Физические свойства
Озон — аллотропная модификация кислорода с формулой О3. Он представляет собой газ голубоватого цвета и обладает следующими основными свойствами: молекулярная масса 48 г/моль; относительная плотность (воздух-1) 1,657; плотность (при 0 °С и давлении 0,1 МПа) 2,143 кг/м3; теплота образования при постоянном объеме 143 кДж/моль.
Принцип получения озона
Озон — нестабильный газ, образующийся в результате ионизирующего действия на кислород электрического поля с высоким потенциалом; видимый результат этого действий — фиолетовый разряд. В промышленных условиях озон получают пропусканием потока воздуха или кислорода между двумя электродами, к которым приложена разность потенциалов. Чтобы избежать образования дуги, один, а иногда оба электрода, покрывают слоем диэлектрика одинаковой толщины, образующим эквипотенциальную поверхность.
Разность потенциалов, подведенная к электродам, очевидно, зависит от типа и толщины слоя диэлектрика и ширины ионизационного зазора; практически она обычно составляет от 10 до 20 кВ. При определенной разности потенциалов выход озона зависит, главным образом, от геометрической формы элементов озонатора, диэлектрических свойств изолятора, частоты тока, влажности воздуха, давления и желаемой концентрации озона в воздухе или кислороде, а также от температуры охлаждающей воды в озонаторе.
Обычно концентрация озона в озоновоздушной смеси в среднем составляет 10—20 г/м3. При такой концентрации и при условии интенсивной сушки воздуха (точка росы между температурами 40 и 60 °С) производительность существующих на сегодняшний день озонаторов в зависимости от их типа составляет 50—100 г/ч на 1 м2 поверхности; производительность может быть повышена путем увеличения частоты тока.
В зависимости от размера озонатора потребление энергии всей установкой колеблется от 20 до 30 Вт*ч на 1 г образовавшегося озона. Собственно озонатор потребляет от 14 до 18 Вт*ч на 1 г озона.
Вследствие потерь при электрическом разряде значительная часть энергии превращается в тепло, что существенно повышает температуру. Так как выход озона снижается при повышении температуры газа, необходимо обеспечить охлаждение системы, которое, как правило, осуществляется циркуляцией охлаждающей воды.