臭氧发生器一、概述概述：：臭氧发生器是用于制取臭氧发生器是用于制取或生产或生产或生产臭氧的设备装置俗称臭氧机臭氧的设备装置俗称臭氧机臭氧的设备装置俗称臭氧机。

臭氧为暂存状态凡需要臭氧的场所均需暂存状态凡需要臭氧的场所均需臭氧发生器臭氧发生器臭氧发生器现场制取现场使用现场制取现场使用现场制取现场使用。

臭氧是一种既普遍而又特殊的化学物质普遍而又特殊的化学物质，，其独有的特性其独有的特性，，如强氧化性如强氧化性、、极优的消毒杀菌和防腐保鲜作用腐保鲜作用、、无残留无残留、、以空气或氧气为原料用物理方法可以制取等以空气或氧气为原料用物理方法可以制取等，，使其在全世界已形成了一种独立的产业—臭氧技术产业臭氧技术产业。

二、臭氧发生器工作原理臭氧发生器工作原理：：目前生产臭氧的方法大致有目前生产臭氧的方法大致有::电晕放电法（DBD DBD））、核辐射法核辐射法、、紫外线照射法紫外线照射法 、等离子体射流法和电解法等等离子体射流法和电解法等。

1、电晕放电法（无声放电法或辉光放电无声放电法或辉光放电））就是一种干燥的含就是一种干燥的含氧气体或氧气流氧气体或氧气流过电晕放电区产生臭氧的方法过电晕放电区产生臭氧的方法。

虽然若干机理都可能同电晕内的臭氧形成有关虽然若干机理都可能同电晕内的臭氧形成有关，，但e+O2e+O2→→2O+e 2O+e 的反应是主要的的反应是主要的的反应是主要的。

利用高速高能电子轰击氧气利用高速高能电子轰击氧气，，使其分解成氧原子。

高速电子具有足够的能量高速电子具有足够的能量（（6-7eV 7eV））,紧接着通过三体碰撞反应形成臭氧O+O2+M O+O2+M→→O3+M,O3+M,式中式中式中M M 为气体中其它任何气体分子为气体中其它任何气体分子，，与此同时原子氧也同臭氧反应形成氧应形成氧O+O3O+O3O+O3→→2O2,(e+O32O2,(e+O3→→O+O2+e)O+O2+e)此外电晕内的气体是处于可促进臭氧分解此外电晕内的气体是处于可促进臭氧分解的高温下的高温下，，所以净臭氧产量或出口产气组成是形成臭氧和分解臭氧所有反应的总和总和。

左图是一种典型电晕放电式臭氧发生放电式臭氧发生器的器的原理结构图原理结构图，，由充满气体的间隙和一块介电体分开的两块金属电极组成电极组成。

在对电极施加高压电能的同时含氧气体流经放电区产生臭氧产生臭氧，，部分气体离子化形成一种特有的弥散性蓝色辉光产物离子化形成一种特有的弥散性蓝色辉光产物。

臭氧产生过程大部分电能以热的形式消散形式消散，，小部分转化为光小部分转化为光，，声，化学等能量化学等能量。

2、紫外线式臭氧发生器是使用特定波长紫外线式臭氧发生器是使用特定波长(185mm)(185mm)(185mm)的紫外线照射氧分子的紫外线照射氧分子的紫外线照射氧分子，，使氧分子分解而产生臭氧子分解而产生臭氧。

由于紫外线灯管体积大由于紫外线灯管体积大、、臭氧产量低臭氧产量低、、使用寿命短使用寿命短，，所以这种发生器使用范围较窄这种发生器使用范围较窄，，常见于消毒碗柜上使用常见于消毒碗柜上使用。

3电解式发生器通常是通过电解纯净水而产生臭氧电解式发生器通常是通过电解纯净水而产生臭氧。

这种发生器能制取高浓度这种发生器能制取高浓度 的臭氧水的臭氧水，，制造成本低制造成本低，，使用和维修简单使用和维修简单。

但由于有臭氧产量无法做大但由于有臭氧产量无法做大、、电极电极 使用寿命短使用寿命短、、臭氧不容易收集等方面的缺点臭氧不容易收集等方面的缺点，，其用途范围受到限制其用途范围受到限制。

