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公司動態

水處理臭氧發生器 城建標準

閱讀:1118          發布時間:2019/7/11

中華人民共和國住房和城鄉建設部 發布2010-6-1實施
《水處理用臭氧發生器》標準CJT_322—2010

 

    

     II

范圍 1

規范性引用文件 1

術語和定義、符號、縮略語 1

分類和規格 2

結構和材料 3

要求 3

試驗方法 4

檢驗規則 6

標志、包裝、運輸和貯存 6

(規范性附錄) 臭氧濃度測定 8

(資料性附錄) 氣體體積流量值修正計算 16

(資料性附錄) 臭氧發生器性能參數檢測報告表 19

       21

 

00001    

本標準是對CJ/T 3028.1-1994《臭氧發生器》和CJ/T 3028.2-1994《臭氧發生器臭氧濃度、產量、電耗的測量》的修訂,與CJ/T 3028.1-1994CJ/T 3028.2-1994相比主要變化如下:

—— CJ/T 3028.1-1994CJ/T 3028.2-1994兩部分內容合并;

—— 更改并增加了術語和定義部分內容,更改了氣體標準狀態的條件;

—— 補充了產品分類和規格;

—— 將原技術要求和試驗方法分列為要求、試驗方法、檢驗規則;

—— 刪除了原生產環節零部件加工要求,細化了產品整體要求;

—— 刪除了產品等劃分內容;

—— 增加了安全類要求條款;

—— 更改了臭氧濃度、產量、電耗的測量和計算方法的內容;臭氧濃度測定增加了紫外吸收法;

—— 更改了附錄A、B,增加了附錄C。

本標準的附錄A為規范性附錄,附錄B、附錄C為資料性附錄。

本標準由住房和城鄉建設部標準定額研究所提出。

本標準由住房和城鄉建設部給水排水產品標準化技術委員會歸口。

本標準負責起草單位:青島國林實業有限責任公司。

本標準主要起草人:丁香鵬、李漢忠、王承寶、劉力群、張磊、黃元生、杜志鵬、薛飛、韓閩毅、王東升、劉志光、楊紹艷。

本標準所代替標準的歷次版本發布情況為:

—— CJ/T 3028.1-1994《臭氧發生器》;

—— CJ/T 3028.2-1994《臭氧發生器臭氧濃度、產量、電耗的測量》。

 

水處理用臭氧發生器

000011范圍

本標準規定了水處理用臭氧發生器的分類和規格、結構和材料、要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存。

本標準適用于生活飲用水、再生水、污水處理用的臭氧發生器?;ぱ躉?、造紙漂白及食品工業消毒殺菌等應用的臭氧發生器可參照執行。

000012規范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的版本。凡是不注日期的引用文件,其版本適用于本標準。

GB 150  鋼制壓力容器

GB/T 191  包裝儲運圖示標志

GB 3095-1996  環境空氣質量標準

GB 4208  外殼防護等(IP代碼)

