Métodos y normas de detección de la concentración de generadores de ozono

Estándar: GB 28232 - 2011 estándar de seguridad e higiene para generadores de ozono cjt3028.2-1994

La concentración de ozono en el uso del ozono está relacionada con el efecto de la desinfección y la esterilización, y es un indicador importante de la desinfección del generador de ozono. Ahora muchas empresas controlan de acuerdo con sus propios sentimientos, lo cual es muy poco científico. Por lo tanto, cuando se utilizan generadores de ozono, todos deben implementarlos estrictamente de acuerdo con las normas nacionales. Es necesario usar instrumentos para detectar la concentración de ozono para tener una idea. Si no conoce el estándar de concentración de desinfección del ozono, puede ir a una agencia profesional para consultar o hacer su propio ensayo para obtener los resultados del ensayo. Los métodos populares de detección de la concentración de ozono se pueden dividir en tres tipos: métodos físicos, métodos físicos y químicos y métodos de detección química.

Método físico: método físico para analizar el ozono ahora es popular en Zui es el método de absorción ultravioleta. Se trata de un instrumento de análisis fabricado de acuerdo con la Ley Beer - Lambert utilizando las características de absorción característica ultravioleta de la longitud de onda de 254 nm por ozono, siempre y cuando se elija una piscina de absorción de la longitud adecuada, se puede detectar una concentración de ozono de 0002 mg / m3 a 5% (vols). Su línea es muy buena en 4 a 5 órdenes de magnitud. Este método ha sido utilizado en China como método estándar para la determinación del ozono en el aire ambiente (gb1 / t1154348).

El método de absorción ultravioleta no solo se puede utilizar para detectar la concentración de ozono en los gases, sino también la concentración de ozono disuelto en el agua.

Los instrumentos del método de absorción ultravioleta tienen productos en los Estados unidos, los países, Suiza y Japón. La fábrica de instrumentos de análisis de Beijing de China introdujo el analizador de ozono de absorción ultravioleta ml - 8810 de la compañía estadounidense monitorlabs en 1985 para pruebas ambientales, y después de 1992, el rango de medición se ha ampliado a 100 ppm y 1000 ppm. El Instituto de tecnología experimental de autocontrol de energía súper grande de Beijing desarrolló la serie ZX - 01 de analizador de ozono de absorción ultravioleta en 1999, con un rango de medición de 0 a 10 ppm (para pruebas ambientales), 0 a 100 ppm, 0 a 1000 ppm, 0 a 10000 ppm a 0 a 25000 ppm.
Principio del método de absorción ultravioleta: la absorción de radiación por un gas o líquido está controlada por la Ley Lambert beer:
I=Ioe–klc
Donde: Io - la intensidad del haz incidente;
I - la intensidad del haz después de penetrar en la muestra (gas o líquido);
L - la longitud del Camino óptico a través de la muestra;
C - concentración de sustancias absorbentes en la muestra;
K - coeficiente de absorción específico de la sustancia absorbente a la longitud de onda de la luz.
Esta detección requiere una comprensión del valor K de la sustancia a una longitud de onda conocida.
Detección de ozono: el ozono absorbe la luz ultravioleta de banda Hartley en la zona ultravioleta de onda corta (200 a 300nm), con una gran absorción de Zui a 253,7 nm (figura 1). En esta longitud de onda, los valores del coeficiente de absorción oscilan entre 303,9 y 313,2 CM - 1 · Mol - 1 · L (273k y 760 mmhg), un valor que los investigadores han confirmado que es de 302,4 CM - 1 · Mol - 1 · L.
Brown - luber: el analizador Brown - Luber (antigua hamburgo, Alemania federal) funciona como se muestra en la figura 2. La radiación de la lámpara de mercurio se centra a través del reflector para formar un haz de luz paralelo que brilla sobre el receptor de luz a través de la placa de petri, una parte de la luz de radiación se refleja en el espectrómetro a otro receptor de luz para la detección de referencia, y la intensidad de la luz se ajusta Al mismo nivel con una barra de luz variable. Dos receptores de luz están conectados al circuito del puente, la luz absorbida por la placa de Petri causa desequilibrio en el circuito del puente, y un servomotor se utiliza para restaurar el equilibrio, y su rango de Acción de corrección coincide con la absorción de luz. El instrumento está equipado con una compensación automática de cero puntos. Al medir el ozono en el aire, el gas inerte se introduce en la placa de Petri a través de una válvula electromagnética, y cuando se detecta el ozono en el agua, la solución estándar se inyecta en la placa de petri.

