可尾气回收利用的臭氧制取装置

1.本实用新型涉及一种臭氧制取装置，具体是一种可尾气回收利用的臭氧制取装置，属于臭氧制备技术领域。

背景技术：

2.臭氧具有很强的氧化性，其氧化还原电位仅次于氟，比、高锰酸钾等常用的氧化剂高很多，具有解毒、脱、除臭、杀菌等作用，而且反应效率高，生成物是氧气，无有害残留物，目前在市政自来水深度处理、污水处理、中水回用处理，化学氧化合成，纸浆漂白，废气、废水处理，工业冷却水处理，游泳池、景观水处理，制药、食品工业等领域应用日益增多，据测算，相关行业产值2025年可达1300余亿元。但是目前臭氧制取技术，氧气的有效利用率仅为10％左右，90％左右的氧气和臭氧一起进入后端工艺处理过程，与臭氧氧化后产生的氧气作为尾气一同释放到空中，造成能源的极大浪费。加大对臭氧尾气的回收利用将极大降低臭氧制取成本，推广臭氧洁净应用、加强环境保护具有重要意义。
3.现有技术中，中国发明专利《一种空气氧气交替吹扫式臭氧分离变压吸附系统及其方法》(申请号为202110748069.2)公开了在n组吸附塔内通过空气氧气交替吹扫式将臭氧从臭氧发生器的输出的臭氧和氧气混合气体中分离出来，从而回收氧气、提高臭氧发生器产气中的臭氧浓度；中国发明专利《一种变压吸附分离臭氧与氧气的方法及装置》(申请号为201711257520.0)公开了在2组吸附塔内通过空气或氮气吹扫式将臭氧从臭氧发生器的输出的臭氧和氧气混合气体中分离出来；中国发明专利《一种变压吸附浓缩臭氧的方法及其装置》(申请号为202110861520.1)公开了用4组吸附塔通过真空解吸的方式将臭氧从臭氧发生器的输出的臭氧和氧气混合气体中分离出来，回收氧气、提高臭氧发生器产气中的臭氧浓度。上述专利均是从臭氧发生器收集臭氧和氧气、应用变压吸附方法分离臭氧，不仅工艺装备较为复杂、成本较高，而且对臭氧尾气处理后的氧气并没有回收，进而会造成氧气浪费。

