淺談國產工業(yè)用大型臭氧發(fā)生器的現(xiàn)狀與發(fā)展方向

時間：2020-01-05

前言

國外大型臭氧發(fā)生器應用于工業(yè)生產當中已有上**歷史，單機臭氧產量目前已有30kg/h、460kg/h的大型臭氧發(fā)生器的出現(xiàn)，廣泛應用于水處理、化工氧化、包裝、造紙等行業(yè)，在國民經濟的諸多領域發(fā)揮著舉足輕重的作用。

在上**的發(fā)展中，技術水平不斷進步，在臭氧產生機理、發(fā)生器材料、結構、系統(tǒng)、驅動電源、氣源處理技術、檢測，以及不同領域臭氧的應用等方面都建立了完善的理論與規(guī)范。

一、國產大型臭氧發(fā)生器的歷史與現(xiàn)狀

我國臭氧技術起步較晚，上世紀七十年代中期才開始進行研究及開發(fā)應用，并在八十年代能生產出單機產量為1kg/h的工頻臭氧發(fā)生器。雖然當時的條件比較艱苦，工業(yè)基礎也相對落后，但這是我國在研制大型臭氧設備方面發(fā)展比較快的一個歷史時期。

在其后的十多年中，隨著我國在瓶裝水及桶裝水生產中強制使用臭氧消毒政策的出臺，以及一些家用臭氧空氣消毒產品的推廣應用，對整個臭氧行業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動作用，一些生產臭氧發(fā)生器及相關產品的企業(yè)如雨后春筍般的出現(xiàn)，中小型臭氧發(fā)生器及空氣消毒產品在技術和性能上也日趨完善。盡管這段時期臭氧及應用被越來越多的人所認識和了解，應用領域不斷拓展，但是，國產大型臭氧發(fā)生器在技術上卻沒有明顯的進步，還是以工頻放電為主，尤其在單機產量上沒有突破，直至目前，仍沒有1kg/h以上的工頻臭氧發(fā)生器在實際運行當中，這與我國工業(yè)目前對大型臭氧設備的巨大需求甚不相符。

國內目前運行的1kg/h以上大型臭氧設備，基本上依賴于進口，如昆明、上海、常州、桐鄉(xiāng)等地自來水廠，采用的臭氧設備是瑞士ＯＺＯＮＩＡ、德國ＶＥＤＥＣＯ、法國ＴＲＩＬＩＧＡＺ等國外幾個**廠家的設備，在性能和節(jié)能方面具有非常**的優(yōu)勢，使國內所生產的大型工頻臭氧設備比較起來相形見拙。

國產大型工頻臭氧發(fā)生器所存在的問題，經分析如下：

1.工頻放電，效率低、耗電大。

國產工頻臭氧發(fā)生器的放電頻率為50Hz，僅靠升高電壓來提高臭氧產量，大部分電能轉化為熱能。每公斤臭氧的電耗一般都在20kw以上，不少運行的設備產生一公斤臭氧的功率在25kw－29kw，這與國家倡導節(jié)能政策和企業(yè)降低費用顯得格格不入。

2.臭氧濃度低、氣體流量大。

大型工頻臭氧發(fā)生器的臭氧濃度較低，一般為8-12mg/l（空氣源），這樣在某些應用領域，其濃度滿足不了生產應用的需求。氧氣源的臭氧濃度也只能在15-25mg/l之間，且常因玻璃介質管內涂有石墨，在使用氧氣源過程中會出現(xiàn)著火現(xiàn)象。工頻放電發(fā)熱較大，為冷卻玻璃介質管、降低臭氧出氣溫度，氣體流量一般在80-140m3/h之間，為國外同類產品的3-4倍，使空氣壓縮機的能耗增加。

3.放電介質易損壞，維護周期短。

工頻臭氧發(fā)生器采用玻璃管作為放電介質，以玻璃管內涂石墨層作為高壓電極，石墨涂層在放電過程中遇熱造成粘接強度下降，易脫落；同時玻璃介質管（擊穿電壓在16kv左右）在13kv左右（接近其擊穿電壓）的高壓下工作，易被擊穿。這樣，石墨涂層玻璃介質管在工作兩個月后，便出現(xiàn)玻璃管爆裂、高壓擊穿及石墨脫落等現(xiàn)象，需經常進行拆卸、換。維修工作量大，降低了生產效率。

