CN105268324A - 一种远程自动酸洗系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及凯膜过滤技术领域，尤其涉及一种远程自动酸洗系统及控制方法。该远程自动酸洗系统包括至少一台凯膜过滤器、集散控制系统、盐酸储罐、盐酸泵；所述集散控制系统分别与纯水液封阀、排渣阀、进酸阀、排酸阀、鼓泡阀、进料阀、不合格盐水回流阀、排气泄压阀、盐酸溢流阀和反冲阀通讯连接；该远程自动酸洗系统通过集散控制系统(DCS控制系统)可实现自动控制凯膜过滤器的酸洗过程，从而提高自动化水平，降低工人的劳动强度。

Description

一种远程自动酸洗系统及控制方法

技术领域

本发明涉及凯膜过滤技术领域，尤其涉及一种远程自动酸洗系统及控制方法。

背景技术

目前，在利用离子膜法制碱的生产工艺过程中，对盐水指标的要求越来越高，越来越多的化工企业开始使用凯膜过滤器进行一次盐水的精制处理。在一次盐水精制处理过程中，凯膜过滤器在运行一定周期后需要对其进行酸洗，以恢复其通透性，确保其过滤能力。现有生产技术中，凯膜过滤器的酸洗过程通常是由两名操作人员相互配合，按照酸洗步骤在现场手动操作控制。。这样的人工操作控制不仅增加了员工的劳动强度，费时费力，且酸洗过程中操作现场将产生较大的酸雾，不利于操作人员的身体健康。

针对上述不足，需要一种能够实现对凯膜过滤器酸洗程序进行远程自动控制，有效提高自动化水平，并降低员工劳动强度的远程自动酸洗系统及控制方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供了一种远程自动酸洗系统及控制方法，使得能够实现对凯膜过滤器酸洗程序进行远程自动控制，有效提高了自动化水平，并降低了员工的劳动强度。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种远程自动酸洗系统，其包括：

至少一台凯膜过滤器，所述凯膜过滤器的上部连接有纯水管线；所述凯膜过滤器的下部连接有排渣管线、进酸管线、排酸管线、工艺空气管线；所述凯膜过滤器的一侧连接有精盐水管线、反冲洗管线、粗盐水管线；所述凯膜过滤器的另一侧连接有纯水溢流管线、不合格盐水管线、排气泄压管线、盐酸溢流管线；

所述纯水管线上设有纯水液封阀，所述排渣管线上设有排渣阀，所述进酸管线上设有进酸阀，所述排酸管线上设有排酸阀，所述工艺空气管线上设有鼓泡阀，所述反冲洗管线上设有反冲阀，所述粗盐水管线上设有进料阀，所述不合格盐水管线上设有不合格盐水回流阀，所述排气泄压管线上设有排气泄压阀，所述盐酸溢流管线上设有盐酸溢流阀；

集散控制系统：所述集散控制系统分别与纯水液封阀、排渣阀、进酸阀、排酸阀、鼓泡阀、进料阀、不合格盐水回流阀、排气泄压阀、盐酸溢流阀和反冲阀通讯连接；

盐酸储罐：所述盐酸储罐通过盐酸泵与进酸管线连接，所述排酸管线与盐酸储罐连接；所述盐酸溢流管线与所述排酸管线连接。

其中，所述凯膜过滤器的一侧自上而下依次与精盐水管线、反冲洗管线和粗盐水管线连接，另一侧自上而下依次与纯水溢流管线、不合格盐水管线、排气泄压管线、盐酸溢流管线连接。

