医疗、卫生、环保和节能、粮食仓储、净菜生产及保鲜、水处理、家电配套等产业化方面科技成果突出，产品的科技水平位居国内领先水平，是集科、工、贸于一体的专业化公司。久久公司下设上海久久净化技术研究所、哈尔滨久久臭氧技术研究所，现有十九个专业的臭氧研究室，有装备先进的气体分离实验室，有配置美国先进检测设备的臭氧检测室和理化实验室，有进行量化控制的臭氧发生器研究室和产品设计室，整机实验室。公司生产已具相当规模，现有上海、广州、江门、深圳、吉林五个大型生产基地，总占地面积四十五万平方米，建筑面积十二万平方米，现代化生产车间生产能力在国内同行业中位居前列。
3.3 项目市场环境分析
臭氧发生器及其系列产品可广泛应用于市政饮用水处理、污水处理、工业废水处理、烟气脱硝、精细化工氧化，食品加工，医疗卫生等领域，是国家“十二五”以及未来在饮用水安全、环境保护和节能减排等方面“转方式、调结构”的重点发展方向，也是我国面向环保工程应用并可替代进口的重大技术装备。因此其市场容量难以估量，保守估计国内臭氧行业近几年市场容量超10亿/每年。
总体来说我国大型臭氧产品技术相对比较落后，在产品设计技术指标上与国外存大较大的差距。一是单机容量小，我国目前最大的臭氧发生器为100kg/h—150kg/h,而国外臭氧发生器单机容量可达
300—450kg/h，臭氧发生器还不能完全适应市场需求。二是配套功率大，国外以氧为进气源的臭氧产生效率可达200g/kwh,国内臭氧发生装置远远低于此效率，运行费用高，增加了用户使用负担。三是自动化程度低，操作不方便。四是产品质量还存在不足，没有严格按国家相关标准进行检测，给用户带来了一定的影响。
3.4 国内外技术发展趋势
产生臭氧的主要方法：
（1）紫外照射法利用紫外线照射干燥的氧气, 使一部分氧分子被激活离解成氧原子, 进而形成臭氧。紫外照射法产生臭氧的缺点是能耗高、臭氧浓度低, 因此紫外照射法用于大量生产臭氧是不现实的。对只适合于少量低浓度要求的各种试验, 空气消毒、灭菌、除臭等。 此方法是利用光波中的紫外光使氧气分子O2分解并聚合成臭氧O3, 大气上空的臭氧层即是由此产生的。
波长入=1 8 5 n m的紫外光效率最高。此时, 光量子被O2吸收率最大。反应基本过程为: O2+ hr
O + O
O3+M
O2 + O + M
hr — 紫外光量子
M— 存在的任何惰性物质, 如反应器器壁、氮二氧化碳气体分子等。
使用1 8 5n m 紫外光产生臭氧的光效率130g / Kwh是比较高的。但
目前低压汞紫外灯的电一光能转换效率很低, 只为 % , 则紫外法产生臭氧的电耗高达600Kwh / 1kg O3 , 即O3效率1.5g /Kwh , 工业应用价值不大。
（2）电解法利用直流电源电解含氧电解质产生臭氧。八十年代以前, 电解液多为水内填加酸、盐类电解质, 电解面积比较小, 臭氧产量低, 运行费用高。经过人们对极板材料、电解液与电解机理、过程方面的大量研究, 电解法制臭氧技术有了很大的进步。近来发展的SPE( 固态聚合物电解质) 电极与金属氧化催化技术, 使电解纯净水得到14%以上的高浓度臭氧。电解法产生臭氧具有浓度较高、成份纯净、水中溶解度高的优势. 经过进一步改进, 设法降低成本和电耗后, 有可能与目前广泛使用的介质阻挡放电法相竞争。国内应用此技术典型企业为烟台森特膜电极技术有限公司。
（3）介质阻挡电晕法, 也称无声放电法( 简称DBD法) , 通过交变高压电场在气体中产生电晕, 电晕中的自由高能电子离解氧气分子, 经碰撞聚合为臭氧分子。介质阻挡放电法具有能耗相对较低、单机臭氧产量大, 气源可用干燥空气、氧气或含氧浓度较高的富氧气体等优点, 因此工业上合成臭氧大多采用此法。
实际工程应用中产生臭氧的DBD 型臭氧发生装置的系统组成框图如图3 所示, 主要由气源系统、电源系统、冷却系统和控制系统组成。
在DBD 臭氧发生装置中气源有空气源与氧气源之分, 图中绘出了空气源与氧气源时的气体的传输路径. 气源系统提供的气体是臭氧产生的原料, 气源系统的作用就是为产生臭氧提供干燥、洁净的空气或氧气气源。臭氧发生器对气源系统有一定的技术要求, 具体体现在一些技术指标上, 在此不做详细介绍。冷却系统是为臭氧发生器产生臭氧时的散热而设计, 对于大功率系统通常采用水冷, 冷却方式有低压电极单冷式和高、低压电极的双冷式, 单冷式常为直通式的, 双冷式采用循环式. 控制系统负责整个臭氧发生系统的控制功能, 如系统的起动顺序等, 通常采用PLC 实现。电源系统为臭氧发生器产生臭氧提供能量, 其性能的好坏直接影响到产生臭氧的效率, 即电能的利用效率, 这也正是近年来障碍臭氧技术发展的主要原因。因此研制性能优良的DBD 型臭氧发生器供电电源是整个臭氧发生系统的重点。
3.5 项目研究主要内容及关键技术
根据公司目前所处的领域，天明电子研发大功率臭氧发生器主要应用在污水处理及烟气治理等环保方面，因此研究的主要方向为： （1） 研究新型电极方式及介质材料提高臭氧产生浓度。臭氧浓度是臭氧产生技术中最重要的技术指标之一, 通常应用介质阻挡放电方法产生臭氧浓度在40g/ m3以下。臭氧技术研究人员正在努力提高臭氧浓度的研究, 近期有了重大进展, 可以把臭氧浓度提高到250g/ m3 当介质阻挡放电间隙的折合电场强度大于300Td 时, 可得到大于200g/ m3臭氧浓度。为了取得强电离放电电场, 只有采用窄放电间隙和高介电常数、高电阻率的薄电介质层方法,它可取得大于300Td 的强电场。应用高频化的强电离放电是现代产生高浓度臭氧的有效办法之一。
（2） 研究新型的供电方式提高臭氧产生效率。窄脉冲供电, 应用前沿陡峭的窄脉冲作为介质阻挡放电产生臭氧的供电电源。力图降低产生臭氧的能耗, 以便提高臭氧的产生效率。浙大实验室数据产生效率可达到400g/kwh远大于目前商用100—200g/kwh。
（3） 研究大功率高可靠性整机电源提高单机产量。研制适应高产量臭氧发生器用的性能优良的大功率供电电源, 提高臭氧发生系统的单机产量, 满足与适应大规模臭氧处理工艺的工业发展需要。
臭氧发生器可行性报告
