Comment fonctionne un générateur d'ozone par décharge corona

Qu'est-ce que la décharge corona ?

La décharge corona est un processus où une haute tension est appliquée à travers un gaz (habituellement l'air ou l'oxygène) pour créer un petit arc électrique stable. Cet arc ne comble pas complètement l'écart entre les électrodes, mais ionise le gaz dans sa zone immédiate, créant un plasma. Ce plasma contient des électrons très énergétiques capables de diviser les molécules d'oxygène (O₂) en atomes d'oxygène individuels.

Comment l'ozone est formé

La réaction chimique de base pour la formation de l'ozone est :

Voici ce qui se passe à l'intérieur d'un générateur d'ozone à décharge corona :

1. Alimentation en oxygène : Le générateur prend l'air sec ou l'oxygène pur. On évite l'humidité car l'eau peut interférer avec la formation de l'ozone et endommager le générateur.

2. Application de haute tension : Une haute tension AC ou DC pulsée est appliquée à travers des électrodes séparées par un matériau diélectrique (habituellement du verre, de la céramique ou du Téflon). Cela crée la décharge corona.

3. Division moléculaire : Les électrons énergétiques de la corona entrent en collision avec les molécules O₂, les séparant en atomes d'oxygène individuels (O).

4. Formation de l'ozone : Ces atomes d'oxygène libres réagissent rapidement avec des molécules O₂ intactes pour former de l'ozone (O₃).

5. Sortie d'ozone : Le gaz enrichi en ozone quitte le générateur et est livré à l'application désirée, telle qu'un conduit d'air, un réservoir d'eau ou une chambre de stérilisation.

Composants clés d'un générateur d'ozone à décharge corona

• Tube ou plaque diélectrique : Isole la haute tension et aide à maintenir une décharge corona uniforme.

• Transformateur de haute tension : Apporte l'énergie nécessaire pour générer la corona.

• Électrodes : Habituellement des plaques ou des tiges métalliques, où l'une est connectée à la haute tension et l'autre à la terre.

• Source d'oxygène : L'air sec ou l'oxygène pur assure une production efficace d'ozone. L'oxygène presque pur est produit par un générateur d'oxygène intégré aux machines Waboost.

• Système de refroidissement : La génération d'ozone produit de la chaleur, et le refroidissement aide à maintenir l'efficacité et empêche la décomposition de l'ozone en oxygène.

Efficacité de conversion et pourquoi nous utilisons de l'oxygène

L'efficacité de la génération d'ozone, souvent appelée efficacité de conversion, dépend du nombre de molécules O₂ converties avec succès en O₃. L'utilisation d'oxygène pur au lieu de l'air ambiant améliore considérablement cette efficacité car l'azote et d'autres gaz dans l'air absorbent l'énergie sans former d'ozone, réduisant la sortie. En alimentant le générateur avec de l'oxygène concentré d'un générateur d'oxygène, nous obtenons des concentrations d'ozone plus élevées avec moins d'énergie, ce qui rend le système plus efficace et rentable. Cela est particulièrement important pour les applications industrielles où une sortie élevée d'ozone est requise pour le traitement de l'eau.

Efficacité typique de conversion

Dans les systèmes pratiques de décharge corona, l'efficacité de conversion est généralement comprise entre 10% et 16% lorsqu'on utilise de l'oxygène pur. Cela signifie qu'environ un cinquième des molécules d'oxygène sont converties en ozone dans des conditions optimales. L'efficacité est affectée par des facteurs tels que le débit de gaz, l'humidité, la température, la tension appliquée et la conception des électrodes. Fonctionner à des températures plus basses et avec de l'oxygène sec maximise le rendement en ozone, c'est pourquoi les générateurs d'oxygène sont préférés pour les applications haute performance.

Avantages de la décharge corona

• Peut fonctionner en continu pendant de longues périodes.

• Plus efficace en énergie par rapport à la génération d'ozone UV pour les systèmes plus grands.

• Extensible pour une utilisation industrielle ou commerciale.