CN110282895A - 海砂净化系统以及海砂净化系统监测控制方法 - Google Patents

Abstract

一种海砂净化系统，包括清水补水罐以及臭氧发生器，清水补水罐与臭氧发生器与气液多相流泵连接，由气液多相流泵对臭氧气体以及清水进行混合，然后输送至反应混合罐内进行暂存，当需要对海砂进行净化时，臭氧水再从反应混合罐内输出到回转轮处。本发明还提供了一种能够对系统进行监测以及控制的方法。本发明提的使用大大减少了淡水的用量，同时能有效降低氯离子含量，提高淡化效果。另外，在本发明中海砂净化系统所有设备的运行参数、工作状况都会通过系统主机进行显示，系统主机通过互联网与移动智能终端通信连接可以实现系统运行状态显示以及发出控制指令，极大程度地方便了现场操作人员及不在现场的管理人员对整个洗砂过程的观察及管理。

Description

海砂净化系统以及海砂净化系统监测控制方法

技术领域

本发明实施例涉及海砂净化技术领域，具体涉及一种海砂净化系统以及一种海砂净化系统监测控制方法。

背景技术

河砂是一种重要的建筑材料，市场需求量非常大，目前我国每年消耗30亿吨以上的建筑用砂。

随着我国经济的快速发展，建设规模的日益扩大，特别是东南沿海地区城市进程的快速推进，导致很多沿海城市面临河砂资源枯竭的困境，许多地方已经出现河砂资源匮乏的现象。同时，为防止对自然景观和生态环境的严重破坏，各地已逐渐限制开采河砂。在我国东部沿海地区，人口稠密，经济发达，工程建设量大，当河砂资源出现供给不足问题，同时又没有其他砂源替代的情况下，开发利用当地的海砂资源成为经济发展的客观需要和历史发展的必然。因此，在沿海地区合理利用海砂资源，以缓解河砂资源不足的局面显得日益迫切。

然而，由于海砂含有氯化镁、氯化钠等盐份(俗称氯盐)，使用海砂搅拌混凝土、浇灌建筑物，混凝土中的钢筋会慢慢被海砂渗透出来的盐分腐蚀氧化，容易造成建筑物强度、硬度及承受力下降，严重影响建筑物的使用寿命。目前很多建筑气液担心海砂对混凝土钢筋的腐蚀，尚不敢使用海砂。因此，对氯离子的有效去除是海砂淡化的关键。

目前，国内外针对海砂中氯盐除去的最新技术措施主要有：海砂淡水冲洗法、钢筋阻锈剂法、钢筋镀膜法、混凝土配比优化法等，其中海砂淡水冲洗法是最为常用的方法。但淡水冲洗法需多次使用淡水重复冲洗，存在水资源利用率低，生产成本高，氯离子含量高等问题，尤其是在淡水资源缺乏的地区，海砂的传统净化工艺存在很大局限性。

发明内容

针对传统海砂淡化方法和工艺所存在的问题，如何提供一种能够实现在线监测，并且，淡化效率高的海砂净化系统，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例提供了一种海砂净化系统，该海砂净化系统包括：

用于提供清水的清水补水罐；

用于提供臭氧的臭氧发生器；

用于实现臭氧与清水混合的气液多相流泵；

用于装载臭氧水的反应混合罐；

用于通过臭氧水对海砂进行氯离子净化的回转轮；

用于与所述清水补水罐、所述臭氧发生器、所述气液多相流泵、所述反应混合罐以及所述回转轮控制连接并可发出控制信号的系统主机，所述系统主机通过互联网与移动智能终端通信连接；

