CN112047305A - 一种卧式准分子臭氧发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污水、废气处理应用技术领域，具体公开了一种卧式准分子臭氧发生器，由卧式组件，及与卧式组件相配合使用的臭氧发生组件组成。本发明的一种卧式准分子臭氧发生器的有益效果在于：1.其设计合理能耗低，每公斤产量需要0.2KW的电量；2.氧气需求小，每公斤臭氧需要1立方纯氧；3.冷却水密闭循环，不消耗自来水；4.制作设备快，能懂氩弧焊的就可以制作；5.设备体积小，需要的气源设备也小；6.臭氧发生器所配的电源很小，而且集成在一个盒子里；7.臭氧的浓度高有900ml/L，氧气转换成臭氧转换率只有90％；8.投资、运行成本低；9.故障率低，维修便捷；10.臭氧主机运行时无噪音。
Description
技术领域
本发明属于废水、废气处理应用技术领域，具体涉及一种卧式准分子臭氧发生器，代替传统臭氧发生器，用于废气治理、污水处理的消毒强氧化降低COD，脱硫脱硝等环保行业。
背景技术
废气是指人类在生产和生活过程中排出的有毒有害的气体，特别是化工厂、钢铁厂、制药厂以及炼焦厂和炼油厂等，排放的废气气味大，严重污染环境和影响人体健康。
废水(wastewater)是指居民活动过程中排出的水及径流雨水的总称。它包括生活污水、工业废水和初雨径流入排水管渠等其它无用水，一般指经过一定技术处理后不能再循环利用或者一级污染后制纯处理难度达不到一定标准的水。如焦化厂主要生产焦碳、商业煤气、硫铵和轻苯等化工产品，在焦炉煤气冷却、洗涤、粗苯加工及焦油加工过程中，产生含有酚、氰、油、氨及大量有机物的工业废水，废水危害大，焦化废水中多环芳烃不但难以降解，而且通常还是强致癌物质，对环境造成严重污染的同时也直接威胁到人类健康。
当前用于污水、废气的臭氧发生器，其存在以下缺点：1.能耗高，每公斤产量需要7KW的电量；2.氧气需求大，每公斤臭氧需要10立方纯氧；3.冷却水量大，每公斤臭氧需要浪费3立方的自来水；4.制作麻烦，要求很高的焊接水平；5.设备体积大，需要的气源设备也大；6.臭氧发生器所配的电源繁琐需要中频电源和高压变压器及电抗器配合使用；7.臭氧的浓度只有110ml/L,氧气转换成臭氧转换率只有10％；8.投资、运行成本高；9.故障率高，维修麻烦；10.臭氧运行时中频噪音大。
基于上述问题，本发明提供一种卧式准分子臭氧发生器。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种卧式准分子臭氧发生器，其设计合理，与污水、废气的处理系统相配合使用能对污水、废气进行高效、稳定的处理，提高污水、废气处理效率、处理效果，降低了处理成本。
技术方案：本发明提供的一种卧式准分子臭氧发生器，由卧式组件，及与卧式组件相配合使用的臭氧发生组件组成；所述卧式组件，包括一组立式支腿，及设置在一组立式支腿上的横罐体，及设置在横罐体两端端面的第一罐体法兰、第二罐体法兰，及分别与第一罐体法兰、第二罐体法兰连接的第一封头法兰、第二封头法兰，及分别与第一封头法兰、第二封头法兰连接的第一视镜法兰、第二视镜法兰，及分别与第一视镜法兰、第二视镜法兰连接的第一视镜、第二视镜；所述臭氧发生组件，包括设置在横罐体两端内壁的第一管板、第二管板，及设置在第一管板上的四氟固定卡口，及设置在四氟固定卡口上的准分子灯，其中，准分子灯的一端突出第二管板，及设置在准分子灯一端的电源接线盒，及设置在横罐体一端外壁的导电端子，及两端分别与电源接线盒、导电端子连接的电导线，及设置在准分子灯上的外电极网，及设置在第一管板、第二管板之间的中空水冷腔，及设置在横罐体两端外壁的冷却水进口、冷却水出口，及设置在横罐体两端外壁且分别靠近第一罐体法兰、导电端子一侧的臭氧出口、氧气进口。
本技术方案的，所述臭氧出口、氧气进口、冷却水出口设置在横罐体的同侧，所述冷却水进口错位设置在氧气进口的另一面。
本技术方案的，所述臭氧出口、氧气进口、冷却水出口、冷却水进口的直径尺寸均为20mm。
本技术方案的，所述准分子灯至少设置五个。
本技术方案的，所述基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，包括空气压缩机、储气罐、冷冻式干燥机、吸附式干燥机、制氧机、准分子臭氧发生器、冷水机、臭氧氧化塔、引风机和臭氧接触池，所述空气压缩机、储气罐、冷冻式干燥机、吸附式干燥机、制氧机、准分子臭氧发生器之间分别通过第一空气导管、第二空气导管、第三空气导管、第四空气导管、第五空气导管连接，其中，第二空气导管、第三空气导管上分别设置有第一除油水过滤器、第二除油水过滤器、第三除油水过滤器、第四除油水过滤器；所述准分子臭氧发生器、冷水机之间分别通过第一冷却水出水管、第二冷却水出水管连接；所述准分子臭氧发生器、臭氧氧化塔之间通过防虹吸管连接；所述臭氧氧化塔、引风机之间通过废气管连接，及与引风机连接的废气进气管；所述准分子臭氧发生器与臭氧接触池之间通过辅助导管连接。
