CN109375529A - 一种水路危化品运输泄漏污染事故仿真装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种水路危化品运输泄漏污染事故仿真装置，包括实验玻璃箱，实验玻璃箱包括箱体和上盖，上盖设有空气检测口、温度检测口、紫外线灯口、进风口、出风口、危险品投放口和液位检测口，箱体的一个侧面上设有采样口，箱体的底面设有排污口和底部采样口，上盖和箱体之间通过法兰密封连接，空气检测口处设有空气分析传感器，温度检测口处设有第一温度传感器，用于检测水温，进风口与送风模拟单元相连，出风口与排风模拟单元相连，危险品投放口处设有危化品投放单元，采样口处连接采样单元，上盖还设有第二温度传感器和压力传感器，第二温度传感器用于测量箱体内的空气温度。
Description
技术领域
本发明属于仿真设备领域，尤其是一种水路危化品运输泄漏污染事故仿真装置。
背景技术
危化品内河水上运输是化工生产、社会生活的一个重要组成部分。因内河水路运输具有运量大、运距远、运费低等特点,因此内河水路运输在危化品各种运输方式中占有相当大的比例。因危化品具有怕水、怕热、怕撞击、易燃、易爆、腐蚀、毒害等特性,使其导致发生事故的因素、事故频率以及处置难度明显增加。近年来，危化品水路运输量逐年递增，如何应对危化品水路运输泄漏突发情况，最大限度减少污染，防止泄漏物对当地水质、大气、土壤以及周边环境影响显得至关重要。
发明内容
本发明的主要目的是通过设计一套新型内河危化品运输泄漏事故模拟装置，模拟并监测事故过程中，泄漏污染物在内河环境中，包括大气、水体内的扩散过程。采用的技术方案如下：
一种水路危化品运输泄漏污染事故仿真装置，所述仿真装置包括实验玻璃箱和PLC，实验玻璃箱包括箱体和上盖，上盖设有空气检测口、温度检测口、紫外线灯口、进风口、出风口、危险品投放口和液位检测口，箱体的一个侧面上设有采样口，箱体的底面设有排污口和底部采样口，上盖和箱体之间通过法兰密封连接，空气检测口处设有空气分析传感器，温度检测口处设有第一温度传感器，用于检测水温，进风口与送风模拟单元相连，出风口与排风模拟单元相连，危险品投放口处设有危化品投放单元，采样口处连接采样单元，上盖还设有第二温度传感器和压力传感器，第二温度传感器用于测量箱体内的空气温度。
进一步的，PLC与实验玻璃箱上的传感器、危化品投放单元、模拟单元和采样单元相连，用于发送控制指令
进一步的，PLC还用于采集实验数据。
进一步的，危化品投放单元包括注射泵和兰格定量泵，泵通过螺纹或法兰与危险品投放口相连。
进一步的，排污口处设有高压耐腐蚀泵，高压耐腐蚀泵通过耐腐蚀管道连接吸附式过滤罐，耐腐蚀管道上设有耐腐蚀阀。
进一步的，采样单元包括兰格泵头，兰格泵头通过螺纹或法兰与采样口相连，通过步进电机控制兰格泵头。
进一步的，进风口还连接进风管路，进风管路位于实验玻璃箱内部，进风管路呈T型结构，进风管路水平方向的风管设有8个孔洞，所有孔洞面积累加与进风管路内径面积相等。
进一步的，可以根据试验需求在纵向调节进风管路的位置。
进一步的，上盖设有还设有清洗液进口和冲洗口，冲洗口与冲洗单元相连。
进一步的，冲洗单元包括高压水泵，高压水泵连接若干喷头。
进一步的，出风口处还设有过滤装置，并通过管道连接高压风机，高压风机连接废气处理罐。
进一步的，PLC通过变频器控制高压风机对实验系统进行供风，同时控制另外一部高压风机通过实验玻璃箱上的出风口对系统进行抽气排风。
进一步的，实验玻璃箱的尺寸为长1200mm，宽600mm，高800mm，箱体和上盖采用耐腐蚀加胶钢化玻璃，玻璃的厚度大于等于10mm，箱体一个侧面上设有三组采样口，每组采样口包括3个口，三组采样口分别位于55mm、200mm和400mm处。
进一步的，实验玻璃箱的开口处通过密封胶进一步密封，安装完成后实验玻璃箱为全封闭结构。
进一步的，所述实验玻璃箱放置在推车上，椎车称重面采用其特征在于，所述实验玻璃箱放置在推车上，椎车称重面采用20×20 4槽标准框架型材，并配有低重心水平调节轮，调节轮设有固定装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.提出一种内河危化品运输泄漏事故模拟装置，该装置可以通过自动投放装置向水箱内加入定量的危化品，并通过实验玻璃箱上的装置模拟内河的大气及水文环境，模拟危化品在环境中的迁移转化过程，通过各项传感器实时监测水体及危化品的环境行为，采集的温度、液位、成分等数据汇总到可编程控制器。