其中，所述清水补水罐与所述臭氧发生器通过管路汇流后与所述气液多相流泵连接，所述气液多相流泵与所述反应混合罐连接，所述反应混合罐与所述回转轮连接。

优选地，本发明还包括有用于对清水补水罐的出水压力进行监测的第一压力传感器，所述第一压力传感器与所述系统主机信号连接。

优选地，本发明还包括有用于对清水补水罐内清水液位进行监测的液位计，所述液位计与所述系统主机信号连接。

优选地，本发明还包括有用于对气液多相流泵的泵送压力进行监测的第二压力传感器，所述第二压力传感器与所述系统主机信号连接。

优选地，本发明还包括有用于对反应混合罐内的臭氧水的浓度进行监测的臭氧水浓度在线监测仪，所述臭氧水浓度在线监测仪与所述系统主机信号连接。

优选地，本发明还包括有用于对臭氧发生器所生成的臭氧气体的浓度进行监测的在线臭氧气体监测仪，所述在线臭氧气体监测仪与所述系统主机信号连接。

优选地，本发明还包括有用于对输送至所述回转轮内的臭氧水的流量进行流量监测的电磁流量计，所述电磁流量计与所述系统主机信号连接。

优选地，在本发明中所述液位计为超声波液位计。

优选地，所述清水补水罐与所述臭氧发生器通过管路连接至射流器上进行气液汇流。

本发明提供了一种海砂净化系统监测控制方法，用于对上述的海砂净化系统进行控制。

具体地，本发明所提供的海砂净化系统监测控制方法其控制方法如下：

获取第一压力传感器的监测信号，当压力低于0.01MPa，或者压力高于0.25MPa时，由系统主机控制清水补水罐停止运行，并发送出报警信号；

获取第二压力传感器的监测信号，当压力低于0.35MPa时，由系统主机控制气液多相流泵停止运行，并发送出报警信号；

获取液位计的监测信号，当清水补水罐内液位低于1/3或高于2/3时，由系统发出报警信号；

获取电磁流量计的监测信号，并对监测信号进行累加记录，当监测在15立方/小时至20立方/小时之间，则判定流量正常，否则由系统发出报警信号；

获取臭氧水浓度在线监测仪的监测信号，当臭氧水浓度低于40.5mg/L时，由系统主机控制回转轮停止运行，并发送出报警信号；

获取在线臭氧气体监测仪的监测信号，当臭氧气体浓度低于165mg/L时，由系统发出报警信号。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例提供了一种海砂净化系统以及该系统的监测控制方法。在本发明中，该海砂净化系统包括清水补水罐以及臭氧发生器，清水补水罐与臭氧发生器与气液多相流泵连接，由气液多相流泵对臭氧气体以及清水进行混合，然后输送至反应混合罐内进行暂存，当需要对海砂进行净化时，臭氧水再从反应混合罐内输出到回转轮处。

通过上述结构设计，臭氧水通过臭氧水输出管能够输送至回转轮的洗砂水槽内，这样不仅能够实现传统的海砂水洗，同时还能够利用臭氧，对海砂中的氯离子进行高效去除。传统的海砂净化工艺需要使用大量的淡水经过多次冲洗，而且氯离子含量较高，淡化效果较差。本发明提出的海砂净化处理新工艺大大减少了淡水的用量，同时能有效降低氯离子含量，提高淡化效果。

另外，在本发明中海砂净化系统所有设备的运行参数、工作状况都会通过系统主机进行显示，系统主机通过互联网与移动智能终端通信连接，这样可以通过互联网加大数据或者云计算技术实现远程移动智能终端的APP画面进行系统运行状态显示以及发出控制指令，从而极大程度地方便了现场操作人员及不在现场的管理人员对整个洗砂过程的观察及管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例中海砂净化系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中海砂净化系统的系统构成方框图；

在图1和图2中，部件名称与附图标记的对应关系为：

清水补水罐1、臭氧发生器2、气液多相流泵3、反应混合罐4、回转轮5、

系统主机6、第一压力传感器7、液位计8、第二压力传感器9、

臭氧水浓度在线监测仪10、在线臭氧气体监测仪11、电磁流量计12。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1和图2，其中，图1为本发明实施例中海砂净化系统的结构示意图；图2为本发明实施例中海砂净化系统的系统构成方框图。

本发明提供了一种海砂净化系统，该海砂净化系统包括有如下组成设备：用于提供清水的清水补水罐1；用于提供臭氧的臭氧发生器2；用于实现臭氧与清水混合的气液多相流泵3；用于装载臭氧水的反应混合罐4；用于通过臭氧水对海砂进行氯离子净化的回转轮5；用于与清水补水罐1、臭氧发生器2、气液多相流泵3、反应混合罐4以及回转轮5控制连接并可发出控制信号的系统主机6，系统主机6通过互联网与移动智能终端通信连接。

