CN111847389A - 一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的系统及工艺 - Google Patents

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刘松清
魏林生
何文毅
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Abstract

本发明公开了一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的系统，包括输送管道，所述输送管道上设置有第一放空阀和第一压力调节阀，所述放空阀位于压力调节阀之前，所述输送管道的输出端连接有转换系统，所述转换系统的输出端连接有输出管道，且输出管道上设置有第四放空阀和第一流量控制器，且第四放空阀位于第一流量控制器之前，所述管道的输出端连接有臭氧发生器放电室。该利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的系统，既可以实现将制氮尾气稳定高效地直接作为气源用于臭氧发生，又可以通过制氧机的脱氮制氧工序，使气体中氧含量达到85%以上用于臭氧发生，不仅可以降低臭氧发生器能耗，同时可以促进臭氧的应用使用。

Description

一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的系统及工艺
技术领域
本发明涉及臭氧发生器技术领域，具体为一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的系统及工艺。
背景技术
臭氧具有极强的氧化性和无二次污染等优良特性，因此在环保、食品、化工、医疗卫生等行业已得到广泛应用，臭氧是一种强氧化剂，具有很强的灭菌消毒、除味、去色、降解有机物的特性，应用臭氧进行消毒净化，具有无毒、无害、无任何残留的特点，是人类“理想的万能绿色强氧化药剂”，然而，臭氧产生能耗过大，产率过低，成本昂贵阻碍了臭氧的大规模推广应用及臭氧氧化产业的进一步发展；
在臭氧的应用中原料气体的选择，对臭氧系统运行过程的技术经济性能有重要的影响，制氮尾气是工业制氮机提取氮气后的废气，现一般以直接排放的形式处理，制氮尾气中含有大约26%-31%的氧气，较空气中氧气浓度高5-10%，我们研究发现氧气浓度从20%升高到30%，臭氧产生效率能提高20-30%，另外，由于制氮系统已有过滤干燥工艺，制氮尾气露点温度也能达到臭氧发生器气源的要求，可将制氮尾气收集利用作为臭氧发生器气源，对于降低臭氧发生器能耗，促进臭氧应用具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的系统及工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的系统，包括输送管道，所述输送管道上设置有第一放空阀和第一压力调节阀，所述放空阀位于压力调节阀之前，所述输送管道的输出端连接有转换系统，所述转换系统的输出端连接有输出管道，且输出管道上设置有第四放空阀和第一流量控制器，且第四放空阀位于第一流量控制器之前，所述管道的输出端连接有臭氧发生器放电室。
优选的，所述转换系统包括第一缓冲罐，所述第一缓冲罐的输入端与所述输送管道相连，所述第一缓冲罐通过气体输送机与储存罐相连，所述第一缓冲罐与储存罐之间的跨线上设有控制阀，所述储存罐的输出端与所述输出管道相连。
优选的，所述转换系统包括第二缓冲罐，所述第二缓冲罐的输入端与所述输送管道相连，所述第二缓冲罐通过管道与制氧系统相连，所述第二缓冲罐与制氧系统之间的管道上设置有流量控制器，所述制氧系统通过管道连接有第三缓冲罐，所述制氧系统与第三缓冲罐之间的管道上设置有第二放空阀和第二压力调节阀，且第二放空阀位于第二压力调节阀之前，所述第三缓冲罐通过第三压力调节阀与缓冲罐相连，且压力调节阀之前设置有第三放空阀，所述缓冲罐通过气体输送机与储存罐，所述缓冲罐和储存罐之间的跨线上设有控制阀，所述储存罐的输出端与所述输出管道相连。
优选的，所述第四放空阀和流量控制器之间的管道上设置有冷却器。
优选的，所述第一放空阀、第一压力调节阀、控制阀、第四放空阀、第二放空阀、第二压力调节阀和压力调节阀上均设有PLC控制系统。
一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的工艺，包括以下步骤：
步骤一：将含25-35%氧气的富氧尾气收集，然后直接或经过适当处理，作为臭氧发生器气源；
步骤二：将富氧尾气分别经第一放空阀和第一压力调节阀后直接输送至转换系统；
步骤三：转换系统内得到高富氧气体，再经储存罐和第四放空阀，最后经过第一流量控制器后输送至臭氧发生器放电室内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的系统及工艺，既可以实现将制氮尾气稳定高效地直接作为气源用于臭氧发生，又可以通过制氧机的脱氮制氧工序，使气体中氧含量达到85%以上用于臭氧发生，不仅可以降低臭氧发生器能耗，同时可以促进臭氧的应用使用。
