अपशिष्ट जल ओजोन जनरेटर को वीपीएसए ऑक्सीजन संयंत्रों के साथ क्यों जोड़ा जाता है?

नगरपालिका अपशिष्ट जल उन्नयन और औद्योगिक उन्नत उपचार परियोजनाओं में, ओजोन जनरेटर उन्नत ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं के लिए मानक विकल्प बन गए हैं। लेकिन अनुभवी डिजाइन संस्थानों और संयंत्र संचालकों ने एक बात नोटिस की है कि प्रस्ताव चरण के दौरान, वे शायद ही कभी अकेले ओजोन जनरेटर खरीदते हैं। अधिकांश समय, वे उसी पैकेज के हिस्से के रूप में वीपीएसए ऑक्सीजन संयंत्र भी शामिल करते हैं। यह विक्रेता बंडलिंग नहीं है. यह तर्क प्रतिक्रिया रसायन विज्ञान और जीवनचक्र लागत विश्लेषण से आता है।

ओजोन संश्लेषण रसायन विज्ञान फ़ीड गैस के लिए कठोर आवश्यकताएं निर्धारित करता है

एक ओजोन जनरेटर ऑक्सीजन अणुओं को आयनित करने, O₂ को तोड़ने और उन्हें O₃ में पुनः संयोजित करने के लिए एक उच्च -वोल्टेज डिस्चार्ज लागू करके काम करता है। यदि आप सिस्टम को संपीड़ित हवा (केवल 21% ऑक्सीजन) प्रदान करते हैं, तो शेष नाइट्रोजन पार्श्व प्रतिक्रियाओं में भाग लेती है और नाइट्रोजन ऑक्साइड (एनओएक्स) बनाती है। इससे दो समस्याएं पैदा होती हैं. सबसे पहले, NOx संक्षारक नाइट्रिक एसिड पैदा करता है जो डिस्चार्ज ट्यूब और सील पर हमला करता है। दूसरा, नाइट्रोजन किसी भी उपयोगी ओजोन का उत्पादन किए बिना आयनीकरण ऊर्जा का उपभोग करता है, जिससे उपज बेहद कम रहती है।

यही कारण है कि किसी भी पेशेवर {{0}ग्रेड ओजोन जनरेटर को फ़ीड गैस के रूप में उच्च {{1}सांद्रण ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है। सिद्धांत रूप में, ऑक्सीजन की शुद्धता को 21% से बढ़ाकर 90% से ऊपर करने से ओजोन संश्लेषण दक्षता तेजी से बढ़ जाती है। इससे पहला निष्कर्ष निकलता है: फ़ीड गैस प्रणाली संपूर्ण ओजोन संचालन की आर्थिक सीमा निर्धारित करती है।

वीपीएसए तकनीकी विशेषताएं और इस एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त

VPSA का मतलब वैक्यूम प्रेशर स्विंग सोखना है। प्रक्रिया चक्र के दो चरण होते हैं। वायुमंडलीय दबाव में, जिओलाइट आणविक छलनी से नाइट्रोजन को सोख लेता है, जिससे ऑक्सीजन को समृद्ध किया जा सकता है और उत्पाद गैस के रूप में एकत्र किया जा सकता है। फिर एक वैक्यूम पंप कैप्चर की गई नाइट्रोजन को सोख लेता है, और छलनी को पुनर्जीवित कर देता है।

अपशिष्ट जल उपचार अनुप्रयोगों के लिए, वीपीएसए कई स्पष्ट तकनीकी लाभ प्रदान करता है।

1. पवित्रता एवं ओसांक. एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया वीपीएसए सिस्टम लगातार 90-95% ऑक्सीजन प्रदान करता है। उपचार के बाद उचित सुखाने के साथ, ओस बिंदु -60 डिग्री से नीचे रहता है। यह स्वच्छता और सूखापन के लिए ओजोन जनरेटर की आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा करता है, नमी से संबंधित ओजोन अपघटन या ढांकता हुआ ट्यूब विफलता को रोकता है।

