臭氧發(fā)生器是氧氣通過介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生臭氧所必需的裝置，由臭氧電源、臭氧發(fā)生室、冷卻裝置、儀器儀表等組成。臭氧電源是為臭氧物理合成提供高壓和能源的電氣裝置，主要包含整流、逆變、升壓單元及電源控制系統(tǒng)；臭氧發(fā)生室是由單組或多組臭氧發(fā)生單元組成的裝置，是氧氣通過高壓電暈放電轉(zhuǎn)化為臭氧的場所。

　　臭氧發(fā)生器是臭氧系統(tǒng)最核心的裝置，與氣源裝置、接觸反應(yīng)裝置、尾氣處理裝置、檢測控制儀表等共同組成一套完善的臭氧系統(tǒng)。

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臭氧發(fā)生器的分類

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　　臭氧發(fā)生器是用于制取臭氧的設(shè)備裝置。因臭氧分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、極易分解，一般自然條件下無法儲存和運輸，只能通過臭氧發(fā)生器現(xiàn)場制造產(chǎn)生。

　　臭氧是一種淡藍色、有刺激性氣味的不穩(wěn)定氣體，較氧氣易溶于水，具有強氧化性，在自然界中其氧化電位僅次于氟，具有解毒、脫色、除臭、殺菌等作用，已廣泛用于飲用水深度處理、市政污水處理、中水處理、工業(yè)廢水處理、煙氣脫硝處理、精細化工、紙漿漂白、醫(yī)療、食品飲料加工等領(lǐng)域（臭氧的應(yīng)用領(lǐng)域見下圖）。

臭氧應(yīng)用領(lǐng)域圖

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　　臭氧系統(tǒng)設(shè)備是環(huán)保領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)裝備之一，主要應(yīng)用于市政給水深度處理、市政污水和中水處理、各類難降解工業(yè)廢水處理、煙氣脫硝處理等行業(yè)的大型環(huán)保治理工程，是國家實現(xiàn)“十三五”節(jié)能環(huán)保目標的關(guān)鍵設(shè)備之一。
行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)

　　（1）臭氧制取技術(shù)

　　臭氧制取技術(shù)是指產(chǎn)生臭氧的技術(shù)，在工業(yè)應(yīng)用中主要有介質(zhì)阻擋放電法、紫外線法、電解法等。

　　介質(zhì)阻擋放電法：其基本原理是將含氧氣體通過由放電電極和絕緣介質(zhì)構(gòu)成的放電間隙，當電極間施加的外部交流高壓電場超過氣體的擊穿電壓時，氣體發(fā)生充分電離，從高壓電場獲得能量的電子與氧分子發(fā)生非彈性碰撞，電子把能量轉(zhuǎn)移給氧分子，氣體被激勵后，發(fā)生電子雪崩，形成等離子體。當電子從放電電場獲得的能量大于8.4eV 時，氧分子開始分解、電離，產(chǎn)生的氧原子與氧分子結(jié)合最終形成臭氧。目前工業(yè)應(yīng)用臭氧發(fā)生器大都采用介質(zhì)阻擋放電的方法。

臭氧發(fā)生原理示意圖

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　　介質(zhì)阻擋放電技術(shù)易于制造單機臭氧產(chǎn)量高的設(shè)備，技術(shù)進步快，相對能耗較低，能夠?qū)崿F(xiàn)臭氧的工業(yè)應(yīng)用，是目前市場占有率最高、應(yīng)用最廣的技術(shù)。

　　紫外線法：紫外線式臭氧發(fā)生器是使用特定波長的紫外線照射氧分子，使氧分子分解而產(chǎn)生臭氧。這種方式臭氧產(chǎn)量低、相對能耗大、紫外線燈管使用壽命短，工業(yè)應(yīng)用范圍較窄。

　　電解法：電解法臭氧發(fā)生器是通過電解純凈水產(chǎn)生臭氧。此種方式能制取高濃度的臭氧水，使用和維修簡單，但臭氧產(chǎn)量無法做大、電極使用壽命短、臭氧不容易收集，使用范圍受到限制，并且制造成本高。目前該種臭氧發(fā)生器只在一些特定的小型設(shè)備上或某些特定場所使用，實現(xiàn)臭氧的工業(yè)規(guī)模應(yīng)用還需不斷的技術(shù)進步。

　　（2）臭氧發(fā)生器核心技術(shù)

　　①臭氧發(fā)生單元設(shè)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(chǔ)。臭氧發(fā)生單元設(shè)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(shè)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(shè)計外部高壓電場參數(shù)等的關(guān)鍵技術(shù)。國內(nèi)外主流臭氧設(shè)備制造商的臭氧發(fā)生單元均有技術(shù)專利，WEDECO 的玻璃介質(zhì)放電技術(shù)，Ozonia 的AT（Advantage Technology）非玻璃介電體技術(shù)和近年新推出的IGS（Intelligent Gap System）技術(shù)，日本富士電機系統(tǒng)株式會社、三菱電機的玻璃介質(zhì)放電技術(shù)。

　　②臭氧專用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(shè)計，使臭氧發(fā)生器工作在最為合適的工作點，這是臭氧電源技術(shù)的關(guān)鍵，國際知名臭氧設(shè)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)。

　　③臭氧發(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(shè)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)生器工作在最佳運行狀態(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(yīng)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(shè)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(shè)計，開發(fā)高效的臭氧投加裝置，選擇適合的投加工藝。

　　②尾氣破壞技術(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(yīng)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。

　　③氣源處理技術(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(shè)計開發(fā)氣源處理裝置，對氣源進行干燥、過濾、吸附處理。

　　④系統(tǒng)自動化控制技術(shù)：根據(jù)臭氧應(yīng)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(shè)備的完整的臭氧系統(tǒng)，并設(shè)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(fù)，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。