專利名稱：產(chǎn)生臭氧的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生臭氧的方法及裝置。
背景技術(shù)：
臭氧是由一個氧分子與一個氧原子結(jié)合組成，是氧氣的同素異形體。與氧氣相比，臭氧比重大。有色、有味，臭氧在常溫下呈淡藍色，具有草腥味，雷電過后，時可聞到其氣味。標準狀態(tài)下，臭氧的密度為2. 144g/l，而空氣的密度為1. 293g/l。臭氧在水中的溶解度大約是氧的10-15倍，在水中的穩(wěn)定性較差。臭氧易分解，臭氧的半衰期為22 25分鐘， 一個小時的衰退率為61%，在1%的臭氧水溶液中半衰期約為16分鐘，且溫度越高，濕度越大，半衰期越短。由于臭氧是由氧分子攜帶一個氧原子組成，決定了它只是一種暫存形態(tài)，攜帶的氧原子除氧化用掉外，剩余的又組合為氧氣進入穩(wěn)定狀態(tài)。所以臭氧沒有二次污染產(chǎn)生，這是應用臭氧進行消毒、除味、殺滅有害微生物等作業(yè)的最大優(yōu)點。現(xiàn)有的臭氧發(fā)生器通常是利用高壓放電產(chǎn)生臭氧，其中包括利用沿面放電陶瓷片制成的臭氧發(fā)生器，但這類臭氧發(fā)生器普遍存在著如下幾個問題 1、陶瓷片在使用過程中，由于高頻高壓放電，即使放電電極使用的是鎢燒結(jié)體，也難免會造成電極材料的氧化和遷移，由此導致放電電極變細變短，進而導致臭氧產(chǎn)率下降。
2、陶瓷片工作時，隨著溫度升高，臭氧產(chǎn)率會迅速下降，氮氧化物急劇增加。由于陶瓷片放電時通過的電流密度較高，導致溫升較快，使臭氧產(chǎn)率迅速下降。另外，在用空氣作為氣源的情況下，隨著陶瓷片工作溫度的升高，所產(chǎn)氣體中的氮氧化物含量也會隨之增高，如果不加處理地排放出去，就會對環(huán)境造成嚴重的污染。 3、供氣源對臭氧產(chǎn)率的影響。氣源是指產(chǎn)生臭氧氣的原料，氣源狀態(tài)會直接影響陶瓷片臭氧產(chǎn)率的大小。從氣源成分來講，含氧氣量越多，產(chǎn)生臭氧就越多，所以采用純氧氣作為氣源是最想的。當用空氣氣源時，由于空氣中含氧氣量只有20%，而且自然空氣受氣候因素影響很大，當環(huán)境溫度過高或過低時，以及濕度較大時，都會影響陶瓷片的放電，使臭氧產(chǎn)率急劇下降，故使用空氣源時，需要采取過濾、干冷凍等措施，由此導致生產(chǎn)成本急劇增加。 4、能夠應用于水處理的臭氧，要求氣源的產(chǎn)量大，其中的臭氧濃度也要較高，這就要求臭氧發(fā)生器產(chǎn)生能夠每小時生產(chǎn)幾千克到幾十千克以上的臭氧，并且臭氧濃度要高，而現(xiàn)有的臭氧發(fā)生器，由于其工作原理界定了其僅僅是在放電電極表面附近產(chǎn)生臭氧，導致其每小時僅可產(chǎn)生幾十克到上百克的臭氧，并且耗電巨大，對電能的有效利用率極低，導致生產(chǎn)出的臭氧的單位成本非常高，遠遠不能滿足大型水處理廠和大型垃圾處理廠的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種臭氧生產(chǎn)效率高，適應性強，電能消耗低，所生產(chǎn)的臭氧濃度高，單位成本低，能夠滿足大型水處理廠和大型垃圾處理廠臭氧的需要的產(chǎn)生臭氧的方法及裝置。
本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的方法，其包括如下步驟 a、準備堿金屬氧化物或強堿，將堿金屬氧化物或強堿置于容器中； b、通過容器上的進氣口向容器中輸入氧氣或含有氧氣的氣體，讓氧氣或含有氧氣
的氣體流動通過容器內(nèi)堿金屬氧化物或強堿的表面，使氧氣或含有氧氣的氣體在與堿金屬
氧化物或強堿的摩擦接觸過程中得到電子并帶有負電荷，堿金屬氧化物或強堿則失去電子
