CN110160909A - 一种卤水蒸发速率的测定方法及系统 - Google Patents

一种卤水蒸发速率的测定方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种卤水蒸发速率的测定方法及系统。所述测定方法包括：将卤水、淡水分别于蒸发装置中进行蒸发，同时监测环境内的实时风速、湿度、卤水温度、淡水温度、卤水蒸发量和淡水蒸发量；计算自起始时间至第一时刻卤水蒸发量和淡水蒸发量的比值，得到卤水比蒸发系数；测量自起始时间至第二时刻的淡水总蒸发量，所述第二时刻在第一时刻之后，并根据所述卤水比蒸发系数和所述淡水总蒸发量，得到卤水总蒸发量，从而获得卤水蒸发速率。本发明的卤水蒸发速率的测定方法快速、高效，将气象因素综合考虑，首先给出卤水比蒸发系数的测定方法，通过卤水比蒸发系数衔接淡水和卤水，测定卤水蒸发速率，并且对任意组成和性质的盐湖卤水蒸发过程均适应。

Description

一种卤水蒸发速率的测定方法及系统
技术领域
本发明涉及一种卤水蒸发速率的测定方法，特别涉及一种盐湖卤水蒸发速率的测定方法及相应的系统。
背景技术
盐湖产业是省内经济的重要方向之一，是国内钾肥和碳酸锂的产业基地。卤水天然蒸发过程是盐湖资源开发利用不可或缺的重要化工过程，盐田蒸发几乎不消耗能源，是绿色环保的相分离过程。卤水与淡水一样，蒸发速率受风速、湿度、温度等气象因素影响，除此以外，卤水蒸发速率还受到含盐量和种类的影响。当前这些因素对卤水蒸发速率的影响处于定性阶段，无法满足盐湖生产和地表水体蒸发预测等需求。
现有技术中对卤水蒸发速率的测定，主要问题在于大都是基于某一影响因子的蒸发速率，导致获得的卤水蒸发速率的精确性不高、不全面，不能准确、全面的测定蒸发量和预测蒸发速率。影响卤水自然蒸发的主要因素可分为两类：一是气象条件，即“外因”，包括太阳光照强度、空气温度、空气相对湿度、风速；二是操作条件，即“内因”，包括卤水温度、卤水浓度、卤水深度等。影响蒸发速率的因素较多，且实际自然条件多变，各因素之间相互制约，相互影响，以往方法均是在某一、两个因素对蒸发过程的影响，或是对蒸发过程各影响因素进行定性的分析，找出一些单因素规律，而不能做到对蒸发速率的定量分析。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种卤水蒸发速率的测定方法及系统，以克服现有技术中的不足。
为了达到上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明实施例提供了一种卤水蒸发速率的测定方法，其包括：
将卤水、淡水分别于蒸发装置中进行蒸发，同时监测环境内的实时风速、湿度、卤水温度、淡水温度、卤水蒸发量和淡水蒸发量；
计算自起始时间至第一时刻卤水蒸发量和淡水蒸发量的比值，得到卤水比蒸发系数；
测量自起始时间至第二时刻的淡水总蒸发量，所述第二时刻在第一时刻之后，并根据所述卤水比蒸发系数和所述淡水总蒸发量，得到卤水总蒸发量，从而获得卤水蒸发速率。
本发明实施例还提供了一种卤水蒸发速率的测定系统，其主要应用于前述卤水蒸发速率的测定方法中，并且，所述测定系统包括：
蒸发装置，其至少用于对卤水、淡水进行蒸发；
自动称量装置，其至少用于监测卤水蒸发量、淡水蒸发量；
风速传感单元，其至少用于监测环境内的实时风速；
湿度传感单元，其至少用于监测环境内的湿度；
水温传感单元，其至少用于监测卤水温度、淡水温度；
水面蒸发传感单元，其至少用于监测卤水、淡水的蒸发；以及，
