中華人民共和國住房和城鄉建設部 發(fā)布2010-6-1實(shí)施
《水處理用臭氧發(fā)生器》標準CJT_322—2010

目    次

前    言 II

1 范圍 1

2 規范性引用文件 1

3 術(shù)語(yǔ)和定義、符號、縮略語(yǔ) 1

4 分類(lèi)和規格 2

5 結構和材料 3

6 要求 3

7 試驗方法 4

8 檢驗規則 6

9 標志、包裝、運輸和貯存 6

 錄 附A （規范性附錄） 臭氧濃度測定 8

 錄 附B （資料性附錄） 氣體體積流量值修正計算 16

 錄 附C （資料性附錄） 臭氧發(fā)生器性能參數檢測報告表 19

參  考  文  獻 21

00001前    言

本標準是對CJ/T 3028.1-1994《臭氧發(fā)生器》和CJ/T 3028.2-1994《臭氧發(fā)生器臭氧濃度、產(chǎn)量、電耗的測量》的修訂，與CJ/T 3028.1-1994和CJ/T 3028.2-1994相比主要變化如下：

—— 將CJ/T 3028.1-1994和CJ/T 3028.2-1994兩部分內容合并；

—— 更改并增加了術(shù)語(yǔ)和定義部分內容，更改了氣體標準狀態(tài)的條件；

—— 補充了產(chǎn)品分類(lèi)和規格；

—— 將原“技術(shù)要求和試驗方法”分列為要求、試驗方法、檢驗規則；

—— 刪除了原生產(chǎn)環(huán)節零部件加工要求，細化了產(chǎn)品整體要求；

—— 刪除了產(chǎn)品等劃分內容；

—— 增加了安全類(lèi)要求條款；

—— 更改了臭氧濃度、產(chǎn)量、電耗的測量和計算方法的內容；臭氧濃度測定增加了紫外吸收法；

—— 更改了附錄A、B，增加了附錄C。

本標準的附錄A為規范性附錄，附錄B、附錄C為資料性附錄。

本標準由住房和城鄉建設部標準定額研究所提出。

本標準由住房和城鄉建設部給水排水產(chǎn)品標準化技術(shù)委員會(huì )歸口。

本標準負責起草單位：青島國林實(shí)業(yè)有限責任公司。

本標準主要起草人：丁香鵬、李漢忠、王承寶、劉力群、張磊、黃元生、杜志鵬、薛飛、韓閩毅、王東升、劉志光、楊紹艷。

本標準所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為：

—— CJ/T 3028.1-1994《臭氧發(fā)生器》；

—— CJ/T 3028.2-1994《臭氧發(fā)生器臭氧濃度、產(chǎn)量、電耗的測量》。

水處理用臭氧發(fā)生器

 000011范圍

本標準規定了水處理用臭氧發(fā)生器的分類(lèi)和規格、結構和材料、要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存。

本標準適用于生活飲用水、再生水、污水處理用的臭氧發(fā)生器?；ぱ趸?、造紙漂白及食品工業(yè)消毒殺菌等應用的臭氧發(fā)生器可參照執行。

 000012規范性引用文件

下列文件中的條款通過(guò)本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的版本。凡是不注日期的引用文件，其版本適用于本標準。

GB 150  鋼制壓力容器

GB/T 191  包裝儲運圖示標志

GB 3095-1996  環(huán)境空氣質(zhì)量標準

GB 4208  外殼防護等（IP代碼）

GB/T 6682-2008  分析實(shí)驗室用水規格和試驗方法

GB 7521.1-2005  低壓成套開(kāi)關(guān)設備和控制設備 第1部分：型式試驗和部分型式試驗成套設備

GB/T 13306  標牌

GB 13384  機電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件

GB 14050  系統接地的型式及安全技術(shù)要求

GB/T 15438  環(huán)境空氣 臭氧的測定 紫外光度法

GB 19517  國家電氣設備安全技術(shù)規范

 000013術(shù)語(yǔ)和定義、符號、縮略語(yǔ)