4.產品規(guī)格小，設備體積大。

玻璃介電體材料由于其耐擊穿強度、介質常數(shù)（ε）、介質損耗（tgδ）等性能的限制，臭氧產量、濃度都提高不大；其次，國內缺乏對臭氧**大功率高壓變壓器的研制，限制了大型臭氧發(fā)生器的產量；由于效率較低，則設備體積相對較大。因此國產工頻臭氧發(fā)生器的臭氧產量多為1kg/h，使某些領域需要幾十公斤甚至上百公斤臭氧的企業(yè)在選擇和使用上面臨較大困難和不便。

5.自動化程度低。

設備的控制、檢測、監(jiān)測、保護水平低下。

二、國內市場需求前景廣闊

隨著我國經濟的高速發(fā)展、環(huán)保意識的增強和人們對臭氧認識水平的提高，不**業(yè)對工業(yè)用大型臭氧發(fā)生器的需求將逐步增加。

目前國內企業(yè)所面臨的問題不是工業(yè)用大型臭氧發(fā)生器有沒有市場，而是有沒有能力生產大規(guī)格臭氧設備，性能和技術指標能不能滿足用戶的需要。以自來水行業(yè)為例，目前在國內使用的進口臭氧放生器單機產量都在10kg/h以上，正在籌建之中的廣州南州水廠、深圳畢架山水廠，臭氧的需求量分別為140kg/h和90kg/h，要求單機產量都在30kg/h以上，這使我們國內的生產企業(yè)望塵莫及。由此可以看出，我國自來水行業(yè)不僅對臭氧的需求量的大，而且應用臭氧也僅僅是個開端，隨著國家對自來水水質的要求越來越嚴格和人們健康意識的逐步提高，**的臭氧＋生物活性炭工藝必將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水處理工藝，不同規(guī)格的大型臭氧放生器都將面臨巨大的市場需求，希望各生產企業(yè)能加快科研的步伐，把握住市場機遇。

另外，國內的污水處理、中水回用、香料合成及化工氧化等領域，對大型臭氧放生器的需求量也與日俱增，一般規(guī)格在1-10kg/h，國內生產企業(yè)應以次為臺階，在三兩年內生產出大產量的臭氧放生器（10-30kg/h），才能與進口設備相抗衡。

三、國產大型中頻臭氧放生器的研制**可喜成果

國外大型臭氧放生器的放電頻率一般采用中頻，臭氧產量大，濃度高，耗電省，而我國在過去的二十多年中一直沿襲生產工頻臭氧放生器，因為各種技術問題，單機臭氧產量只能在１kg/h左右。近幾年，一些新興的臭氧生產企業(yè)加大了對中頻臭氧放生器的研究，并**了突破性進展。由青島市臭氧應用工程技術研究中心與青島國林臭氧應用研究所、青島國林實業(yè)有限責任公司聯(lián)合開發(fā)，汲取了國內外**的技術和經驗，成功研制了大功率可控硅中頻電源、中頻高壓變壓器、可連接式搪瓷涂層高壓電極及高壓熔斷器等一系列產品，解決了生產大型中頻臭氧放生器的關鍵性技術難題。

2001年底，空氣源1kg/h中頻臭氧放生器調試成功，各項指標達到設計要求；2002年11月，兩臺空氣源3kg/h中頻臭氧放生器在杭州香料香精有限公司調試成功并投入使用，現(xiàn)已穩(wěn)定運行一年多的時間；2003年6月，氧氣源6kg/h中頻臭氧放生器也已調試成功，臭氧濃度可達6%－8%。2004年2月，研制的10kg/h臭氧系統(tǒng)采用液氧為氣源，電源采用數(shù)字控制技術，為適應自來水的需要，設計臭氧濃度為5-10%，運行壓力為0.05-0.15Mpa。經過近三個月的廠內運行試驗，進一步驗證了該設備臭氧產量、濃度、可靠性、穩(wěn)定性的有效性，運行參數(shù)達到了預期的設計要求。它的成功研制，將大大提高我國現(xiàn)有臭氧技術產品制造水平，是替代進口設備的理想產品。行業(yè)內有關**進行了現(xiàn)場考察及檢測，予以了高度評價，并對國內能生產大型中頻臭氧放生器而感到由衷的欣慰。

