Файл: Кожинов В.Ф. Озонирование воды.pdf

также имеет плоские электроды, но отличается от рассмотрен­ ного ранее аппарата следующими особенностями:

впуска 3 и выпуска 4 охлаждающей воды;

Рис. 48. Разрядный элемент плоского озонатора

спродольной циркуляцией

2)разрядные элементы располагаются не вертикально в о щей камере, а каждый имеет свой собственный коробчатый ко­ жух.

Таким образом, озонатор собран из определенного числа установленных горизонтально коробчатых кожухов, составляю­ щих единый блок (рис. 49). Заземленный электрод и диэлектрик

имеют устройство, аналогичное принятому в плоском озонаторе ■с центральным коллектором, за исключением формы, которая, как указывалось, прямоугольная. Высоковольтные электроды, состоящие из пары очень тонких металлических пластин, уста­ навливают на одинаковом друг от друга расстоянии, которое можно изменять с помощью специального устройства. Зазем­ ленные электроды размещены так, что каждый из них является общим для двух соседних коробчатых кожухов.

Две металлические пластины, составляющие электрод вы­ сокого напряжения, расположены внутри коробчатого кожуха, имеющего форму параллелепипеда. Благодаря зазору, созда­

86

ваемому раздвижным устройством, два диэлектрика плотно прилегают к заземленным электродам.

Камеры тихого разряда сообщаются с пространством, за­ ключенным в коробчатом кожухе, только через один из своих открытых концов (см. рис. 48) для впуска сухого воздуха 2. Противоположный конец камеры служит для выпуска озониро­ ванного воздуха 1. В каждом коробчатом кожухе размещены две параллельные зоны тихого разряда,

На одной из продольных боковых стенок коробчатого кожу­ ха расположены патрубки (см. .рис. 49) для входа 1 и выхода 2 охлаждающей воды и для впуска сухого воздуха 3 и выпуска озоно-воздушной смеси 4. Все эти патрубки присоединены к кол­ лекторам, проложенным в специальных проемах, которые от­ деляют друг от друга блоки, объединяющие наборы из не­ скольких коробчатых кожухов. Электроток подается от повысительного трансформатора 5.

В табл. 23 приведены технические показатели плоского озо­ натора с продольной циркуляцией. Производительность его по озону на 1 м2 поверхности электродов составляет 96—409 г/ч-м2, т. е. на 50% больше, чем производительность трубчатых озона­ торов (ем. табл. 22). Конечно, при этом несколько-увеличивает- ся удельное потребление электроэнергии, но только на 5—7% по сравнению с удельным ее потреблением трубчатыми озона­ торами.

Если число коробчатых элементов плоского озонатора с про­ дольной циркуляцией ограничить 25, то производительность та­ кого блока при концентрации озона 20 г/м3 составит (60,3-25): :1000= 1,5 кг/ч. Следовательно, при четырех блоках можно до­ вести выработку озона до 6 кг/ч.

87

5.ПИТАНИЕ ОЗОНАТОРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

Козонатору подводится переменный ток, обычно однофаз­ ный, с частотой 50 гц. Использование тока более высокой час­ тоты позволяет при заданной мощности W снижать величину

жет быть превзойдено, поскольку соответствует «тепловому порогу», т. е. такому значению мощности, за пределами кото­ рого разрушение озона преобладает над его образованием. Это происходит вследствие быстрого нагрева разрядного про­ странства, несмотря на его эффективное охлаждение. В подоб­ ных условиях бесцельно увеличивать мощность W.

Ток, питающий озонатор, подается от трансформатора под напряжением от б тыс. в до 25 кв в зависимости от типа озо­ натора, рабочей мощности, используемой частоты и т. д. Транс­ форматор получает ток либо непосредственно от сети при час­ тоте 50 гц, либо от электрогенератора при частотах 150— 1000 гц. Если частота тока не более 500 гц, применяют генера­ тор переменного тока маховично'го типа или же статический преобразователь частоты. Генераторы переменного тока исполь­ зуются в течение более 30 лет, но им свойствен умеренный к. п. д., который снижает общий энергетический к. п. д. озона­ тора. Кроме того, стоимость таких генераторов высока. Поэто­ му, несмотря на экономические преимущества высоких частот для действия озонаторов, генераторы переменного тока вышли из употребления. Причина заключается и в том, что в настоя­ щее время достигнут значительный прогресс в создании высоко-

88

производительных озонаторов, работающих на токе с частотой

50гц.

