1樓：劍佑
摘要： 國外大型臭氧發生器應用於工業生產當中已有上百年曆史，單機臭氧產量目前已有300kg/h、460kg/h的超大型臭氧發生器的出現，廣泛應用於水處理、化工氧化、包裝、造紙等行業，在國民經濟的諸多領域發揮著舉足輕重的作用。
關鍵字： 國產工業 大型臭氧發生器
前言國外大型臭氧發生器應用於工業生產當中已有上百年曆史，單機臭氧產量目前已有30kg/h、460kg/h的超大型臭氧發生器的出現，廣泛應用於水處理、化工氧化、包裝、造紙等行業，在國民經濟的諸多領域發揮著舉足輕重的作用。
在上百年的發展中，技術水平不斷進步，在臭氧產生機理、發生器材料、結構、系統、驅動電源、氣源處理技術、檢測，以及不同領域臭氧的應用等方面都建立了完善的理論與規範。
一、國產大型臭氧發生器的歷史與現狀
我國臭氧技術起步較晚，上世紀七十年代中期才開始進行研究及開發應用，並在八十年代能生產出單機產量為1kg/h的工頻臭氧發生器。雖然當時的條件比較艱苦，工業基礎也相對落後，但這是我國在研製大型臭氧裝置方面發展比較快的一個歷史時期。
在其後的十多年中，隨著我國在瓶裝水及桶裝水生產中強制使用臭氧消毒政策的出臺，以及一些家用臭氧空氣消毒產品的推廣應用，對整個臭氧行業的發展起到了巨大的推動作用，一些生產臭氧發生器及相關產品的企業如雨後春筍般的出現，中小型臭氧發生器及空氣消毒產品在技術和效能上也日趨完善。儘管這段時期臭氧及應用被越來越多的人所認識和了解，應用領域不斷拓展，但是，國產大型臭氧發生器在技術上卻沒有明顯的進步，還是以工頻放電為主，尤其在單機產量上沒有突破，直至目前，仍沒有1kg/h以上的工頻臭氧發生器在實際執行當中，這與我國工業目前對大型臭氧裝置的巨大需求甚不相符。
國內目前執行的1kg/h以上大型臭氧裝置，基本上依賴於進口，如昆明、上海、常州、桐鄉等地自來水廠，採用的臭氧裝置是瑞士ozonia、德國vedeco、法國triligaz等國外幾個知名廠家的裝置，在效能和節能方面具有非常突出的優勢，使國內所生產的大型工頻臭氧裝置比較起來相形見拙。
國產大型工頻臭氧發生器所存在的問題，經分析如下：
1.工頻放電，效率低、耗電大。
國產工頻臭氧發生器的放電頻率為50hz，僅靠升高電壓來提高臭氧產量，大部分電能轉化為熱能。每公斤臭氧的電耗一般都在20kw以上，不少執行的裝置產生一公斤臭氧的功率在25kw－29kw，這與國家倡導節能政策和企業降低費用顯得格格不入。
2.臭氧濃度低、氣體流量大。
大型工頻臭氧發生器的臭氧濃度較低，一般為8-12mg/l（空氣源），這樣在某些應用領域，其濃度滿足不了生產應用的需求。氧氣源的臭氧濃度也只能在15-25mg/l之間，且常因玻璃介質管內塗有石墨，在使用氧氣源過程中會出現著火現象。工頻放電發熱較大，為冷卻玻璃介質管、降低臭氧出氣溫度，氣體流量一般在80-140m3/h之間，為國外同類產品的3-4倍，使空氣壓縮機的能耗增加。
3.放電介質易損壞，維護週期短。
