CN106186253A - 一种基于软测量技术的废水中和自动控制方法 - Google Patents
一种基于软测量技术的废水中和自动控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于软测量技术的废水中和自动控制方法,包括下述步骤:通过DCS或PLC系统可以获取涉及计算相关的中和池液位、中和池pH值、酸高位槽液位和碱高位槽液位数据,酸/碱高位槽的距离,加酸/碱开关阀的高度可以量出,加酸/碱开关阀的液阻可通过阀门厂家提供计算书算出;通过进酸/碱量模型的建立,计算出中和池中液体物质的量,来确定进酸/碱量。本发明采用科学的计算方法,对加高纯酸高纯碱有了定量的严格控制,节省能源、节约成本。
Description
技术领域
本发明公开了一种基于软测量技术的废水中和自动控制系统,主要涉及废水中和控制技术领域。
背景技术
水中和处理方法是工业中常见的处理废水的一种方法。它利用中和作用处理废水,使酸性废水中的H+与外加OH-,或使碱性废水中的OH-与外加的H+相互作用,生成弱解离的水分子,同时生成可溶解或难溶解的其它盐类,从而消除它们的有害作用。
在实际生产过程中,出于设备成本的考虑,废水中和系统无加酸加碱流量仪表,一般采用酸高位槽、碱高位槽,通过控制开关阀进行加酸加碱量的控制,整个中和过程主要依靠操作员凭经验进行手动控制,而无法实现自动控制。但是,采用手动控制会出现,经验丰富的操作员会控制的好一些,经验差的操作员控制的效果比较差,这样一来,就会造成中和过程控制的不稳,和高纯酸高纯碱的浪费。
发明内容
本发明的目的,是提供了一种基于软测量技术的废水中和控制方法,能在无加酸加碱流量仪表的条件下,实现废水中和的自动控制。
采用的技术方案是:
一种基于软测量技术的废水中和自动控制方法,该控制方法所用的设备,包括中和池、酸高位槽、碱高位槽、循环泵、空压机和DCS或PLC控制器,酸高位槽通过第一管路与中和池连接,第一管路上装设有第一电磁阀,碱高位槽通过第二管路与中和池连接,第二管路上装设有第二电磁阀。循环泵的进液口通过第三管路与中和池连接。循环泵的出液口通过第四管路进入外设的污水处理系统,同时经第五管路返回中和池。第四管路上装设有第三电磁阀或手动阀,第五管路上装设有第四电磁阀或手动阀。空压机通过第六管路伸入到中和池的底部,第六管路位于中和池内的部分上开设有多个出气孔,当通入高压气体时,产生爆气作用,有利于酸碱中和。
DCS或PLC控制器经I/0卡件通过导线分别与酸高位槽液位检测仪、碱高位槽液位检测仪、中和池液位检测仪、中和池PH检测仪连接。循环泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀连接。
本发明的废水中和自动控制方法,包括下述步骤:
通过DCS或PLC系统可以获取涉及计算相关的中和池液位、中和池pH值、酸高位槽液位和碱高位槽液位数据,酸/碱高位槽的距离,加酸/碱开关阀的高度可以量出,加酸/碱开关阀的液阻可通过阀门厂家提供计算书算出。
第1步:进酸进碱流量模型建立
进酸流量模型
式中为加酸流量;为酸高位槽中酸液位距离开关阀的垂直高度;为酸高位底部距离开关阀的垂直高度;为酸高位槽中酸液位;为液阻。
可以在现场直接测得,通过液位测量仪表16进行实时测量;液阻通过参照阀门设计书可以求得。
进碱流量模型
式中为加碱流量;为碱高位槽中碱液位距离开关阀的垂直高度;为碱高位底部距离开关阀的垂直高度;为碱高位槽中酸液位;为液阻。
第2步:计算出中和池中液体物质的量
酸性时:
碱性时:
式中为中和池中液体酸物质的量浓度;为中和池液体的pH值; 为中和池中液体酸物质的量;为中和池液体的体积;为中和池液体的液位; 为中和池中液体碱物质的量浓度; 为中和池中液体碱物质的量;为中和池液体体积与液位的关系式。
通过现场pH检测仪表AI101进行实时测量,通过液位检测仪表LI103进行实时测量。
第3步:进酸进碱量的计算
进酸量计算
需要进多少酸量,依据中和池中碱物质的量,求取加酸量,则有
酸高位槽中的酸为标准溶液,所以为已知量。
进碱量计算
碱高位槽中的碱为标准溶液,所以为已知量。
为加酸体积;为酸高位槽物质的量浓度;为酸高位槽pH值;T1为中和池加酸时间。
