臭氧发生器氧气供给方案分析.pdf

Vol 35 No. 2
冶金能源
May.2016
ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRY
臭氧发生器氧气供给方案分析
杨猛
(中治华天工程技术有限公司)
摘要以某钢铁企业污水处理厂为例,对比分析了臭氧发生器所用氧气的几种供给方案。
从建设初投资、占地面积、运行管理费用等方面进行分析,比较了各个方案的优缺点及适用
场合,为臭氧发生器所用氧气供给方案的选择提供了可靠的参考。
关键词钢铁企业污水处理臭氧氧气
Analysis of oxygen supply for ozone generator
Yang Meng
(Huatian Engineering and Tehnology Corporation MCC)
Abstract Taking the wastewater treatment plant of iron and steel enterprise as an example, several
kinds of supply schemes for the oxygen supply of the ozone generator were compared and analyze
From the initial investment, covers area of land, operation and management costs and other aspects to
take analysis, the advantages and disadvantages of each scheme and application occasions were com-
pared, for the ozone generator to provide a reference for the selection of oxygen supply options
Keywords iron and steel enterprises sewage treatment ozone oxygen
钢铁企业在生产过程中产生大量的污水,需水工艺的关键工序之一。
要处理达标后才能够排放。近年来国内外运用较
1氧气供给方案介绍
多的污水处理工艺为臭氧+活性炭处理。用臭氧
处理污水,可降解和去除水中有害物质,如酚、
以某钢铁企业污水处理厂为例,污水来源主
砷、氯化物、硫化物、硝基化合物、有机磷农要包括冷轧厂酸性废水、生化废水、转炉浊环排
药、烷基苯磺酸盐、木质素,以及铁、锌、锰、水以及回用水再生浓排水等。拟配套建设一座日
汞等金属离子。对污水中的大肠杆菌、致癌物质处理污水3万m2的污水处理厂,全年处理污水
同样有杀灭去除的显著功效,使超标的BOD、1095万m3。污水中污染物多,水质波动大,出
COD、氨氮、TOC得到有效改善
水标准要求高,因此拟选择臭氧接触氧化+活性
获取臭氧的方法主要有光化学法、电化学法炭吸附法作为污水深度处理工艺。拟设置臭氧制
和电晕放电法等,其中电晕放电法仍是目前世界备间来制取臭氧,臭氧制备工序氧气消耗量为
上应用最广泛的臭氧制取方法り。电晕放电法120m3/h,压力为0.2MPa,纯度≥90%。
利用高速电子轰击氧气,使其分解成氧原子,紧
氧气供应方案有四种:液体储槽供应,小型
接着氧原子通过三体碰撞反应形成臭氧。因此,制氧机供应,氧气汇流排供应和管道供应。
如何提供制取臭氧的氧气气源就成了臭氧处理污
液体储槽供应
氧气用气量为120m2h,按30天储气量考
收稿日期:2015-10-13
虑,共86400m3氧气,折算为液氧108m3(液氧
杨猛(1985-),硕士;210019江苏省南京市。
储槽以1m3液氧折合800m3标准状态气氧计
冶金能源
Vol 35 No
ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRY
May.2016
算?)
氮、钢包底吹用氩等。因此,大中型钢铁企
因为小型贮罐可以在制造厂整体制造完工后业一般都配备有一定规模的制氧站1,厂区综
交付安装。当贮罐的容量≤100m3时,无论公合管廊一般都有氧气管道。
路、铁路运羭均能实现,运输方便,且运费便
该钢铁企业污水处理厂氧气供应可以采用管
宜。所以该工程拟选用1台100m'液氧储槽,同道供气,综合考虑氧气流量和管道跨距等因素,
时配备1台储罐増压器和2台空温式气化器(1上述项目氧气管道拟采用76x4无缝钢管。管
用1备)。
廊上氧气接点压力为1.6MPa,以此压力架空敷
液氧槽车将液氧运至储气站,在卸车台利用设至臭氧制备间附近。氧气管道长约1000m,在
压差将液氧送至低温液氧储罐。非工作条件下,设计中应注意设置固定点和补偿弯
液氧储罐内压力略高于常压;工作条件下,储罐
在臭氧制备间外设置氧气阀门平台,平台上
增压器将储罐内的液氧增压到0.40MPa(气相设置氧气专用截止阀、阻火器、氧气过滤器、温
空间表压)以上,增压后的低温液氧流人空温度及压力测量装置、流量计和压力调节装置,然
式气化器,与空气换热后转化为气态氧气并升后接入用户。
温,最后经调压、计量进人输配管网送给用户
1.4氧气汇流排供应
1.2小型制氧机供应
钢铁企业设备切割、检修等零星用氧普遍采
根据该项目氧气技术要求,拟选用一套用氧气钢瓶供氧,该项目氧气用量较大,单个的
TAO-120制氧设备,氧气产量为120m3/h,纯钢瓶无法满足。氧气汇流排将单一的钢瓶中输出
度为(93±2)%。该设备是根据PSA变压吸附的气体,通过流经与之相连的金属软管,集中到
原理,以空气为原料,以氟石分子筛为吸附剂,汇流管,然后进行减压后供给用户。
利用压缩空气中的氧气、氮气通过分子筛孔隙时
项目拟采用60个(用30备30)单重50kg
扩散速率不同而达到分离空气的目的。
的氧气钢瓶,自然气化,手动切换方式。供气流
制氧工艺流程主要设备包括空气压缩机,空程为:钢瓶→角阀→耐油橡胶软管→减压器一调
气净化系统和制氧机主体。空气压缩机将空气压压器→流量计→用户。为了观察钢瓶内氧气压
缩到7×10°Pa,以提供制造氧气的原料,以及力,在钢瓶后设一个减压器,该减压器有两块
氮气和氧气分离所需的压力。空气净化系统包括表,一块表显示钢瓶内气体压力,另一块则显示
高效除油器、精密过滤器、冷冻式干燥机、微油减压器后的气体压力。另在氧气总管上设两套调
污过滤器和活性炭过滤器。压缩空气经过高效除压器,其中一台生产一台备用。
油器除去大部分的油水,精密过滤器使油水含量
小于0.1x10-°,冷冻式干燥机使水分(露点)2氧气供给方案对比和分析
降到8~10℃,微油污过滤器使油水含量降到2.1氧气供给方案对比
0.01×10-°,含尘量小于0.01x10-6,活性炭过
上述四种方案所涉及的技术和设备均咨询了
滤器使压缩空气油水量降到0O.003×10-°。
相关厂家,根据各个厂家的商务报价和技术资
制氧机主机由两个吸附塔组成,经过净化干料,进行了对比,对比结果见表1。
燥的压缩空气,在吸附塔中进行加压吸附、减压2.2氧气供给方案的分析和选择
脱附。一般在系统中设置两个吸附塔,一塔吸附
氧气采用管道供应初投资和运行费用均为最
产氧,另一塔脱附再生,通过PIC程序自动控少