CN109482046A - 一种用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置，包括壳体、抽吸/曝气模块、监测警报模块、等离子体废气净化模块、通讯/控制/供电模块、伸缩管路与线缆、数据处理终端：的抽吸/曝气模块、监测警报模块、等离子体废气净化模块以及通讯/控制/供电模块均集成于壳体内部或与壳体紧密结合；数据处理终端和交流电源通过伸缩管路与线缆和壳体及其内部各个模块连接起来。可以实现对污泥井井下危险气体的智能化监测与净化处理，降低污泥井检修过程的安全风险，提升污泥井检修的工作效率，最大程度上保障检修人员的生命安全与健康。
Description
技术领域
本发明涉及一种环境安全保障设备，尤其涉及一种用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置。
背景技术
焦化厂炼焦生产过程中会产生大量含有毒有害物质的废水，其中，氰化物、硫氰化物、酚类、单环和多环芳香族化合物等物质是主要的难降解污染物。焦化酚氰废水经过一系列废水处理工艺处理后，多种污染物质从废水中被分离出来，富集于废水处理过程产生的污泥中，形成酚氰废水污泥，这些污泥通常被存储于污泥井中，用于污泥回流或等待后续进一步处理。酚氰废水污泥存储期间，需要对污泥井进行定期的人工检查、维修作业，以保障污泥井的正常运行。
酚氰废水污泥中含有大量的氰化物、硫氰化物、酚类等污染物，在存放过程中，经过一系列复杂的物理变化、化学反应以及微生物的生化作用，产生HCN、H2S、挥发酚等易燃、易爆、剧毒气体，在污泥井中可以长时间维持较高的浓度，若未经监测与适当处理，极有可能引发火灾、爆炸、中毒等安全事故，严重威胁污泥井检修人员的生命安全。
目前，污泥井检修作业前一般采用鼓风机进行充分通风，并为下井作业的检修人员配备防毒面具、有毒气体检测仪等辅助安保装备，这些安全保障措施虽然能一定程度降低检修过程的安全风险，但是流程较为繁琐，对于安全风险的把控也难以做到实时精确、不失毫厘，依然无法最大程度地保障检修人员的生命安全与健康。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置，包括壳体、抽吸/曝气模块、监测警报模块、等离子体废气净化模块、通讯/控制/供电模块、伸缩管路与线缆、数据处理终端：
所述的抽吸/曝气模块、监测警报模块、等离子体废气净化模块以及通讯/控制/供电模块均集成于壳体内部或与壳体紧密结合；
所述的数据处理终端和交流电源通过伸缩管路与线缆和壳体及其内部各个模块连接起来。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置，可以实现对污泥井井下危险气体的智能化监测与净化处理，降低污泥井检修过程的安全风险，提升污泥井检修的工作效率，最大程度上保障检修人员的生命安全与健康。
附图说明
图1为本发明实施例提供的用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置结构示意图。
图2为本发明实施例的抽吸/曝气模块结构示意图。
图3为本发明实施例的等离子体废气净化模块结构示意图。
图4为本发明实施例的控制系统逻辑关系示意图。
图中，1壳体，2主通讯/控制/供电中枢，3副通讯/控制/供电中枢，4抽吸/曝气模块，5等离子体废气净化模块，6直流稳压电源，7毒性气体传感器，8易燃爆气体传感器，9水位传感器，10红外摄像头，11伸缩管路，12伸缩管金属接头，13通讯线缆，14供电线缆，15支撑钢缆，16数据处理终端，17交流电源，401抽吸/曝气模块进气口，402空气压缩机，403空压机出气口，404三通阀，405三通电磁阀，406曝气头，407曝气头，501等离子体发生器壳体，502等离子体发生器进气口，503等离子体发生器出气口，504高压放电电极，505低压放电电极，506螺线圈，507绝缘塞，508排气管路。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置，其较佳的具体实施方式是：