本技术方案的，所述第一除油水过滤器、第二除油水过滤器、第三除油水过滤器、第四除油水过滤器均接至排水沟。
本技术方案的，所述应基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，还包括设置在臭氧氧化塔上部内的辅助准分子灯，及设置在辅助准分子灯上的辅助电源接线盒。
本技术方案的，所述基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，还包括分别与臭氧氧化塔上部外壁、下部外壁连接的第一循环水管、第二循环水管，及分别与第一循环水管、第二循环水管连接的循环泵，其中，第一循环水管的一端位于臭氧氧化塔上部内。
本技术方案的，所述基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，还包括设置在第五空气导管上的第五除油水过滤器、第六除油水过滤器，其中，第五除油水过滤器、第六除油水过滤器均接至排水沟，及设置在第五空气导管上，且位于第五除油水过滤器与第五空气导管接口处上端的金属浮子流量计。
本技术方案的，所述基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，还包括控制柜，其中，控制柜分别与空气压缩机、储气罐、冷冻式干燥机、吸附式干燥机、制氧机、准分子臭氧发生器、冷水机、臭氧氧化塔、引风机连接。
与现有技术相比，本发明的一种卧式准分子臭氧发生器的有益效果在于：1.其设计合理能耗低，每公斤产量需要0.2KW的电量；2.氧气需求小，每公斤臭氧需要1立方纯氧；3.冷却水密闭循环，不消耗自来水；4.制作设备快，能懂氩弧焊的就可以制作；5.设备体积小，需要的气源设备也小；6.臭氧发生器所配的电源很小，而且集成在一个盒子里；7.臭氧的浓度高有900ml/L，氧气转换成臭氧转换率只有90％；8.投资、运行成本低；9.故障率低，维修便捷；10.臭氧主机运行时无噪音。
附图说明
图1是本发明的一种卧式准分子臭氧发生器的主视结构示意图；
图2是本发明的一种卧式准分子臭氧发生器的右视结构示意图。
图3是本发明的基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统的空气压缩机、储气罐、冷冻式干燥机、吸附式干燥机、制氧机等的结构示意图；
图4是本发明的基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统的准分子臭氧发生器、冷水机、臭氧氧化塔等的结构示意图；
图5是本发明的基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统的废气管、引风机、废气进气管等的结构示意图；
图6是本发明的基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统的准分子臭氧发生器、臭氧接触池、辅助导管等的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
如图1和图2所示的一种卧式准分子臭氧发生器，由卧式组件，及与卧式组件相配合使用的臭氧发生组件组成；所述卧式组件，包括一组立式支腿1，及设置在一组立式支腿1上的横罐体2，及设置在横罐体2两端端面的第一罐体法兰3、第二罐体法兰4，及分别与第一罐体法兰3、第二罐体法兰4连接的第一封头法兰5、第二封头法兰6，及分别与第一封头法兰5、第二封头法兰6连接的第一视镜法兰9、第二视镜法兰10，及分别与第一视镜法兰9、第二视镜法兰10连接的第一视镜11、第二视镜12；所述臭氧发生组件，包括设置在横罐体2两端内壁的第一管板13、第二管板22，及设置在第一管板13上的四氟固定卡口14，及设置在四氟固定卡口14上的准分子灯15，其中，准分子灯15的一端突出第二管板22，及设置在准分子灯15一端的电源接线盒16，及设置在横罐体2一端外壁的导电端子18，及两端分别与电源接线盒16、导电端子18连接的电导线19，及设置在准分子灯15上的外电极网17，及设置在第一管板13、第二管板22之间的中空水冷腔23，及设置在横罐体2两端外壁的冷却水进口24、冷却水出口25，及设置在横罐体2两端外壁且分别靠近第一罐体法兰3、导电端子18一侧的臭氧出口21、氧气进口20。