2.仿真实验结束后该装置可进行自动排污，自动清洗以及简单的废气废液处理。
3.针对不同污染物泄漏参数建立数据库，便于进行环境事故分析及事故应急预案的科学制定。
4.本发明相比较于传统的单一的实验装置，可模拟多种不同自然环境，通过紫外灯开关及强度调节实现不同光照条件，通过调节风机转速实现不同风速，通过设定不同液位高度实现不同水深条件。
附图说明
图1是实施例中仿真设备侧视图；
图2是实施例中仿真设备上盖示意图；
图3是实施例中带有采样口一侧箱体结构示意图；
图4是实施例中仿真设备仰视图。
附图标记说明：
箱体-1，上盖-2，紫外线灯-3，空气分析传感器-4，第一温度传感器-5，喷头-6，进风管-7，第一采样单元-8，第二采样单元-9，推车-10，第三采样单元-11，排污口-12,介质恒温控制口-13，清洗液进口-14，出风口-15，液位/水温检测口-16，大气压力/空气温度检测口-17，空气中危化品浓度检测口-18，危化品投放单元进口-19，进水口-20，进风口-21，第一采样口-22，第二采样口-23，第三采样口-24，底部采样口-25。
具体实施方式
如图1至图4所示，本实施例中，提出的内河危化品运输泄漏污染事故仿真装置包括实验玻璃箱，箱体的尺寸为1200mm，宽600mm，高800mm，实验玻璃箱采用耐腐蚀加胶钢化玻璃制成，玻璃的厚度为15mm。实验玻璃箱分为箱体1和上盖2，上盖2设有清洗液进口14，出风口15，液位/水温检测口16，大气压力/空气温度检测口17，空气中危化品浓度检测口18，危化品投放单元进口19，进水口20，进风口21，箱体的一个侧面上设有第一采样口22，第二采样口23，第三采样口24，三组采样口分别位于55mm、200mm处和400mm处，其中第一采样口22为预留采样口，第二采样口23，第三采样口24处设有第二采样单元9和第一采样单元8，箱体的底面设有介质恒温控制口13、底部采样口25和排污口12，底部采样口25处设有第三采样单元11，上盖2和箱体1之间通过法兰密封连接，并加有二级密封圈。
其中空气中危化品浓度检测口18内径为20mm，通过聚四氟乙烯管道连接空气分析传感器4；液位/水温检测口16处设有第一温度传感器，用于检测水温；进水口20处设有进水管，进水管上设有进水阀门，进水阀门与PLC相连；进风口21与送风模拟单元相连，出风口15与排风模拟单元相连，其中出风口16处还设有过滤装置，并连接有3个废气处理罐，送风与排风模拟单元中的执行机构为高压风机，控制机构为PLC和变频器，送排风模拟单元用于调节实验玻璃箱中的气压，送、排风模拟单元中，设置在试验箱外部的进风管和出风管采用PVC软管，在实验箱体内部的进风管7采用硬质PVC管，进风管路呈T型结构，进风管路水平方向的风管设有8个孔洞，所有孔洞面积累加与进风管路内径面积相等，保证管道内风速与实验箱内8个进风空的风速相同，实验时，PLC同时控制送、排风模拟单元，以保证箱体1内部压力基本处于恒定状态；危化品投放单元进口19处设有危化品投放单元，危化品投放单元包括注射泵和兰格定量泵，注射泵用于一次性投放危化品，兰格定量泵用于进行定量投放，投样口内径25mm；采样口处连接采样单元，采样单元为兰格泵头，通过步进电机控制兰格泵头；上盖2上连接若干紫外线灯3，用于模拟内河在大气下阳光直射的情况，紫外线灯3具有防爆功能，紫外线灯3的连通时间可控；排污口21处设有高压耐腐蚀泵，高压耐腐蚀泵通过耐腐蚀管道连接3个吸附式过滤罐，耐腐蚀管道上设有耐腐蚀阀；冲洗口15与冲洗单元相连，冲洗单元包括高压水泵，高压水泵连接若干喷头；上盖2设有第二温度传感器和压力传感器，第二温度传感器用于测量危化品在挥发过程中气态空间温度变化，压力传感器用于测量大气压，目的为保证实验箱体内供风/排风系统正常，进而使内部风速保持不变。
PLC控制器用于控制仿真装置上的电子设备，本实施例中采用具有PTO功能的西门子PLC控制器进行控。此外仿真装置还包括数据显示单元和电气控制柜和数据库。