技术实现要素：

4.针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种可尾气回收利用的臭氧制取装置，可实现对臭氧发生器排出的氧气进行回收、并作为臭氧发生器的气源循环利用，进而可实现大大降低臭氧制造的成本。
5.为了实现上述目的，本可尾气回收利用的臭氧制取装置包括臭氧发生器、臭氧氧化池和氧气回收利用机构；
6.臭氧发生器的入口端通过阀门ⅰ和氧气流量阀ⅰ与氧气站连接，臭氧发生器的出口端通过阀门ⅱ与臭氧氧化池的入口端连接；
7.氧气回收利用机构包括臭氧破坏器、增压器、冷却器和干燥器；臭氧破坏器的入口端通过阀门ⅲ与臭氧氧化池的出口端连接，臭氧破坏器的入口端上设有负压风机，臭氧破坏器的出口端通过阀门ⅳ与增压器的入口端连接，增压器的出口端与冷却器的入口端连
接，冷却器的出口端与干燥器的入口端连接，干燥器的出口端通过氧气流量阀ⅱ与阀门ⅰ的入口端连接。
8.作为本实用新型的进一步改进方案，阀门ⅰ、阀门ⅱ、阀门ⅲ和阀门ⅳ均是电控阀门；可尾气回收利用的臭氧制取装置还包括集中电控机构，集中电控机构包括控制器，控制器分别与阀门ⅰ、阀门ⅱ、阀门ⅲ和阀门ⅳ电连接。
9.作为本实用新型的进一步改进方案，氧气流量阀ⅰ和氧气流量阀ⅱ均是电控流量阀，氧气流量阀ⅰ和氧气流量阀ⅱ分别与控制器电连接。
10.作为本实用新型的进一步改进方案，氧气流量阀ⅱ与阀门ⅰ之间还设有流量传感器，流量传感器与控制器电连接。
11.作为本实用新型的进一步改进方案，增压器与冷却器之间还设有安全阀。
12.作为本实用新型的进一步改进方案，安全阀是电控安全阀，安全阀与控制器电连接；氧气流量阀ⅱ与干燥器之间、或者氧气流量阀ⅱ与阀门ⅰ之间还设有压力传感器，压力传感器与控制器电连接；增压器与控制器电连接。
13.作为本实用新型的进一步改进方案，干燥器是无热干燥器。
14.与现有技术相比，利用本可尾气回收利用的臭氧制取装置制备臭氧时，氧气站供应的氧气经氧气流量阀ⅰ和阀门ⅰ进入臭氧发生器，经臭氧发生器制备的臭氧以及未参与电晕反应的氧气形成混合气体经阀门ⅱ进入臭氧氧化池进行氧化反应，在臭氧破坏器负压风机的负压作用下，臭氧氧化池中未参与氧化反应的臭氧以及氧气形成的尾气在臭氧氧化池的出口端经阀门ⅲ被吸入臭氧破坏器的反应室进行臭氧破坏反应，尾气中的臭氧被破坏后与原有氧气混合生成氧气尾气，氧气尾气在臭氧破坏器负压风机的作用下被送入增压器进行增压以达到臭氧发生器的输入气压要求，增压后的高压氧气尾气经冷却器冷却至符合臭氧发生器对输入氧气要求的设定温度，然后经干燥器去除水份，最后经氧气流量阀ⅱ调节流量、通过阀门进入臭氧发生器，可实现对臭氧发生器排出的氧气进行回收、并作为臭氧发生器的气源循环利用，进而可实现大大降低臭氧制造的成本。
附图说明
15.图1是本实用新型的结构示意图。
16.图中：1、氧气站，2、氧气流量阀ⅰ，3、阀门ⅰ，4、臭氧发生器，5、阀门ⅱ，6、臭氧氧化池，7、阀门ⅲ，8、臭氧破坏器，9、阀门ⅳ，10、增压器，11、安全阀，12、冷却器，13、干燥器，14、压力传感器，15、氧气流量阀ⅱ，16、流量传感器。
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
18.由于实际应用中臭氧需求量不是一个定值，臭氧发生器4的需氧量也是变化的。鉴于实际运行中回收的尾气氧气流量与臭氧发生器4的需氧量不相等的情况、且回收的尾气氧气量是变量，因此对臭氧发生器4采用两路系统供氧，即回收尾气供氧和氧气站供氧，采取协调控制的方式。
19.如图1所示，本可尾气回收利用的臭氧制取装置包括臭氧发生器4、臭氧氧化池6和氧气回收利用机构。
20.臭氧发生器4的入口端通过管路以及安装在管路上的阀门ⅰ3和氧气流量阀ⅰ2与氧气站1连接，臭氧发生器4的出口端通过管路以及安装在管路上的阀门ⅱ5与臭氧氧化池6的入口端连接。
