Компановка и расчет блока озонаторов

Озонаторы трубчатой конструкции типа ОП-6, разработанные Гипрокоммунводом имеют производительность qт. о = 425 г/ч. Поэтому озонирующая установка должна быть оборудована

Примем 12 озонаторов для удобства компоновки, смонтированных в три блока. Блок озонирующей установки характеризуется следующими техническими данными: производительность по озону 3 · 425 = 1275 г/ч; давление газа в генераторе озона p = 1,65 ати; концентрация озона в воздухе P1 = 12 г/л.

Для обеспечения надежности работы озонаторов, примем 9 рабочих и 3 резервных.

Мощность электроэнергии, подводимой к озонатору, является функцией напряжения и частоты тока и может быть определена по формуле

(44)

где

Q - частота тока, Гц;

Cд - емкость диэлектрика, Ф;

Cа - емкость разрядного зазора, Ф;

C - средняя емкость установки, Ф.

(45)

где

e0 - потенциал разряда через зазор, Ф;

eм - наивысшее напряжение тока, проходящего через электроды, В.

Для озонаторов рассматриваемой конструкции можно применять f = 50 Гц; Cд = 3,1 мкФ, или 3,1 · 10-6 Ф; Cа = 0,4 мкФ, или 0,4 · 10-6 Ф; отношение Cа/C = 0,4/0,36 = 1,1; eм = 10000 В.

Величина потенциала разряда через зазор составляет 2000 В на каждый линейный миллиметр зазора. Так как в озонаторе принятого типа разрядный зазор равен 2,5 мм, то потенциал разряда будет e0 = 2000 · 2,5 = 5000 В.

Тогда

Для определения активной мощности генератора озона надо учесть значение cos φ, равное 0,54.

Следовательно, активная мощность озонатора составит

(46)

Т.о., удельная затрата электроэнергии на выработку 1 кг озона выразится величиной

(47)

Активная мощность блока из четырех озонаторов будет

(48)

Полная мощность четырех генераторов в одном блоке

(49)

Необходимо иметь в виду, что 85 - 90 % электроэнергии, потребляемой для производства озона, затрачивается на тепловыделение. В связи с этим надо обеспечить охлаждение электродов озонаторов. На 1 кВт активной мощности озонатора расход воды для охлаждения qохл = 230 л/ч, а на весь озонатор

(50)

Для блока из четырех озонаторов расход охлаждающей воды будет, следовательно, 1,75 · 4 = 7 м3/ч. При определении расчетного расхода воздуха надо иметь в виду, что озон вырабатывается не в чистом виде, а в смеси с воздухом. Концентрация озона в озоно-воздушной смеси P0 = 12 г/м3, что в переводе на объем воздуха равно P’0 = 12/1,655 = 20 г/м3 (1,655 - отношение плотности озона к плотности воздуха). Тогда расход воздуха, необходимый для наиболее эффективного действия одного генератора, с учетом коэффициента запаса K = 1,15 будет равен

(51)

а для всей установки из 12 озонаторов

(52)

Так как озонирующая установка обрабатывает qв = 886,13 м3/ч воды, то оптимальное отношение расхода воздуха к расходу воды получится равным

Воздух к озонаторам подается воздуходувками, которые должны обеспечивать следующие отношения между объемом воздуха и расходом обрабатываемой воды: 0,27: 1; 0,5: 1 и 1: 1.