目前这种发生器只是在一些特定的小型设备上或某些特定场所内使用发生器只是在一些特定的小型设备上或某些特定场所内使用。

其原理是其原理是利用直利用直流电源电解含氧电解质产生臭氧气体的方法流电源电解含氧电解质产生臭氧气体的方法，，其历史同发现臭氧一样悠久其历史同发现臭氧一样悠久。

20世纪世纪808080年代以前年代以前年代以前，，电解液多为水内填加酸盐类电解质电解液多为水内填加酸盐类电解质，，电解面积比较小电解面积比较小，，臭氧产量很小产量很小，，运行费用很高运行费用很高。

由于人们在电极材料由于人们在电极材料、、电解液与电解机理电解液与电解机理、、过程方面作了大量的研究工作面作了大量的研究工作，，电解法臭氧电解法臭氧、、发生技术取得很大进步发生技术取得很大进步66近期近期．．发展的SPE(SPE(固态聚合物电解质固态聚合物电解质固态聚合物电解质))电极电极：：与金与金属氧化催化技术属氧化催化技术属氧化催化技术，，使用纯水得到使用纯水得到141414％％以上的高浓度臭氧高浓度臭氧，，使电化学法臭氧发生器的技术向前迈出一大步使电化学法臭氧发生器的技术向前迈出一大步。

电解电化学发生臭氧不像电晕法臭氧发生器那样电解电化学发生臭氧不像电晕法臭氧发生器那样，，将预先干燥过的压缩空气(或氧气或氧气))通过高频电晕放电通过高频电晕放电，，而是用水的电化学氧化法生成的而是用水的电化学氧化法生成的。

含有水化荧光阴离子电解质的水中阴离子电解质的水中，，在近似室温下以高电流功率可将水氧化成臭氧在近似室温下以高电流功率可将水氧化成臭氧。

阳极材料选择方面的进步也使接近室温电解成为可能料选择方面的进步也使接近室温电解成为可能。

在早先的研究中在早先的研究中，，对臭氧发生有吸引力的电流敢率虽仅在温度极低的电解液有吸引力的电流敢率虽仅在温度极低的电解液((或阳极表面或阳极表面))中被测到过中被测到过。

在这种温度下运行种温度下运行((—2020～～—6060℃℃)，加之需要昂贵的冷冻加之需要昂贵的冷冻，，不允许应用氧的还原不允许应用氧的还原作作为电解过程中相应的阴极工艺为电解过程中相应的阴极工艺。

因为空气中氧还原的动力学随温度降低变得很差，氢逸出曾被看成是惟一可用的阴极工艺氢逸出曾被看成是惟一可用的阴极工艺，，虽然理论上需要加1.23V 的槽电压。

对于电解生产臭氧来说对于电解生产臭氧来说，，所有经挤上的预测都是很不利的所有经挤上的预测都是很不利的。

下面讨论的电解法下面讨论的电解法((图3-33)33)，，是由以下半电池反应组成的反应组成的，，在阳极处在阳极处臭氧生产的理论槽电压是0.27V 0.27V。

实际上从未达到过接近这种电压未达到过接近这种电压，，因为人们必须通过利用具有极高氧过电压的阳极材料制止氧气逸出。

同样在燃料电池开发当中已广泛研究过的氧化还原反应氧化还原反应，，是有名的慢是有名的慢。

预计槽电压大约1．8～2.1V 2.1V。

总的说来总的说来，，电解过程变成为电解过程变成为：：O 2(空气)→O 3，同时可立即指出某些特点和优点同时可立即指出某些特点和优点。

送进反应器空气不需要任何方式韵预处理进反应器空气不需要任何方式韵预处理，，空气无需干燥无需干燥，，也不需压缩也不需压缩，，实际上为制止电解液失水略有增湿作用或许正是所希望的失水略有增湿作用或许正是所希望的。

空气中二氧化碳通过被选择的酸性电解液排出二氧化碳通过被选择的酸性电解液排出。

在阳极一侧极一侧，，无氮氧化合物无氮氧化合物(NOx)(NOx)(NOx)产生产生产生，，仅产生臭氧仅产生臭氧，，氧和作为载体的空气的混合气氧和作为载体的空气的混合气。