帶有負正電荷； c、隨著氧氣或含有氧氣的氣體在與堿金屬氧化物或強堿的接觸過程中得到的電子不斷增加，以及堿金屬氧化物或強堿失去的電子不斷增加，二者之間的電壓會不斷升高，使氧氣或含有氧氣的氣體與堿金屬氧化物或強堿之間出現(xiàn)靜電放電，靜電放電產(chǎn)生的電子射線會將氧氣或含有氧氣的氣體中的部分氧氣分子分解成氧原子，作用到堿金屬氧化物或強堿上的電子射線還會讓堿金屬氧化物或強堿中的氧原子從堿金屬氧化物或強堿上分解出來，這些游離的氧原子會與容器中的氧氣分子結(jié)合生成臭氧，再將含有臭氧的氣體通過容器的排氣口輸送出容器。 本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的方法，其中所述步驟a中的堿金屬氧化物或強堿為顆粒狀或塊狀，顆粒狀或塊狀的堿金屬氧化物或強堿沿水平方向呈層狀分布設(shè)置在所述容器的中部，所述步驟b中容器內(nèi)的氧氣或含有氧氣的氣體自上而下流動穿過堿金屬氧化物層或強堿層，再通過管路被輸送回容器內(nèi)的上部，再從容器內(nèi)的上部向下流動穿過堿金屬氧化物層或強堿層，如此循環(huán)往復，在容器內(nèi)堿金屬氧化物層或強堿層與氧氣或含有氧氣的氣體之間構(gòu)成一個摩擦起電、放電生成臭氧、再摩擦起電、再放電生成臭氧的循環(huán)，所述排氣口位于所述容器的下部。 本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的方法，其中所述步驟a中的堿金屬氧化物為過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣和過氧化銫中的任意一種或其任意組合，當靜電放電產(chǎn)生的電子束轟擊過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化銫分子時，過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化銫分子會放出一個游離的氧原子，然后轉(zhuǎn)化為氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀、氧化銣或氧化銫分子，該游離的氧原子可與容器中的氧氣分子結(jié)合生成臭氧，而氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀、氧化銣或氧化銫分子是不穩(wěn)定的，又會被容器中的其它氧氣分子重新氧化成過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化銫分子，如此循環(huán)往復，就會在容器中產(chǎn)生大量的臭氧，所述強堿為氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣和氫氧化銫中的任意一種或其任意組合，當靜電放電產(chǎn)生的電子束轟擊氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣或氫氧化銫分子時，氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣或氫氧化銫會放出一個水分子，然后轉(zhuǎn)化為氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀、氧化銣或氧化銫分子，該水分子可與容器中游離的氧原子結(jié)合生成過氧化氫，并被排出容器，或者該水分子被直接排出容器，而氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀、氧化銣或氧化銫分子是不穩(wěn)定的，會被容器中的其它氧氣分子氧化成過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化銫分子，當靜電放電產(chǎn)生的電子束繼續(xù)轟擊過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化銫分子時，過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化銫分子會放出一個游離的氧原子，然后轉(zhuǎn)化為氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀、氧化銣或氧化銫分子，該游離的氧原子可與容器中的氧氣分子結(jié)合生成臭氧，如此循環(huán)往復，就會在容器中產(chǎn)生大量的臭氧。
本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的方法，其中所述步驟b中向容器中輸入氧氣或含有氧氣的氣體先利用堿性物質(zhì)去除其中的二氧化碳，再利用干燥劑去除其中的水分，容器中的氧氣或含有氧氣的氣體的壓力為0. l-10Pa，氧氣或含有氧氣的氣體通過堿金屬氧化物表面的流動的速度為2-30米/秒。 本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的方法，其中所述堿金屬氧化物用堿土金屬氧化物代替。