下列術(shù)語(yǔ)和定義、符號、縮略語(yǔ)適用于本標準。

術(shù)語(yǔ)和定義 000013.1

 000013.1.1

介質(zhì)阻擋放電  dielectric barrier discharge

在被介電體阻隔的電和放電空間，施加并升高交流電壓產(chǎn)生的氣體放電現象。

 000013.1.2

臭氧發(fā)生單元  ozone generation unit

  產(chǎn)生臭氧的基本部件，由介電體與被其分隔的電和放電空間組成。

 000013.1.3

臭氧發(fā)生室  ozone generation chamber

由單組或多組臭氧發(fā)生單元組成的裝置。

 000013.1.4

臭氧發(fā)生器  ozone generator

氧氣或空氣通過(guò)介質(zhì)阻擋放電方式產(chǎn)生臭氧所必需的裝置。

 000013.1.5

臭氧系統  ozone system

臭氧發(fā)生器、氣源裝置、接觸反應裝置、尾氣處理裝置、監測控制儀表等設備組合的部分或全部。

 000013.1.6

標準狀態(tài)  normal temperature and pressure

在溫度T=273.15K（0℃），壓力P=101.325 kPa（標準大氣壓）時(shí)的氣體狀態(tài)。

注：除非特別指明，本標準中提到的氣體體積、氣體流量以及臭氧濃度均為標準狀態(tài)下的值。

 000013.1.7

臭氧濃度  ozone concentration

臭氧發(fā)生器出氣中的臭氧含量。

 000013.1.8

臭氧化氣  ozone-containing gas 

臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的含臭氧的氣體。

 000013.1.9

臭氧產(chǎn)量  ozone production rate

臭氧發(fā)生器每小時(shí)產(chǎn)生的臭氧量。

 000013.1.10

臭氧電耗  specific power consumption of ozone

產(chǎn)生1kg臭氧消耗的電能。

符號 000013.2

C——臭氧濃度。

D——臭氧產(chǎn)量。

P——臭氧電耗。

縮略語(yǔ) 000013.3

DBD——dielectric barrier discharge。

NTP——normal temperature and pressure。

 000014分類(lèi)和規格

分類(lèi) 000014.1

按臭氧發(fā)生單元的結構形式，分為管式和板式。 000014.1.1

 000014.1.2按介質(zhì)阻擋放電的頻率，分為工頻（50Hz，60 Hz）、中頻（100 Hz～1000 Hz）和高頻（＞1000 Hz）。

按供氣氣源，分為空氣型和氧氣型。 000014.1.3

按冷卻方式，分為水冷卻和空氣冷卻。 000014.1.4

 000014.1.5按臭氧產(chǎn)量，分為小型（5g/h～100g/h）、中型（＞100g/h～1000g/h）和大型（＞1kg/h）。

規格 000014.2

 000014.2.1臭氧發(fā)生器額定臭氧產(chǎn)量應符合表1的規定。

臭氧發(fā)生器額定臭氧產(chǎn)量規格 表1

生產(chǎn)、訂購應優(yōu)先選用規格系列產(chǎn)品，特殊情況宜按相鄰規格中間值選定。 000014.2.2

 000015結構和材料

結構 000015.1

臭氧發(fā)生器由臭氧發(fā)生室、臭氧電源、冷卻裝置、控制裝置與儀表等組成。 000015.1.1

臭氧發(fā)生器結構應滿(mǎn)足不同應用條件的外接臭氧系統設備連接要求。 000015.1.2

屬于壓力容器的臭氧發(fā)生室應按壓力容器要求進(jìn)行設計、加工、檢驗，并提供壓力容器檢測認證的原始文件。 000015.1.3

 000015.1.4臭氧發(fā)生室的外觀(guān)不應有機械損傷，對于尖銳傷痕及表面腐蝕等缺陷均應修復，修復深度不應大于板厚的5%，修復斜度不小于1/3，否則應補焊，焊縫應光滑平整。

臭氧發(fā)生器應在合理位置設置流量、壓力、溫度等檢測儀表，檢測臭氧化氣流量。應根據儀表系數與被測氣體密度的關(guān)系，確定流量?jì)x表的設置位置（在臭氧發(fā)生室進(jìn)氣端或出氣端）。 000015.1.5

臭氧發(fā)生器應在合理位置設置有關(guān)的閥門(mén)、儀表等，實(shí)現臭氧化氣流量的調節。 000015.1.6

 000015.1.7臭氧發(fā)生器所用電氣設備的設計應符合GB 19517的規定。

 000015.1.8大、中型臭氧發(fā)生器電源柜防護等應符合GB 4208的規定，不應低于IP44。

大、中型臭氧發(fā)生器電氣設備的功率應能根據需要進(jìn)行調節。 000015.1.9

材料 000015.2

臭氧發(fā)生單元介電體應采用絕緣強度高、耐臭氧氧化的玻璃、搪瓷、陶瓷等材料，或其它已經(jīng)證明同樣適用的材料。 000015.2.1

 000015.2.2裸露于放電環(huán)境中的臭氧發(fā)生單元金屬電應采用022Cr17Ni12Mo2（S31603）等耐晶間腐蝕的奧氏體不銹鋼、鈦等耐臭氧氧化材料，或其它已經(jīng)證明同樣適用的材料。

臭氧發(fā)生室、管道、控制閥門(mén)、測量?jì)x表等接觸臭氧的零部件應采用耐臭氧氧化的材料。 000015.2.3

 000015.2.4臭氧發(fā)生器連接用的密封圈、墊片等接觸臭氧部件應使用聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏二氟乙烯(PVDF)、全氟橡膠等耐臭氧氧化材料，或者其它已經(jīng)證明同樣適用的材料。

 000016要求

環(huán)境條件 000016.1

臭氧發(fā)生器額定技術(shù)指標檢測的環(huán)境條件要求： 000016.1.1

a) 環(huán)境溫度20℃±2℃，相對濕度不高于60%；

b） 冷卻水進(jìn)水溫度22℃±2℃。

臭氧發(fā)生器正常工作條件要求： 000016.1.2

a) 環(huán)境溫度不高于45℃，相對濕度不高于85%；

b) 冷卻水進(jìn)水溫度不大于35℃。

供氣氣源 000016.2

 000016.2.1臭氧發(fā)生器對各類(lèi)氣源要求參見(jiàn)表2。

供氣氣源指標 表2

 000016.2.2應在臭氧發(fā)生器進(jìn)氣端配置精度不低于0.1μm的過(guò)濾裝置。

冷卻水 000016.3

 000016.3.1直接冷卻臭氧發(fā)生器的冷卻水應滿(mǎn)足以下條件：pH值不小于6.5且不大于8.5，氯化物含量不高于250mg/L，總硬度（以CaCO₃計）不高于450mg/L，渾濁度（散射渾濁度單位）不高于1NTU。

大型臭氧發(fā)生器宜采用閉式循環(huán)冷卻系統。 000016.3.2

額定技術(shù)指標 000016.4

臭氧發(fā)生器的額定技術(shù)指標按標準狀態(tài)（NTP）計算，應符合表3的規定。

額定技術(shù)指標 表3

壓力部件 000016.5

臭氧發(fā)生室的安全閥、控制器件在臭氧發(fā)生器工作壓力超過(guò)允許工作壓力時(shí)，應及時(shí)可靠動(dòng)作，保證安全，與壓力有關(guān)的儀器、部件應提供合格證書(shū)。