21.氧气回收利用机构包括臭氧破坏器8、增压器10、冷却器12和干燥器13；臭氧破坏器8的入口端通过管路以及安装在管路上的阀门ⅲ7与臭氧氧化池6的出口端连接，臭氧破坏器8的入口端上设有负压风机，臭氧破坏器8的出口端通过管路以及安装在管路上的阀门ⅳ9与增压器10的入口端连接，增压器10的出口端通过管路与冷却器12的入口端连接，冷却器12的出口端通过管路与干燥器13的入口端连接，干燥器13的出口端通过管路以及安装在管路上的氧气流量阀ⅱ15与阀门ⅰ3的入口端连接。
22.利用本可尾气回收利用的臭氧制取装置制备臭氧时，氧气站1供应的氧气经氧气流量阀ⅰ2和阀门ⅰ3进入臭氧发生器4，经臭氧发生器4制备的臭氧以及未参与电晕反应的氧气形成混合气体经阀门ⅱ5进入臭氧氧化池6进行氧化反应，在臭氧破坏器8负压风机的负压作用下，臭氧氧化池6中未参与氧化反应的臭氧以及氧气形成的尾气在臭氧氧化池6的出口端经阀门ⅲ7被吸入臭氧破坏器8的反应室进行臭氧破坏反应，尾气中的臭氧被破坏后与原有氧气混合生成氧气尾气，氧气尾气在臭氧破坏器8负压风机的作用下被送入增压器10进行增压以达到臭氧发生器4的输入气压要求，增压后的高压氧气尾气经冷却器12冷却至符合臭氧发生器4对输入氧气要求的设定温度，然后经干燥器13去除水份，最后经氧气流量阀ⅱ15调节流量、通过阀门3进入臭氧发生器4，实现尾气的回收和再利用。
23.为了实现自动化操作，作为本实用新型的进一步改进方案，阀门ⅰ3、阀门ⅱ5、阀门ⅲ7和阀门ⅳ9均是电控阀门；本可尾气回收利用的臭氧制取装置还包括集中电控机构，集中电控机构包括控制器，控制器分别与阀门ⅰ3、阀门ⅱ5、阀门ⅲ7和阀门ⅳ9电连接。通过控制器自动控制各个阀门的启闭。
24.为了实现自动控制回收的尾气的氧气流量，以便于满足臭氧发生器4的额定入氧流量要求，作为本实用新型的进一步改进方案，氧气流量阀ⅰ2和氧气流量阀ⅱ15均是电控流量阀，氧气流量阀ⅰ2和氧气流量阀ⅱ15分别与控制器电连接。控制器通过分别控制氧气流量阀ⅰ2和氧气流量阀ⅱ15的开度大小实现进入阀门ⅰ3的氧气流量满足臭氧发生器4的额定入氧流量要求。
25.为了实现准确自动控制回收的尾气的氧气流量，作为本实用新型的进一步改进方案，氧气流量阀ⅱ15与阀门ⅰ3之间还设有流量传感器16，流量传感器16与控制器电连接。控制器可以根据流量传感器16的反馈控制氧气流量阀ⅱ15和/或氧气流量阀ⅰ2的开度大小、实现自动控制进入阀门ⅰ3的氧气流量。
26.为了实现自动控制回收的尾气的氧气压力，以便于满足臭氧发生器4的额定入氧压力要求，作为本实用新型的进一步改进方案，增压器10与冷却器12之间还设有安全阀11，安全阀11可以实现平衡臭氧氧化池6的压力、排放多余氧气以满足臭氧发生器4的额定入氧压力要求。
27.为了实现准确自动控制回收的尾气的氧气压力，作为本实用新型的进一步改进方案，安全阀11是电控安全阀，安全阀11与控制器电连接；氧气流量阀ⅱ15与干燥器13之间、或者氧气流量阀ⅱ15与阀门ⅰ3之间还设有压力传感器14，压力传感器14与控制器电连接；增压器10与控制器电连接。控制器可以根据压力传感器14的反馈控制安全阀11的开度大
小、实现自动控制回收的尾气的氧气压力。具体的：当压力传感器14反馈的数值大于最大安全设定值时，控制器控制安全阀11自动打开排放多余氧气，直至压力传感器14反馈的数值等于安全设定值、控制器控制安全阀11自动关闭；当压力传感器14反馈的数值小于最小安全设定值时，控制器控制增压器10自动停止工作，直至压力传感器14反馈的数值等于安全设定值，控制器控制增压器10再自动开始工作。
28.为了避免干燥温度对回收尾气供氧的影响，作为本实用新型的进一步改进方案，干燥器13是无热干燥器。
29.采用自动控制实现回收尾气供氧与氧气站供氧的协调供氧时，具体的：若进入臭氧发生器4的氧气信号小于需求流量设定值，控制器输出的信号不断增大，增压器10的氧气流量增加、直至增加到输出的最大值，即增压器10注入氧气的最大值，若此时臭氧发生器4的氧气信号还是小于需求流量设定值，控制器发送一个信号至氧气供氧站1，氧气站1开始工作供氧；若臭氧发生器4的氧气信号大于需求流量设定值，控制器控制氧气供氧站1注入的氧气不断减少、直到关闭，若此时臭氧发生器4的氧气信号还是大于需求流量设定值，则控制器输出的信号不断减小，增压器10运行供氧量减少、氧气流量减小，直至减小至需求流量设定值。

