臭氧发生器臭氧浓度、产量、电耗的测量

1 主题内容与适用范围:

本标准规定了臭氧发生器的臭氧浓度，产量和电耗的测定及计算方法。
适用于以电为能源臭氧发生器的测定。

2 名词术语

电耗 specific energy consumption
设备生产单位重量的成品所消耗的电能。

3 臭氧发生器的臭氧浓度、产量、电耗的测量和计算方法

3.1 臭氧浓度
3.1.1 方法原理概要：臭氧（O3）是一种强氧化剂，与碘化钾（KI）水溶液反应可游离出碘，在取样结束并对溶液酸化后，用0.1000mol/L硫代硫酸钠（Na2S2O3）标准溶液并以淀粉溶液为指示剂对游离碘进滴定，根据硫代硫酸钠标准溶液的消耗量计算出臭氧量。其反应式为：
O3+2KI+H2O--O2+I2+2KOH(1)
I2+2Na2S2O3--2NaI+Na2S4O6(2)
3.1.2 试剂
3.1.2.1 碘化钾(KI)溶液(20%)：溶解200g碘化钾(分析纯)于1000mL煮沸后冷却的蒸馏水中，用棕色瓶保存于冰箱中，至少储存一天后再用。此溶液1.00mL含0.20g碘化钾。
3.1.2.2 (1+5)硫酸(H2SO4)溶液：量取浓硫酸(p=1.84；分析纯)溶于5倍体积的蒸馏水中。
3.1.2.3 C(Na2S2O3·5H2O)=0.1000mol/L硫代硫酸钠标准溶液；使用分析天平准确称取24.817g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O；分析纯)用新煮沸冷却的蒸馏水定溶于1000mL的容量瓶中。或称取25g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O；分析纯)溶于1000mL新煮沸冷却的蒸馏水中，此溶液硫代硫酸钠浓度约为0.1mol/L。再加入0.2g碳酸钠(Na2S0O3)或5mL三氯甲烷(CHCL3)；标定，调整浓度到0.1000mol/L，贮于棕色瓶中，储存的时间过长时，使用前需要重新标定（标定方法见附录A）。
3.1.2.4 淀粉溶液；称取1g可溶性淀粉，用冷水调成悬浮浆，然后加入约80mL煮沸水中，边加边搅拌，稀释到100mL；煮沸几分钟后放置沉淀过夜，取上清液使用，如需较长时间保存可加入1.25g水杨酸或0.4g氯化锌。
3.1.3 试验仪器、设备及对其要求
3.1.3.1 三角洗瓶（吸收瓶）500mL。
3.1.3.2 滴定管50mL，宜用精密滴定管。
3.1.3.3 湿式气体流量计 容量5L。
3.1.3.4 量筒 20mL 500mL 各一只。
3.1.3.5 刻度吸管（吸量管）10mL 。
3.1.3.6 容量瓶 1000mL。
3.1.3.7 聚乙烯或聚氯乙烯软管，用于输送含臭氧的气体。不可使用橡胶管。
3.1.4 实验程序及方法：量取20mL的碘化钾溶液(3.1.2.1)，倒入500mL的吸收瓶中，再加入350mL蒸馏水，待臭氧发生器运行稳定后于臭氧化气体出口处取样，先通入吸收瓶(3.1.3.1)对臭氧进行吸收后再通过湿式气体流量计(3.1.3.3)对气体计量，气体通过量为2000mL（时间控制在4min左右），停止取样后立即加入5mL(1+5)硫酸溶液(3.1.2.2)(使pH值降至2.0以下)并摇匀，静置5min。用0.1000mol/L的硫代硫酸钠标准深液(3.1.2.3)滴定，待溶液呈浅黄色时加入淀粉溶液(3.1.2.4)几滴(约1mL)，继续小心迅速的滴定的颜色消失为止。记录硫代硫酸钠标准溶液用量。
3.1.5 臭氧浓度的计算
Co3=ANa×B×2400/V0(mg/L) (3)
式中：Co3--臭氧浓度，mg/L；
ANa--硫代硫酸钠标准溶液用量，mL；
B --硫代硫酸钠标准溶液浓度，mol/L；
V0 --臭氧化气体取样体积，mL；
臭氧浓度大于等于3mg/L时，此测试结果的精密度在±1%以内。
3.2 臭氧产量
3.2.1 方法原理概要：臭氧浓度数值与进入臭氧发生器总气体量数值的乘积即为产量。
3.2.2 设备、仪器及对其要求
3.2.2.1 压力表 1.5级
3.2.2.2 气体转子流量计 工业级
3.2.3 气体流量的修正计算：流量计使用时被测气体的温度、压力，往往与流量计分度标定时有所不同。因此，使用时读数的流量显示值，常常不是流经流量计气体的真实反映，必须予以修正。其公式如下：
QN=(PsTN/PNTs)1/2·Qs(m3/h或L/h) (4)
式中：QN--标准状态下，气体实际流量，m3/h或L/h；
Qs--测量（试验）状态下，气体在仪表中的显示流量，m3/h或L/h；
Ps--测量（试验）状态下，气体的压力，Pa；
TN--仪表标定时的绝对温度，(273.15+20)K；
Ts--测量（试验）状态下，气体的温度K；
PN--仪表标定状态时的绝对压力（一个标准大气压1.01325×105Pa）。
3.2.4 臭氧产量的计算
Do3=Co3·QN(g或mg) (5)
式中 Do3--臭氧产量，g或mg。
3.3 电耗
3.3.1 方法原理概要：臭氧发生器实测消耗电功率与单位臭氧产量之比为电耗。
3.3.2 设备、仪器及对其要求。
3.3.2.1 电压表（伏特表）0.5级。
3.3.2.2 电流表（安培表）0.5级。
3.3.2.3 功率表（瓦特表）0.5级。
3.3.2.4 静电高电压表1.5级。
3.3.2.5 电度表2.0级。
3.3.3 电耗计算：以功率表（瓦特表）(3.3.2.3)测得数值或电度表(3.3.2.5)单位时间内记录累积数值与单位时间内臭氧产量之比即为电耗，公式如下：
P=W/Do3(W·h/g·O3或kW·h/kg·O3) (6)或
P=AH/Do3(W·h/g·O3或kW·h/kg·O3) (7)
式中 P--臭氧单位电耗，W·h/g·O3或kW·h/kg·O3；
W--电功率，W或kW；
AH--电度表单位时间时内累积数值，kW·h。