氣密性 000016.6

臭氧發(fā)生室應滿(mǎn)足強度、剛度要求并保證氣密性要求，應符合GB 150的規定。

穩定性 000016.7

臭氧發(fā)生器運行4h后，在設計的額定功率及進(jìn)氣流量的工況下，2h內臭氧濃度與臭氧電耗的變動(dòng)值不應超過(guò)5%。

臭氧泄漏 000016.8

臭氧發(fā)生器在上限允許工作壓力與額定功率時(shí)的臭氧泄漏量應符合GB 3095-1996的規定，1h平均臭氧濃度值不超過(guò)0.20mg/m³。

調節性能 000016.9

對于大、中型臭氧發(fā)生器，臭氧產(chǎn)量的調節和控制范圍應為10%～。

電氣 000016.10

臭氧發(fā)生器應采用適當的絕緣保護和直接、間接接觸保護措施防止電擊危險，應注重防止高壓電擊危險。

 000016.10.1臭氧發(fā)生器殼體、電源柜、防護網(wǎng)均應可靠接地，接地應符合GB 14050的規定。

電路應通過(guò)介電強度試驗和絕緣電阻驗證確認其絕緣保護可靠有效。 000016.10.2

電源柜內任何帶電部件只有在下列情況下才能被觸及： 000016.10.3

    —— 借助于鑰匙或工具；

    —— 通過(guò)聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)斷開(kāi)電源后。該開(kāi)關(guān)在打開(kāi)保護罩后即起作用。

大、中型臭氧發(fā)生器的電源柜應設置緊急斷電開(kāi)關(guān)。 000016.10.4

電源柜至臭氧發(fā)生室的高壓電纜應具備相應等的絕緣，并宜采用可靠的屏蔽措施；高壓接頭應設置可靠的防護罩。 000016.10.5

 000017試驗方法

臭氧濃度測定 000017.1

應采用碘量法（化學(xué)法）或紫外吸收法（儀器法）測定臭氧濃度，碘量法（化學(xué)法）作為仲裁方法。臭氧濃度測定方法應按附錄A的規定進(jìn)行。

臭氧產(chǎn)量測定 000017.2

方法 000017.2.1

    同時(shí)測定臭氧發(fā)生器的臭氧濃度及臭氧化氣流量，計算臭氧濃度數值與臭氧化氣流量（標準狀態(tài)）數值的乘積，即為臭氧產(chǎn)量數值。

計算式 000017.2.2

臭氧產(chǎn)量按式(1)計算。

              ………………………………(1)

式中：

D —— 臭氧產(chǎn)量，g/h，大型臭氧發(fā)生器的臭氧產(chǎn)量通常換算成kg/h表示；

C —— 臭氧濃度，g/m³或mg/L，本標準采用標準狀態(tài)下的質(zhì)量體積濃度；

Q —— 臭氧化氣流量，m³/h。

臭氧化氣流量測定 000017.2.3

大、中型臭氧發(fā)生器使用的氣體流量計、壓力表的準確度不應劣于1.5，溫度計的準確度應在±0.2℃以?xún)?。測得的氣體流量值應按流量計的種類(lèi)進(jìn)行溫度壓力修正計算，得到標準狀態(tài)的流量值。

流量計安裝在臭氧發(fā)生室進(jìn)氣端的，應將氣體流量值換算為出氣端臭氧化氣流量。具體修正公式及參數參見(jiàn)附錄B。

臭氧電耗測定 000017.3

通常臭氧電耗僅涉及臭氧發(fā)生器自身從供電電網(wǎng)獲取的電能，不包括氣源制備和其他間接用電量。

方法 000017.3.1

同時(shí)測定臭氧發(fā)生器的臭氧產(chǎn)量及其取自供電電網(wǎng)的有功功率，計算此電功率與臭氧產(chǎn)量的比值即為臭氧電耗。

計算式 000017.3.2

臭氧電耗按式(2)計算。

                ………………………………(2) 

式中：

P —— 臭氧電耗，kW·h/kg；

W —— 有功功率，kW；

D —— 臭氧產(chǎn)量，kg/h。

測定要求 000017.3.3

 000017.3.3.1臭氧產(chǎn)量按7.2的規定測定。

 000017.3.3.2有功功率可用模擬式（指針）功率表或數字式功率表，也可采用多功能電量表的有功功率檔測得，其準確度不應劣于0.5。

當臭氧發(fā)生器的臭氧產(chǎn)量穩定時(shí)，可用電能表（電度表）測臭氧發(fā)生器在一段時(shí)間內消耗的有功電能量，此電能量與所用時(shí)間的比值為有功功率值。 000017.3.3.3

大、中型臭氧發(fā)生器應同時(shí)測量功率因數。 000017.3.3.4

額定技術(shù)指標和性能參數 000017.4

臭氧發(fā)生器的額定技術(shù)指標檢測應符合6.1.1要求。臭氧發(fā)生器應在設計的額定功率及進(jìn)氣流量的工況下運行。

臭氧濃度按7.1檢測，臭氧產(chǎn)量按7.2檢測，臭氧電耗按7.3檢測。

檢測報告格式參見(jiàn)附錄C。

壓力檢測 000017.5

臭氧發(fā)生室壓力檢測應符合GB 150的規定。

氣密性 000017.6

臭氧發(fā)生室氣密性應符合GB 150的規定。

穩定性 000017.7

臭氧發(fā)生器運行4h后，在設計的額定功率及進(jìn)氣流量的工況下，2h內至少測定5次（時(shí)間平均分布）臭氧濃度和電耗，測定值中上限值與下限值的差除以平均值，所得結果即為變動(dòng)值。

