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净化设备 灭菌设备 净化工程 灭菌工程
发布时间:2017-06-07        浏览次数:242        返回列表

         臭氧是氧的同素异形体,在常温下,它是一种有特殊臭味的蓝色气体。臭氧主要存在于距地球表面20公里的同温层下部的臭氧层中。它吸收对人体有害的短波紫外线,防止其到达地球。
臭氧的性能
【中文名称】臭氧
【英文名称】Ozone
【结构或分子式】
O原子以sp2杂化轨道形成离域π键(三中心四电子体)。分子形状为V形。极性分子
【相对分子量或原子量】48.00
【密度】气体密度( 0℃,g/L)2.144;液体密度(-150℃,g/cm^3 )1.473
【熔点(℃)】(固)-251.4
【沸点(℃)】(液)-112.4
【性状】
气态臭氧厚层带蓝色,有刺激性腥臭气味,浓度高时与氯气气味相像;液态臭氧深蓝色,固态臭氧紫黑色。
【用途】
用于水的消毒和空气的臭氧化,在化学工业中用作强氧化剂。
【制备或来源】
主要的制臭氧技术有:电解法、核辐射法、紫外线、等离子体及电晕放电法等几种。应用比较广泛的是臭氧发生器放电氧化空气或纯氧气成臭氧,紫外线杀菌灯分解空气中的氧气形成臭氧。即应用高能量交互式电流作用空气中的氧气使氧气分子电离而成臭氧。
高锰酸盐和强酸反应可以生成臭氧(O3)。
分子式O
【各原子价态】 一个+2/3,两个-1/3
特别注意:因为臭氧特殊的π键,故臭氧转化为氧气是一个氧化还原反应,
2O==3O2转移电子数为4/3mol.
起源
英文臭氧(Ozone)一词源自希腊语ozon,意为“嗅”。
西班牙文名称为Ozono
臭氧具有等腰三角形结构,三个氧原子分别位于三角形的三个顶点,顶角为116.79度。
1840年德国C.F.舍拜恩在电解稀硫酸时,发现有一种特殊臭味的气体释出 ,因此将它命名为臭氧 。当大气层中的氧气发生光化学作用时,便产生了臭氧,因此,在离地面垂直高度15~25千米处形成臭氧层,它的浓度为0.2ppm。臭氧的气体明显地呈蓝色,液态呈暗蓝色,固态呈蓝黑色。它的分子结构呈三角形 。臭氧不稳定,在常温下慢慢分解 ,200℃时迅速分解 ,它比氧的氧化性更强,能将金属银氧化为过氧化银 ,将硫化铅氧化为硫酸铅,它还能氧化有机化合物,如靛蓝遇臭氧会脱色 。臭氧在水中的溶解度较氧大,0℃,一标准大气压时,一体积水可溶解0.494体积臭氧。臭氧能刺激粘液膜 ,它对人体有毒 ,长时间在含0.1ppm臭氧的空气中呼吸是不安全的。臭氧层能吸收大部分波长短的射线(如紫外线 ),起着保护人类和其他生物的作用,但氯气和氟化物促使臭氧分解为氧 ,破坏了臭氧保护层,成为人类关注的重要环境问题之一。通常都借助无声放电作用从氧气或空气制备臭氧,臭氧发生器即根据这一原理制造。利用臭氧和氧气沸点的差别,通过分级液化可得浓集的臭氧。臭氧是强力漂白剂,用于漂白面粉和纸浆,用臭氧消毒饮用水,水中只含氧,无特殊气味。它还用于污水处理。
臭氧极易分解,很不稳定。它不溶于液态氧,四氯化碳等。有很强的氧化性,在常温下可将银氧化成
氧化银,将硫化铅氧化成硫酸铅。臭氧可使许多有机色素脱色,侵蚀橡胶,很容易氧化有机不饱和化合物。臭氧在冰中极为稳定,其半衰期为2000年。
1785年,德国人在使用电机时,发现在电机放电时产生一种异味。1840年法国科学家克里斯蒂安·弗雷德日将它确定为臭氧。
