CN108821241A - 一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统，包括用于储存液氧的液氧贮槽、用于产生臭氧的臭氧发生器以及用于为臭氧发生器降温的冷却水子系统；连接液氧贮槽和臭氧发生器的保温管路中还设置有液液换热器，所述臭氧发生器设置有闭路循环管道，闭路循环管道分为两路，其中一路穿过液液换热器后返回臭氧发生器，另一路穿过冷却水子系统后返回臭氧发生器；所述闭路循环管道中介质的流向与液液换热器中液氧的流向相反。本发明解决了液氧空温式气化器占地空间大的缺陷，降低了臭氧发生器冷却系统的回水温度，进一步提高了臭氧发生器的利用效率。

Description

一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统
技术领域
本发明涉及臭氧发生器技术领域，特别是一种臭氧发生器的余热回收利用系统。
背景技术
臭氧是一种强氧化剂，它在水中的氧化还原电位为2.07eV，仅次于氟（2.5eV），其氧化能力高于氯（1.36eV）和二氧化氯（1.5eV）；与次氯酸类消毒剂不同，臭氧的杀菌能力不受PH值变化和氨的影响，其杀菌能力比氯大600-3000倍，它的灭菌、消毒作用几乎是瞬时发生的。此外，臭氧在锅炉烟气脱硝的应用逐渐增多，单机容量最大可达到150kg/h。
臭氧通常采用臭氧发生器、空温式气化器以及冷却机构构成的系统进行制备，臭氧在制备过程中，大约90%的电功率被转化成了热量，因此具备稳定高效的冷却机构是臭氧发生器长期运行的根本保障。随着臭氧需求量的逐步增大，臭氧发生器的容量也逐步增加，如果仍然采用传统液氧源进气方式的话，常用的空温式气化器会占用非常大的空间，无法满足紧凑厂区的应用要求。因此，如何减小臭氧制备系统的占地面积、提高冷却机构的冷却效率以及臭氧发生器的利用效率成为目前紧凑型厂区亟待解决的技术问题之一。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统，以解决液氧空温式气化器占地空间大的缺陷，降低臭氧发生器冷却系统的回水温度，进一步提高臭氧发生器的利用效率。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统，包括用于储存液氧的液氧贮槽、用于产生臭氧的臭氧发生器以及用于为臭氧发生器降温的冷却水子系统；连接液氧贮槽和臭氧发生器的保温管路中还设置有液液换热器，所述臭氧发生器设置有闭路循环管道，闭路循环管道分为两路，其中一路穿过液液换热器后返回臭氧发生器，另一路穿过冷却水子系统后返回臭氧发生器；所述闭路循环管道中介质的流向与液液换热器中液氧的流向相反。
上述一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统，流经液液换热器的介质量与臭氧发生器的闭路循环管道中的介质总量的比例为1~2:10。
上述一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统，所述臭氧发生器的闭路循环管道中的介质为除盐水。
上述一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统，所述液氧贮槽和液液换热器之间的保温管路中设置有调节液氧输送压力的背压式调节阀，背压式调节阀的压力范围为0.15~0.25MPa。
上述一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统，所述液液换热器和臭氧发生器之间的保温管路中设置有调节氧气进入臭氧发生器压力值的减压阀，减压阀的压力范围为0.4~0.6MPa。
上述一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统，所述冷却水子系统为板式冷却器，板式冷却器中外循环冷却水的流向与臭氧发生器的闭路循环管道中的介质流向相反。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
本发明具有制造成本低、占地面积小、工艺流程简单的特点，采用液液换热器替代常用的空温式气化器，可减少空间占地面积，利用臭氧发生器作业时产生的余热来作为液液换热器的气化热源，不仅可以使此部分热量得以循环利用，还可以降低厂用冷却臭氧发生器的循环水量；并且液液换热器的出口水温明显低于厂用循环水的温度，有利于臭氧发生器热量的携带，可以提高臭氧发生器的产出效率，适用于市政水处理以及烟气脱硝等行业。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
其中：1.液氧贮槽，2.背压式调节阀，3.液液换热器，4.减压阀，5.臭氧发生器，6.冷却水子系统。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统，其结构如图1所示，主要包括液氧贮槽1、背压式调节阀2、液液换热器3、减压阀4、臭氧发生器5及配套的冷却水子系统6，其中液氧贮槽1、背压式调节阀2、液液换热器3、减压阀4、臭氧发生器5之间通过保温管路依次连接。
液氧贮槽1用于储存液氧，液液换热器3用于将液氧转换为气态氧气，臭氧发生器5用于将氧气转换为臭氧，冷却水子系统6用于对臭氧发生器进行降温处理。背压式调节阀2的主要目的是设定压力，根据目标指令调节液氧流量，背压式调节阀的压力范围为0.15~0.25MPa，一般情况下设定的压力为0.2MPa。减压阀的主要目的是调节氧气进入臭氧发生器的压力，减压阀的压力范围为0.4~0.6MPa，一般情况设定的压力为0.5MPa。
液液换热器3为管束式换热器结构，密集管束内的工质为吸收臭氧发生器余热的循环水，换热器密闭空间内为液氧，循环水与液氧呈逆流布置方式。循环水介质作为气化热源在液液换热器内与液氧进行热交换。
臭氧发生器5设置有闭路循环管道，闭路循环管道分为两路，其中一路穿过液液换热器3后返回臭氧发生器5；另一路穿过冷却水子系统后返回臭氧发生器5，此路中介质的流向与冷却水子系统中冷却循环水的流向相反。在既能够满足液液换热器气化液氧的热量需求，又能够借助冷却水子系统来充分冷却臭氧发生器生产臭氧而产生的热量，本发明中流经液液换热器3的介质量与臭氧发生器的闭路循环管道中总介质量的比例为1~2:10。
由于臭氧发生器的闭路循环管道中的介质作为高温介质，优选使用除盐水，以避免损伤管路；再者采用除盐水作为介质，可以降低消耗量，只需定期向闭路循环管道中补充除盐水即可。
本发明中，冷却水子系统6为板式冷却器，板式冷却器中外循环冷却水的流向与臭氧发生器的闭路循环管道中的介质流向相反，以提高换热效率。
本发明的工作原理为：低温液氧通过背压式调节阀2从液氧贮槽输送至液液换热器3进行气化，气化后生成的气态氧气再通过减压阀4调节后进入臭氧发生器5，臭氧发生器5用于将氧气转换为臭氧。臭氧发生器作业过程中产生的热量一部分作为液液换热器的气化热源与液液换热器进行热量交换，另一部分则通过冷却水子系统冷却来保持工作环境。