臭氧泄漏 000017.8

按GB/T 15438測定。在放電室出口端1.0m范圍、1.0m高度檢測臭氧泄漏量。

調節性能 000017.9

改變臭氧發(fā)生器進(jìn)氣流量和功率，按照7.2的方法測定臭氧產(chǎn)量，測試臭氧產(chǎn)量的調節范圍。

電氣 000017.10

按GB 7521.1-2005中8.2.2條進(jìn)行低壓電路的介電強度試驗，并按8.3.4條進(jìn)行絕緣電阻驗證。

 000018檢驗規則

臭氧發(fā)生器的檢驗分為出廠(chǎng)檢驗和型式試驗兩類(lèi)。

出廠(chǎng)檢驗 000018.1

臭氧發(fā)生器出廠(chǎng)前應逐臺進(jìn)行檢驗，檢驗合格并簽發(fā)產(chǎn)品合格證后方可出廠(chǎng)。 000018.1.1

檢驗項目 000018.1.2

a) 外觀(guān)。

b) 管道、儀表與控制器件裝配質(zhì)量。

c) 屬于壓力容器的部件應提供質(zhì)量證明文件。

d) 氣體管路安裝的儀表，調節、控制器件應附帶資質(zhì)合格證書(shū)。

e) 密封性能。

f) 電氣安全性能。

g) 技術(shù)性能（包括臭氧濃度、產(chǎn)量、電耗等）。

型式試驗 000018.2

當有下列情況之一時(shí)進(jìn)行型式試驗： 000018.2.1

a) 產(chǎn)品及規格產(chǎn)品定型或老產(chǎn)品轉廠(chǎng)生產(chǎn)。

b) 產(chǎn)品的結構、工藝及主要材料有較大改變，可能影響產(chǎn)品性能。

c) 連續停產(chǎn)一年以上恢復生產(chǎn)。

d) 產(chǎn)品正常生產(chǎn)，每三年進(jìn)行型式試驗。

e) 國家質(zhì)量監督機構提出型式試驗要求。

 000018.2.2檢驗項目：本標準第6章規定的項目。

 000018.2.3抽樣方法：小型臭氧發(fā)生器隨機抽檢2臺～3臺，大、中型臭氧發(fā)生器隨機抽檢1臺。

判定規則 000018.2.4

對檢驗項目全部合格的，判定為合格產(chǎn)品。 000018.2.4.1

對檢驗項目中任一項經(jīng)檢驗不合格，則需加倍抽檢，仍有不合格者判定為不合格產(chǎn)品。 000018.2.4.2

 000019標志、包裝、運輸和貯存

標志 000019.1

9.1.1  臭氧發(fā)生器應在醒目位置安裝標牌，標牌應符合GB/T 13306的規定。

9.1.2  標牌內容應包括：

a) 生產(chǎn)企業(yè)；

b) 產(chǎn)品名稱(chēng)、型號、編號；

c) 生產(chǎn)日期；

d) 氣源種類(lèi)與露點(diǎn)溫度要求；

e) 允許上限工作壓力和下限工作壓力（表壓）：MPa；

f) 額定指標：臭氧產(chǎn)量：g/h（kg/h）

                  臭氧濃度：g/m³或mg/L

                  臭氧電耗：kW·h/kg；

g) 供電要求：相數

                  頻率：Hz

                  電壓：V

電流：A；

h） 工作質(zhì)量：kg。

包裝 000019.2

 000019.2.1包裝的技術(shù)要求應符合GB/T 13384的規定。

 000019.2.2包裝箱外的標志應符合GB/T 191的規定。

大型臭氧發(fā)生器的附件、備件宜另行包裝。 000019.2.3

隨機文件應包括： 000019.2.4

a) 裝箱單；

b) 使用說(shuō)明書(shū)；

c) 特殊要求（如壓力）檢測文件；

d) 出廠(chǎng)檢測報告書(shū)；

e) 備件、附件清單。

運輸 000019.3

臭氧發(fā)生器在裝運過(guò)程中不應翻滾、碰撞。

貯存 000019.4

臭氧發(fā)生器應貯存在清潔干燥的倉庫內。

A 錄 附
（規范性附錄）
臭氧濃度測定

 A.1導言

本附錄規定了臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧化氣的臭氧濃度檢測的兩種方法：碘量法（化學(xué)法）和紫外吸收法（儀器法），規定了碘量法校準紫外吸收式臭氧檢測儀，并提供了臭氧濃度單位換算的方法。

碘量法 A.2

原理 A.2.1

臭氧（O₃）是一種強氧化劑，與碘化鉀（KI）水溶液反應產(chǎn)生游離碘（I₂）。在取樣結束并對溶液酸化后，用已知濃度的硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）滴定液對游離碘進(jìn)行滴定（以淀粉溶液為指示劑）。根據硫代硫酸鈉滴定液濃度和消耗量計算出臭氧量。其反應式見(jiàn)式(A.1)和式(A.2)：

O₃+2KI+H₂O → O₂+I₂+2KOH  ……………………………………(A.1)

           I₂+2Na₂S₂O₃ → 2NaI+Na₂S₄O₆  ……………………………………(A.2)

試劑 A.2.2

除非另有規定，僅使用分析純試劑。

 A.2.2.1碘化鉀（KI）溶液

碘化鉀儲存試劑（20%）：稱(chēng)取200gKI，溶于煮沸放冷的純水中，并稀釋至1L。保存在棕色瓶中，冷藏。

 A.2.2.2硫酸（H₂SO₄）溶液（1+5）

量取1體積的濃硫酸溶于5倍體積的純水中。

 A.2.2.3硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃·5H₂O）存儲溶液（約1mol/L）

