CN108408868A - 一种高浓度臭氧水生产方法 - Google Patents

Abstract

一种高浓度臭氧水生产方法，属于臭氧水生产技术领域。其特征在于：包括如下步骤：步骤1），对氧气进行电晕放电，形成氧气和臭氧的混合气体；步骤2），在0.1~0.2Mpa的压力条件下，将混合气体降温至‑111℃~‑170℃，臭氧液化为液态臭氧，并与氧气分离；步骤3），在0.2~0.5Mpa的压力条件下，将液态臭氧与纯水混合，液态臭氧的温度为‑130~‑150℃，纯水的温度控制在‑5~10℃，得到臭氧水。本高浓度臭氧水生产方法通过将纯净的臭氧气体与纯水混合，使的水与臭氧的混合效果大大提高，可以得到远高于目前国内外浓度水平的臭氧水，臭氧浓度可达600mg/L以上，效果非常显著。

Description

一种高浓度臭氧水生产方法

技术领域

一种高浓度臭氧水生产方法，属于臭氧水生产技术领域。

背景技术

目前随着环保和各种工业精密加工的要求，市场需求含有更高浓度的臭氧水。臭氧水的臭氧含量越大，其臭氧性能发挥的越好，其市场用途越广泛。

目前国内臭氧水的生产和应用处于非常原始的状态，所采用的臭氧浓度仍然是目前臭氧制造浓度，数值不超过200g/m³（N），所产臭氧水含臭氧量在30mg/L以下。在国际上，日本直接生成的臭氧气体浓度也只有最大不超过400 g/m³（N），能够获得臭氧含量不超过150mg/L的臭氧水。采用的臭氧水制备技术无非是将含有一定浓度的臭氧水通入水，形成臭氧水，也有用喷淋混合法的，将水喷淋到含有臭氧气体中制造臭氧水。采用目前的臭氧水生产流程和设备，所生产出来的臭氧水中所含的臭氧量仍然较低，无法达到市场各个层次的要求，导致臭氧水的生产和销售量无法扩展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够得到远高于目前国内外臭氧水的浓度水平的高浓度臭氧水生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该高浓度臭氧水生产方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1），对氧气进行电晕放电，形成氧气和臭氧的混合气体；

步骤2），在0.1~0.2Mpa的压力条件下，将混合气体降温至-111℃~-170℃，臭氧液化为液态臭氧，并与氧气分离；

步骤3），在0.2~0.5Mpa的压力条件下，将液态臭氧与纯水混合，液态臭氧的温度为-150~-130℃，纯水的温度控制在-5~10℃，得到臭氧水。

优选的，将步骤2）中与臭氧分离后的氧气再次回到步骤1）中进行电晕放电。

优选的，步骤2）中所述的混合气体的温度降至-150~-130℃。

优选的，步骤3）中所述的液态臭氧和纯水在混合罐内混合，且液态臭氧和纯水分别由相对的两侧喷入混合罐，使水雾与臭氧气体逆向流动。

优选的，步骤3）中所述的混合罐内壁附着有氟材料。

优选的，所述的氟材料为聚四氟乙烯。

优选的，步骤3）中所述的臭氧水的温度控制在0~2℃。

优选的，步骤2）中所述的混合气体在提纯罐中分离。

优选的，所述的提纯罐包括罐体以及罐体内由上至下依次设置的换热室和出气室，换热室内设有换热管，换热管的上端与设置在罐体上的混合气进气管连通，下端与出气室连通，罐体上还设有与出气室连通的氧气出气管，出气室的底部连接有臭氧输出管，换热室连接有液氮输送管和氮气排空管，氮气排空管的输出端伸出罐体。