多通道数据采集单元，其至少用于采集各单元的数据。
与现有技术相比，本发明的优点包括：
1)本发明提供的卤水蒸发速率的测定方法快速、高效，将气象因素综合考虑，采用智能气象观测技术，建立能够实时监测、记录淡水和卤水蒸发速率的智能气象观测系统，收集不同气候条件下卤水和淡水蒸发速度，通过卤水比蒸发系数衔接淡水和卤水，测定卤水蒸发速率；
2)本发明以比蒸发系数和气象观测数据，淡水和单一卤水蒸发速率为基础，首先给出了卤水比蒸发系数的快速测定方法，然后再获得卤水蒸发速率，可实时监测卤水蒸发速率，并且对任意组成和性质的盐湖卤水蒸发过程均适应，应用前景广泛。
具体实施方式
针对现有技术中对卤水蒸发速率影响因子难以同时控制及测定的问题，以及现有技术中测定卤水蒸发速率困难的问题，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是拟以淡水和单一卤水蒸发速率为基础，计算卤水比蒸发系数。基于智能气象观测技术，建立能够实时监测、记录淡水和卤水蒸发速率的智能气象观测系统，收集不同气候条件下卤水和淡水蒸发速度，通过卤水比蒸发系数衔接淡水和卤水，测定卤水蒸发速率。
如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例的一个方面提供的一种卤水蒸发速率的测定方法，其包括：
将卤水、淡水分别于蒸发装置中进行蒸发，同时监测环境内的实时风速、湿度、卤水温度、淡水温度、卤水蒸发量和淡水蒸发量；
计算自起始时间至第一时刻卤水蒸发量和淡水蒸发量的比值，得到卤水比蒸发系数；
测量自起始时间至第二时刻的淡水总蒸发量，所述第二时刻在第一时刻之后，并根据所述卤水比蒸发系数和所述淡水总蒸发量，得到卤水总蒸发量，从而获得卤水蒸发速率。
在一些优选实施例中，所述卤水蒸发速率的测定方法包括：通过风速传感单元(例如风速传感器)监测环境内的实时风速。
在一些优选实施例中，所述卤水蒸发速率的测定方法包括：通过湿度传感单元(例如湿度传感器)监测环境内的蒸发环境湿度。
在一些优选实施例中，所述卤水蒸发速率的测定方法包括：通过水温传感单元(例如水温传感器)监测卤水温度、淡水温度。
在一些优选实施例中，所述卤水蒸发速率的测定方法包括：将所述蒸发装置置于自动称量装置上，至少用以监测卤水蒸发量、淡水蒸发量。
进一步地，所述测定方法还包括：通过水面蒸发传感单元(例如水面蒸发传感器)监测卤水、淡水的蒸发。
在一些优选实施例中，所述卤水比蒸发系数的计算公式为：
γ＝W1/W2×％
其中，γ为卤水比蒸发系数，W1为自起始时间至第一时刻的卤水蒸发量，W2为自起始时间至第一时刻的淡水蒸发量。
在一些优选实施例中，所述卤水总蒸发量的计算公式为：
W卤水＝W淡水×γ
其中，W卤水为自起始时间至第二时刻的卤水总蒸发量，W淡水为自起始时间至第二时刻的淡水总蒸发量，γ为卤水比蒸发系数。
进一步地，所述卤水为盐湖卤水，但不限于此。
本发明实施例的另一个方面还提供了一种卤水蒸发速率的测定系统，其主要应用于前述卤水蒸发速率的测定方法中，并且，所述测定系统包括：
蒸发装置，其至少用于对卤水、淡水进行蒸发；
自动称量装置，其至少用于监测卤水蒸发量、淡水蒸发量；
风速传感单元，其至少用于监测环境内的实时风速；
湿度传感单元，其至少用于监测环境内的蒸发环境湿度；
水温传感单元，其至少用于监测卤水温度、淡水温度；
水面蒸发传感单元，其至少用于监测卤水、淡水的蒸发；以及，
多通道数据采集单元，其至少用于采集各单元的数据。
