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核心技術(shù) 學(xué)術(shù)論文 研究成果

大型臭氧設(shè)備用于污(廢)水深度處理工藝探究

發(fā)布時(shí)間:2017-12-21

大型臭氧設(shè)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(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,迫切要求環(huán)??萍脊ぷ髡邠?dān)負(fù)起建立可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)環(huán)保型社會(huì)的重任,以徹底改變?nèi)找鎳?yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)惡化問題。大型臭氧裝備技術(shù)用于多種環(huán)保領(lǐng)域已顯現(xiàn)出其獨(dú)特作用而倍受矚目。尤其在難降解、難生化、有毒害工業(yè)污(廢)水治理方面作用獨(dú)特。
青島中通臭氧科技有限公司的科技人員和國(guó)內(nèi)諸多環(huán)保專家通力合作,在石油、化工、制藥、焦化、印染、造紙等領(lǐng)域作了有益嘗試和工程探索?,F(xiàn)將主要大型臭氧裝備工藝予以介紹:
一、裝備工藝:

二、工藝要點(diǎn):
    大流量氣源通常采用螺桿機(jī),其性能和美觀優(yōu)于活塞機(jī)(活塞機(jī)常用于3 m3/min小流量以下),供氣量和氣壓均在顯示屏現(xiàn)實(shí)和調(diào)節(jié),能自動(dòng)檢測(cè)并記錄故障,噪音≤72dB,可自動(dòng)排水。國(guó)產(chǎn)和合資廠生產(chǎn)或組裝螺桿機(jī)有數(shù)家,尤以Atlas機(jī)型受寵,但價(jià)格不菲。
    冷凍干燥機(jī)出口溫度≤5℃,微電腦控制裝置,對(duì)所有運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行控制處理,冷凍式干燥機(jī)是采用冷凍除濕原理,對(duì)壓縮空氣進(jìn)行干燥的一種設(shè)備。因采用高質(zhì)量的進(jìn)口元件,性能可靠,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪音低、耗能少、應(yīng)用較為廣泛。技術(shù)特點(diǎn)為熱而潮濕并含有水份的壓縮空氣進(jìn)入預(yù)冷器,與即將排出的被冷卻的干燥空氣進(jìn)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(jìn)蒸發(fā)器,與蒸發(fā)器內(nèi)的制冷系統(tǒng)再次進(jìn)行熱交換,降低蒸發(fā)器的負(fù)擔(dān),節(jié)約了能源;蒸發(fā)器內(nèi)排出的壓縮空氣成低溫狀態(tài),水份、油分、雜質(zhì)等被凝結(jié),經(jīng)氣水分離器分離后,由自動(dòng)排水器排出機(jī)外。冷干機(jī)結(jié)構(gòu)特征為采用微電腦(PLC)控制,對(duì)所有運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行控制處理,操作簡(jiǎn)單,預(yù)設(shè)接口,可與計(jì)算計(jì)運(yùn)行遠(yuǎn)程聯(lián)控,冷媒高壓和冷媒低壓超過限定值,冷媒壓縮機(jī)過流時(shí),可自動(dòng)關(guān)閉壓縮機(jī),熱力膨脹閥及熱氣旁通閥組成的雙自動(dòng)平衡功能確保露點(diǎn)的穩(wěn)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(jī)通常有風(fēng)冷和水冷之分,進(jìn)口溫度≤45℃,出口溫度2~5℃,成品氣露點(diǎn)常在-23℃左右。
     儲(chǔ)氣平衡罐為壓力容器,用于平衡壓縮機(jī)壓力波動(dòng)較大情況,應(yīng)有國(guó)家頒發(fā)的壓力容器制造許可證,并經(jīng)勞動(dòng)部門監(jiān)督檢驗(yàn)蓋章的產(chǎn)品方為合格產(chǎn)品。用戶在建立設(shè)備檔案時(shí)常用。