包括壳体、抽吸/曝气模块、监测警报模块、等离子体废气净化模块、通讯/控制/供电模块、伸缩管路与线缆、数据处理终端：
所述的抽吸/曝气模块、监测警报模块、等离子体废气净化模块以及通讯/控制/供电模块均集成于壳体内部或与壳体紧密结合；
所述的数据处理终端和交流电源通过伸缩管路与线缆和壳体及其内部各个模块连接起来。
所述壳体材质为高强度不锈钢，内外表面喷涂绝缘漆与防静电漆，壳体形状为圆筒形，壳壁上多处开有管路外接口与监测设备外接口，底部密封，顶部设置金属伸缩管接口，壳体尺寸为外径300mm，内径240mm，壁厚30mm，高度800mm。
所述伸缩管路与线缆由不锈钢伸缩管、金属接头、供电线缆、通信线缆、支撑钢缆组成，供电线缆、通信线缆、支撑钢缆均布置于不锈钢伸缩管内部，两端均与金属接头固定连接，支撑钢缆起辅助支撑作用，伸缩管一端金属接头与壳体金属接口连接，供电线缆和通信线缆通过该金属接头和壳体金属接口内接壳体内部通讯/控制/供电模块，另一端通过另一个金属接头外接数据处理终端和交流电源。
所述的通讯/控制/供电模块包括主通讯/控制/供电中枢、副通讯/控制/供电中枢以及连接线路，所述主通讯/控制/供电中枢通过通讯线缆和供电线缆与外界的数据处理终端及交流电源连接，外接交流电源为主通讯/控制/供电中枢供电，主通讯/控制/供电中枢为抽吸/曝气模块、等离子体废气净化模块以及副通讯/控制/供电中枢供电，副通讯/控制/供电中枢为监测警报模块供电，数据处理终端接收来自主通讯/控制/供电中枢处理得到的信息，通过反控软件实现对主通讯/控制/供电中枢的控制，主通讯/控制/供电中枢接收来自数据处理终端的指令和来自副通讯/控制/供电中枢处理得到的监测数据，对副通讯/控制/供电中枢、抽吸/曝气模块和等离子体废气净化模块进行智能化控制。
所述的监测警报模块包括水位传感器、红外摄像头、易燃爆气体传感器、毒性气体传感器组成，水位传感器固定于壳体下部外侧，传感器底面距壳体底面垂直距离为80mm，红外摄像头两颗对称分布固定于壳体下部外侧，镜头朝向下方，镜头平面距壳体底面垂直距离为207mm，易燃爆气体传感器和毒性气体传感器各一台对称分布镶嵌于壳体中下部两侧，传感器探测头位于壳体外侧，传感器数据处理模块位于壳体内部，传感器水平中轴线距壳体底面垂直距离为328mm，水位传感器、红外摄像头、易燃爆气体传感器和毒性气体传感器均通过线路与副通讯/控制/供电中枢连接，受副通讯/控制/供电中枢供电开关控制，采集的数据发送至副通讯/控制/供电中枢统一处理。
所述的抽吸/曝气模块由进气口、空气压缩机、气体管路、三通阀、三通电磁阀、曝气头组成，进气口布置于壳体中下部，与空气压缩机进气口连接，进气口中轴线距壳体底面垂直距离为225.5mm，空气压缩机固定于壳体内部，压缩机出气口通过气体管路和三通阀竖直方向连接，三通阀水平方向一侧连接一个曝气头，另一侧与三通电磁阀水平方向一侧连接，三通电磁阀水平方向另一侧连接另一个曝气头，竖直方向与等离子体废气净化模块的进气口连接，空气压缩机、三通电磁阀开关受主通讯/控制/供电中枢控制。
所述的等离子体废气净化模块包括等离子体发生器壳体、进气口、出气口、绝缘塞、高压极、低压极、螺线圈、直流稳压电源组成，等离子体发生器壳体为石英管，外径70mm、壁厚2mm、长度400mm，进气口位于壳体底部中心，通过气体管路与三通电磁阀竖直接口连接，出气口位于壳体顶部一侧，外接排气管路，等离子体发生器两端配置绝缘塞，最外层为低压放电电极，呈圆筒形，中心为高压放电电极，呈棒状或圆柱形，螺线圈均匀缠绕于低压放电电极上，螺线圈两端分别接直流稳压电源正负极，高压放电电极和低压放电电极分别接主通讯/控制/供电中枢提供的交流电火线与零线，等离子体发生器与直流稳压电源的开关均受主通讯/控制/供电中枢控制。
本发明的用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置，可以实现对污泥井井下危险气体的智能化监测与净化处理，降低污泥井检修过程的安全风险，提升污泥井检修的工作效率，最大程度上保障检修人员的生命安全与健康。