优选的，所述的罐体内还设置有液氮储罐，液氮储罐设置在换热室上侧，液氮储罐的外壁设置有保温层，液氮输送管的输入端与液氮储罐的底部连通。

鉴于目前臭氧水所采用的臭氧气体浓度不高，臭氧含量一般小于350 g/m³（N），气体与液体之间的相互作用（吸收）遵守传质理论模型，按此理论，单位体积的水吸收的臭氧量M∝面积•扩散系数•扩散时间。水吸收气体的面积分为两部分：一部分是氧气的面积，另一部分是臭氧气体的面积。由于一般使用的臭氧气体中臭氧含量小于20%，使大量的氧气占用了水吸收的表面积，也占用了臭氧在水中的溶解空间。不利于高浓度臭氧水的生成。另一方面，臭氧被吸收后，气体中臭氧浓度下降且得不到补充，氧气的浓度会大幅上升，使得臭氧在向水扩散的面积进一步减小。导致水中臭氧溶解量难以提高。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1、本高浓度臭氧水生产方法通过将纯净的臭氧气体与纯水混合，使的水与臭氧的混合效果大大提高，可以得到远高于目前国内外浓度水平的臭氧水，臭氧浓度可达600mg/L以上，效果非常显著，在水分子与臭氧的混合过程中，由于不再含有大量氧气，去掉了这些氧气的负作用，避免了氧气占用混合空间，也避免了氧气占用了水分子与臭氧分子的络合力，解决了臭氧与水的混合效果较差，难以提升臭氧水的臭氧含量的问题。

2、分离后的氧气再次进行电晕放电并得到氧气和臭氧的混合气体，使分离后的氧气再次利用，提高了氧气的利用率，进而提高了臭氧产率。

3、由于氧气的沸点为-183℃，臭氧的沸点为-111摄氏度，混合气体的温度降至-150~-130℃后，臭氧气体会液化成液态臭氧，从而利用了臭氧与氧气的沸点不同，对臭氧和氧气进行分离，分离彻底，得到了纯净的臭氧。

4、臭氧与纯水逆向喷淋混合，使臭氧气体与水雾充分接触，保证臭氧气体与纯水充分混合，使臭氧水中臭氧浓度高。

5、混合罐内壁附着氟材料，能够避免臭氧对混合罐造成腐蚀，氟材料为聚四氟乙烯，既能够避免臭氧对混合罐内壁造成腐蚀，又能够避免对臭氧水造成污染。

6、臭氧水的温度控制在0~2℃，避免温度过高导致臭氧水中的臭氧析出，影响臭氧水中臭氧的浓度。

7、混合气体进入换热室内的换热管内，利用臭氧的沸点高于氧气的沸点的原理，使臭氧液化，而氧气保持气体状态，从而使氧气和臭氧分离，且能够生产出液态臭氧，为生产高浓度臭氧水提供了条件。

附图说明

图1为臭氧发生管的主视剖视示意图。

图2为图1中A处的局部放大图。

图3为提纯罐的主视剖视示意图。

图中：1、氮气排空阀 2、液氮储罐 3、氮气排空管 4、液氮调节阀 5、混合气进气管6、进气管温度传感器 7、进气室 8、换热管 9、中部温度传感器 10、氧气出气管 11、出气管温度传感器 12、出气室 13、抽真空咀 14、支架 15、臭氧输出管 16、换热室 17、液氮输送管 18、导流板 19、颈管 20、盖塞 21、内管 22、中间管 23、外管 24、内冷却液出液口 25、气体进气口 26、外冷却液出液口 27、气体出气口 28、内冷却液进液口 29、端盖 30、连接套。

具体实施方式

图1~3是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~3对本发明做进一步说明。

实施例1

一种高浓度臭氧水生产方法，包括如下步骤：

步骤1），对氧气进行电晕放电，形成氧气和臭氧的混合气体；

液态氧气储存在液氧罐内，液氧罐内的液氧经过汽化器后形成氧气，然后对氧气除杂。氧气的除杂通过对氧气加热的方式进行，除去工业氧气生产的臭氧中含油一氧化碳、甲烷、乙炔等可燃性气体杂质，避免影响臭氧的生产。通过加热的方式对氧气进行除杂，加热后的氧气与加热前的氧气换热，从而避免造成能量浪费。

除杂后的氧气进入到臭氧发生装置内，并在臭氧发生装置内进行电晕放电，形成臭氧和氧气的混合气体。

如图1~2所示：臭氧发生装置包括并联设置的多根臭氧发生管。臭氧发生管包括同轴设置的外管23、中间管22以及内管21，内管21为两端敞口的圆管，内管21内形成内冷却液通道，中间管22内壁与内管21外壁间隔设置，从而在中间管22和内管21之间形成环绕内冷却液通道设置的气体通道，外管23内壁与中间管22的外壁间隔设置，从而在外管23和中间管22之间形成环绕气体通道设置的外冷却液通道。加工方便。在本实施例中，外管23、中间管22以及内管21均为不锈钢材质，既能够防止氧化，又能够起到导电作用。