其中，所述反冲洗管线的一端连接有反冲罐。

其中，所述凯膜过滤器的底部连接有排渣管线。

其中，该远程自动酸洗系统还包括中间槽，所述中间槽分别与反冲罐的出液管线、凯膜过滤器的排渣管线及排气泄压管线连接。

其中，所述中间槽连接有回流泵。

其中，所述盐酸储罐内设有远传液位计。

其中，所述凯膜过滤器的上方设有摄像头。

本发明还提供一种远程自动酸洗系统的控制方法，其包括如下步骤：

S1、通过集散控制系统将纯水液封阀、排渣阀、进酸阀、排酸阀、鼓泡阀、进料阀、不合格盐水回流阀、排气泄压阀、盐酸溢流阀和反冲阀关闭；

S2、打开反冲阀对凯膜过滤器进行反冲洗，反冲洗完毕后关闭反冲阀；然后打开排渣阀对凯膜过滤器进行排渣，排渣完毕后关闭排渣阀；然后打开纯水液封阀对凯膜过滤器进行纯水冲洗，冲洗完毕后关闭纯水液封阀；然后打开排渣阀再次对凯膜过滤器进行排渣，排渣完毕后关闭排渣阀；

S3、打开进酸阀，通过启动盐酸泵向凯膜过滤器内注入盐酸溶液，同时打开盐酸溢流阀以排放过量的盐酸溶液，根据盐酸储罐液位变化控制停盐酸泵并关闭进酸阀；

S4、打开鼓泡阀对凯膜过滤器进行鼓泡，并通过摄像头观察鼓泡情况，根据鼓泡情况调节鼓泡阀的阀门开度，鼓泡完毕后关闭鼓泡阀及盐酸溢流阀；然后打开排酸阀对凯膜过滤器进行排酸，根据盐酸储罐液位变化控制排酸阀，直至盐酸储罐恢复至酸洗前液位，关闭排酸阀；

S5、打开纯水液封阀对凯膜过滤器进行纯水冲洗，冲洗完毕后关闭纯水液封阀；然后打开排渣阀将凯膜过滤器内的冲洗水排净，之后关闭排渣阀；然后打开排气泄压阀、进料阀、不合格盐水回流阀，通过排气泄压阀对凯膜过滤器进行泄压，以平衡凯膜过滤器的内部压力，泄压完毕后关闭排气泄压阀，通过进料阀进入凯膜过滤器内的盐水通过不合格盐水回流阀排至化盐水储槽重新化盐；

S6、对凯膜过滤器内的盐水进行取样化验，化验合格后关闭进料阀和不合格盐水回流阀，酸洗结束。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明提供了一种远程自动酸洗系统，通过集散控制系统实现自动控制凯膜过滤器的酸洗过程，有效提高了装置自动化水平，降低了员工劳动强度。

附图说明

图1为本发明实施例一远程自动酸洗系统的结构示意图；

图2为本发明实施例二远程自动酸洗系统的结构示意图。

其中，1：凯膜过滤器；2：盐酸储罐；3：盐酸泵；4：反冲罐；5：中间槽；6：回流泵；11：纯水液封阀；12：排渣阀；13：进酸阀；14：排酸阀；15：鼓泡阀；16：反冲阀；17：进料阀；18：不合格盐水回流阀；19：排气泄压阀；20：盐酸溢流阀；A：粗盐水；B：精盐水；C：一次盐水；D：工艺空气；E：纯水；F：盐泥；G：盐酸；H：盐水；I：生产水。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1所示，本实施例一提供的远程自动酸洗系统包括凯膜过滤器1、集散控制系统、盐酸储罐2和盐酸泵3；其中，凯膜过滤器1的数量并不局限于某种特定形式。在本实施例一中的凯膜过滤器1的数量为一台，在凯膜过滤器1的上部连接有纯水管线；凯膜过滤器1的下部连接有排渣管线、进酸管线、排酸管线、工艺空气管线；凯膜过滤器1的一侧连接有精盐水管线、反冲洗管线、粗盐水管线；凯膜过滤器1的另一侧连接有纯水溢流管线、不合格盐水管线、排气泄压管线、盐酸溢流管线；相应的，在纯水管线上设有纯水液封阀11，排渣管线上设有排渣阀12，进酸管线上设有进酸阀13，排酸管线上设有排酸阀14，工艺空气管线上设有鼓泡阀15，反冲洗管线上设有反冲阀16，粗盐水管线上设有进料阀17，不合格盐水管线上设有不合格盐水回流阀18，排气泄压管线上设有排气泄压阀19，盐酸溢流管线上设有盐酸溢流阀20。

