CN103752049B - 一种浆体浓度处理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种浆体浓度处理系统和方法，所述系统包括浆体搅拌槽、阀门、浆体管道、水池、底流泵以及浆体流动沉淀区，通过在浆体流动沉淀区上加装三根浆体管道，上游一根为低浓度浆体进入管道，下游一根为清水出口管道，底部一根为较高浓度浆体出口管道，并使进入浆体流动沉淀区的低浓度浆体物料来自外界和浆体搅拌槽中的循环浆体，这种浆体物料经过一次或多次沉降处理后，即可达到满足后续输送或脱水工艺要求的浆体浓度，有效解决了浓度偏差较大、浓度过低的浆体物料的浓度处理问题，提高了规定范围内浓度偏低的浆体物料的浓度，使之符合管道输送和脱水工艺的要求，同时本发明所述系统整体结构简易，容易实现，投入成本远小于一套浓缩机设备，且处理方案较现有技术中自然风干后采用汽车运输具有更大的经济价值。

Description

一种浆体浓度处理系统和方法

技术领域

本发明涉及浆体管道输送技术领域，更具体的涉及一种能够满足浆体管道运输、浓度分离和脱水处理需求的浆体浓度处理系统和方法。

背景技术

在浆体的管道输送或浆体的脱水处理过程中，浆体物料需要满足特定的浓度分布，而且浓度变化不应过大，只有这样才不会对管道输送或脱水处理产生较大的影响。但是在浆体的泵送主站或起始站，经常出现浆体的分批输送或分级输送，浆体的分批、分级输送时难免会出现浆水结合的情况，而浆水结合将导致结合部的浆体浓度会大大降低，出现较大的偏差进而不符合管道输送及脱水工艺的浓度要求，对管道的安全输送带来较大的隐患，同时脱水处理工艺也会因为浆体浓度的偏低而无法脱水。同时这一部分浓度特征的浆体量相对又不是太大，一般都集中在浆体分批/分级输送中的浆水结合区，对这种不符合后续工艺要求的低浓度浆体，现有技术中一般都是将低浓度浆体直接排放到一个固定的事故池或工艺池当中，采用自然沉淀，然后将水抽干后，待自然干燥后用汽车运输的方法来解决，具有程序复杂、效率低下、周期长等缺陷。同时因为这种低浓度的浆体量相对不是很大，所以若采用效率较高的浓缩机浓缩的办法来调节浓度的话，又会导致投资成本太高，不划算，尤其是对于在管道输送中间建加压站时，更会大大的提高整个浆体管道的输送成本，降低经济效益。因此现有技术中针对这种在浆体进行长距离管道输送或脱水处理前，因分批级输送中浆水结合导致的低浓度浆体的浓度处理问题，一直没有高效低成本的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术缺陷，创新设计了一种简易低成本的浆体浓度处理系统和方法，所述系统包括浆体搅拌槽、阀门、浆体管道、水池、底流泵以及浆体流动沉淀区，通过在浆体流动沉淀区上加装三根浆体管道，上游一根为低浓度浆体进入管道，下游一根为清水出口管道，底部一根为较高浓度浆体出口管道，并使进入浆体流动沉淀区的低浓度浆体物料来自外界和浆体搅拌槽中的循环浆体，这种浆体物料经过一次或多次沉降处理后，即可达到满足后续输送或脱水工艺要求的浆体浓度，有效解决了浓度偏差较大、浓度过低的浆体物料的浓度处理问题，提高了规定范围内浓度偏低的浆体物料的浓度，使之符合管道输送和脱水工艺的要求，同时本发明所述系统整体结构简易，容易实现，投入成本远小于一套浓缩机设备，且处理方案较现有技术中自然风干后采用汽车运输具有更大的经济价值。