本发明具有以下优点和积极意义：
1.本发明在一体化防爆防中毒装置中同时集成了抽吸/曝气功能、监测警报功能、废气净化功能，实现了单一装置的多功能应用，适用于多种处置场景。
2.本发明涉及的装置在高度集成化的基础上具备小巧的体积，通过伸缩管路可以轻松实现装置的移动与调整，可以灵活应对现场情况。
3.本发明涉及的装置内部配置了智能化的通讯/控制/供电模块，辅以数据处理终端的反控软件，可以便捷实现对装置的智能化控制和对数据的精确分析。
4.本发明涉及的装置可以替代完成部分人工作业，减少检修人员下井处理的工作任务量，有效地降低现场处置安全风险。
具体实施例：
下面将结合附图对本发明涉及的技术方案作做一步说明，但显然本发明并不仅限于以下所描述的实施例。
如图1至图3所示，一种用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置，它包括壳体1，主通讯/控制/供电中枢2，副通讯/控制/供电中枢3，抽吸/曝气模块4，等离子体废气净化模块5，直流稳压电源6，毒性气体传感器7，易燃爆气体传感器8，水位传感器9，红外摄像头10，伸缩管路11，伸缩管金属接头12，通讯线缆13，供电线缆14，支撑钢缆15，数据处理终端16，交流电源17；所述的伸缩管路11通过伸缩管金属接头12与壳体1连接为一体，所述的支撑钢缆15通过两端连接伸缩管金属接头12内置于伸缩管路11内部，所述的数据处理终端16通过通讯线缆13与主通讯/控制/供电中枢2连接，所述的交流电源17通过供电线缆14与主通讯/控制/供电中枢2连接，所述的副通讯/控制/供电中枢3、抽吸/曝气模块4、等离子体废气净化模块5、直流稳压电源6通过线缆与主通讯/控制/供电中枢2连接，所述的毒性气体传感器7，易燃爆气体传感器8，水位传感器9，红外摄像头10通过线缆与副通讯/控制/供电中枢3连接，所述的抽吸/曝气模块4由抽吸/曝气模块进气口401、空气压缩机402、空压机出气口403、三通阀404、三通电磁阀405、曝气头406和曝气头407组成，所述的抽吸/曝气模块进气口401布置于壳体1上，与空气压缩机402通过气体管路连接，所述的三通阀404竖直方向接口通过气体管路与空压机出气口403连接，所述的三通阀404水平方向接口一端连接曝气头406，另一端连接三通电磁阀405的其中一个水平接口，所述的三通电磁阀405的另一个水平接口连接曝气头407，所述的三通电磁阀405的竖直方向接口通过气体管路连接等离子体废气净化模块5；所述的等离子体废气净化模块5由等离子体发生器壳体501，等离子体发生器进气口502，等离子体发生器出气口503，高压放电电极504，低压放电电极505，螺线圈506，绝缘塞507，排气管路508和直流稳压电源6组成，所述的等离子体发生器进气口502布置于等离子体发生器壳体501底部中心，通过气体管路与三通电磁阀405的竖直方向接口连接，所述的等离子体发生器出气口503布置于等离子体发生器壳体501顶部侧面，与排气管路508连接，所述的绝缘塞507布置于等离子体发生器两端，与低压放电电极505构成密闭结构，所述的高压放电电极504布置于等离子体发生器中轴线上，与绝缘塞507构成固定结构，所述的螺线圈506缠绕于低压放电电极505外侧，并通过线缆与直流稳压电源6的正负极连接。
本发明涉及的一种用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置，其实际工作流程如下：