本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的裝置，包括容器，容器的上部設(shè)有進氣口，容器內(nèi)的中部沿水平方向設(shè)有一個以上的篩網(wǎng)或濾布，每個篩網(wǎng)或濾布的上面分別鋪設(shè)有顆粒狀或塊狀的堿金屬氧化物或強堿層，容器的下部設(shè)有排氣管，排氣管上串連有截門。 本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的裝置，其中所述容器的橫截面為圓形，容器的頂部設(shè)有排氣閥，容器內(nèi)的下部設(shè)有臭氧沉降室，所述排氣管位于臭氧沉降室的下部，所述篩網(wǎng)或濾布的中部沿垂直方向穿設(shè)有一個以上的氣體循環(huán)管，每個氣體循環(huán)管的進氣口位于所述容器內(nèi)最下面篩網(wǎng)的下方，每個氣體循環(huán)管的出氣口位于所述容器內(nèi)最上面篩網(wǎng)的上部，每個氣體循環(huán)管內(nèi)分別設(shè)有風機或風扇。 本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的裝置，其中所述篩網(wǎng)或濾布的數(shù)量為2-6個，每個篩網(wǎng)或濾
布的上方鋪設(shè)的堿金屬氧化物或強堿層的厚度為50-300mm，堿金屬氧化物或強堿層的上表
面與位于其上方的篩網(wǎng)或濾布之間的空間高度為50-300mm，所述氣體循環(huán)管的數(shù)量為2_9
個，所述進氣口通過進氣管與氣體壓縮機的出氣口相連，進氣管上串連安裝有用于清除氣
體中二氧化碳的脫離二氧化碳裝置和用于清除氣體中水分子的脫水裝置。 本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的裝置，其中所述容器上部的側(cè)壁上設(shè)有氧氣濃度測試儀和壓
力標和溫度計，容器下部的側(cè)壁上設(shè)有臭氧濃度測試儀，所述堿金屬氧化物為過氧化鋰、過
氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣和過氧化銫中的任意一種或其任意組合，所述強堿為氫氧化
鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣和氫氧化銫中的任意一種或其任意組合。 本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的裝置，其中所述堿金屬氧化物用堿土金屬氧化物代替。 本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的方法及裝置，采用獨特的構(gòu)思，利用置于容器中的堿金屬氧
化物或強堿，通過讓氧氣或含有氧氣的氣體流動通過容器內(nèi)堿金屬氧化物或強堿的表面，
使氧氣或含有氧氣的氣體在與堿金屬氧化物或強堿的摩擦接觸過程中得到電子并帶有負
電荷，堿金屬氧化物或強堿則失去電子帶有負正電荷；隨著氧氣或含有氧氣的氣體在與堿
金屬氧化物或強堿的接觸過程中得到的電子不斷增加，以及堿金屬氧化物或強堿失去的電
子不斷增加，二者之間的電壓會不斷升高，使氧氣或含有氧氣的氣體與堿金屬氧化物或強
堿之間出現(xiàn)靜電放電，靜電放電產(chǎn)生的電子射線會將氧氣或含有氧氣的氣體中的部分氧氣
分子分解成氧原子，作用到堿金屬氧化物或強堿上的電子射線還會讓堿金屬氧化物或強堿
中的氧原子從堿金屬氧化物或強堿上分解出來，這些游離的氧原子會與容器中的氧氣分子
結(jié)合生成臭氧，由于可通過增大堿金屬氧化物或強堿層面積的方式提高氣體通過的流量，
通過增加堿金屬氧化物或強堿層層數(shù)和讓氣體反復內(nèi)循環(huán)通過堿金屬氧化物或強堿層的
方式提高臭氧的濃度，故本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的方法及裝置臭氧生產(chǎn)效率高，適應性強，所生
產(chǎn)的臭氧濃度高，單位成本低，能夠滿足大型水處理廠和大型垃圾處理廠臭氧的需要。此