目前，我公司研制的自來水廠用20kg/h氧氣源臭氧發(fā)生器，已在建設部立項，正處于調試運行階段，在本文的撰寫過程中，運行數(shù)據(jù)正在統(tǒng)計整理當中，相信很快會與大家公布，并誠邀各位*到我公司參觀指導。

四、國產大型臭氧放生器的發(fā)展方向

筆者認為，國內從事臭氧設備制造的企業(yè)，面對目前我國臭氧放生器的現(xiàn)狀，在借鑒國外**技術和經驗基礎上，應清楚地認識到我國工業(yè)用大型臭氧放生器的發(fā)展方向。

1.工頻設備向中頻設備過度

工頻臭氧發(fā)生器因諸多弊端，已越來越不適應市場的需要，生產企業(yè)如不能盡快進行技術革新和產品改進，必將遭受市場的淘汰。國內致力于生產中頻臭氧放生器的企業(yè)，應盡快從技術、規(guī)模上完善和壯大起來，提高與進口產品的競爭力。

2.單機產量越來越大

1kg/h的單機臭氧產量在日益增長的市場需求下已顯得微不足道，根據(jù)近幾年國內自來水行業(yè)的對臭氧放生器需求情況來看，國內生產企業(yè)要想占有一席之地，必須有能力生產氧氣源達到10-30kg/h的臭氧放生器。

3.臭氧濃度需有待于提高

目前國內大型設備的濃度普遍較低，為滿足不同領域對臭氧濃度的特殊需要，臭氧濃度有待于進一步提高。建議氧氣源大型臭氧設備，穩(wěn)定運行時能達到80mg／L以上。

4.、節(jié)能

隨著工業(yè)的高速發(fā)展和市場競爭的不斷加劇，效率與節(jié)能將成為用戶選擇設備的重要指標。

5.設備自動化、智能化

控制、檢測、監(jiān)測、保護等自動化水平需進一步提高。

五、幾點建議：

1.轉變觀念

在過去幾十年中，我國的臭氧技術一直在比較封閉的環(huán)境下和自我摸索中發(fā)展，技術上相對保守，形成的思路難以改變。但面對國內外臭氧放生器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，固有的觀念必須改變，應從使用新材料、采用新工藝、學習新技術等多方面入手，并引進年輕的、高學歷的人才加入到臭氧行業(yè)當中，從原有的手工作坊設備向現(xiàn)代化工業(yè)裝備方向發(fā)展。

2.加大科研力度、作好基礎性工作

大型臭氧放生器本身就是一個復雜的系統(tǒng)工程，從氣源處理到臭氧產生，牽連到眾多的領域和學科，而不是簡單的高壓放電就是臭氧發(fā)生器。所以說，科研機構及生產企業(yè)應加大科研的投入，對臭氧產生機理，介質材料及特性與電壓、頻率及放電氣隙的匹配，驅動電源、高壓變壓器結構與特性，氣源處理及水冷卻等等進行多方面扎實而系統(tǒng)的研究，才能把設備做好做精，切記淺嘗則止、自欺欺人，把不成熟的產品推向到市場。

3.行業(yè)自律

目前我國臭氧行業(yè)還沒有完善的標準及規(guī)定，真正致力于臭氧研究的單位和設備制造的企業(yè)，應本著科學、務實的宗旨面對市場與經營。目前有些企業(yè)虛報產量、夸大效果、炒做概念、追求短期效應，承接與企業(yè)的技術和生產能力不相符的大型設備，不但會使自己企業(yè)蒙受巨大損失，而且也把整個臭氧界給搞“臭”了。

4.交流與合作

臭氧設備的生產企業(yè)和研究機構，不但要學習國外的**經驗與技術，而且要與國內企業(yè)和研究機構之間，進行多方面、多種方式的交流與合作，取長補短、共同發(fā)展。切記自我封閉，抱著自認為**的技術孤芳自賞。“一枝*秀不是春，萬紫千紅春滿園”，只有中國臭氧技術水平整體提高了，我們的臭氧產業(yè)才能真正的興起！

王女士 13273103535 / 0311-89832698 QQ：2274675530

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