当臭氧从电解槽中逸出时当臭氧从电解槽中逸出时，，载体气载体气((供到电解槽的超过阴极化学计量需要的空气供到电解槽的超过阴极化学计量需要的空气))用于稀释已形成的臭氧用于稀释已形成的臭氧，，否则否则，，生成的臭氧浓度可能会大大超过爆炸极限浓度生成的臭氧浓度可能会大大超过爆炸极限浓度。

电解工艺的一个特有优点电解工艺的一个特有优点：：发生臭氧的浓度不像电晕放电工艺那样发生臭氧的浓度不像电晕放电工艺那样，，是同功率消耗相互无消耗相互无关的关的关的。

臭氧浓度首先决定于电流效率臭氧浓度首先决定于电流效率((对此最近试验已表明可达到30％～％～505050％％范围内范围内))，其次决定其次决定——于稀释气体的流量于稀释气体的流量。

采用电解工艺至少1010％％的臭氧浓度是可以达到的氧浓度是可以达到的。

空气气源电晕放电臭氧发生器空气气源电晕放电臭氧发生器，，往往在电能效率比近似1％浓度还低的情况下浓度还低的情况下，，一般最好也不超过3232％％臭氧臭氧。

三、臭氧发生器分类：臭氧发生器分为以下几种类型臭氧发生器分为以下几种类型：：①按发生器的供电频率划分按发生器的供电频率划分，，有工频有工频(50(50(50--60Hz)60Hz)、、中频中频(400(400(400--1000Hz)1000Hz)和高频和高频和高频((＞ 1KHz)1KHz)三种三种三种。

工频发生器由于体积大工频发生器由于体积大、、功耗高等缺点功耗高等缺点，，目前已基本退出市场目前已基本退出市场。

中、 高频发生器具有体积小高频发生器具有体积小、、功耗低功耗低、、臭氧臭氧产量大等优点产量大等优点产量大等优点，，是现在最常用的产品是现在最常用的产品。

②按使用的气体原料划分按使用的气体原料划分，，有氧气型和空气型两种有氧气型和空气型两种。

氧气型通常是由氧气瓶或氧气型通常是由氧气瓶或 制氧机供应氧气制氧机供应氧气。

空气型通常是使用空气空气型通常是使用空气（（如压缩空气如压缩空气））作为原料作为原料。

由于臭氧由于臭氧 是靠氧气来产生的是靠氧气来产生的，，而空气中氧气的含量只有而空气中氧气的含量只有21%21%21%，，所以空气型发生器产生的臭所以空气型发生器产生的臭氧浓度比较低氧浓度比较低，，同时还会衍生氮化物同时还会衍生氮化物。

而瓶装或制氧机的氧气纯度都在而瓶装或制氧机的氧气纯度都在90%90%90%以上以上以上，， 所以使用氧气源的臭氧发生器浓度较高所以使用氧气源的臭氧发生器浓度较高。

③按冷却方式划分按冷却方式划分，，有水冷型和风冷型有水冷型和风冷型，，高级发生器应是双极冷却或油冷却高级发生器应是双极冷却或油冷却。

臭氧发生器工作时会产生大量的热能臭氧发生器工作时会产生大量的热能，，需要冷却需要冷却，，否则臭氧会因高温而边产生否则臭氧会因高温而边产生 边分边分解解。

水冷型发生器冷却效果好水冷型发生器冷却效果好，，工作稳定工作稳定，，臭氧无衰减臭氧无衰减，，并能长时间连续并能长时间连续 工作工作，，但结构复杂但结构复杂，，成本稍高成本稍高。

风冷型冷却效果不够理想风冷型冷却效果不够理想，，臭氧衰减明显臭氧衰减明显。

总 体性能稳定的臭氧发生器通常都是水冷式的或双极冷却体性能稳定的臭氧发生器通常都是水冷式的或双极冷却。

风冷一般只用于臭氧风冷一般只用于臭氧 产量较小的中低档臭氧发生器产量较小的中低档臭氧发生器。

在选用发生器时在选用发生器时，，应尽量选用水冷型的应尽量选用水冷型的。