本申请涉及氧化风机利用领域，具体涉及一种提高氧化风机高压空气含氧量的装置。
背景技术：
氧化风机是一种产生一定压力的氧化空气的设备，在工业生产的强制空气氧化中有着广泛的使用。
在日本、德国、美国的火力发电厂中，有90%都采用石灰石湿法烟气脱硫工艺。该工艺是将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部氧化风机鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。氧化风机的作用是产生一定压力的空气，并送至吸收塔氧化池内，为吸收塔浆池中的浆液提供充足的氧化空气。所以在系统脱硫过程中，氧化风机的性能以及氧化空气的含氧量都直接影响到脱硫副产品的品质和烟气脱硫的效果。
在氧化风机利用于水产养殖、污水处理等曝气领域中,将空气中的氧强制向液体中转移的过程，从而使液体获得足够的溶解氧。通过曝气进行强制氧化，防止池内悬浮体下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧接触，从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用。氧化风机的作用是产生一定压力的空气，为池中的液体提供充足的氧化空气。
在上述的氧化风机应用的氧化或曝气的主要领域，氧化风机的作用均是产生一定压力的空气，为氧化或曝气装置提供充足的氧化空气，氧化风机的性能以及氧化空气的含氧量都直接影响到氧化或曝气装置的作用效果。然而，在现有的氧化风机系统装置中，氧化风机本身的性能已有显著的提高，而氧化空气的氧气含量却没有高效的装置来提高，氧化风机系统装置缺乏对空气温度、压力、流量、含氧量、湿度的监控系统，还不能综合的提升氧化/曝气的反应效率和效果。
技术实现要素：
本申请解决的技术问题是克服现有技术所存在的上述缺陷，而提供一种提高氧化风机高压空气含氧量的装置。本申请利用分子筛氮氧分离原理，使得氧化风机高压空气提高了含氧量，并实现智能化监测和控制，提升了氧化/曝气的反应效率。
本申请解决上述技术问题所采用的技术方案包括：
一种提高氧化风机高压空气含氧量的装置，包括送风装置、吸气管道、氧化风机、排气管道、氧化曝气装置和智能控制系统，所述送风装置、吸气管道、氧化风机、排气管道、氧化曝气装置依次（通过管道）连通，所述送风装置包括进风阀门和过滤装置，送风装置进风处（空气入口）设置进风阀门，所述过滤装置包括依次配置的过滤器和分子筛空气过滤膜，所述过滤器包括过滤网和排污排水管，过滤网、排污排水管均设置于送风装置空气入口处或者接近空气入口处的管道中，分子筛空气过滤膜用于将氮气分离出去，所述智能控制系统分别与进风阀门、氧化风机、氧化曝气装置均连接并控制它们的操作。
本申请还设置有温湿度调节装置，温湿度调节装置与智能控制系统连接并安装在送风装置、吸气管道之一中或者两者之间。
所述智能控制系统包括智能控制器、传感器模块、驱动模块、显示模块、报警模块，传感器模块、驱动模块、显示模块、报警模块分别与智能控制器连接，智能控制器通过传感器模块监测管道中的温度、压力、流量、含氧量、湿度参数并与初始设定范围、极限工作范围进行比较，实现实时状况监控（当上述参数落在初始设定范围内时维持智能控制器控制参数不变，当上述参数中的某个或某些超出初始设定范围内时智能控制器按照控制逻辑（下述方法）调整控制参数以便尽量将超出初始设定范围的工作参数调整至正常工作范围，当上述参数中的某个或某些超出极限工作范围内时智能控制器控制停机并故障报警），从而智能化地控制系统的运行状态。
本申请所述传感器模块包括压力传感器二、温度传感器、空气含氧量传感器、空气流量传感器、空气湿度传感器，所述压力传感器二、温度传感器、空气含氧量传感器、空气流量传感器、空气湿度传感器均设置在排气管道上并分别用来检测排气管道空气的压力、温度、含氧量、流量和湿度，智能控制系统与压力传感器二、温度传感器、空气含氧量传感器、空气流量传感器、空气湿度传感器均连接。
