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實(shí)驗(yàn)室臭氧發(fā)生器的工藝流程

點(diǎn)擊次數(shù)：139 更新時(shí)間：2025-07-10

　　實(shí)驗(yàn)室臭氧發(fā)生器主要基于‌高壓放電原理‌(最常見(jiàn)的是介質(zhì)阻擋放電DBD)將氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧，其工藝流程步驟：‌

　　‌一、氣源準(zhǔn)備：‌

　　‌1、氧氣供應(yīng)：‌ 采用高純度(≥90%)的氧氣(瓶裝或制氧機(jī)提供)，或使用干燥潔凈的空氣(需經(jīng)嚴(yán)格過(guò)濾、除濕、除油處理)。使用空氣時(shí)需考慮氮氧化物生成問(wèn)題。

　　‌2、預(yù)處理：‌ 氣體必須經(jīng)過(guò)精密‌過(guò)濾器‌(去除顆粒物、油分)和‌深度干燥器‌(如分子篩或冷凍干燥，露點(diǎn)通常需低于 -60°C)。水分會(huì)極大降低臭氧產(chǎn)率并腐蝕設(shè)備。

　　‌二、放電反應(yīng)單元：‌

　　1、預(yù)處理后的干燥氧氣被導(dǎo)入‌放電室‌(或稱臭氧發(fā)生管/單元)。

　　2、在放電室內(nèi)，氣體流經(jīng)高壓電極與接地電極間的狹窄縫隙(通常 0.1-3 mm)，暴露于強(qiáng)電場(chǎng)下。

　　3、絕緣介質(zhì)(如石英管)包裹其中一個(gè)電極，確保放電為均勻的“無(wú)聲放電”(無(wú)數(shù)微放電)，避免形成破壞性的電弧。

　　‌三、能量轉(zhuǎn)換(臭氧合成)：‌

　　1、高頻高壓電源提供能量，在放電間隙產(chǎn)生等離子體。

　　2、高能電子撞擊 O? 分子，通過(guò)上述反應(yīng)路徑高效生成 O?。

　　3、臭氧濃度與氣體流量、氧氣純度、放電功率、放電間隙設(shè)計(jì)、冷卻效率等參數(shù)密切相關(guān)。

　　‌四、冷卻系統(tǒng)：‌

　　‌1、強(qiáng)制冷卻：‌ 放電過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量熱量(能量利用率約 10-20%，其余大部分轉(zhuǎn)化為熱)。高效冷卻是關(guān)鍵，通常采用：

　　‌外循環(huán)冷卻水：‌ 冷卻水在包圍放電室外壁(接地電極側(cè))的夾套中循環(huán)。

　　‌內(nèi)冷媒通道：‌ 部分設(shè)計(jì)讓冷卻水或油直接流經(jīng)電極內(nèi)部。

　　‌2、目的：‌ 維持放電室低溫(理想溫度 10-25°C)，防止臭氧高溫分解(O? 在 >35°C 時(shí)分解顯著加快)，保護(hù)電極和介質(zhì)材料。

　　‌五、臭氧輸出與控制：‌

　　1、生成的含臭氧氣體(O?/O? 混合氣)從放電室出口排出。

　　‌2、濃度檢測(cè)：‌ 通常配有在線臭氧濃度檢測(cè)儀(如紫外吸收法)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出口氣體中的 O? 濃度(單位：g/m³ 或 wt%)。

　　‌3、流量控制：‌ 通過(guò)質(zhì)量流量控制器精確調(diào)節(jié)進(jìn)氣流量。

　　‌4、功率調(diào)節(jié)：‌ 通過(guò)調(diào)整高頻電源的輸出電壓或頻率，控制輸入功率，從而調(diào)節(jié)臭氧產(chǎn)量和濃度。

　　‌六、安全防護(hù)：‌

　　‌1、尾氣破壞：‌ 未使用的臭氧或?qū)嶒?yàn)結(jié)束后的殘余臭氧，必須通過(guò)‌臭氧破壞器‌(內(nèi)裝催化劑如 MnO?，或加熱分解單元)轉(zhuǎn)化為無(wú)害的氧氣后方可排放。

　　‌2、泄漏監(jiān)測(cè)：‌ 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境需安裝臭氧泄漏報(bào)警器。

　　‌3、過(guò)載保護(hù)：‌ 電源系統(tǒng)具備過(guò)壓、過(guò)流、短路保護(hù)。