Princip rada i metode ugradnje generatora ozona.

Generator ozona je uređaj koji se koristi za proizvodnju plina ozona (O3). Ozon se lako razgrađuje i ne može se skladištiti, pa ga je potrebno proizvoditi i koristiti na-mjestu (kratkotrajno-čuvanje je moguće u posebnim okolnostima). Stoga su generatori ozona potrebni gdje god se koristi ozon. Generatori ozona se široko koriste u tretmanu pitke vode, tretmanu otpadnih voda, industrijskoj oksidaciji, preradi i konzerviranju hrane, farmaceutskoj sintezi i sterilizaciji prostora. Ozonski plin koji proizvodi generator ozona može se koristiti direktno ili pomiješan s tekućinama kroz uređaj za miješanje kako bi učestvovao u reakcijama.

I. Principi generatora ozona

1. Princip rada generatora ozona sa koronskim pražnjenjem: Suvi kiseonik ili gas koji sadrži kiseonik-teče kroz zonu koronskog pražnjenja koja se sastoji od unutrašnjih i spoljašnjih elektroda. Visoko{3}}visokofrekventna,-električna energija od nekoliko hiljada volti primjenjuje se na zonu pražnjenja, ionizirajući sirovi plin koji teče u zonu pražnjenja kako bi se stvorio ozon.

2. Princip elektrolitičkog generatora ozona: Ozon se stvara pomoću elektrohemijske oksidacije vode. U vodi koja sadrži hidratizirane fluorescentne anjone, voda se može oksidirati u ozon na približno sobnoj temperaturi uz veliku strujnu snagu.

II. Dijagram kruga generatora ozona

Glavni parametri koje treba kontrolisati u procesu stvaranja ozona su koncentracija i brzina protoka. Brzina protoka se može podesiti podešavanjem odgovarajućeg kontrolnog ventila, dok je koncentracija ozona povezana s mnogim faktorima, kao što su izvor plina, napajanje, struktura generatora i način hlađenja. U ovom dizajnu, radna frekvencija generatora ozona je uglavnom prilagođena za kontrolu koncentracije ozona.

Uz održavanje konstantne brzine protoka gasa, podešavanjem izlazne frekvencije invertorskog napajanja generatora ozona mijenja se radna frekvencija, čime se mijenja snaga pražnjenja visokog{0}}napona i postiže se podešavanje koncentracije ozona.

Generator ozona opisan u ovom članku koristi metodu koronskog pražnjenja dielektrične barijere za stvaranje ozona. Uglavnom se sastoji od četiri dijela: sistema za predtretman zraka, sistema za hlađenje, napajanja i komore za pražnjenje i sistema za uništavanje ozonskog plina. Šematski dijagram generatora ozona o kojem se govori u ovom članku prikazan je na slici, gdje kompresor zraka komprimira zrak u uređaj za pročišćavanje i odvlaživanje plina. Dobijeni suhi i čisti zrak se uvodi u cijev za generiranje ozona, a izvor napajanja visokog{3}}napona napaja cijev za generiranje ozona, uzrokujući pražnjenje između elektroda, čime se formira određena koncentracija ozona u zraku koji struji kroz cijev za generiranje ozona. Budući da koronsko pražnjenje uzrokuje povećanje temperature elektroda i površine dielektrika, čime se ubrzava razgradnja ozona, cijev generatora ozona mora se ohladiti kako bi se kontrolirala radna temperatura unutar određenog raspona.

image.png

Rani generatori ozona koristili su direktnu{0}}metodu povećanja na frekvenciji napajanja. Prednost ove metode je njena jednostavna struktura. Međutim, budući da rad na frekvenciji napajanja zahtijeva visoke naponske vrhove da bi se postigla željena indukcija snage, performanse izolacije namotaja moraju biti visoke, a proces namotaja je teži. Nadalje, rad na frekvenciji snage rezultira velikom veličinom transformatora, nezadovoljavajućim talasanjem i stabilnošću, te niskom efikasnošću proizvodnje ozona. Trenutno, brzi razvoj energetske elektronike i tehnologije prekidačkog napajanja doveo je do trenda visoko-visokofrekventnih-naponskih izvora napajanja, dostižući 50-100kHz, ili čak 13,56MHz. Moderni industrijski generatori ozona u osnovi koriste srednje{11}}do-inverterske izvore napajanja visoke frekvencije, koristeći tehnologije PWM i soft-switching, sa radnim frekvencijama općenito između 400-2000Hz, značajno poboljšavajući performanse uređaja i smanjujući njegovu veličinu.