稱(chēng)取250g硫代硫酸鈉顆粒（Na₂S₂O₃·5H₂O），溶于煮沸冷卻的純水中，并稀釋至1L。存儲于棕色瓶，冷藏。

按照以下兩種方法之一制備淀粉指示劑 A.2.2.4

a) 氯化鋅淀粉指示劑

向4g可溶淀粉中加入少許純水，并攪拌至糊狀。將該糊狀物添加到含20g氯化鋅（ZnCl₂）的100mL純水中。將所得溶液煮沸，直至體積減少至100mL。將溶液稀釋至1L，并加入2g氯化鋅（ZnCl₂）。本指示劑在避光處室溫可穩定保存一個(gè)月。

b) 淀粉指示劑

向5g可溶淀粉中加入少許純水，并攪拌至糊狀。將糊狀物倒入1L煮沸純水中，攪拌，并隔夜沉淀。取用上清液，冷藏。

硫代硫酸鈉 A.2.2.5（Na₂S₂O₃·5H₂O）滴定液

測定空氣源臭氧濃度時(shí)，推薦硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）滴定液濃度為0.1mol/L；測定氧氣源臭氧濃度時(shí)，推薦硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）滴定液濃度為0.3mol/L。

a）配制0.1mol/L硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）滴定液：量取100ml濃度為1mol/L的Na₂S₂O₃存儲液于900mL煮沸冷卻的純水中；

 b）配制0.3mol/L硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）滴定液：量取300ml濃度為1mol/L的Na₂S₂O₃存儲液于700mL煮沸冷卻的純水中。

 A.2.2.6重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）溶液（0.01667mol/L）

使用分析天平準確稱(chēng)取經(jīng)105～110℃烘干2h，并在硅膠干燥器中冷卻30min以上的重鉻酸鉀（優(yōu)純）4.904g，定溶于1000mL容量瓶中搖勻。用試劑瓶保存。

 A.2.2.7碘酸鉀（KIO₃）固體

 A.2.2.8乙酸（CH₃COOH）

純水 A.2.2.9

純水應符合GB/T 6682-2008三水的規定，電導率不高于0.50mS/m。

試驗儀器、設備及要求 A.2.3

 A.2.3.1分析天平，精度為0.1mg。

 A.2.3.2四個(gè)標準洗氣瓶，容積500mL，不應采用燒結的布氣器。

 A.2.3.3滴定管50mL，宜用精密滴定管。

 A.2.3.4防腐蝕型濕式氣體流量計，容量5L，體積精度應該在±1%以?xún)?，并配備壓力表和測量水溫誤差在±0.2℃內的溫度計。

 A.2.3.5量筒 20mL、500mL 各一只。

 A.2.3.6刻度吸管（吸量管）10mL。

 A.2.3.7容量瓶 1000mL。

 A.2.3.8錐形瓶250mL、2L各一只。

硅橡膠或聚氯乙烯軟管，用于輸送含臭氧的氣體。 A.2.3.9

硫代硫酸鈉滴定液標定 A.2.4

使用以下兩種方法之一標定A.2.2.5中的硫代硫酸鈉滴定液。標定可以在臭氧濃度測試前完成，且測試期間每天都必須標定。兩組平行樣品的標定結果相差不得超過(guò)2%，取平均值。

    a） 在250mL的錐形瓶中加入150mL純水，5mL硫酸溶液（1+5），20.00mL濃度為0.01667mol/L的重鉻酸鉀溶液和2.0gKI。密封，并使混合物在黑暗中穩定6min。添加1.0mL淀粉指示劑溶液，然后開(kāi)始小心滴定，直至藍色剛好消失，并持續30s不變回藍色。

硫代硫酸鈉滴定液的濃度按式(A.3)計算。

 ……………………………………(A.3)

式中：

B ­ —— 硫代硫酸鈉滴定液濃度，mol/L；

N ­ —— 重鉻酸鉀標準溶液濃度，0.01667 mol/L；

V₁­ —— 硫代硫酸鈉滴定液消耗量，mL；

V₂­ —— 取用重鉻酸鉀標準溶液的體積，mL。

b） 在250mL錐形瓶中加入50mL純水，持續攪拌，加入0.071g碘酸鉀（KIO₃）和1.5g碘化鉀（ KI），然后補充50mL純水?；旌虾?，加入10mL乙酸。對于生成的碘，使用配制濃度的硫代硫酸鈉滴定液滴定至黃色幾乎消失。加入1.0mL淀粉指示劑，繼續小心滴定至藍色剛好消失，并持續30s不變回藍色。

硫代硫酸鈉滴定液的濃度按式(A.4)計算。

 ……………………………………(A.4)

式中：

B —— 硫代硫酸鈉滴定液濃度，mol/L；

W —— 碘酸鉀的重量，g；

V —— 硫代硫酸鈉滴定液的消耗量，mL。

注：以上標定過(guò)程中的試劑用量（包括重鉻酸鉀溶液、碘酸鉀固體和碘化鉀固體）是基于硫代硫酸鈉滴定液濃度約為0.1mol/L時(shí)推薦的用量，實(shí)際的試劑用量可根據配制的硫代硫酸鈉滴定液的濃度進(jìn)行調整（如硫代硫酸鈉濃度約為0.3mol/L時(shí)，試劑用量可增加至3倍左右）。

試驗程序及方法 A.2.5

準備 A.2.5.1

a） 調整濕式流量計水平。

b） 參見(jiàn)圖A.1連接臭氧氣體測試試驗設備。

圖A.1  臭氧發(fā)生器出氣臭氧濃度測試裝置

c） 使用兩個(gè)洗氣瓶，在每個(gè)洗氣瓶中加入40mL 20%的KI溶液和360mL純水。

d） 在50mL玻璃滴定管中注入經(jīng)標定的硫代硫酸鈉滴定液。此步驟應在臭氧通入洗氣瓶前進(jìn)行，滴定管內剩余的滴定液不應隔天使用。

采樣 A.2.5.2

將臭氧化氣的管道插入到空白洗氣瓶中，使用鮮的臭氧沖洗管道。然后，將臭氧清洗后的管道與測定洗氣瓶連接，并立即使用濕式流量計開(kāi)始記錄體積。 A.2.5.2.1