附图说明
图1为本发明第一种实施例结构示意图；
图2为本发明第二种实施例结构示意图。
图中：1、第一放空阀，2、第一压力调节阀，3、第一缓冲罐，4、输送机，5、控制阀，6、储存罐，7、第四放空阀，8、冷却器，9、第一流量控制器，10、臭氧发生器放电室，11、第二缓冲罐，12、第二流量控制器，13、制氧系统，14、第二放空阀，15、第二压力调节阀，16、第三缓冲罐，17、流量计，18、第三放空阀，19、第三压力调节阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的系统，包括输送管道，所述输送管道上设置有第一放空阀1和第一压力调节阀2，所述放空阀1位于压力调节阀2之前，所述输送管道的输出端连接有转换系统，所述转换系统的输出端连接有输出管道，且输出管道上设置有第四放空阀7和第一流量控制器9，且第四放空阀7位于第一流量控制器9之前，所述第四放空阀7和流量控制器9之间的管道上设置有冷却器8，降低气体温度，从而提高臭氧发生效率，所述管道的输出端连接有臭氧发生器放电室10；
所述转换系统包括第一缓冲罐3，所述第一缓冲罐3的输入端与所述输送管道相连，所述第一缓冲罐3通过气体输送机4与储存罐6相连，所述第一缓冲罐3与储存罐6之间的跨线上设有控制阀5，所述储存罐6的输出端与所述输出管道相连；
所述第一放空阀1、第一压力调节阀2、控制阀5、第四放空阀7上均设有PLC控制系统来控制各个阀门的工作，实现管路自控；
一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的工艺，包括以下步骤：
步骤一：将含25-35%氧气的富氧尾气收集，然后直接或经过适当处理，作为臭氧发生器气源；
步骤二：将富氧尾气分别经第一放空阀1和第一压力调节阀2后直接输送至转换系统；
步骤三：转换系统内得到高富氧气体，再经储存罐6和第四放空阀7，最后经过第一流量控制器9后输送至臭氧发生器放电室10内；
由于原料气体中氧气浓度的提高，臭氧浓度和臭氧产率将得到提高，臭氧产生能耗将降低，且制氮系统已有过滤干燥环节，故较空气源臭氧发生器放电室10能减少过滤干燥环节，此时也能达到臭氧发生器放电室10气源对露点温度的要求。
其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，具体工作如下。
制氮尾气通过管道经第一压力调节阀2送至第一缓冲罐3，当气体压力低于设定压力时第一压力调节阀2自动切断，气体压力高于设定压力时第一放空阀1放空，第一缓冲罐3中的气体通过气体输送机4送至储存罐6，在第一缓冲罐3和储存罐6的跨线上设有控制阀5用来控制自循环量来避免第一缓冲罐3入口压力过低导致负压的形成，气体从储存罐6出来后分别经冷却器8和第一流量控制器9后进入臭氧发生器放电室10，最后含臭氧气体输出，气体压力高于设定压力时第四放空阀7放空，通过第一流量控制器9控制进入臭氧发生器放电室10的气体流量，从而保证获得所需要的臭氧浓度和臭氧产率。
实施例2，请参阅图2，本发明提供一种技术方案：一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的系统，包括输送管道，所述输送管道上设置有第一放空阀1和第一压力调节阀2，所述放空阀1位于压力调节阀2之前，所述输送管道的输出端连接有转换系统，所述转换系统的输出端连接有输出管道，且输出管道上设置有第四放空阀7和第一流量控制器9，且第四放空阀7位于第一流量控制器9之前，所述第四放空阀7和流量控制器9之间的管道上设置有冷却器8，降低气体温度，从而提高臭氧发生效率，所述管道的输出端连接有臭氧发生器放电室10；
所述转换系统包括第二缓冲罐11，所述第二缓冲罐11的输入端与所述输送管道相连，所述第二缓冲罐11通过管道与制氧系统13相连，所述第二缓冲罐11与制氧系统13之间的管道上设置有流量控制器12，所述制氧系统13通过管道连接有第三缓冲罐16，所述制氧系统13与第三缓冲罐16之间的管道上设置有第二放空阀14和第二压力调节阀15，且第二放空阀14位于第二压力调节阀15之前，所述第三缓冲罐16通过第三压力调节阀19与缓冲罐3相连，且压力调节阀19之前设置有第三放空阀18，所述缓冲罐3通过气体输送机4与储存罐6，所述缓冲罐3和储存罐6之间的跨线上设有控制阀5，所述储存罐6的输出端与所述输出管道相连；
所述第一放空阀1、第一压力调节阀2、控制阀5、第四放空阀7、第二放空阀14、第二压力调节阀15和压力调节阀19上均设有PLC控制系统来控制各个阀门的工作，实现管路自控；
一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的工艺，包括以下步骤：
步骤一：将含25-35%氧气的富氧尾气收集，然后直接或经过适当处理，作为臭氧发生器气源；
步骤二：将富氧尾气分别经第一放空阀1和第一压力调节阀2后直接输送至转换系统；
