高溫高濁水系統(tǒng)流槽內(nèi)泥量分析及除垢方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高溫高濁水系統(tǒng)流槽內(nèi)泥量分析及除垢方法及裝置，解決了現(xiàn)有流槽易發(fā)生堵塞、淤泥清除困難的問題。所述裝置包括流槽，所述流槽的底部設(shè)有錐斗，所述錐斗的底部經(jīng)下降管與設(shè)有排泥閥的排泥管連接，所述錐斗的側(cè)壁上由下至上均勻布置有4個(gè)電子溫度計(jì)。本方明方法通過對錐斗不同垂直高度上設(shè)置的電子溫度計(jì)測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，進(jìn)行對泥量進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化排泥的目的。本發(fā)明方法簡單、可靠、可對泥量進(jìn)行定量分析、除垢效果好、可完全替代人工操作、省時(shí)省力、安全可靠、無需停車除垢，使用壽命長。
【專利說明】高溫高濁水系統(tǒng)流槽內(nèi)泥量分析及除垢方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污水的泥量分析及除垢方法及裝置，具體的說是一種高溫高濁水系統(tǒng)流槽內(nèi)泥量分析及除垢方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]冶金行業(yè)在鋼鐵生產(chǎn)過程中，因高爐或轉(zhuǎn)爐爐頂?shù)臒煔馔ㄟ^水洗滌可以成為凈煤氣加以回收利用。出于環(huán)保減排的目的，現(xiàn)在大多數(shù)冶金企業(yè)將煙氣洗滌水進(jìn)行凈化處理再循環(huán)使用。在此過程中，因水和煙氣接觸時(shí)大量熱量和固體雜質(zhì)進(jìn)入水體，使得煙氣洗滌后排出的工業(yè)污水溫度較高，懸浮物、結(jié)垢離子的濃度也都非常高，這類高溫高濁污水在循環(huán)使用的過程中常常會(huì)造成管道、噴嘴堵塞，不能確保冶煉工藝連續(xù)供水，致使生產(chǎn)無法正常運(yùn)行。1976年德國人Berthold Kriiger, Wanne Eickel提出了一套向轉(zhuǎn)爐煙氣洗漆水循環(huán)系統(tǒng)中投加堿金屬碳酸鹽、重碳酸鹽或氫氧化物以降低水質(zhì)硬度的方法專利(專利號為US3988422A)，但多年來管道結(jié)垢的問題始終沒有得到很好的解決。隨著水處理工程技術(shù)的不斷發(fā)展，為了便于清理這類高溫高濁水處理系統(tǒng)中長期存在的結(jié)垢問題，在對此類水處理工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工時(shí)，普遍采用了高架流槽的方式取代管道輸送污水。高架流槽是由加厚的普碳鋼鋼板制成，其結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的承重能力。在污水處理系統(tǒng)中使用它的優(yōu)點(diǎn)在于:當(dāng)廢水中的結(jié)垢離子由于流速變慢，在流槽中發(fā)生沉淀、結(jié)垢時(shí)，現(xiàn)場工作人員在水處理系統(tǒng)全停的時(shí)候可以下到流槽，利用高架流槽頂端全開放的特點(diǎn)，使用鏟刮工具實(shí)施清理。
[0003]如上所述這種人工清理流槽的操作方式在冶金行業(yè)中具有共性。但高架流槽依然存在如下三點(diǎn)不足:1，流槽內(nèi)沉淀的污泥未進(jìn)行科學(xué)的定量分析，因而給人工清理流槽的工作帶來了極大的盲目性和隨意性；2，流槽內(nèi)沉淀的污泥具有一定的毒性，對清理人員的健康會(huì)帶來極大的危害；3，流槽內(nèi)沉淀的污泥中有大量的結(jié)垢離子，因而給人工清理帶來了極大的不便，且工作現(xiàn)場自動(dòng)化程度非常低，清理工作完全依靠工人的純手工作業(yè)，增加了現(xiàn)場清理工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，使得人工成本很高。
[0004]為此，亟待需要采取一些科學(xué)的方法，對流槽中沉淀物的量進(jìn)行定量分析，并以此為基礎(chǔ)，發(fā)明一套簡便的裝置對這些污堵物進(jìn)行清理，在節(jié)約人工成本的同時(shí)，進(jìn)一步確保鋼鐵生產(chǎn)工序的長期連續(xù)運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種方法簡單、可靠、可對泥量進(jìn)行定量分析、除垢效果好、可完全替代人工操作、省時(shí)省力、安全可靠、無需停車除垢的高溫高濁水系統(tǒng)流槽內(nèi)泥量分析及除垢方法。
