微纳米气泡发生系统及其工艺的制作方法

1.本发明涉及一种微纳米气泡发生系统及其工艺，属于微纳米气泡的制备领域。


背景技术：

2.微纳米气泡具有比表面积大、停留时间长、界面电位高、产生自由基以及强化传质等特性，在诸多的领域中都有优异的应用前景，比如：污水治理、植物栽培、新材料制备、清洗、矿物浮选等等。
3.现有的微纳米气泡发生系统所存在的弊端为：气液比率偏低，或者射流器或喷头产生的微纳米气泡粒径较大，不均一的问题。有时采用气液混合泵串联增加吸气量，增大了设备资金投入以及设备功率，即增大了设备运行成本。
4.如公告号为cn206666179u，发明名称为：一种卧式微纳米气泡发生器，包括微纳米气泡发生器本体，所述微纳米气泡发生器本体为卧式；所述微纳米气泡发生器本体的左右两侧分别设置有左气液进口和右气液进口；所述的左气液进口和右气液进口之前设置有微气泡出口；所述微气泡出口的上方设置有对流通道，且微气泡出口的下方设置有隔板；所述微纳米气泡发生器本体的中部设置有气泡产生腔，且气泡产生腔中设置有螺纹管道；所述的螺纹管道中对称设置有螺旋桨；所述的微纳米气泡发生器本体的两侧设置有泵腔；所述泵腔的中间设置有转轴。上述技术方案的气泡发生器，产生的气泡微粒直径大，设备功率有限发泡量少、效率低，设备制造复杂，喷射范围小、气泡柱低。