外，采用摩擦起電、再放電生成臭氧的方案，不會生成大量的熱能，故所消耗的電能也遠低
于現(xiàn)有的高頻高壓放電。 下面對結(jié)合附圖本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的方法及裝置的具體實施方式
作進一步詳細說明。


圖1是本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖的主視 圖2是圖1的A-A截面的俯視圖。
具體實施例方式
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的裝置，包括容器l，容器1的橫截面為圓形，也可以為橢圓形或矩形或六邊形或八邊形，容器1的上部設(shè)有進氣口 2，容器1上部的側(cè)壁上設(shè)有氧氣濃度測試儀、壓力標和溫度計，用于測量容器1內(nèi)部氣體的氧氣濃度、壓力和溫度，容器1的頂部設(shè)有排氣閥12，用于在需要的時候排出容器1內(nèi)部的氣體，例如，當容器1內(nèi)部氣體中氧氣由于轉(zhuǎn)化成臭氧并沉降到容器1內(nèi)的底部，導致容器1內(nèi)上部氣體中氧氣含量變低時，就可以打開排氣閥12，先排出容器1內(nèi)一部分氣體，然后再向容器1內(nèi)補充進一部分氧氣含量高的氣體。 容器l內(nèi)的中部沿水平方向設(shè)有3個篩網(wǎng)或濾布3，篩網(wǎng)或濾布3的數(shù)量也可以為1個或2個或4個或5個或6個，或者是除此之外的其他數(shù)量，每個篩網(wǎng)或濾布3的上面分別鋪設(shè)有顆粒狀或塊狀的堿金屬氧化物或強堿層4，堿金屬氧化物為過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣和過氧化銫中的任意一種或其任意組合，強堿為氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣和氫氧化銫中的任意一種或其任意組合。 在容器1內(nèi)的下部設(shè)有臭氧沉降室11，容器1下部的側(cè)壁上設(shè)有臭氧濃度測試儀，容器1的下部設(shè)有排氣管2，排氣管2位于臭氧沉降室11的下部，排氣管2上串連有截門13。由于臭氧的比重較大，通過放電產(chǎn)生的臭氧會趨于沉降到臭氧沉降室ll中，利用臭氧濃度測試儀測量臭氧沉降室11中臭氧的濃度，當達到設(shè)定值時，就可以開啟截門13，讓含有高濃度臭氧的氣體通過排氣管2流出容器1。 在篩網(wǎng)或濾布3的中部沿垂直方向穿設(shè)有6個氣體循環(huán)管5，氣體循環(huán)管5的數(shù)量也可以為1個或2個或3個或4個或5個或7個或8個或9個，或者是除此之外的其他數(shù)量，每個氣體循環(huán)管5的進氣口位于容器1內(nèi)最下面篩網(wǎng)3的下方，每個氣體循環(huán)管5的出氣口位于容器l內(nèi)最上面篩網(wǎng)3的上部，每個氣體循環(huán)管5內(nèi)分別設(shè)有風機或風扇6。開啟風機或風扇6，就會將容器1內(nèi)最下面篩網(wǎng)3下方的氣體抽送到容器1內(nèi)最上面篩網(wǎng)3的上部。 每個篩網(wǎng)或濾布3的上方鋪設(shè)的堿金屬氧化物或強堿層4的厚度為50-300mm，
堿金屬氧化物或強堿層4的上表面與位于其上方的篩網(wǎng)或濾布3之間的空間高度為
50-300mm，進氣口 2通過進氣管7與氣體壓縮機8的出氣口相連，進氣管7上串連安裝有用
于清除氣體中二氧化碳的脫離二氧化碳裝置9和用于清除氣體中水分子的脫水裝置10。 二
氧化碳會與堿金屬氧化物發(fā)生化學反應，所生成的鹽會降低起電效率；水分子則會與堿金
屬氧化物發(fā)生化學反應生成強堿，而強堿的起電效率不如堿金屬氧化物高。 上述堿金屬氧化物可以用堿土金屬氧化物代替，堿土金屬氧化物包括氧化鈣、氧
化鎂、氧化鋇，但采用堿土金屬氧化物的起電效果要比堿金屬氧化物差。 上述氣體循環(huán)管5也可以是設(shè)在容器1的外部環(huán)繞容器1的側(cè)壁布置，通過每個氣體循環(huán)管5的出氣口和進氣口連通容器1內(nèi)的上部和下部，當每個氣體循環(huán)管內(nèi)5的風
