O princípio de operação e métodos de instalação de geradores de ozônio.

Um gerador de ozônio é um dispositivo usado para produzir gás ozônio (O3). O ozônio é facilmente decomposto e não pode ser armazenado, por isso precisa ser produzido e usado no-local (o armazenamento-de curto prazo é possível em circunstâncias especiais). Portanto, geradores de ozônio são necessários sempre que o ozônio é utilizado. Os geradores de ozônio são amplamente utilizados no tratamento de água potável, tratamento de águas residuais, oxidação industrial, processamento e preservação de alimentos, síntese farmacêutica e esterilização de espaços. O gás ozônio produzido pelo gerador de ozônio pode ser utilizado diretamente ou misturado com líquidos através de um dispositivo de mistura para participar das reações.

I. Princípios dos Geradores de Ozônio

1. Princípio de funcionamento do gerador de ozônio por descarga corona: Oxigênio seco ou gás contendo oxigênio- flui através de uma zona de descarga corona composta por eletrodos internos e externos. Uma energia elétrica de alta-frequência e alta{4}}tensão de vários milhares de volts é aplicada à zona de descarga, ionizando o gás bruto que flui para a zona de descarga para gerar ozônio.

2. Princípio do Gerador Eletrolítico de Ozônio: O ozônio é gerado usando a oxidação eletroquímica da água. Na água contendo ânions fluorescentes hidratados, a água pode ser oxidada em ozônio aproximadamente à temperatura ambiente com alta potência de corrente.

II. Diagrama do circuito do gerador de ozônio

Os principais parâmetros a serem controlados no processo de geração de ozônio são concentração e vazão. A taxa de fluxo pode ser ajustada ajustando a válvula de controle correspondente, enquanto a concentração de ozônio está relacionada a muitos fatores, como fonte de gás, fonte de alimentação, estrutura do gerador e método de resfriamento. Neste projeto, a frequência de trabalho do gerador de ozônio é ajustada principalmente para controlar a concentração de ozônio.

Mantendo a taxa de fluxo de gás constante, o ajuste da frequência de saída da fonte de alimentação do inversor do gerador de ozônio altera a frequência de trabalho, alterando assim a potência de descarga de alta-tensão e conseguindo o ajuste da concentração de ozônio.

O gerador de ozônio descrito neste artigo usa o método de descarga corona com barreira dielétrica para gerar ozônio. Consiste principalmente em quatro partes: um sistema de pré-tratamento de ar, um sistema de resfriamento, uma fonte de alimentação e uma câmara de descarga, e um sistema de destruição de gases residuais de ozônio. O diagrama esquemático do gerador de ozônio discutido neste artigo é mostrado na figura, onde um compressor de ar comprime o ar em um dispositivo de purificação e desumidificação de gás. O ar seco e limpo resultante é introduzido no tubo de geração de ozônio, e uma fonte de alimentação de alta-tensão alimenta o tubo de geração de ozônio, causando descarga entre os eletrodos, formando assim uma certa concentração de ozônio no ar que flui através do tubo de geração de ozônio. Como a descarga corona causa um aumento na temperatura dos eletrodos e da superfície dielétrica, acelerando assim a decomposição do ozônio, o tubo gerador de ozônio deve ser resfriado para controlar a temperatura operacional dentro de uma determinada faixa.

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Os primeiros geradores de ozônio usavam um método de{0}aumento direto na frequência de energia. A vantagem deste método é a sua estrutura simples. No entanto, como a operação em frequência elétrica requer picos de alta tensão para atingir a indução de potência desejada, o desempenho de isolamento dos enrolamentos deve ser alto e o processo de enrolamento é mais difícil. Além disso, a operação na frequência de energia resulta em transformadores de grande porte, ondulação e estabilidade insatisfatórias e baixa eficiência de geração de ozônio. Atualmente, o rápido desenvolvimento da eletrônica de potência e da tecnologia de fontes de alimentação chaveadas tornou as fontes de alimentação de alta-alta frequência-uma tendência, atingindo 50-100kHz, ou até mesmo 13,56MHz. Os geradores industriais modernos de ozônio usam basicamente fontes de alimentação inversoras de média-a{12}}alta frequência, empregando tecnologias PWM e soft-switching, com frequências operacionais geralmente entre 400-2.000 Hz, melhorando significativamente o desempenho do dispositivo e reduzindo seu tamanho.