如图4所示，所述的一种用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置，由技术人员完成数据处理终端16、交流电源17、伸缩管路11、伸缩管金属接头12、壳体1及其内部线缆的连接，采用人工或机械悬吊的方式支撑伸缩管路11，将装置悬吊进入污泥井中，通过数据处理终端16向主通讯/控制/供电中枢2发出指令，控制启动副通讯/控制/供电中枢3，控制启动毒性气体传感器7、易燃爆气体传感器8、水位传感器9及红外摄像头10，由副通讯/控制/供电中枢3收集并处理毒性气体传感器7、易燃爆气体传感器8、水位传感器9及红外摄像头10获取的图像或监测数据，而后上述数据经由主通讯/控制/供电中枢3处理并发送至数据处理终端16，根据水位传感器9和红外摄像头10获得的水位数据及图像数据，判断装置进入液面以下的深度，反馈至悬吊装置或技术人员，控制装置的下放深度，使液面浸没该装置至垂直方向距壳体1底面200mm，固定装置位置，此时，曝气头406和曝气头407没入液面下方，抽吸/曝气模块进气口401及红外摄像头10的镜面维持在液面上方，水位数据反馈至主通讯/控制/供电中枢3，由主通讯/控制/供电中枢3进行逻辑判断后，自行启动抽吸/曝气模块4中的空气压缩机402，通过抽吸/曝气模块进气口401开始抽吸并向装置内输送气体，三通电磁阀405默认开启水平方向的气体流通，关闭竖直方向的气体流通，此时，经空气压缩机402压缩后的气体经由三通阀404流向曝气头406或经由三通阀404和三通电磁阀405流向曝气头407，开始向污泥井中曝气，这一步的目的是帮助充分释放污泥液相中溶解性的有毒有害气体，使其充分扩散进入液面上方的气相中，并通过曝气的扰动作用使液面上方的气体混合均匀，在此过程中，持续关注毒性气体传感器7和易燃爆气体传感器8获取的监测数据，判断毒性气体和易燃爆气体的实时浓度，若易燃爆气体浓度超出等离子体废气净化模块5运行规定的浓度上限，则向数据处理终端16发送警报信息，并由主通讯/控制/供电中枢3进行逻辑判断，自行控制切断等离子体废气净化模块5的供电系统，此时，需要井外技术人员采用其他手段或方法(采用大功率气泵向井内通风等)稀释井内易燃爆气体的浓度至安全范围，当易燃爆气体浓度维持在安全范围内时，且易燃爆气体和毒性气体浓度基本稳定在一定浓度范围内时，由主通讯/控制/供电中枢3进行逻辑判断，控制三通电磁阀405启动竖直方向的气体流通，以及等离子体废气净化模块5的交流电路和直流稳压电源6，气体经气体管路和等离子体发生器进气口502进入等离子体发生器壳体501内，在高压放电电极504和低压放电电极505作用下电离产生大量电荷，并在螺线圈506通电后产生的磁场作用下充分偏转运动并与气体分子密集碰撞，产生更多的电荷，并随气体流动方向形成等离子体射流，在该过程中，毒性气体和易燃爆气体分子如HCN、H2S、挥发酚等在电离作用下充分反应，并进一步分解为无害的气体分子，经等离子体发生器出气口503和排气管路508排放重新进入周围环境中，从而实现对污泥井中毒性、易燃爆气体的持续降解净化，毒性气体传感器7和易燃爆气体传感器8持续监测气体浓度并反馈至主通讯/控制/供电中枢3和数据处理终端16，当毒性气体与易燃爆气体浓度降至检修作业规定的安全浓度以下并保持稳定时，由主通讯/控制/供电中枢3进行逻辑判断，向数据处理终端16发送通知信息，经技术人员确认后，发送关闭指令，停止装置各模块工作运转，由人工或机械悬吊装置回收整套装置至井外，而后由技术人员进行进一步的检修维护作业。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置，其特征在于，包括壳体、抽吸/曝气模块、监测警报模块、等离子体废气净化模块、通讯/控制/供电模块、伸缩管路与线缆、数据处理终端：
所述的抽吸/曝气模块、监测警报模块、等离子体废气净化模块以及通讯/控制/供电模块均集成于壳体内部或与壳体紧密结合；
所述的数据处理终端和交流电源通过伸缩管路与线缆和壳体及其内部各个模块连接起来。
2.如权利要求1所述的用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置，其特征在于，所述壳体材质为高强度不锈钢，内外表面喷涂绝缘漆与防静电漆，壳体形状为圆筒形，壳壁上多处开有管路外接口与监测设备外接口，底部密封，顶部设置金属伸缩管接口，壳体尺寸为外径300mm，内径240mm，壁厚30mm，高度800mm。
