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青島中通臭氧科技有限公司
學術論文
核心技術 學術論文 研究成果

大型臭氧設備用于污(廢)水深度處理工藝探究

發布時間:2017-12-21

大型臭氧設備用于污(廢)水深度處理工藝探究
青島中通臭氧科技有限公——賈振民
     隨著我國國民經濟的快速發展,迫切要求環??萍脊ぷ髡邠撈鸾⒖沙掷m發展和建設環保型社會的重任,以徹底改變日益嚴重的環境污染和生態惡化問題。大型臭氧裝備技術用于多種環保領域已顯現出其獨特作用而倍受矚目。尤其在難降解、難生化、有毒害工業污(廢)水治理方面作用獨特。
青島中通臭氧科技有限公司的科技人員和國內諸多環保專家通力合作,在石油、化工、制藥、焦化、印染、造紙等領域作了有益嘗試和工程探索?,F將主要大型臭氧裝備工藝予以介紹:
一、裝備工藝:

大型臭氧設備用于污(廢)水深度處理工藝探究(圖1)

二、工藝要點:
    大流量氣源通常采用螺桿機,其性能和美觀優于活塞機(活塞機常用于3 m3/min小流量以下),供氣量和氣壓均在顯示屏現實和調節,能自動檢測并記錄故障,噪音≤72dB,可自動排水。國產和合資廠生產或組裝螺桿機有數家,尤以Atlas機型受寵,但價格不菲。
    冷凍干燥機出口溫度≤5℃,微電腦控制裝置,對所有運行參數進行控制處理,冷凍式干燥機是采用冷凍除濕原理,對壓縮空氣進行干燥的一種設備。因采用高質量的進口元件,性能可靠,運轉平穩,噪音低、耗能少、應用較為廣泛。技術特點為熱而潮濕并含有水份的壓縮空氣進入預冷器,與即將排出的被冷卻的干燥空氣進行熱交換,降低空氣的飽和溫度,并除去部分水份,遇冷后的壓縮空氣進蒸發器,與蒸發器內的制冷系統再次進行熱交換,降低蒸發器的負擔,節約了能源;蒸發器內排出的壓縮空氣成低溫狀態,水份、油分、雜質等被凝結,經氣水分離器分離后,由自動排水器排出機外。冷干機結構特征為采用微電腦(PLC)控制,對所有運行參數進行控制處理,操作簡單,預設接口,可與計算計運行遠程聯控,冷媒高壓和冷媒低壓超過限定值,冷媒壓縮機過流時,可自動關閉壓縮機,熱力膨脹閥及熱氣旁通閥組成的雙自動平衡功能確保露點的穩定,所有的熱交換器、氣液分離器和送氣管道表面均有效隔熱絕緣,以保證冷卻效果,冷干機通常有風冷和水冷之分,進口溫度≤45℃,出口溫度2~5℃,成品氣露點常在-23℃左右。
     儲氣平衡罐為壓力容器,用于平衡壓縮機壓力波動較大情況,應有國家頒發的壓力容器制造許可證,并經勞動部門監督檢驗蓋章的產品方為合格產品。用戶在建立設備檔案時常用。
主管路過濾器多用于空壓機后部冷卻器之后及其它過濾器之前,用來保護整個系統??蔀V除大量液體及固液顆?!??m、濾除殘油≤5ppm、提高下游干燥機的功能、延長濾芯壽命和防止元件故障。前置過濾器可濾除固液顆?!?.1?m、濾除殘油≤0.01ppm。
     后置過濾器可濾除固液顆?!?.01?m、濾除殘油≤0.001ppm。
     PSA干燥制氧機(富氧)是大型臭氧設備系統的關鍵設備之一,其露點的高低和氧氣濃度的數值,直接影響著臭氧濃度和產量,直至整個系統的可靠性和穩定性,應予以高度重視!所謂露點,就是保持壓力一定,將含水蒸氣的空氣冷卻,當降到某溫度時,空氣中的水蒸氣達到飽和狀態,開始從氣態變成液態,稱為結露,此時的溫度稱為露點。其單位為℃,露點作為大氣濕度的表達方法之一,濕度又是指大氣中所含水蒸氣量,其測量范圍從10-6數級一直到飽和蒸汽壓,工業上常用的幾種濕度表示方法為絕對濕度(在一定濕度及壓力條件下,單位體積空氣中所含的水蒸氣量,其單位為g/m3)、相對濕度(空氣中所含實際水蒸氣量與同溫度下所含最大的水蒸氣量的比值,用百分比表示,其單位為%RH)和露點。在地球大氣層組分中,氮氣占78%、氧氣占21%、惰性氣體、其它氣體及水蒸氣等僅占1%,由此可見,占大氣含量不足1%的水蒸氣卻是臭氧發生器(特別是電暈式)的“克星”,影響著臭氧發生器的產率、效率、壽命,露點高,則濕度大,臭氧濃度低,產率小,設備故障率高,空氣型的臭氧發生器還會電離出氮氧化物和水蒸氣結合成硝酸腐蝕設備,并嚴重影響臭氧產量直至故障。國外大型臭氧設備在中國應用純氧氣源,實際上是為了更進一步保證氣源的低露點特征,避免空氣水蒸氣的干擾,確保設備運行正常。