内管21的上端设置有内冷却液出液口24，下端设置有内冷却液进液口28。内冷却液出液口24的下端同轴设置在内管21的上端内，内冷却液出液口24的下端与内管21的内壁之间密封设置，内冷却液进液口28的上端同轴设置在内管21的下端内，内冷却液进液口28的上端也与内管21的内壁之间密封设置，从而形成内冷却液通道。内冷却液出液口24的中部外侧套设有用于连接电源的高压电极，即与电源放电电极相连，在本实施例中，电源为高压电源。

内管21的两端均伸出中间管22，且内管21两端位于中间管22外的部分的长度相等；中间管22的两端均伸出外管23，且中间管22的两端位于外管23外的部分的长度相等。在本实施例中，内冷却液为冷却油，外冷却液为冷却水。

臭氧发生管还包括设置在上下两端的连接套30以及端盖29。每个臭氧发生管上均设置有两个连接套30和端盖29。连接套30套设在外管23外并与外管23同轴连接，连接套30的内端的内径小于外端的内径，连接套30的内端套设在外管23的外端并与外管23的外壁密封设置，连接套30的内端与中间管22的外壁密封设置，从而形成外冷却液通道。端盖29为圆筒状，端盖29的内端伸入连接套30和内管21之间，且端盖29与连接套30和内管21均密封连接，形成气体通道。

环绕每个连接套30外端的内壁设置有气体通道槽，位于臭氧发生管上端的连接套30的气体通道槽与气体通道上端连通，位于臭氧发生管下端的连接套30的气体通道槽与气体通道下端连通。臭氧发生管上端的连接套30上设置有径向的气体进气口25，气体进气口25与连接套30螺纹连接，气体进气口25的内端通过上端的连接套30的气体通道槽与气体通道上端连通；臭氧发生管下端的连接套30上设置有径向的气体出气口27，气体出气口27与连接套30螺纹连接，气体出气口27的内端通过下端的连接套30的气体通道槽与气体通道上端连通。

环绕每个连接套30的内端内壁设置有冷却液槽，位于臭氧发生管上端的连接套30的冷却液槽与外冷却液通道的上端连通，位于臭氧发生管下端的连接套30的冷却液槽与外冷却液通道下端的冷却液槽连通。臭氧发生管上端的连接套30上设置有径向的外冷却液出液口26，外冷却液出液口26与连接套30螺纹连接，且外冷却液出液口26通过上端的连接套30的冷却液槽与外冷却液通道上端连通；臭氧发生管下端的连接套30上设置有径向的外冷却液进液口，外冷却液出液口与连接套30螺纹连接，外冷却液出液口26通过下端的连接套30的冷却液槽与外冷却液通道下端连通。

在本实施例中，外冷却液进液口设置在气体出气口27的外侧，外冷却液出液口26设置在气体进气口25的内侧，既避免了连接时气体通道和外冷却液通道相互妨碍，又方便区分避免组装时连接错误，影响冷却效果。

位于臭氧发生管上端的连接套30和端盖之间设置有接地电极，接地电极与电源地极相连，接地电极还与中间管22相连。

氧气经过臭氧发生管后，部分氧气经电晕放电生产臭氧，形成氧气和臭氧的混合气体。

步骤2），在0.15Mpa的压力条件下，将混合气体降温至-140℃，臭氧液化为液态臭氧，并与氧气分离；

如图3所示：混合气体在提纯罐内实现臭氧和氧气的分离。提纯罐包括罐体以及罐体内由上至下依次设置的换热室16和出气室12，换热室16内设有换热管8，换热管8的上端与设置在罐体上的混合气进气管5连通，下端与出气室12连通，罐体上还设有与出气室12连通的氧气出气管10，出气室12的底部连接有臭氧输出管15，换热室16连接有液氮输送管17和氮气排空管3，氮气排空管3的输出端伸出罐体。换热室16连接液氮输送管17，通过液氮在换热室16内汽化吸热并使换热室16内维持低温环境，使换热室16的温度维持在160℃，混合气体进入换热室16内的换热管8内，利用臭氧的沸点高于氧气的沸点的原理，使臭氧液化，而氧气保持气体状态，从而使氧气和臭氧分离，且能够生产出液态臭氧，为生产高浓度臭氧水和臭氧冰提供了条件。

