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

1、淺談國(guó)產(chǎn)工業(yè)用大型臭氧發(fā)生器的現(xiàn)狀與發(fā)展方向國(guó)外大型臭氧發(fā)生器應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中已有上百年歷史，單機(jī)臭氧產(chǎn)量目前已有30kg/h、460kg/h的超大型臭氧發(fā)生器的出現(xiàn)，廣泛應(yīng)用于水處理、化工氧化、包裝、造紙等行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的諸多領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。在上百年的發(fā)展中，技術(shù)水平不斷進(jìn)步，在臭氧產(chǎn)生機(jī)理、發(fā)生器材料、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電源、氣源處理技術(shù)、檢測(cè)，以及不同領(lǐng)域臭氧的應(yīng)用等方面都建立了完善的理論與規(guī)范。一、國(guó)產(chǎn)大型臭氧發(fā)生器的歷史與現(xiàn)狀我國(guó)臭氧技術(shù)起步較晚，上世紀(jì)七十年代中期才開始進(jìn)行研究及開發(fā)應(yīng)用，并在八十年代能生產(chǎn)出單機(jī)產(chǎn)量為1kg/h的工頻臭氧發(fā)生器。雖然當(dāng)時(shí)的條件比較艱苦，

2、工業(yè)基礎(chǔ)也相對(duì)落后，但這是我國(guó)在研制大型臭氧設(shè)備方面發(fā)展比較快的一個(gè)歷史時(shí)期。在其后的十多年中，隨著我國(guó)在瓶裝水及桶裝水生產(chǎn)中強(qiáng)制使用臭氧消毒政策的出臺(tái)，以及一些家用臭氧空氣消毒產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，對(duì)整個(gè)臭氧行業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用，一些生產(chǎn)臭氧發(fā)生器及其相關(guān)產(chǎn)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(chǎn)品在技術(shù)和性能上日趨完善。盡管這段時(shí)期臭氧及應(yīng)用被越來(lái)越多的人們所認(rèn)識(shí)和了解，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，但是，國(guó)產(chǎn)大型臭氧發(fā)生器在技術(shù)上卻沒(méi)有明顯的進(jìn)步，還是以工頻放電為主，尤其在單機(jī)產(chǎn)量上沒(méi)有突破，直到目前，仍沒(méi)有1kg/h以上的工頻臭氧發(fā)生器在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，這與我國(guó)目前對(duì)大型臭氧設(shè)備

3、的巨大需求甚不相符。國(guó)內(nèi)目前運(yùn)行的1kg/h以上大型臭氧設(shè)備，基本上依賴于進(jìn)口，如昆明、上海、常州、桐鄉(xiāng)等地自來(lái)水廠，采用的臭氧設(shè)備是瑞士OZONIA、德國(guó)VEDECO、法國(guó)TRILIGAZ等國(guó)外幾個(gè)知名廠家的設(shè)備，在性能和節(jié)能方面具有非常突出的優(yōu)勢(shì)，使國(guó)內(nèi)所生產(chǎn)的大型工頻臭氧設(shè)備比較起來(lái)相形見(jiàn)拙。國(guó)產(chǎn)大型工頻臭氧發(fā)生器所存在的問(wèn)題，經(jīng)分析如下：1.工頻放電，效率低、耗電大。國(guó)產(chǎn)工頻臭氧發(fā)生器的放電頻率為50Hz，僅靠升高電壓來(lái)提高臭氧產(chǎn)量，大部分電能轉(zhuǎn)化為熱能。每公斤臭氧的電耗能一般都在20kw以上，不少運(yùn)行的設(shè)備產(chǎn)生一公斤臭氧的功率都在25w-29kw，這與國(guó)家倡導(dǎo)節(jié)能政策和企業(yè)降低費(fèi)用顯

4、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(yīng)用領(lǐng)域，其濃度滿足不了生產(chǎn)應(yīng)用需求。氧氣源的臭氧濃度也只能在15-25mg/l之間，且常因玻璃介質(zhì)管內(nèi)涂有石墨，在使用氧氣過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)著火現(xiàn)象。工頻放電發(fā)熱較大，為冷卻玻璃介質(zhì)管、降低臭氧出氣溫度，氣體流量一般在80-140m3/h之間，為國(guó)外同類產(chǎn)品的3-4倍，使空氣壓縮機(jī)的能耗增加。 放電介質(zhì)易損壞，維護(hù)周期短。工頻臭氧發(fā)生器采用玻璃管作為放電介質(zhì)，以玻璃管內(nèi)涂石墨層作為高壓電極，石墨涂層在放電過(guò)程中遇熱造成粘接強(qiáng)度下降，易脫落；同時(shí)玻璃介質(zhì)管（擊穿電壓在16kv左右）在1