Método físico - químico: método fotométrico de disulfonato de sodio índigo (id)
El principio es que el gas que contiene ozono pasa por una solución ID azul en un tubo de absorción con una placa de vidrio poroso, y la solución resultante se mide a 610 nm con un ancho de luz y se calcula la concentración de ozono. Este método es más complejo de operar y se utiliza para detectar la concentración de ozono en el medio ambiente o como referencia para calibrar instrumentos de métodos físicos (baja concentración).
El método IDS también se ha establecido como una norma nacional para determinar la concentración de ozono en el medio ambiente (gb / t15437).
Método de Quimioluminiscencia
El método consiste en utilizar el exceso de etileno (o no) de la Mesa para producir Quimioluminiscencia con ozono, y utilizar un tubo Fotomultiplicador para recibir la intensidad luminosa para calcular la concentración de ozono. Este método fue muy popular en las décadas de 1970 y 1980, y una vez fue catalogado como uno de los métodos estándar de detección ambiental por ERP en los Estados Unidos. Ahora ha sido reemplazado por la Ley ultravioleta.

Método de detección del ozono en el agua
La medición de la concentración de ozono disuelto en agua, además del método yodométrico y el método de absorción ultravioleta, ha utilizado generalmente un método electroquímico llamado "electrodo de membrana" en los últimos años, que se compone de una sonda y un microprocesador con una Membrana semipermeable reemplazable que puede penetrar en el ozono. Al medir, la parte sensible de la sonda se coloca en agua de ozono, se añade un voltaje de polarización fijo entre el Yin y el yang, y el ozono disuelto llega a la superficie del cátodo a través de una película semipermeable y se reduce, produciendo una corriente de difusión proporcional a la concentración de ozono, que se puede expresar de la siguiente manera:
I = KC
Donde: I - corriente de difusión (a); K - constante; Concentración de C - O3 (mg / l)
Después de estudiar varios materiales de membrana semipermeables, materiales de electrodos, electrolitos y potenciales de voltaje aplicados en el extranjero, se ha fabricado un electrodo de membrana con voltaje estable de corriente eléctrica, que tiene una buena alineación y reproducibilidad. El método de electrodo de membrana tiene una fuerte capacidad antiinterferencia, alta sensibilidad y un amplio rango de medición, y se puede utilizar para análisis y control en línea. Hay una tendencia a utilizar cada vez más el método de electrodos de membrana para analizar la concentración de ozono en el agua. Las compañías estadounidenses ati, rosemount y las compañías suizas ROS tienen Analizadores de ozono de penalización de electrodos de membrana.
Unidad de concentración de ozono
En los últimos años, la industria del ozono de China se ha desarrollado rápidamente, con una gran variedad de productos, y el uso de algunas unidades de concentración de expresión de productos es caótico y fácil de malinterpretar.
Método de expresión de la concentración de ozono en el gas
Una es la cantidad de masa de ozono contenido en el volumen unitario. las unidades comunes son mg / l, mg / m3, μg / m3, que se denominan concentración de masa. su relación es: 1 mg / L = 103 mg / m3 = 106 μg / m3.
Todas las normas de nuestro país adoptan la concentración de masa.
El otro utiliza ppm o ppb como unidad de concentración, llamada concentración de volumen. La unidad de ppm (partspermilion) se refiere al número de volúmenes que contienen ozono en un millón de volúmenes de gas, y la concentración de volúmenes se utiliza habitualmente en Estados unidos, Japón y otros países. 1ppm=103ppb
