阅读说明：本技术 一种分级压力水溶解氧气的装置及实现方法 (Device for dissolving oxygen by using graded pressure water and implementation method ) 是由 岳金承睿 于 2020-07-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种分级压力水溶解氧气的装置及实现方法,包括排空口、上封头、下封头、上封头连接法兰、气液接触筛板、设备筒体、气体分布板、中压溶气水出口、高压水进口、填料、填料支撑板、下封头、排水口、氧气进口、气液分离装置、气体压力释放嘴、中压水进口,其中气液分离装置由圆周气仓、中心气仓、气体收集管组成,技术效果是,运行稳定可靠,整体提高氧的利用效率,大大降低氧气的损失,同时在高压下氧溶解度高,氧气的利用效率可达到95%以上,整体提高了氧的溶解速度,设备可分解小型化,维修运行管理方便,节能,可实现自动控制。(The invention relates to a device for dissolving oxygen by graded pressure water and an implementation method thereof, comprising an evacuation port, an upper seal head, a lower seal head, an upper seal head connecting flange, a gas-liquid contact sieve plate, an equipment cylinder, a gas distribution plate, a medium-pressure dissolved gas water outlet, a high-pressure water inlet, a filler supporting plate, a lower seal head, a water outlet, an oxygen inlet, a gas-liquid separation device, a gas pressure release nozzle and a medium-pressure water inlet, wherein the gas-liquid separation device consists of a circumferential gas cabin, a central gas cabin and a gas collecting pipe.)

一种分级压力水溶解氧气的装置及实现方法

技术领域

本发明涉及一种压力下水中溶解氧气的装置，特别涉及一种分级压力水溶解氧气的装置及实现方法。

背景技术

工业污水及生物污水处理、养殖用水需对水中充入大量的氧气，传统的提高水中氧含量的方式是采用鼓风机或机械使空气中的氧溶解于水中。由于空气中的氮气影响，同时采用的溶解设备效率较低。因此氧的利用率低。造成严重的能量消耗。因此需通过高效的溶解氧装置降低能量的消耗。

发明内容

鉴于现有技术存在的需要，本发明提供了一种分级压力水溶解氧气的装置及实现方法，通过该装置对进入水中的氧气进行溶解，在压力下使水中溶解氧提高并提高整体氧气得溶解效率，达到提高氧气利用率及节能降耗的目的。具体技术方案是，一种分级压力水溶解氧气的装置，包括排空口、上封头、下封头、上封头连接法兰、气液接触筛板、设备筒体、气体分布板、中压溶气水出口、高压水进口、填料、填料支撑板、下封头、排水口、氧气进口、气液分离装置、气体压力释放嘴、中压水进口，其中气液分离装置由圆周气仓、中心气仓、气体收集管组成，其特征在于：上封头通过上封头连接法兰焊接固定在设备筒体上端面，排空口固定于上封头顶端，下封头固定在设备筒体下端面，排净口固定在下封头底端，中压水进口固定于设备筒体外侧面上端，第一气液接触筛板、第二气液接触筛板、第三气液接触筛板、第四气液接触筛板、由上向下依次均匀固定于设备筒体中压水进口下面的内壁上，气体分布板、气液分离装置由上向下依次固定于设备筒体内第四气液接触筛板下面的内壁上，气体压力释放嘴固定于气液分离装置的中心气仓上端面，在气液分离装置下方的设备筒体外侧面固定高压水进口，填料支撑板固定于设备筒体内壁下端部，填料置于填料支撑板上，填料高度低于高压水进口，氧气进口固定于填料支撑板下面的设备筒体外壁上，下封头固定于设备筒体的底端面，排水口固定于下封头的底端面上；

所述的部件之间的固定连接全部为焊接固定，整体的装置耐压为10-60kg/cm²，耐温0-45℃。

所述的设备筒体内气体分布板以上部分为中压水溶氧区、以下部分为高压水溶氧区，可分解为，高压水溶氧区为高压水溶氧装置和中压水溶氧区为中压水溶氧装置的两个独立装置，采用管道、阀门连接在一起。