同时，集散控制系统(DCS控制系统)分别与纯水液封阀11、排渣阀12、进酸阀13、排酸阀14、鼓泡阀15、进料阀17、不合格盐水回流阀18、排气泄压阀19、盐酸溢流阀20和反冲阀16通讯连接。其控制关系为：上述各个自动控制阀的控制信号传递至DCS控制系统，并在DCS控制系统上设置凯膜过滤器1酸洗程序，DCS控制系统通过自动酸洗程序控制各个控制阀的启闭，从而实现过滤器的远程自动酸洗控制。

而且，盐酸储罐2还通过盐酸泵3与进酸管线连接，用于为凯膜过滤器1提供盐酸；同时，排酸管线与盐酸储罐2连接，用于回收盐酸，并形成盐酸循环系统；而且，盐酸溢流管线与盐酸储罐2连接，防止凯膜过滤器1内的盐酸出现过量情况，并将这些过量盐酸排至盐酸储罐2，保证整个系统顺利运行。

具体的，在凯膜过滤器1的一侧自上而下依次与精盐水管线、反冲洗管线和粗盐水管线连接，另一侧自上而下依次与纯水溢流管线、不合格盐水管线、排气泄压管线、盐酸溢流管线连接，其设计科学合理。其中，纯水溢流管线用于排出用于起液封作用的纯水E，不合格盐水管线用于排出酸洗后的不合格一次盐水C，精盐水管线用于排出精盐水B。

而且，在反冲洗管线的一端连接有反冲罐4，反冲罐4的底部设有出液管线，同时在凯膜过滤器1的底部也连接有排渣管线。

进一步的，该远程自动酸洗系统还包括中间槽5，中间槽5分别与反冲罐4的出液管线、凯膜过滤器的排渣管线及排气泄压管线连接。

实施例二

如图2所示，本实施例二与实施例一相同的技术内容不重复描述，实施例一公开的内容也属于本实施例二公开的内容，本实施例二与实施例一的区别在于：凯膜过滤器1的数量为多台(大于等于2台)，例如：

图示为五个凯膜过滤器1。

这些凯膜过滤器1均共用一个中间槽5，而且在中间槽5上连接有回流泵6，用于为中间槽5提供动力支持；此外，在中间槽5的一端连接有用于输入盐水H、生产水I的管线，另一端连接有用于排出盐水H的管线，以供循环使用；

当然，上述各个凯膜过滤器1也可共用进酸管线和排酸管线，从而利于统一管理盐酸G的输入和输出。

此外，在盐酸储罐2内还设有远传液位计，用于实时监测盐酸储罐2内的液位变化并反馈至DCS控制系统。

而且，在凯膜过滤器1的上方设有摄像头，用于远程观察酸洗情况。当然，摄像头的位置并不局限于这一位置，可在现场根据实际需要灵活布置。

本发明还提供一种根据远程自动酸洗系统的控制方法，其包括如下步骤：

S1、首先，通过集散控制系统将纯水液封阀11、排渣阀12、进酸阀13、排酸阀14、鼓泡阀15、进料阀17、不合格盐水回流阀18、排气泄压阀19、盐酸溢流阀20和反冲阀16关闭；

S2、然后，在集散控制系统的控制下，打开反冲阀16对凯膜过滤器1进行反冲洗，反冲洗完毕后关闭反冲阀16，具体的，反冲阀16可在反冲洗5min后关闭；之后，打开排渣阀12对凯膜过滤器1进行排渣，排渣完毕后关闭排渣阀12，优选的，排渣阀12也可控制在排渣5min后关闭，其中，排出的物质主要为盐泥F；然后，打开纯水液封阀11对凯膜过滤器1进行纯水冲洗，冲洗完毕后关闭纯水液封阀11，优选的，纯水液封阀11也是冲洗5min后关闭；然后，打开排渣阀(12)再次对凯膜过滤器(1)进行排渣，排渣完毕后关闭排渣阀(12)，此次排渣时间控制为1min。

