加壓溶氣氣浮改造方案

1、茂名石化含油廢水射流氣浮處理改造方案2012年10月12號到茂石化練油廠和乙烯廠現(xiàn)場觀察。兩處地方使用的都是九十年代生產(chǎn)的氣浮設(shè)備，該設(shè)備采用的是處理后污水部分回流進(jìn)溶氣罐，用循環(huán)泵從溶氣罐下部抽水打 入溶氣罐上部，在溶氣罐內(nèi)的水泵的出水管上安裝有射流器，射流器的吸進(jìn)氣管從溶氣罐內(nèi)接至罐外，水泵啟動后，空氣從罐外的進(jìn)氣管吸入罐內(nèi)后在壓力狀態(tài)中溶解在水中，停留數(shù)分鐘后再通過釋放器在氣浮池中釋放。因為射流氣浮對回流水進(jìn)水壓力、射流循環(huán)泵和射流器的要求很高，三者之間的壓力差一定要在一個很小的范圍內(nèi)平衡，當(dāng)這一平衡得不到滿足時，氣浮設(shè)備便不能正常運行。多年的 運行實踐證明，這種氣浮存在著管理難，能耗高

2、，氣泡直徑大， 氣泡密度小等許多缺點。據(jù)現(xiàn)場觀察，茂石化的工人師傅們已 想了很多辦法對之改造，如乙烯廠的氣浮已被改造成外加壓縮 空氣，再用插入液封管的方法封閉氣水保持氣水界面，但是效果都不是很理想。溶氣氣浮法有加壓溶氣氣浮法和真空溶氣氣浮法兩種。加壓溶氣氣浮法是將空氣在壓力下送入水中，然后在常壓下析出；真空溶氣氣浮是將空氣在壓力或常壓下送入，然后在壓力或常壓下送入，然后再在負(fù)壓條件下析出。（一）加壓溶氣氣浮工藝流程與溶氣方式1. 加壓溶氣氣浮工藝流程加壓溶氣氣浮根據(jù)加壓空氣與水的混合方式不同分為全溶氣加 壓氣浮、部分溶氣加壓氣浮、回流溶氣加壓氣浮3種流程。（1） 全溶氣加壓氣浮全溶氣方式是對全

3、部廢水進(jìn)行溶氣 如圖7-3所示。與其他兩流程相比，全溶氣方式電耗高，但因 不另加溶氣水，所以其氣浮池容積小。（2） 部分溶氣加壓氣浮部分溶氣加壓方式是只對部分廢 水進(jìn)行溶氣，然后溶氣的廢水與未溶氣的廢水混合后進(jìn)入氣浮 池，如圖7-4所示。由于用于加壓溶氣的水量僅占總水量的 15%40%。故溶氣罐的容積較小。在電耗相同時，溶氣壓力 可提高，因而形成壓力下提供空氣量較少，因此，若想提供同 樣的空氣量，必須加大溶氣罐的壓力。（3） 回流溶氣加壓氣浮回流溶氣方式是將氣浮池的部分出水（總水量15%40%）回流加壓溶氣后與進(jìn)水混合進(jìn)入氣 浮池，如圖7-5所示?；亓魅軞鈿飧∨c部分溶氣氣浮一樣具有 溶氣罐容積

4、小、氣泡分散度高且比較均勻的優(yōu)點，但氣浮池容積比較大。2. 溶氣方式溶氣方式可分為水泵吸水管吸氣溶氣方式、水泵壓水管射流溶氣方式和水泵-空壓機(jī)溶氣方式。水泵吸水管吸氣可分為兩種溶氣形式 。（1）一種是利用水泵吸水管內(nèi)的負(fù)壓作用，在吸水管上開一小孔，空氣經(jīng)氣量調(diào)節(jié)和計量設(shè)備被吸入，并在水泵葉輪高速攪動形成水汽混合體后送入溶 氣罐，如圖（a）所示。（2）另一種是在水泵壓水管上接一支管 ，支管上安裝 一射流器，支管中的壓力水通過射流器時把空氣 吸入并送入吸水管，再進(jìn)水泵送入溶氣罐，如圖（b）所示。水泵吸水管吸氣溶氣方式設(shè)備簡單，不需空壓機(jī)，沒空壓機(jī)帶來的噪聲，當(dāng)吸氣量控 制適當(dāng)（一般為飽和溶解量的7