在一些优选实施例中，所述蒸发装置置于所述称量装置上。
综上所述，本发明提供的卤水蒸发速率的测定方法快速、高效，将气象因素综合考虑，采用智能气象观测技术，建立能够实时监测、记录淡水和卤水蒸发速率的智能气象观测系统，收集不同气候条件下卤水和淡水蒸发速度，通过卤水比蒸发系数衔接淡水和卤水，测定卤水蒸发速率。
以及，本发明以比蒸发系数和气象观测数据，淡水和单一卤水蒸发速率为基础，首先给出了卤水比蒸发系数的快速测定方法，然后再获得卤水蒸发速率，可实时监测卤水蒸发速率，并且对任意组成和性质的盐湖卤水蒸发过程均适应，应用前景广泛。
下面结合若干具体实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1
以拉果错盐湖卤水为原料，其化学组成钾0.25-2.50％、镁离子含量0.08-2.35％、钠离子含量0.43-1.76％、氯离子含量1.26-21.89％，硫酸根含量0.52-2.07％。
本实施例所需要的相关设备包括风速传感器、环境湿度传感器、水温传感器、水面蒸发传感器、多通道数据采集器。
本实施例中盐湖卤水蒸发速率的测定方法包括下述步骤：
(1)将500g卤水和淡水分别置于蒸发桶中，蒸发桶置于电子称上方，热电偶置于卤水和淡水中，风速仪和温度计固定在蒸发桶附近，电脑端自动记录实时风速、环境温度、卤水、淡水温度及蒸发量。
(2)在常温下，开启所有设备，启动实验。
(3)电脑端显示的1h风速50m/s，环境湿度55％RH，卤水温度18℃，淡水温度20℃，卤水蒸发量W11.5g，淡水蒸发量W22.1g。
(4)卤水和淡水继续蒸发，淡水总蒸发量W淡水400g。
(5)计算得到该阶段的卤水比蒸发系数：γ＝W1/W2×％＝1.5/2.1×％＝71.4％。
(6)该卤水蒸发速率计算过程如下：
W卤水＝W淡水×γ＝400×71.4％＝285.6g。
其中，W卤水为卤水总蒸发量，W淡水为淡水总蒸发量，γ为卤水比蒸发系数。
实施例2
以拉果错盐湖卤水为原料，其化学组成钾0.25-2.50％、镁离子含量0.08-2.35％、钠离子含量0.43-1.76％、氯离子含量1.26-21.89％，硫酸根含量0.52-2.07％。
本实施例所需要的相关设备包括风速传感器、环境湿度传感器、水温传感器、水面蒸发传感器、多通道数据采集器。
本实施例中盐湖卤水蒸发速率的测定方法包括下述步骤：
(1)将500g卤水和淡水分别置于蒸发桶中，蒸发桶置于电子称上方，热电偶置于卤水和淡水中，风速仪和温度计固定在蒸发桶附近，电脑端自动记录实时风速、环境温度、卤水、淡水温度及蒸发量。
(2)在常温下，开启所有设备，启动实验。
(3)电脑端显示的2h风速100m/s，环境湿度35％RH，卤水温度15℃，淡水温度17℃，卤水蒸发量W15.0g，淡水蒸发量W27.8g。
(4)卤水和淡水继续蒸发，淡水总蒸发量W淡水420g。
(5)计算得到该阶段的卤水比蒸发系数：γ＝W1/W2×％＝5.0/7.8×％＝64.1％。
(6)该卤水蒸发速率计算过程如下：
W卤水＝W淡水×γ＝420×64.1％＝269.2g。
其中，W卤水为卤水总蒸发量，W淡水为淡水总蒸发量，γ为卤水比蒸发系数。
实施例3
以拉果错盐湖卤水为原料，其化学组成钾0.25-2.50％、镁离子含量0.08-2.35％、钠离子含量0.43-1.76％、氯离子含量1.26-21.89％，硫酸根含量0.52-2.07％。
本实施例所需要的相关设备包括风速传感器、环境湿度传感器、水温传感器、水面蒸发传感器、多通道数据采集器。