機或風扇6運轉(zhuǎn)時，就可以將容器1內(nèi)下部的氣體輸送回容器1內(nèi)上部，從而實現(xiàn)讓容器1
內(nèi)氣體多次循環(huán)通過堿金屬氧化物或強堿層4，以提高容器1內(nèi)的臭氧的濃度。 由于臭氧的比重較大，容器1內(nèi)的氣體在循環(huán)的過程中，其中的臭氧會趨于沉降
到臭氧沉降室11內(nèi)，使得臭氧沉降室11內(nèi)的臭氧濃度遠大于其它部位的臭氧濃度，當排氣
管2向外輸送含有臭氧的氣體時，也會將具有更高臭氧濃度的氣體輸送出去。 本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的方法，其包括如下步驟 a、準備顆粒狀或塊狀的堿金屬氧化物或強堿，將顆粒狀或塊狀的堿金屬氧化物或 強堿沿水平方向呈層狀分布設(shè)置在容器的中部； b、通過容器上的進氣口向容器中輸入氧氣或含有氧氣的氣體，讓氧氣或含有氧氣 的氣體自上而下流動穿過堿金屬氧化物層或強堿層，再通過管路被輸送回容器內(nèi)的上部， 再從容器內(nèi)的上部向下流動穿過堿金屬氧化物層或強堿層，如此循環(huán)往復，使氧氣或含有 氧氣的氣體在與堿金屬氧化物或強堿的摩擦接觸過程中得到電子并帶有負電荷，堿金屬氧 化物或強堿則失去電子帶有負正電荷，在容器內(nèi)堿金屬氧化物層或強堿層與氧氣或含有氧 氣的氣體之間構(gòu)成一個摩擦起電、放電生成臭氧、再摩擦起電、再放電生成臭氧的循環(huán)，排 氣口位于容器的下部； c、隨著氧氣或含有氧氣的氣體在與堿金屬氧化物或強堿的接觸過程中得到的電 子不斷增加，以及堿金屬氧化物或強堿失去的電子不斷增加，二者之間的電壓會不斷升高， 使氧氣或含有氧氣的氣體與堿金屬氧化物或強堿之間出現(xiàn)靜電放電，靜電放電產(chǎn)生的電子 射線會將氧氣或含有氧氣的氣體中的部分氧氣分子分解成氧原子，作用到堿金屬氧化物或 強堿上的電子射線還會讓堿金屬氧化物或強堿中的氧原子從堿金屬氧化物或強堿上分解 出來，這些游離的氧原子會與容器中的氧氣分子結(jié)合生成臭氧，再將含有臭氧的氣體通過 容器的排氣口輸送出容器。 上述步驟a中的堿金屬氧化物為過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣和過氧
化銫中的任意一種或其任意組合，采用多種堿金屬氧化物或強堿混合的技術(shù)方案，可以提
高起電效率，由于過氧化鋰、過氧化銣、過氧化銫、氫氧化鋰、氫氧化銣和氫氧化銫的價格較
高，采用多種強堿混合的技術(shù)方案同時也能在一定程度上降低設(shè)備的投資成本。 當靜電放電產(chǎn)生的電子束轟擊過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化
銫分子時，過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化銫分子會放出 一個游離的氧
原子，然后轉(zhuǎn)化為氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀、氧化銣或氧化銫分子，該游離的氧原子可與容器
中的氧氣分子結(jié)合生成臭氧，而氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀、氧化銣或氧化銫分子是不穩(wěn)定的，
又會被容器中的其它氧氣分子重新氧化成過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧
化銫分子，如此循環(huán)往復，就會在容器中產(chǎn)生大量的臭氧，所述強堿為氫氧化鋰、氫氧化鈉、
氫氧化鉀、氫氧化銣和氫氧化銫中的任意一種或其任意組合，當靜電放電產(chǎn)生的電子束轟
擊氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣或氫氧化銫分子時，氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧
化鉀、氫氧化銣或氫氧化銫會放出一個水分子，然后轉(zhuǎn)化為氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀、氧化銣
或氧化銫分子，該水分子可與容器中游離的氧原子結(jié)合生成過氧化氫，并被排出容器，或者
