Инструкция по техническому обслуживанию озонового оборудования
2025-12-23
После некоторого времени эксплуатации генераторы озона могут испытывать такие проблемы, как повышение выходного напряжения, снижение тока, ухудшение стабильности и снижение концентрации. В более серьезных случаях они могут даже выйти из строя, что может привести к фатальным последствиям, например, к поломке разрядной трубки. Многолетние исследования и мониторинг показали, что основной причиной отказов генераторов озона является повышенное загрязнение разрядной камеры. Это загрязнение в основном состоит из влаги, масла, твердых частиц и оксидов азота.
Первые три категории в основном образуются или вводятся в процессе обработки источника газа, тогда как оксиды азота являются побочными продуктами генерации озона в выпускной трубе.
Газ, используемый для генерации озона, должен быть кислородом или газом, содержащим кислород, и должен быть максимально свободен от примесей, таких как влага, пыль, масло, углеводороды и водород. Все эти примеси негативно влияют на процесс образования озона и могут привести к серьезному повреждению оборудования.
Показатели качества исходного газа, подаваемого в генератор озона, должны соответствовать следующим требованиям:
а. Содержание влаги: точка росы источника газа должна быть ниже -45℃, предпочтительно ниже -55℃;
б. Содержание масла: содержание масла должно быть ниже 0,01 ppm (21℃), предпочтительно ниже 0,003 ppm (21℃);
в. Размер частиц примесей: размер частиц примесей должен быть менее 1 мкм, предпочтительно менее 0,01 мкм;
г. Температура: Как правило, температура не должна превышать 25℃;
Давление: Для обеспечения стабильной работы генератора озона и удовлетворения потребностей последующей подачи и дозирования озона требуется определенное давление, обычно выше 0,1 МПа.
Системы генераторов озона, использующие воздух в качестве источника газа, требуют устройства для подачи сухого, чистого газа. Это устройство в основном включает винтовой воздушный компрессор, высокоэффективный масляный фильтр, холодильный осушитель, адсорбционный осушитель с переменным давлением, прецизионный фильтр и электронное оборудование управления. Ниже мы подробно описываем качество источника газа: Микромасляный винтовой воздушный компрессор является основным источником газа для всей системы. Компрессор всасывает окружающий воздух, сжимает его и повышает его давление для использования последующим оборудованием. Как известно, воздух содержит азот, кислород, углекислый газ, влагу, твердые частицы и другие инертные газы. Кроме того, поскольку винты компрессора требуют смазки масляной пленкой, масло диффундирует, в результате чего на выходе образуется высокотемпературный, высоковлажный и содержащий масло газ высокого давления. Несмотря на наличие внутреннего маслоотделителя (системы масляной фильтрации) в воздушном компрессоре, даже в оптимальных условиях он может соответствовать национальному стандарту ≤5 ppm по массе, что значительно превышает стандарт 0,003 ppm для озонового оборудования. Для поддержания этого стандарта фильтрующий элемент маслоотделителя воздушного компрессора необходимо заменять после 1500 часов работы. Для дальнейшего снижения содержания масла в источнике воздуха и уменьшения количества жидкой воды мы устанавливаем высокоэффективный маслоотделительный фильтр после воздушного компрессора. Этот фильтр использует механическую фильтрацию с проволочной сеткой и двухслойный фильтрующий элемент для удаления масла, значительно снижая содержание масла на выходе. Для обеспечения эффективности этот фильтрующий элемент необходимо заменять после 3000 часов работы.
Осушители с охлаждением охлаждают сжатый воздух, вызывая конденсацию и выпадение в осадок жидкой и газообразной воды из аппарата, тем самым снижая относительную влажность исходного воздуха. После прохождения через осушитель с охлаждением исходный воздух теряет часть давления, и точка росы воздуха достигает 3-10℃. Фильтрация масла и твердых частиц отсутствует.