[0006]本發(fā)明還提供一種用于上述方法的裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、省時(shí)省力、安全可靠、可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)泥量分析及排泥操作。
[0007]本發(fā)明裝置包括所述流槽的底部設(shè)有錐斗，所述錐斗的底部經(jīng)下降管與設(shè)有排泥閥的排泥管連接，所述錐斗的側(cè)壁上由下至上均勻布置有4個(gè)電子溫度計(jì)。[0008]以錐斗的垂直高度h為準(zhǔn)，所述4個(gè)電子溫度計(jì)在錐斗側(cè)壁上的布置位置由下至上，分別為l/4h高度、l/2h高度、3/4h高度和h高度。
[0009]所述錐斗斜壁與流槽底面的夾角為50-60度。
[0010]所述電子溫度計(jì)均與PLC連接，所述PLC控制排泥閥。
[0011 ] 所述流槽上也設(shè)有電子溫度計(jì)。
[0012]本發(fā)明方法為:
[0013]通過錐斗側(cè)壁上設(shè)置的電子溫度計(jì)分別讀取錐斗側(cè)壁上四個(gè)不同高度的溫度值，由下至上分別為T1/4h、T1/2h、T3/4h和Th，
[0014]根據(jù)時(shí)實(shí)測得的溫度值間的比較判定流經(jīng)錐斗內(nèi)沉積的泥量，其判斷方法為:
[0015]T1/2h-T1/4h < 10°C,判定為泥量很少；
[0016]T1/2h-T1/4h=10-20°C，判定為泥量適中；
[0017]T1/2h-T1/4h=20-30°C，判定為泥量多；
[0018]T1/2h-T1/4 h > 30°C，判定為泥量很多；
[0019]T3/4h-T1/2h=10-20°C，判定為泥量適中；
[0020]T3/4h-T1/2h=20-30°C，判定為泥量多；
[0021]T3/4h-T1/2h > 30°C，判定為泥量很多；
[0022]Th-T374h < 20-300C，判定為泥量多；
[0023]Th-T374h ^ 20V,判定為泥量很多；
[0024]其中T代表溫度值、h代表錐高的垂直高度；
[0025]當(dāng)判定結(jié)果為泥量適中、泥量多或泥量很多時(shí)，則打開排泥閥進(jìn)行排泥。當(dāng)判定結(jié)果出現(xiàn)矛盾時(shí)，以判定泥量較多的結(jié)果為準(zhǔn)，進(jìn)行排泥操作。
[0026]排泥過程中，當(dāng)滿足Tv4h=Th或T1/2h_T1/4h< 10°C的要求時(shí)，則停止排泥。所述錐斗側(cè)壁上設(shè)置的電子溫度計(jì)將測得的溫度信號傳給PLC，PLC按照所述泥量的判定方法進(jìn)行比較分析及判斷，并根據(jù)判定結(jié)果發(fā)出控制信號控制排泥閥開啟或關(guān)閉。
[0027]本發(fā)明適用于溫度高于60°C以上的高溫高濁污水，如用于冶金或化工行業(yè)的洗滌水、激冷水等。
[0028]本發(fā)明通過在流槽底部設(shè)置一個(gè)錐斗，用于承接淤泥，不使淤泥直接在流槽底部堆積造成流槽堵塞。同時(shí)發(fā)明人對錐斗內(nèi)沉積物堆積的情況進(jìn)行了深入分析，基于液體(污水)的導(dǎo)熱率 >> 鋼板(金屬)的導(dǎo)熱率 >> 結(jié)垢沉淀物(非金屬固體，如淤泥)的導(dǎo)熱率的認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)當(dāng)錐斗內(nèi)淤泥堆積后，錐斗底部的壁溫會(huì)較其上部的壁溫低，這是因?yàn)楫?dāng)淤泥在錐斗內(nèi)堆積后，靠近底部的淤泥是靜止不動(dòng)且離流動(dòng)的污水較遠(yuǎn)，受高溫污水導(dǎo)熱影響最小，而自身熱量又會(huì)由金屬錐斗壁傳導(dǎo)出去，因此錐斗內(nèi)淤泥堆積越厚，其底部的溫度下降得最快，也是最低的；而靠近錐斗頂面的泥水混合物，由于不斷的接觸流槽內(nèi)流動(dòng)的污水，因而其溫度下降得較慢，也是最接近污水水溫的。因此，通過在錐斗外壁的不同高度設(shè)置多個(gè)測溫點(diǎn)，比較相鄰測溫點(diǎn)的溫差，可以分析得到淤泥的堆積情況，即對錐斗內(nèi)的沉定量作一個(gè)大概的評估。從而也可以基于該評估，將錐斗內(nèi)沉積的淤泥(污堵物)進(jìn)行排放。通過在錐斗底面設(shè)置下降管，從而可將錐斗內(nèi)的淤泥引入排泥管內(nèi)，通過開啟排泥閥，可將錐斗內(nèi)的淤泥排出。由測溫點(diǎn)采用電子溫度計(jì)，該信號可傳送至PLC，將該判斷方法編緝成相應(yīng)的軟件，使PLC對測得的溫度值自動(dòng)進(jìn)行判斷，并相應(yīng)控制排泥閥開閉，實(shí)現(xiàn)在線的全自動(dòng)化分析和排泥過程，從而完全替代過去的人工操作，安全可靠，也無需停車清淤，保證生產(chǎn)的連續(xù)性。