本发明解决上述技术问题所采取的具体技术方案如下：

一种浆体浓度处理系统，包括：浆体进入管道1、循环管道3、浆体流动沉淀区4、沉降管道6、清水管道8、回流阀门9、底流泵11、浆体搅拌槽13、清水池14和浆体输出管道15，所述浆体流动沉淀区4的顶部入口连接于所述浆体进入管道1，所述浆体流动沉淀区4的顶部出口连接于所述清水管道8，所述浆体流动沉淀区4的底部出口连接于所述沉降管道6，所述清水管道8的出口端连接于所述清水池14，所述沉降管道6的出口端连接于所述浆体搅拌槽13，所述浆体搅拌槽13的底部连接于所述浆体输出管道15，所述循环管道3连通于所述浆体进入管道1和浆体输出管道15，所述浆体输出管道15上设置有所述底流泵11，所述循环管道3上设置有所述回流阀门9。

进一步的根据本发明所述的浆体浓度处理系统，其中还包括有隔离阀2、泵入口阀门12和出口阀门10，所述隔离阀2设置于所述浆体进入管道1上，所述泵入口阀门12和出口阀门10设置于所述浆体输出管道15上，并分别位于所述底流泵11的上游和下游位置。

进一步的根据本发明所述的浆体浓度处理系统，其中所述循环管道3的一端连通于所述隔离阀2下游的浆体进入管道1的侧壁，另一端连通于所述出口阀门10和底流泵11之间的浆体输出管道15的侧壁。

进一步的根据本发明所述的浆体浓度处理系统，其中所述隔离阀2设置于所述浆体进入管道1的入口端，所述出口阀门10设置于所述浆体输出管道15的出口端。

进一步的根据本发明所述的浆体浓度处理系统，其中还包括有清水调节阀门7和沉降调节阀门5，所述清水调节阀门7设置于所述清水管道8上，所述沉降调节阀门5设置于所述沉降管道6上。

进一步的根据本发明所述的浆体浓度处理系统，其中所述浆体流动沉淀区4具有倒置锥形沉降结构，所述浆体进入管道1连接于浆体流动沉淀区的锥形顶部入口，所述清水管道8连接于浆体流动沉淀区的锥形顶部出口，所述沉降管道6连接于浆体流动沉淀区的锥形底部出口。

一种基于本发明所述浆体浓度处理系统进行的浆体浓度处理方法，包括以下步骤：

步骤一、打开浆体进入管道1上的隔离阀2，关闭循环管道3上的回流阀门9，待处理浆体经浆体进入管道1流入浆体流动沉淀区4进行固液沉淀分离；

步骤二、打开清水管道8上的清水调节阀门7，沉淀后浆体流动沉淀区4上部较清的水通过清水管道8流入清水池14；

步骤三、打开沉降管道6上的沉降调节阀门5，浆体流动沉淀区4下部沉淀下来的浓度较高的浆体通过沉降管道6进入浆体搅拌槽13中；

步骤四、判定浆体搅拌槽13中的浆体浓度是否满足后续工艺要求，若不满足则执行步骤五，否则执行步骤六；

步骤五、打开浆体输出管道15上的泵入口阀门12、关闭浆体输出管道15上的出口阀门10、打开循环管道3上的回流阀门9，同时启动底流泵11，将浆体搅拌槽13中的浆体经浆体输出管道15、循环管道3和浆体进入管道1循环回流进入浆体流动沉淀区4中，再次进行固液沉淀分离，并重复执行步骤二至四；

步骤六、打开浆体输出管道15上的泵入口阀门12和出口阀门10、关闭循环管道3上的回流阀门9，同时启动底流泵11，将浆体搅拌槽13中的浆体经浆体输出管道15泵送输出。

进一步的根据本发明所述的浆体浓度处理方法，其中所述步骤一至三中所述的隔离阀2、沉降调节阀门5、清水调节阀门7自动同步打开，所述步骤五和步骤六中的回流阀门9和出口阀门10处于自动的交替开闭工作状态。