 A.2.5.2.2以1L/min的速度向洗氣瓶中鼓入1L～3L臭氧氣體，并在數據表上記錄濕式流量計的讀數差值作為未校正的氣體體積。推薦的氣體體積取決于臭氧濃度、滴定液體積和硫代硫酸鈉濃度。當進(jìn)氣流量較大及滴定液體積較多時(shí)，測試的精度較高。

 A.2.5.2.3鼓氣結束后，快速向每個(gè)洗氣瓶中添加約5mL硫酸溶液（1+5），以使溶液的pH值降低至2以下，搖勻，靜置5min。

滴定 A.2.5.3

 A.2.5.3.1將每個(gè)洗氣瓶中的溶液轉移至一個(gè)2L的錐形瓶。用純水充分沖洗洗氣瓶3次，將沖洗后的純水回收至錐形瓶中。在轉移溶液的過(guò)程中，應盡可能減少液體濺出及摻入氣體。

 A.2.5.3.2記錄滴定管內硫代硫酸鈉滴定液的初始體積，使用硫代硫酸鈉滴定至溶液變?yōu)闇\黃色。向錐形瓶中加入約5mL淀粉試劑，溶液將會(huì )出現淺藍色。小心滴定，一滴一滴地進(jìn)行，直至藍色剛剛消失，且溶液清澈，并持續30s不變回藍色。

記錄滴定管的讀數，并計算得到使用的滴定液體積。記錄使用的滴定液體積和滴定液的實(shí)際濃度。 A.2.5.3.3

臭氧濃度計算 A.2.6

 A.2.6.1溫度壓力修正后的氣體體積按式（A.5）計算。

 …………………………(A.5)

式中：

V_NTP —— 標準溫度壓力條件下的氣體體積，L；

V_a —— 未校正的氣體體積，由濕式流量計測得，L；

P_NTP —— 標準氣壓（101.325kPa）；

T    —— 標準溫度（273.15K=0℃）；

P_a —— 大氣壓力，kP_a；

P_v —— 飽和水蒸汽壓，kPa，跟濕式流量計的溫度有關(guān)，參見(jiàn)表A.1；

P_m   —— 濕式流量計壓力表讀數，kPa；

T_a —— 濕式流量計的溫度，K，等于273.15K加上濕式流量計的溫度計以℃為單位的溫度值。

 A.2.6.2被KI吸收的臭氧質(zhì)量按式(A.6)計算。

      …………………………(A.6)

式中：

M —— 被KI吸收的臭氧質(zhì)量，單位mg；

V_t —— 消耗的硫代硫酸鈉體積，mL；

B —— 硫代硫酸鈉滴定液的濃度，mol/L。

 A.2.6.3臭氧濃度按式(A.7)計算。

        …………………………(A.7)

式中：

C   —— 臭氧濃度，g/m³(mg/L)；

M   —— 被KI吸收的臭氧質(zhì)量，mg，由式(A.6)計算得到；

V_NTP —— 標準狀態(tài)時(shí)的氣體體積，L，由式(A.5)計算得到。

 A.2.6.4碘量法測定程序結束。此測試結果的精度在±2%以?xún)取?/span>

表A.1  不同溫度下水的飽和蒸汽壓

紫外吸收法 A.3

原理 A.3.1

臭氧對254nm波長(cháng)的紫外光有特征吸收。臭氧化氣樣品和參比氣體（不含臭氧的空氣或氧氣）分別以恒定的流速進(jìn)入儀器的吸收池，參比氣通過(guò)吸收池時(shí)，被光檢測器檢測的光強為I₀，樣品氣通過(guò)吸收池時(shí)被檢測器檢測的光強為I，I/ I₀為透光率。儀器的微處理系統根據朗伯—比爾定律計算出臭氧濃度，這些量之間的關(guān)系由式(A.8)或式(A.9)表示：

                 ………………………………(A.8)

               ………………………………(A.9)

式中：

C —— 臭氧濃度，體積分數；

α —— 臭氧在標準狀態(tài)下對254nm波長(cháng)紫外光的吸收系數，α=308；

L —— 吸收池光路長(cháng)度，cm；

e —— 自然對數的底，取e=2.718。

所測得的以體積分數表示的臭氧濃度值應能自動(dòng)換算為體積質(zhì)量濃度值g/m³(mg/L)顯示。

檢測設備

 A.3.2

紫外吸收臭氧檢測儀應具有合適的量程，并有溫度和壓力校正功能。應定期（不超過(guò)一年）使用以下兩種方法之一校準。

 A.3.2.1

a）用準確度高于被校準儀器的紫外吸收臭氧檢測儀校準；

b) 按A.4的規定用碘量法校準，校準結果偏差應在+2%以?xún)取?/span>

 A.3.2.2所有采樣管線(xiàn)應采用聚四氟乙烯（PTFE）或聚偏二氟乙烯（PVDF）等對臭氧呈惰性材料，為連接方便，允許采用較短的聚氯乙烯軟管和不銹鋼接頭。

 A.3.2.3帶調節閥的流量計，流量范圍：0.2 L/min～2L/min，調節閥和流量計都應耐臭氧腐蝕。

檢測儀排氣口宜安裝臭氧分解器。 A.3.2.4

臭氧濃度檢測 A.3.3

氣路連接 A.3.3.1

氣路連接參見(jiàn)圖A.2。

圖A.2  臭氧濃度檢測系統示意圖

檢測操作 A.3.3.2

檢測應在臭氧發(fā)生器和臭氧檢測儀工作穩定后開(kāi)始。

a） 調節流量控制閥，使流量計指示大于臭氧檢測儀所需流量，防止環(huán)境空氣倒流；

b） 當臭氧檢測儀讀數穩定后，記錄下臭氧檢測儀示值C（g/m³）。

 A.4碘量法校準紫外吸收式臭氧檢測儀

方法 A.4.1

用紫外吸收式臭氧檢測儀（以下簡(jiǎn)稱(chēng)臭氧檢測儀）和碘量法同時(shí)測定臭氧發(fā)生器輸出臭氧化氣的臭氧濃度，比較測定結果以校準臭氧檢測儀。改變臭氧發(fā)生器的臭氧濃度進(jìn)行比對測量，以覆蓋臭氧檢測儀的全量程。

