剂、激素等有害物质,杀灭海鲜中容易引起中毒的嗜盐性菌,把住病从口入关。
2 、饮用水净化:
自来水经臭氧处理后是一种优质的生饮水。每升水只需通入O3 2 分钟即可去除水中的余氯,杀菌、消毒、去味、去除重金属,防止致癌物质三氯甲烷的生成,增加水中含氧量,自制理想纯净的饮用水。
3 、消毒灭菌:
将清洗后的餐饮用具放入水中通入O3 20 分钟,可去除洗涤剂残留物,杀灭细菌、病毒,替代电子消毒柜,避免餐饮用具传染疾病。还可对衣物、毛巾、抹布、袜子等进行水介质消毒、除味。
4 、空气净化:
将臭氧排气管挂在1.7 米以上高度,排放O20--30 分钟,即可有效去除室内烟尘或装饰材料的异味,降尘灭菌,增加空气含氧量,清新空气,让您在家中享受到雨后森林般清新的空气(可用于家庭、办公室、会议室、娱乐场所的除烟、除尘、消毒、去味)。
5 、果蔬保鲜、防霉:
家庭果蔬保鲜只需往袋装果蔬中通入O3 2 分钟,可延长保鲜期7 天,也可用于菜窖防霉、果蔬运输。
6 、洗浴、美容、保健:
洗臭氧浴在国外已成为时尚,通过臭氧浴治疗疾病已有多年历史,这是O3 的又一神奇功效。经常洗臭氧浴能排除体内毒素,活化表皮细胞,消除痤疮,美白皮肤,对风湿病、皮肤病、妇科病、糖尿病及灰指甲等有良好疗效。
7 、养鱼、浇花:
浇花、大棚蔬菜的喷灌,能避免虫害,减少农药使用量。
养鱼、水产养殖,O3 进入水中释放出初生态氧,消灭细菌、病毒,氧化杂质,防止水质腐坏变质,增加水中养份。
8 、除臭:
因臭氧有很强的氧化分解能力,可迅速而彻底的消除空气中、水中的各种异味。

选型

臭氧发生器选型非常重要应从以下几个方面进行选型:
确定型号
采购臭氧发生器时首先要确定其使用用途,是用于空气灭菌除味还用于水处理。用于空气处理时可选择低浓度经济型的开放式臭氧发生器,它包括有气源开放式和无气源开放式两种最好选有气源机型。该类臭氧发生器结构简单价格低廉,但工作时温度和湿度影响臭氧发生量。上述开放式臭氧发生器属最简单的臭氧装置,对于要求高的场所空气处理也应选择高浓度臭氧发生器。空气处理时按20-50mg/m3标准投放,食品药品行业选高值。可根具空间大小换算即得出臭氧的总用量(即臭氧发生器产量)。用于水处理时必须选购高浓度臭氧发生器(臭氧浓度大于12mg/L),低浓度臭氧处理水是无效的。高浓度臭氧发生器为标准配置含气源及气源处理装置和臭氧发生装置。小型的可设计成一体式机型产量在5-200g/h间,大中型臭氧发生器基本以机组形式存在。
鉴别品质
臭氧发生器品质的优劣可从制造材料、系统配置、冷却方式、工作频率、控制方式、臭氧浓度、气源和电能消耗指标等多方面鉴别。优质的臭氧发生器应是高介电材料制造、标准配置(含气源和净化装置)、双电极冷却、高频驱动、智能控制、高臭氧浓度输出、低电耗和低气源消耗。
性价比
优质的臭氧发生器从设计到配置及制造材料均按其标准进行,成本远高于低档发生器和低配置发生器。但优质臭氧发生器性能非常稳定,臭氧浓度和产量不受环境因素影响。而低配置臭氧发生器工作时受环境影响较大,温度和湿度的增加可使臭氧产量和浓度大幅度下降,影响处理效果。选购时应对其售价和性能进行综合比评。
防止误区
  1. 了解臭氧发生器是否含气源,含气源发生器和不含气源发生器造价相差很大。如果通过价格优势采购了无气源的臭氧发生器,你还需自配气源装置最终可能要多花钱。2.了解发生器的结构形式,是否可以连续运行,臭氧输出浓度等指标。例如需要一台臭氧发生器用于净水处理,若误选了开放式臭氧发生器那是无法使用的。3.确认臭氧发生器额定标注产量,是使用空气源标注的还是使用氧气源时标注的产量。因为臭氧发生器使用氧气源时臭氧产量比使用空气源时大一倍,两者的造价相差近一倍。选购臭氧发生器时供求双方应全方位沟通避免走入误区,切勿以价格为主要参考依据衡量臭氧发生器。
备用机
对于连续工作不许停机的场所,选购臭氧发生器时应有备用机。按两用一备,一用一备的原则购置。备用机组主要在设备维护或修理过程中交替使用,避免停机维护影响正常生产。
混合方式
从世界的臭氧技术产业来看,以水处理的杀菌净化为主要市场,而水净化臭氧装置包括臭氧源与气水混合装置两部分。臭氧发生器应提供足够浓度与产量的臭氧,混合装置以高效率使臭氧溶解在水中,即达到一定的臭氧溶解度。因此,一台好的臭氧发生器必须要有优良的气水混合装置,使臭氧能高效地和水混合,使水中的臭氧溶解度能满足完全杀菌。
几种常见的混合装置比较:
  1. 传统的曝气法---历史悠久的传统混合方法。(布气板法、鼓泡塔法同理)
运行方式---气水顺流、逆流或多级串联交迭逆顺流,连续运行或间断批量运行。优点:能耗较低。缺点:喷头堵塞时布气不均匀,混合差,需要大型空压机和昂贵的氧化反应塔。
二、著名的文丘里射流混合法---安全、高效的混合方法。
运行方式---气水强制混合。优点:投资少,混合好,接触时间短,经射流混合器后臭氧在水中的臭氧浓度可为曝气法的数倍。
三、气液强力混合腔---安全、节能、效率极高的混合方法,是在文丘里射流混合器基础上改进的升级产品。
运行方式---充分利用水的紊流产生较大的负压,将臭氧吸入,在混合腔内产生涡流、旋转并相互碰撞。经实际使用证明,一级臭氧吸收率达90%以上,在相同臭氧发生系统的情况下,水中的臭氧溶解度为文丘里射流混合器的2倍左右。气液强力混合腔外体采用304不锈钢制作,内腔采用316不锈钢和部分耐臭氧ABS材料制作,SSLW系列内腔采用不锈钢和耐臭氧PVDF材料制作,产品坚固耐用,无机械故障免维修,运行安装方便,为投资最少,混合效果最好的设备。
处理较大水量需定做。下表尺寸可能会有适当变动。
四、气液混合泵---安全、效率极高的混合方法
气液混合泵的吸入口可以利用负压作用吸入气体,高速旋转的泵叶轮将液体与气体混合搅拌,由于泵内的加压混合,气体与液体充分溶解,溶解效率高。一台气液混合泵即可进行气液吸引、混合、溶解并直接将高度溶解液送至使用点。