技术实现要素：

5.为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种微纳米气泡发生系统及其工艺，本发明的技术方案是：
6.一种微纳米气泡发生系统，包括空气压缩机、储气罐、psa制氧单元、臭氧发生器和微纳米气泡发生单元，在所述的空气压缩机的出气口与psa制氧单元的进气口之间的管道上依次安装有前部储气罐和油水分离器，该psa制氧单元的出气口处安装有所述的臭氧发生器，所述的臭氧发生器上还设置有闭路循环冷却单元，在该臭氧发生器的出气口处至少连通一微纳米气泡发生单元。
7.所述的psa制氧单元包括依次设置且相互连通的冷冻干燥机、除油过滤器、中部储气罐、psa制氧机和后部储气罐，该冷冻干燥机的进气口与初级油水分离器的出气口连通，该后部储气罐的出气口接入臭氧发生器的进气口，该臭氧发生器的出气口与所述的微纳米气泡发生单元连通。
8.所述的微纳米气泡发生单元包括微纳米气泡发生器，在所述微纳米气泡发生器的净水入口管道上安装有提升泵；所述微纳米气泡发生器的净水出口以及臭氧发生器的出气口均接入气液混合泵的入口，该气液混合泵的出口通过管道接入微纳米气泡发生器的水气混合入口，在该微纳米气泡发生器的微纳米气泡水出口处安装有投加水泵。
9.所述的微纳米气泡发生单元为数个，每一所述的微纳米气泡发生单元通过投加分
配单元与所述臭氧发生器的出气口连通。
10.所述的闭路循环冷却单元包括冷水机，该冷水机的进水口与臭氧发生器的出水口通过进水管道连通，该冷水机的出水口与臭氧发生器的进水口通过出水管道连通，在所述的出水管道上装有流量开关和温度变送器，该流量开关和温度变送器均接入控制面板，当冷却水流量不足和温度超过设定值时，通过控制面板控制的报警器进行报警。
11.一种微纳米气泡发生工艺，包括以下步骤：
12.(1)空气经空压机压缩后，经油水分离器去除尘埃粒子、水雾和油雾；
13.(2)通过冷冻式干燥机进行浅度除水，之后再经除油过滤器及超高效除油过滤器进一步去除尘埃粒子，使水雾和油雾含量不超过0.001mg/m3，再通过吸附式干燥机进行深度除水，成为合格的原料气体；
14.(3)原料气体进入psa制氧机，产生的浓度≥90％的氧气在塔顶进入氧气储罐，供后级臭氧发生器使用；
15.(4)在臭氧发生器的进气管路上，经减压阀减压稳压后进入臭氧发生室，发生室进气管路设置自动开关阀，根据需要随时切断氧气供应，在臭氧发生室进气管路上设计了安全阀，当系统压力超过设计值后开启；在臭氧发生室内的中频高压电场内，部分氧气变成臭氧，产品气体经流量监测、自动调节后由臭氧出气口排出；
16.(5)臭氧气体经管道，输送至气液混合泵；液体从气液混合泵的吸入口被吸进泵腔后，通过高速旋转的半开式齿型叶轮沿泵腔流道与臭氧气体进行混合加压，形成微纳米气泡，微纳米气泡在微纳米气泡发生单元制取的微纳米气泡水经过投加水泵，输送至水体处使用。
17.所述的臭氧发生器上设置闭路循环冷却单元，该笔录循环冷却单元为冷水机，为臭氧发生器提供冷却水，带走臭氧产生过程中发出的热量。
18.在所述的步骤(1)中，空气经空压机压缩后，经油水分离器去除大于1微米的尘埃粒子以及水雾和油雾。
19.在所述的步骤(2)中，经除油过滤器及超高效除油过滤器进一步去除去除大于0.01微米的尘埃粒子。
20.本发明的优点是：通过对空气压缩后进行氧气制备，同时对气体进行冷冻干燥和多级过滤，制备的气体在臭氧发生器进行反应，臭氧气体经管道，输送至微纳米气液混合泵；液体从泵的吸入口被吸进泵腔后，通过高速旋转的半开式齿型叶轮沿泵腔流道与臭氧气体进行混合加压，形成直径为10微米左右到100纳米之间的微纳米气泡，由于微纳米气泡表面积比较大的特性，提高臭氧气液混合效率，利于臭氧与废水中的污染物分子反应，同时利于微纳米气泡自身特殊理化特性，极大提高设备的净化效率；微纳米气泡发生单元制取的微纳米气泡水经过投加水泵，输送至水体处使用。
21.微纳米气泡表面积大，在水中上升速度慢、停留时间长、溶解效率高，可提高臭氧气液混合效率，利于臭氧与废水中的污染物分子反应，同时利于微纳米气泡自身特殊理化特性，极大提高设备的净化效率。臭氧微纳米气泡水具备强氧化性，能分解细菌和病毒的核糖核酸，通过喷头喷洒在农作物上，达到杀虫灭菌的目的，从而替代高污染、高残留的农药。臭氧微纳米气泡水不但能起到杀虫、灭菌、降解残留农药的作用，而且使用后半小时后快速衰变为氧气，不存在二次污染问题。不用农药的喷雾器效果非常好，尤其对蔬果、花草上的
蚜虫、白粉病、红蜘蛛等病虫害效果显著。
22.当臭氧微纳米气泡发生器在农业中的应用时，具有以下优点：
23.(1)臭氧微纳米气泡水代替农药进行病虫害防治：
24.现如今全国范围内，在农业生产中，大棚种植越来越多，发展前景十分广阔。在大棚种植过程中发生的多种病虫害，通常采用化学农药进行防治，其结果是毒性高，残留多，对环境造成污染，对人体造成危害，对食品安全产生隐患，而且病虫害抗性越来越高，农药用量越来越大，结果形成恶性循环。
25.因此选择臭氧微纳米气泡水代替农药进行病虫害防治，安全、高效、环保、无污染，符合现代农业发展及绿色有机农业的标准要求。
26.臭氧微纳米气泡发生器防治病虫的优点：
27.1、安全高效成本低。臭氧可同时防治多种病虫，而且防治费用低。与喷施农药相比，施放臭氧更为方便、高效、安全，可大大减少农药的使用量，避免菜农施用高毒、高残留农药，从而降低用药成本。