Pero el significado de ppb (partspermillion) no está claro. En Estados Unidos y francia, "billion" significa mil millones (109), y ppb significa mil millones (10 - 9); Y en el Reino Unido y alemania, "billion" es un billón (1012), y ppb significa una billón (10 - 12). Por lo tanto, esta es una expresión fácil de confundir. La Asociación de Química Pura y aplicada tomó la decisión "inapropiada" en julio de 1971.
En nuestro país, el ppb generalmente se refiere a 10 - 9.
También se utilizan porcentajes de volumen (volumen) y pphm para expresar la concentración de volumen, cuya relación es
1% (vol) = 104ppm = 106pphm = 107ppb
Las dos unidades se pueden convertir con la siguiente fórmula:
¿X(ppm) = 40x/3x? A (mg/m3) 或 ¿A=3x/40x? X
Donde: a - concentración de ozono en mg / m3
X - concentración de ozono en ppm
M - cantidad molecular de gas (48 por ozono)
22,4 - Volumen mole de gas del NPT (estado estándar, 273k, 101,3 kpa, es decir, 0 ° c, 760 mmhg)
Por ejemplo, el contenido de ozono en la atmósfera es de 1 ppm, que se expresa en mg / m3.
¿A=40x/3x? x = 40x/3x = 2,14 (mg/m3).
El Estado estándar en Estados unidos, Japón y dentro de los sistemas de detección se refiere al volumen de gas de 298 K (25 ° c) y 101,3 kPa (760 mmhg) en este momento es de 24,45 L / mol, por lo que
1 ppm = 1,963 mg/m3.
También hay un porcentaje en peso para expresar la concentración de ozono. En términos generales, se expresa en% (wt), "(wt) significa: masa de ozono / masa que contiene gas de ozono × 100%.
De esta manera, en el Estado estándar
1 ppm = 2,14 mg / m3 = 1,66 x 10-4% (en peso)
1% (wt) (en el aire) = 12,93g / m3 = 6.042 PPM
1% (wt) (en oxígeno) = 14,3g / m3 = 6682 PPM
La densidad de aire es de 1293g / m3 y la densidad de oxígeno es de 1430g / m3.
Método de expresión de la concentración de ozono en el gas
Las unidades que indican la disolución del ozono en el agua son mg / l, G / m3 y ppm (wt).
Mg / L - su significado es la masa del ozono (mg) / volumen de agua que contiene ozono (m3)
G / m3 - es la masa del ozono (mg) / volumen de agua que contiene ozono (m3)
Ppm - es la masa del ozono / la masa del agua que contiene ozono × 106
1mf / l = 1g / m3 = 1ppm
Precauciones en la detección del ozono: los materiales del tubo de muestreo deben seleccionar materiales resistentes a la oxidación fuerte, como vidrio, politetrafluoroetano y polifluoruro de vinilideno; El material de acero inoxidable también se utiliza lo menos posible para reducir la pérdida de ozono en el tubo de muestreo. El tubo de muestreo debe ser lo más corto posible, y generalmente no debe exceder los 2 m al medir bajas concentraciones. desde el tubo de muestreo hasta el instrumento de detección, no se debe fugas de aire, de lo contrario el valor de medición es bajo. Al detectar una concentración más baja de ozono (como el entorno de detección), el nuevo tubo de politetrafluoroeftalato también debe someterse a una "ozonización" adecuada, es decir, estabilizar la pared interior del tubo de muestreo a través de gases que contienen una concentración más alta de ozono. La compañía japonesa Ebara cree que se necesitan más de 20 minutos para estabilizarse, mientras que la compañía estadounidense Monit requiere horas. El tubo de muestreo debe limpiarse y secarse regularmente. Los tubos de muestreo poco limpios harán que los valores de medición sean bajos, y muchos Analizadores de ozono deben calibrarse regularmente para garantizar que los datos de medición sean confiables.