S3、之后，打开进酸阀13，通过启动盐酸泵3向凯膜过滤器1内注入15％的盐酸溶液，同时打开盐酸溢流阀20以排放过量的盐酸溶液(盐酸液位超过凯膜过滤器1的预设值时)，根据盐酸储罐2液位变化控制停盐酸泵3、关闭进酸阀13。具体的，当盐酸储罐2的液位下降45％(根据凯膜过滤器的体积、盐酸液位预设值、盐酸储罐的体积具体而定)时，停止盐酸泵3，关闭进酸阀13。

S4、然后，打开鼓泡阀15对凯膜过滤器1输入工艺空气D以进行鼓泡，使其充分反应，并通过摄像头观察鼓泡情况。根据鼓泡情况调节鼓泡阀15的阀门开度，鼓泡时间控制在40～60min，鼓泡完毕后关闭鼓泡阀15、盐酸溢流阀20；然后，打开排酸阀14对凯膜过滤器1进行排酸，根据盐酸储罐2液位变化控制排酸阀14。当盐酸储罐2的液位上升45％(根据凯膜过滤器的体积、盐酸液位预设值、盐酸储罐的体积具体而定)且不再上升时，关闭排酸阀14。

S5、然后，打开纯水液封阀11对凯膜过滤器1进行纯水冲洗，冲洗完毕后关闭纯水液封阀11，纯水冲洗时间控制在10min；然后，打开排渣阀12将凯膜过滤器1内的冲洗水排净后关闭排渣阀12，排渣时间控制在1min；然后，打开排气泄压阀19、进料阀17、不合格盐水回流阀18，通过排气泄压阀19对凯膜过滤器1进行排气泄压，泄压时间控制在2-3min，从而平衡凯膜过滤器1的内部压力，泄压完毕后关闭排气泄压阀19，然后通过进料阀17使粗盐水A进入凯膜过滤器1；通过不合格盐水回流阀18排出一次盐水C(不合格盐水)，不合格盐水可排至化盐水储槽重新化盐。

S6、盐水置换30min后对凯膜过滤器1内的盐水进行取样化验，化验合格后关闭进料阀17和不合格盐水回流阀18，酸洗结束。化验指标主要为凯膜过滤器1盐水中钙离子、镁离子的含量，以其含量小于5mg/L。如盐水不合格则继续置换，直至盐水化验合格为止。

综上所述，本发明提供了一种远程自动酸洗系统，通过集散控制系统实现自动控制凯膜过滤器的酸洗过程，有效提高了自动化水平，降低了员工劳动强度。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (9)

1.一种远程自动酸洗系统，其特征在于，包括：

至少一台凯膜过滤器(1)，所述凯膜过滤器(1)的上部连接有纯水管线；所述凯膜过滤器(1)的下部连接有排渣管线、进酸管线、排酸管线、工艺空气管线；所述凯膜过滤器(1)的一侧连接有精盐水管线、反冲洗管线、粗盐水管线；所述凯膜过滤器(1)的另一侧连接有纯水溢流管线、不合格盐水管线、排气泄压管线、盐酸溢流管线；

所述纯水管线上设有纯水液封阀(11)，所述排渣管线上设有排渣阀(12)，所述进酸管线上设有进酸阀(13)，所述排酸管线上设有排酸阀(14)，所述工艺空气管线上设有鼓泡阀(15)，所述反冲洗管线上设有反冲阀(16)，所述粗盐水管线上设有进料阀(17)，所述不合格盐水管线上设有不合格盐水回流阀(18)，所述排气泄压管线上设有排气泄压阀(19)，所述盐酸溢流管线上设有盐酸溢流阀(20)；

集散控制系统：所述集散控制系统分别与纯水液封阀(11)、排渣阀(12)、进酸阀(13)、排酸阀(14)、鼓泡阀(15)、进料阀(17)、不合格盐水回流阀(18)、排气泄压阀(19)、盐酸溢流阀(20)和反冲阀(16)通讯连接；