工頻臭氧發生器採用玻璃管作為放電介質，以玻璃管內塗石墨層作為高壓電極，石墨塗層在放電過程中遇熱造成粘接強度下降，易脫落；同時玻璃介質管（擊穿電壓在16kv左右）在13kv左右（接近其擊穿電壓）的高壓下工作，易被擊穿。這樣，石墨塗層玻璃介質管在工作兩個月後，便出現玻璃管爆裂、高壓擊穿及石墨脫落等現象，需經常進行拆卸、更換。維修工作量大，降低了生產效率。
4.產品規格小，裝置體積大。
玻璃介電體材料由於其耐擊穿強度、介質常數（ε）、介質損耗（tgδ）等效能的限制，臭氧產量、濃度都提高不大；其次，國內缺乏對臭氧專用大功率高壓變壓器的研製，限制了大型臭氧發生器的產量；由於效率較低，則裝置體積相對較大。因此國產工頻臭氧發生器的臭氧產量多為1kg/h，使某些領域需要幾十公斤甚至上百公斤臭氧的企業在選擇和使用上面臨極大困難和不便。
5.自動化程度低。
裝置的控制、檢測、監測、保護水平低下。
二、國內市場需求前景廣闊
隨著我國經濟的高速發展、環保意識的增強和人們對臭氧認識水平的提高，不同行業對工業用大型臭氧發生器的需求將逐步增加。
目前國內企業所面臨的問題不是工業用大型臭氧發生器有沒有市場，而是有沒有能力生產更大規格臭氧裝置，效能和技術指標能不能滿足使用者的需要。以自來水行業為例，目前在國內使用的進口臭氧放生器單機產量都在10kg/h以上，正在籌建之中的廣州南州水廠、深圳畢架山水廠，臭氧的需求量分別為140kg/h和90kg/h，要求單機產量都在30kg/h以上，這使我們國內的生產企業望塵莫及。由此可以看出，我國自來水行業不僅對臭氧的需求量的大，而且應用臭氧也僅僅是個開端，隨著國家對自來水水質的要求越來越嚴格和人們健康意識的逐步提高，先進的臭氧＋生物活性炭工藝必將代替傳統的水處理工藝，不同規格的大型臭氧放生器都將面臨巨大的市場需求，希望各生產企業能加快科研的步伐，把握住市場機遇。
另外，國內的汙水處理、中水回用、香料合成及化工氧化等領域，對大型臭氧放生器的需求量也與日俱增，一般規格在1-10kg/h，國內生產企業應以次為臺階，在三兩年內生產出更大產量的臭氧放生器（10-30kg/h），才能與進口裝置相抗衡。
三、國產大型中頻臭氧放生器的研製取得可喜成果
國外大型臭氧放生器的放電頻率一般採用中頻，臭氧產量大，濃度高，耗電省，而我國在過去的二十多年中一直沿襲生產工頻臭氧放生器，因為各種技術問題，單機臭氧產量只能在1kg/h左右。近幾年，一些新興的臭氧生產企業加大了對中頻臭氧放生器的研究，並取得了突破性進展。由青島市臭氧應用工程技術研究中心與青島國林臭氧應用研究所、青島國林實業有限責任公司聯合開發，汲取了國內外先進的技術和經驗，成功研製了大功率可控矽中頻電源、中頻高壓變壓器、可連線式搪瓷塗層高壓電極及高壓熔斷器等一系列產品，解決了生產大型中頻臭氧放生器的關鍵性技術難題。
2023年底，空氣源1kg/h中頻臭氧放生器除錯成功，各項指標達到設計要求；2023年11月，兩臺空氣源3kg/h中頻臭氧放生器在杭州香料香精****除錯成功並投入使用，現已穩定執行一年多的時間；2023年6月，氧氣源6kg/h中頻臭氧放生器也已除錯成功，臭氧濃度可達6%－8%。 2023年2月，研製的10kg/h臭氧系統採用液氧為氣源，電源採用數字控制技術，為適應自來水的需要，設計臭氧濃度為5-10%，執行壓力為0.05-0.