GB/T 6682-2008  分析實驗室用水規格和試驗方法

GB 7521.1-2005  低壓成套開關設備和控制設備 1部分:型式試驗和部分型式試驗成套設備

GB/T 13306  標牌

GB 13384  機電產品包裝通用技術條件

GB 14050  系統接地的型式及安全技術要求

GB/T 15438  環境空氣 臭氧的測定 紫外光度法

GB 19517  國家電氣設備安全技術規范

000013術語和定義、符號、縮略語

下列術語和定義、符號、縮略語適用于本標準。

術語和定義000013.1

000013.1.1

介質阻擋放電  dielectric barrier discharge

在被介電體阻隔的電和放電空間,施加并升高交流電壓產生的氣體放電現象。

000013.1.2

臭氧發生單元  ozone generation unit

  產生臭氧的基本部件,由介電體與被其分隔的電和放電空間組成。

000013.1.3

臭氧發生室  ozone generation chamber

由單組或多組臭氧發生單元組成的裝置。

000013.1.4

臭氧發生器  ozone generator

氧氣或空氣通過介質阻擋放電方式產生臭氧所必需的裝置。

000013.1.5

臭氧系統  ozone system

臭氧發生器、氣源裝置、接觸反應裝置、尾氣處理裝置、監測控制儀表等設備組合的部分或全部。

000013.1.6

標準狀態  normal temperature and pressure

在溫度T=273.15K0),壓力P=101.325 kPa(標準大氣壓)時的氣體狀態。

注:除非特別指明,本標準中提到的氣體體積、氣體流量以及臭氧濃度均為標準狀態下的值。

000013.1.7

臭氧濃度  ozone concentration

臭氧發生器出氣中的臭氧含量。

000013.1.8

臭氧化氣  ozone-containing gas 

臭氧發生器產生的含臭氧的氣體。

000013.1.9

臭氧產量  ozone production rate

臭氧發生器每小時產生的臭氧量。

000013.1.10

臭氧電耗  specific power consumption of ozone

產生1kg臭氧消耗的電能。

符號000013.2

C——臭氧濃度。

D——臭氧產量。

P——臭氧電耗。

縮略語000013.3

DBD——dielectric barrier discharge。

NTP——normal temperature and pressure。

000014分類和規格

分類000014.1

按臭氧發生單元的結構形式,分為管式和板式。000014.1.1

000014.1.2按介質阻擋放電的頻率,分為工頻(50Hz,60 Hz)、中頻(100 Hz1000 Hz)和高頻(>1000 Hz)。

按供氣氣源,分為空氣型和氧氣型。000014.1.3

按冷卻方式,分為水冷卻和空氣冷卻。000014.1.4

000014.1.5按臭氧產量,分為小型(5g/h100g/h)、中型(>100g/h1000g/h)和大型(>1kg/h)。

規格000014.2

000014.2.1臭氧發生器額定臭氧產量應符合表1的規定。

臭氧發生器額定臭氧產量規格1

臭氧發生器類型

單位

規格

小型

g/h

  5     10     15     20     25     30     40     50     70     85     100

中型

g/h

  200   300    400    500    700    800    1000

大型

kg/h

  1.5   2.0    2.5    3.0    4.0    5.0    6.0    7.0    8.0    10     12     

  15    20     25     30     40     50     60     70     80     100

生產、訂購應優先選用規格系列產品,特殊情況宜按相鄰規格中間值選定。000014.2.2

000015結構和材料

結構000015.1

臭氧發生器由臭氧發生室、臭氧電源、冷卻裝置、控制裝置與儀表等組成。000015.1.1

臭氧發生器結構應滿足不同應用條件的外接臭氧系統設備連接要求。000015.1.2

屬于壓力容器的臭氧發生室應按壓力容器要求進行設計、加工、檢驗,并提供壓力容器檢測認證的原始文件。000015.1.3

000015.1.4臭氧發生室的外觀不應有機械損傷,對于尖銳傷痕及表面腐蝕等缺陷均應修復,修復深度不應大于板厚的5%,修復斜度不小于1/3,否則應補焊,焊縫應光滑平整。

臭氧發生器應在合理位置設置流量、壓力、溫度等檢測儀表,檢測臭氧化氣流量。應根據儀表系數與被測氣體密度的關系,確定流量儀表的設置位置(在臭氧發生室進氣端或出氣端)。000015.1.5

臭氧發生器應在合理位置設置有關的閥門、儀表等,實現臭氧化氣流量的調節。000015.1.6

000015.1.7臭氧發生器所用電氣設備的設計應符合GB 19517的規定。

000015.1.8大、中型臭氧發生器電源柜防護等應符合GB 4208的規定,不應低于IP44。

大、中型臭氧發生器電氣設備的功率應能根據需要進行調節。000015.1.9

材料000015.2

臭氧發生單元介電體應采用絕緣強度高、耐臭氧氧化的玻璃、搪瓷、陶瓷等材料,或其它已經證明同樣適用的材料。000015.2.1

000015.2.2裸露于放電環境中的臭氧發生單元金屬電應采用022Cr17Ni12Mo2S31603)等耐晶間腐蝕的奧氏體不銹鋼、鈦等耐臭氧氧化材料,或其它已經證明同樣適用的材料。

臭氧發生室、管道、控制閥門、測量儀表等接觸臭氧的零部件應采用耐臭氧氧化的材料。000015.2.3

000015.2.4臭氧發生器連接用的密封圈、墊片等接觸臭氧部件應使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、全氟橡膠等耐臭氧氧化材料,或者其它已經證明同樣適用的材料。

000016要求

環境條件000016.1

臭氧發生器額定技術指標檢測的環境條件要求:000016.1.1

a) 環境溫度20±2,相對濕度不高于60%;

b 冷卻水進水溫度22±2。

臭氧發生器正常工作條件要求:000016.1.2

a) 環境溫度不高于45,相對濕度不高于85%;

b) 冷卻水進水溫度不大于35。

供氣氣源000016.2

000016.2.1臭氧發生器對各類氣源要求參見表2。

供氣氣源指標2

氣源種類

供氣壓力 MPa

常壓露點 ℃

氧氣濃度體積分數

空氣

≥0.2

≤-55

21%

空氣PSA/VPSA制氧

<1m3/h

≥0.1

≤-50

≥90%

≥1m3/h

≥0.2

≤-60

≥90%

液氧

≥0.25

≤-70

  ≥99.6%

000016.2.2應在臭氧發生器進氣端配置精度不低于0.1μm的過濾裝置。

冷卻水000016.3

000016.3.1直接冷卻臭氧發生器的冷卻水應滿足以下條件:pH值不小于6.5且不大于8.5,氯化物含量不高于250mg/L,總硬度(以CaCO3計)不高于450mg/L,渾濁度(散射渾濁度單位)不高于1NTU。

大型臭氧發生器宜采用閉式循環冷卻系統。000016.3.2

額定技術指標000016.4

臭氧發生器的額定技術指標按標準狀態(NTP)計算,應符合表3的規定。

額定技術指標3

 

臭氧產量

臭氧濃度 g/m3

臭氧電耗 kW·h/kg

空氣源

(按4.2選定)

25

≤18

氧氣源

(按4.2選定)

100

≤9

(按4.2選定)

150

≤11

注1:大型臭氧發生器的額定功率因數(cosφ)不應小于0.92。

注2:小型臭氧發生器產品額定技術指標可適當降低。

壓力部件000016.5

臭氧發生室的安全閥、控制器件在臭氧發生器工作壓力超過允許工作壓力時,應及時可靠動作,保證安全,與壓力有關的儀器、部件應提供合格證書。

氣密性000016.6

臭氧發生室應滿足強度、剛度要求并保證氣密性要求,應符合GB 150的規定。

穩定性000016.7

臭氧發生器運行4h后,在設計的額定功率及進氣流量的工況下,2h內臭氧濃度與臭氧電耗的變動值不應超過5%。

臭氧泄漏000016.8

臭氧發生器在上限允許工作壓力與額定功率時的臭氧泄漏量應符合GB 3095-1996的規定,1h平均臭氧濃度值不超過0.20mg/m3。

調節性能000016.9

對于大、中型臭氧發生器,臭氧產量的調節和控制范圍應為10%。

電氣000016.10

臭氧發生器應采用適當的絕緣?;ず橢苯?、間接接觸?;ご朧┓樂溝緇魑O?,應注重防止高壓電擊危險。

000016.10.1臭氧發生器殼體、電源柜、防護網均應可靠接地,接地應符合GB 14050的規定。

電路應通過介電強度試驗和絕緣電阻驗證確認其絕緣?;た煽坑行?。000016.10.2

電源柜內任何帶電部件只有在下列情況下才能被觸及:000016.10.3

    —— 借助于鑰匙或工具;