本申请所述传感器模块还设置有压力传感器一，所述压力传感器一设置在吸气管道上并用来检测吸气管道压力，智能控制系统与压力传感器一连接。
本申请所述驱动模块包括开度控制驱动电路和电源信号驱动电路，开度控制驱动电路将智能控制器的控制参数转换成模拟量并进行开度控制（用于进风阀门、温湿度调节装置、氧化风机、氧化曝气装置的工作参数调节），电源信号驱动电路用于智能控制器的开关量输出（控制，例如温湿度调节装置、氧化风机、氧化曝气装置的上电启动）。
本申请所述送风装置，在氧化风机运行时，送风装置将空气引入，氧化风机运行并形成负压，更加利于空气通过过滤装置。
本申请所述氧化风机包括电动机、氧化风机机体、底座、外罩，所述底座设置于电动机、氧化风机机体底部起支撑作用；所述外罩设置于电动机、氧化风机机体外部起保护作用；氧化风机机体一端与吸气管道连通，氧化风机机体另一端与排气管道连通，电动机与氧化风机机体连接并用于将吸气管道中的空气加压输送至排气管道。
本申请提高氧化风机高压空气含氧量的方法，包括以下步骤：
s1：启动氧化风机，送风装置将空气引入并通过过滤装置过滤后送吸气管道，压力传感器一采集吸气管道空气压力；
s2：氧化风机产生压力在2-2.4kg/cm2的空气排入排气管道；
s3：采集排气管道中空气的温度、压力、流量、含氧量、湿度参数并送到智能控制系统，智能控制器将采集到的参数（含温度、流量、含氧量、湿度以及吸气管道空气压力、排气管道空气压力）与这些参数的初始设定范围，极限工作范围进行比较，显示模块用来显示各实时参数，智能控制系统根据采集到的参数具体情况通过驱动模块进行相应的运行状态调节；
s4：氧化曝气装置启动，排气管道中的高压空气进入氧化曝气装置进行氧化/曝气反应。
本申请通常是循环执行的，在s4步骤后设置有判断工作是否完成步骤：如果智能控制系统初始设定的工作（循环执行条件，例如循环执行时间或根据实际情况设定的其它参数）完成或达到则停机，否则转第s2步骤直至工作完成停机。
本申请所述s1步骤中经过过滤装置的空气再经过温湿度调节装置进行温度和湿度调节后进入吸气管道。
本申请所述智能控制系统据采集到的参数具体情况通过驱动模块进行相应的运行状态调节步骤是指：当温度、湿度超标时智能控制系统通过驱动模块调整温湿度调节装置的工作参数以便将温度、湿度调整至正常工作状态；当吸气管道空气压力、排气管道中流量和或含氧量超标时控制系统通过驱动模块调整进风阀门开度，以便将吸气管道压力、排气管道中流量和或含氧量调整至正常工作状态；当排气管道空气压力超标时智能控制系统通过驱动模块调整氧化风机的工作参数，以便将排气管道空气压力调整至正常工作状态，当上述任意一采集的参数超出极限工作范围内时智能控制器立即控制装置停机并通过报警模块报警。
本申请的有益效果是：
（1）利用分子筛氮氧分离原理，加装送风装置，提高了进气和处理效率，使得氧化风机高压空气提高了含氧量。
（2）采用智能控制系统，通过智能控制器来对对空气温度、压力、流量、含氧量、湿度的进行全方位的智能化监测与控制，通过显示模块、报警模块加强人员对系统的运行监管，高效实用，提升了氧化/曝气的反应效率和安全性、自动化程度。
附图说明
图1是本申请实施例的一种（带温湿度调节装置）结构示意图；
图中：1-送风装置、2-过滤器、3-分子筛空气过滤膜、4-过滤网、5-排污排水管、6-吸气管道、7-电动机、8-氧化风机机体、9-底座、10-外罩、11-排气管道、12-氧化曝气装置、温湿度调节装置15、k1-压力传感器一、k2-压力传感器二、k3-温度传感器、k4-空气含氧量传感器、k5-空气流量传感器、k6-空气湿度传感器。
图2是本申请实施例的智能控制系统的框图。
具体实施方式
为了本领域的技术人员能够更好地理解本申请所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。本申请所述前后是相对于工作气流流动方向而言的。