所述的填料可选用任意一种气液接触填料。

所述的气体分布板为凸型圆盖板，板上均匀布满微通孔。

实现方法为利用空气为氧气的气源，通过空分装置制备氧气，或直接利用罐装工业氧气为氧气的气源，通过减压装置减压为4-15kg/cm²后使用，从设备筒体的高压水进口向高压水溶氧区充满压力4-15kg/cm²需溶氧水， 4-15kg/cm² 的高压氧气从氧气进口进入设备筒体内，填料放置在填料放置区与水充分接触，氧气溶解在水中，溶解氧气后的高压富氧水气水质量比（g/kg）为0.4-0.6:1，高压富氧水通过排水口排出，在高压区未溶解的氧气上浮进入气液分离装置，的中心气仓，在其内进行气液分离，氧气进入气体收集管并通过控制气体压力释放嘴上的压力调节控制氧气的压力2-6 kg/cm²，释放后进入中压区，气体分布板是将气体均匀分布的装置，高压区未溶解的氧气通过气体分布板被均匀分布，同时从设备筒体的中压水进口向中压水溶氧区充满压力为2-6kg/cm²需溶氧水，需溶氧水与自高压水溶氧区未溶解的氧气在气液接触筛板上接触并溶解于水中，形成的中压溶解氧水从中压溶气水出口排出，并通过加压泵加压至4-15kg/cm²后从高压水进口进入高压水溶氧区，中压水溶氧区液体流量相等或大于高压区液体流量，再次进行高压溶氧，中压水溶氧区过量水采用中压水溶氧区循环的方式保存。

本发明的有益效果是，运行稳定可靠，整体提高氧的利用效率，大大降低氧气的损失，同时在高压下氧溶解度高，氧气的利用效率可达到95%以上，整体提高了氧的溶解速度，设备可分解小型化，维修运行管理方便，节能，可实现自动控制。

附图说明

图1为本发明曝气充氧装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种分级压力水溶解氧气的装置，包括排空口1、上封头2、下封头11、上封头连接法兰3、气液接触筛板4、设备筒体5、气体分布板6、中压溶气水出口7、高压水进口8、填料9、填料支撑板10、下封头11、排水口12、氧气进口13、气液分离装置14、气体压力释放嘴15、中压水进口16，其中气液分离装置14由圆周气仓14-1、中心气仓14-2、气体收集管14-3组成，上封头2通过上封头连接法兰3焊接固定在设备筒体5上端面，排空口1固定于上封头2顶端，下封头11固定在设备筒体5下端面，排净口12固定在下封头11底端，中压水进口16固定于设备筒体5外侧面上端，第一气液接触筛板4-1、第二气液接触筛板4-2、第三气液接触筛板4-3、第四气液接触筛板4-4、由上向下依次均匀固定于设备筒体5中压水进口16下面的内壁上，气体分布板6、气液分离装置14由上向下依次固定于设备筒体5内第四气液接触筛板4-4下面的内壁上，气体压力释放嘴15固定于气液分离装置14的中心气仓14-2上端面，在气液分离装置14下方的设备筒体5外侧面固定高压水进口8，填料支撑板10固定于设备筒体5 内壁下端部，填料9置于填料支撑板10上，填料9高度低于高压水进口8，氧气进口13固定于填料支撑板10下面的设备筒体5 外壁上，下封头11固定于设备筒体5）底端面，排水口12固定于下封头11的底端面上。填料9可选用任意一种气液接触填料。

气体分布板6为凸型圆盖板，板上均匀布满微通孔。

部件之间的固定连接全部为焊接固定，整体的装置耐压为10-60kg/cm²，耐温0-45℃。

设备筒体5内气体分布板6以上部分为中压水溶氧区、以下部分为高压水溶氧区，可分解为，高压水溶氧区为高压水溶氧装置和中压水溶氧区为中压水溶氧装置的两个独立装置，采用管道、阀门连接在一起。