Método de detección química: método yodométrico
El método yodométrico es un método común de determinación del ozono en zui. China y muchos países lo utilizan como método estándar para determinar el ozono gaseoso. el uso del método yodométrico está estipulado en la norma CJ / t3028.2-94 "medición de la concentración de ozono, la producción y el consumo de electricidad de los generadores de ozono" emitida por el Ministerio de construcción de china. Su principio es que el fuerte oxidante ozono (o3) reacciona con una solución acuosa de yoduro de potasio (ki) para producir yodo libre (i2). El ozono se reduce al oxígeno. La fórmula de reacción es:
O3 + 2KI + H2O → O2 + I2 + 2KOH
El yodo libre es de color amarillo claro a rojo oscuro en función de la concentración en el agua.
Con la titulación de la solución estándar de tiosulfato de sodio (nas203), el yodo libre se convirtió en (nai) y el punto final de la reacción fue * decoloración. La fórmula de reacción es:
I2 + 2Na2S2O3 →2 NaI + NaS4O6
Las dos fórmulas de reacción establecen una relación cuantitativa entre la cantidad de reacción de O3 y el consumo de nas203 de 1 millón de olo3: 2 millones de olnas203, entonces la fórmula de cálculo de la concentración de ozono co3 es:
CO3 = 40x3x1000/1000 (mg/L)
En la fórmula:
Co3 - concentración de ozono, mg/L；
Ana - dosis estándar de tiosulfato de sodio, ml；
B - concentración de la solución estándar de tiosulfato de sodio, mol/L；
V0 - volumen de muestreo de gas maloliente, ml。
Los procedimientos y métodos operativos se refieren al estándar CJ / t3028.2-94.
Es conveniente determinar la concentración del generador estándar. El volumen de gas ozonizado se cuenta con un medidor de flujo, y la concentración de nas203 generalmente se prepara en 0100 MOL / l, con una precisión de determinación de hasta ± 1%.
Al determinar la concentración de ozono en el aire, se aplica a la cuantificación de la extracción de gas del muestreador de gas. Para garantizar la precisión de la determinación, nas203 se combina con 0,10 MOL / L.
La determinación de la concentración de ozono soluble en agua también se puede calcular con esta fórmula, pero V0 representa la extracción de agua, tomando 1000 ML. la concentración de nas203 es de 0,10 MOL / L.
La ventaja del método yodométrico es la visualización intuitiva del color. No se necesitan instrumentos valiosos. La desventaja es que es vulnerable a la interferencia de sus oxidantes como no, ci2 y otras sustancias, y la influencia de otras sustancias oxidativas debe reducirse en pruebas importantes.

Método colorimétrico: el método colorimétrico es un método para determinar la concentración de ozono en función del grado de reacción de color o decoloración del ozono con diferentes reactivos químicos. De acuerdo con el método colorimétrico, se divide en colorimetría artificial y colorimetría fotométrica. Este método se utiliza principalmente para detectar la concentración de ozono disuelto en agua.
La detección nacional de la concentración de disolución de ozono en el agua embotellada utiliza yoduro de potasio, o - Metilamina y otras soluciones coloristas. La forma es utilizar la comparación de la fase líquida de desarrollo de color de la muestra de prueba para determinar el valor de disolución del ozono de la muestra de prueba (0,05 a 0,08 mg / l), y si es necesario, utilizar un espectrómetro para detectar.
Los países extranjeros utilizan este método para hacer instrumentos, y es muy conveniente preparar herramientas estándar y medicamentos como muestreo in situ. Por ejemplo, el disco colorimétrico DPD (dihexil P - benzodiamina) de la compañía estadounidense Hach y la compañía japonesa Ebara tiene un rango de 0,05 a 2 mg / L. El colorimetro en miniatura de la compañía estadounidense Hach utiliza tintes índigo para decolorar la reacción. En la comparación de color de longitud de onda de 600nm, la concentración digital de 0,05 a 0,75 NM / L muestra una precisión de ± 0,01 NM / L. Menos interferencia por otros oxidantes. Tubo de detección: impregnar el reactivo variable de oxidación del ozono en el portador, encapsularlo como reactivo en un tubo de vidrio con diámetro interior estándar para hacer un tubo de detección, cortar ambos extremos del tubo de detección cuando se utiliza, conectar el extractor al extremo de salida del tubo de detección para absorber el gas de ozono cuantitativo, la concentración de ozono es proporcional a la longitud de decoloración de la columna del reactivo en el tubo de detección, y leer el valor de concentración a través del valor de escala.
Alemania, Japón y nuestro país producen tubos de detección de ozono, con un rango de concentración dividido en tres tipos: alto (1000 ppm), medio (10 ppm) y bajo (3 ppm), para detectar la concentración de ozono en el aire, adecuado para aplicaciones in situ, fácil de usar, pero de baja precisión ( ± 15%).