2m³密闭箱体臭氧消毒系统配置方案

2m³密闭箱体臭氧消毒系统配置方案

一、 需求分析

1. 处理对象： 密闭箱体，容积 2 m³（2000 L）。

2. 目标浓度： 箱体内臭氧气体平均浓度 1.5 ppm（体积分数）。

3. 用途推测： 小空间消毒、灭菌、除味或实验用途。

4. 运行方式： 间歇式处理（每次达到浓度后维持一段时间，然后通风清除臭氧）。

图片仅供参考

 二、 臭氧需求量计算

 1. 臭氧总量计算

  臭氧总体积=1.5×2=3 mL=3×10⁻³ L

臭氧密度（标准状态，0°C, 1 atm）≈ 2.14 g/L

臭氧质量：m=3×10 ⁻³ ×2.14≈6.42×10 ⁻³  g=6.42 mg

*注：常温常压下密度略有差异，但作为设备选型，需考虑安全系数和实际衰减。*

 2. 设备选型理论计算

- 若选用 氧气源臭氧发生器，常见出口浓度 50–150 g/m³（约 2.2–6.7% 重量比，体积浓度数万 ppm），远高于需求。

- 但实际投加时需考虑：  

  a) 臭氧在空气中的半衰期（20–50 分钟，受温湿度影响）  

  b) 混合不均匀系数（通常取 1.2–1.5）  

  c) 泄漏、材料消耗等  

实际需要发生量（按 5 分钟内达到目标浓度，考虑 1.5 倍安全系数）：

 所需发生率=（6.42 mg/ 5 min） ×1.5≈1.93 mg/min

即约 116 mg/h 的臭氧发生量。

 三、 设备配置建议

 1. 臭氧发生器

型号： 实验用臭氧发生器（氧气源或干燥空气源）

臭氧产量： 0.5–2 g/h 可调（留有调节余地，适应不同浓度要求）

气源： 若要求快速稳定，推荐 纯氧气源（瓶装氧气或制氧机），可获得更高浓度臭氧，减少进气量，避免箱内过压。

- 进气流量： 建议 0.5–1 L/min 可调（配合臭氧产量调节浓度）

- 控制方式： 配流量计、臭氧浓度调节旋钮、定时功能

  2. 混合与循环系统

- 箱内需加装 小型循环风扇（防爆型，臭氧兼容材料），确保气体快速均匀混合，避免死角。

- 臭氧注入口宜设在箱体下部，通过管道扩散。

- 箱内可预留 臭氧浓度监测探头接口（如紫外吸收法或电化学传感器，用于闭环控制）。

  3. 安全与排放

- 安全浓度提示： 臭氧在室内安全限值 ≤ 0.1 ppm（8 小时平均），箱体需密闭良好。

- 排臭氧系统： 箱体应连接排气管路，处理结束后启动 臭氧分解装置（如活性炭过滤器或加热分解器）或引至室外排放。

- 电气安全： 臭氧发生器及风扇需防爆设计（臭氧为强氧化剂）。

  4. 控制系统（可选自动方案）

- 手动模式： 定时启停臭氧发生器与风扇。

- 自动模式： 根据设定浓度自动启停臭氧发生器（需配在线监测）。

- PLC/触摸屏控制：设定浓度、时间、循环次数，记录运行数据。

四、 配置清单示例

五、 运行流程

1. 准备： 关闭箱门，开启循环风扇。

2. 投加臭氧： 打开氧气阀，设定臭氧发生器输出浓度和流量，启动发生器，运行约 5–10 分钟（根据实测浓度调整）。

3. 维持阶段： 达到 1.5 ppm 后，可降低发生量或间歇运行以补偿衰减（如需长时间维持）。

4. 结束处理： 关闭臭氧发生器，继续风扇运行使浓度均匀。

5. 排臭氧： 开启排气阀，经过分解装置后排空，确认浓度＜0.1 ppm 后开箱。

  六、 注意事项

1. 材料兼容性： 箱体内壁、管路、密封件需耐臭氧（不锈钢、PTFE、硅胶等）。

2. 监测： 建议定期用便携臭氧检测仪校准。

3. 安全警告： 高浓度臭氧对呼吸道有害，必须确保无泄漏。

4. 环境因素： 温度、湿度影响臭氧稳定性，湿度高时衰减加快。

 如有箱体图纸、预算范围或特殊工艺要求（如需要恒定浓度维持数小时），可进一步优化此方案。