5、3kv左右（接近其擊穿電壓）的高壓下工作，易被擊穿。這樣，三圍涂層玻璃介質(zhì)管在工作兩個(gè)月后，便出現(xiàn)玻璃爆裂、高壓擊穿及石墨脫落等現(xiàn)象，需經(jīng)常進(jìn)行拆卸、更換。維修工作量大，降低了生產(chǎn)效率。4.產(chǎn)品規(guī)格小，設(shè)備體積大。玻璃介電體材料由于其耐擊穿強(qiáng)度、介質(zhì)常數(shù)（）、介質(zhì)損耗（tg）等性能的限制，臭氧產(chǎn)量、濃度都提高不大；其次，國(guó)內(nèi)缺乏對(duì)臭氧專用大功率高壓變壓器的研制，限制了大型臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量；由于效率較低，則設(shè)備體積相對(duì)較大。因此國(guó)產(chǎn)工頻臭氧發(fā)生器的臭氧產(chǎn)量多為1kg/h，使某些領(lǐng)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極大困難和不便。5.自動(dòng)化程度低。設(shè)備的控制、檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、保護(hù)水

6、平低下。二、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求前景廣闊隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的調(diào)整發(fā)展，環(huán)保意識(shí)的增加和人們對(duì)臭氧認(rèn)識(shí)水平的提高，不同行業(yè)對(duì)工業(yè)用大型臭氧發(fā)生器的需求將逐步增加。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)所面臨的問(wèn)題不是工業(yè)用大型臭氧發(fā)生器有沒(méi)有市場(chǎng)，而是有沒(méi)有能力生產(chǎn)更大規(guī)格臭氧設(shè)備，性能和技術(shù)指標(biāo)能不能滿足用戶的需要。以自來(lái)水行業(yè)為例，目前在國(guó)內(nèi)使用的進(jìn)口臭氧發(fā)生器單機(jī)產(chǎn)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(jī)產(chǎn)量都在30kg/h以上，這使我們國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)望塵莫及。由此可以看出，我國(guó)自來(lái)水行業(yè)不僅對(duì)臭氧的需求量大，而且應(yīng)用臭氧也僅僅是個(gè)開端，隨著國(guó)家對(duì)

7、自來(lái)水水質(zhì)的要求越來(lái)越嚴(yán)格和人們健康意識(shí)的逐步提高，先進(jìn)的臭氧+生活活性炭工藝必將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水處理工藝，不同規(guī)格的大型臭氧發(fā)生器都將面臨巨大的市場(chǎng)需求，希望各生產(chǎn)企業(yè)能加快科研的步伐，把握市場(chǎng)機(jī)遇。另外，國(guó)內(nèi)的污水處理、中水回用、香料合成及化工氧化等領(lǐng)域，對(duì)大型臭氧發(fā)生器的需求量也與時(shí)俱進(jìn)，一般規(guī)模在1-10kg/h，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)以次為臺(tái)階，在三兩年內(nèi)生產(chǎn)出更大產(chǎn)量的臭氧發(fā)生器（10-30kg/h），才能與進(jìn)口設(shè)備相抗衡。三、國(guó)產(chǎn)大型中頻臭氧發(fā)生器的研制取得可喜成果國(guó)外大型臭氧發(fā)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(guó)在過(guò)去的二十多年中一直沿襲著生產(chǎn)工頻臭氧發(fā)生器，因此各

8、種技術(shù)問(wèn)題，單機(jī)臭氧產(chǎn)量只能在1kg/h左右。近幾年，一些新興的臭氧生產(chǎn)企業(yè)加大了對(duì)中頻臭氧發(fā)生器的研究，并取得了突破性的進(jìn)展。相繼研制了大功率可控性中頻電源、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(chǎn)品，解決了生產(chǎn)大型中頻臭氧發(fā)生器的關(guān)鍵性技術(shù)難題。2001年底，空氣源1kg/h中頻臭氧發(fā)生器調(diào)試成功，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求；2002年11月，兩臺(tái)空氣源3kg/h中頻臭氧發(fā)生器在杭州香料香精有限公司調(diào)試成功并投入使用，現(xiàn)已穩(wěn)定運(yùn)行一年多的時(shí)間；2003年6月，氧氣源6kg/h中頻臭氧發(fā)生器也已調(diào)試成功，臭氧濃度可達(dá)6%-8%。2004年2月，研制的10kg/h臭氧系統(tǒng)采用液