通过水过滤设备将对水源提供的水进行过滤，之后储存在清水补水罐1内，清水补水罐1通过管路将清水输出。

臭氧发生器2用于生成臭氧气体，然后通过管路再将臭氧气体输出。将清水输出用的管路以及臭氧气体输出用的管路通过射流器进行预混合，然后再输送至气液多相流泵3中，由气液多相流泵3对混合液体再次进行混合，然后输送至反应混合罐4中。

在本发明中，气液多相流泵3配合臭氧发生器2组成一套臭氧混合系统，具体地，臭氧混合系统设置有多套，其中一套为主混合系统，其他为辅助混合系统，由辅助混合系统加速臭氧混合的效率。

由气液多相流泵3对混合液体进行加压混合，然后输送至反应混合罐4中，之后再设置一条回流管路，实现臭氧水在反应混合罐4与主混合系统之间循环流动，从而保持反应混合罐4中臭氧水的饱和度。

反应混合罐4与回转轮5通过管路连接，在该管路上设置有电磁流量计12，用于对输送至回转轮5中的臭氧水的输送量进行监测。

系统主机6能够对清水补水罐1、臭氧发生器2、气液多相流泵3、反应混合罐4以及回转轮5进行控制，并且还能够接收清水补水罐1、臭氧发生器2、气液多相流泵3、反应混合罐4以及回转轮5的运行状态参数。

系统主机6通过网关或者能够与互联网进行连接的其他入网设备与移动智能终端实现通信互联，从而将系统的运行状态发送至移动智能终端，并且，移动智能终端还能够通过互联网向系统主机6发送控制信号，系统主机6根据移动智能终端发送来的控制信号做出相应反应。

在上述的海砂净化系统基本结构框架下，本发明在不同实施例中对海砂净化系统做出了结构优化：

1、还包括有用于对清水补水罐1的出水压力进行监测的第一压力传感器7，第一压力传感器7与系统主机6信号连接。

2、还包括有用于对清水补水罐1内清水液位进行监测的液位计8，液位计8与系统主机6信号连接。在本发明中，液位计8为超声波液位计8。

3、还包括有用于对气液多相流泵3的泵送压力进行监测的第二压力传感器9，第二压力传感器9与系统主机6信号连接。

4、还包括有用于对反应混合罐4内的臭氧水的浓度进行监测的臭氧水浓度在线监测仪10，臭氧水浓度在线监测仪10与系统主机6信号连接。

5、还包括有用于对臭氧发生器2所生成的臭氧气体的浓度进行监测的在线臭氧气体监测仪11，在线臭氧气体监测仪11与系统主机6信号连接。

6、还包括有用于对输送至回转轮5内的臭氧水的流量进行流量监测的电磁流量计12，电磁流量计12与系统主机6信号连接。

本发明中，清水补水罐1、臭氧发生器2、气液多相流泵3、反应混合罐4以及回转轮5均采用现有设备，第一压力传感器7、第二压力传感器9、液位计8、臭氧水浓度在线监测仪10、在线臭氧气体监测仪11以及电磁流量计12均采用现有设备，本发明的核心构思就是将这些装置重新设计为一套能够对海砂进行臭氧水净化的系统，本发明并没有对这些设备进行结构上的实质性改进，因此，设备于设备之间的连接或者安装，均沿用现有技术，在此不对其进行详细赘述。

