الزامات گاز ورودی دستگاه ازن ژنراتور

ازن شکل 3 اتمی اکسیژن است. اما واکنش پذیری بسیار بالای اوزون با سایر گازها یا مولکول های دیگر باعث میشود الزامات گاز ورودی دستگاه ازن ژنراتور نسبتا سخت گیرانه باشد.

اکسیژن یا هوا؟!

شاید این اصلی ترین سوال باشد که به دستگاه های ازن ژنراتور باید اکسیژن داد یا همان هوا کفایت میکند؟ هوا شامل 21 درصد اکسیژن، 78 درصد نیتروژن، کمتر از 0.9 درصد آرگون و حدود 0.1 درصد گازهای دیگر شامل دی اکسید کربن است. اما این کل ترکیب نیست. آلودگی های هوا، ذرات معلق، گازهای گلخانه ای و خصوصا رطوبت هوا هر چند به میزان کم میتواند طول عمر دستگاه اوزون ساز را به شدت کاهش دهد.

برای سادگی فرض کنید هیچ آلودگی و بخار آبی در کار نباشد. غلظت بالای نیتروژن موجود در هوا وارد راکتور ازن شده و بخشی از اوزون تولید شده میتواند با آن واکنش دهد. به عبارتی دیگر اوزون خروجی دستگاه کاهش میابد. حال اگر بخار آب موجود در هوا را به آن اضافه کنیم ترکیبات اسیدی بسیار قوی تولید میشود که تجهیزات دستگاه را آسیب میزند. اگر به این مجموعه اندکی گازهای آلی و هیدروکربنی مانند متان که در هوای آلوده شهری وجود دارد، اضافه کنیم وضع بسیار بدتر خواهد شد و ترکیبات کریستالی درون راکتور شروع به رشد میکند و فضای آن را ممکن است حتی مسدود کند. اگر ذرات گرد و غبار معلق در هوا وارد راکتور شود در کوتاه مدت ممکن است تنها باعث افزایش مصرف انرژی شود اما در نهایت حتی میتواند راکتور را سوراخ کند!!! (با توجه به پیچیده بودن برخی از این واکنش ها و همچنین نیاز به دانش شیمی برای درک آن، جهت سادگی این مقاله، از فرمول ها واکنش ها صرف نظر شده است.)

آماده سازی هوا جهت ورود به راکتور

اگر میخواهید از هوا برای تغذیه گاز ورودی دستگاه ازن ساز استفاده کنید حتما این موارد را انجام دهید.

هوای ورودی باید خشک باشد. طبق استاندارد های موجود در این زمینه نقطه شبنم (Dew Point) هوای ورودی باید 40- درجه سانتی گراد باشد. البته این مورد میتواند تا نقطه شبنم 0 درجه سانتی گراد هم تخفیف داده شود. پس با توجه به اینکه دستگاه در چه منطقه ای قرار است کار کند این مورد میتواند بسیار متفاوت باشد. به عنوان مثال در زمان نوشتن همین مقاله در تاریخ 17 خرداد 1400 در یک روز گرم و خشک و بدون ابر طبق اطلاعات سایت هواشناسی نقطه شبنم در تهران 5- درجه، در گرگان 19+ درجه و در اهواز 5+ است. بدیهی است این مقادیر ثابت نیست و تابع شرایط جوی خواهد بود.

باز هم طبق همین استاندارد باید هوای ورودی ذرات معلق بزرگتر از 15 میکرون نداشته باشد. پس استفاده از فیلترهای مناسب در ورودی بسیار ضروری است. همچنین غلظت وزنی هیدروکربن ها هم کمتر از 4ppm باشد.

