Методы и критерии определения концентрации в генераторах озона

Стандарт: GB 28232 - 2011 Стандарт безопасности и гигиены для генераторов озона CJT3028.2 - 1994

Концентрация озона при использовании озона связана с эффектом стерилизации и является важным показателем стерилизации генераторов озона. В настоящее время многие компании контролируются своими собственными чувствами, что очень ненаучно. Поэтому использование генераторов озона должно осуществляться в строгом соответствии с национальными стандартами. Используйте приборы, чтобы обнаружить концентрацию озона, так что сердце знает. Если вы не знаете нормы концентрации для обеззараживания озона вы можете обратиться в специализированный орган для консультаций или провести собственное испытание для получения результатов. Существующие в настоящее время методы определения концентрации озона можно разделить на три физических, физико - химических и химических, которые можно использовать в качестве справочных.

Физический метод: Физический метод анализа озона в настоящее время преобладает в верхней zui ультрафиолетовой абсорбции. Используя свойство поглощения ультрафиолетовых свойств озона на длине волны 254нм, аналитический прибор, созданный по закону Билла - Ламберта, может обнаружить концентрацию озона в концентрациях 0002 мг / м3 - 5% (vol) при выборе абсорбционного бассейна соответствующей длины. Его форма хороша в 4 - 5 порядках. Этот закон используется в качестве стандартного метода определения озона в атмосферном воздухе (GB1 / T1154348).

УФ - абсорбция может применяться не только для определения концентрации озона в газах, но и для определения концентрации озона в воде.

Приборы для ультрафиолетового поглощения имеют продукты в Соединенных Штатах, странах, Швейцарии и Японии. Пекинский завод аналитических приборов Китая в 1985 году представил ультрафиолетовый абсорбционный озоновый анализатор ML - 8810 от компании Monitorlabs в Соединенных Штатах для тестирования окружающей среды, а с 1992 года постепенно расширил диапазон до 100 ppm и 1000 ppm. В 1999 году Пекинский научно - исследовательский институт сверхэнергетической технологии самоконтроля разработал ультрафиолетовый абсорбционный озоновый анализатор серии ZX - 01, диапазон измерений которого варьируется от 0 до 10 ppm (для обнаружения окружающей среды), от 0 до 100 ppm, от 0 до 1000 ppm, от 0 до 10 000 ppm до 0 до 25 000 ppm.
Принцип ультрафиолетового поглощения: поглощение излучения газом или жидкостью регулируется законом Ламберта - Бира:
I=Ioe–klc
В формуле: Io - интенсивность падающего луча;
I - прочность луча после проникновения в образец (газ или жидкость);
l - длина светового пути через образец;
c - концентрация абсорбирующего вещества в образце;
k - коэффициент поглощения поглощающего вещества по отношению к длине волны света.
Для такого обнаружения требуется знание значения k вещества на известных длинах волн.
Обнаружение озона: поглощение озоном ультрафиолетового излучения в коротковолновой ультрафиолетовой области (200 - 300 нм) в диапазоне Хартли с высоким поглощением zui на 253,7 нм (рис. 1). На этой длине волны значения абсорбционной системы варьируются от 303,9 до 313,2 см - 1 · моль - 1 · L (273K и 760mmHg), и исследователи подтвердили, что значение составляет 302,4 см - 1 · моль - 1 · L.
Принцип работы анализатора Брауна - Люббера (бывший Гамбург, Германия) показан на рисунке 2. Излучение ртутных ламп фокусируется концентратором, образуя параллельный луч, который попадает в приемник света через чашку измерения, часть излучаемого света преломляется спектроскопом на другой приемник света, используемый для эталонного контроля, а сила света регулируется переменной световой панелью на том же уровне. Два приёмника света соединяются в мостовой цепи, свет, поглощаемый чашкой измерения, вызывает дисбаланс мостовой цепи, сервомотор для восстановления равновесия, диапазон действия коррекции соответствует поглощению света. Инструмент оснащен автоматической нулевой компенсацией. При измерении озона в воздухе инертный газ вводится в сосуд с помощью электромагнитного клапана, а при обнаружении озона в воде в сосуд вводится стандартный раствор.

Физико - химический метод: спектрофотометрия индигодисульфоната натрия (IDS)
Принцип заключается в том, что озоносодержащие газы проходят через синий раствор IDS в абсорбционной трубке с пористыми стеклянными пластинами, и образующийся раствор измеряется спектрофотометром 610 нм, что позволяет рассчитать концентрацию озона. Этот метод является более сложным и используется для обнаружения концентрации озона в окружающей среде или в качестве эталона для калибровки приборов физического метода (низкая концентрация).
Метод IDS также был определен в качестве национального стандарта для определения концентрации озона в окружающей среде (GB / T15437).
Химическая люминесценция
Этот метод состоит в том, чтобы использовать избыток этилена (или NO) на стенде для химической люминесценции озона, а концентрация озона рассчитывается с помощью фотоумножителя, принимающего световую силу. Этот метод был широко распространен в 1970 - х и 1980 - х годах и когда - то был включен ERP в качестве одного из стандартных методов экологического тестирования в Соединенных Штатах. В настоящее время он заменен ультрафиолетовым правом.