該水分子被直接排出容器，而氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀、氧化銣或氧化銫分子是不穩(wěn)定的，會
被容器中的其它氧氣分子氧化成過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化銫分
8子，當靜電放電產(chǎn)生的電子束繼續(xù)轟擊過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化
銫分子時，過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化銫分子會放出一個游離的氧
原子，然后轉(zhuǎn)化為氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀、氧化銣或氧化銫分子，該游離的氧原子可與容器
中的氧氣分子結(jié)合生成臭氧，如此循環(huán)往復，就會在容器中產(chǎn)生大量的臭氧。 作為本發(fā)明的改進，上述步驟b中向容器中輸入氧氣或含有氧氣的氣體先利用堿
性物質(zhì)去除其中的二氧化碳，再利用干燥劑去除其中的水分，容器中的氧氣或含有氧氣的
氣體的壓力為0. l-10Pa，氧氣或含有氧氣的氣體通過堿金屬氧化物表面的流動的速度為
2-30米/秒。 一般情況下，通過提高氣體壓力升高容器內(nèi)氧氣的濃度，可有效提高放電過程
中所生成的臭氧數(shù)量，而提高氣流穿過堿金屬氧化物層或強堿層的速度，則可使氣流攜帶
的電量顯著增大。在一定的溫度、壓力范圍內(nèi)，氣流攜帶的電量大致與氣流穿過堿金屬氧化
物層或強堿層的二次方成正比。 上述堿金屬氧化物可用堿土金屬氧化物代替，堿土金屬氧化物包括氧化鈣、氧化 鎂、氧化鋇、氧化鈹和氧化鍶，但采用堿土金屬氧化物的起電效果要比堿金屬氧化物差。這 是因為堿金屬氧化物分子束縛電子的本領(lǐng)要比堿土金屬氧化物弱，比較而言，堿金屬氧化 物更容易失去電子，使跟它相接處的物體得到電子。此外，堿土金屬氧化物也不具有過氧化 鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣和過氧化銫的在受到電子轟擊時很容易放出氧原子、然 后又被氧化回原來狀態(tài)的性質(zhì)。因此，使用堿土金屬氧化物生產(chǎn)臭氧不如用堿金屬氧化物 好。 摩擦起電是由于接觸造成的，摩擦只是增加了接觸點的作用。哈玻(Harper)認
為，離子的轉(zhuǎn)移在固體起電中起重要作用，如果將電介質(zhì)分為兩類一類就是玻璃、熔融石
英、MgO、等對電子有較強吸引的親電子，另一類便是與此相反的疏電子，摩擦起電的過程就
是親、疏電子性的電介質(zhì)相接觸，而摩擦過程只是增加了兩介質(zhì)接觸面。在摩擦的過程中，
親電子介質(zhì)從疏電子介質(zhì)獲得電子而帶負電，疏電子介質(zhì)因失去電子帶正電。 綜上所述，當兩個物體互相作用時，哪個物體的分子束縛電子的本領(lǐng)弱，它就容易
失去電子，使跟它相接處的物體得到電子。物體失去電子帶正電，得到電子帶負電。 在上述技術(shù)方案中，與鈉相比，鉀、銣和銫更容易丟失電子，而鈉則比鋰更容易丟
失電子，因此，在同等條件下，采用過氧化銣、過氧化銫的起電效率應當高于采用過氧化鈉，
而采用過氧化鋰的起電效率會低于采用過氧化鈉。 利用空氣壓縮機的噴霧、清洗、油漆、噴砂等設(shè)備都可因空氣劇烈流動或介質(zhì)與噴 嘴摩擦產(chǎn)生大量靜電荷。烘箱內(nèi)熱空氣循環(huán)流動與箱體摩擦、二氧化碳低溫箱冷卻箱內(nèi)流 動的二氧化碳均會產(chǎn)生大量的靜電荷。
權(quán)利要求
產(chǎn)生臭氧的方法，其特征在于其包括如下步驟a、準備堿金屬氧化物或強堿，將堿金屬氧化物或強堿置于容器中；b、通過容器上的進氣口向容器中輸入氧氣或含有氧氣的氣體，讓氧氣或含有氧氣的氣體流動通過容器內(nèi)堿金屬氧化物或強堿的表面，使氧氣或含有氧氣的氣體在與堿金屬氧化物或強堿的摩擦接觸過程中得到電子并帶有負電荷，堿金屬氧化物或強堿則失去電子帶有負正電荷；c、隨著氧氣或含有氧氣的氣體在與堿金屬氧化物或強堿的接觸過程中得到的電子不斷增加，以及堿金屬氧化物或強堿失去的電子不斷增加，二者之間的電壓會不斷升高，使氧氣或含有氧氣的氣體與堿金屬氧化物或強堿之間出現(xiàn)靜電放電，靜電放電產(chǎn)生的電子射線會將氧氣或含有氧氣的氣體中的部分氧氣分子分解成氧原子，作用到堿金屬氧化物或強堿上的電子射線還會讓堿金屬氧化物或強堿中的氧原子從堿金屬氧化物或強堿上分解出來，這些游離的氧原子會與容器中的氧氣分子結(jié)合生成臭氧，再將含有臭氧的氣體通過容器的排氣口輸送出容器。