    —— 通過聯鎖開關斷開電源后。該開關在打開?;ふ趾蠹雌鹱饔?。

大、中型臭氧發生器的電源柜應設置緊急斷電開關。000016.10.4

電源柜至臭氧發生室的高壓電纜應具備相應等的絕緣,并宜采用可靠的屏蔽措施;高壓接頭應設置可靠的防護罩。000016.10.5

000017試驗方法

臭氧濃度測定000017.1

應采用碘量法(化學法)或紫外吸收法(儀器法)測定臭氧濃度,碘量法(化學法)作為仲裁方法。臭氧濃度測定方法應按附錄A的規定進行。

臭氧產量測定000017.2

方法000017.2.1

    同時測定臭氧發生器的臭氧濃度及臭氧化氣流量,計算臭氧濃度數值與臭氧化氣流量(標準狀態)數值的乘積,即為臭氧產量數值。

計算式000017.2.2

臭氧產量按式(1)計算。

              ………………………………(1)

式中:

—— 臭氧產量,g/h,大型臭氧發生器的臭氧產量通?;凰慍?/span>kg/h表示;

—— 臭氧濃度,g/m3mg/L,本標準采用標準狀態下的質量體積濃度;

—— 臭氧化氣流量,m3/h。

臭氧化氣流量測定000017.2.3

大、中型臭氧發生器使用的氣體流量計、壓力表的準確度不應劣于1.5,溫度計的準確度應在±0.2以內。測得的氣體流量值應按流量計的種類進行溫度壓力修正計算,得到標準狀態的流量值。

流量計安裝在臭氧發生室進氣端的,應將氣體流量值換算為出氣端臭氧化氣流量。具體修正公式及參數參見附錄B。

臭氧電耗測定000017.3

通常臭氧電耗僅涉及臭氧發生器自身從供電電網獲取的電能,不包括氣源制備和其他間接用電量。

方法000017.3.1

同時測定臭氧發生器的臭氧產量及其取自供電電網的有功功率,計算此電功率與臭氧產量的比值即為臭氧電耗。

計算式000017.3.2

臭氧電耗按式(2)計算。

                ………………………………(2) 

式中:

—— 臭氧電耗,kW·h/kg;

—— 有功功率,kW;

—— 臭氧產量,kg/h。

測定要求000017.3.3

000017.3.3.1臭氧產量按7.2的規定測定。

000017.3.3.2有功功率可用模擬式(指針)功率表或數字式功率表,也可采用多功能電量表的有功功率檔測得,其準確度不應劣于0.5。

當臭氧發生器的臭氧產量穩定時,可用電能表(電度表)測臭氧發生器在一段時間內消耗的有功電能量,此電能量與所用時間的比值為有功功率值。000017.3.3.3

大、中型臭氧發生器應同時測量功率因數。000017.3.3.4

額定技術指標和性能參數000017.4

臭氧發生器的額定技術指標檢測應符合6.1.1要求。臭氧發生器應在設計的額定功率及進氣流量的工況下運行。

臭氧濃度按7.1檢測,臭氧產量按7.2檢測,臭氧電耗按7.3檢測。

檢測報告格式參見附錄C。

壓力檢測000017.5

臭氧發生室壓力檢測應符合GB 150的規定。

氣密性000017.6

臭氧發生室氣密性應符合GB 150的規定。

穩定性000017.7

臭氧發生器運行4h后,在設計的額定功率及進氣流量的工況下,2h內至少測定5次(時間平均分布)臭氧濃度和電耗,測定值中上限值與下限值的差除以平均值,所得結果即為變動值。

臭氧泄漏000017.8

GB/T 15438測定。在放電室出口端1.0m范圍、1.0m高度檢測臭氧泄漏量。

調節性能000017.9

改變臭氧發生器進氣流量和功率,按照7.2的方法測定臭氧產量,測試臭氧產量的調節范圍。

電氣000017.10

GB 7521.1-20058.2.2條進行低壓電路的介電強度試驗,并按8.3.4條進行絕緣電阻驗證。

000018檢驗規則

臭氧發生器的檢驗分為出廠檢驗和型式試驗兩類。

出廠檢驗000018.1

臭氧發生器出廠前應逐臺進行檢驗,檢驗合格并簽發產品合格證后方可出廠。000018.1.1

檢驗項目000018.1.2

a) 外觀。

b) 管道、儀表與控制器件裝配質量。

c) 屬于壓力容器的部件應提供質量證明文件。

d) 氣體管路安裝的儀表,調節、控制器件應附帶資質合格證書。

e) 密封性能。

f) 電氣安全性能。

g) 技術性能(包括臭氧濃度、產量、電耗等)。

型式試驗000018.2

當有下列情況之一時進行型式試驗:000018.2.1

a) 產品及規格產品定型或老產品轉廠生產。

b) 產品的結構、工藝及主要材料有較大改變,可能影響產品性能。

c) 連續停產一年以上恢復生產。

d) 產品正常生產,每三年進行型式試驗。

e) 國家質量監督機構提出型式試驗要求。

000018.2.2檢驗項目:本標準第6章規定的項目。

000018.2.3抽樣方法:小型臭氧發生器隨機抽檢2臺~3臺,大、中型臭氧發生器隨機抽檢1臺。

判定規則000018.2.4

對檢驗項目全部合格的,判定為合格產品。000018.2.4.1

對檢驗項目中任一項經檢驗不合格,則需加倍抽檢,仍有不合格者判定為不合格產品。000018.2.4.2

000019標志、包裝、運輸和貯存

標志000019.1

9.1.1  臭氧發生器應在醒目位置安裝標牌,標牌應符合GB/T 13306的規定。

9.1.2  標牌內容應包括:

a) 生產企業;

b) 產品名稱、型號、編號;

c) 生產日期;

d) 氣源種類與露點溫度要求;

e) 允許上限工作壓力和下限工作壓力(表壓):MPa;

f) 額定指標:臭氧產量:g/hkg/h

                  臭氧濃度:g/m3mg/L

                  臭氧電耗:kW·h/kg;

g) 供電要求:相數

                  頻率:Hz

                  電壓:V

電流:A;

h 工作質量:kg。

包裝000019.2

000019.2.1包裝的技術要求應符合GB/T 13384的規定。

000019.2.2包裝箱外的標志應符合GB/T 191的規定。

大型臭氧發生器的附件、備件宜另行包裝。000019.2.3

隨機文件應包括:000019.2.4

a) 裝箱單;

b) 使用說明書;

c) 特殊要求(如壓力)檢測文件;

d) 出廠檢測報告書;

e) 備件、附件清單。

運輸000019.3

臭氧發生器在裝運過程中不應翻滾、碰撞。

貯存000019.4

臭氧發生器應貯存在清潔干燥的倉庫內。

 