在紫外线辐射下,通过电子放射或暴晒从双原子氧气可自然形成臭氧。工业上,用干燥的空气或氧气,采用5~25kv的交流电压进行无声放电制取。另外,在低温下电解稀硫酸,或将液体氧气加热都可制得臭氧。
臭氧可用于净化空气,漂白饮用水,杀菌,处理工业废物和作为漂白剂。
在夏季,由于工业和汽车废气的影响,尤其在大城市周围农林地区在地表臭氧会形成和聚集。地表臭氧对人体,尤其是对眼睛,呼吸道等有侵蚀和损害作用。地表臭氧也对农作物或森林有害。
物理性质

性质
数据
分子量
47.99828
沸点
-111.9℃
熔点
-193℃
临界温度
-5℃
临界压力
92.3atm
等张比容
75.7(90.2K)
生成热
-144KJ/mol
在水中的溶解度ml/100ml
49.4
常用臭氧数据
1.臭氧发生器的规格是按照臭氧产生的重量单位划分的。臭氧产量的单位是mg/h或g/h(毫克/小时、克/小时),即臭氧发生器工作1小时能够产生多少重量单位的臭氧。
2.臭氧在空气中的浓度单位是ppm或mg/m?;臭氧在水中的浓度单位是ppm或mg/L。换算方法:在空 气中时1ppm=2 .144mg/m?;在水中时,1ppm=1mg/L。
3.臭氧在大气中达到一定的浓度时就会造成环境污染。我国规定在居住环境,臭氧浓度超过0.16mg/m3时就构成空气污染;在作业场所,臭氧浓度超过0.2mg/m3时就构成污染。
1.臭氧浓度检测仪 来自德国安思罗斯公司基本原理
1.1检测原理
我们知道地球大气层上有一层臭氧层,科学家们已经发现臭氧层能吸收紫外线,研究表明臭氧仅对波长253.7nm的紫外线具有最大吸收系数,在此波长下紫外线通过臭氧会产生衰减,符合兰波特——比尔定律。该方法已被美国等国家作为臭氧标准分析方法。该臭氧检测仪就是采用紫外线吸收法的原理,用稳定的紫外灯光源产生紫外线,用光波过滤器过滤掉其它波长紫外光,只允许波长253.7nm通过。经过样品光电传感器,再经过臭氧吸收池后,到达采样光电传感器。通过样品光电传感器和采样光电传感器电信号比较,再经过数学模型的计算,就能得出臭氧浓度大小。
1.2臭氧浓度检测仪
浓度数学计算模型
臭氧浓度数学模型(如公式一)是根据Lambert and Beer定律推出的。
在这个臭氧浓度计算公式中,只要知道样品电流、采样电流和臭氧吸收池距离,那么我们就可以计算出臭氧浓度大小。由于,臭氧吸收池的距离的限制,最大臭氧浓度只能测到300 O3 g/m。
1.3电路原理的实现
基本电路由电源部分、紫外灯控制、紫外光线样品检测、紫外光线采样检测,对数放大器Log100、模拟输出及显示六大部分组成。
2.臭氧浓度检测仪
基本 结构
检测仪主要由低压紫外灯,光波过滤器、入射紫外光反射器、臭氧吸收池、样品光电传感器、采样光电传感器、输出显示、电路部件构成。(如图2)
3. 主要技术指标
3.1 可显示单位:O3 g/m ,mg/ m ;ppm
3.2 测量范围:0~10 O3 g/m , 0~100 O3 g/m , 0~200 O3 g/m
4.1 校准仪器校准
采用德国安思罗斯公司GM—PRO标准臭氧检测仪对已生产的臭氧检测仪进行分布选取10个测试点对比,误差范围控制在+1 %以内为合格。
结论
本文研制的臭氧浓度检测仪采用了紫外线吸收法,单点光源、双光路检测、体积小、精确度高、稳定性好、可以连续工作;其测量范围宽,最大测量范围300 O3 g/m。另外,该检测仪还具有0/4—20 mA模拟输出,可以与臭氧发生器,PID调节器组成臭氧闭环自动控制系统。