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2023-06-25
设备和工艺过程优化方案
【摘要】：通过真空除气器后水中残余的CO2可低于3mg/L，残余的O2可低于0.05mg/L。真空除气器所用填料与填料塔基本相同，如需提高水温，则应考虑水温对填料的影响，例如超过40℃则不应采用硬PVC拉西环，存水部分的大小应根据处理水量的大小及工艺要求的停留时间确定，也可在下部设卧式贮水箱，以加大存水部分的容积。
吹脱法一般采用吹脱池（也称为曝气池）和吹脱塔两类设备，前者占地面积较大，而且易污染周围环境，所以有毒气体的吹脱都采用塔式设备。汽提都在塔式设备中进行。
1.吹脱池
自然吹脱池依靠水面与空气自然接触而脱除溶解性气体，它适用于溶解气体极易挥发，水温较高，风速较大，有开阔地段和不产生二次污染的场合。此类池子兼有贮水作用。其吹脱效果可按下式计算：
式中：C2——经t（min）时间贮存（吹脱）后气体在水中的剩余浓度，g/L；
h——水层深度，ram；
D——气体扩散系数，cm2/min。
由上式可知，欲获得较低的C2值，除延长贮存时间外，还应当尽量减少水层深度，或增大表面积。
为了强化吹脱过程，通常在池内鼓入空气或在池面上安装喷水管，构成强化吹脱池。其吹脱效果可按下式计算：
式中：A——气液接触面积，m2；
V——水的体积，m3；
β——吹脱系数，其值随温度升高而增大，25℃时，CO2、H2S、SO2、NH3、O2和H2的吹脱系数分别为0.17、0.07、0.055、0.015、1和1，CO2在20℃和40℃时的β分别为0.15和0.23。
喷水管的喷头安装在高出水面1.2～1.5m处。池子小时，还可以建在建筑物顶上，此时的喷水高度达2～3m。为了防止风吹损失，四周应加挡板或百叶窗。喷水强度可采用12m3/（m2·h）。
2.填料吹脱塔
填料吹脱塔的主要特征是在塔内装填一定高度的填料层，原水从塔顶喷下，沿填料表面呈薄膜状向下流动。空气由塔底鼓入，呈连续相由下而上同水逆流接触。塔内水相和气相组成沿塔高连续变化，流程如图10-4所示。
图10-4 填料吹脱塔流程示意图
填料分实体填料（如拉西环等）、网体填料（由很细金属或网制成）和整体填料（如金属波形板、纸蜂窝填料等）三大类。整体填料的比表面积比实体填料大，空隙大，流体分布均匀，分离效率也高。填料吹脱塔的优点是结构简单，空气阻力小。缺点是传质效率不够高，设备比较庞大，填料容易堵塞。
3.真空除气器
真空除气器可以在不提高水温或水温提高较少的情况下除去水中的各种气体，可用于需同时去除O2、CO2及多种溶解气体的场合。通过真空除气器后水中残余的CO2可低于3mg/L，残余的O2可低于0.05mg/L。
真空除气器的基本构造如图10-5所示。由于除气器需在真空状态下工作，外壳除要求密封外还应有足够的强度和稳定性。喷嘴不仅要均匀分布进水，还应使水形成小水滴或细小水雾，获得很大的水气接触面，提高脱气效率。真空除气器所用填料与填料塔基本相同，如需提高水温，则应考虑水温对填料的影响，例如超过40℃则不应采用硬PVC拉西环，存水部分的大小应根据处理水量的大小及工艺要求的停留时间确定，也可在下部设卧式贮水箱，以加大存水部分的容积。
图10-5 真空除气器简图
1—进水口；2—抽气口；3—收水器；4—布水管；5—喷嘴；6—填料；7—外壳；8—填料支承；9—存水部分；10—出水管
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