 

A
(規范性附錄)
臭氧濃度測定

A.1導言

本附錄規定了臭氧發生器產生的臭氧化氣的臭氧濃度檢測的兩種方法:碘量法(化學法)和紫外吸收法(儀器法),規定了碘量法校準紫外吸收式臭氧檢測儀,并提供了臭氧濃度單位換算的方法。

碘量法A.2

原理A.2.1

臭氧(O3)是一種強氧化劑,與碘化鉀(KI)水溶液反應產生游離碘(I2)。在取樣結束并對溶液酸化后,用已知濃度的硫代硫酸鈉(Na2S2O3)滴定液對游離碘進行滴定(以淀粉溶液為指示劑)。根據硫代硫酸鈉滴定液濃度和消耗量計算出臭氧量。其反應式見式(A.1)和式(A.2)

O3+2KI+H2O → O2+I2+2KOH  ……………………………………(A.1)

           I2+2Na2S2O3 → 2NaI+Na2S4O6 ……………………………………(A.2)

試劑A.2.2

除非另有規定,僅使用分析純試劑。

A.2.2.1碘化鉀(KI)溶液

碘化鉀儲存試劑(20%):稱取200gKI,溶于煮沸放冷的純水中,并稀釋至1L。保存在棕色瓶中,冷藏。

A.2.2.2硫酸(H2SO4)溶液(1+5

量取1體積的濃硫酸溶于5倍體積的純水中。

A.2.2.3硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)存儲溶液(約1mol/L

稱取250g硫代硫酸鈉顆粒(Na2S2O3·5H2O),溶于煮沸冷卻的純水中,并稀釋至1L。存儲于棕色瓶,冷藏。

按照以下兩種方法之一制備淀粉指示劑A.2.2.4

a) 氯化鋅淀粉指示劑

4g可溶淀粉中加入少許純水,并攪拌至糊狀。將該糊狀物添加到含20g氯化鋅(ZnCl2)的100mL純水中。將所得溶液煮沸,直至體積減少至100mL。將溶液稀釋至1L,并加入2g氯化鋅(ZnCl2)。本指示劑在避光處室溫可穩定保存一個月。

b) 淀粉指示劑

5g可溶淀粉中加入少許純水,并攪拌至糊狀。將糊狀物倒入1L煮沸純水中,攪拌,并隔夜沉淀。取用上清液,冷藏。

硫代硫酸鈉A.2.2.5Na2S2O3·5H2O)滴定液

測定空氣源臭氧濃度時,推薦硫代硫酸鈉(Na2S2O3)滴定液濃度為0.1mol/L;測定氧氣源臭氧濃度時,推薦硫代硫酸鈉(Na2S2O3)滴定液濃度為0.3mol/L。

a)配制0.1mol/L硫代硫酸鈉(Na2S2O3)滴定液:量取100ml濃度為1mol/L的Na2S2O3存儲液于900mL煮沸冷卻的純水中;

 b)配制0.3mol/L硫代硫酸鈉(Na2S2O3)滴定液:量取300ml濃度為1mol/LNa2S2O3存儲液于700mL煮沸冷卻的純水中。

A.2.2.6重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液(0.01667mol/L

使用分析天平準確稱取經105110烘干2h,并在硅膠干燥器中冷卻30min以上的重鉻酸鉀(優純)4.904g,定溶于1000mL容量瓶中搖勻。用試劑瓶保存。

A.2.2.7碘酸鉀(KIO3)固體

A.2.2.8乙酸(CH3COOH

純水A.2.2.9

純水應符合GB/T 6682-2008三水的規定,電導率不高于0.50mS/m。

試驗儀器、設備及要求A.2.3

A.2.3.1分析天平,精度為0.1mg。

A.2.3.2四個標準洗氣瓶,容積500mL,不應采用燒結的布氣器。

A.2.3.3滴定管50mL,宜用精密滴定管。

A.2.3.4防腐蝕型濕式氣體流量計,容量5L,體積精度應該在±1%以內,并配備壓力表和測量水溫誤差在±0.2內的溫度計。

A.2.3.5量筒 20mL、500mL 各一只。

A.2.3.6刻度吸管(吸量管)10mL。

A.2.3.7容量瓶 1000mL。

A.2.3.8錐形瓶250mL、2L各一只。

硅橡膠或聚氯乙烯軟管,用于輸送含臭氧的氣體。A.2.3.9

硫代硫酸鈉滴定液標定A.2.4

使用以下兩種方法之一標定A.2.2.5中的硫代硫酸鈉滴定液。標定可以在臭氧濃度測試前完成,且測試期間每天都必須標定。兩組平行樣品的標定結果相差不得超過2%,取平均值。

    a) 在250mL的錐形瓶中加入150mL純水,5mL硫酸溶液(1+5),20.00mL濃度為0.01667mol/L的重鉻酸鉀溶液和2.0gKI。密封,并使混合物在黑暗中穩定6min。添加1.0mL淀粉指示劑溶液,然后開始小心滴定,直至藍色剛好消失,并持續30s不變回藍色。

硫代硫酸鈉滴定液的濃度按式(A.3)計算。

 ……………………………………(A.3)

