[发明专利]产生臭氧的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种产生臭氧的方法及装置。

背景技术

臭氧是由一个氧分子与一个氧原子结合组成，是氧气的同素异形体。与氧气相比，臭氧比重大。有色、有味，臭氧在常温下呈淡蓝色，具有草腥味，雷电过后，时可闻到其气味。标准状态下，臭氧的密度为2.144g/l，而空气的密度为1.293g/l。臭氧在水中的溶解度大约是氧的10-15倍，在水中的稳定性较差。臭氧易分解，臭氧的半衰期为22～25分钟，一个小时的衰退率为61％，在1％的臭氧水溶液中半衰期约为16分钟，且温度越高，湿度越大，半衰期越短。由于臭氧是由氧分子携带一个氧原子组成，决定了它只是一种暂存形态，携带的氧原子除氧化用掉外，剩余的又组合为氧气进入稳定状态。所以臭氧没有二次污染产生，这是应用臭氧进行消毒、除味、杀灭有害微生物等作业的最大优点。现有的臭氧发生器通常是利用高压放电产生臭氧，其中包括利用沿面放电陶瓷片制成的臭氧发生器，但这类臭氧发生器普遍存在着如下几个问题：

1、陶瓷片在使用过程中，由于高频高压放电，即使放电电极使用的是钨烧结体，也难免会造成电极材料的氧化和迁移，由此导致放电电极变细变短，进而导致臭氧产率下降。

2、陶瓷片工作时，随着温度升高，臭氧产率会迅速下降，氮氧化物急剧增加。由于陶瓷片放电时通过的电流密度较高，导致温升较快，使臭氧产率迅速下降。另外，在用空气作为气源的情况下，随着陶瓷片工作温度的升高，所产气体中的氮氧化物含量也会随之增高，如果不加处理地排放出去，就会对环境造成严重的污染。

3、供气源对臭氧产率的影响。气源是指产生臭氧气的原料，气源状态会直接影响陶瓷片臭氧产率的大小。从气源成分来讲，含氧气量越多，产生臭氧就越多，所以采用纯氧气作为气源是最想的。当用空气气源时，由于空气中含氧气量只有20％，而且自然空气受气候因素影响很大，当环境温度过高或过低时，以及湿度较大时，都会影响陶瓷片的放电，使臭氧产率急剧下降，故使用空气源时，需要采取过滤、干冷冻等措施，由此导致生产成本急剧增加。

4、能够应用于水处理的臭氧，要求气源的产量大，其中的臭氧浓度也要较高，这就要求臭氧发生器产生能够每小时生产几千克到几十千克以上的臭氧，并且臭氧浓度要高，而现有的臭氧发生器，由于其工作原理界定了其仅仅是在放电电极表面附近产生臭氧，导致其每小时仅可产生几十克到上百克的臭氧，并且耗电巨大，对电能的有效利用率极低，导致生产出的臭氧的单位成本非常高，远远不能满足大型水处理厂和大型垃圾处理厂的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种臭氧生产效率高，适应性强，电能消耗低，所生产的臭氧浓度高，单位成本低，能够满足大型水处理厂和大型垃圾处理厂臭氧的需要的产生臭氧的方法及装置。

本发明的产生臭氧的方法，其包括如下步骤：

a、准备碱金属氧化物或强碱，将碱金属氧化物或强碱置于容器中；

b、通过容器上的进气口向容器中输入氧气或含有氧气的气体，让氧气或含有氧气的气体流动通过容器内碱金属氧化物或强碱的表面，使氧气或含有氧气的气体在与碱金属氧化物或强碱的摩擦接触过程中得到电子并带有负电荷，碱金属氧化物或强碱则失去电子带有负正电荷；

c、随着氧气或含有氧气的气体在与碱金属氧化物或强碱的接触过程中得到的电子不断增加，以及碱金属氧化物或强碱失去的电子不断增加，二者之间的电压会不断升高，使氧气或含有氧气的气体与碱金属氧化物或强碱之间出现静电放电，静电放电产生的电子射线会将氧气或含有氧气的气体中的部分氧气分子分解成氧原子，作用到碱金属氧化物或强碱上的电子射线还会让碱金属氧化物或强碱中的氧原子从碱金属氧化物或强碱上分解出来，这些游离的氧原子会与容器中的氧气分子结合生成臭氧，再将含有臭氧的气体通过容器的排气口输送出容器。

本发明的产生臭氧的方法，其中所述步骤a中的碱金属氧化物或强碱为颗粒状或块状，颗粒状或块状的碱金属氧化物或强碱沿水平方向呈层状分布设置在所述容器的中部，所述步骤b中容器内的氧气或含有氧气的气体自上而下流动穿过碱金属氧化物层或强碱层，再通过管路被输送回容器内的上部，再从容器内的上部向下流动穿过碱金属氧化物层或强碱层，如此循环往复，在容器内碱金属氧化物层或强碱层与氧气或含有氧气的气体之间构成一个摩擦起电、放电生成臭氧、再摩擦起电、再放电生成臭氧的循环，所述排气口位于所述容器的下部。