1. 研究目的与意义
臭氧具有消毒杀菌、脱色除臭、精细化工等功能,且没有二次污染物的产生,在给水处理、污水处理、烟气脱硝、化工中间体等行业应用广泛,但在粮食领域并未有突出应用。
臭氧技术是涉及到近代物理、材料、精密机械、自动化控制、电子信息等学科的综合性技术,其专业技术主要包括:(1)介质阻挡放电技术,包括高压放电物理参数的设计、介质材料与结构、电极材料与结构、放电管的机械强度、耐压性能和散热性能以及与上述相关的加工工艺等;(2)臭氧电源及其控制技术,包含主电源结构设计、负载谐振电路设计、电源控制设计,使臭氧发生器工作在最为合适的工作点,保证设备运行的稳定性和经济性;(3)臭氧运行控制技术,主要指臭氧发生器的自动化控制技术,根据臭氧发生理论,设计合理的臭氧发生器控制系统和自动控制算法,对温度、压力、流量、浓度和电源工作点等关键物理参数进行采集和控制,使臭氧发生器工作在最佳状态;(4)臭氧系统集成技术,主要包含臭氧投加装置、臭氧尾气破坏装置、气源装置等相关辅助设备,以及系统集成工艺的设计,使各环节设备技术参数达到最佳匹配,保证整个生产过程的准确性、稳定性和可靠性。
2. 研究内容和预期目标
1.技术基础
臭氧制取技术是指产生臭氧的技术,在工业应用中主要有介质阻挡放电法、紫外线法、电解法等。目前工业应用的臭氧发生器大都采用介质阻挡放电的方法。介质阻挡放电技术易于制造单机臭氧产量高的设备,技术进步快,相对能耗较低,能够实现臭氧的工业应用,是目前市场占有率最高、应用最广的技术。
臭氧发生单元设计技术是通过对高压放电等离子体物理参数的研究和试验,研发具有优良介电常数和导热性能的介质材料,设计、加工精密的电极结构,构成微小、均匀的放电间隙,以及研究与设计外部高压电场参数等的关键技术。
3. 国内外研究现状
1.臭氧发生器单机产量及应用规模不断提高。
(1)在国外,3175kg/h的大型臭氧发生器在巴西VCP造纸厂纸浆漂白中已得到实际应用。
(2)在国内,5120kg/h的大型臭氧发生器2012年在石家庄桥东污水厂投入运行;580kg/h的大型臭氧发生器于2012年在上海石化投入运行,用于烟气脱硝;4120kg/h大型臭氧发生器已应用于绍兴柯桥滨海印染产业集聚区污水深度处理工程。2.臭氧发生器技术指标不断提升。
4. 计划与进度安排
1.研究方案
查阅文献,查找关于臭氧处理装置的案例,总结研究方案和结果,了解当下工业大多应用的装置的参数与结构,最后进行总结。
5. 参考文献
[1]刘岩,赵全,郝龙,徐光,马德常,乔鑫.用于废水处理系统的臭氧浓度监测装置设计[J].山东工业技术.2019,(19):22.
[2]梁传辉,孙广明,王德兴.高效臭氧水处理装置[J].渔业现代化.2005,(5):16-17.
[3]徐太成,许宁.臭氧催化氧化法中试研究[J].广东化工.2020,47(8):124-125,129.
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