28.2、无公害。臭氧在干燥的空气中不稳定，可很快分解还原为氧气，因此在植株内及果实中无污染、无残留，是实现无公害蔬菜生产的一条重要途径。
29.3、提质增产。经试验，温室番茄使用臭氧后畸形果明显减少，产量增加20％左右，且果实个大、着色好、口感好。
30.(2)臭氧微纳米气泡水解除农药残留：
31.臭氧是一种强氧化剂，农药是一种有机化合物，臭氧消毒水通过强氧化破坏有机农药的化学键，使其失去药性，同时杀灭表面的各种细菌和病毒，达到解毒目的。臭氧微纳米气泡发生器是利用臭氧的特性，快速杀菌、消毒除臭。
32.臭氧是氧的同素异构体，为强氧化剂；其降低农药，去除细菌效果是氯气的1.5倍，其杀菌速度比氯气快600—3000倍。臭氧微纳米气泡水使用后半小时后快速衰变为氧气，不存在二次污染问题。臭氧是高效、快速的除药杀菌剂。它可以迅速地在短时间内使农药残留物化解，使细菌、病毒迅速被消灭。
33.臭氧不仅具有消毒、灭菌、除臭、脱色等作用，而且还有改变植物呼吸状态，激活植物细胞，解毒，分化有机不纯物质等等许多有益于人类和环保“正向化”作用。臭氧通过水介质能有效地降低和歼灭在膳食物中的农药、化肥和生物激素残毒及各种病菌、病源菌，降低污染对人类的危害。由于臭氧最终将还原于氧气和水，不留任何残余物质，因而对环境无任何污染。
附图说明
34.图1是本发明的主体结构示意图。
具体实施方式
35.下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
36.参见图1，本发明涉及一种微纳米气泡发生系统，包括空气压缩机1、前部储气罐2、psa制氧单元4、臭氧发生器11和微纳米气泡发生单元14，在所述的空气压缩机1的出气口与psa制氧单元3的进气口之间的管道上依次安装有前部储气罐2和油水分离器3，该psa制氧单元4的出气口处安装有所述的臭氧发生器11，所述的臭氧发生器11上还设置有闭路循环冷却单元12，在该臭氧发生器11的出气口处至少连通一微纳米气泡发生单元。
37.所述的psa制氧单元4包括依次设置且相互连通的冷冻干燥机5、除油过滤器(初级除油过滤器6和次级除油过滤器7)、中部储气罐8、psa制氧机9和后部储气罐10，该冷冻干燥机5的进气口与初级油水分离器的出气口连通，该后部储气罐10的出气口接入臭氧发生器11的进气口，该臭氧发生器11的出气口与所述的微纳米气泡发生单元14连通。
38.所述的微纳米气泡发生单元包括微纳米气泡发生器14，在所述微纳米气泡发生器14的净水入口管道上安装有提升泵16；所述微纳米气泡发生器14的净水出口以及臭氧发生器14的出气口均接入气液混合泵15的入口，该气液混合泵15的出口通过管道接入微纳米气泡发生器的水气混合入口，在该微纳米气泡发生器14的微纳米气泡水出口处安装有投加水泵17。还包括一与微纳米气泡发生器连通的尾气破坏器18。
39.所述的微纳米气泡发生单元为数个(在本实施例中以三个为例)，每一所述的微纳米气泡发生单元通过投加分配单元13与所述臭氧发生器11的出气口连通。
40.所述的闭路循环冷却单元包括冷水12，该冷水机12的进水口与臭氧发生器11的出水口通过进水管道连通，该冷水机12的出水口与臭氧发生器的进水口通过出水管道连通，在所述的出水管道上装有流量开关和温度变送器，该流量开关和温度变送器均接入控制面板，当冷却水流量不足和温度超过设定值时，通过控制面板控制的报警器进行报警。
41.本发明还涉及一种微纳米气泡发生工艺，包括以下步骤：
42.(1)空气经空压机压缩后，经油水分离器去除尘埃粒子、水雾和油雾；
43.(2)通过冷冻式干燥机进行浅度除水，之后再经除油过滤器及超高效除油过滤器进一步去除尘埃粒子，使水雾和油雾含量不超过0.001mg/m3，再通过吸附式干燥机进行深度除水，成为合格的原料气体；
44.(3)原料气体进入psa制氧机，psa制氧机内填装高效制氧分子筛，分离出空气中的氮气，并在排空过程中再生，供下一个吸附周期使用，产生的浓度≥90％的氧气在塔顶进入氧气储罐，供后级臭氧发生器使用；
45.(4)在臭氧发生器的进气管路上，经减压阀减压稳压后进入臭氧发生室，发生室进气管路设置自动开关阀，根据需要随时切断氧气供应，在臭氧发生室进气管路上设计了安全阀，当系统压力超过设计值后开启；在臭氧发生室内的中频高压电场内，部分氧气变成臭氧，产品气体经流量监测、自动调节后由臭氧出气口排出；
46.(5)臭氧气体经管道，输送至气液混合泵；液体从气液混合泵的吸入口被吸进泵腔后，通过高速旋转的半开式齿型叶轮沿泵腔流道与臭氧气体进行混合加压，形成微纳米气泡，微纳米气泡在微纳米气泡发生单元制取的微纳米气泡水经过投加水泵，输送至水体处使用。
47.所述的臭氧发生器上设置闭路循环冷却单元，该笔录循环冷却单元为冷水机，为臭氧发生器提供冷却水，带走臭氧产生过程中发出的热量。
48.在所述的步骤(1)中，空气经空压机压缩后，经油水分离器去除大于1微米的尘埃
粒子以及水雾和油雾。
49.在所述的步骤(2)中，经除油过滤器及超高效除油过滤器进一步去除去除大于0.01微米的尘埃粒子。
50.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。