如图1、图2所示，一种提高氧化风机高压空气含氧量的装置，包括送风装置1、吸气管道6、氧化风机、排气管道11、氧化曝气装置12、智能控制系统（图上未示出）。所述送风装置1、吸气管道6、氧化风机、排气管道11、氧化曝气装置12依次连通，所述智能控制系统分别与上述送风装置1、氧化风机、氧化曝气装置12连接。
所述送风装置1包括过滤装置，所述过滤装置包括过滤器2和分子筛空气过滤膜3，过滤装置设置于送风装置1内，过滤器2置于分子筛空气过滤膜3前端。空气进入送风装置1后必须通过过滤装置过滤，所述过滤器2包括过滤网4和排污排水管5，均设置于送风装置1空气入口处，除去空气中的杂质、水分；所述分子筛空气过滤膜3，设置于送风装置1中间，将氮气分离出去，提高空气的含氧气浓度。
如图1所示，所述送风装置1在氧化风机运行时，送风装置1将空气引入，氧化风机运行并形成负压，更加利于空气通过过滤装置。送风装置1进风处设置进风阀门（图上未示出，在过滤器2前端），可通过进风阀门开度调节来调整进风量从而调整吸气管道6中压力和排气管道11中流量、含氧量。在送风装置1设计时就考虑好送风装置1的工作参数指标，进风阀门开度中间值恰好对应吸气管道6压力和排气管道11流量、含氧量各自工作参数的中间值或者附近，以便扩大调整范围和减少调整次数。
当湿度和或温度要求比较高，或者环境空气达不到进风温湿度要求时，本申请所述送风装置1可以采用过滤装置后面连接温湿度调节装置15构成，也可以在送风装置1与吸气管道6之间设置温湿度调节装置15，或者在吸气管道6中设置温湿度调节装置15。温湿度调节装置15将过滤后的空气进行进一步的温度、湿度调节后再向后输送。所述温湿度调节装置15可以采用现有技术，例如公开号为cn108826468a，发明名称为“一种温湿度调节装置”所采用的结构和方法。
如图1所示，所述吸气管道6将送风装置1与氧化风机连通，将空气吸入氧化风机。所述吸气管道6中设置有压力传感器一k1，用来检测吸气管道6压力。
如图1所示，所述氧化风机包括电动机7、氧化风机机体8、底座9、外罩10，通过电动机7作用于氧化风机机体8产生一定压力的空气，所述底座9设置于电动机7和氧化风机机体8底部，起支撑作用；所述外罩10，设置于电动机7和氧化风机机体8外部，起保护作用。氧化风机与排气管道11连通。
如图1所示，所述排气管道11将氧化风机与氧化曝气装置12连通，上述产生的一定压力的空气通过排气管道11进入氧化曝气装置12提供氧化空气。
如图2所示，所述智能控制系统包括智能控制器、传感器模块、驱动模块、显示模块、报警模块，上述传感器模块、驱动模块、显示模块、报警模块分别与智能控制器相连接，可监测该装置的温度、压力、流量、含氧量、湿度参数，并实现实时状况监控和故障报警等功能，从而智能化地控制系统的运行状态。
本实施例运行时，按照以下步骤依次进行：
步骤（1），启动电动机7，氧化风机机体8开始运行，送风装置1将空气引入，并形成负压，使空气通过过滤器2，除去空气中的杂质、水分，再通过分子筛空气过滤膜3，将氮气分离出去，提高空气的含氧气浓度。空气进入吸气管道6，此时压力传感器一k1采集吸气管道6空气压力。
步骤（2），氧化风机通过吸气管道6将空气吸入，通过电动机7作用于氧化风机机体8，产生压力在2-2.4kg/cm2的空气排入排气管道11；
步骤（3），在排气管道11的出口处设置压力传感器二k2、温度传感器k3、空气含氧量传感器k4、空气流量传感器k5、空气湿度传感器k6，采集高压空气的温度、压力、流量、含氧量、湿度（工作）参数，并将信号输入到智能控制系统。在智能控制器中设定温度、压力、流量、含氧量、湿度（除了压力包括吸气管道6和排气管道11两处压力外，温度、流量、含氧量、湿度均指排气管道11中参数）调节的控制上限值和控制下限值（即初始设定范围，在该范围内时装置仍然工作并由智能控制器调整控制参数以便将偏离的工作参数调整至正常）以及极限工作范围（任意一参数超出该范围内时智能控制器立即控制装置停机并通过报警模块报警），显示模块用来显示各参数结果，智能控制系统通过驱动模块进行相应的运行状态调节，