本实施例中盐湖卤水蒸发速率的测定方法包括下述步骤：
(1)将500g卤水和淡水分别置于蒸发桶中，蒸发桶置于电子称上方，热电偶置于卤水和淡水中，风速仪和温度计固定在蒸发桶附近，电脑端自动记录实时风速、环境温度、卤水、淡水温度及蒸发量。
(2)在常温下，开启所有设备，启动实验。
(3)电脑端显示的3h风速80m/s，环境湿度65％RH，卤水温度28℃，淡水温度30℃，卤水蒸发量W112.0g，淡水蒸发量W217.6g。
(4)卤水和淡水继续蒸发，淡水总蒸发量W淡水455g。
(5)计算得到该阶段的卤水比蒸发系数：γ＝W1/W2×％＝12.0/17.6×％＝68.2％。
(6)该卤水蒸发速率计算过程如下：
W卤水＝W淡水×γ＝455×68.2％＝310.31g。
其中，W卤水为卤水总蒸发量，W淡水为淡水总蒸发量，γ为卤水比蒸发系数。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卤水蒸发速率的测定方法，其特征在于包括：
将卤水、淡水分别于蒸发装置中进行蒸发，同时监测环境内的实时风速、湿度、卤水温度、淡水温度、卤水蒸发量和淡水蒸发量；
计算自起始时间至第一时刻卤水蒸发量和淡水蒸发量的比值，得到卤水比蒸发系数；
测量自起始时间至第二时刻的淡水总蒸发量，所述第二时刻在第一时刻之后，并根据所述卤水比蒸发系数和所述淡水总蒸发量，得到卤水总蒸发量，从而获得卤水蒸发速率。
2.根据权利要求1所述的卤水蒸发速率的测定方法，其特征在于包括：通过风速传感单元监测环境内的实时风速。
3.根据权利要求1所述的卤水蒸发速率的测定方法，其特征在于包括：通过湿度传感单元监测环境内的蒸发环境湿度。
4.根据权利要求1所述的卤水蒸发速率的测定方法，其特征在于包括：通过水温传感单元监测卤水温度、淡水温度。
5.根据权利要求1所述的卤水蒸发速率的测定方法，其特征在于包括：将所述蒸发装置置于自动称量装置上，至少用以监测卤水蒸发量、淡水蒸发量；优选的，所述测定方法还包括：通过水面蒸发传感单元监测卤水、淡水的蒸发。
6.根据权利要求1所述的卤水蒸发速率的测定方法，其特征在于，所述卤水比蒸发系数的计算公式为：
γ＝W1/W2×％
其中，γ为卤水比蒸发系数，W1为自起始时间至第一时刻的卤水蒸发量，W2为自起始时间至第一时刻的淡水蒸发量。
7.根据权利要求6所述的卤水蒸发速率的测定方法，其特征在于，所述卤水总蒸发量的计算公式为：
W卤水＝W淡水×γ
其中，W卤水为自起始时间至第二时刻的卤水总蒸发量，W淡水为自起始时间至第二时刻的淡水总蒸发量，γ为卤水比蒸发系数。
8.根据权利要求1所述的卤水蒸发速率的测定方法，其特征在于：所述卤水为盐湖卤水。
9.一种卤水蒸发速率的测定系统，其主要应用于权利要求1-8中任一项所述卤水蒸发速率的测定方法中，并且，所述测定系统包括：
蒸发装置，其至少用于对卤水、淡水进行蒸发；
自动称量装置，其至少用于监测卤水蒸发量、淡水蒸发量；
风速传感单元，其至少用于监测环境内的实时风速；
湿度传感单元，其至少用于监测环境内的蒸发环境湿度；
水温传感单元，其至少用于监测卤水温度、淡水温度；
水面蒸发传感单元，其至少用于监测卤水、淡水的蒸发；以及，多通道数据采集单元，其至少用于采集各单元的数据。
10.根据权利要求9所述的卤水蒸发速率的测定系统，其特征在于：所述蒸发装置置于所述称量装置上。
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