大型臭氧设备用于污（废）水深度处理工艺探究
青岛中通臭氧科技有限公——贾振民
随着我国国民经济的快速发展，迫切要求环保科技工作者担负起建立可持续发展和建设环保型社会的重任，以彻底改变日益严重的环境污染和生态恶化问题。大型臭氧装备技术用于多种环保领域已显现出其独特作用而倍受瞩目。尤其在难降解、难生化、有毒害工业污（废）水治理方面作用独特。
青岛中通臭氧科技有限公司的科技人员和国内诸多环保专家通力合作，在石油、化工、制药、焦化、印染、造纸等领域作了有益尝试和工程探索。现将主要大型臭氧装备工艺予以介绍：
一、装备工艺：
二、工艺要点：
大流量气源通常采用螺杆机，其性能和美观优于活塞机（活塞机常用于3 m3/min小流量以下），供气量和气压均在显示屏现实和调节，能自动检测并记录故障，噪音≤72dB，可自动排水。国产和合资厂生产或组装螺杆机有数家，尤以Atlas机型受宠，但价格不菲。
冷冻干燥机出口温度≤5℃，微电脑控制装置，对所有运行参数进行控制处理，冷冻式干燥机是采用冷冻除湿原理，对压缩空气进行干燥的一种设备。因采用高质量的进口元件，性能可靠，运转平稳，噪音低、耗能少、应用较为广泛。技术特点为热而潮湿并含有水份的压缩空气进入预冷器，与即将排出的被冷却的干燥空气进行热交换，降低空气的饱和温度，并除去部分水份，遇冷后的压缩空气进蒸发器，与蒸发器内的制冷系统再次进行热交换，降低蒸发器的负担，节约了能源；蒸发器内排出的压缩空气成低温状态，水份、油分、杂质等被凝结，经气水分离器分离后，由自动排水器排出机外。冷干机结构特征为采用微电脑（PLC）控制，对所有运行参数进行控制处理，操作简单，预设接口，可与计算计运行远程联控，冷媒高压和冷媒低压超过限定值，冷媒压缩机过流时，可自动关闭压缩机，热力膨胀阀及热气旁通阀组成的双自动平衡功能确保露点的稳定，所有的热交换器、气液分离器和送气管道表面均有效隔热绝缘，以保证冷却效果，冷干机通常有风冷和水冷之分，进口温度≤45℃，出口温度2～5℃，成品气露点常在-23℃左右。
储气平衡罐为压力容器，用于平衡压缩机压力波动较大情况，应有国家颁发的压力容器制造许可证，并经劳动部门监督检验盖章的产品方为合格产品。用户在建立设备档案时常用。
主管路过滤器多用于空压机后部冷却器之后及其它过滤器之前，用来保护整个系统。可滤除大量液体及固液颗粒≤3?m、滤除残油≤5ppm、提高下游干燥机的功能、延长滤芯寿命和防止元件故障。前置过滤器可滤除固液颗粒≤0.1?m、滤除残油≤0.01ppm。
后置过滤器可滤除固液颗粒≤0.01?m、滤除残油≤0.001ppm。
PSA干燥制氧机（富氧）是大型臭氧设备系统的关键设备之一，其露点的高低和氧气浓度的数值，直接影响着臭氧浓度和产量，直至整个系统的可靠性和稳定性，应予以高度重视！所谓露点，就是保持压力一定，将含水蒸气的空气冷却，当降到某温度时，空气中的水蒸气达到饱和状态，开始从气态变成液态，称为结露，此时的温度称为露点。其单位为℃，露点作为大气湿度的表达方法之一，湿度又是指大气中所含水蒸气量，其测量范围从10-6数级一直到饱和蒸汽压，工业上常用的几种湿度表示方法为绝对湿度（在一定湿度及压力条件下，单位体积空气中所含的水蒸气量，其单位为g/m3）、相对湿度（空气中所含实际水蒸气量与同温度下所含最大的水蒸气量的比值，用百分比表示，其单位为%RH）和露点。在地球大气层组分中，氮气占78%、氧气占21%、惰性气体、其它气体及水蒸气等仅占1%，由此可见，占大气含量不足1%的水蒸气却是臭氧发生器（特别是电晕式）的“克星”，影响着臭氧发生器的产率、效率、寿命，露点高，则湿度大，臭氧浓度低，产率小，设备故障率高，空气型的臭氧发生器还会电离出氮氧化物和水蒸气结合成硝酸腐蚀设备，并严重影响臭氧产量直至故障。国外大型臭氧设备在中国应用纯氧气源，实际上是为了更进一步保证气源的低露点特征，避免空气水蒸气的干扰，确保设备运行正常。