     PSA變壓吸附式干燥機是根據變壓吸附的原理對壓縮空氣進行干燥的一種設備。在一定的壓力下,壓縮空氣自下而上流經吸附劑層(干燥床),在常溫常壓下,吸附劑吸收空氣中的水份,使壓縮空氣得到干燥。用少量的干燥空氣與吸附劑接觸,從而除去被干燥劑吸附的水份,并排出機外,使吸附劑得到再生。這就是吸干機的變壓吸附過程??諝飧稍餀C分無熱再生式和微熱再生式,吸附劑常用活性氧化鋁和分子篩。PSA技術特點為兩個吸附塔交替連續工作,采用PLC控制,操作簡便,安全可靠,科學的結構設計,保證干燥劑與空氣充分吸附,露點穩定、采用高可靠性的閥控裝置,可安全使用達100萬次以上,特殊的氣體擴散裝置,自動再生確保干燥劑的使用壽命。經PSA干燥機后,成品氣露點≤-40℃(常壓下)。
    PSA變壓吸附制氧機是根據變壓吸附的原理對壓縮空氣中的氧、氮、水分子實行空氣分離的一種設備。經過凈化干燥處理的壓縮空氣進入吸附塔,經吸附劑層(分子篩)在常溫常壓狀態下,利用分子篩加壓時對氮氣的吸附容量增大,減壓時對氮氣的吸附容量減少的特性,形成加壓吸附,減壓解吸的循環過程,實現氮、氧分離,制取高純度氧氣(氧氣濃度通常93±3%,氧氣壓力≥0.1MPa),同時利用分子篩的親水性和吸附性,可使分離出的高純度氧氣露點≤-45℃,實現大量臭氧合成需要。
     PSA變壓吸附富氧機是介于PSA變壓吸附式干燥機和PSA變壓吸附制氧機之間,在考慮經濟運行方式時,常采用富氧產生臭氧工作模式,也可達到相應效果。其工作原理與PSA變壓吸附制氧機相同。精密過濾器通常濾芯經特殊活性炭滲透處理,能完全吸附碳氫化合物等氣體異味,以達到完全無臭無味之高質量空氣(氧氣)品質要求,如食品、藥品、呼吸等用空氣及臭氧發生器,可濾除殘油≤0.001ppm,同時還可濾除PSA變壓吸附制氧機分子篩粉塵,減少臭氧放電室的維護量。
     流量壓力計量通常有普通高級之分。高級采用渦街流量計、壓力變送器、溫度變送器、露點變送器、臭氧分析儀、臭氧泄漏報警儀等智能儀器,配合氣動、電動調節閥,結合PLC構成完整的自動化智能測控系統。該系統投資費用較大,常取決于用戶所需。
     露點分析測控儀是一種新型的在線測量氣體干燥程度的儀器。國內常采用芬蘭YAISALA進口傳感器,配合二次智能數顯儀表,采用中文菜單,顯示測量過程中的參數,使用方便,可在線連續測量氣體露點值,配合信號輸出接口和報警功能,可與計算機連接使用,露點范圍為:-80~20℃,測量環境壓力0~2MPa,輸出信號為單通道4~20mA模擬信號和竄口輸出RS232,具有自動校正功能,抗冷凝,不受油氣及多數化學氣體影響,安裝方便。低露點值并長期穩定運行在-45℃以下是臭氧設備正常工作的前提,露點問題解決的愈好,臭氧設備的運行質量愈好,售后服務與少,用戶也愈滿意,一石三鳥,何樂而不為!
    大型臭氧主體設備包括:電源、測控、放電室三部分。其中電源技術結合測控技術為核心關鍵技術,放電室為要求嚴格的精密機械結構,只有電源和放電室容性負載匹配好,系統才能穩定運行,故障率低,臭氧產量濃度高。應注意大功率電源的過壓、過流、過載保護,高壓變壓器的連續運行溫度及絕緣強度問題及臭氧反應塔(池)濕氣回流高壓放電室保護問題,只有系統精心設計、施工、保護,方能有好的運行質量。
三、發展方向:
      因大型臭氧設備投資較大,費用高,難度大,當屬臭氧高技術裝備,也屬重大技術裝備。其特點是技術先進,研制難度大,成套性強,關聯度高,我國是一個發展中國家,工業化進程還沒有完成,國民經濟許多部門都需要大量大型臭氧裝備,從長遠講,這些裝備必須立足國內。因此,重大技術裝備國產化是國家經濟安全運行,實現可持續發展和國家現代化的重要保證??v觀重大技術裝備,無不滲透著信息化、智能化、自動化。大型臭氧裝備也不例外,結合信息化、智能化、自動化、網絡化,提升了成套裝備技術水平和產品檔次,又提高了與國外廠商的競爭能力並參與國際競爭,是大型臭氧裝備的必然發展方向。同時科技進步和社會需求帶來用于臭氧成套裝備新技術、新材料,也推動臭氧事業蓬勃發展,前途無限! 
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