3.如权利要求1所述的用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置，其特征在于，所述伸缩管路与线缆由不锈钢伸缩管、金属接头、供电线缆、通信线缆、支撑钢缆组成，供电线缆、通信线缆、支撑钢缆均布置于不锈钢伸缩管内部，两端均与金属接头固定连接，支撑钢缆起辅助支撑作用，伸缩管一端金属接头与壳体金属接口连接，供电线缆和通信线缆通过该金属接头和壳体金属接口内接壳体内部通讯/控制/供电模块，另一端通过另一个金属接头外接数据处理终端和交流电源。
4.如权利要求1所述的用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置，其特征在于，所述的通讯/控制/供电模块包括主通讯/控制/供电中枢、副通讯/控制/供电中枢以及连接线路，所述主通讯/控制/供电中枢通过通讯线缆和供电线缆与外界的数据处理终端及交流电源连接，外接交流电源为主通讯/控制/供电中枢供电，主通讯/控制/供电中枢为抽吸/曝气模块、等离子体废气净化模块以及副通讯/控制/供电中枢供电，副通讯/控制/供电中枢为监测警报模块供电，数据处理终端接收来自主通讯/控制/供电中枢处理得到的信息，通过反控软件实现对主通讯/控制/供电中枢的控制，主通讯/控制/供电中枢接收来自数据处理终端的指令和来自副通讯/控制/供电中枢处理得到的监测数据，对副通讯/控制/供电中枢、抽吸/曝气模块和等离子体废气净化模块进行智能化控制。
5.如权利要求1所述的用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置，其特征在于，所述的监测警报模块包括水位传感器、红外摄像头、易燃爆气体传感器、毒性气体传感器组成，水位传感器固定于壳体下部外侧，传感器底面距壳体底面垂直距离为80mm，红外摄像头两颗对称分布固定于壳体下部外侧，镜头朝向下方，镜头平面距壳体底面垂直距离为207mm，易燃爆气体传感器和毒性气体传感器各一台对称分布镶嵌于壳体中下部两侧，传感器探测头位于壳体外侧，传感器数据处理模块位于壳体内部，传感器水平中轴线距壳体底面垂直距离为328mm，水位传感器、红外摄像头、易燃爆气体传感器和毒性气体传感器均通过线路与副通讯/控制/供电中枢连接，受副通讯/控制/供电中枢供电开关控制，采集的数据发送至副通讯/控制/供电中枢统一处理。
6.如权利要求1所述的用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置，其特征在于，所述的抽吸/曝气模块由进气口、空气压缩机、气体管路、三通阀、三通电磁阀、曝气头组成，进气口布置于壳体中下部，与空气压缩机进气口连接，进气口中轴线距壳体底面垂直距离为225.5mm，空气压缩机固定于壳体内部，压缩机出气口通过气体管路和三通阀竖直方向连接，三通阀水平方向一侧连接一个曝气头，另一侧与三通电磁阀水平方向一侧连接，三通电磁阀水平方向另一侧连接另一个曝气头，竖直方向与等离子体废气净化模块的进气口连接，空气压缩机、三通电磁阀开关受主通讯/控制/供电中枢控制。
7.如权利要求1所述的用于酚氰废水污泥井检修的防爆防中毒装置，其特征在于，所述的等离子体废气净化模块包括等离子体发生器壳体、进气口、出气口、绝缘塞、高压极、低压极、螺线圈、直流稳压电源，等离子体发生器壳体为石英管，外径70mm、壁厚2mm、长度400mm，进气口位于壳体底部中心，通过气体管路与三通电磁阀竖直接口连接，出气口位于壳体顶部一侧，外接排气管路，等离子体发生器两端配置绝缘塞，最外层为低压放电电极，呈圆筒形，中心为高压放电电极，呈棒状或圆柱形，螺线圈均匀缠绕于低压放电电极上，螺线圈两端分别接直流稳压电源正负极，高压放电电极和低压放电电极分别接主通讯/控制/供电中枢提供的交流电火线与零线，等离子体发生器与直流稳压电源的开关均受主通讯/控制/供电中枢控制。
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