Методы обнаружения озона в воде
В дополнение к измерению концентрации растворимого озона в воде с помощью йода и ультрафиолетового поглощения в последние годы широко используется электрохимический метод, известный как « мембранный электрод», состоящий из зонда и микропроцессора со сменной полупроницаемой мембраной, способной проникать в озон. При измерении чувствительная часть зонда помещается в озоновую воду, между катодами и анодами добавляется постоянное поляризованное напряжение, растворимый озон достигает поверхности катода через полупроницаемую пленку и восстанавливается, создавая диффузионный ток, пропорциональный концентрации озона. Размер диффузионного тока может быть выражен следующим образом:
I=КК
В формуле: I - диффузионный ток (A); К - константа; Концентрация C - O3 (мг / л)
Зарубежные исследования различных полупроницаемых материалов, электродных материалов, электролитов и потенциала приложенного напряжения, чтобы создать тип тока стабильного напряжения мембранного электрода, форма линии и воспроизводимость хороши. Метод мембранных электродов обладает сильной антиинтерференционной способностью, высокой чувствительностью, широким диапазоном измерений и может использоваться для онлайнового анализа и управления. Для анализа тенденций концентрации озона в воде все шире используются мембранные электроды. Компании ATI в Соединенных Штатах, Rosemount и Ros в Швейцарии имеют анализаторы озона с использованием мембранных электродов.
Единицы концентрации озона
В последние годы озоновая промышленность Китая быстро развивается, широкий ассортимент продуктов, некоторые продукты выражают концентрацию единицы использования хаотично, легко неправильно поняты.
Метод представления концентрации озона в газах
Один из них выражается в количестве массы озона, содержащегося в единицах объема, обычно в единицах концентрации мг / л, мг / м3, мкг / м3, именуемых концентрациями массы, в зависимости от: 1 мг / Л = 103 мг / м3 = 106 мкг / м3
Во всех наших стандартах используется концентрация массы.
Другой использует ppm или ppb в качестве единицы концентрации, называемой объемной концентрацией. Единица ppm (partspermillion) - количество объёмов, содержащих озон в объеме 1 млн. газов, обычно используемое в таких странах, как США и Япония. 1ppm=103ppb
Однако значение ppb (partspermillion) неясно. В США и Франции « billion» означает миллиард (109), а ppb означает одну миллиардную часть (10 - 9); В то время как в Великобритании и Германии "billion" составляет триллион (1012), ppb означает одну триллионную часть (10 - 12). Таким образом, это выражение, которое легко запутать. Ассоциация чистой и прикладной химии в июле 1971 года приняла решение о непригодности.
В нашей стране ppb обычно относится к 10 - 9.
Также используется процент объема (vol) и pphm для обозначения объемной концентрации, их соотношение является
1% (об.) = 104ppm = 106pphm = 107ppb
Две единицы могут быть пересчитаны по следующей формуле:
Х(ppm) = 40x/3x. А (мг/м3) 或 А=3x/40x? Х
Вариант А - концентрация озона в мг / м3
X - Концентрация озона в ppm
М - мольная масса газа (озон 48)
22.4 - Молярный объем газа NPT (стандартное состояние, 273K, 101.3KPa, то есть 0°C, 760mmHg)
Например, содержание озона в атмосфере составляет 1 ppm, что выражается в мг / м3.
А=40x/3x? X = 40x/3x = 2,14 (мг/м3).
Стандартное состояние в США, Японии и системах обнаружения означает 298K (25°C) и 101.3kPa (760mmHg), когда объем газа составляет 24.45L / моль.
1 ppm = 1,963 мг/м3.
Существует также показатель концентрации озона в процентах по весу. Как правило, выражается% (wt),% (wt) означает: масса озона / масса, содержащая озоновый газ × 100%.
Таким образом, в стандартном состоянии
1ppm=2.14mg/m3=1.66×10-4% (вес)
1% (WT) (в воздухе) = 12,93 г / м3 = 6042ppm
1% (WT) (в кислороде) = 14,3 г / м3 = 6682 ppm
Плотность воздуха составляет 1293 г / м3, плотность кислорода - 1430 г / м3.
Метод представления концентрации озона в газах
Единицы измерения растворимого озона в воде: мг / л, г / м3 и ppm (WT)
мг / л - означает массу озона (мг) / объем воды, содержащей озон (м3)
g / m3 - масса озона (мг) / объем воды, содержащей озон (м3)
ppm - качество озона / качество воды, содержащей озон × 106
1мф/л=1г/м3=1ppm
Меры предосторожности при обнаружении озона: материалы пробоотборных труб должны выбираться из материалов, устойчивых к сильному окислению, таких как стекло, полифторэтилен, полиметилендифторэтилен; Материалы из нержавеющей стали также используются как можно реже для уменьшения разрушения озона в пробоотборных трубах. Трубка для отбора проб должна быть как можно короче и, как правило, не должна превышать 2 м при измерении низкой концентрации. От трубки для отбора проб до контрольно - измерительного прибора не должно течь, иначе значение измерения будет низким. При обнаружении озона в более низких концентрациях (например, при обнаружении окружающей среды) новые трубки из ТФУ также должны быть полностью "озоноразрушающими", т.е. стабилизировать внутреннюю стенку пробоотборника с помощью газов, содержащих более высокие концентрации озона. Японская компания Xiaoyuan считает, что для стабилизации требуется более 20 минут, в то время как американская Monitt требует несколько часов. Трубка для отбора проб должна быть регулярно очищена и высушена. Нечистые пробоотборники могут приводить к занижению измерений и многие анализаторы озона должны регулярно проводить калибровку для обеспечения надежности измерений.