Осушители с адсорбцией при переменном давлении (PSA) используют оксид алюминия и молекулярные сита для адсорбции газообразной воды путем переключения давления для достижения обезвоживания. Обработанный воздух может достигать точки росы от -45℃ до -50℃. Однако, поскольку используются мелкодисперсные молекулярные сита из оксида алюминия, они склонны к измельчению при работе под высоким давлением, образуя новые мелкие частицы, загрязняющие исходный воздух. Неполная обработка масла и жидкой воды в оборудовании, расположенном выше по потоку, также может привести к потере активности молекулярных сит, делая их неэффективными в адсорбции влаги. В конечном итоге, единственным решением является замена наполнителя из молекулярных сит.
Наконец, воздух, обработанный различными устройствами, фильтруется через четырехступенчатый прецизионный фильтр для дальнейшего удаления влаги, масла и твердых частиц, обеспечивая соответствие стандартным требованиям к качеству воздуха, предъявляемым к озоновому оборудованию. Затем он поступает в камеру разряда озона для ионизации с целью получения озона. Избыток водяного пара в источнике газа не только легко приводит к дуговому разряду и потерям электроэнергии, но и реагирует с азотом в источнике газа, образуя такие вещества, как HNO3. Это ускоряет разложение озона и вызывает коррозию электродов и связанных с ними компонентов оборудования. Источник газа должен поддерживать определенную степень сухости, выраженную температурой точки росы. Сухость исходного газа напрямую влияет на относительный выход озона; снижение точки росы эффективно увеличивает производство озона.
Высоковольтный разряд в разрядной камере производит озон, но сопровождается образованием оксидов азота (в основном NO2, который токсичен, раздражает и может повреждать дыхательные пути, вызывая загрязнение воздуха и т. д.). Оксиды азота являются одним из наиболее существенных факторов, ограничивающих образование озона при высоковольтном разряде из воздушного источника.
В генераторе озона между диэлектриком и внешним электродом существует газоразрядный зазор. Через этот зазор проходит воздух, и к внутреннему и внешнему электродам подается переменное напряжение, вызывая коронный разряд между ними.
Воздух ионизируется под действием коронного разряда, и ионы кислорода реагируют с молекулами кислорода и друг с другом, что приводит к образованию озона:
O⁺ + O₂ + M → O₃ + M + q, где M представляет собой газообразные компоненты, отличные от кислорода, а q — тепло.
Одновременно молекулы озона могут также реагировать с атомами кислорода в газе, образуя молекулы кислорода:
O + O₃ → 2O₂. Таким образом, при определенных условиях окружающей среды процессы образования и разложения озона происходят одновременно. После достижения динамического равновесия в атмосфере поддерживается определенная концентрация озона. В реакции с участием компонента M в условиях разряда основным компонентом является N₂. Реакция при разряде выглядит следующим образом:
N2＋O2→2NO NO＋O3→NO2＋O2 2NO＋O2→2NO2 Образование NO2, побочного продукта работы озонатора, со временем увеличивается. Он смешивается с маслом и твердыми частицами, прилипая к поверхности разрядного корпуса, изменяя его емкостные свойства, влияя на генерацию высоковольтного разряда и даже вызывая искрение и пробой в разрядной камере, что приводит к серьезным неисправностям.
Вкратце: Полное озоновое оборудование должно проходить техническое обслуживание в течение 3000 часов работы или каждые 3-4 месяца. Это включает замену масляного фильтра воздушного компрессора, высокоэффективного фильтрующего элемента для удаления масла и 4-ступенчатого прецизионного фильтрующего элемента; пополнение масла в воздушном компрессоре и проверку трубопроводов; проверку компрессора и очистку от пыли испарителя холодильной осушительной установки; проверку пневматических клапанов адсорбционной осушительной установки и осмотр молекулярного сита на предмет измельчения, деактивации или высокотемпературной регенерации; проверку необходимости снятия и очистки электродных трубок в разрядной камере, а также выявление повреждений разрядных трубок и т.д.