进一步优选的，所述臭氧出口21、氧气进口20、冷却水出口25设置在横罐体2的同侧，所述冷却水进口24错位设置在氧气进口20的另一面；及所述臭氧出口21、氧气进口20、冷却水出口25、冷却水进口24的直径尺寸均为20mm；及所述准分子灯15至少设置五个。
实施例
如图3、图4、图5和图6所示的基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，包括空气压缩机1-1、储气罐2-1、冷冻式干燥机3-1、吸附式干燥机4-1、制氧机5-1、准分子臭氧发生器19-1(见图1、2)、冷水机20-1、臭氧氧化塔21-1、引风机31和臭氧接触池33，所述空气压缩机1-1、储气罐2-1、冷冻式干燥机3-1、吸附式干燥机4-1、制氧机5-1、准分子臭氧发生器19-1之间分别通过第一空气导管7-1、第二空气导管8-1、第三空气导管13-1、第四空气导管14-1、第五空气导管15-1连接，其中，第二空气导管8-1、第三空气导管13-1上分别设置有第一除油水过滤器9-1、第二除油水过滤器10-1、第三除油水过滤器11-1、第四除油水过滤器12-1；所述准分子臭氧发生器19-1、冷水机20-1之间分别通过第一冷却水出水管23-1、第二冷却水出水管24-1连接；所述准分子臭氧发生器19-1、臭氧氧化塔21-1之间通过防虹吸管22-1连接；所述臭氧氧化塔21-1、引风机31之间通过废气管30连接，及与引风机31连接的废气进气管32；所述准分子臭氧发生器19-1与臭氧接触池33之间通过辅助导管34连接。
进一步优选的，所述第一除油水过滤器9-1、第二除油水过滤器10-1、第三除油水过滤器11-1、第四除油水过滤器12-1均接至排水沟；及所述应基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，还包括设置在臭氧氧化塔21-1上部内的辅助准分子灯25-1，及设置在辅助准分子灯25-1上的辅助电源接线盒26；及所述基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，还包括分别与臭氧氧化塔21-1上部外壁、下部外壁连接的第一循环水管27、第二循环水管28，及分别与第一循环水管27、第二循环水管28连接的循环泵29，其中，第一循环水管27的一端位于臭氧氧化塔21-1上部内；及所述基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，还包括设置在第五空气导管15-1上的第五除油水过滤器16-1、第六除油水过滤器17-1，其中，第五除油水过滤器16-1、第六除油水过滤器17-1均接至排水沟，及设置在第五空气导管15-1上，且位于第五除油水过滤器16-1与第五空气导管15-1接口处上端的金属浮子流量计18-1；及所述基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，还包括控制柜6-1，其中，控制柜6-1分别与空气压缩机1-1、储气罐2-1、冷冻式干燥机3-1、吸附式干燥机4-1、制氧机5-1、准分子臭氧发生器19-1、冷水机20-1、臭氧氧化塔21-1、引风机31连接，实现智能式的控制。
本结构的卧式准分子臭氧发生器，可以单组使用或组合使用，非常集成化，与传统的臭氧发生器比较只有传统的1/10的占地面积；与传统的臭氧发生器相比，运行成本每公斤每小时节约电费7元，如果以20kg/h的臭氧发生器，运行一年电费可以节省1226400元；与传统的臭氧发生器相比，每公斤产量每小时的节约氧气9立方，如果以20kg/h的臭氧发生器运行一年能节约氧气1576800立方，核算为5518800元；产量高，浓度高，设备占地小，安装便捷，移动方便；发生器寿命长，更换便捷，节能省电；臭氧浓度可调，可有效控制每分钟输入氧气的量，氧气输入量越高，所产生的臭氧浓度也相应增加；效率高，热量低，不需要大型冷却系统，内置冷水机组；臭氧浓度不受电压影响；投资成本低，使用成本低，每公斤产量的主机能节约投资成本5万元；控制柜6-1为带西门子smartplc及MCGS触摸屏，配有以太网模块，可以实现远程监控；具备无冷却水，无氧气报警及停机功能；准分子臭氧发生器比传统的臭氧发生器在环保污水降低COD的基础上提高40％；准分子臭氧发生器用于处理环保废气处理能力可达到95％，而且反应时间短，所需的反应设备小。