主管路過濾器多用于空壓機(jī)后部冷卻器之后及其它過濾器之前,用來(lái)保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)??蔀V除大量液體及固液顆?!??m、濾除殘油≤5ppm、提高下游干燥機(jī)的功能、延長(zhǎng)濾芯壽命和防止元件故障。前置過濾器可濾除固液顆粒≤0.1?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(jī)(富氧)是大型臭氧設(shè)備系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一,其露點(diǎn)的高低和氧氣濃度的數(shù)值,直接影響著臭氧濃度和產(chǎn)量,直至整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,應(yīng)予以高度重視!所謂露點(diǎn),就是保持壓力一定,將含水蒸氣的空氣冷卻,當(dāng)降到某溫度時(shí),空氣中的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài),開始從氣態(tài)變成液態(tài),稱為結(jié)露,此時(shí)的溫度稱為露點(diǎn)。其單位為℃,露點(diǎn)作為大氣濕度的表達(dá)方法之一,濕度又是指大氣中所含水蒸氣量,其測(cè)量范圍從10-6數(shù)級(jí)一直到飽和蒸汽壓,工業(yè)上常用的幾種濕度表示方法為絕對(duì)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(duì)濕度(空氣中所含實(shí)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(diǎn)。在地球大氣層組分中,氮?dú)庹?8%、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(fā)生器(特別是電暈式)的“克星”,影響著臭氧發(fā)生器的產(chǎn)率、效率、壽命,露點(diǎn)高,則濕度大,臭氧濃度低,產(chǎn)率小,設(shè)備故障率高,空氣型的臭氧發(fā)生器還會(huì)電離出氮氧化物和水蒸氣結(jié)合成硝酸腐蝕設(shè)備,并嚴(yán)重影響臭氧產(chǎn)量直至故障。國(guó)外大型臭氧設(shè)備在中國(guó)應(yīng)用純氧氣源,實(shí)際上是為了更進(jìn)一步保證氣源的低露點(diǎn)特征,避免空氣水蒸氣的干擾,確保設(shè)備運(yùn)行正常。
     PSA變壓吸附式干燥機(jī)是根據(jù)變壓吸附的原理對(duì)壓縮空氣進(jìn)行干燥的一種設(shè)備。在一定的壓力下,壓縮空氣自下而上流經(jīng)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(jī)外,使吸附劑得到再生。這就是吸干機(jī)的變壓吸附過程??諝飧稍餀C(jī)分無(wú)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(shù)特點(diǎn)為兩個(gè)吸附塔交替連續(xù)工作,采用PLC控制,操作簡(jiǎn)便,安全可靠,科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),保證干燥劑與空氣充分吸附,露點(diǎn)穩(wěn)定、采用高可靠性的閥控裝置,可安全使用達(dá)100萬(wàn)次以上,特殊的氣體擴(kuò)散裝置,自動(dòng)再生確保干燥劑的使用壽命。經(jīng)PSA干燥機(jī)后,成品氣露點(diǎn)≤-40℃(常壓下)。
    PSA變壓吸附制氧機(jī)是根據(jù)變壓吸附的原理對(duì)壓縮空氣中的氧、氮、水分子實(shí)行空氣分離的一種設(shè)備。經(jīng)過凈化干燥處理的壓縮空氣進(jìn)入吸附塔,經(jīng)吸附劑層(分子篩)在常溫常壓狀態(tài)下,利用分子篩加壓時(shí)對(duì)氮?dú)獾奈饺萘吭龃?,減壓時(shí)對(duì)氮?dú)獾奈饺萘繙p少的特性,形成加壓吸附,減壓解吸的循環(huán)過程,實(shí)現(xiàn)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(shí)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(diǎn)≤-45℃,實(shí)現(xiàn)大量臭氧合成需要。
     PSA變壓吸附富氧機(jī)是介于PSA變壓吸附式干燥機(jī)和PSA變壓吸附制氧機(jī)之間,在考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式時(shí),常采用富氧產(chǎn)生臭氧工作模式,也可達(dá)到相應(yīng)效果。其工作原理與PSA變壓吸附制氧機(jī)相同。精密過濾器通常濾芯經(jīng)特殊活性炭滲透處理,能完全吸附碳?xì)浠衔锏葰怏w異味,以達(dá)到完全無(wú)臭無(wú)味之高質(zhì)量空氣(氧氣)品質(zhì)要求,如食品、藥品、呼吸等用空氣及臭氧發(fā)生器,可濾除殘油≤0.001ppm,同時(shí)還可濾除PSA變壓吸附制氧機(jī)分子篩粉塵,減少臭氧放電室的維護(hù)量。