开始实验时，首先设定液位高度，然后打开进水阀向箱体中注入自来水，达到设定值时PLC控制进水阀自动关闭；通过PLC远程控制设定进风口21的风速，启动送风模拟单元中的风机；开启兰格定量泵向实验箱内投放实验用定量危化品，投放完毕后关闭投放口阀门；危化品进入箱体后，在风力作用下沿下风向漂移扩散，空气分析传感器4持续检测并记录空气中危化品的浓度，直至实验过程结束；通过PLC远程控制开启采样口位置阀门，启动兰格泵头进行取样，STEP步进电机驱动控制泵头进行转动，取样完毕后关闭步进电机；样品提取完毕后，针对不同危化品种类选择对应的检测方法进行浓度检测。实验完毕后，开启排水泵将实验用水排放至吸附式过滤罐进行处理后再派送至废液处理车。箱体清空后开启冲洗单元中的高压水泵，对箱体内壁进行冲洗，设定清洗时间。清洗完毕后关闭清洗单元高压水泵，开启排水泵对清洗后用水进行废水处理过程。清洗完毕后关闭送风及排风风机，关闭所有阀门。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的技术原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此解释，本领域内的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其他具体实施方式都将落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种水路危化品运输泄漏污染事故仿真装置，其特征在于，所述仿真装置包括实验玻璃箱和PLC，实验玻璃箱包括箱体和上盖，上盖设有空气检测口、温度检测口、进风口、出风口、危险品投放口和液位检测口，箱体的一个侧面上设有采样口，箱体的底面设有排污口和底部采样口，上盖和箱体之间通过法兰密封连接，空气检测口处设有空气分析传感器，温度检测口处设有第一温度传感器，用于检测水温，进风口与送风模拟单元相连，出风口与排风模拟单元相连，危险品投放口处设有危化品投放单元，采样口处连接采样单元，上盖还设有第二温度传感器、压力传感器和紫外线灯，第二温度传感器用于测量箱体内的空气温度，PLC与实验玻璃箱上的传感器、危化品投放单元、送风模拟单元、排风模拟单元、采样单元相连。
2.如权利要求1所述一种水路危化品运输泄漏污染事故仿真装置，其特征在于，危化品投放单元包括注射泵和兰格定量泵，注射泵或兰格定量泵通过螺纹或法兰与危险品投放口相连。
3.如权利要求1所述一种水路危化品运输泄漏污染事故仿真装置，其特征在于，排污口处设有高压耐腐蚀泵，高压耐腐蚀泵通过耐腐蚀管道连接吸附式过滤罐，耐腐蚀管道上设有耐腐蚀阀。
4.如权利要求1所述一种水路危化品运输泄漏污染事故仿真装置，其特征在于，采样单元包括兰格泵头和步进电机，兰格泵头通过螺纹或法兰与采样口相连，步进电机用于执行PLC发送的指令，以带动兰格泵头旋转。
5.如权利要求1所述一种水路危化品运输泄漏污染事故仿真装置，其特征在于，进风口还连接进风管路，进风管路位于实验玻璃箱内部，进风管路呈T型结构，进风管路水平方向的风管设有8个孔洞，所有孔洞面积累加与进风管路内径面积相等。
6.如权利要求1所述一种水路危化品运输泄漏污染事故仿真装置，其特征在于，上盖设有还设有清洗液进口和冲洗口，冲洗口与冲洗单元相连。
7.如权利要求6所述一种水路危化品运输泄漏污染事故仿真装置，其特征在于，冲洗单元包括高压水泵，高压水泵连接若干喷头。
8.如权利要求1所述一种水路危化品运输泄漏污染事故仿真装置，其特征在于，出风口处还设有过滤装置，并通过管道连接高压风机，高压风机连接废气处理罐。
9.如权利要求1所述一种水路危化品运输泄漏污染事故仿真装置，其特征在于，实验玻璃箱的尺寸包括长1200mm，宽600mm，高800mm，箱体和上盖采用耐腐蚀加胶钢化玻璃，玻璃的厚度大于等于10mm，箱体一个侧面上设有三组采样口，每组采样口包括3个口，每组采样口中的三个口位于同一水平高度。
10.如权利要求1所述一种水路危化品运输泄漏污染事故仿真装置，其特征在于，所述实验玻璃箱放置在推车上，椎车称重面采用20×20 4槽标准框架型材，并配有低重心水平调节轮，调节轮设有固定装置。
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