步骤（4）启动氧化曝气装置12，排气管道11中的高压空气进入氧化曝气装置12，进行氧化/曝气反应。
本申请所述步骤（1）中经过过滤装置的空气再经过温湿度调节装置15进行温度和湿度调节后进入吸气管道6。
所述智能控制系统通过驱动模块进行相应的运行状态调节步骤是指：当温度、湿度超标时智能控制系统通过驱动模块调整温湿度调节装置15的工作参数以便将温湿度调整至正常工作状态；当吸气管道6中空气压力（压力传感器一k1读数）、排气管道11中流量和或含氧量超标时控制系统通过驱动模块调整送风装置1的工作参数（进风阀门开度），以便将吸气管道6压力、排气管道11流量、含氧量调整至正常工作状态；当排气管道11空气压力（压力传感器二k2读数）超标时智能控制系统通过驱动模块调整氧化风机（电动机7）的工作参数，以便将排气管道11空气压力调整至正常工作状态，当上述任意一采集参数超出极限工作范围内时智能控制器立即控制装置停机并通过报警模块报警。
通过上述步骤能为氧化曝气装置提供含氧量在30%左右的高压空气，提升了氧化/曝气的反应效率。
本申请智能控制系统中各部分、氧化风机、氧化曝气装置12均可采用现有技术实现。
以上显示和描述了本申请的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下，本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请范围内。本申请要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
1.一种提高氧化风机高压空气含氧量的装置，包括送风装置、吸气管道、氧化风机、排气管道、氧化曝气装置和智能控制系统，其特征在于：所述送风装置、吸气管道、氧化风机、排气管道、氧化曝气装置依次连通，所述送风装置包括进风阀门和过滤装置，送风装置进风处设置进风阀门，所述过滤装置包括依次配置的过滤器和分子筛空气过滤膜，所述过滤器包括过滤网和排污排水管，过滤网、排污排水管均设置于送风装置空气入口处或者接近空气入口处的管道中，分子筛空气过滤膜用于将氮气分离出去，所述智能控制系统分别与进风阀门、氧化风机、氧化曝气装置均连接。
2.根据权利要求1所述的提高氧化风机高压空气含氧量的装置，其特征在于：还设置有温湿度调节装置，温湿度调节装置与智能控制系统连接并安装在送风装置、吸气管道之一中或者两者之间。
3.根据权利要求1或2所述的提高氧化风机高压空气含氧量的装置，其特征在于：所述智能控制系统包括智能控制器、传感器模块、驱动模块、显示模块、报警模块，传感器模块、驱动模块、显示模块、报警模块分别与智能控制器连接，智能控制器通过传感器模块监测管道中的温度、压力、流量、含氧量、湿度参数并与初始设定范围、极限工作范围进行比较，实现实时状况监控。
4.根据权利要求3所述的提高氧化风机高压空气含氧量的装置，其特征在于：所述传感器模块包括压力传感器二、温度传感器、空气含氧量传感器、空气流量传感器、空气湿度传感器，所述压力传感器二、温度传感器、空气含氧量传感器、空气流量传感器、空气湿度传感器均设置在排气管道上并分别用来检测排气管道空气的压力、温度、含氧量、流量和湿度，智能控制系统与压力传感器二、温度传感器、空气含氧量传感器、空气流量传感器、空气湿度传感器均连接。
5.根据权利要求1所述的提高氧化风机高压空气含氧量的装置，其特征在于：所述氧化风机包括电动机、氧化风机机体、底座、外罩，所述底座设置于电动机、氧化风机机体底部；所述外罩设置于电动机、氧化风机机体外部；氧化风机机体一端与吸气管道连通，氧化风机机体另一端与排气管道连通，电动机与氧化风机机体连接并用于将吸气管道中的空气加压输送至排气管道。
6.根据权利要求4所述的提高氧化风机高压空气含氧量的装置，其特征在于：所述传感器模块还设置有压力传感器一，所述压力传感器一设置在吸气管道上并用来检测吸气管道压力，智能控制系统与压力传感器一连接。
技术总结