Химический тест: йодирование
Метод йода является широко используемым методом определения озона Zui, Китай и многие страны используют этот метод в качестве стандартного метода измерения озона газа, Министерство строительства Китая выпустило стандарт CJ / T3028.2 - 94 « Измерение концентрации озона, производства и истощения электричества в генераторах озона», который предусматривает использование метода йода. Принцип заключается в том, что сильный окислитель озона (O3) реагирует с водным раствором йодида калия (KI), образуя свободный йод (I2). Озон восстанавливается до кислорода. Реакционная формула:
O3 + 2KI + H2O → О2 + И2 + 2КОХ
Свободный йод имеет ярко выраженный цвет, в зависимости от концентрации в воде от низкого до высокого светло - желтого до темно - красного.
Используя стандартное жидкое титрование тиосульфата натрия (Nas2O3), свободный йод превращается в (Nai), а конечным моментом реакции является * выцветание. Реакционная формула:
И2+2На2С2О3 →2 NaI + NaS4O6
Эти две реакции устанавливают количественную зависимость между реакцией O3 и потреблением Nas2O3 в 1 моль O3: 2 моль Nas2O3, тогда концентрация озона CO3 рассчитывается следующим образом:
CO3 = 40x3x1000/1000 (мг/л)
В формуле:
CO3 - концентрация озона, mg/L；
ANA - стандартное количество тиосульфата натрия, ml；
B - стандартная концентрация тиосульфата натрия, mol/L；
V0 - объем проб, взятых из озоноразрушающего газа, ml。
Ссылки на оперативные процедуры и методы CJ / T3028.2 - 94.
Удобно измерить концентрацию стандартных генераторов. Объем озоноразрушающего газа измеряется расходомером, концентрация Nas2O3 обычно составляет 0,100моль / л с точностью до ±1%.
При измерении концентрации озона в воздухе используется количественная оценка вытяжки из пробоотборника газа. Для обеспечения точности измерений Nas2O3 поставляется в комплекте с 0,10 моль / л.
Эта формула также используется для определения концентрации растворимого в воде озона, за исключением того, что V0 представляет собой извлечение воды объемом 1000 мл. Концентрация NAS2O3 составляет 0,10 моль / л.
Преимущество йодного метода заключается в том, что он является интуитивным. Ценные приборы не нужны. Недостатком является уязвимость к воздействию окислителей, таких как NO, CI2 и других веществ, и влияние других окислителей должно быть уменьшено при важных испытаниях.

колориметрия: колориметрия - это метод определения концентрации озона в зависимости от степени проявления или обесцвечивания озона с различными химическими реагентами. По цветовому соотношению делится на искусственные цветовые и фотометрические. Этот метод в основном используется для определения концентрации растворенного озона в воде.
Внутреннее обнаружение концентрации озоноразрушающего растворения в бутилированной воде осуществляется с использованием йодида калия и метиламина. Способ состоит в том, чтобы определить измеренное значение растворимости озона для проб (0,05 - 0,08 мг / л), используя сравнение хроматографических труб проб для обнаружения, а затем использовать спектрофотометр для обнаружения.
Иностранные страны используют этот закон, чтобы сделать инструменты, подготовить стандартные инструменты и лекарства в качестве полевого выборочного использования, очень удобно. Например, у американской компании HACH и японской компании Xiaoyuan DPD (дигексил - дифениламин) - цветные диски с диапазоном от 0,05 до 2 мг / л. Микро - колориметр американской компании HACH, использующий красители индиго для обесцвечивания. При соотношении длины волны 600 нм к цвету цифры концентрации 0,05 - 0,75 нм / л показывают точность ± 0,01 нм / л. Меньше помех от других окислителей. Испытательная трубка: Окисляющий озон изменяемый реагент погружается в носитель, в качестве реактора упаковывается в стеклянную трубку стандартного внутреннего диаметра, чтобы сделать измерительную трубку, при использовании обе стороны испытательной трубы отрезаны, вытяжной насос соединяется с вентиляционным концом испытательной трубы, чтобы поглотить количественный озоновый газ, концентрация озона пропорциональна длине обесцвечивания колонны реактора в испытательной трубе, значение концентрации считывается по шкале.
Германия, Япония и наша страна производят трубки для обнаружения озона, диапазон концентрации разделен на три вида: высокий (1000 ppm), средний (10 ppm), низкий (3 ppm), для обнаружения концентрации озона в воздухе, подходит для полевых применений, простое использование, но низкая точность (±15%).