罐体竖向设置，罐体的上下两端均为中部外凸的弧形。罐体的下部设置有支架14，使罐体与地面间隔设置。罐体内还设置有液氮储罐2，液氮储罐2间隔设置在换热室16的上侧，液氮储罐2的外侧设置有保温层，从而使提纯罐能够自身储存液氮。罐体1的底部还设置有与罐体内腔连通的抽真空咀13，从而能够使罐体内保持真空，进而隔绝了液氮储罐2、换热室16和出气室12与外界换热，保证液氮储罐2、换热室16和出气室12温度均一。

液氮储罐2的进液口设置在上侧，液氮储罐2的进液口连接有竖向设置的颈管19，颈管19的上侧设置在罐体的上端，且颈管19的上端可拆卸的安装有盖塞20，通过颈管19可以向液氮储罐2内添加液氮。

换热室16内设置有进气室7，进气室7设置在换热室16的上部，进气室7的直径小于换热室16的内径，且进气室7与换热室16同轴设置。换热室16的下侧设置有出气室12，出气室12的上部为直径与换热室16直径相等的圆筒，出气室12的下部为由上至下直径逐渐减小的锥形，从而对液态臭氧进行导流，保证出气室12内的液态臭氧能够排尽。

换热器16内设置有换热管8，在本实施例中，换热管8竖向设置，且换热管8间隔设置有多根，换热管8的上端与进气室7连通，换热管8的下端与出气室12连通。换热管8还可以为盘管。

换热室16与液氮储罐2之间设置有液氮输送管17，液氮输送管17的上端与液氮储罐2的底部连通，液氮储罐2的输出端设置在换热室16内的侧部，且液氮输送管17的输出端伸至换热室16的中部。换热室16的中部设置有环形的导流板18，液氮输送管17的输出端与导流板18间隔设置，避免液氮直接进入到换热室16的底部。

液氮输送管17上设置有液氮调节阀4，液氮调节阀4用于调节液氮输送管17内液氮的流量，进而控制换热室16的温度。换热室16还连接有氮气排空管3，氮气排空管3的下端与换热室16的上端连通，氮气排空管3设置在液氮储罐2的一侧，且氮气排空管3的输出端与液氮输送管17的输入端设置在换热室16相对的两侧，使换热室16内温度均匀。氮气排空管3的出气端连接有氮气排空阀1，从而能够控制氮气排出的速度，进而与液氮调节阀4相配合，对换热室16的温度进行调节。

氧气出气管10水平设置在罐体下部，且氧气出气管10的进气端与出气室12的上部连通，氧气出气管10和混合气进气管5上均设置有阀门，从而调节氧气的排出速度和混合气的输入速度。臭氧输出管15同轴设置在出气室12的下侧，臭氧输出管15的上端与出气室12的底端连通，臭氧输出管15的下端伸出罐体，从而能够将液氮臭氧输出。

换热室16的中部设置有中部温度传感器9，中部温度传感器9设置在导流板18的下侧，且中部温度传感器9与液氮输送管17的输出端设置在换热室16相对的两侧，保证对换热室16中部温度测量准确。

混合气进气管5上设置有进气管温度传感器，能够实时监测进入换热管8的混合气体的温度，氧气出气管10上设置有出气管温度传感器11，能够实时监测输出的氧气的温度，从而更好地保证换热室16温度均匀，保证臭氧完全液化。

臭氧和氧气的混合气体经过混合气进气管5进入到进气室7内，在本实施例中，换热室16内的温度维持-140℃，混合气体经过换热管8后进入到出气室12，氧气由氧气出气管10排出，并再次输送至经除杂和干燥后，进入到臭氧发生装置内，实现氧气的循环使用，提高了氧气的利用率和臭氧的产率。经过换热管8后，臭氧液化成液态臭氧，并将过臭氧输出管15排出，排出的液态臭氧的温度也为-140℃。且进气室7、换热管8和出气室12的压力维持在0.15Mpa。

