臭氧知识分析和总结.docx

臭氧知识：

一、臭氧的发现、产生原理及分类

（一）：臭氧的发现：

臭氧的称谓同它的独特气味最早记载于荷马（Homer)的长诗伊里亚德和奥德赛”（IliadandOdyssey)里，他注意了伴随雷电产生的这种气味，并把他的印象写了进去。1785年德国物理学家冯·马鲁姆（VanMarum)用他的大功率电机进行试验时发现，当空气流过一串电火花时，就产生一种特殊的气味。克鲁伊克仙克（Cruikshank)1801年观察到水电解过程中在阳极产生同样气味的气体。1840年荷兰的科学家舒贝因（Schonbein)向慕尼黑科学院提交的一份备忘录中宣告了臭氧的发现，他在电解和火花放电试验过程中曾闻到一种独特的气味，他还指出，在闪电过后亦可闻到同样的气味。舒贝因断定这是一种新物质产生的气味，他把它命名为“Ozone”(臭氧)，取自希腊字“Ozein”一词，意为“难闻”

（二）臭氧的产生原理

臭氧发生器工作原理按臭氧产生的方式划分，臭氧发生器主要有三种：高压放电式、紫外线照射式、电解式。

高压放电式发生器该类臭氧发生器是使用一定频率的高压电流制造高压电晕电场，使电场内或电场周围的氧分子发生电化学反应，从而制造臭氧。这种臭氧发生器具有技术成熟、工作稳定、使用寿命长、臭氧产量大（单机可达1Kg/h）等优点，所以是国内外相关行业使用最广泛的臭氧发生器。在高压放电式臭氧发生器中又分为以下几种类型：

（三）分类

1、按发生器的高压电频率划分，有工频（50-60Hz）、中频（400-1000Hz）和高频（1000Hz）三种。工频发生器由于体积大、功耗高等缺点，已基本退出市场。中、高频发生器具有体积小、功耗低、臭氧产量大等优点，是现在最常用的产品。

2、按使用的气体原料划分，有氧气型和空气型两种。氧气型通常是由氧气瓶或制氧机供应氧气。空气型通常是使用洁净干燥的压缩空气作为原料。由于臭氧是靠氧气来产生的，而空气中氧气的含量只有21%，所以空气型发生器产生的臭氧浓度相对较低，而瓶装或制氧机的氧气纯度都在90%以上，所以氧气型发生器的臭氧浓度较高。

3、按冷却方式划分，有水冷型和风冷型。臭氧发生器工作时会产生大量的热能，需要冷却，否则臭氧会因高温而边产生边分解。水冷型发生器冷却效果好，工作稳定，臭氧无衰减，并能长时间连续工作，但结构复杂，成本稍高。风冷型冷却效果不够理想，臭氧衰减明显。总体性能稳定的高性能臭氧发生器通常都是水冷式的。风冷一般只用于臭氧产量较小的中低档臭氧发生器。在选用发生器时，应尽量选用水冷型的。

4、按介电材料划分，常见的有石英管（玻璃的一种）、陶瓷板、陶瓷管、玻璃管和搪瓷管等几种类型。使用各类介电材料制造的臭氧发生器市场上均有销售，其性能各有

不同，玻璃介电体成本低性能稳是人工制造臭氧使用最早的材料之一，但机械强度差。陶瓷和玻璃类似但陶瓷不宜加工特别在大型臭氧机中使用受到限制。搪瓷是一种新型介电材料，介质和电极于一体机械强度高、可精密加工精度较高，在大中型臭氧发生器中广泛使用，但制造成本较高。

5、按臭氧发生器结构划分，有间隙放电式（DBD）和开放式两种。间隙放电式的结构特点是臭氧在内外电极区间的间隙内产生臭氧，臭氧能够集中收集输出使用其浓度较高，如用于水处理。开放式发生器的电极是裸露在空气中的，所产生的臭氧直接扩散到空气中，因臭氧浓度较低通常只用于较小空间的空气灭菌或某些小型物品表面消毒。间隙放电式发生器可代替开放式发生器使用。但间隙放电式臭氧发生器成本远高于开放式。

二、臭氧的理化性质：

（一）物理性质，

臭氧是一种具有刺激性特殊气味的不稳定气体，分子结构如图所示。它可在地球同温层内光化学合成，但是在地平面上仅以极低浓度存在。

共振杂化分子的四种典型形

一种简化的分子轨道图

一般物理性质

在常温下，臭氧为蓝色气体，不过在常温下，蓝色并不明显，除非是相当厚的气体。臭氧的主要物理性质列于表1-1,液体密度和蒸汽压列于表1-2。

表4.1纯臭氧的物理性质

熔点（760mmHg）/℃

沸点（760mmHg）/℃

-192.5±气体密度（0℃）/(g/L) 2.144

0.4

-111.9±蒸发热（-112℃）/(J/L) 316.8

0.3

临界温度/℃ -12.1 临界密度/(g/ml) 0.437

临界压力/atm 54.6

固态臭氧密度（77.4K）

/(g/cm3)

1.728

临界体积（cm3/mol） 111

液态热容（90～105K）0.425+0.0014×

/(cal/k) （T-9）

液态臭氧的粘滞度77.6K(Pa·s)

90.2K(Pa·s)

表面张力（cyn/cm）①77.2K

90.2