式中:

B ­ —— 硫代硫酸鈉滴定液濃度,mol/L;

N ­ —— 重鉻酸鉀標準溶液濃度,0.01667 mol/L;

V1­ —— 硫代硫酸鈉滴定液消耗量,mL;

V2­ —— 取用重鉻酸鉀標準溶液的體積,mL。

b) 在250mL錐形瓶中加入50mL純水,持續攪拌,加入0.071g碘酸鉀(KIO3)和1.5g碘化鉀( KI),然后補充50mL純水?;旌蝦?,加入10mL乙酸。對于生成的碘,使用配制濃度的硫代硫酸鈉滴定液滴定至黃色幾乎消失。加入1.0mL淀粉指示劑,繼續小心滴定至藍色剛好消失,并持續30s不變回藍色。

硫代硫酸鈉滴定液的濃度按式(A.4)計算。

 ……………………………………(A.4)

式中:

B —— 硫代硫酸鈉滴定液濃度,mol/L;

W —— 碘酸鉀的重量,g;

V —— 硫代硫酸鈉滴定液的消耗量,mL。

注:以上標定過程中的試劑用量(包括重鉻酸鉀溶液、碘酸鉀固體和碘化鉀固體)是基于硫代硫酸鈉滴定液濃度約為0.1mol/L時推薦的用量,實際的試劑用量可根據配制的硫代硫酸鈉滴定液的濃度進行調整(如硫代硫酸鈉濃度約為0.3mol/L時,試劑用量可增加至3倍左右)。

試驗程序及方法A.2.5

準備A.2.5.1

a) 調整濕式流量計水平。

b 參見圖A.1連接臭氧氣體測試試驗設備。

          

A.1  臭氧發生器出氣臭氧濃度測試裝置

c) 使用兩個洗氣瓶,在每個洗氣瓶中加入40mL 20%的KI溶液和360mL純水。

d 50mL玻璃滴定管中注入經標定的硫代硫酸鈉滴定液。此步驟應在臭氧通入洗氣瓶前進行,滴定管內剩余的滴定液不應隔天使用。

采樣A.2.5.2

將臭氧化氣的管道插入到空白洗氣瓶中,使用鮮的臭氧沖洗管道。然后,將臭氧清洗后的管道與測定洗氣瓶連接,并立即使用濕式流量計開始記錄體積。A.2.5.2.1

A.2.5.2.21L/min的速度向洗氣瓶中鼓入1L3L臭氧氣體,并在數據表上記錄濕式流量計的讀數差值作為未校正的氣體體積。推薦的氣體體積取決于臭氧濃度、滴定液體積和硫代硫酸鈉濃度。當進氣流量較大及滴定液體積較多時,測試的精度較高。

A.2.5.2.3鼓氣結束后,快速向每個洗氣瓶中添加約5mL硫酸溶液(1+5),以使溶液的pH值降低至2以下,搖勻,靜置5min。

滴定A.2.5.3

A.2.5.3.1將每個洗氣瓶中的溶液轉移至一個2L的錐形瓶。用純水充分沖洗洗氣瓶3次,將沖洗后的純水回收至錐形瓶中。在轉移溶液的過程中,應盡可能減少液體濺出及摻入氣體。

A.2.5.3.2記錄滴定管內硫代硫酸鈉滴定液的初始體積,使用硫代硫酸鈉滴定至溶液變為淺黃色。向錐形瓶中加入約5mL淀粉試劑,溶液將會出現淺藍色。小心滴定,一滴一滴地進行,直至藍色剛剛消失,且溶液清澈,并持續30s不變回藍色。

記錄滴定管的讀數,并計算得到使用的滴定液體積。記錄使用的滴定液體積和滴定液的實際濃度。A.2.5.3.3

臭氧濃度計算A.2.6

A.2.6.1溫度壓力修正后的氣體體積按式(A.5)計算。

 …………………………(A.5)

式中:

VNTP —— 標準溫度壓力條件下的氣體體積,L;

Va —— 未校正的氣體體積,由濕式流量計測得,L;

PNTP —— 標準氣壓(101.325kPa);

   —— 標準溫度(273.15K=0℃);

Pa —— 大氣壓力,kPa;

Pv —— 飽和水蒸汽壓,kPa,跟濕式流量計的溫度有關,參見表A.1;

Pm   —— 濕式流量計壓力表讀數,kPa;

Ta —— 濕式流量計的溫度,K,等于273.15K加上濕式流量計的溫度計以為單位的溫度值。

A.2.6.2KI吸收的臭氧質量按式(A.6)計算。

      …………………………(A.6)

式中:

M —— 被KI吸收的臭氧質量,單位mg;

Vt —— 消耗的硫代硫酸鈉體積,mL;

B —— 硫代硫酸鈉滴定液的濃度,mol/L。

A.2.6.3臭氧濃度按式(A.7)計算。

        …………………………(A.7)

式中:

C   —— 臭氧濃度,g/m3(mg/L);

M   —— 被KI吸收的臭氧質量,mg,由式(A.6)計算得到;