9、氧為氣源，電源采用數(shù)字控制技術(shù)，為適應(yīng)自來(lái)水的需要，設(shè)計(jì)臭氧濃度為5-10%，運(yùn)行壓力為0.05-0.15Mpa。經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的廠內(nèi)運(yùn)行試驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了該設(shè)備臭氧產(chǎn)量、濃度、可靠性、穩(wěn)定性的有效性，運(yùn)行參數(shù)達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。它的成功研制，將大大提高了我國(guó)現(xiàn)有臭氧技術(shù)產(chǎn)品制造水平，是替代進(jìn)口設(shè)備的理想產(chǎn)品。行業(yè)內(nèi)有關(guān)資深專家進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)考察及檢測(cè)，予以了高度評(píng)價(jià)，并對(duì)國(guó)內(nèi)能生產(chǎn)大型中頻臭氧發(fā)生器而感到由衷的欣慰。四、國(guó)產(chǎn)大型臭氧發(fā)生器的發(fā)展方向筆者認(rèn)為，國(guó)內(nèi)從事臭氧設(shè)備制造的企業(yè)，面對(duì)目前我國(guó)臭氧發(fā)生器的現(xiàn)狀，在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，應(yīng)清楚地認(rèn)識(shí)到我國(guó)工業(yè)用大型臭氧發(fā)生器的發(fā)展方向。

10、1、工頻設(shè)備向中頻設(shè)備過(guò)度工頻臭氧發(fā)生器因諸多弊端，已越來(lái)越不適應(yīng)市場(chǎng)的需要，生產(chǎn)企業(yè)如不能盡快進(jìn)行技術(shù)革新和產(chǎn)品改進(jìn)，必將遭受市場(chǎng)的淘汰。國(guó)內(nèi)致力于生產(chǎn)中頻臭氧發(fā)生器的企業(yè)，應(yīng)盡快從技術(shù)、規(guī)模上完善和壯大起來(lái)，提高與進(jìn)口產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。2、單機(jī)產(chǎn)量越來(lái)越大1kg/h的單機(jī)臭氧產(chǎn)量在日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求下已顯得微不足道，根據(jù)近幾年國(guó)內(nèi)自來(lái)水行業(yè)對(duì)臭氧發(fā)生器的需要情況來(lái)看，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)想要占一席之地，必須有能力生產(chǎn)氧氣源達(dá)到10-30kg/h的臭氧發(fā)生器。3、臭氧濃度需要有待于提高目前國(guó)內(nèi)大型設(shè)備的濃度普遍較低，為滿足不同領(lǐng)域?qū)Τ粞鯘舛鹊奶厥庑枰?，臭氧濃度有待于進(jìn)一步提高。建議氧氣源大型臭氧設(shè)備，穩(wěn)

11、定運(yùn)行時(shí)能達(dá)到80mg/L以上。4、高效、節(jié)能隨著工業(yè)的高速發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，效率與節(jié)能將成為用戶選擇設(shè)備的重要指標(biāo)。5、設(shè)備動(dòng)化、智能化控制、檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、保護(hù)等自動(dòng)化水平需要進(jìn)一步提高。五點(diǎn)建議：1、轉(zhuǎn)變觀念：在過(guò)去幾十年中，我國(guó)的臭氧技術(shù)一直在比較封閉的環(huán)境下和自我摸索中發(fā)展，技術(shù)上相對(duì)保守，形成的思路難以改變。但面對(duì)國(guó)外臭氧發(fā)生器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，固有的觀念必須改變，應(yīng)從使用新材料、采用新工藝、學(xué)習(xí)新技術(shù)等多方面入手，并引起年輕的、高學(xué)歷的人才加入到臭氧行業(yè)當(dāng)中，從原有的手工坊設(shè)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(chǔ)性工作大型臭氧發(fā)生器本身是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從氣源處理到臭氧產(chǎn)生，牽連到眾多領(lǐng)域和學(xué)科，而不是簡(jiǎn)單的高壓放電就是臭氧發(fā)生器。所以說(shuō)，科研機(jī)構(gòu)及生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加大科研的投入，對(duì)臭氧產(chǎn)生櫓，介質(zhì)材料及特性與電壓、頻率及放電氣隙的匹配，驅(qū)動(dòng)電源、高壓變壓器結(jié)構(gòu)與特性，氣源處理及水冷卻等等進(jìn)行多方面扎實(shí)而系統(tǒng)的研究，才能把設(shè)備做好做精，切記淺嘗輒止、自欺欺人，把不成熟的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。3、行業(yè)自律目前我國(guó)臭氧行業(yè)還沒(méi)有完善的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定，真正致力于臭氧設(shè)備的單位和設(shè)備制造的企業(yè)，應(yīng)本著科學(xué)、務(wù)實(shí)的宗旨面對(duì)市場(chǎng)與經(jīng)營(yíng)。目前有些企業(yè)虛報(bào)產(chǎn)量、夸大效果、炒作概念，追求短期的效應(yīng)，承接與企業(yè)的技術(shù)和生產(chǎn)能力