进一步的根据本发明所述的浆体浓度处理方法，其中所述步骤四中基于设置于浆体搅拌槽内浓度检测部件的检测信号与预设标准值的比较而自动进行浆体浓度是否满足要求的判定。

进一步的根据本发明所述的浆体浓度处理方法，其中基于步骤四中的判定结果，通过电控单元自动控制步骤五或步骤六中各阀门和底流泵的开闭工作状态。

通过本发明的技术方案至少能够达到以下技术效果：

1）、由于本发明创新地在进入浆体搅拌槽和水池的上端安装了一个横切面积比入口管道大得多的、可以使其中的浆体流速大大降低的浆体流动沉淀区，使得流入的浆体能够在浆体流动沉淀区中进行沉淀，并能够实现浆体的循环沉降，得到满足后续工艺处理浓度要求的浆体，有效解决了因分批级输送中浆水结合导致的浓度偏差较大、浓度过低的浆体物料的浓度处理问题，使得这些浆体符合了管道输送和脱水工艺的要求，提高了浆体利用率；

2）、通过本发明的技术方案避免了现有技术中通过建造固定的事故池或工艺池并采用汽车运输的方式来处理浆水结合区内较低浓度浆体的问题，大大降低了生产成本，提高了浆体管道输送效率；

3）、本发明所述系统整体结构简易，构建容易，投入成本很小，具有很强的经济实用价值和市场推广前景。

附图说明

附图1为本发明所述浆体浓度处理系统的整体结构示意图。

图中各附图标记的含义如下：

1—浆体进入管道；2—隔离阀；3—循环管道；4—浆体流动沉淀区；5—沉降调节阀门；6—沉降管道；7—清水调节阀门；8—清水管道；9—回流阀门；10—出口阀门；11—底流泵；12—泵入口阀门；13—浆体搅拌槽；14—清水池；15—浆体输出管道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明，但并不因此限制本发明的保护范围。

如附图1所示，本发明所述的浆体浓度处理系统包括浆体搅拌槽、阀门、浆体管道、清水池、底流泵以及浆体流动沉淀区，具体的整个系统包括浆体进入管道1、隔离阀2、循环管道3、浆体流动沉淀区4、沉降调节阀门5、沉降管道6、清水调节阀门7、清水管道8、回流阀门9、出口阀门10、底流泵11、泵入口阀门12、浆体搅拌槽13、清水池14和浆体输出管道15。所述浆体流动沉淀区4具有倒置锥形沉降结构，并同时连接于三根管道，所述浆体进入管道1作为上游管道连接于浆体流动沉淀区的锥形顶部入口，向浆体流动沉淀区输送低浓度的浆体，所述清水管道8作为下游管道连接于浆体流动沉淀区的锥形顶部出口，用于输出浆体流动沉淀区上部的清水，所述沉降管道6作为浆体流动沉淀区内高浓度沉降浆体的输出管道连接于浆体流动沉淀区的锥形底部出口。所述清水管道8的出口端连接于清水池14，且在所述清水管道8上安装有清水调节阀门7，用于调节浆体流动沉淀区4下游出口通过清水管道8流入清水池14内的水量。所沉降管道6的出口端连接于浆体搅拌槽13，且在所述沉降管道6上安装有沉降调节阀门5，通过沉降调节阀门5控制经沉降管道6进入浆体搅拌槽13内的经沉降后高浓度浆体的量。所述浆体搅拌槽13的底部连接于浆体输出管道15，在所述浆体输出管道15上设置有泵入口阀门12，在所述泵入口阀门12下游的浆体输出管道15上设置有底流泵11，底流泵11下游的浆体输出管道15通过循环管道3连通于所述浆体进入管道1，具体的所述循环管道3的一端连通于底流泵下游的浆体输出管道15的侧壁，循环管道3的另一端连通于隔离阀2下游的浆体进入管道1的侧壁。所述浆体输出管道15的出口端直接连通于后续浆体输送站或脱水处理站，且在该出口端设置有出口阀门10，具体的所述出口阀门10处于浆体输出管道15连接循环管道3的下游位置。在所述循环管道3上设置有回流阀门9，所述循环管道3的两端分别连通于浆体进入管道1和浆体输出管道15，从而浆体搅拌槽13内的浆体能够经浆体进入管道1循环进入浆体流动沉淀区4进行沉淀。在所述浆体进入管道1连接循环管道3的上游位置上设置有隔离阀2。通过所述入口阀门12控制浆体搅拌槽13内的浆体经浆体输出管道15流入底流泵11，通过所述出口阀门10控制本发明浆体浓度处理系统处理得到的较高浓度的浆体是否通过浆体输出管道15输出至后续处理程序如后续长距离输送管道或脱水处理工作站，通过所述回流阀门9控制浆体输出管道15内的浆体是否循环回流至浆体流动沉淀区，通过所述隔离阀2控制浆体是都要进入本发明所述浆体浓度处理系统进行处理。