VNTP —— 標準狀態時的氣體體積,L,由式(A.5)計算得到。

A.2.6.4碘量法測定程序結束。此測試結果的精度在±2%以內。

A.1  不同溫度下水的飽和蒸汽壓

溫度

℃  

蒸汽壓

kPa

溫度

℃  

蒸汽壓

kPa

溫度

℃  

蒸汽壓

kPa

溫度

℃  

蒸汽壓

kPa

溫度

℃  

蒸汽壓

kPa

10.0

1.23

15.0

1.70

20.2

2.37

25.4

3.24

30.6

4.39

10.2

1.24

15.2

1.73

20.4

2.40

25.6

3.28

30.8

4.44

10.4

1.26

15.4

1.75

20.6

2.43

25.8

3.32

31.0

4.49

10.6

1.28

15.6

1.77

20.8

2.46

26.0

3.36

31.2

4.54

10.8

1.30

15.8

1.79

21.0

2.49

26.2

3.40

31.4

4.59

11.0

1.31

16.0

1.82

21.2

2.52

26.4

3.44

31.6

4.65

11.2

1.33

16.2

1.84

21.4

2.55

26.6

3.48

31.8

4.70

11.4

1.35

16.4

1.86

21.6

2.58

26.8

3.52

32.0

4.75

11.6

1.36

16.6

1.89

21.8

2.61

27.0

3.56

32.2

4.81

11.8

1.38

16.8

1.91

22.0

2.64

27.2

3.61

32.4

4.86

12.0

1.40

17.0

1.94

22.2

2.67

27.4

3.65

32.6

4.92

12.2

1.42

17.2

1.96

22.4

2.71

27.6

3.69

32.8

4.97

12.4

1.44

17.4

1.99

22.6

2.74

27.8

3.73

33.0

5.03

12.6

1.46

17.6

2.01

22.8

2.77

28.0

3.78

33.2

5.08

12.8

1.48

17.8

2.04

23.0

2.81

28.2

3.82

33.4

5.14

13.0

1.50

18.0

2.06

23.2

2.84

28.4

3.87

33.6

5.20

13.2

1.52

18.2

2.09

23.4

2.88

28.6

3.91

33.8

5.26

13.4

1.54

18.4

2.12

23.6

2.91

28.8

3.96

34.0

5.32

13.6

1.56

18.6

2.14

23.8

2.95

29.0

4.00

34.2

5.38

13.8

1.58

18.8

2.17

24.0

2.98

29.2

4.05

34.4

5.44

14.0

1.60

19.0

2.20

24.2

3.02

29.4

4.10

34.6

5.50

14.2

1.62

19.2

2.22

24.4

3.05

29.6

4.15

34.8

5.56

14.4

1.64

19.4

2.25

24.6

3.09

29.8

4.19

      

14.6

1.66

19.6

2.28

24.8

3.13

30.0

4.24

      

      

14.8

1.68

19.8

2.31

25.0

3.17

30.2

4.29

      

      

15.0

1.70

20.0

2.34

25.2

3.20

30.4

4.34

      

紫外吸收法A.3

原理A.3.1

臭氧對254nm波長的紫外光有特征吸收。臭氧化氣樣品和參比氣體(不含臭氧的空氣或氧氣)分別以恒定的流速進入儀器的吸收池,參比氣通過吸收池時,被光檢測器檢測的光強為I0,樣品氣通過吸收池時被檢測器檢測的光強為I,I/ I0為透光率。儀器的微處理系統根據朗伯比爾定律計算出臭氧濃度,這些量之間的關系由式(A.8)或式(A.9)表示:

                 ………………………………(A.8)

               ………………………………(A.9)

式中:

C —— 臭氧濃度,體積分數;

α —— 臭氧在標準狀態下對254nm波長紫外光的吸收系數,α=308;

L —— 吸收池光路長度,cm;

e —— 自然對數的底,取e=2.718。

所測得的以體積分數表示的臭氧濃度值應能自動換算為體積質量濃度值g/m3(mg/L)顯示。

檢測設備

A.3.2

紫外吸收臭氧檢測儀應具有合適的量程,并有溫度和壓力校正功能。應定期(不超過一年)使用以下兩種方法之一校準。

A.3.2.1

a)用準確度高于被校準儀器的紫外吸收臭氧檢測儀校準;

b) A.4的規定用碘量法校準,校準結果偏差應在+2%以內。

A.3.2.2所有采樣管線應采用聚四氟乙烯(PTFE)或聚偏二氟乙烯(PVDF)等對臭氧呈惰性材料,為連接方便,允許采用較短的聚氯乙烯軟管和不銹鋼接頭。

A.3.2.3帶調節閥的流量計,流量范圍:0.2 L/min2L/min,調節閥和流量計都應耐臭氧腐蝕。

檢測儀排氣口宜安裝臭氧分解器。A.3.2.4

臭氧濃度檢測A.3.3

氣路連接A.3.3.1

氣路連接參見圖A.2。

A.2  臭氧濃度檢測系統示意圖

檢測操作A.3.3.2

檢測應在臭氧發生器和臭氧檢測儀工作穩定后開始。

a) 調節流量控制閥,使流量計指示大于臭氧檢測儀所需流量,防止環境空氣倒流;

b 當臭氧檢測儀讀數穩定后,記錄下臭氧檢測儀示值Cg/m3)。

A.4碘量法校準紫外吸收式臭氧檢測儀

方法A.4.1

用紫外吸收式臭氧檢測儀(以下簡稱臭氧檢測儀)和碘量法同時測定臭氧發生器輸出臭氧化氣的臭氧濃度,比較測定結果以校準臭氧檢測儀。改變臭氧發生器的臭氧濃度進行比對測量,以覆蓋臭氧檢測儀的全量程。

校準試驗應由專業人員進行。

器材A.4.2

可調節臭氧濃度的臭氧發生器及氣源,其上限臭氧濃度和氣體流量應能滿足被校準儀器的要求。A.4.2.1

A.4.2.2碘量法所需的試劑及儀器、設備參照本附錄A.2.2A.2.3;硫代硫酸鈉滴定液應事先按本附錄A.2.4標定。

A.4.2.3其他器材見本附錄A.3.2。臭氧檢測儀樣品氣入口前宜設置緩沖瓶。

A.4.3校準系統

校準系統連接見圖A.3。

 

A.3  校準系統簡圖 

校準程序A.4.4

    在臭氧檢測儀全量程內預先選取9個基本均勻分布的濃度值進行校準試驗。

A.4.4.1臭氧發生器工作前,將洗氣瓶內置純水,將臭氧發生器氣源打開鼓氣,調節圖A.3中下方調節閥,使濕式流量計在1min2min內記錄氣體的體積在13L,并使通過上方調節閥的氣體流量不小于臭氧檢測儀要求的流量。