步骤3），在0.35Mpa的压力条件下，将液态臭氧与纯水混合，液态臭氧的温度为-140℃，纯水的温度控制在0℃，得到臭氧水；

将液态臭氧的温度维持-140℃，然后将液态臭氧和纯水由混合罐相对的两侧喷入混合罐内，使混合罐内的压力维持0.35Mpa，可以采用喷头喷入，使臭氧气体与水雾形成逆流混合，并充分接触，保证臭氧水中臭氧的浓度高。混合罐以及输送管道的内壁均附着有氟材料，在本实施例中，采用聚四氟乙烯，避免臭氧对混合罐和管道内壁腐蚀，即影响了设备的使用寿命，又对臭氧造成污染。

得到的臭氧水的温度维持0℃，并将得到的臭氧水移入-60℃的环境中速冻，形成臭氧冰，方便对高浓度臭氧水的保存。

实施例2

一种高浓度臭氧水生产方法，包括如下步骤：

步骤1），对氧气进行电晕放电，形成氧气和臭氧的混合气体；

液态氧气储存在液氧罐内，液氧罐内的液氧经过汽化器后形成氧气，然后对氧气除杂。氧气的除杂通过对氧气加热的方式进行，除去工业氧气生产的臭氧中含油一氧化碳、甲烷、乙炔等可燃性气体杂质，避免影响臭氧的生产。通过加热的方式对氧气进行除杂，加热后的氧气与加热前的氧气换热，从而避免造成能量浪费。

除杂后的氧气进入到臭氧发生装置内，并在臭氧发生装置内进行电晕放电，形成臭氧和氧气的混合气体。

步骤2），在0.1Mpa的压力条件下，将混合气体降温至-130℃，臭氧液化为液态臭氧，并与氧气分离；

臭氧和氧气的混合气体经过混合气进气管5进入到进气室7内，在本实施例中，换热室16内的温度维持-130℃，混合气体经过换热管8后进入到出气室12，氧气由氧气出气管10排出，并再次输送至经除杂和干燥后，进入到臭氧发生装置内，实现氧气的循环使用，提高了氧气的利用率和臭氧的产率。经过换热管8后，臭氧液化成液态臭氧，并将过臭氧输出管15排出，排出的液态臭氧的温度也为-130℃。且进气室7、换热管8和出气室12的压力维持在0.1Mpa。

步骤3），在0.2Mpa的压力条件下，将液态臭氧与纯水混合，液态臭氧的温度为-130℃，纯水的温度控制在2℃，得到臭氧水；

将液态臭氧的温度维持-130℃，然后将液态臭氧和纯水由混合罐相对的两侧喷入混合罐内，可以采用喷头喷入，使臭氧气体与水雾形成逆流混合，并充分接触，保证臭氧水中臭氧的浓度高。混合罐以及输送管道的内壁均附着有氟材料，在本实施例中，采用聚四氟乙烯，避免臭氧对混合罐和管道内壁腐蚀，即影响了设备的使用寿命，又对臭氧造成污染。

得到的臭氧水的温度维持2℃，并将得到的臭氧水移入-60℃的环境中速冻，形成臭氧冰，方便对高浓度臭氧水的保存。

实施例3

一种高浓度臭氧水生产方法，包括如下步骤：

步骤1），对氧气进行电晕放电，形成氧气和臭氧的混合气体；

液态氧气储存在液氧罐内，液氧罐内的液氧经过汽化器后形成氧气，然后对氧气除杂。氧气的除杂通过对氧气加热的方式进行，除去工业氧气生产的臭氧中含油一氧化碳、甲烷、乙炔等可燃性气体杂质，避免影响臭氧的生产。通过加热的方式对氧气进行除杂，加热后的氧气与加热前的氧气换热，从而避免造成能量浪费。