通过本发明所述浆体浓度处理系统进行浆体浓度处理的具体工作过程如下：当外界输送的浆体浓度比较低，没能达到管道输送或脱水要求时，将浆体进入管道1上的隔离阀2打开，关闭回流阀门9（常闭阀门），低浓度浆体通过浆体进入管道1直接流动到浆体流动沉淀区4当中，由于浆体流动沉淀区4具有倒置锥形沉降结构，其横切面积比上下游管道大很多，内部空间也比上下游管道1要大得多，所以进入浆体流动沉淀区4内的浆体流速也就相应降低很多，流速降低会使浆体中的固体成分开始沉淀到沉淀区的下部，而沉淀区的上部就是经过沉淀后比较清的水，这些比较清的水经清水管道8排放到清水池14当中，清水调节阀门7用于控制清水的排放量。而浆体流动沉淀区4下部沉淀下来的浓度较高的浆体，则通过沉降管道6进入浆体搅拌槽13当中，通过沉降调节阀门5控制进入浆体搅拌槽13内的浆体量。浆体搅拌槽13内的经沉降后浓度较高的浆体通过浆体输出管道15经底流泵11泵送输出，在这里需要进行判定浆体搅拌槽中的沉降浆体浓度是否已经满足后续工艺要求，基于人工经验观察或浓度传感检测部件感测得知，当浆体搅拌槽中的沉降浆体浓度已经满足工艺要求，则打开泵入口阀门12、打开出口阀门10、关闭回流阀门9，浆体经底流泵泵送至浆体输出管道15后输出；当浆体搅拌槽中的沉降浆体浓度尚未满足工艺要求，则打开泵入口阀门12、关闭出口阀门10、打开处于常闭状态的回流阀门9，浆体再次经浆体输出管道15、循环管道3和浆体进入管道1循环回流进入浆体流动沉淀区4中进行再次沉淀分离，直到沉淀分离出来的浆体浓度达到管道输送工艺或脱水工艺要求为止，然后打开出口阀门10经浆体输出管道输出。

本发明上述技术方案中的各阀门可人工手动开闭，亦可基于传感检测部件实现自动控制，比如当隔离阀2打开时，沉降调节阀门5、清水调节阀门7自动打开，所述泵入口阀门12可于浆体搅拌槽13内对沉降浆体搅拌预定时间后打开，优选的与底流泵同步控制开闭，所述回流阀门9优选处于常闭状态，因为多数情况下浆体经浆体流动沉淀区4一次沉降后基本能够满足要求，亦可优选的所述回流阀门9和出口阀门10处于交替工作状态，当回流阀门9打开时、出口阀门10关闭，或者出口阀门10打开时、回流阀门9关闭，且回流阀门9可基于浆体搅拌槽13内优选设置的浓度检测部件的检测信号实现自动控制开闭，如检测到的浓度值低于标准预设值则控制回流阀门打开，否则使回流阀门9保持常闭状态。这些优选设置方式都属于对本发明上述技术方案的进一步优化，适用于所有方案。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (3)