تغلیظ کننده اکسیژن یا دستگاه اکسیژن ساز

تغلیظ کننده اکسیژن که به اشتباه در کشور ما به آن اکسیژن ساز میگویند (چون اکسیژن نمیسازد بلکه فقط غلظت اکسیژن خروجی آن بیشتر از ورودی است.)  چندین مزیت دارد. اول اینکه درصد اکسیژن خروجی آن معمولا حدود 90 درصد است و باقی آن تقریبا شامل 9.5 درصد نیتروژن و 0.5 درصد سایز گاز ها است. این غلظت بالای گاز اکسیژن باعث میشود میزان تولید اوزون دستگاه ازن ژنراتور بیشتر شود به عبارتی راندمان ازن ژنراتور بیشتر میشود. مزیت دیگر این است که در طی فرآیند تغلیظ اکسیژن، بخش زیادی از رطوبت و ذرات معلق ورودی نیز حذف میشود.

فشار و فلوی گاز ورودی

این موارد باید مطابق با دستگاه خریداری شده تنظیم شود تا دستگاه شما در ظرفیت نامی خود اوزون تولید کند تغییر در این پارامتر ها باعث افت میزان اوزون تولید شده میشود.

نتیجه گیری

استفاده از هوا بدون انجام موارد گفته شده در دستگاه هایی مانند دستگاه اوزون ساز خانگی که گاز اوزون را در محیط پخش میکنند مشکلی ندارد. زیرا حجم تولید اوزون این دستگاه ها بسیار محدود است و چون در شرایط داخل خانه یا اداره کاربرد دارند معمولا رنج دمایی و رطوبت محیط آنها محدود و مشخص است. همچنین در صورت ایجاد رسوب بر روی آن به راحتی قابل پاک شدن یا تعویض هستند و قیمت چندانی ندارند.

استفاده از هوا برای سیستم های تا ظرفیت 50 گرم بر ساعت به شرط انجام موارد گفته شده مشکلی ندارد. برای سیستم های با ظرفیت بالاتر استفاده از اکسیژن ساز با فلوی مناسب پیشنهاد میشود. این اکسیژن ساز ها صنعتی بوده و نباید با نوع پزشکی اشتباه گرفته شود زیرا دستگاه های اوزون ساز بالاتر از 50 گرم بر ساعت اکسیژن زیادی نیاز دارند و یک اکسیژن ساز کوچک نمیتواند جوابگوی آن باشد بنابراین کل سیستم شما در ظرفیتی بسیار کمتر از مقدار نامی کار خواهد کرد. (تصور کنید یک اتومبیل بسیار قدرتمند و سریع خریداری کرده اید اما با قطره چکان به آن سوخت میدهید.)

حرف آخر

جهت برآورده کردن الزامات گاز ورودی دستگاه ازن ژنراتور به تجهیزاتی نیاز است که شاید مثلا برای یک دستگاه ازن ژنراتور 100 گرم بر ساعت، معادل 50 درصد قیمت دستگاه شود اما طول عمر آن را بسیار افزایش میدهد. شما میتوانید این کار را انجام ندهید اما دستگاه شما بعد از 3 ماه استفاده 20 درصد ظرفیت خود را از دست میدهد و بعد از یکسال شاید تا بیش از 75 درصد میزان تولید اوزون کاهش پیدا کند البته اگر تا آن زمان راکتور مسدود یا سوراخ نشده باشد. دقت کنید این موارد قوانین شیمی و فیزیک است و هیچ شرکتی نمیتواند ادعا کند دستگاهی دارد که با هر شرایط هوایی بدون این تجهیزات میتواند به صورت دائمی کار کند. عدم رعایت این الزامات به مانند این است که شما فیلتر هوا، فیلتر روغن و فیلتر سوخت را از خودرو خود بردارید، قطعا خودرو حرکت میکند اما تا چه مسافت و چه زمانی؟ برای مطالعه بیشتر در این زمینه میتوانید به مقالات زیر مراجعه کنید.

Influence of oxygen concentration, feed gas flow rate and air humidity on the output of ozone produced by corona discharge

امیدوارم این مطلب برای شما مفید بوده باشد.

مرتضی کاظمی

17 خرداد 1400