5、0%左右）以及壓 力不太高時，盡管水泵壓力降低約10%15% , 運行上穩(wěn)定可靠。當(dāng)吸氣量過大，超過水泵流量 的7%8% （體積比）時，會造成水泵工作不正 常并產(chǎn)生振動，同時水泵壓力下降約 25%30% , 長期運行會發(fā)生水泵氣蝕。（3） 水泵壓水管射流溶氣方式主要是利用在水泵壓水管上安裝的射流器抽吸空氣，如圖7-7所示。缺點是射流器本身 能量損失大，一般約30%,當(dāng)所需溶氣水壓力為 0.3MPa時， 水泵出口處壓力約為 0.5MPa。因為大氣壓為一定值，當(dāng)需進(jìn)一 步增大溶氣水壓力時，溶氣罐內(nèi)外壓力差增大 ，當(dāng)超過0.35 MPa時，射流器的吸氣效率會直線下降甚至完全不能工作。（4） 水泵-空

6、壓機(jī)溶氣方式溶解的空氣由空壓機(jī)泵入供給 ，.專業(yè)學(xué)習(xí)資料如圖7-8所示壓力水可以分別進(jìn)入溶氣罐,也有將壓縮空氣管 接在水泵壓水管上一起進(jìn)入溶氣罐（為防止因操作不當(dāng)是壓縮空氣或壓力水倒流入水泵或空壓機(jī)，目前常采用自上而下的同流進(jìn)入溶氣罐）。由于在一定壓力下需空氣量較少，空壓機(jī)的功率較小，能耗較前兩種方式少。但該法的缺點是，除產(chǎn)生噪 聲與油污染外，操作也較復(fù)雜，特別是要控制好水泵與空壓機(jī) 的壓力，并使其達(dá)到平衡狀態(tài)。為了克服水泵壓水管射流溶氣方式能耗高的缺點，開發(fā)出了自動液位平衡控制無油空壓機(jī)加壓溶氣方式 ，如圖B所示。 它采用了降低罐內(nèi)水位，分散水流，增加水的流程，增大水氣 接觸時面積和時間，保

7、持低液位平衡。這一方法是利用的是氣體壓縮的原理進(jìn)行自動控制，我們使從上部進(jìn)入罐內(nèi)的空氣壓力高于回流水泵的壓力O.OIOMPa至0.02MPa，剛開始工作時，溶氣罐內(nèi)充滿空氣，回流水慢慢進(jìn) 入溶氣罐，調(diào)節(jié)出水閥使出水量小于進(jìn)水量，罐內(nèi)水位升高，空氣被壓縮，并逐漸溶入水中。當(dāng)溶氣罐內(nèi)水位升高到我們設(shè) 定的最高液位時水位控制開關(guān)發(fā)出信號，啟動空氣壓縮機(jī)向罐內(nèi)打入空氣。因為我們已設(shè)定進(jìn)氣的壓力高于回流水進(jìn)水在壓 力，所以罐內(nèi)的水氣壓力會升高 ，出水流的出水流量略為增加 壓力長高后，溶氣量也會增加。因為壓縮空氣進(jìn)入，這時溶氣 罐內(nèi)壓力逐漸上升，出水流量略增。隨著空氣的不斷吸入和出 水量的增加，罐中水位不

8、斷下降，當(dāng)降到某一指定水位時，水 位自動控制裝置指令循環(huán)水泵停止工作。如此循環(huán)往復(fù)3加壓溶氣氣浮主要設(shè)備加壓溶氣氣浮系統(tǒng)的主要設(shè)備有空氣溶解設(shè)備、空氣釋放設(shè)備和氣浮池等。（二）、空氣溶解設(shè)備空氣溶解設(shè)備主要包括加壓水泵、空氣壓縮機(jī)、溶氣罐，液位控制器。（1）加壓泵 加壓水泵的作用是供給一定壓力的水量。水泵的壓力應(yīng)根據(jù)溶氣罐的溶氣壓力確定，具體就是溶氣罐的溶氣壓力加上相應(yīng)的水頭損失。水泵的壓力不宜過高，過高會使 溶氣過多，經(jīng)減壓后釋放出的氣泡過多，氣泡合并，對氣浮不 利；壓力過低，為保證所需的溶氣量，就需增加溶氣水量，相 應(yīng)也需要加大氣浮池的容積。加壓水泵及空氣壓縮機(jī)的壓力要 相互匹配，為防止壓

9、力水與壓縮空氣因壓力不匹配而倒流，目前常采用自上而下的通向流進(jìn)入溶氣罐。（2）空氣壓縮機(jī) 空氣壓縮機(jī)是壓力溶氣氣浮的關(guān)鍵設(shè)備，要求出氣速度快，出氣壓力高，運行噪音低，少維護(hù)，停機(jī)和 啟動的壓力差值小于 0.002MPa。根據(jù) V=KtP公式計算，空壓 機(jī)產(chǎn)氣量為30L/M，最高壓力為0.8 MPa。（3）溶氣罐 溶氣罐的作用是實現(xiàn)水和空氣的接觸 ，加速 空氣的溶解。壓力溶氣罐形式較多，宜采用能耗低、溶氣效率 高的噴淋式填料罐。溶氣罐中的填料有多種類型 ，其中階梯環(huán) 的溶氣效率最高，可達(dá)90%以上。從罐體頂部進(jìn)水、進(jìn)氣是工 程中最常用的方式，這種方式能夠最大限度地避免壓力水倒流 入空壓機(jī)以及排出