1.一种基于浆体浓度处理系统进行的浆体浓度处理方法，所述浆体浓度处理系统包括：浆体进入管道（1）、循环管道（3）、浆体流动沉淀区（4）、沉降管道（6）、清水管道（8）、回流阀门（9）、底流泵（11）、浆体搅拌槽（13）、清水池（14）和浆体输出管道(15)，所述浆体流动沉淀区（4）的顶部入口连接于所述浆体进入管道（1），所述浆体流动沉淀区（4）的顶部出口连接于所述清水管道（8），所述浆体流动沉淀区（4）的底部出口连接于所述沉降管道（6），所述清水管道（8）的出口端连接于所述清水池（14），所述沉降管道（6）的出口端连接于所述浆体搅拌槽（13），所述浆体搅拌槽（13）的底部连接于所述浆体输出管道(15)，所述循环管道（3）连通于所述浆体进入管道（1）和浆体输出管道(15)，所述浆体输出管道(15)上设置有所述底流泵（11），所述循环管道（3）上设置有所述回流阀门（9），还包括有隔离阀（2）、泵入口阀门（12）和出口阀门（10），所述隔离阀（2）设置于所述浆体进入管道（1）上，所述泵入口阀门（12）和出口阀门（10）设置于所述浆体输出管道(15)上，并分别位于所述底流泵（11）的上游和下游位置，所述循环管道（3）的一端连通于所述隔离阀（2）下游的浆体进入管道（1）的侧壁，另一端连通于所述出口阀门（10）和底流泵（11）之间的浆体输出管道（15）的侧壁，还包括有清水调节阀门（7）和沉降调节阀门（5），所述清水调节阀门（7）设置于所述清水管道（8）上，所述沉降调节阀门（5）设置于所述沉降管道（6）上，其特征在于，所述浆体浓度处理方法包括以下步骤：

步骤一、打开浆体进入管道（1）上的隔离阀（2），关闭循环管道（3）上的回流阀门（9），待处理浆体经浆体进入管道（1）流入浆体流动沉淀区（4）进行固液沉淀分离；

步骤二、打开清水管道（8）上的清水调节阀门（7），沉淀后浆体流动沉淀区（4）上部较清的水通过清水管道（8）流入清水池（14）；

步骤三、打开沉降管道（6）上的沉降调节阀门（5），浆体流动沉淀区（4）下部沉淀下来的浓度较高的浆体通过沉降管道（6）进入浆体搅拌槽（13）中；

步骤四、判定浆体搅拌槽（13）中的浆体浓度是否满足后续工艺要求，若不满足则执行步骤五，否则执行步骤六；

步骤五、打开浆体输出管道(15)上的泵入口阀门（12）、关闭浆体输出管道(15)上的出口阀门（10）、打开循环管道（3）上的回流阀门（9），同时启动底流泵（11），将浆体搅拌槽（13）中的浆体经浆体输出管道（15）、循环管道（3）和浆体进入管道（1）循环回流进入浆体流动沉淀区（4）中，再次进行固液沉淀分离，并重复执行步骤二至四；

步骤六、打开浆体输出管道(15)上的泵入口阀门（12）和出口阀门（10）、关闭循环管道（3）上的回流阀门（9），同时启动底流泵（11），将浆体搅拌槽（13）中的浆体经浆体输出管道（15）泵送输出；

其中所述步骤一至步骤三中所述的隔离阀（2）、沉降调节阀门（5）、清水调节阀门（7）自动同步打开，所述步骤五和步骤六中的回流阀门（9）和出口阀门（10）处于自动的交替开闭工作状态，所述步骤四中基于设置于浆体搅拌槽内浓度检测部件的检测信号与预设标准值的比较而自动进行浆体浓度是否满足要求的判定，基于步骤四中的判定结果，通过电控单元自动控制步骤五或步骤六中各阀门和底流泵的开闭工作状态。

2.根据权利要求1所述的浆体浓度处理方法，其特征在于，所述隔离阀（2）设置于所述浆体进入管道（1）的入口端，所述出口阀门（10）设置于所述浆体输出管道(15)的出口端。

3.根据权利要求1所述的浆体浓度处理方法，其特征在于，所述浆体流动沉淀区（4）具有倒置锥形沉降结构，所述浆体进入管道（1）连接于浆体流动沉淀区的锥形顶部入口，所述清水管道（8）连接于浆体流动沉淀区的锥形顶部出口，所述沉降管道（6）连接于浆体流动沉淀区的锥形底部出口。