По аналогичным причинам статические преобразователи ча­

стоты использовались весьма слабо. Кроме того, если в питаю­ щей сети имеется преобразователь частоты в виде альтерна­ тора, подключенного к повышающему трансформатору, то ра­ бочая устойчивость сомнительна из-за перенапряжений и резо­ нансных явлений. Осложнение вызывается и тем, что при вы­ соких частотах тока необходимо специальное устройство, точно регулирующее величину напряжения U. На это указывают наклоны линий, приведенных рис. 50 и близких к вертикали.

ности использования частот выше 50 гц только на малых уста­ новках.

Однако в настоящее время ведутся исследования, которые должны выявить преимущества действия озонатора на сред­ них частотах со снижением капитальных затрат при устройст­ ве крупных установок и сокращением затрат на их эксплуа­ тацию.

6. РАСЧЕТ ГЕНЕРАТОРА ОЗОНА

Советские ученые Н. И. Кобозев, С. С. Васильев и Е. Н. Еремин [50] доказали, что основным фактором, определяющим химическое действие электрического разряда, является отноше­

для получения необходимого объема озона.

Проф. Ю. В. Филиппов [51] на основе опытных данных ус­ тановил зависимости концентрации озона от величины отно­ шения UIV для озонатора с разрядными промежутками 1— 4,2 мм. Следует отметить, что е увеличением разрядного про­ межутка увеличивается поток энергии, отводимой через едини­ цу площади электродов, и одновременно устанавливается боль­ ший температурный' перепад между газом в разрядном проме­ жутке и охлаждающей водой. Это ведет к снижению концент­ рации озона, получаемого в озонаторах с большими разрядны­ ми промежутками. Этот вывод получен на основе эксперимен­ тальных исследований.

Таким образом, найдены ' аппроксимативные значения кон­ центрации озона при получении его из тщательно очищенного воздуха или кислорода для разных размеров разрядного про­ межутка в зависимости от фактора U/V.

Для расчета активной мощности разряда озонатора проф. Ю. В. Филиппов [50] предложил формулу

89

сти плоского конденсатора, их величины весьма невелики п выражаются в микрофарадах [52].

Для данных условий приняты: С э = 28,2 мф, или 28,2-10-6 ф, и Сп = = 0,4 мф, или 0,4-10-6ф.

Величина потенциала разряда через разрядный промежуток составляет около 2000 в на каждый линейный миллиметр промежутка [52]. В рас­ сматриваемом . озонаторе ширина разрядного промежутка составляет 3 мм,

следовательно

=74950 eras75 кет.

Для крупных озонирующих установок имеет важное значение соотно­ шение между мощностью озонатора и мощностью установки, которая пи­ тает озонатор током. Поэтому у озонаторов надо различать активную мощ­ ность U, выражаемую в кет, и так называемую «ажущуюся», или вольт-

называется емкостным коэффициентом мощности. Для озонатора Шуази-7500 этот коэффициент при полной и минимальной нагрузке равен соответственно

0,47 и 0,6.

диэлектрические трубки, заплавленные с одного конца и имеющие на внут­ ренней поверхности алюминиевые покрытия.

Стеклянные трубки рабочей длиной /=;1,05 м и общей длиной по й.ЗЙ м

размещены концентрично в 279 стальных . трубках, проходящих через весь корпус озонатора, с обоих его концов. Стальные трубки имеют внутренний диаметр ей =80 мм. Внешний диаметр стеклянных трубок d2 = 74 мм. Кон­ центричный зазор между трубками шириной 3 мм служит разрядным про­

межуткам.

Площадь поперечного сечения кольцевого разрядного промежутка будет

/ р= г/4( d f - 4 ) =0,785(0,082-0,0742) ^0,00072 м 2.

90