Рабочий газ в генераторе озона

Рабочий газ в генераторе озона – это кислород или воздух?

Рынок озонаторов разделен на 3 типа устройств по используемому рабочему газу:
• Озонаторы на осушенном воздухе (смесь воздуха и озона).
• Озонаторы на неосушенном воздухе (смесь воздуха и озона).
• Озонаторы, получающие кислород путем осушения и очищения азота (смесь озона и кислорода).
Наиболее популярными в промышленной сфере являются озонаторы барьерного разряда: из 90-95% кислорода путем осушения до точки росы ниже -60 градусов Цельсия получается рабочий газ. Данные устройства оснащаются модулями питания высокой частоты. Благодаря использованию такой системы можно получить смесь из озона и кислорода, где в среднем по весу будет от 3до 10% озона – это 40-140 г/м3.

В чем преимущества?

1. Кислород содержит минимум азота и влаги
Влага из рабочего газа в сочетании с азотом сильно влияет на коррозию металла, из которого состоят озонаторные электроды, так как способствует образованию окислов азота и азотной кислоты (NO, NO2). Азотная кислота имеет наивысшую коррозионную активность среди данных веществ. Поверхность диэлектрика под действием влаги покрывается проводящей пленкой, что значительно снижает производительность генератора озона. Поэтому, если рабочий газ содержит минимум влаги и азота, то озонатор будет производительнее и прослужит гораздо дольше. Давайте рассмотрим различные виды рабочего газа и сравним их фракционный состав и влажность:



Таблица показывает, что влаги в кислороде и осушенном воздухе меньше, чем в атмосферном воздухе. Однако, лишь получение озона из кислорода обеспечит наибольший срок службы устройств (10+ лет) и стабильность всех характеристик. Если кислород добыт методом PSA, то в нем гораздо меньше азота и снижено образование коррозионных и токсичных окислов азота.
2. Смесь из озона и кислорода снижает стоимость, потребление энергии оборудованием для растворения озона, а также повышает эффективность процесса
Обработка воды определенным количеством озона – это конечная цель озонирования. Благодаря данному процессу вода может быть обеззаражена, примеси окислены, а растворенный озон будет поддерживаться в нужной концентрации. Согласно законам Генри и Дальтона, которые описывают растворимость озона в воде, мы знаем, что:
• Растворимость озона равна парциальному давлению озона в газовой сфере.
• Парциальное давление озона – это произведение объемной концентрации газа в смеси на абсолютное давление в системе.
3. Потому, чем больше концентрация озона в газовой сфере, тем его растворимость в воде выше
Смесь из озона и кислорода, в которой озона 75 г/м3 дает растворимость озона в 3,75 раза больше, чем смесь из озона и воздуха, в которой озона 20 г/м3 (если остальные условия растворимости – давление, температура и свойства воды – одинаковы). Это значит, что:
• Смесь озона и кислорода растворяет в 3,75 раза больше озона, чем смесь из озона и воздуха.
• Если озонаторы имеют одинаковую производительность, то в воду нужно ввести, а затем отделить в 3,75 раза больше смеси из воздуха и озона, чем смеси из озона и кислорода.
• Эжектор также должен иметь увеличенную в 3,75 раза пропускную способность, чтобы обеспечить равную эффективность растворения.
• Если воду нужно обрабатывать большими количествами озона (при сильных загрязнениях), то использовать генераторы с осушенным воздухом будет тяжело по техническим свойствам.
Все, что приведено в данной статье, никак не отвергает использование озонаторов на осушенном воздухе, потому что только указывает на некоторые возможные ограничения по использованию таких устройств (в сравнении с озонаторами на озоне и кислороде).