为加碱体积;为碱高位槽物质的量浓度;为碱高位槽pH值;
T2为中和池加酸时间。
第4步:废液酸碱中和控制过程
①判断中和池液位是否达到最高设定值,未达到设定值一直等待,若达到设定值进入②;
②启动循环泵;
③循环时间设定并开始计时;
④开始检测中和池pH值;
⑤判断循环时间是否结束,循环时间未结束不进行中和池pH值的判定,若循环时间结束,进入到⑥;
⑥判断中和池pH值是否正常,pH值若正常,则打开废液排放阀,直到液位达到最低设定值,回到程序的开始;若pH不正常则进入⑦;
⑦结合第二步中的模型,计算出中和池液体酸/碱物质量浓度,计算完成后进入⑧;
⑧结合第一步和第三步中的模型,根据⑦计算的结果,计算出加酸或加碱的量,最后计算出开阀的时间;
⑨打开进酸或进碱阀,直到计时结束,关闭进酸进碱阀,回到③,即完成中和池废水的中和处理。
本发明的优点在于:
本发明采用科学的计算方法,对加高纯酸高纯碱有了定量的严格控制,这样生产环节中能够更精确而简便地完成操作,对人员水平要求降低,节省能源、节约成本,为工业生产中的大规模生产提供了保障。
附图说明
图1是本发明的废水中和工艺流程图。
图2是本发明的废水中和控制系统结构图。
图3是本发明的废水中和自控程序流程图。
具体实施方式
一种基于软测量技术的废水中和自动控制方法,该控制方法所用的设备,包括中和池1、酸高位槽2、碱高位槽3、循环泵4、空压机5和DCS或PLC控制器6,酸高位槽2通过第一管路7与中和池1连接,第一管路7上装设有第一电磁阀8,碱高位槽3通过第二管路9与中和池1连接,第二管路9上装设有第二电磁阀10。循环泵4的进液口通过第三管路与中和池1连接。循环泵4的出液口通过第四管路11进入外设的污水处理系统,同时经第五管路12返回中和池1。第四管路11上装设有第三电磁阀或手动阀13,第五管路12上装设有第四电磁阀或手动阀14。空压机5通过第六管路15伸入到中和池1的底部,第六管路15位于中和池1内的部分上开设有多个出气孔,当通入高压气体时,产生爆气作用,有利于酸碱中和。
DCS或PLC控制器6经I/0卡件20通过导线分别与酸高位槽液位检测仪16、碱高位槽液位检测仪17、中和池液位检测仪18、中和池PH检测仪19连接。循环泵4、第一电磁阀8、第二电磁阀10、第三电磁阀13和第四电磁阀14连接。
本发明的废水中和自动控制方法,包括下述步骤:
通过DCS或PLC系统可以获取涉及计算相关的中和池液位、中和池pH值、酸高位槽液位和碱高位槽液位数据,酸/碱高位槽的距离,加酸/碱开关阀的高度可以量出,加酸/碱开关阀的液阻可通过阀门厂家提供计算书算出。
第1步:进酸进碱流量模型建立
进酸流量模型
式中为加酸流量;为酸高位槽中酸液位距离开关阀的垂直高度;为酸高位底部距离开关阀的垂直高度;为酸高位槽中酸液位;为液阻。
可以在现场直接测得,通过液位测量仪表16进行实时测量;液阻通过参照阀门设计书可以求得。
进碱流量模型
式中为加碱流量;为碱高位槽中碱液位距离开关阀的垂直高度;为碱高位底部距离开关阀的垂直高度;为碱高位槽中酸液位;为液阻。
第2步:计算出中和池中液体物质的量。
酸性时:
碱性时:
式中为中和池中液体酸物质的量浓度;为中和池液体的pH值; 为中和池中液体酸物质的量;为中和池液体的体积;为中和池液体的液位; 为中和池中液体碱物质的量浓度; 为中和池中液体碱物质的量;为中和池液体体积与液位的关系式。
通过现场pH检测仪表AI101进行实时测量,通过液位检测仪表LI103进行实时测量。
第3步:进酸进碱量的计算
进酸量计算
需要进多少酸量,依据中和池中碱物质的量,求取加酸量,则有
酸高位槽中的酸为标准溶液,所以为已知量。
进碱量计算
碱高位槽中的碱为标准溶液,所以为已知量。
为加酸体积;为酸高位槽物质的量浓度;为酸高位槽pH值;T1为中和池加酸时间。
为加碱体积;为碱高位槽物质的量浓度;为碱高位槽pH值;
T2为中和池加酸时间。
第4步:废液酸碱中和控制过程:
①判断中和池液位是否达到最高设定值,未达到设定值一直等待,若达到设定值进入②;
②启动循环泵;
③循环时间设定并开始计时;
④开始检测中和池pH值;
⑤判断循环时间是否结束,循环时间未结束不进行中和池pH值的判定,若循环时间结束,进入到⑥;
