臭氧发生器有板式和管式两类,它们的构造各不相同。
(1)板式臭氧发生器 按电极安装方式可分为立板式和卧板式两种。目前使用的设备大多为立板式,此法广泛用于自来水消毒方面,其构造如图2-4-7所示。
图2-4-7 立板式臭氧发生器1—高压极;2—低压极(地极)
图中1和2是金属铸成的外表面平滑且平行的箱形极板,1为高压极,2为低压极(地极),介电体用玻璃板制成,电极板和玻璃板都开有中心孔,玻璃板的一面贴上锡箔或涂以金属涂料,中心孔用陶瓷管连接,两块相邻玻璃板间的空间为放电空间。空气从四周进入放电空间,经放电反应后生成臭氧,然后臭氧化气体经由中心孔道引出,冷却水在箱板内流动。一台大型臭氧发生器可装有24组单元,共96块玻璃板,48个放电空间。
近年来采用薄型不锈钢板作为高压极,低压极用铝合金制成,在不锈钢高压极与玻璃板间形成放电区,空气或氧气在接近大气压下通入,此型最新产品有84个组件。
另外,还有卧板式臭氧发生器,但使用不如立板式广泛。
(2)管式臭氧发生器 按其构造也可分为卧管式和立管式两种。英国、德国、日本所生产的臭氧发生器立管为多,我国各地近年来采用的臭氧发生器都是卧管式。
①卧管式臭氧发生器 此型设备的外形与换热器相似,是一个圆筒形密闭容器,一般采用同轴管形式容器,装有水平金属管(不锈钢)多根,两端固定在两块管板上。管板将容器分为3部分,中央部分通入冷却水,从管外冷却金属管。两端部分,一端进入干燥空气或氧气,另一端汇集放电管后的臭氧化气体,每根金属管构成一个低压管(地极),管内装一根与其同轴的玻璃管(或瓷管)作为介电体。玻璃管的内表面用银或铝等金属喷镀,与高压电源相连,玻璃介电管的一端封死,用不锈钢环固定其中心位置,使其与不锈钢管轴重合,玻璃管的外径略小于地极管的内径,这样就有一个环形空隙可以放电,待处理的空气或氧气通过这个空隙,经由放电而生成臭氧气体,见图2-4-8。
图2-4-8 管式臭氧发生器
1—封头;2—布气管;3—高压电极接线柱;4—高压熔丝;5—花板;
6—玻璃介电管;7—不锈钢管高压电极;8—臭氧化气出口;9—筒壁;
10—压环;11—螺丝;12—乙丙橡胶圈
不锈钢管长度一般用1m,直径40~50mm,玻璃管长1.15~1.3m,两管之间的缝隙一般为2~3mm,并要求两管缝保持均匀,这就要求钢管和玻璃管都很直,挠度要求不超过0.02%。
这种臭氧发生器承受一些小的压力0.1MPa(1kgf/cm2),可将生成的臭氧送到使用地点。现在的最新装置每根放电管每小时可产生臭氧15g以上,臭氧浓度可达20gO3/m3空气,电能消耗为每千克臭氧17kW·H,这些数据是采用50Hz频率的电源取得的。如改用高频,性能还可以改进,这种类型的发生器,其最大装置有500根以上的放电管,每小时臭氧产量达7500g。
②立管式臭氧发生器 这种设备是将放电管垂直排列安装于金属容器内,分成3部分,与卧管式一样,干燥气体自顶部引入,一系列的金属管组成高压极,每根金属管同轴装入由特种玻璃制成的介电管内,玻璃管的下端是封闭的,它的内径略大于金属管的外径,有一个环状空隙供气体上升通过,玻璃介电管在容器内部差不多完全浸没在冷却水中,容器即形成低压电极(地极),放电在介电管和高压极金属管间的环状空隙内发生。