A.4.4.2啟動臭氧發生器,調節其輸出臭氧濃度在某一預選的濃度值附近,按本附錄A.2.5.2、A.2.5.3進行采樣和滴定,在采樣的同時記錄下臭氧檢測儀示值的平均值Cig/m3)。

A.4.4.3A.2.6進行臭氧濃度計算,得到碘量法測定的臭氧濃度值Cg/m3)。

A.4.4.4紫外吸收法與碘量法的百分偏差按式(A.10)計算。

   ……………………………………(A.10)

A.4.4.5改變臭氧發生器工作狀態調節其輸出臭氧濃度于另一濃度值附近,重復A.4.4.1A.4.4.48次。

A.4.4.6計算出的9次偏差算術平均值應在±2%以內,單個數值偏差不得超過檢測儀的準確度。

臭氧濃度單位換算A.5

概述A.5.1

    臭氧濃度除本標準規定的體積質量濃度g/m3mg/L)外,國外常用的質量分數濃度(重量百分比濃度)%wt,體積分數濃度%vol,質量百萬分比濃度ppmwt),體積百萬分比濃度ppmvol)等,以下給出單位換算公式和表格?;凰愎膠捅碭袷菔竊詒曜甲刺?/span>T=273.15K,P=101.325kPa,NTP)下建立的。

A.5.2臭氧濃度換算公式

    體積質量濃度換算成質量分數濃度按式(A.11)計算。

    ………………………………(A.11)

    質量分數濃度換算成體積質量濃度按式(A.12)計算。

       ………………………………(A.12)

    式中:

    C —— 臭氧濃度,重量百分比;

    C  —— 臭氧濃度,mg/L;

    Vm —— 摩爾體積(22.4L/mol);

    ρfg —— 氣源密度,g/L。

    注:純氧氣源 ρfg =1.429g/L,空氣源 ρfg =1.293g/L。

A.5.3干燥空氣源臭氧濃度換算

    干燥空氣源臭氧濃度換算參見表A.2。

A.2  干燥空氣源臭氧濃度換算

體積質量濃度

g/m3

質量分數

%wt

體積分數

%vol

質量百萬分比

ppm(wt)

體積百萬分比

ppm(vol)

1.000

0.07734

0.04667

772.4

466.7

12.93

1.000

0.6034

10000

6034

21.43

1.657

1.000

16573

10000

0.001293

0.0001000

0.00006034

1.000

0.6034

0.002143

0.0001657

0.0001000

1.6573

1.000

A.5.4純氧氣源臭氧濃度換算

A.5.4.1純氧氣源臭氧濃度換算參見表A.3。

A.2換算在低濃度時適用,如質量分數濃度超過5%,造成體積質量濃度的誤差在2%以上,高濃度時應依據計算公式進行換算。

A.3  純氧氣源臭氧濃度換算

體積質量濃度

g/m3

質量分數

%wt

體積分數

%vol

質量百萬分比

ppm(wt)

體積百萬分比

ppm(vol)

1.000

0.07000

0.04667

700.0

466.7

14.29

1.000

0.6667

10000

6667

21.43

1.500

1.000

15000

10000

0.001429

0.0001000

0.00006667

1.000

0.6667

0.002143

0.0001500

0.0001000

1.500

1.000

A.5.4.2純氧氣源質量分數濃度與體積質量濃度換算參見表A.4。

A.4  純氧氣源質量分數濃度與體積質量濃度換算簡表

質量分數濃度%wt

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

體積質量濃度g/m3

14.3

28.8

43.3

57.9

72.7

87.5

102.4

117.5

130.6

147.8

質量分數濃度%wt

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

體積質量濃度g/m3

163.2

178.6

194.2

209.9

225.6

241.5

257.5

273.6

289.9

306.2

B

(資料性附錄)
氣體體積流量值修正計算

B.1溫度壓力修正計算

B.1.1必要性

氣體標準狀態為溫度T=273.15K(0℃)、壓力P=101.325kPa,實際溫度、壓力與標準狀態不同時,氣體的體積流量值隨之變化。

溫度影響B.1.1.1

設定氣體壓力為標準氣壓不變,溫度升高將使一定質量的氣體體積比標準狀態大,其變化量如表B.1所示。

表B.1  氣體體積與溫度的關系

溫度  ℃

0

10

20

30

40

體積變化

0

+3.66%

+7.32%

+10.98%

+14.64%

壓力影響B.1.1.2

測量氣體壓力通常以“表壓”表示,其靜壓為當地大氣壓與表壓之和。設定溫度為0℃不變,當地大氣壓為標準氣壓,一定質量的氣體體積隨表壓增大而減小,其變化量如表B.2所示。

表B.2  氣體體積與表壓的關系

表壓  kPa

0

20

40

60

80

100

體積變化

0

-16.48%

-28.30%

-37.19%

-44.12%

-49.67%

大氣壓影響B.1.1.3

設定溫度為0℃,且忽略緯度的影響,一定質量的氣體體積隨海拔高程、當地大氣壓的變化量如表B.3所示。

表B.3  氣體體積與海拔的關系

海拔高程 m

-150

0

200

500

1000

2000

3000

當地大氣壓kPa

103.143

101.325

98.901

95.265

89.205

77.085

64.964

體積變化

-1.76%

0

+2.455%

+6.36%

+13.59%

+31.45%

+55.97%

實際測量氣體體積流量時,將同時受到溫度、表壓和當地大氣壓的影響,為便于比較必須進行修正計算。

B.1.2常用流量計的溫度壓力修正計算

應按照本標準規定的標準狀態進行溫度壓力修正。

臭氧發生器實際工作的溫度、壓力變化范圍相對較小,氣源氧氣或空氣的分子量不大,進行溫度壓力修正計算時可忽略氣體粘度系數、壓縮系數、儀表膨脹系數等變化的影響。

玻璃轉子流量計與金屬浮子流量計B.1.2.1

計算式B.1.2.1.1

玻璃轉子流量計與金屬浮子流量計氣體體積流量修正見式(B.1)。

            ……………(B.1)