     流量壓力計(jì)量通常有普通高級(jí)之分。高級(jí)采用渦街流量計(jì)、壓力變送器、溫度變送器、露點(diǎn)變送器、臭氧分析儀、臭氧泄漏報(bào)警儀等智能儀器,配合氣動(dòng)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,結(jié)合PLC構(gòu)成完整的自動(dòng)化智能測(cè)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)投資費(fèi)用較大,常取決于用戶所需。
     露點(diǎn)分析測(cè)控儀是一種新型的在線測(cè)量氣體干燥程度的儀器。國(guó)內(nèi)常采用芬蘭YAISALA進(jìn)口傳感器,配合二次智能數(shù)顯儀表,采用中文菜單,顯示測(cè)量過程中的參數(shù),使用方便,可在線連續(xù)測(cè)量氣體露點(diǎn)值,配合信號(hào)輸出接口和報(bào)警功能,可與計(jì)算機(jī)連接使用,露點(diǎn)范圍為:-80~20℃,測(cè)量環(huán)境壓力0~2MPa,輸出信號(hào)為單通道4~20mA模擬信號(hào)和竄口輸出RS232,具有自動(dòng)校正功能,抗冷凝,不受油氣及多數(shù)化學(xué)氣體影響,安裝方便。低露點(diǎn)值并長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行在-45℃以下是臭氧設(shè)備正常工作的前提,露點(diǎn)問題解決的愈好,臭氧設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量愈好,售后服務(wù)與少,用戶也愈滿意,一石三鳥,何樂而不為!
    大型臭氧主體設(shè)備包括:電源、測(cè)控、放電室三部分。其中電源技術(shù)結(jié)合測(cè)控技術(shù)為核心關(guān)鍵技術(shù),放電室為要求嚴(yán)格的精密機(jī)械結(jié)構(gòu),只有電源和放電室容性負(fù)載匹配好,系統(tǒng)才能穩(wěn)定運(yùn)行,故障率低,臭氧產(chǎn)量濃度高。應(yīng)注意大功率電源的過壓、過流、過載保護(hù),高壓變壓器的連續(xù)運(yùn)行溫度及絕緣強(qiáng)度問題及臭氧反應(yīng)塔(池)濕氣回流高壓放電室保護(hù)問題,只有系統(tǒng)精心設(shè)計(jì)、施工、保護(hù),方能有好的運(yùn)行質(zhì)量。
三、發(fā)展方向:
      因大型臭氧設(shè)備投資較大,費(fèi)用高,難度大,當(dāng)屬臭氧高技術(shù)裝備,也屬重大技術(shù)裝備。其特點(diǎn)是技術(shù)先進(jìn),研制難度大,成套性強(qiáng),關(guān)聯(lián)度高,我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,工業(yè)化進(jìn)程還沒有完成,國(guó)民經(jīng)濟(jì)許多部門都需要大量大型臭氧裝備,從長(zhǎng)遠(yuǎn)講,這些裝備必須立足國(guó)內(nèi)。因此,重大技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化是國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和國(guó)家現(xiàn)代化的重要保證。縱觀重大技術(shù)裝備,無(wú)不滲透著信息化、智能化、自動(dòng)化。大型臭氧裝備也不例外,結(jié)合信息化、智能化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化,提升了成套裝備技術(shù)水平和產(chǎn)品檔次,又提高了與國(guó)外廠商的競(jìng)爭(zhēng)能力並參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),是大型臭氧裝備的必然發(fā)展方向。同時(shí)科技進(jìn)步和社會(huì)需求帶來(lái)用于臭氧成套裝備新技術(shù)、新材料,也推動(dòng)臭氧事業(yè)蓬勃發(fā)展,前途無(wú)限! 

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