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)保科技工作者擔(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(wèn)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(zhuān)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。現(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(guò)限定值，冷媒壓縮機(jī)過(guò)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(mén)監(jiān)督檢驗(yàn)蓋章的產(chǎn)品方為合格產(chǎn)品。用戶(hù)在建立設(shè)備檔案時(shí)常用。
主管路過(guò)濾器多用于空壓機(jī)后部冷卻器之后及其它過(guò)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粒≤3?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(guò)濾器可濾除固液顆?！?.1?m、濾除殘油≤0.01ppm。
后置過(guò)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(kāi)始從氣態(tài)變成液態(tài)，稱(chēng)為結(jié)露，此時(shí)的溫度稱(chēng)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(jiàn)，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(guò)程。空氣干燥機(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(guò)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(guò)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(guò)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(hù)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(guò)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(wèn)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(hù)也愈滿(mǎn)意，一石三鳥(niǎo)，何樂(lè)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(guò)壓、過(guò)流、過(guò)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(wèn)題及臭氧反應(yīng)塔（池）濕氣回流高壓放電室保護(hù)問(wèn)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(méi)有完成，國(guó)民經(jīng)濟(jì)許多部門(mén)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?？v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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