本结构的卧式准分子臭氧发生器，准分子臭氧发生器是利用波长为172nm真空紫外线灯的高能量照射氧气产生较高浓度的臭氧O3和氧化能力较强的活性氧原子[O]，该技术比现有185nm磁能灯产生的臭氧和传统的臭氧发生器浓度要高出十几倍；把准分子灯装在带有冷却水外套的316L不锈钢容器内，同时把纯氧注入容器与准分子灯照射激化，大大提高了臭氧产量和活性氧原子的产量；单支200W的准分子灯可以产生1.5KG的臭氧和活性氧原子，也可以多组组合成产量在几十乃至上百公斤臭氧和氧原子；准分子臭氧发生器在氧气条件下的反应分子式：
O2hv→O2 * O2 *为激发态氧气，hv为紫外光子
O2 *+O2→O3+[O] [O]为活性氧原子
[O]+O2→MO3 M为容器壁的分子作为触媒物质。
案例1：应用于有机废气净化除臭
系统配置：臭氧发生部分：空压机→储气罐→除油水过滤器→冷冻式干燥机→除油水过滤器→吸附式干燥机→制氧机→准分子臭氧发生器→至臭氧氧化塔曝气。
设备主体：有机废气管道接入→引风机→臭氧氧化喷淋塔(臭氧循环曝气，准分子灯光解，催化填料催化)→达标排放。
工艺介绍：
废气洗涤系统：通过前级气源设备供气给制氧机产生高纯度氧气，供给准分子臭氧发生器生成臭氧和活性氧原子。生产出的臭氧和活性氧原子输送至臭氧氧化塔底部循环水槽曝气。含有臭氧和活性氧原子的洗涤水再由循环水泵提升至臭氧氧化塔顶部对废气进行洗涤。
废气光解系统：在臭氧氧化塔上部装有准分子灯，准分子光源，其高能光子足以打开自然绝大多数分子键，光强可达传统紫外灯的上千倍，彻底克服现有光解/光催化技术瓶颈能高效光解废气如：氨三甲胺硫化氢甲硫氢甲硫醇甲硫醚二甲二硫二硫化碳和苯乙烯，硫化物VOC类苯甲苯二甲苯等有机污染物。废气中氧和水分子在准分子真空紫外作用下，生成的O活性氧原子和OH氢氧自由基等活性基团浓度可达传统紫外线灯生成的数十倍，大分子废臭气污染物被这些高浓度瞬态活性基团强烈氧化，最终被矿化成CO2 H2O等无害或低害产物，从而达到除废除臭目的实现达标排放。
案例2：应用于高浓度废水
系统配置：臭氧发生部分：空压机→储气罐→除油水过滤器→冷冻式干燥机→除油水过滤器→吸附式干燥机→制氧机→准分子臭氧发生器→至臭氧接触池曝气。
工艺介绍：
废气洗涤系统：通过前级气源设备供气给制氧机产生高纯度氧气，供给准分子臭氧发生器生成臭氧和活性氧原子。生产出的臭氧和活性氧原子输送至臭氧接触池曝气，臭氧具有较强消毒强氧化降低COD能力，不但可以较彻底地杀菌消毒，而且可以降解水中含有的有害成分和去除重金属离子以及多种有机物等杂质，如铁、锰、硫化物、苯、酚、有机磷、有机氯、氰化物等，还可以使水除臭脱色，从而达到净化水的目的。臭氧适应能力强，受水温、PH值影响较小，臭氧适应范围广，不受菌种限制，臭氧可以自行分解为氧气，不会产生二次污染。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种卧式准分子臭氧发生器，其特征在于：由卧式组件，及与卧式组件相配合使用的臭氧发生组件组成；所述卧式组件，包括一组立式支腿(1)，及设置在一组立式支腿(1)上的横罐体(2)，及设置在横罐体(2)两端端面的第一罐体法兰(3)、第二罐体法兰(4)，及分别与第一罐体法兰(3)、第二罐体法兰(4)连接的第一封头法兰(5)、第二封头法兰(6)，及分别与第一封头法兰(5)、第二封头法兰(6)连接的第一视镜法兰(9)、第二视镜法兰(10)，及分别与第一视镜法兰(9)、第二视镜法兰(10)连接的第一视镜(11)、第二视镜(12)；所述臭氧发生组件，包括设置在横罐体(2)两端内壁的第一管板(13)、第二管板(22)，及设置在第一管板(13)上的四氟固定卡口(14)，及设置在四氟固定卡口(14)上的准分子灯(15)，其中，准分子灯(15)的一端突出第二管板(22)，及设置在准分子灯(15)一端的电源接线盒(16)，及设置在横罐体(2)一端外壁的导电端子(18)，及两端分别与电源接线盒(16)、导电端子(18)连接的电导线(19)，及设置在准分子灯(15)上的外电极网(17)，及设置在第一管板(13)、第二管板(22)之间的中空水冷腔(23)，及设置在横罐体(2)两端外壁的冷却水进口(24)、冷却水出口(25)，及设置在横罐体(2)两端外壁且分别靠近第一罐体法兰(3)、导电端子(18)一侧的臭氧出口(21)、氧气进口(20)。
2.根据权利要求1所述的一种卧式准分子臭氧发生器，其特征在于：所述臭氧出口(21)、氧气进口(20)、冷却水出口(25)设置在横罐体(2)的同侧，所述冷却水进口(24)错位设置在氧气进口(20)的另一面。
3.根据权利要求2所述的一种卧式准分子臭氧发生器，其特征在于：所述臭氧出口(21)、氧气进口(20)、冷却水出口(25)、冷却水进口(24)的直径尺寸均为20mm。