15mpa。經過近三個月的廠內執行試驗，進一步驗證了該裝置臭氧產量、濃度、可靠性、穩定性的有效性，執行引數達到了預期的設計要求。它的成功研製，將大大提高我國現有臭氧技術產品製造水平，是替代進口裝置的理想產品。
行業內有關資深專家進行了現場考察及檢測，予以了高度評價，並對國內能生產大型中頻臭氧放生器而感到由衷的欣慰。
目前，我公司研製的自來水廠用20kg/h氧氣源臭氧發生器，已在建設部立項，正處於除錯執行階段，在本文的撰寫過程中，執行資料正在統計整理當中，相信很快會與大家公佈，並誠邀各位專家到我公司參觀指導。
四、國產大型臭氧放生器的發展方向
筆者認為，國內從事臭氧裝置製造的企業，面對目前我國臭氧放生器的現狀，在借鑑國外先進技術和經驗基礎上，應清楚地認識到我國工業用大型臭氧放生器的發展方向。
1.工頻裝置向中頻裝置過度
工頻臭氧發生器因諸多弊端，已越來越不適應市場的需要，生產企業如不能儘快進行技術革新和產品改進，必將遭受市場的淘汰。國內致力於生產中頻臭氧放生器的企業，應儘快從技術、規模上完善和壯大起來，提高與進口產品的競爭力。
2.單機產量越來越大
1kg/h的單機臭氧產量在日益增長的市場需求下已顯得微不足道，根據近幾年國內自來水行業的對臭氧放生器需求情況來看，國內生產企業要想佔有一席之地，必須有能力生產氧氣源達到10-30kg/h的臭氧放生器。
3.臭氧濃度需有待於提高
目前國內大型裝置的濃度普遍較低，為滿足不同領域對臭氧濃度的特殊需要，臭氧濃度有待於進一步提高。建議氧氣源大型臭氧裝置，穩定執行時能達到80mg／l以上。
4.高效、節能
隨著工業的高速發展和市場競爭的不斷加劇，效率與節能將成為使用者選擇裝置的重要指標。
5.裝置自動化、智慧化
控制、檢測、監測、保護等自動化水平需進一步提高。
五、幾點建議：
1.轉變觀念
在過去幾十年中，我國的臭氧技術一直在比較封閉的環境下和自我摸索中發展，技術上相對保守，形成的思路難以改變。但面對國內外臭氧放生器的現狀和發展趨勢，固有的觀念必須改變，應從使用新材料、採用新工藝、學習新技術等多方面入手，並引進年輕的、高學歷的人才加入到臭氧行業當中，從原有的手工作坊裝置向現代化工業裝備方向發展。
2.加大科研力度、作好基礎性工作
大型臭氧放生器本身就是一個複雜的系統工程，從氣源處理到臭氧產生，牽連到眾多的領域和學科，而不是簡單的高壓放電就是臭氧發生器。所以說，科研機構及生產企業應加大科研的投入，對臭氧產生機理，介質材料及特性與電壓、頻率及放電氣隙的匹配，驅動電源、高壓變壓器結構與特性，氣源處理及水冷卻等等進行多方面紮實而系統的研究，才能把裝置做好做精，切記淺嘗則止、自欺欺人，把不成熟的產品推向到市場。
3.行業自律
目前我國臭氧行業還沒有完善的標準及規定，真正致力於臭氧研究的單位和裝置製造的企業，應本著科學、務實的宗旨面對市場與經營。目前有些企業虛報產量、誇大效果、炒做概念、追求短期效應，承接與企業的技術和生產能力不相符的大型裝置，不但會使自己企業蒙受巨大損失，而且也把整個臭氧界給搞「臭」了。
4.交流與合作
臭氧裝置的生產企業和研究機構，不但要學習國外的先進經驗與技術，而且要與國內企業和研究機構之間，進行多方面、多種方式的交流與合作，取長補短、共同發展。切記自我封閉，抱著自認為先進的技術孤芳自賞。「一枝獨秀不是春，萬紫千紅春滿園」，只有中國臭氧技術水平整體提高了，我們的臭氧產業才能真正的興起！
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