Generation of ozone by pulsed corona discharge over water surface in hybrid gas-liquid electrical discharge reactor

0025649 - ÚFP 2006 RIV GB eng J - Journal Article
Lukeš, Petr - Člupek, Martin - Babický, Václav - Šunka, Pavel - Janda, V.
Generation of ozone by pulsed corona discharge over water surface in hybrid gas-liquid electrical discharge reactor.
[Generace ozonu pulsním elektrickým výbojem nad vodní hladinou v hybridním reaktoru.]
Journal of Physics D-Applied Physics. Roč. 38, č. 3 (2005), s. 409-416. ISSN 0022-3727. E-ISSN 1361-6463
R&D Projects: GA ČR(CZ) GA202/02/1026
Institutional research plan: CEZ:AV0Z20430508
Keywords : Corona discharge * hybrid reactor * ozone * water treatment
Subject RIV: BL - Plasma and Gas Discharge Physics
Impact factor: 1.957, year: 2005

Ozone formation by pulse positive corona discharge generated in the gas phase between a planar high voltage electrode made from reticulated vitreous carbon and the water surface with an immersed ground stainless steel plate electrode was investigated under various operating conditions. The effects of gas flow rate (0.5-3 l min-1), discharge gap spacing (2.5-10 mm), applied input power (2-45 W), and gas composition (oxygen containing argon or nitrogen) on ozone production were determined. Ozone concentration increased with increasing power input and with increasing discharge gap. The production of ozone was significantly affected by the presence of water vapor formed through the vaporization of water at the gas-liquid interface by the action of the gas phase discharge. The highest energy efficiency for ozone production was obtained using high voltage pulses of approximately 150 ns duration in Ar/O2 mixtures with the maximum efficiency (energy yield) of 23 g kWh-1 for 40% argon content.

Byla zkoumána produkce ozónu impulzním korónovým výbojem generovaným v plynné fázi v prostoru mezi planární RVC uhlíkovou elektrodou nad vodní hladinou a nerezovou zemní elektrodou umístěnou pod vodní hladinou v závislosti na různých parametrech (průtok a složení plynné fáze (kyslíkové směsi s dusíkem nebo argonem), vzdálenost mezi výbojovou elektrodou a vodní hladinou, amplituda a délka přiváděného pulsního napětí). Bylo zjištěno, že tvorba ozónu vzrůstá s větší vzdáleností a přiváděným napětím, ovšem energetická účinnost produkce ozónu klesá. Produkci ozonu také významně ovlivňovala koncentrace vodní páry vznikající v plynné fázi působením elektrického výboje na vodní hladinu. Největší účinnost produkce ozonu byla dosažena ve směsích Ar/O2 (23 g kWh-1 pro 40% Ar) při použití napěťových pulsů s dobou trvání 150 ns.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0116020