[发明专利]大型板式臭氧发生装置

说明书

技术领域

本发明属于臭氧发生器技术领域，涉及大型化板式臭氧发生装置。

背景技术

随着经济发展，人类对水的污染越来越严重。人类同时面临如何对其产生的污染妥善处理的问题。大部分有机污染物可以通过微生物降解的方法除去，但是一些污染物难以被微生物降解，可以通过臭氧将这些难降解污染物氧化成易降解污染物，再利用微生物降解。当然臭氧本身是有机物污染物的无害化，污水脱色的有效手段。

臭氧一般需要就地产生，因此臭氧发生器技术的发展将对人类未来污水处理技术的提高起到至关重要的作用。臭氧在水和气体的消毒、脱色和除味等方面应用广泛。

目前国际市场上臭氧发射器以管式为主。管式臭氧发生器技术较为成熟，难以有突破性进步。相对而言，板式臭氧发射器在更低的电压，更高的臭氧浓度，更小的占地空间等方面均有可能显著超越管式臭氧发生器。

美国专利2345798(1944)揭示了板式臭氧发射器技术的基本构造，包括一密封外壳和多个包含在该外壳内的臭氧发生单元。每个臭氧发生单元包括一对高压极，一对介电板，一对铝质或其他导电金属地电极和一对臭氧收集盒体。金属线网高压电极与电介板铸成一体；介电板是玻璃或其他介电材料，在介电板与地电极板之间有多个间隔条，这些间隔条形成了在介电板与地电极板之间的条状臭氧生成空间。地电极板是长方形铝或其他合适的导电金属板。美国专利3081215(1963)指出介电板材料可以是玻璃、云母或陶瓷。美国专利4892713(1990)指出类似的间隔条由介电材料制成。这些已知技术奠定了板式臭氧发生单元的结构基础。

中国专利(2005100445491)揭示了一种组合板式高频大型臭氧发生器，由数个臭氧发生小单元并联而成。该组合式臭氧发生器每个臭氧发生小单元均设有对外独立连接的两个冷却水进口、两个冷却水出口、进气口和出气口。虽然可以通过多达15个臭氧发生小单元组合形成约每小时1.5公斤的臭氧产量，但是多达90个对外管路连接影响了其实用性。

中国专利(2005100445491)揭示的该臭氧发生小单元包括一弹性板，在该弹性板两侧对称分布一铝合金双层复合高压电极、6片导热垫片(即间隔条)、一个紧贴地电极的陶瓷片介电体、一个地电级；另外还包括在两个在地电极板板面平行方向两个侧面分别设置的端部密封件，在另外两个地电极板板面平行方向的两个侧面分别设置的一个进气盒和一个出气盒等。该臭氧发生小单元内部气体密封效果较差，高压电极结构不合理，高压电极边缘与端部密封件、进气盒和一个出气盒之间有漏电风险，条形进气盒和出气盒与地电极板和端部密封件之间密封困难等等问题。另外该臭氧发生小单元臭氧产量每小时只有0.1公斤左右，切需要接通6个外部连接管道，难以实现大型化。

中国专利(2005100445491)揭示的地电极是有一块铝合金板经复杂的机械加工而成。其中地电极板内部冷却水通道是复杂的机械加工和加工工艺口封堵完成，存在制造成本高，不宜制成更大面积的地电极板，地电极板较厚致使臭氧发射器体积过大，进气盒和出气盒与地电极板之间密封困难等问题。

中国专利申请(2013100039952，2013100979135，2013100979968)试图对以上技术方案进行改良，特别提出了在地电极板上设一体化的凸条和凹槽代替传统技术方案中设间隔条的技术方案。但是由于该凸条有良好的导电性，如果高压电极距离该凸条较近则有可能发生高压电极与该凸条之间的放电，从而会降低臭氧发生器的电效率；如果高压电极距离该凸条较远则有可能发生凸条边缘气体不电离问题，也会降低臭氧发生器的电效率。

中国专利申请(20141042343)揭示了一种组合式板式臭氧发生器，将多个臭氧发生单元组合到一起，大大减少了臭氧发生器对外接口。其中臭氧发生单元为非对称结构，包括一地电极板、一介电板和一弹性体一体化高压极板，介质板位于电离室地级板测；其中地电极板和高压电极板均双面参与电离反应，高压电极热量较难释放；其中电离室一面是介电板，三面是组成一体化高压极板的弹性体，电离气体和臭氧对这种弹性体材料有腐蚀和破坏的风险。