除杂后的氧气进入到臭氧发生装置内，并在臭氧发生装置内进行电晕放电，形成臭氧和氧气的混合气体。

步骤2），在0.2Mpa的压力条件下，将混合气体降温至-150℃，臭氧液化为液态臭氧，并与氧气分离；

臭氧和氧气的混合气体经过混合气进气管5进入到进气室7内，在本实施例中，换热室16内的温度维持-150℃，混合气体经过换热管8后进入到出气室12，氧气由氧气出气管10排出，并再次输送至经除杂和干燥后，进入到臭氧发生装置内，实现氧气的循环使用，提高了氧气的利用率和臭氧的产率。经过换热管8后，臭氧液化成液态臭氧，并将过臭氧输出管15排出，排出的液态臭氧的温度也为-150℃。且进气室7、换热管8和出气室12的压力维持在0.2Mpa。

步骤3），在0.5Mpa的压力条件下，将液态臭氧与纯水混合，液态臭氧的温度为-150℃，纯水的温度控制在-5℃，得到臭氧水；

将液态臭氧的温度维持-150℃，然后将液态臭氧和纯水由混合罐相对的两侧喷入混合罐内，可以采用喷头喷入，使臭氧气体与水雾形成逆流混合，并充分接触，保证臭氧水中臭氧的浓度高。混合罐以及输送管道的内壁均附着有氟材料，在本实施例中，采用聚四氟乙烯，避免臭氧对混合罐和管道内壁腐蚀，即影响了设备的使用寿命，又对臭氧造成污染。

得到的臭氧水的温度维持-5℃，并将得到的臭氧水移入-60℃的环境中速冻，形成臭氧冰，方便对高浓度臭氧水的保存。

实施例4

一种高浓度臭氧水生产方法，包括如下步骤：

步骤1），对氧气进行电晕放电，形成氧气和臭氧的混合气体；

液态氧气储存在液氧罐内，液氧罐内的液氧经过汽化器后形成氧气，然后对氧气除杂。氧气的除杂通过对氧气加热的方式进行，除去工业氧气生产的臭氧中含油一氧化碳、甲烷、乙炔等可燃性气体杂质，避免影响臭氧的生产。通过加热的方式对氧气进行除杂，加热后的氧气与加热前的氧气换热，从而避免造成能量浪费。

除杂后的氧气进入到臭氧发生装置内，并在臭氧发生装置内进行电晕放电，形成臭氧和氧气的混合气体。

步骤2），在0.2Mpa的压力条件下，将混合气体降温至-111℃，臭氧液化为液态臭氧，并与氧气分离；

臭氧和氧气的混合气体经过混合气进气管5进入到进气室7内，在本实施例中，换热室16内的温度维持-111℃，混合气体经过换热管8后进入到出气室12，氧气由氧气出气管10排出，并再次输送至经除杂和干燥后，进入到臭氧发生装置内，实现氧气的循环使用，提高了氧气的利用率和臭氧的产率。经过换热管8后，臭氧液化成液态臭氧，并将过臭氧输出管15排出，排出的液态臭氧的温度也为-111℃。且进气室7、换热管8和出气室12的压力维持在0.2Mpa。

步骤3），在0.5Mpa的压力条件下，将液态臭氧与纯水混合，液态臭氧的温度为-111℃，纯水的温度控制在10℃，得到臭氧水；

将液态臭氧的温度维持-111℃，然后将液态臭氧和纯水由混合罐相对的两侧喷入混合罐内，可以采用喷头喷入，使臭氧气体与水雾形成逆流混合，并充分接触，保证臭氧水中臭氧的浓度高。混合罐以及输送管道的内壁均附着有氟材料，在本实施例中，采用聚四氟乙烯，避免臭氧对混合罐和管道内壁腐蚀，即影响了设备的使用寿命，又对臭氧造成污染。

得到的臭氧水的温度维持10℃，并将得到的臭氧水移入-60℃的环境中速冻，形成臭氧冰，方便对高浓度臭氧水的保存。

实施例5

一种高浓度臭氧水生产方法，包括如下步骤：

步骤1），对氧气进行电晕放电，形成氧气和臭氧的混合气体；

液态氧气储存在液氧罐内，液氧罐内的液氧经过汽化器后形成氧气，然后对氧气除杂。氧气的除杂通过对氧气加热的方式进行，除去工业氧气生产的臭氧中含油一氧化碳、甲烷、乙炔等可燃性气体杂质，避免影响臭氧的生产。通过加热的方式对氧气进行除杂，加热后的氧气与加热前的氧气换热，从而避免造成能量浪费。