[0029]進(jìn)一步的，錐斗斜壁與流槽底面的夾角優(yōu)選為50-60度，該優(yōu)選值是分析懸浮固體(MLSS )和沉降速率(Vd)進(jìn)行確定的，污水中懸浮固體(MLSS )越多，沉降速率(Vd)越快，則所述夾角的度數(shù)越小，反之則越大。
[0030]本發(fā)明方法簡單、操作簡便、安全可靠，能夠，自動(dòng)分析錐斗內(nèi)的泥量并進(jìn)行排泥操作，整個(gè)過程無需人工操作，省時(shí)省力，徹底解決了流槽堵塞的問題，實(shí)用性高、提高了流槽的使用壽命，特別適用于高溫高濁污水，如鐵鋼行業(yè)或化工行業(yè)產(chǎn)生的溫度大于60°C以上的污水，如用于鋼鐵或化工行業(yè)的洗滌水、激冷水等。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)極為簡單、改造簡便，可根據(jù)流槽的長度安裝多個(gè)錐斗進(jìn)行收集沉積物，設(shè)備和運(yùn)行成本低、可靠性高、使用壽命長，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖2為錐斗示意圖。
[0033]圖3為PLC控制原理圖。
[0034]其中，1.流槽，2.錐斗，3.電子溫度計(jì)，4.電子溫度計(jì)，5.電子溫度計(jì)，6.電子溫度計(jì)，7.電子溫度計(jì)，8.下降管，9.排泥閥，10.泥漿泵、11-排泥管、12-PLC。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖對發(fā)明作進(jìn)一步解釋說明:
[0036]本發(fā)明裝置的具體結(jié)構(gòu)見圖1及圖2，所述流槽I的底部設(shè)有錐斗2，所述錐斗2斜壁與流槽底面的夾角a為50-60度。所述錐斗2的底部經(jīng)下降管8與設(shè)有排泥閥9和泥泵泵10的排泥管11連接，所述錐斗2的側(cè)壁上由下至上均勻布置有4個(gè)電子溫度計(jì)，以錐斗2的垂直高度h為準(zhǔn)，所述4個(gè)電子溫度計(jì)在錐斗側(cè)壁上的布置位置由下至上，分別為l/4h高度的電子溫度計(jì)3、l/2h高度的電子溫度計(jì)4、3/4h高度的電子溫度計(jì)5和h高度的電子溫度計(jì)6，同時(shí)在流槽上也設(shè)有電子溫度計(jì)7，以便及時(shí)掌握因錐斗內(nèi)泥量很多可能對流槽輸水功能所產(chǎn)生的不利影響。所述電子溫度計(jì)3、4、5、6均與PLC12連接，所述PLC12控制排泥閥9和泥泵漿10的運(yùn)行。
[0037]工作過程:
[0038]以高爐煤氣洗滌水(MLSS為 5000-7500mg/L，Vd 為 3.5-4.5cm/s，水溫為> 60°C )為例，高爐煤氣洗滌水連續(xù)通過流槽時(shí)，電子溫度計(jì)3、4、5、6將檢測的溫度信號傳送給PLC12，PLC12時(shí)實(shí)的對上述信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換、分析和判斷，
[0039]具體方法為:
[0040]T1/2h-T1/4h < 10°C,判定為泥量很少；
[0041]T1/2h-T1/4h=10-20°C，判定為泥量適中；
[0042]T1/2h-T1/4h=20-30°C，判定為泥量多；
[0043]T1/2h-T1/4h > 30°C，判定為泥量很多；
[0044]T3/4h-T1/2h=10-20°C，判定為泥量適中；[0045]T3/4h-T1/2h=20-30°C，判定為泥量多；
[0046]T3/4h-T1/2h > 30°C，判定為泥量很多；
[0047]Th-T374h < 20-30°C，判定為泥量多；
[0048]Th-T374h ≥ 20V,判定為泥量很多；
[0049]其中T代表溫度值、h代表錐高的垂直高度；
[0050]當(dāng)多個(gè)判定結(jié)果出現(xiàn)矛盾時(shí)，以判定泥量較多的結(jié)果為準(zhǔn)。