技术特征：

1.一种可尾气回收利用的臭氧制取装置，包括臭氧发生器(4)和臭氧氧化池(6)，臭氧发生器(4)的入口端通过阀门ⅰ(3)和氧气流量阀ⅰ(2)与氧气站(1)连接，臭氧发生器(4)的出口端通过阀门ⅱ(5)与臭氧氧化池(6)的入口端连接；其特征在于，还包括氧气回收利用机构，氧气回收利用机构包括臭氧破坏器(8)、增压器(10)、冷却器(12)和干燥器(13)；臭氧破坏器(8)的入口端通过阀门ⅲ(7)与臭氧氧化池(6)的出口端连接，臭氧破坏器(8)的入口端上设有负压风机，臭氧破坏器(8)的出口端通过阀门ⅳ(9)与增压器(10)的入口端连接，增压器(10)的出口端与冷却器(12)的入口端连接，冷却器(12)的出口端与干燥器(13)的入口端连接，干燥器(13)的出口端通过氧气流量阀ⅱ(15)与阀门ⅰ(3)的入口端连接。2.根据权利要求1所述的可尾气回收利用的臭氧制取装置，其特征在于，阀门ⅰ(3)、阀门ⅱ(5)、阀门ⅲ(7)和阀门ⅳ(9)均是电控阀门；可尾气回收利用的臭氧制取装置还包括集中电控机构，集中电控机构包括控制器，控制器分别与阀门ⅰ(3)、阀门ⅱ(5)、阀门ⅲ(7)和阀门ⅳ(9)电连接。3.根据权利要求2所述的可尾气回收利用的臭氧制取装置，其特征在于，氧气流量阀ⅰ(2)和氧气流量阀ⅱ(15)均是电控流量阀，氧气流量阀ⅰ(2)和氧气流量阀ⅱ(15)分别与控制器电连接。4.根据权利要求3所述的可尾气回收利用的臭氧制取装置，其特征在于，氧气流量阀ⅱ(15)与阀门ⅰ(3)之间还设有流量传感器(16)，流量传感器(16)与控制器电连接。5.根据权利要求2所述的可尾气回收利用的臭氧制取装置，其特征在于，增压器(10)与冷却器(12)之间还设有安全阀(11)。6.根据权利要求5所述的可尾气回收利用的臭氧制取装置，其特征在于，安全阀(11)是电控安全阀，安全阀(11)与控制器电连接；氧气流量阀ⅱ(15)与干燥器(13)之间、或者氧气流量阀ⅱ(15)与阀门ⅰ(3)之间还设有压力传感器(14)，压力传感器(14)与控制器电连接；增压器(10)与控制器电连接。7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的可尾气回收利用的臭氧制取装置，其特征在于，干燥器(13)是无热干燥器。

技术总结

本实用新型公开了一种可尾气回收利用的臭氧制取装置，包括臭氧发生器、臭氧氧化池和氧气回收利用机构；氧气回收利用机构包括臭氧破坏器、增压器、冷却器和干燥器，臭氧破坏器的入口端通过阀门Ⅲ与臭氧氧化池的出口端连接，臭氧破坏器的入口端上设有负压风机，臭氧破坏器的出口端通过阀门Ⅳ与增压器的入口端连接，增压器的出口端与冷却器的入口端连接，冷却器的出口端与干燥器的入口端连接，干燥器的出口端通过氧气流量阀Ⅱ与阀门Ⅰ的入口端连接。本可尾气回收利用的臭氧制取装置可实现对臭氧发生器排出的氧气进行回收、并作为臭氧发生器的气源循环利用，进而可实现大大降低臭氧制造的成本。的成本。的成本。