1、臭氧設備行業(yè)發(fā)生器核心技術(shù)
①臭氧發(fā)生單元設計技術(shù)
臭氧發(fā)生單元基于介質(zhì)阻擋放電原理,是用于產(chǎn)生臭氧的基本物理單元,是構(gòu)成臭氧發(fā)生室的基礎。臭氧發(fā)生單元設計技術(shù)是通過對高壓放電等離子體物理參數(shù)的研究和試驗,研發(fā)具有優(yōu)良介電常數(shù)和導熱性能的介質(zhì)材料,設計、加工精密的電極結(jié)構(gòu)構(gòu)成微小、均勻的放電間隙,以及研究與設計外部高壓電場參數(shù)等的關(guān)鍵技術(shù)。
②臭氧電源及電源控制技術(shù)
臭氧的產(chǎn)生需要電力電源為其提供高電壓和能量來源,對于電源而言,臭氧發(fā)生單元屬于特殊的非線性容性負載,為了獲得更高的臭氧濃度及產(chǎn)量,更低的電能消耗,需要對電源拓撲結(jié)構(gòu)、負載諧振電路參數(shù)、電源控制方式以及工作點進行研究和設計,使臭氧發(fā)生器工作在好的合適的工作點,這是臭氧電源技術(shù)的關(guān)鍵,臭氧設備制造商都擁有與自己的臭氧發(fā)生單元相匹配的臭氧電源技術(shù)。
?、鄢粞醢l(fā)生器運行控制技術(shù)
臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧的濃度、電耗、產(chǎn)量與氣源質(zhì)量,氣體的溫度、壓力、流量以及電源工作點都有著直接的關(guān)系,高效的臭氧發(fā)生器需要對設備運行過程中關(guān)鍵的物理量進行實時的采集、計算,并通過合理的控制方法,使臭氧發(fā)生器工作在好的運行狀態(tài)。臭氧發(fā)生器的運行控制技術(shù)需臭氧發(fā)生器生產(chǎn)企業(yè)對其控制參數(shù)和算法進行長期的摸索,以及數(shù)據(jù)和經(jīng)驗積累。
(3)臭氧系統(tǒng)集成技術(shù)
臭氧發(fā)生器是臭氧系統(tǒng)的一部分,要實現(xiàn)完整的工業(yè)應用,還需要臭氧投加裝置、臭氧尾氣破壞裝置、氣源裝置等相關(guān)輔助設備,并由系統(tǒng)控制單元按照詳細的工藝要求和控制流程,對各個輔助設備進行協(xié)調(diào)控制,統(tǒng)一調(diào)度,保證整個生產(chǎn)流程的準確性、穩(wěn)定性和可靠性。成熟的系統(tǒng)集成技術(shù)需要對不同行業(yè)的應用特點進行的長期的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗累積。
①臭氧投加技術(shù):為了保證臭氧的充分利用,需要針對不同的工程應用特點,對臭氧投加濃度、投加量、投加方式、接觸時間等進行研究設計,開發(fā)高效的臭氧投加裝置,選擇適合的投加工藝。
?、谖矚馄茐募夹g(shù):臭氧屬于對人體有害的強氧化性氣體,未被吸收的臭氧尾氣不能直接排放至大氣中,需要根據(jù)工程應用條件、尾氣濃度及其變化、工作氣量及其變化研究開發(fā)尾氣分解裝置和新型高效催化劑,保證臭氧尾氣分解效率,降低能耗。
?、蹥庠刺幚砑夹g(shù):臭氧發(fā)生器在選用空氣或現(xiàn)場制取氧氣作為氣源時,原料氣中含有大量的水分、灰塵、油、碳氫化合物(烴)和氫之類的雜質(zhì),對臭氧發(fā)生器的安全運行具有較大危害,降低了臭氧產(chǎn)生效率,需要根據(jù)氣源中雜質(zhì)的類型和含量設計開發(fā)氣源處理裝置,對氣源進行干燥、過濾、吸附處理。
?、芟到y(tǒng)自動化控制技術(shù):根據(jù)臭氧應用工藝流程,構(gòu)建以臭氧發(fā)生器為核心,輔以其它外圍設備的完整的臭氧系統(tǒng),并設計自動化控制與檢測系統(tǒng),對供氣流量、臭氧濃度、投加功率等進行檢測和調(diào)節(jié),實現(xiàn)故障診斷、報警、自動恢復,對整個系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)控制,保證系統(tǒng)運行的準確性、可靠性。
2、臭氧設備行業(yè)技術(shù)指標
臭氧產(chǎn)量、濃度與電耗是衡量臭氧設備性能的三項主要指標如下:臭氧產(chǎn)量是指臭氧發(fā)生器單位時間產(chǎn)生的臭氧量,臭氧產(chǎn)量=臭氧濃度×工作氣量。臭氧濃度、工作氣量都需要換算到標準狀態(tài)下。目前上臭氧發(fā)生器大的單機產(chǎn)品規(guī)格已達175kg/h。
臭氧濃度是指臭氧發(fā)生器出氣中的臭氧含量(采用標準狀態(tài)下的質(zhì)量÷體積的濃度,即mg/L或g/m3;或質(zhì)量的濃度,即wt%)。臭氧濃度通過用碘量法或紫外吸收法測定。目前經(jīng)濟運行的臭氧濃度一般為:氧氣源7-12wt%(相當于102-179mg/L),空氣源2.3-3.5wt%(相當于25-45mg/L)。