除杂后的氧气进入到臭氧发生装置内，并在臭氧发生装置内进行电晕放电，形成臭氧和氧气的混合气体。

步骤2），在0.1Mpa的压力条件下，将混合气体降温至-170℃，臭氧液化为液态臭氧，并与氧气分离；

臭氧和氧气的混合气体经过混合气进气管5进入到进气室7内，在本实施例中，换热室16内的温度维持-170℃，混合气体经过换热管8后进入到出气室12，氧气由氧气出气管10排出，并再次输送至经除杂和干燥后，进入到臭氧发生装置内，实现氧气的循环使用，提高了氧气的利用率和臭氧的产率。经过换热管8后，臭氧液化成液态臭氧，并将过臭氧输出管15排出，排出的液态臭氧的温度也为-170℃。且进气室7、换热管8和出气室12的压力维持在0.1Mpa。

步骤3），在0.2Mpa的压力条件下，将液态臭氧与纯水混合，液态臭氧的温度为-130℃，纯水的温度控制在0℃以下，得到臭氧水；

将液态臭氧的温度维持-170℃，然后将液态臭氧和纯水由混合罐相对的两侧喷入混合罐内，可以采用喷头喷入，使臭氧气体与水雾形成逆流混合，并充分接触，保证臭氧水中臭氧的浓度高。混合罐以及输送管道的内壁均附着有氟材料，在本实施例中，采用聚四氟乙烯，避免臭氧对混合罐和管道内壁腐蚀，即影响了设备的使用寿命，又对臭氧造成污染。

得到的臭氧水的温度维持0℃，并将得到的臭氧水移入-60℃的环境中速冻，形成臭氧冰，方便对高浓度臭氧水的保存。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种高浓度臭氧水生产方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1），对氧气进行电晕放电，形成氧气和臭氧的混合气体；

步骤2），在0.1~0.2Mpa的压力条件下，将混合气体降温至-111℃~-170℃，臭氧液化为液态臭氧，并与氧气分离；

步骤3），在0.2~0.5Mpa的压力条件下，将液态臭氧与纯水混合，液态臭氧的温度为-150~-130℃，纯水的温度控制在-5~10℃，得到臭氧水。

2.根据权利要求1所述的高浓度臭氧水生产方法，其特征在于：将步骤2）中与臭氧分离后的氧气再次回到步骤1）中进行电晕放电。

3.根据权利要求1所述的高浓度臭氧水生产方法，其特征在于：步骤2）中所述的混合气体的温度降至-150~-130℃。

4.根据权利要求1所述的高浓度臭氧水生产方法，其特征在于：步骤3）中所述的液态臭氧和纯水在混合罐内混合，且液态臭氧和纯水分别由相对的两侧喷入混合罐，使水雾与臭氧气体逆向流动。

5.根据权利要求4所述的高浓度臭氧水生产方法，其特征在于：步骤3）中所述的混合罐内壁附着有氟材料。

6.根据权利要求5所述的高浓度臭氧水生产方法，其特征在于：所述的氟材料为聚四氟乙烯。

7.根据权利要求1所述的高浓度臭氧水生产方法，其特征在于：步骤3）中所述的臭氧水的温度控制在0~2℃。

8.根据权利要求1所述的高浓度臭氧水生产方法，其特征在于：步骤2）中所述的混合气体在提纯罐中分离。

9.根据权利要求8所述的高浓度臭氧水生产方法，其特征在于：所述的提纯罐包括罐体以及罐体内由上至下依次设置的换热室（16）和出气室（12），换热室（16）内设有换热管（8），换热管（8）的上端与设置在罐体上的混合气进气管（5）连通，下端与出气室（12）连通，罐体上还设有与出气室（12）连通的氧气出气管（10），出气室（12）的底部连接有臭氧输出管（15），换热室（16）连接有液氮输送管（17）和氮气排空管（3），氮气排空管（3）的输出端伸出罐体。

10.根据权利要求9所述的高浓度臭氧水生产方法，其特征在于：所述的罐体内还设置有液氮储罐（2），液氮储罐（2）设置在换热室（16）上侧，液氮储罐（2）的外壁设置有保温层，液氮输送管（17）的输入端与液氮储罐（2）的底部连通。