校準試驗應由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行。

器材 A.4.2

可調節臭氧濃度的臭氧發(fā)生器及氣源，其上限臭氧濃度和氣體流量應能滿(mǎn)足被校準儀器的要求。 A.4.2.1

 A.4.2.2碘量法所需的試劑及儀器、設備參照本附錄A.2.2和A.2.3；硫代硫酸鈉滴定液應事先按本附錄A.2.4標定。

 A.4.2.3其他器材見(jiàn)本附錄A.3.2。臭氧檢測儀樣品氣入口前宜設置緩沖瓶。

 A.4.3校準系統

校準系統連接見(jiàn)圖A.3。

圖A.3  校準系統簡(jiǎn)圖 

校準程序 A.4.4

    在臭氧檢測儀全量程內預先選取9個(gè)基本均勻分布的濃度值進(jìn)行校準試驗。

 A.4.4.1臭氧發(fā)生器工作前，將洗氣瓶?jì)戎眉兯?，將臭氧發(fā)生器氣源打開(kāi)鼓氣，調節圖A.3中下方調節閥，使濕式流量計在1min～2min內記錄氣體的體積在1～3L，并使通過(guò)上方調節閥的氣體流量不小于臭氧檢測儀要求的流量。

 A.4.4.2啟動(dòng)臭氧發(fā)生器，調節其輸出臭氧濃度在某一預選的濃度值附近，按本附錄A.2.5.2、A.2.5.3進(jìn)行采樣和滴定，在采樣的同時(shí)記錄下臭氧檢測儀示值的平均值C_i（g/m³）。

 A.4.4.3按A.2.6進(jìn)行臭氧濃度計算，得到碘量法測定的臭氧濃度值C（g/m³_））。

 A.4.4.4紫外吸收法與碘量法的百分偏差按式(A.10)計算。

   ……………………………………(A.10)

 A.4.4.5改變臭氧發(fā)生器工作狀態(tài)調節其輸出臭氧濃度于另一濃度值附近，重復A.4.4.1～A.4.4.4條8次。

 A.4.4.6計算出的9次偏差算術(shù)平均值應在±2%以?xún)?，單個(gè)數值偏差不得超過(guò)檢測儀的準確度。

臭氧濃度單位換算 A.5

概述 A.5.1

    臭氧濃度除本標準規定的體積質(zhì)量濃度g/m³（mg/L）外，國外常用的質(zhì)量分數濃度（重量百分比濃度）%wt，體積分數濃度%vol，質(zhì)量百萬(wàn)分比濃度ppm（wt），體積百萬(wàn)分比濃度ppm（vol）等，以下給出單位換算公式和表格。換算公式和表格數據是在標準狀態(tài)（T=273.15K，P=101.325kPa，NTP）下建立的。

 A.5.2臭氧濃度換算公式

    體積質(zhì)量濃度換算成質(zhì)量分數濃度按式(A.11)計算。

    ………………………………(A.11)

    質(zhì)量分數濃度換算成體積質(zhì)量濃度按式(A.12)計算。

       ………………………………(A.12)

    式中：

    C^’ —— 臭氧濃度，重量百分比；

    C  —— 臭氧濃度，mg/L；

    V_m —— 摩爾體積（22.4L/mol）；

    ρ_fg —— 氣源密度，g/L。

    注：純氧氣源 ρ_fg =1.429g/L，空氣源 ρ_fg =1.293g/L。

 A.5.3干燥空氣源臭氧濃度換算

    干燥空氣源臭氧濃度換算參見(jiàn)表A.2。

表A.2  干燥空氣源臭氧濃度換算

 A.5.4純氧氣源臭氧濃度換算

 A.5.4.1純氧氣源臭氧濃度換算參見(jiàn)表A.3。

表A.2換算在低濃度時(shí)適用，如質(zhì)量分數濃度超過(guò)5%，造成體積質(zhì)量濃度的誤差在2%以上，高濃度時(shí)應依據計算公式進(jìn)行換算。

表A.3  純氧氣源臭氧濃度換算

 A.5.4.2純氧氣源質(zhì)量分數濃度與體積質(zhì)量濃度換算參見(jiàn)表A.4。

表A.4  純氧氣源質(zhì)量分數濃度與體積質(zhì)量濃度換算簡(jiǎn)表

B 錄 附

（資料性附錄）
氣體體積流量值修正計算

 B.1溫度壓力修正計算

 B.1.1必要性

氣體標準狀態(tài)為溫度T=273.15K（0℃）、壓力P=101.325kPa，實(shí)際溫度、壓力與標準狀態(tài)不同時(shí)，氣體的體積流量值隨之變化。

溫度影響 B.1.1.1

設定氣體壓力為標準氣壓不變，溫度升高將使一定質(zhì)量的氣體體積比標準狀態(tài)大，其變化量如表B.1所示。

表B.1  氣體體積與溫度的關(guān)系

壓力影響 B.1.1.2

測量氣體壓力通常以“表壓”表示，其靜壓為當地大氣壓與表壓之和。設定溫度為0℃不變，當地大氣壓為標準氣壓，一定質(zhì)量的氣體體積隨表壓增大而減小，其變化量如表B.2所示。