式中:

Kρ=;KP=;KT=;

Q1 —— 工作狀態下的氣體流量換算到標準狀態下的流量;

Q0 —— 流量計的示值讀數;

ρ1—— 標準狀態下被測氣體的密度,kg/m3;

ρ0—— 標準狀態下空氣的密度,ρ0=1.205kg/m3;

P1 —— 工作狀態下被測氣體的壓力(表壓與大氣壓之和),kPa;

P0 —— 標準狀態時的壓力,P0=101.325kPa;

T1 —— 工作狀態下被測氣體的溫度,K;

T0 —— 標準狀態溫度,T0=293.15K(20℃);

Kρ —— 氣體密度換算系數;

KP —— 氣體壓力換算系數;

KT —— 氣體溫度換算系數。

氣體密度換算系數B.1.2.1.2

氣體密度換算系數見表B.4。

表B.4  氣體密度換算系數

 

密度kg/m3(20℃,101.325kPa)

Kρ

空氣

1.205

1.000

氧氣

1.331

0.951

常用氣體壓力換算系數B.1.2.1.3

常用氣體壓力換算系數見表B.5。

表B.5  常用氣體壓力換算

表壓(MPa)

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.15

KP

1.094

1.181

1.262

1.338

1.410

1.575

注:大氣壓為標準氣壓

常用氣體溫度換算系數B.1.2.1.4

常用氣體溫度系數換算見表B.6。

表B.6  常用氣體溫度換算

工作溫度(℃)

0

10

20

30

40

KT

1.0360

1.0175

1.0000

0.9834

0.9675

渦街流量計B.1.2.2

渦街流量計的體積流量修正計算見式(B.2)。

                      ……………(B.2)

式中:

QN —— 氣體標準狀態體積流量,m3/h;

—— 氣體工作狀態壓力(絕壓),MPa;

PN —— 標準狀態壓力,MPa;

—— 氣體工作狀態溫度,K;

TN —— 標準狀態溫度,K;

—— 旋渦分離的頻率,1/s;

—— 儀表的流量系數,1/m3。

B.2臭氧發生室進氣-出氣流量值換算

B.2.1適合裝置在臭氧發生室出氣端的氣體流量計

一些種類的氣體流量計其儀表系數與被測氣體的密度無關,以一種氣體標定后可測量不同密度氣體的體積流量。有此特性的氣體流量計適合裝置在臭氧發生室的出氣端,直接測量出不同臭氧濃度時臭氧化氣的體積流量,經溫度壓力修正為標準狀態的流量值,用以計算臭氧產量。容積式流量計、渦街流量計、超聲流量計等有此特性。

B.2.2適合裝置在臭氧發生室進氣端的氣體流量計

另一些常用流量計如玻璃轉子流量計、金屬浮子流量計、孔板流量計、質量流量計等,其體積流量的儀表系數與氣體密度直接相關,以一種氣體標定的這類流量計難于準確測量不同密度或密度變化的氣體體積流量。但這類流量計可裝置于臭氧發生室的進氣端,以原料氣(空氣或氧氣)標定,可準確測量進入臭氧發生室的原料氣的體積流量,經溫度壓力修正后的流量值可按測得的出氣端臭氧濃度換算為臭氧化氣的體積流量,用于臭氧產量計算。

B.2.3進氣-出氣體積流量值換算

原理B.2.3.1

臭氧生成反應簡式為3O2→2O3,表明生成1mol臭氧須消耗3/2mol氧氣。由臭氧分子量=48及理想氣體體積=22.4×10-3m3/mol ,若已知臭氧濃度CO3,單位是g/m3,其摩爾濃度為(CO3/48)mol/m3,則每生成1m3臭氧化氣相應的輸入氣量為1+1/2×CO3/48×22.4×10-3m3,據此可將在臭氧發生室進氣端測得的原料氣體積流量換算為出氣端臭氧化氣的體積流量。

計算式B.2.3.2

臭氧發生器進氣-出氣體積流量換算見式(B.3)。

           …………………(B.3)

式中:

Qout —— 臭氧化氣體積流量,m3/h;

Qin —— 原料氣體積流量,m3/h;

CO3 —— 臭氧濃度,g/m3。

B.2.3.3不同臭氧濃度時出氣/進氣體積流量比值

不同臭氧濃度時出氣/進氣體積流量比值見表B.7。

表B.7  不同臭氧濃度時出氣/進氣體積流量比值

臭氧濃度  g/m3

10

20

50

80

100

120

150

200

出氣/進氣流量比值

0.998

0.995

0.989

0.982

0.977

0.973

0.966

0.955

 

C

(資料性附錄)
臭氧發生器性能參數檢測報告表

C.1臭氧發生器性能參數檢測報告表參見表C.1。

(表格見下頁)

表C.1  臭氧發生器性能參數檢測報告

      

[1]  DIN19627-1993 Ozonerzeugungsanlagen zur Wasseraufbereitung.

[2]  NSF/ANSI 222-2006e Ozone generator.

[3]  オゾンハンドブック。日本オゾン協會,2004。

[4]  International Ozone Association. Guideline for Measurement of Ozone Concentration in the Process Gas From an Ozone Generator. Ozone Science & Engineering. 1996, 18: 209-229.

[5]  International Ozone Association. Lexicon of Terms.

[6]  GB/T 20001.4-2001  標準編寫規則 4部分:化學分析方法

[7]  JB/T 6427-2001  變壓吸附制氧、制氮設備

[8]  JB/T 6844-93  金屬浮子流量計

[9]  JB/T 9255-1999  玻璃轉子流量計

[10]  JB/T 10564-2006  流量測量儀表基本參數

[11] 《氣體流量計》,楊有濤等主編,中國計量出版社,2007.8

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