2. 按照權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生臭氧的方法，其特征在于所述步驟a中的堿金屬氧化 物或強堿為顆粒狀或塊狀，顆粒狀或塊狀的堿金屬氧化物或強堿沿水平方向呈層狀分布設(shè) 置在所述容器的中部，所述步驟b中容器內(nèi)的氧氣或含有氧氣的氣體自上而下流動穿過堿 金屬氧化物層或強堿層，再通過管路被輸送回容器內(nèi)的上部，再從容器內(nèi)的上部向下流動 穿過堿金屬氧化物層或強堿層，如此循環(huán)往復，在容器內(nèi)堿金屬氧化物層或強堿層與氧氣 或含有氧氣的氣體之間構(gòu)成一個摩擦起電、放電生成臭氧、再摩擦起電、再放電生成臭氧的 循環(huán)，所述排氣口位于所述容器的下部。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的產(chǎn)生臭氧的方法，其特征在于所述步驟a中的堿金屬 氧化物為過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣和過氧化銫中的任意一種或其任意組 合，當靜電放電產(chǎn)生的電子束轟擊過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化銫分 子時，過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化銫分子會放出一個游離的氧原子， 然后轉(zhuǎn)化為氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀、氧化銣或氧化銫分子，該游離的氧原子可與容器中的 氧氣分子結(jié)合生成臭氧，而氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀、氧化銣或氧化銫分子是不穩(wěn)定的，又會 被容器中的其它氧氣分子重新氧化成過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化銫 分子，如此循環(huán)往復，就會在容器中產(chǎn)生大量的臭氧，所述強堿為氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧 化鉀、氫氧化銣和氫氧化銫中的任意一種或其任意組合，當靜電放電產(chǎn)生的電子束轟擊氫 氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣或氫氧化銫分子時，氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、 氫氧化銣或氫氧化銫會放出一個水分子，然后轉(zhuǎn)化為氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀、氧化銣或氧 化銫分子，該水分子可與容器中游離的氧原子結(jié)合生成過氧化氫，并被排出容器，或者該水 分子被直接排出容器，而氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀、氧化銣或氧化銫分子是不穩(wěn)定的，會被容 器中的其它氧氣分子氧化成過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化銫分子，當 靜電放電產(chǎn)生的電子束繼續(xù)轟擊過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化銫分子 時，過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣或過氧化銫分子會放出一個游離的氧原子，然 后轉(zhuǎn)化為氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀、氧化銣或氧化銫分子，該游離的氧原子可與容器中的氧 氣分子結(jié)合生成臭氧，如此循環(huán)往復，就會在容器中產(chǎn)生大量的臭氧。