表B.2  氣體體積與表壓的關(guān)系

大氣壓影響 B.1.1.3

設定溫度為0℃，且忽略緯度的影響，一定質(zhì)量的氣體體積隨海拔高程、當地大氣壓的變化量如表B.3所示。

表B.3  氣體體積與海拔的關(guān)系

實(shí)際測量氣體體積流量時(shí)，將同時(shí)受到溫度、表壓和當地大氣壓的影響，為便于比較必須進(jìn)行修正計算。

 B.1.2常用流量計的溫度壓力修正計算

應按照本標準規定的標準狀態(tài)進(jìn)行溫度壓力修正。

臭氧發(fā)生器實(shí)際工作的溫度、壓力變化范圍相對較小，氣源氧氣或空氣的分子量不大，進(jìn)行溫度壓力修正計算時(shí)可忽略氣體粘度系數、壓縮系數、儀表膨脹系數等變化的影響。

玻璃轉子流量計與金屬浮子流量計 B.1.2.1

計算式 B.1.2.1.1

玻璃轉子流量計與金屬浮子流量計氣體體積流量修正見(jiàn)式(B.1)。

            ……………（B.1）

式中：

K_ρ=；K_P=；K_T=；

Q₁ —— 工作狀態(tài)下的氣體流量換算到標準狀態(tài)下的流量；

Q₀ —— 流量計的示值讀數；

ρ₁—— 標準狀態(tài)下被測氣體的密度，kg/m³；

ρ₀—— 標準狀態(tài)下空氣的密度，ρ₀=1.205kg/m³；

P₁ —— 工作狀態(tài)下被測氣體的壓力（表壓與大氣壓之和），kPa；

P₀ —— 標準狀態(tài)時(shí)的壓力，P₀=101.325kPa；

T₁ —— 工作狀態(tài)下被測氣體的溫度，K；

T₀ —— 標準狀態(tài)溫度，T₀=293.15K（20℃）；

K_ρ —— 氣體密度換算系數；

K_P —— 氣體壓力換算系數；

K_T —— 氣體溫度換算系數。

氣體密度換算系數 B.1.2.1.2

氣體密度換算系數見(jiàn)表B.4。

表B.4  氣體密度換算系數

常用氣體壓力換算系數 B.1.2.1.3

常用氣體壓力換算系數見(jiàn)表B.5。

表B.5  常用氣體壓力換算

常用氣體溫度換算系數 B.1.2.1.4

常用氣體溫度系數換算見(jiàn)表B.6。

表B.6  常用氣體溫度換算

渦街流量計 B.1.2.2

渦街流量計的體積流量修正計算見(jiàn)式(B.2)。

                      ……………(B.2)

式中：

Q_N —— 氣體標準狀態(tài)體積流量，m³/h；

P —— 氣體工作狀態(tài)壓力（絕壓），MPa；

P_N —— 標準狀態(tài)壓力，MPa；

T —— 氣體工作狀態(tài)溫度，K；

T_N —— 標準狀態(tài)溫度，K；

f —— 旋渦分離的頻率，1/s；

K —— 儀表的流量系數，1/m³。

 B.2臭氧發(fā)生室進(jìn)氣-出氣流量值換算

 B.2.1適合裝置在臭氧發(fā)生室出氣端的氣體流量計

一些種類(lèi)的氣體流量計其儀表系數與被測氣體的密度無(wú)關(guān)，以一種氣體標定后可測量不同密度氣體的體積流量。有此特性的氣體流量計適合裝置在臭氧發(fā)生室的出氣端，直接測量出不同臭氧濃度時(shí)臭氧化氣的體積流量，經(jīng)溫度壓力修正為標準狀態(tài)的流量值，用以計算臭氧產(chǎn)量。容積式流量計、渦街流量計、超聲流量計等有此特性。

 B.2.2適合裝置在臭氧發(fā)生室進(jìn)氣端的氣體流量計

另一些常用流量計如玻璃轉子流量計、金屬浮子流量計、孔板流量計、質(zhì)量流量計等，其體積流量的儀表系數與氣體密度直接相關(guān)，以一種氣體標定的這類(lèi)流量計難于準確測量不同密度或密度變化的氣體體積流量。但這類(lèi)流量計可裝置于臭氧發(fā)生室的進(jìn)氣端，以原料氣（空氣或氧氣）標定，可準確測量進(jìn)入臭氧發(fā)生室的原料氣的體積流量，經(jīng)溫度壓力修正后的流量值可按測得的出氣端臭氧濃度換算為臭氧化氣的體積流量，用于臭氧產(chǎn)量計算。

 B.2.3進(jìn)氣-出氣體積流量值換算

原理 B.2.3.1

臭氧生成反應簡(jiǎn)式為3O₂→2O₃，表明生成1mol臭氧須消耗3/2mol氧氣。由臭氧分子量=48及理想氣體體積=22.4×10^-3m³/mol ，若已知臭氧濃度C_O3，單位是g/m³，其摩爾濃度為（C_O3/48）mol/m³，則每生成1m³臭氧化氣相應的輸入氣量為1+1/2×C_O3/48×22.4×10^-3m³，據此可將在臭氧發(fā)生室進(jìn)氣端測得的原料氣體積流量換算為出氣端臭氧化氣的體積流量。

計算式 B.2.3.2

臭氧發(fā)生器進(jìn)氣-出氣體積流量換算見(jiàn)式(B.3)。

           …………………(B.3)

式中：

Q_out —— 臭氧化氣體積流量，m³/h；

Q_in —— 原料氣體積流量，m³/h；

C_O3 —— 臭氧濃度，g/m³。

 B.2.3.3不同臭氧濃度時(shí)出氣/進(jìn)氣體積流量比值

不同臭氧濃度時(shí)出氣/進(jìn)氣體積流量比值見(jiàn)表B.7。

表B.7  不同臭氧濃度時(shí)出氣/進(jìn)氣體積流量比值