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臭氧作为强氧化剂和消毒剂具有广泛的用途。它不仅可以快速杀死细菌和几乎所有的病毒,杀灭能力远胜于水处理和医疗上常用的氯等消毒剂,而且还能氧化分解许多有毒有害的有机物和无机物,在水处理等领域有着广泛的应用。
NOx化学发光的原理就是利用臭氧的强氧化性先把NO氧化成激发态的NO*2,NO*2不稳定向基态跃迁时发射光子,同时生成稳定的NO2。DJ3—3型化学发光法NOx分析仪就是利用该原理制成的。该分析仪中所使用的臭氧是由一种小型臭氧发生器所产生的。该臭氧发生器产生的臭氧浓度不稳定,刚启动臭氧发生器时产生的臭氧浓度比较高,但随着时间的推移,臭氧浓度越来越低,不能满足DJ3—3型化学发光法NOx分析仪的要求。本论文根据NOx分析仪对臭氧发生器的要求,对如下几项内容开展了研究工作。
1、臭氧发生器技术及国内外动态,臭氧发生器在NOx分析仪中存在的问题,臭氧发生器特性和臭氧浓度测量方法的研究意义。
2、臭氧的性质、臭氧的应用、臭氧的制备方法、臭氧发生器的系统组成部分、臭氧发生管的结构和原理、影响臭氧发生器产生臭氧浓度的因素。
3、针对小型臭氧发生器的特殊装置,不能用传统的工业用大型臭氧发生器所使用的水冷和油冷的方法来冷却臭氧发生管中的放电电极,设计了冷却工作气体来提高臭氧产量和浓度的方法,实验得出臭氧产量和浓度随工作气体进口温度下降而提高的规律,工作气体进口温度每降低5℃,臭氧产量能提高10%以上。同时实验还得出了臭氧产量随工作气体流量增大而提高,臭氧浓度随工作气体流量增大而减小,臭氧产量和浓度随臭氧发生器工作电压提高而增大,改变散热装置也会对臭氧产量和浓度有较大影响等规律。找到了改善仪用臭氧发生器性能的方法。
4、对比分析臭氧浓度的常用测量方法,基于光谱吸收原理的臭氧浓度测量方法具有测量精度高、时间短、实时在线连续等特点。针对利用紫外光源测量臭氧浓度存在的众多问题,探讨利用发光稳定、波长单一的He—Ne激光器作光源进行臭氧浓度测量的可行性。通过实验取得了一定的效果,计算得出响应灵敏度约为3μw/(mol/l),为在线监测臭氧浓度提供了一个简易可行的新方案。