Độ hòa tan của Ozone là điểm hạn chế lớn nhất trong việc hòa tan Ozone vào bất kỳ chất lỏng nào. Độ tan của Ozone sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ nước, nồng độ khí Ozone và áp lực nước. Độ hòa tan của Ozone tuân thủ theo định luật Henry :

CL = CG x S x P

Trong đó

CL: Nồng độ hòa tan trong chất lỏng (mg/l)

CG: Nồng độ khí (g/m3)

S : Hệ số Bunsen (tỉ lệ hòa tan) phụ thuộc nhiệt độ

P : Áp suất khí(atm)

Tỉ lệ hòa tan (S):

Bảng dưới đây minh họa tỷ số hòa tan của ozone (S) như   phép tính ở trên.

 

Nhiệt độ nước(oC)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Tỉ lệ hòa tan(S)

0.64

0.5

0.39

0.31

0.24

0.19

0.15

0.12

0.1

 

Tỷ lệ hòa tan ozone là tỷ lệ thể tích khí ozone / thể tích lỏng có thể hòa tan vào nước. Chúng được bắt nguồn từ hằng số luật Henry dựa trên nhiệt độ nước. Tỷ lệ này được sử dụng để xác định khả năng hòa tan của khí ozone vào nước sử dụng phương trình luật Henry được liệt kê ở trên. Dưới đây là một vài ví dụ để các bạn tham khảo

Ví dụ về tính toán này tại nơi làm việc:

CL = CG * S * P
50 mg / l = 100 g / m3 * 0,5 * 1
33,4 mg / l = 85,8 g / m3 * 0,39 * 1


Ví dụ này tính toán độ hòa tan ozone trong nước ở áp suất khí quyển (1 atm = 14,7 psia). Độ hòa tan thực tế là một mức tối đa trên lý thuyết dựa trên độ bão hòa của ozone vào nước. Nhiều yếu tố khác sẽ đóng một vai trò trong độ hòa tan ozone thực tế trong nước như PH, sự bán rã của ozone, vv lượng ozone hòa tan trong nước thực tế sẽ thấp hơn trong lý thuyết.

Ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ khí vào độ hòa tan của Ozone

Bảng dưới đây cho thấy độ hòa tan ozone trong nước dựa vào nhiệt độ nước và nồng độ ozone (thể hiện bằng% theo trọng lượng). Đây là những giá trị được sử dụng phổ biến nhất trong ngành và là một công cụ dễ dàng tham khảo .

Dữ liệu này cũng được minh họa trong biểu đồ dưới đây để tham khảo trực quan dễ dàng.

 

Biểu đồ này cho thấy nhiệt độ chênh lệnh và nồng độ ozone ảnh hưởng tới độ hòa tan của ozone trong nước. Điều này cho thấy rằng một sự thay đổi nhỏ trong nhiệt độ nước có thể tạo ra một sự khác biệt lớn trong quá trình hòa tan ozone vào nước. Ngoài ra, những thay đổi nồng độ ozone (không khí khô đến oxy) sẽ làm thay đổi độ hòa tan của ozone một cách đáng kể.

Trong khi nhiệt độ là một biến chúng ta không thể kiểm soát trên nhiều hệ thống, nồng độ ozone lại là một biến chúng ta có thể kiểm soát. Tăng nồng độ ozone từ 3 đến 9% có thể khắc phục sự khác biệt nhiệt độ đáng kể.

 

Ảnh hưởng của áp suất lên độ hòa tan của Ozone

 

Bảng dưới đây cho thấy áp suất chênh lệch ảnh hưởng đến độ hòa tan Ozone trong nước. Nồng độ Ozone là 6% tính theo trọng lượng và nhiệt độ nước 15 độ C. Tính toán cho sự khác biệt về độ hòa tan ozone dựa trên áp lực nước.

 

Áp suất nước được đưa vào tính toán độ hòa tan P. Áp suất nước được tính theo áp suất khí quyển. 0 psig = 1 Atm = 14,7 psia. Khi áp suất nước lên làm tăng độ hòa tan của ozone trong nước. Bảng trên và biểu đồ dưới đây là ví dụ về tính toán dựa trên nồng độ ozone là 6% tính theo trọng lượng (85,8 g / m3) và nhiệt độ nước 15 độ C. Đây là những giá trị thông thường cho nhiều ứng dụng của ozone.

 

Rõ ràng là áp suất tạo ra sự khác biệt đáng kể về khả năng hòa tan ozone trong nước. Áp suất nước cao = độ hòa tan ozone cao hơn = trộn lượng ozone cao hơn vào trong nước. Tuy nhiên, cũng cần lưu ý những khác biệt về áp suất nước có thể thực hiện đối với việc trộn khí cho hiệu ứng tuyệt đối, và sự phân hủy khí ozone nhanh hơn.

Kết luận:

  • Nồng độ Ozone cao thì độ hòa tan cao
  • Nhiệt độ nước thấp thì độ hòa tan cao
  • Áp suất nước cao thì độ hòa tan cao