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淺談國產工業用大型臭氧發生器的現狀與發展方向
專欄:企業新聞
發布日期:2017-11-04
閱讀量:3601
作者:佚名
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國外大型臭氧發生器應用於工業生產當中已有上百年曆史,單機臭氧產量目前已有30kg/h、460kg/h的超大型臭氧發生器的出現,廣泛應用於水處理、化工氧化、包裝、造紙等行業,在國民經濟的諸多領域發揮著舉足輕重的作用。在上百年的發展中,技術水平不斷進步,在臭氧產生機理、發生器材料、結構、係統、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麵都建立了完善的理論與規範。一、國產大型臭氧發生器的曆...

國外大型臭氧發生器應用於工業生產當中已有上百年曆史,單機臭氧產量目前已有30kg/h、460kg/h的超大型臭氧發生器的出現,廣泛應用於水處理、化工氧化、包裝、造紙等行業,在國民經濟的諸多領域發揮著舉足輕重的作用。

在上百年的發展中,技術水平不斷進步,在臭氧產生機理、發生器材料、結構、係統、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麵都建立了完善的理論與規範。

一、國產大型臭氧發生器的曆史與現狀
   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應用,並在八十年代能生產出單機產量為1kg/h的工頻臭氧發生器。雖然當時的條件比較艱苦,工業基礎也相對落後,但這是我國在研製大型臭氧設備方麵發展比較快的一個曆史時期。
在其後的十多年中,隨著我國在瓶裝水及桶裝水生產中強製使用臭氧消毒政策的出台,以及一些家用臭氧空氣消毒產品的推廣應用,對整個臭氧行業的發展起到了巨大的推動作用,一些生產臭氧發生器及其相關產品的企業如雨後春筍般的出現,中小型臭氧發生器及空氣消毒產品在技術和性能上日趨完善。盡管這段時期臭氧及應用被越來越多的人們所認識和了解,應用領域不斷拓展,但是,國產大型臭氧發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,直到目前,仍沒有1kg/h以上的工頻臭氧發生器在實際運行當中,這與我國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,基本上依賴於進口,如昆明、上海、常州、桐鄉等地自來水廠,采用的臭氧設備是瑞士OZONIA、德國VEDECO、法國TRILIGAZ等國外幾個知名廠家的設備,在性能和節能方麵具有非常突出的優勢,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。每公斤臭氧的電耗能一般都在20kw以上,不少運行的設備產生一公斤臭氧的功率都在25w-29kw,這與國家倡導節能政策和企業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需求。氧氣源的臭氧濃度也隻能在15-25mg/l之間,且常因玻璃介質管內塗有石墨,在使用氧氣過程中會出現著火現象。工頻放電發熱較大,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。
    放電介質易損壞,維護周期短。
    工頻臭氧發生器采用玻璃管作為放電介質,以玻璃管內塗石墨層作為高壓電極,石墨塗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,三圍塗層玻璃介質管在工作兩個月後,便出現玻璃爆裂、高壓擊穿及石墨脫落等現象,需經常進行拆卸、更換。維修工作量大,降低了生產效率。
4.產品規格小,設備體積大。
   玻璃介電體材料由於其耐擊穿強度、介質常數(ε)、介質損耗(tgδ)等性能的限製,臭氧產量、濃度都提高不大;其次,國內缺乏對臭氧專用大功率高壓變壓器的研製,限製了大型臭氧發生器的產量;由於效率較低,則設備體積相對較大。因此國產工頻臭氧發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在選擇和使用上麵臨極大困難和不便。
5.自動化程度低。
   設備的控製、檢測、監測、保護水平低下。

二、國內市場需求前景廣闊
   隨著我國經濟的調整發展,環保意識的增加和人們對臭氧認識水平的提高,不同行業對工業用大型臭氧發生器的需求將逐步增加。
   目前國內企業所麵臨的問題不是工業用大型臭氧發生器有沒有市場,而是有沒有能力生產更大規格臭氧設備,性能和技術指標能不能滿足用戶的需要。以自來水行業為例,目前在國內使用的進口臭氧發生器單機產量都在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望塵莫及。由此可以看出,我國自來水行業不僅對臭氧的需求量大,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,先進的臭氧+生活活性炭工藝必將代替傳統的水處理工藝,不同規格的大型臭氧發生器都將麵臨巨大的市場需求,希望各生產企業能加快科研的步伐,把握市場機遇。
   另外,國內的汙水處理、中水回用、香料合成及化工氧化等領域,對大型臭氧發生器的需求量也與時俱進,一般規模在1-10kg/h,國內生產企業應以次為台階,在三兩年內生產出更大產量的臭氧發生器(10-30kg/h),才能與進口設備相抗衡。