PSA变压吸附式干燥机是根据变压吸附的原理对压缩空气进行干燥的一种设备。在一定的压力下，压缩空气自下而上流经吸附剂层（干燥床），在常温常压下，吸附剂吸收空气中的水份，使压缩空气得到干燥。用少量的干燥空气与吸附剂接触，从而除去被干燥剂吸附的水份，并排出机外，使吸附剂得到再生。这就是吸干机的变压吸附过程。空气干燥机分无热再生式和微热再生式，吸附剂常用活性氧化铝和分子筛。PSA技术特点为两个吸附塔交替连续工作，采用PLC控制，操作简便，安全可靠，科学的结构设计，保证干燥剂与空气充分吸附，露点稳定、采用高可靠性的阀控装置，可安全使用达100万次以上，特殊的气体扩散装置，自动再生确保干燥剂的使用寿命。经PSA干燥机后，成品气露点≤-40℃（常压下）。
PSA变压吸附制氧机是根据变压吸附的原理对压缩空气中的氧、氮、水分子实行空气分离的一种设备。经过净化干燥处理的压缩空气进入吸附塔，经吸附剂层（分子筛）在常温常压状态下，利用分子筛加压时对氮气的吸附容量增大，减压时对氮气的吸附容量减少的特性，形成加压吸附，减压解吸的循环过程，实现氮、氧分离，制取高纯度氧气（氧气浓度通常93±3%，氧气压力≥0.1MPa），同时利用分子筛的亲水性和吸附性，可使分离出的高纯度氧气露点≤-45℃，实现大量臭氧合成需要。
PSA变压吸附富氧机是介于PSA变压吸附式干燥机和PSA变压吸附制氧机之间，在考虑经济运行方式时，常采用富氧产生臭氧工作模式，也可达到相应效果。其工作原理与PSA变压吸附制氧机相同。精密过滤器通常滤芯经特殊活性炭渗透处理，能完全吸附碳氢化合物等气体异味，以达到完全无臭无味之高质量空气（氧气）品质要求，如食品、药品、呼吸等用空气及臭氧发生器，可滤除残油≤0.001ppm，同时还可滤除PSA变压吸附制氧机分子筛粉尘，减少臭氧放电室的维护量。
流量压力计量通常有普通高级之分。高级采用涡街流量计、压力变送器、温度变送器、露点变送器、臭氧分析仪、臭氧泄漏报警仪等智能仪器，配合气动、电动调节阀，结合PLC构成完整的自动化智能测控系统。该系统投资费用较大，常取决于用户所需。
露点分析测控仪是一种新型的在线测量气体干燥程度的仪器。国内常采用芬兰YAISALA进口传感器，配合二次智能数显仪表，采用中文菜单，显示测量过程中的参数，使用方便，可在线连续测量气体露点值，配合信号输出接口和报警功能，可与计算机连接使用，露点范围为：-80～20℃，测量环境压力0～2MPa，输出信号为单通道4～20mA模拟信号和窜口输出RS232，具有自动校正功能，抗冷凝，不受油气及多数化学气体影响，安装方便。低露点值并长期稳定运行在-45℃以下是臭氧设备正常工作的前提，露点问题解决的愈好，臭氧设备的运行质量愈好，售后服务与少，用户也愈满意，一石三鸟，何乐而不为！
大型臭氧主体设备包括：电源、测控、放电室三部分。其中电源技术结合测控技术为核心关键技术，放电室为要求严格的精密机械结构，只有电源和放电室容性负载匹配好，系统才能稳定运行，故障率低，臭氧产量浓度高。应注意大功率电源的过压、过流、过载保护，高压变压器的连续运行温度及绝缘强度问题及臭氧反应塔（池）湿气回流高压放电室保护问题，只有系统精心设计、施工、保护，方能有好的运行质量。
三、发展方向：
因大型臭氧设备投资较大，费用高，难度大，当属臭氧高技术装备，也属重大技术装备。其特点是技术先进，研制难度大，成套性强，关联度高，我国是一个发展中国家，工业化进程还没有完成，国民经济许多部门都需要大量大型臭氧装备，从长远讲，这些装备必须立足国内。因此，重大技术装备国产化是国家经济安全运行，实现可持续发展和国家现代化的重要保证。纵观重大技术装备，无不渗透着信息化、智能化、自动化。大型臭氧装备也不例外，结合信息化、智能化、自动化、网络化，提升了成套装备技术水平和产品档次，又提高了与国外厂商的竞争能力並参与国际竞争，是大型臭氧装备的必然发展方向。同时科技进步和社会需求带来用于臭氧成套装备新技术、新材料，也推动臭氧事业蓬勃发展，前途无限！
公安备案37028202000146号