⑥判断中和池pH值是否正常,pH值若正常,则打开废液排放阀,直到液位达到最低设定值,回到程序的开始;若pH不正常则进入⑦;
⑦结合第二步中的模型,计算出中和池液体酸/碱物质量浓度,计算完成后进入⑧;
⑧结合第一步和第三步中的模型,根据⑦计算的结果,计算出加酸或加碱的量,最后计算出开阀的时间;
⑨打开进酸或进碱阀,直到计时结束,关闭进酸进碱阀,回到③,即完成中和池废水的中和处理。
Claims (2)
1.一种基于软测量技术的废水中和自动控制方法,该控制方法所用的设备,包括中和池(1)、酸高位槽(2)、碱高位槽(3)、循环泵(4)、空压机(5)和DCS或PLC控制器(6),酸高位槽(2)通过第一管路(7)与中和池(1)连接,第一管路(7)上装设有第一电磁阀(8),碱高位槽(3)通过第二管路(9)与中和池(1)连接,第二管路(9)上装设有第二电磁阀(10);循环泵(4)的进液口通过第三管路与中和池(1)连接;循环泵(4)的出液口通过第四管路(11)进入外设的污水处理系统,同时经第五管路(12)返回中和池(1);第四管路(11)上装设有第三电磁阀或手动阀(13),第五管路(12)上装设有第四电磁阀或手动阀(14);空压机(5)通过第六管路(15)伸入到中和池(1)的底部,第六管路(15)位于中和池(1)内的部分上开设有多个出气孔;
DCS或PLC控制器(6)经I/0卡件(20)通过导线分别与酸高位槽液位检测仪(16)、碱高位槽液位检测仪(17)、中和池液位检测仪(18)、中和池PH检测仪(19)连接;循环泵(4)、第一电磁阀(8)、第二电磁阀(10)、第三电磁阀(13)和第四电磁阀(14)连接;
废水中和自动控制方法,其特征在于,包括下述步骤:
通过DCS或PLC系统可以获取涉及计算相关的中和池液位、中和池pH值、酸高位槽液位和碱高位槽液位数据,酸/碱高位槽的距离,加酸/碱开关阀的高度可以量出,加酸/碱开关阀的液阻可通过阀门厂家提供计算书算出;
通过进酸/碱量模型的建立,计算出中和池中液体物质的量,来确定进酸/碱量。
2.根据权利要求1所述的一种基于软测量技术的废水中和自动控制方法,其特征在于:
第1步:进酸进碱流量模型建立
进酸流量模型
式中为加酸流量;为酸高位槽中酸液位距离开关阀的垂直高度;为酸高位底部距离开关阀的垂直高度;为酸高位槽中酸液位;为液阻;
可以在现场直接测得,通过液位测量仪表16进行实时测量;液阻通过参照阀门设计书可以求得;
进碱流量模型
式中为加碱流量;为碱高位槽中碱液位距离开关阀的垂直高度;为碱高位底部距离开关阀的垂直高度;为碱高位槽中酸液位;为液阻;
第2步:计算出中和池中液体物质的量
酸性时:
碱性时:
式中为中和池中液体酸物质的量浓度;为中和池液体的pH值;为中和池中液体酸物质的量;为中和池液体的体积;为中和池液体的液位;为中和池中液体碱物质的量浓度;为中和池中液体碱物质的量;为中和池液体体积与液位的关系式;
通过现场pH检测仪表AI101进行实时测量,通过液位检测仪表LI103进行实时测量;
第3步:进酸进碱量的计算
进酸量计算
需要进多少酸量,依据中和池中碱物质的量,求取加酸量,则有
酸高位槽中的酸为标准溶液,所以为已知量;
进碱量计算
碱高位槽中的碱为标准溶液,所以为已知量;
为加酸体积;为酸高位槽物质的量浓度;为酸高位槽pH值;T1为中和池加酸时间;
为加碱体积;为碱高位槽物质的量浓度;为碱高位槽pH值;
T2为中和池加酸时间;
第4步:废液酸碱中和控制过程
①判断中和池液位是否达到最高设定值,未达到设定值一直等待,若达到设定值进入②;
②启动循环泵;
③循环时间设定并开始计时;
④开始检测中和池pH值;
⑤判断循环时间是否结束,循环时间未结束不进行中和池pH值的判定,若循环时间结束,进入到⑥;
⑥判断中和池pH值是否正常,pH值若正常,则打开废液排放阀,直到液位达到最低设定值,回到程序的开始;若pH不正常则进入⑦;
⑦结合第二步中的模型,计算出中和池液体酸/碱物质量浓度,计算完成后进入⑧;
⑧结合第一步和第三步中的模型,根据⑦计算的结果,计算出加酸或加碱的量,最后计算出开阀的时间;
⑨打开进酸或进碱阀,直到计时结束,关闭进酸进碱阀,回到③,即完成中和池废水的中和处理。
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