2. लोड लचीलापन. अपशिष्ट जल का प्रवाह और प्रदूषक भार दैनिक और मौसमी रूप से बदलता रहता है। एक वीपीएसए प्लांट ब्लोअर इनलेट गाइड वेन्स या मोटर स्पीड को मॉड्यूलेट करके 60% और 100% के बीच ऑक्सीजन आउटपुट को समायोजित कर सकता है। यह मॉड्यूलेशन ऑक्सीजन की शुद्धता को बमुश्किल प्रभावित करता है, जिससे सिस्टम ओजोन की मांग से सटीक रूप से मेल खाता है और ऊर्जा बर्बादी से बचता है।

3. सुरक्षा. तरल ऑक्सीजन भंडारण टैंकों की तुलना में, वीपीएसए उच्च दबाव वाले जहाजों, क्रायोजेनिक खतरों और डिलीवरी ट्रक जोखिमों के बिना साइट पर उत्पादन कर रहा है। कई सुविधाओं के लिए, यह अकेला वीपीएसए को पसंदीदा विकल्प बनाता है।

मुख्य ऑक्सीजन आपूर्ति विकल्पों की पार्श्व तुलना-द्वारा-

वास्तविक इंजीनियरिंग अभ्यास में, वीपीएसए के अलावा तीन फ़ीड गैस विकल्पों पर विचार किया जाता है: तरल ऑक्सीजन (एलओएक्स) और उच्च दबाव पीएसए। प्रत्यक्ष तकनीकी तुलना से पता चलता है कि वीपीएसए कहाँ फिट बैठता है।

LOX बहुत उच्च शुद्धता (99.5% से ऊपर) देता है। लेकिन इसकी कमजोरी आपूर्ति पर निर्भरता है। औद्योगिक गैस संयंत्रों से दूर स्थित परियोजनाओं के लिए, LOX परिवहन का रसद जोखिम महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, LOX टैंकों में अपरिहार्य स्थैतिक वाष्पीकरण हानि - प्रति दिन लगभग 0.5-1% होती है, तब भी जब कोई ऑक्सीजन का उपयोग नहीं किया जा रहा हो। सिस्टम ऊर्जा परिप्रेक्ष्य से, LOX पहले से ही वायु संपीड़न, द्रवीकरण, परिवहन और पुनः वाष्पीकरण के माध्यम से अपस्ट्रीम में बिजली की खपत करता है।

उच्च दबाव पीएसए वीपीएसए के समान सोखने के सिद्धांत का उपयोग करता है लेकिन निर्वात के बजाय वायुमंडलीय दबाव पर अवशोषक होता है। इसके परिणामस्वरूप वैक्यूम डिसोर्प्शन के माध्यम से वीपीएसए की 65% या अधिक रिकवरी की तुलना में ऑक्सीजन रिकवरी आमतौर पर 40-50% {{5%) कम होती है। रिकवरी प्रतिशत सीधे उत्पादित ऑक्सीजन की प्रति यूनिट बिजली की खपत को प्रभावित करता है। प्रति दिन 20 घंटे से अधिक चलने वाले अपशिष्ट जल ओजोन प्रणाली के लिए, वीपीएसए से वार्षिक बिजली बचत अपेक्षाकृत कम अवधि के भीतर प्रारंभिक लागत अंतर की भरपाई कर सकती है। यह विशेष रूप से मौजूदा उच्च बिजली कीमतों के तहत मायने रखता है।

सिस्टम एकीकरण के लिए महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग विवरण

सही ऑक्सीजन उत्पादन तकनीक चुनना आवश्यक है लेकिन पर्याप्त नहीं है। खराब एकीकरण सर्वोत्तम उपकरणों के प्रदर्शन को भी बर्बाद कर सकता है। कई विवरणों को आसानी से नजरअंदाज कर दिया जाता है लेकिन सिस्टम की विश्वसनीयता पर उनका निर्णायक प्रभाव पड़ता है।