[0051]本發(fā)明裝置過水初期，l/4h處的電子溫度計(jì)3測溫結(jié)果與洗滌水溫度一致時(shí)，表示錐斗2中幾乎沒有沉積的泥量，PLC12經(jīng)上述判定方法得到判定結(jié)果為泥量很少，則不發(fā)出控制開啟的信號給排泥閥9和泥漿泵10 ;隨著過水時(shí)間的不斷推進(jìn)，泥量的不斷沉積，PLC12根據(jù)最新送至的溫度信號依據(jù)上述判定方法，判定得出泥量適中、泥量多或泥量很多中的某個(gè)結(jié)果，此時(shí)PLC12則發(fā)出控制信號給排泥閥9和泥漿泵10使之開啟排泥，錐斗2內(nèi)的淤泥由下降管8進(jìn)入排泥管11，再經(jīng)泥漿泵11排出；當(dāng)PLC檢測的溫度滿足T1/4h=Th或T1/2h-T1/4h < 10°C的要求時(shí)，說明錐斗2內(nèi)泥量很少，已完成排泥工作，則PLC12發(fā)出控制信號給排泥閥9及泥漿泵10停止排泥。所述錐斗2側(cè)壁上溫度的檢測可以時(shí)實(shí)進(jìn)行，也可以定期進(jìn)行，具體可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。
【權(quán)利要求】
1.一種高溫高濁水系統(tǒng)流槽除垢裝置，包括流槽，其特征在于，所述流槽的底部設(shè)有錐斗，所述錐斗的底部經(jīng)下降管與設(shè)有排泥閥的排泥管連接，所述錐斗的側(cè)壁上由下至上均勻布置有4個(gè)電子溫度計(jì)。
2.如權(quán)利要求1所述的高溫高濁水系統(tǒng)流槽除垢裝置，其特征在于，以錐斗的垂直高度h為準(zhǔn)，所述4個(gè)電子溫度計(jì)在錐斗側(cè)壁上的布置位置由下至上，分別為l/4h高度、l/2h高度、3/4h高度和h高度。
3.如權(quán)利要求1所述的高溫高濁水系統(tǒng)流槽除垢裝置，其特征在于，所述錐斗斜壁與流槽底面的夾角為50-60度。
4.如權(quán)利要求所述I或2所述的高溫高濁水系統(tǒng)流槽除垢裝置，其特征在于，所述電子溫度計(jì)均與PLC連接，所述PLC控制排泥閥。
5.如權(quán)利要求1所述的高溫高濁水系統(tǒng)流槽除垢裝置，其特征在于，所述流槽上也設(shè)有電子溫度計(jì)。
6.一種高溫高濁水系統(tǒng)流槽內(nèi)泥量分析及除垢方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的裝置，其方法為: 通過錐斗側(cè)壁上設(shè)置的電子溫度計(jì)分別讀取錐斗側(cè)壁上四個(gè)不同高度的溫度值，由下至上分別為 T1/4h、T1/2h、T3/4h 和 Th， 根據(jù)時(shí)實(shí)測得的溫度值間的比較判定流經(jīng)錐斗內(nèi)沉積的泥量，其判斷方法為: Tl/2h_/4h < 10°C，判定為泥量很少；
10-20°C，判定為泥量適中；
20-30°C，判定為泥量多； Tl/2h_T!/4h > 30°C，判定為泥量很多； T3/4h_T!/2h_ 10-20°C，判定為泥量適中； T3/4h_T!/2h_ 20-30°C，判定為泥量多； T3/4h_T!/2h > 30°C，判定為泥量很多； Th-T374h < 20-30°C，判定為泥量多； Th-T374h≥20°C，判定為泥量很多； 其中T代表溫度值、h代表錐高的垂直高度； 當(dāng)判定結(jié)果為泥量適中、泥量多或泥量很多時(shí)，則開啟排泥閥進(jìn)行排泥。
7.如權(quán)利要求6所述的高溫高濁水系統(tǒng)流槽內(nèi)泥量分析及除垢方法，其特征在于，排泥過程中，當(dāng)滿足T1/4h=Th或T1/2h-T1/4h < IO0C的要求時(shí)，則停止排泥。
8.如權(quán)利要求6或7所述的高溫高濁水系統(tǒng)流槽內(nèi)泥量分析及除垢方法，其特征在于，所述錐斗側(cè)壁上設(shè)置的電子溫度計(jì)將測得的溫度信號傳給PLC，PLC按照所述泥量的判定方法進(jìn)行比較分析及判斷，并根據(jù)判定結(jié)果發(fā)出控制信號控制排泥閥開啟或關(guān)閉。
【文檔編號】B01D21/30GK103706151SQ201310705904
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】周泳, 吳良玉, 顏斌, 段建峰, 肖凡, 李建梅, 楊明, 黃光輝 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司