步骤三：转换系统内得到高富氧气体，再经储存罐6和第四放空阀7，最后经过第一流量控制器9后输送至臭氧发生器放电室10内；
分离出的高富氧气体（氧气含量大于85%）最后经转换系统、储存罐6和第一流量控制器9后输送至臭氧发生器放电室10，由于制氮系统已有过滤干燥环节，制氧系统可以大为简化，减少过滤干燥环节，且由于制氧系统进口氧气含量较空气更高，故制氧系统出口的氧气浓度将会更高。
其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，具体工作如下。
制氮尾气通过管道第一经压力调节阀2送至第二缓冲罐11，当气体压力低于设定压力时第一压力调节阀2自动切断，气体压力高于设定压力时第一放空阀1放空，气体从第二缓冲罐11出来后经过第二流量控制器12和制氧系统13，分离出的富氮气体经过第二压力调节阀15进入第三缓冲罐16被收集供利用，气体压力高于设定压力时通过第二放空阀14放空；分离出的高富氧气体通过第三压力调节阀19进入第一缓冲罐3，气体压力高于设定压力时通过第三放空阀18放空，第一缓冲罐3中的气体通过输送机4送至储存罐6，在缓冲罐3和储存罐6的跨线上设有控制阀5用来控制自循环量来避免第一缓冲罐3入口压力过低导致负压的形成，气体从储存罐6出来后分别经冷却器8和第一流量控制器9后进入臭氧发生器放电室10，最后含臭氧气体输出，气体压力高于设定压力时通过第四放空阀7放空。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端” 、 “顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；同时除非另有明确的规定和限定，术语“设置有”、“设有”、“相连”、“安装”、“连接有”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的系统，包括输送管道，其特征在于：所述输送管道上设置有第一放空阀（1）和第一压力调节阀（2），所述放空阀（1）位于压力调节阀（2）之前，所述输送管道的输出端连接有转换系统，所述转换系统的输出端连接有输出管道，且输出管道上设置有第四放空阀（7）和第一流量控制器（9），且第四放空阀（7）位于第一流量控制器（9）之前，所述管道的输出端连接有臭氧发生器放电室（10）。
2.根据权利要求1所述的一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的系统，其特征在于：所述转换系统包括第一缓冲罐（3），所述第一缓冲罐（3）的输入端与所述输送管道相连，所述第一缓冲罐（3）通过气体输送机（4）与储存罐（6）相连，所述第一缓冲罐（3）与储存罐（6）之间的跨线上设有控制阀（5），所述储存罐（6）的输出端与所述输出管道相连。
3.根据权利要求1所述的一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的系统，其特征在于：所述转换系统包括第二缓冲罐（11），所述第二缓冲罐（11）的输入端与所述输送管道相连，所述第二缓冲罐（11）通过管道与制氧系统（13）相连，所述第二缓冲罐（11）与制氧系统（13）之间的管道上设置有流量控制器（12），所述制氧系统（13）通过管道连接有第三缓冲罐（16），所述制氧系统（13）与第三缓冲罐（16）之间的管道上设置有第二放空阀（14）和第二压力调节阀（15），且第二放空阀（14）位于第二压力调节阀（15）之前，所述第三缓冲罐（16）通过第三压力调节阀（19）与缓冲罐（3）相连，且压力调节阀（19）之前设置有第三放空阀（18），所述缓冲罐（3）通过气体输送机（4）与储存罐（6），所述缓冲罐（3）和储存罐（6）之间的跨线上设有控制阀（5），所述储存罐（6）的输出端与所述输出管道相连。
4.根据权利要求1所述的一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的系统，其特征在于：所述第四放空阀（7）和流量控制器（9）之间的管道上设置有冷却器（8）。
5.根据权利要求1、2和3所述的一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的系统，其特征在于：所述第一放空阀（1）、第一压力调节阀（2）、控制阀（5）、第四放空阀（7）、第二放空阀（14）、第二压力调节阀（15）和压力调节阀（19）上均设有PLC控制系统。
6.一种利用制氮尾气作为臭氧发生器气源的工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将含25-35%氧气的富氧尾气收集，然后直接或经过适当处理，作为臭氧发生器气源；
步骤二：将富氧尾气分别经第一放空阀（1）和第一压力调节阀（2）后直接输送至转换系统；
步骤三：转换系统内得到高富氧气体，再经储存罐（6）和第四放空阀（7），最后经过第一流量控制器（9）后输送至臭氧发生器放电室（10）内。
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