臭氧電耗是指產(chǎn)生1kg臭氧消耗的電能,臭氧電耗=有功功率÷臭氧產(chǎn)量。目前經(jīng)濟電耗一般為:氧氣源7-11kW•h/kg,空氣源13-18kW•h/kg。臭氧產(chǎn)量和濃度關(guān)系到臭氧在工業(yè)應用中的效果,電耗則關(guān)系到臭氧設備的運行成本,在相同條件下,產(chǎn)量越大、濃度越高、電耗越低的臭氧設備技術(shù)越先進。因此,這三項指標代表著臭氧設備的性能,也標志著從事臭氧設備制造技術(shù)實力。另外,冷卻水溫度對臭氧設備性能指標的影響較大。同樣的臭氧設備在較低的冷卻水溫度下,可以獲得更高的性能指標,因此國內(nèi)臭氧設備經(jīng)濟電耗一般指冷卻水溫度在25℃左右的情況。
隨著臭氧設備制造技術(shù)的進步和新材料、新工藝的應用,臭氧發(fā)生器在產(chǎn)量、濃度與電耗三項技術(shù)指標上將會有較大程度的提高。臭氧的制取技術(shù)獲得突破將推動臭氧技術(shù)指標的提升和運行費用的降低,進一步提高臭氧應用的市場競爭力,應用領(lǐng)域也將更加廣闊。
3、臭氧設備行業(yè)技術(shù)特點
(1)臭氧技術(shù)是涉及多學科的綜合性技術(shù)
臭氧技術(shù)是涉及到近代物理、材料、電力電子、精密機械、自動化控制、電子信息、應用化學等多學科的綜合性技術(shù),其專業(yè)技術(shù)主要包括:
?、俳橘|(zhì)阻擋放電技術(shù),包括高壓放電物理參數(shù)的設計、介質(zhì)材料與結(jié)構(gòu)、電極材料與結(jié)構(gòu)、放電管的機械強度、結(jié)構(gòu)精度、耐壓性能和散熱性能以及與上述相關(guān)的加工工藝等。
?、诔粞蹼娫醇捌淇刂萍夹g(shù),包含主電源拓撲結(jié)構(gòu)設計,負載諧振電路設計,電源控制設計,使臭氧發(fā)生器工作在為合適的工作點,保證設備運行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。
?、鄢粞踹\行控制技術(shù),主要指臭氧發(fā)生器的自動化控制技術(shù),根據(jù)臭氧發(fā)生理論,設計合理的臭氧發(fā)生器控制系統(tǒng)和自動控制算法,對溫度、壓力、流量、濃度和電源工作點等關(guān)鍵物理參數(shù)進行采集和控制,使臭氧發(fā)生器工作在好的狀態(tài)。
?、艹粞跸到y(tǒng)集成技術(shù),主要包含臭氧投加裝置、臭氧尾氣破壞裝置、氣源裝置等相關(guān)輔助設備及系統(tǒng)集成工藝的設計,使各環(huán)節(jié)設備技術(shù)參數(shù)達到好匹配,保證整個生產(chǎn)過程的準確性、穩(wěn)定性和可靠性。因此,臭氧技術(shù)的研發(fā)既需要長時間、大量實驗數(shù)據(jù)的支持,更需要各學科研究人員共同合作開發(fā)。
(2)臭氧系統(tǒng)設備需根據(jù)用戶需求定制
臭氧設備應用領(lǐng)域廣泛,不同行業(yè)用戶對系統(tǒng)配置、運行控制等方面有不同要求,需要根據(jù)項目實際情況結(jié)合客戶的安裝要求、運行環(huán)境、工況條件等因素對臭氧系統(tǒng)集成進行專門設計。因此,臭氧系統(tǒng)集成具有很強的專業(yè)性和針對性,需要臭氧設備供貨商具有強大的綜合技術(shù)實力,才能確保整套臭氧系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行。
4、臭氧的應用技術(shù)及其特點
臭氧的應用技術(shù)是在工業(yè)中利用臭氧的強氧化性,通過對臭氧的單獨使用或與其它方法聯(lián)合使用,達到降解有機物、脫色、除臭、殺菌等特定目的。臭氧在市政給水、中水回用、市政污水、工業(yè)廢水、煙氣脫硝、精細化工、泳池消毒、空間消毒、飲料食品等行業(yè)應用廣泛,與流體力學、分析化學、消毒學、有機化學、無機化學等學科密切相關(guān),應根據(jù)不同領(lǐng)域的應用特點及臭氧發(fā)揮的主要作用,進行專業(yè)設計。
在不同的應用領(lǐng)域,臭氧的功能與技術(shù)應用方式不同,與其他技術(shù)既有互相替代的競爭關(guān)系,又有互補的合作關(guān)系。例如在飲用水深度處理、廢水處理和精細化工等領(lǐng)域中對傳統(tǒng)氧化劑的替代;臭氧技術(shù)在很多情況下是和其他技術(shù)聯(lián)合運用,在水處理工藝中的組合形式就有:臭氧-活性污泥、臭氧-活性炭吸附、臭氧-絮凝-膜處理、臭氧-氣浮、臭氧-膜處理等;臭氧技術(shù)更有自身*的功能,比如在水處理中的脫色、除臭功能,隨著水質(zhì)的惡化和水標準的提高,在很多水處理項目中都必須采用臭氧技術(shù)才能達到處理效果。