10、的溶氣水中帶有較大氣泡 。（4）液位控制裝置液位控制裝置也是泵送空氣溶氣氣浮的關(guān)鍵設(shè)備，要求防爆，戶外安裝，上下限位控制間距小， 特別是穩(wěn)定可靠，抗油污染和鐵銹污染。（三）、溶氣水的減壓釋放裝置減壓釋放裝置的作用是將溶氣罐的溶氣水減壓 ，迅速使溶 于水中的空氣以微氣泡形式釋放出來 ，從而達(dá)到氣浮的目的。 目前生產(chǎn)中采用的減壓釋放裝置有減壓閥和釋放器 ，其中釋放 器使用較多。（四）、氣浮池 包括混合反應(yīng)池，浮選池，出渣槽，刮渣機(jī)， 出水節(jié)流閥等（五）加壓溶氣氣浮系統(tǒng)設(shè)計與計算1. 設(shè)計空氣量根據(jù)亨利定律，溶入水中的空氣量為：V=KtP（7-9）式中V溶入水中的空氣量，L/m3水；P溶氣罐中絕對壓

11、力，PaKt溶解常數(shù)，不同溫度條件下 Kt值如表7-1所示。設(shè)計空氣量應(yīng)考慮為溶氣量的1.25倍供給，以留有余地。通常，空氣的實際用量為處理水量的 1%5% (按體積計)2. 溶氣罐表7-1不同溫度條件下的Kt值溫度廠C01020304050Kt0.0380.0290.0240.0210.0180.016溶氣罐總高度一般為23m，直徑與高度的比值為1:( 2(1) 溶氣罐容積計算W (7-10 )式中W溶氣罐容積，m3Qr進(jìn)溶氣罐的廢水流量，m3/h ;T水在溶氣罐內(nèi)停留(溶氣)時間，min , 一般取35min。(2) 進(jìn)溶氣罐的廢水流量的確定Cs(7-11 )式中 Qr溶氣罐加壓的廢水流量

12、，m3/d ;空氣密度，g/L ,參見表7-2 ;當(dāng)壓力為10Pa時空氣在水中的飽和溶解量，mg/L ,參見表7-2 ;f 溶氣效率,%, 一般為5080% ;C原水中懸浮物濃度，kg/m3 ;P溶氣絕對壓力，105Pa；A/S氣固比，即減壓釋放后溶解的空氣量（kg/d ）與原水帶入的懸浮固體總量（kg/d ）的比值。表7-2空氣在水中的溶解度與溶解常熟溫空氣密度溶解度空氣溫空氣密度溶解度空氣度Pa/(mg/L)/在水度Pa/(mg/L)/在水/ C(mg/L )中的/ C(mg/L )中的溶解溶解常數(shù)常數(shù)0125229.20.03830112715.70.02110120622.80.029

13、40109214.20.01820116418.70.024A/S值與出水水質(zhì)、分離效果、設(shè)備等有關(guān)，可以通過實驗確 定，也可以按經(jīng)驗確定，一般為0.0050.006。六平流式氣浮池（1）氣浮池表面積(6-1 )式中 A 氣浮池表面積，m3Q 進(jìn)入氣浮池的流量,m3/h ;G表面水力負(fù)荷,m3 ( m2h),處理含油廢水氣浮池 的表面水力負(fù)荷一般為 47 m3/ (m2-h),造紙、 紙漿廢水氣浮池一般為 38 m3/ (m2h )。(2)氣浮池有效容積W=Ah(6 - 2)或W=60Q t(6 - 3)式中 W氣浮池有效容積，m3 進(jìn)行混凝氣浮時氣浮池前端應(yīng)增設(shè)廢水反應(yīng)室，容積按廢水停留時間

14、為10min計算；h 工作水深，m , 般取1.52.0m ;A, Q符號意義同前。(6-4)其他各部分尺寸池寬(單格)宜為6m左右，深寬比不小于0.3,長寬比建議取(1.5:1 )(1:1)(七) 、最后總結(jié)綜上所述，把射流吸氣加壓溶氣罐改造成空壓機(jī)加氣溶氣罐，配上經(jīng)過精心設(shè)計的液位控制器，是最好的改造方案。用該方案改造氣浮設(shè)備，成功率為百分之百。根據(jù)多地，多年，多種廢水 處理的運行經(jīng)驗，保證改造后能長期無故障運行。（八）、材料清單（附兩種方式流程圖）材料表序號名稱型號單位數(shù)量1溶氣罐(1000*2800)mm套1A3鋼防腐2防爆開關(guān)M30-EX13套2液位開關(guān)3安全柵T38011-EX只2