实现方法为利用空气为氧气的气源，通过空分装置制备氧气，或直接利用罐装工业氧气为氧气的气源，通过减压装置减压为氧气的压力在2-20kg/cm²，最好是6-9kg/cm²后使用， 4-15kg/cm²，最好是6-9kg/cm²高压水从设备筒体5的高压水进口8向高压水溶氧区充满压力4-15kg/cm²需溶氧水，6-9kg/cm²的高压氧气从氧气进口13进入设备筒体5内，填料9放置在填料放置区与水充分接触，氧气溶解在水中，溶解氧气后的高压富氧水气水质量比为0.4-0.6:1（g/kg），高压富氧水通过排水口12排出，在高压区未溶解的氧气上浮进入气液分离装置14，的中心气仓14-2，在其内进行气液分离，氧气进入气体收集管14-3并通过控制气体压力释放嘴15上的压力调节控制氧气的压力2-6 kg/cm²，释放后进入中压区，气体分布板6是将气体均匀分布的装置，高压区未溶解的氧气通过气体分布板6被均匀分布，同时从设备筒体5的中压水进口16向中压水溶氧区充满压力为2-6kg/cm²需溶氧水，需溶氧水与自高压水溶氧区未溶解的氧气在气液接触筛板4上接触并溶解于水中，形成的中压溶解氧水从中压溶气水出口7排出，并通过加压泵加压至4-15kg/cm²后从高压水进口8进入高压水溶氧区，中压水溶氧区液体流量相等或大于高压区液体流量，再次进行高压溶氧，中压水溶氧区过量水采用中压水溶氧区循环的方式保存。

进入的水与自高压区未溶解的氧气在气液接触筛板4上接触并溶解于水中。溶解氧气后的中压溶解氧水从中压溶气水出口7排出。通过加压泵加压后从高压水进口8进入高压区。中压区与高压区液体流量是相等的。也可以是中压区流量大于高压区。中压区过量水采用中压区循环的方式。通过以上可基本将氧气溶解在水中。

实施案例一

河道充氧

富营养化的河道会造成水中溶解氧的过渡消耗，整个水体严重缺氧，产生厌氧过程，产生大量臭气及黑色污泥，严重影响河流的生态系统，为改善河道系统，消除黑色污泥及臭气的产生，需对河水进行充氧。采用本发明设备可进行有效充氧，快速高效，大大降低运行的费用。

采用本分级溶氧装置将氧气溶解至水中，然后释放至河道中。氧气采用工业灌装氧气。8kg/cm²高压容量水流量制备量为2000kg/h，溶解氧含量402mg/L。河道充氧48小时后，使用氧气量为39.6kg。综合计算后氧的溶解效率为97.4%。

实施案例二

鱼塘养殖充氧

养鱼池中需维持鱼塘的溶解氧含量，需时常对鱼塘进行充氧操作，以保持鱼塘溶解氧含量。维持整个鱼塘的系统平衡。采用本发明设备可根据需要快速进行溶解氧的补充，大大降低充氧费用。

采用本分级溶氧装置将氧气溶解至水中，然后释放至鱼塘中。氧气采用工业灌装氧气。8kg/cm²高压容量水流量制备量为1000kg/h，溶解氧含量398mg/L。充氧2小时后，使用氧气量为0.82kg。综合计算后氧的溶解效率为97.1%。

实施案例三

污水处理中好氧生物处理充氧

污水处理中在好氧生化中需对污水连续充氧，以保证污水中微生物正常生长代谢。代谢过程中溶解氧、有机物、微量元素等作为微生物代谢的原料。采用本分级溶氧装置将氧气溶解至水中，然后释放至好氧生化池中。氧气采用工业灌装氧气。8kg/cm²高压容量水流量制备量为100kg/h，溶解氧含量392mg/L。充氧48小时后，使用氧气量为1.95kg。综合计算后氧的溶解效率为96.5%。