Основные узлы и параметры работы установок, генерирующих озон

Каталог очистных сооруженийВ силу взрыво- и пожароопасности озона, обусловленными его нестабильностью и высокими окисляющими свойствами, его хранение и транспортировка являются небезопасными и экономическими невыгодными мероприятиями. Поэтому установки для его получения располагаются как можно ближе к месту его непосредственного использования. Это связано так же с тем моментом, что концентрация озона в кислородных или воздушных смесях, применяющихся в технологии озонирования воды, уменьшается во время его транспортировки. При длине трубопровода более ста метров его потери могут составить от десяти до пятнадцати процентов, что необходимо учитывать при проектировании.

Основная схема получения озона состоит из озонового генератора, источника электропитания, систем подачи газа и подготовки озонообразующего газа, а так же систем отвода отработанной смеси и нейтрализации оставшегося в ней озона. Воздух, всасываемый с помощью компрессора, проходит через систему фильтров, где идет его освобождение от крупных включений и пыли. Затем, после воздухосборника, он пропускается через влагоотделитель и теплообменник, где происходит его частичное осушение и охлаждение. Окончательное удаление воды проводится в системе адсорбционной фильтрации, после чего воздух подается на установку для генерирования озона. Далее, полученная озоновоздушная смесь отправляется в контактную камеру, где происходит ее смешивание с очищаемой водой. Отработанная смесь отправляется в установку газовой нейтрализации, где происходит каталитическое или термическое разложение остаточного озона, и после этого выводится в атмосферу.

Генераторы озона, используемые в промышленности, используют принципы плазмохимического синтеза. В них используется «барьерный разряд», то есть в зоне электрического разряда на одном или обоих электродах формируется барьер из диэлектрика. Для того, чтобы его и слой воздуха смог пробить электрический разряд, требуется подача переменного тока с высоким напряжением, составляющим от трех до пятнадцати киловольт. Воздух в озонаторе к тому же может находиться под давлением, так как это способствует процессу генерирования озона.

Сам механизм образования озона заключается в том, что электроны, насыщающие озонообразующую газовую среду во время электрического разряда, вызывают в ней возбуждение, диссоциацию и ионизацию газовых молекул. В зависимости от уровня разряда, диссоциация молекулярного кислорода может проходить по одному из трех путей. При разряде в 6,0 эВ при ударе электрона молекула кислорода распадается на два атома; при силе в 8,4 эВ один из атомов кислорода приобретает возбужденное состояние; если же электронный удар равен 6,17 эВ, атом кислорода образуется после столкновения его молекулы с возбужденной молекулой азота. Эффективность образования озона во всех этих случаях является примерно одинаковым и составляет меньше половины от теоретического значения. Следует также учитывать тот факт, что при увеличении концентрации озона в его смеси с воздухом расход энергии резко возрастает.

Еще одной особенностью этого процесса является проблема нагрева газообразной прослойки, поскольку только меньшая часть энергии в разрядной области расходуется на образование молекулы озона, а большая переходит в тепловую и нагревает газовую смесь. Это тепло отводится путем охлаждения электродов, так как озон имеет свойство разлагаться при нагреве до 60-70оС, причем практически мгновенно. При этом охлаждение обоих электродов (двухстороннее) является более эффективным, чем отвод тепла только через один электрод. Кроме того, чем больше длина разрядного промежутка, тем ниже температура газовой среды.

Эффективность работы установки, генерирующей озон, определяется также такими параметрами, как давление в газовой среде и величина промежутка, где происходит разряд. Это связано с тем, что в образовании озона помимо атома и молекулы кислорода принимает участие еще и третья частица, с помощью которой отводится лишняя энергия. При использовании кислорода для производства озона этой частицей является еще одна кислородная молекула, а если в качестве исходного сырья берется воздух, то эта роль может быть исполнена как молекулой кислорода, так и азота. Поэтому при повышении давления газа растет скорость образования молекул озона. Однако, параллельно увеличивается и величина напряжения, необходимая для пробойного разряда, что в результате может привести к повышению температуры газовой среды и нарушению структуры разряда. Оптимальное соотношение между давлением газа и величиной разрядного промежутка, при котором температура газа находится в требуемом диапазоне, составляет 150 мм рт.ст*см и является произведением этих двух величин и является экспериментально определенной величиной. Кроме того, как показывает статистика, наиболее эффективно использование малых разрядных промежутков. Для генераторов озона, использующих в качестве озонообразующего газа технический кислород, уменьшение величины разрядного промежутка так же является оптимальным конструкционным решением. Объяснением этому эффекту служит увеличение степени диссоциации молекул кислорода при уменьшении подобного показателя для образующихся озоновых молекул.

Влажность газа, поступающего в озонатор, так же имеет существенное значение для процесса получения озона. При использовании влажного воздуха на поверхности диэлектрика идет образование токопроводящей пленки, при этом ее проводимость дополнительно возрастает с растворением оксидов азота, содержащихся в воздушном сырье. Поэтому воздух, поступающий в генератор озона, требует предварительно осушения до точки росы.

Если Вы рассматриваете очистку сточных вод озоном и предполагаете этот метод для решения проблем загрязнений на вашем предприятии, обращайтесь в нашу компанию info@nomitech.ru Также, мы предлагаем и другие методы очистки сточных вод. Рады будем вашим комментариям!

Автор

Автор: Ирина Гудилина

Дата: 14 Окт 2014 00:00

Комментариев нет

  Читайте также Гидроциклоны и сепараторы Возможные схемы обработки сточной воды картофельно-крахмального производства Защитная обработка полипропилена Удаление коллоидных частиц из сточных вод производства растительного масла Схемы обработки сточной воды с применением озона Вернуться назад
Пройти опрос о качестве сайта