三、國產大型中頻臭氧發生器的研製取得可喜成果
   國外大型臭氧發生器的放電頻率一般采用中頻,臭氧量大,濃度高,耗電省,而我國在過去的二十多年中一直沿襲著生產工頻臭氧發生器,因此各種技術問題,單機臭氧產量隻能在1kg/h左右。近幾年,一些新興的臭氧生產企業加大了對中頻臭氧發生器的研究,並取得了突破性的進展。相繼研製了大功率可控性中頻電源、中頻高壓變壓器、可連接式搪瓷塗層高壓電極及高壓熔斷器等一係列產品,解決了生產大型中頻臭氧發生器的關鍵性技術難題。
     2001年底,空氣源1kg/h中頻臭氧發生器調試成功,各項指標達到設計要求;2002年11月,兩台空氣源3kg/h中頻臭氧發生器在杭州香料香精有限公司調試成功並投入使用,現已穩定運行一年多的時間;2003年6月,氧氣源6kg/h中頻臭氧發生器也已調試成功,臭氧濃度可達6%-8%。2004年2月,研製的10kg/h臭氧係統采用液氧為氣源,電源采用數字控製技術,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、穩定性的有效性,運行參數達到了預期的設計要求。它的成功研製,將大大提高了我國現有臭氧技術產品製造水平,是替代進口設備的理想產品。行業內有關資深專家進行了現場考察及檢測,予以了高度評價,並對國內能生產大型中頻臭氧發生器而感到由衷的欣慰。

四、國產大型臭氧發生器的發展方向
   筆者認為,國內從事臭氧設備製造的企業,麵對目前我國臭氧發生器的現狀,在借鑒國外先進技術和經驗基礎上,應清楚地認識到我國工業用大型臭氧發生器的發展方向。
1、工頻設備向中頻設備過度
工頻臭氧發生器因諸多弊端,已越來越不適應市場的需要,生產企業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。國內致力於生產中頻臭氧發生器的企業,應盡快從技術、規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,根據近幾年國內自來水行業對臭氧發生器的需要情況來看,國內生產企業想要占一席之地,必須有能力生產氧氣源達到10-30kg/h的臭氧發生器。
3、臭氧濃度需要有待於提高
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,臭氧濃度有待於進一步提高。建議氧氣源大型臭氧設備,穩定運行時能達到80mg/L以上。
4、高效、節能
隨著工業的高速發展和市場競爭的不斷加劇,效率與節能將成為用戶選擇設備的重要指標。
5、設備動化、智能化
控製、檢測、監測、保護等自動化水平需要進一步提高。
五點建議:
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境下和自我摸索中發展,技術上相對保守,形成的思路難以改變。但麵對國外臭氧發生器的現狀和發展趨勢,固有的觀念必須改變,應從使用新材料、采用新工藝、學習新技術等多方麵入手,並引起年輕的、高學曆的人才加入到臭氧行業當中,從原有的手工坊設備向現代化工業裝備方向發展。
2、加大科研力度、作好基礎性工作
   大型臭氧發生器本身是一個複雜的係統工程,從氣源處理到臭氧產生,牽連到眾多領域和學科,而不是簡單的高壓放電就是臭氧發生器。所以說,科研機構及生產企業應加大科研的投入,對臭氧產生櫓,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麵紮實而係統的研究,才能把設備做好做精,切記淺嚐輒止、自欺欺人,把不成熟的產品推向市場。
3、行業自律
   目前我國臭氧行業還沒有完善的標準及規定,真正致力於臭氧設備的單位和設備製造的企業,應本著科學、務實的宗旨麵對市場與經營。目前有些企業虛報產量、誇大效果、炒作概念,追求短期的效應,承接與企業的技術和生產能力不相符的大型設備,不但會使企業蒙受損失,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和研究機構,不但要學習國外的先進經驗與技術,而且要與國內企業和研究機構之間,進行多方麵、多種方式的交流與合作,取長補短、共同進展。切記自我封閉,抱著自認為先進的技術孤芳自賞。“一枝獨秀不是春,萬紫千紅春滿園”,隻有中國臭氧技術水平整體提高了,我們的臭氧產業才能真正的興起!


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