15、電子件4液位計65*80MM根1金屬玻璃5安全閥15mm只26壓力表Y150只27緩沖管DN15根28內(nèi)接DN15只29彎頭DN80只210螺絲M12*35只1511防爆柜JYZK-08只1DIICT412無油空壓機(jī)JS-7580臺1杭州13不銹鋼環(huán)形填料2只1000不銹鋼14轉(zhuǎn)子流量計DN80口*來Wit 裝ihI*I屁WT/H說明：溶氣罐內(nèi)水位升高至液位儀上開 關(guān)接通,空壓機(jī)電源接通.空壓機(jī) 啟動后，溶氣罐內(nèi)壓力增高，迫 使溶氣罐內(nèi)水位降低，使深氣罐 下液位儀開關(guān)接通，空壓機(jī)電源 斷開自動關(guān)閉.空壓機(jī)的工作壓力開關(guān)設(shè)定應(yīng)高 于水泵的最高壓力0.01PA以 上，f京空壓晞儒氣黠讎裁懿itir

16、tiALt.$-I M 1 Fyt itr琲CK415J03-01（九）、制造和驗收的主要標(biāo)準(zhǔn)序號規(guī)范名稱標(biāo)準(zhǔn)號1水處理設(shè)備制造技術(shù)條件TB2932-992鋼制壓力容器GB150-983鋼制焊接常壓容器技術(shù)條件JB2880-814不銹鋼熱扎鋼板GB/T4237-925水處理設(shè)備油漆，包裝技術(shù)條件ZBJ98003-976工業(yè)設(shè)備、管道防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范HGJ229-917法蘭標(biāo)準(zhǔn)SH/T3406-96（十）、所供設(shè)備的總規(guī)范6.1設(shè)備的進(jìn)、出口法蘭方位、外型尺寸，經(jīng)雙方確認(rèn)后開工生產(chǎn)。6.2溶氣罐包括塔體、封頭、內(nèi)件、支座、人孔、窺視鏡、各接口法蘭6.3溶氣罐內(nèi)部管部件，發(fā)貨前在塔內(nèi)安裝固

17、定好6.4設(shè)備的使用壽命為15年以上。6.5溶氣罐設(shè)有安裝或維修時便于起吊或搬運的措施，如吊耳、環(huán)形螺栓等裝在所有的重型部件上。6.6所有的材料符合有關(guān)規(guī)范，并是新的和優(yōu)質(zhì)的。6.7 在設(shè)備制造過程中實施嚴(yán)格質(zhì)量管理，包括必要的處理、檢驗和試驗。6.8在技術(shù)規(guī)范書中提到的均屬乙方的供貨范圍。從技術(shù)角度出發(fā)，均滿足技術(shù)要求的供貨范圍。6.9對設(shè)備的審核、驗收并不取代乙方對各供貨設(shè)備應(yīng)該承擔(dān)的責(zé)任。6.10乙方隨設(shè)備提供指導(dǎo)安裝服務(wù)、運行操作和檢維修的培訓(xùn)服務(wù)。6.11乙方制造的設(shè)備以生產(chǎn)工藝和質(zhì)量著稱，乙方對所制造產(chǎn)品的可靠性、可用率和性能保證負(fù)責(zé)，甲方的批準(zhǔn)并不解除乙方在這些方面的責(zé)任。（十一）、質(zhì)量保證和現(xiàn)場服務(wù)10.1乙方做好售前服務(wù)工作，推薦部件、設(shè)備產(chǎn)品應(yīng)該是產(chǎn)品成熟、技術(shù) 先進(jìn)，具有制造經(jīng)驗的復(fù)制品，而不是試制品，并提供售前服務(wù)的資料完整性和 及時性。10.2乙方必須嚴(yán)格按照交付進(jìn)度提供技術(shù)資料和設(shè)備。10.3乙方提供的產(chǎn)品應(yīng)有質(zhì)量保證的各項文件，文件應(yīng)具有完整性和可靠 性。10.4乙方應(yīng)及時提供甲方所需要的技術(shù)圖紙資料：1.產(chǎn)品使用維護(hù)說明1份/臺2.產(chǎn)品檢測報告1份/臺3.設(shè)備總裝圖1份/臺4.產(chǎn)品合格證（包括外購件合格證）1份/臺5、電氣原理圖（包括控制說明）1份/臺10.5乙方應(yīng)選派有經(jīng)驗技術(shù)人員做好售后服務(wù)工作，包括