Claims (6)

1.一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统，包括用于储存液氧的液氧贮槽（1）、用于产生臭氧的臭氧发生器（5）以及用于为臭氧发生器降温的冷却水子系统（6）；其特征在于：连接液氧贮槽（1）和臭氧发生器（5）的保温管路中还设置有液液换热器（3），所述臭氧发生器（5）设置有闭路循环管道，闭路循环管道分为两路，其中一路穿过液液换热器（3）后返回臭氧发生器（5），另一路穿过冷却水子系统后返回臭氧发生器（5）；所述闭路循环管道中介质的流向与液液换热器中液氧的流向相反。
2.根据权利要求1所述的一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统，其特征在于：流经液液换热器（3）的介质量与臭氧发生器的闭路循环管道中的介质总量比例为1~2:10。
3.根据权利要求2所述的一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统，其特征在于：所述臭氧发生器的闭路循环管道中的介质为除盐水。
4.根据权利要求1所述的一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统，其特征在于：所述液氧贮槽（1）和液液换热器（3）之间的保温管路中设置有调节液氧输送压力的背压式调节阀（2），背压式调节阀的压力范围为0.15~0.25MPa。
5.根据权利要求1所述的一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统，其特征在于：所述液液换热器（3）和臭氧发生器（5）之间的保温管路中设置有调节氧气进入臭氧发生器压力值的减压阀（4），减压阀的压力范围为0.4~0.6MPa。
6.根据权利要求1所述的一种用于液氧气化的臭氧发生器余热回收系统，其特征在于：所述冷却水子系统（6）为板式冷却器，板式冷却器中外循环冷却水的流向与臭氧发生器的闭路循环管道中的介质流向相反。
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