臭氧发生器电晕放电法的原理及组成

臭氧发生器电晕放电法的原理及组成

电晕放电臭氧发生器如何工作？

每个臭氧系统的核心都是臭氧发生器。臭氧（O3）是从自然界中的氧气（O2）和用于商业或工业用途的臭氧发生器中产生的，但是臭氧（O3）很快会恢复为分子氧（O2）。臭氧由于半衰期短而无法存储，必须现场和按需生产。因此，臭氧发生器是任何成功的臭氧系统中最重要的组成部分。工业和商业臭氧应用使用电晕放电臭氧发生器几乎完全。电晕放电的基本原理有无数种变化，我们将在本文中介绍其中的几种变化。然而，通过电介质材料电晕放电产生臭氧的基本原理是相同的。

电晕放电原理：

臭氧是由放电产生的，通常称为火花。雷暴期间，闪电会产生大量臭氧，这是雷雨过后闻到“新鲜”气味的原因之一。

闪电会产生臭氧:

任何放电或火花都会产生臭氧。火花会将周围空气中的氧气分子（O2）分解为元素氧气（O）。这些氧原子将迅速与另一个氧分子（O2）结合形成臭氧（O3）。

臭氧产生过程中使用的电能将氧分子分解，分裂氧分子所需的理论能量如下所述：

每产生1千克臭氧，需要0.82千瓦时的电力

每产生1磅臭氧，需要0.372千瓦时的电力

在实际的臭氧生产中，由于臭氧产生效率低，产生臭氧所需的能量将是所示数学数字的10 – 20倍。在电晕放电臭氧发生器中，放电将发生在专门设计用于分裂氧分子并产生臭氧的电晕池内的气隙中。在该气隙中，使用电介质将电子流均匀地分布在该气隙上，以将电子流散布到尽可能多的氧气中。

用于创建电晕的电介质：

从阳极到阴极的单个火花会在它们之间发现一些氧分子，并会产生一些臭氧。但是，如果此火花散布到更大的区域，则会接触更多的氧分子。这就是在臭氧发生器中使用电介质阻挡层产生电晕的原因。使用电介质，火花可散布在更大的区域，并产生真正的电晕。

高压变压器:

为了使放电通过电介质材料，需要更高的电压。因此，臭氧发生器将实施某种类型的变压器，根据电介质和阳极与阴极之间的空气间隙，将电压从线路电压提高到600 - 20,000伏特。

当氧分子通过电介质与阳极或阴极之间的间隙时，利用这种高压电晕放电将产生臭氧。这些是电晕放电的基本原理。下面我们将研究这些臭氧发生器中使用的常见组件及其各自的优点。

冷却:

在每一次电晕放电中都会使臭氧发生器产生大量的热量，这些热量必须从臭氧发生器中去除。电晕放电臭氧发生器可采用风冷或水冷两种方式。在任何一种情况下，多余的热量必须安全地从电晕电池中去除，因为随着温度的升高，由于臭氧半衰期的缩短，过量的热量将减少臭氧的产生。

原料气:

臭氧是由氧气产生的。我们周围空气中的氧气含量约为20%。利用空气产生臭氧将会有效，并将从周围空气中的氧产生臭氧。然而，如果使用高浓度的氧气，就会产生更多的臭氧。许多臭氧发生器将实施一个氧气浓缩器，以增加氧气水平的饲料气体和增加整体臭氧生产。

无论是空气还是氧气馈电气体，这是非常重要的，这是完全清洁和干燥的空气，以消除在臭氧生产过程中产生危险的副产物的潜力。

由于电晕放电和臭氧发生器之间的细微差别，它们被称为许多东西。诸如“冷等离子体”、“等离子体发生器”、“冷电晕”等名称已被杜撰出来。最后，这些都是基本的电晕放电臭氧发生器的变化。

电晕放电臭氧发生器的组成部分

电晕放电式臭氧发生器有多种放电类型，但原理基本上是一样的，使用这些组件: 电介质-将电火花扩散成电晕的材料，这些可能是下列材料之一

玻璃

陶瓷

石英

云母

电晕室，用来容纳电介质，并为电晕的产生和传递提供阳极和阴极。

电晕室可容纳一个平板或锥形管的电介质。

电晕电池可由不锈钢、铝或其他耐臭氧材料制成

高压变压器，增加电压的放电

电源调节电源到变压器

60Hz的机器只会调节变压器的电压

高频电机(大于60hz)调节变压器的频率和/或电压