• ऑक्सीजन दबाव का मिलान और वृद्धि। एक वीपीएसए संयंत्र आमतौर पर लगभग 0.05 एमपीए (गेज) पर ऑक्सीजन प्रदान करता है। अधिकांश ओजोन जनरेटरों को 0.1–0.2 एमपीए इनलेट दबाव की आवश्यकता होती है। इसलिए उनके बीच एक ऑक्सीजन बूस्टर की आवश्यकता होती है। इस बूस्टिंग चरण की बिजली की खपत और विश्वसनीयता कुल सहायक प्रणाली ऊर्जा उपयोग के लिए केंद्रीय है। बूस्टर का चयन करते समय, ऐसा बूस्टर चुनें जो ओजोन उम्र बढ़ने का प्रतिरोध करता हो और ऑक्सीजन सेवा के लिए अच्छी सील अखंडता रखता हो।
• इनलेट एयर प्लेसमेंट. यह गलती अपेक्षा से अधिक बार दिखाई देती है। एक ओजोन जनरेटर का विध्वंसक सांद्रित ओजोन गैस को विसर्जित करता है। यदि वीपीएसए संयंत्र का वायु सेवन नीचे की ओर या उस निर्वहन बिंदु के बहुत करीब स्थित है, तो सिस्टम उच्च सांद्रता वाला ओजोन खींचता है। ओजोन एक शक्तिशाली ऑक्सीडाइज़र है और जिओलाइट आणविक छलनी की क्रिस्टल संरचना को तेजी से नष्ट कर देता है। यह क्षति अपरिवर्तनीय है और एक घातक इंजीनियरिंग त्रुटि हो सकती है।
• अतिरेक के साथ ओस बिंदु नियंत्रण। जबकि -60 डिग्री ओस बिंदु को अक्सर पर्याप्त के रूप में उद्धृत किया जाता है, इंजीनियरिंग अनुभव से पता चलता है कि दो -स्टेज सुखाने वाली ट्रेन - रेफ्रिजेरेटेड ड्रायर प्लस डिसीकैंट ड्रायर - सुरक्षित है। महत्वपूर्ण उपकरण लाइन पर एक ऑनलाइन ओस बिंदु मॉनिटर, शुष्कक के टूटने से पहले तरल नमी को महंगी ओजोन डिस्चार्ज कोशिकाओं तक पहुंचने की अनुमति देने से पहले प्रारंभिक चेतावनी प्रदान करता है।

मूल प्रश्न पर लौटते हुए: अपशिष्ट जल ओजोन जनरेटर को अक्सर वीपीएसए ऑक्सीजन संयंत्रों के साथ क्यों जोड़ा जाता है? इसका उत्तर ओजोन संश्लेषण के भौतिक रसायन विज्ञान में निहित है। उच्च {{1}सांद्रण ऑक्सीजन फ़ीड एक विकल्प नहीं है - यह उच्च {{3}दक्षता, कम {{4}शक्ति, लंबे {{5}जीवन ओजोन ऑक्सीकरण के लिए पूर्व शर्त है।

छोटे से {1 से लेकर मध्यम क्षमता रेंज (अधिकांश अपशिष्ट जल अनुप्रयोगों के लिए विशिष्ट) में साइट पर ऑक्सीजन की आपूर्ति के लिए, वीपीएसए ऑक्सीजन रिकवरी, लोड टर्नडाउन लचीलेपन और जीवनचक्र लागत का सबसे अच्छा संयोजन प्रदान करता है। तरल ऑक्सीजन काम करती है लेकिन आपूर्ति श्रृंखला और सुरक्षा को ऊपर लाती है। उच्च दबाव वाला पीएसए काम करता है लेकिन समान आउटपुट के लिए अधिक बिजली की खपत करता है। इस तकनीकी तर्क को समझने से अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में उन्नत ऑक्सीकरण प्रक्रिया डिजाइन को अनुकूलित करने के लिए वास्तविक मार्गदर्शन मिलता है।