4. 按照權(quán)利要求3所述的產(chǎn)生臭氧的方法，其特征在于所述步驟b中向容器中輸入氧氣或含有氧氣的氣體先利用堿性物質(zhì)去除其中的二氧化碳，再利用干燥劑去除其中的水 分，容器中的氧氣或含有氧氣的氣體的壓力為O. l-10Pa，氧氣或含有氧氣的氣體通過堿金 屬氧化物表面的流動的速度為2-30米/秒。
5. 按照權(quán)利要求1或2所述的產(chǎn)生臭氧的方法，其特征在于所述堿金屬氧化物用堿 土金屬氧化物代替。
6. 產(chǎn)生臭氧的裝置，其特征在于包括容器(l)，容器(1)的上部設(shè)有進氣口 (2)，容器(1) 內(nèi)的中部沿水平方向設(shè)有一個以上的篩網(wǎng)或濾布(3)，每個篩網(wǎng)或濾布(3)的上面分別 鋪設(shè)有顆粒狀或塊狀的堿金屬氧化物或強堿層(4)，容器(1)的下部設(shè)有排氣管(2)，排氣 管(2)上串連有截門(13)。
7. 按照權(quán)利要求6所述的產(chǎn)生臭氧的裝置，其特征在于所述容器(1)的橫截面為圓 形，容器(1)的頂部設(shè)有排氣閥(12)，容器(1)內(nèi)的下部設(shè)有臭氧沉降室(ll)，所述排氣管(2) 位于臭氧沉降室(11)的下部，所述篩網(wǎng)或濾布(3)的中部沿垂直方向穿設(shè)有一個以上 的氣體循環(huán)管(5)，每個氣體循環(huán)管(5)的進氣口位于所述容器(1)內(nèi)最下面篩網(wǎng)(3)的下 方，每個氣體循環(huán)管(5)的出氣口位于所述容器(1)內(nèi)最上面篩網(wǎng)(3)的上部，每個氣體循 環(huán)管(5)內(nèi)分別設(shè)有風機或風扇(6)。
8. 按照權(quán)利要求7所述的產(chǎn)生臭氧的裝置，其特征在于所述篩網(wǎng)或濾布(3)的數(shù) 量為2-6個，每個篩網(wǎng)或濾布(3)的上方鋪設(shè)的堿金屬氧化物或強堿層(4)的厚度為 50-300mm，堿金屬氧化物或強堿層(4)的上表面與位于其上方的篩網(wǎng)或濾布(3)之間的空 間高度為50-300mm，所述氣體循環(huán)管(5)的數(shù)量為2_9個，所述進氣口 (2)通過進氣管(7) 與氣體壓縮機(8)的出氣口相連，進氣管(7)上串連安裝有用于清除氣體中二氧化碳的脫 離二氧化碳裝置(9)和用于清除氣體中水分子的脫水裝置(10)。
9. 按照權(quán)利要求8所述的產(chǎn)生臭氧的裝置，其特征在于所述容器(1)上部的側(cè)壁上 設(shè)有氧氣濃度測試儀和壓力標和溫度計，容器(1)下部的側(cè)壁上設(shè)有臭氧濃度測試儀，所 述堿金屬氧化物為過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化銣和過氧化銫中的任意一種或其 任意組合，所述強堿為氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣和氫氧化銫中的任意一種 或其任意組合。
10. 按照權(quán)利要求6或7或8所述的產(chǎn)生臭氧的裝置，其特征在于所述堿金屬氧化物 用堿土金屬氧化物代替。
全文摘要
一種產(chǎn)生臭氧的方法及裝置，其包括如下步驟a、準備堿金屬氧化物或強堿，將堿金屬氧化物或強堿置于容器中；b、通過容器上的進氣口向容器中輸入氧氣或含有氧氣的氣體，讓氧氣或含有氧氣的氣體流動通過容器內(nèi)堿金屬氧化物或強堿的表面并帶有負電荷，堿金屬氧化物或強堿則失去電子帶有負正電荷。本發(fā)明的產(chǎn)生臭氧的裝置，包括容器，容器內(nèi)的中部沿水平方向設(shè)有一個以上的篩網(wǎng)或濾布，每個篩網(wǎng)或濾布的上面分別鋪設(shè)有顆粒狀或塊狀的堿金屬氧化物或強堿層。其目的是提供一種臭氧生產(chǎn)效率高，適應性強，電能消耗低，所生產(chǎn)的臭氧濃度高，單位成本低，能夠滿足大型水處理廠和大型垃圾處理廠臭氧的需要的產(chǎn)生臭氧的方法及裝置。
文檔編號C01B13/11GK101698469SQ20091023659
公開日2010年4月28日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者李立娟, 馬龍 申請人:馬龍