4.根据权利要求1所述的一种卧式准分子臭氧发生器，其特征在于：所述准分子灯(15)至少设置五个。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，其特征在于：所述基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，包括空气压缩机(1-1)、储气罐(2-1)、冷冻式干燥机(3-1)、吸附式干燥机(4-1)、制氧机(5-1)、准分子臭氧发生器(19-1)、冷水机(20-1)、臭氧氧化塔(21-1)、引风机(31)和臭氧接触池(33)，所述空气压缩机(1-1)、储气罐(2-1)、冷冻式干燥机(3-1)、吸附式干燥机(4-1)、制氧机(5-1)、准分子臭氧发生器(19-1)之间分别通过第一空气导管(7-1)、第二空气导管(8-1)、第三空气导管(13-1)、第四空气导管(14-1)、第五空气导管(15-1)连接，其中，第二空气导管(8-1)、第三空气导管(13-1)上分别设置有第一除油水过滤器(9-1)、第二除油水过滤器(10-1)、第三除油水过滤器(11-1)、第四除油水过滤器(12-1)；所述准分子臭氧发生器(19-1)、冷水机(20-1)之间分别通过第一冷却水出水管(23-1)、第二冷却水出水管(24-1)连接；所述准分子臭氧发生器(19-1)、臭氧氧化塔(21-1)之间通过防虹吸管(22-1)连接；所述臭氧氧化塔(21-1)、引风机(31)之间通过废气管(30)连接，及与引风机(31)连接的废气进气管(32)；所述准分子臭氧发生器(19-1)与臭氧接触池(33)之间通过辅助导管(34)连接。
6.根据权利要求5所述的基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，其特征在于：所述第一除油水过滤器(9-1)、第二除油水过滤器(10-1)、第三除油水过滤器(11-1)、第四除油水过滤器(12-1)均接至排水沟。
7.根据权利要求5所述的基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，其特征在于：所述基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，还包括设置在臭氧氧化塔(21-1)上部内的辅助准分子灯(25-1)，及设置在辅助准分子灯(25-1)上的辅助电源接线盒(26)。
8.根据权利要求7所述的基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，其特征在于：所述基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，还包括分别与臭氧氧化塔(21-1)上部外壁、下部外壁连接的第一循环水管(27)、第二循环水管(28)，及分别与第一循环水管(27)、第二循环水管(28)连接的循环泵(29)，其中，第一循环水管(27)的一端位于臭氧氧化塔(21-1)上部内。
9.根据权利要求8所述的基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，其特征在于：所述基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，还包括设置在第五空气导管(15-1)上的第五除油水过滤器(16-1)、第六除油水过滤器(17-1)，其中，第五除油水过滤器(16-1)、第六除油水过滤器(17-1)均接至排水沟，及设置在第五空气导管(15-1)上，且位于第五除油水过滤器(16-1)与第五空气导管(15-1)接口处上端的金属浮子流量计(18-1)。
10.根据权利要求9所述的基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，其特征在于：所述基于卧式准分子臭氧发生器的污水、废气处理系统，还包括控制柜(6-1)，其中，控制柜(6-1)分别与空气压缩机(1-1)、储气罐(2-1)、冷冻式干燥机(3-1)、吸附式干燥机(4-1)、制氧机(5-1)、准分子臭氧发生器(19-1)、冷水机(20-1)、臭氧氧化塔(21-1)、引风机(31)连接。
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2020
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