盐酸储罐(2)：所述盐酸储罐(2)通过盐酸泵(3)与进酸管线连接，所述排酸管线与盐酸储罐(2)连接；所述盐酸溢流管线与所述排酸管线连接。

2.根据权利要求1所述的远程自动酸洗系统，其特征在于，所述凯膜过滤器(1)的一侧自上而下依次与精盐水管线、反冲洗管线和粗盐水管线连接，另一侧自上而下依次与纯水溢流管线、不合格盐水管线、排气泄压管线、盐酸溢流管线连接。

3.根据权利要求1所述的远程自动酸洗系统，其特征在于，所述反冲洗管线的一端连接有反冲罐(4)。

4.根据权利要求3所述的远程自动酸洗系统，其特征在于，所述凯膜过滤器(1)的底部连接有排渣管线。

5.根据权利要求4所述的远程自动酸洗系统，其特征在于，该远程自动酸洗系统还包括中间槽(5)，所述中间槽(5)分别与反冲罐(4)的出液管线、凯膜过滤器的排渣管线及排气泄压管线连接。

6.根据权利要求5所述的远程自动酸洗系统，其特征在于，所述中间槽(5)连接有回流泵(6)。

7.根据权利要求5所述的远程自动酸洗系统，其特征在于，所述盐酸储罐(2)内设有远传液位计。

8.根据权利要求5所述的远程自动酸洗系统，其特征在于，所述凯膜过滤器(1)的上方设有摄像头。

9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的远程自动酸洗系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过集散控制系统将纯水液封阀(11)、排渣阀(12)、进酸阀(13)、排酸阀(14)、鼓泡阀(15)、进料阀(17)、不合格盐水回流阀(18)、排气泄压阀(19)、盐酸溢流阀(20)和反冲阀(16)关闭；

S2、打开反冲阀(16)对凯膜过滤器(1)进行反冲洗，反冲洗完毕后关闭反冲阀(16)；然后打开排渣阀(12)对凯膜过滤器(1)进行排渣，排渣完毕后关闭排渣阀(12)；然后打开纯水液封阀(11)对凯膜过滤器(1)进行纯水冲洗，冲洗完毕后关闭纯水液封阀(11)；然后打开排渣阀(12)再次对凯膜过滤器(1)进行排渣，排渣完毕后关闭排渣阀(12)；

S3、打开进酸阀(13)，通过启动盐酸泵(3)向凯膜过滤器(1)内注入盐酸溶液，同时打开盐酸溢流阀(20)以排放过量的盐酸溶液，根据盐酸储罐(2)液位变化控制停盐酸泵(3)并关闭进酸阀(13)；

S4、打开鼓泡阀(15)对凯膜过滤器(1)进行鼓泡，并通过摄像头观察鼓泡情况，根据鼓泡情况调节鼓泡阀(15)的阀门开度，鼓泡完毕后关闭鼓泡阀(15)及盐酸溢流阀(20)；然后打开排酸阀(14)对凯膜过滤器(1)进行排酸，根据盐酸储罐(2)液位变化控制排酸阀(14)，直至盐酸储罐(2)恢复至酸洗前液位，关闭排酸阀(14)；

S5、打开纯水液封阀(11)对凯膜过滤器(1)进行纯水冲洗，冲洗完毕后关闭纯水液封阀(11)；然后打开排渣阀(12)将凯膜过滤器(1)内的冲洗水排净，之后关闭排渣阀(12)；然后打开排气泄压阀(19)、进料阀(17)、不合格盐水回流阀(18)，通过排气泄压阀(19)对凯膜过滤器(1)进行泄压，以平衡凯膜过滤器(1)的内部压力，泄压完毕后关闭排气泄压阀(19)，通过进料阀(17)进入凯膜过滤器(1)的盐水通过不合格盐水回流阀(18)排至化盐水储槽重新化盐；

S6、对凯膜过滤器(1)内的盐水进行取样化验，化验合格后关闭进料阀(17)和不合格盐水回流阀(18)，酸洗结束。