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實驗室臭氧發生器的工藝流程
點擊次數：279 更新時間：2025-07-10
實驗室臭氧發生器主要基于高壓放電原理(最常見的是介質阻擋放電DBD)將氧氣轉化為臭氧，其工藝流程步驟：
一、氣源準備：
1、氧氣供應： 采用高純度(≥90%)的氧氣(瓶裝或制氧機提供)，或使用干燥潔凈的空氣(需經嚴格過濾、除濕、除油處理)。使用空氣時需考慮氮氧化物生成問題。
2、預處理： 氣體必須經過精密過濾器(去除顆粒物、油分)和深度干燥器(如分子篩或冷凍干燥，露點通常需低于 -60°C)。水分會極大降低臭氧產率并腐蝕設備。
二、放電反應單元：
1、預處理后的干燥氧氣被導入放電室(或稱臭氧發生管/單元)。
2、在放電室內，氣體流經高壓電極與接地電極間的狹窄縫隙(通常 0.1-3 mm)，暴露于強電場下。
3、絕緣介質(如石英管)包裹其中一個電極，確保放電為均勻的“無聲放電”(無數微放電)，避免形成破壞性的電弧。
三、能量轉換(臭氧合成)：
1、高頻高壓電源提供能量，在放電間隙產生等離子體。
2、高能電子撞擊 O? 分子，通過上述反應路徑高效生成 O?。
3、臭氧濃度與氣體流量、氧氣純度、放電功率、放電間隙設計、冷卻效率等參數密切相關。
四、冷卻系統：
1、強制冷卻： 放電過程會產生大量熱量(能量利用率約 10-20%，其余大部分轉化為熱)。高效冷卻是關鍵，通常采用：
外循環冷卻水： 冷卻水在包圍放電室外壁(接地電極側)的夾套中循環。
內冷媒通道： 部分設計讓冷卻水或油直接流經電極內部。
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 時分解顯著加快)，保護電極和介質材料。
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： 通常配有在線臭氧濃度檢測儀(如紫外吸收法)，實時監測出口氣體中的 O? 濃度(單位：g/m³ 或 wt%)。
3、流量控制： 通過質量流量控制器精確調節進氣流量。
4、功率調節： 通過調整高頻電源的輸出電壓或頻率，控制輸入功率，從而調節臭氧產量和濃度。
六、安全防護：
1、尾氣破壞： 未使用的臭氧或實驗結束后的殘余臭氧，必須通過臭氧破壞器(內裝催化劑如 MnO?，或加熱分解單元)轉化為無害的氧氣后方可排放。
2、泄漏監測： 實驗室環境需安裝臭氧泄漏報警器。
3、過載保護： 電源系統具備過壓、過流、短路保護。
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