本发明还提供了一种海砂净化系统监测控制方法，用于对结构完善后的海砂净化系统进行控制。

具体地，海砂净化系统的控制方法如下：

获取第一压力传感器7的监测信号，当压力低于0.01MPa，或者压力高于0.25MPa时，由系统主机6控制清水补水罐1停止运行，并发送出报警信号；

获取第二压力传感器9的监测信号，当压力低于0.35MPa时，由系统主机6控制气液多相流泵3停止运行，并发送出报警信号；

获取液位计8的监测信号，当清水补水罐1内液位低于1/3或高于2/3时，由系统发出报警信号；

获取电磁流量计12的监测信号，并对监测信号进行累加记录，当监测在15立方/小时至20立方/小时之间，则判定流量正常，否则由系统发出报警信号；

获取臭氧水浓度在线监测仪10的监测信号，当臭氧水浓度低于40.5mg/L时，由系统主机6控制回转轮5停止运行，并发送出报警信号；

获取在线臭氧气体监测仪11的监测信号，当臭氧气体浓度低于165mg/L时，由系统发出报警信号。

系统所有设备的运行参数、工作状况、都将通过主机的PLC在触摸屏实时显示并控制，也可以通过互联网+大数据、云计算实现远程手机APP画面显示及操作。从而大大方便现场操作人员及不在现场的管理人员对整个洗砂过程的观察及管理。

在清水补水罐的输出管路上设置用于监测管道压力的第一压力传感器7，第一压力传感器7包括有超压传感器和低压传感器，其中超压传感器用于监测清水补水罐是否存在阻塞现象，若有阻塞发生，造成管道压力升高，当压力升高到设定值0.25Mp时，超压传感器动作，系统报警停机，并在主机控制柜屏幕的动态流程图上，持续闪烁显示故障位置，直到故障排除，并累计记录故障次数。低压传感器安装在清水补水罐的出口到离心泵进口之间的管道上，用于监测清水补水罐到离心泵进口的管道压力，当清水补水罐无水或者管道泄漏等原因，造成离心泵无水空转，管道压力低压设定值0.01Mp时，低压传感器动作，系统报警停机，并在主机控制柜屏幕的动态流程图上，持续闪烁显示故障位置，直到故障排除，并累计记录故障次数。

清水补水罐顶部安装超声波液位计8，当清水补水罐液位低于水箱高度的1/3和高于水箱高度的2/3时，说明清水补水罐的进水量和出水量不平衡，系统控制主机报警但不停机，并在主机控制柜屏幕的动态流程图上，持续闪烁显示故障位置，直到故障排除。

在反应混合罐安装有两套(一用一备)高浓度臭氧水产生装置，设置第二压力传感器，用于实时监测气液多相流泵的出水压力，当出水压力低于设定值0.35Mp时，系统报警，并在主机控制柜屏幕的动态流程图上，持续闪烁显示故障位置，直到故障排除，并累计记录故障次数。

在反应混合罐的出水口安装一套臭氧水浓度在线监测仪10，实时监测用于分解净化海砂的臭氧水中的臭氧浓度，当臭氧水浓度低于设定值40.5mg/L时，系统报警停机，并在主机控制柜屏幕的动态流程图上，持续闪烁显示故障位置，直到故障排除，从而保证所净化海砂的合格率。

由反应混合罐通过加压水泵分别输送到多个净化海砂的用水点，在多个用水点送水管道上安装水量调节阀以及电磁流量计12。电磁流量计12把多个用水点不同的用水量，分别传输到控制系统，在系统主机6控制柜屏幕的动态流程图上，实时显示用水流量并累加记录。当多个用水点的实时流量分别低于20立方/小时、25立方/小时、15立方/小时时，系统报警，并在主机控制柜屏幕的动态流程图上，持续闪烁显示用水流量不足的用水点位置，直到问题排除。从而保证所净化海砂的合格率。

在两套高浓度臭氧发生器2的臭氧出气口，安装在线臭氧气体监测仪11，当臭氧气体浓度低于设定值165mg/L时，系统报警，并在主机控制柜屏幕的动态流程图上，持续闪烁显示故障位置，直到问题排除。从而有效保证臭氧水中的臭氧含量达到净化海砂的技术要求。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种海砂净化系统，其特征在于，包括：

用于提供清水的清水补水罐(1)；

用于提供臭氧的臭氧发生器(2)；

用于实现臭氧与清水混合的气液多相流泵(3)；

用于装载臭氧水的反应混合罐(4)；

用于通过臭氧水对海砂进行氯离子净化的回转轮(5)；

用于与所述清水补水罐、所述臭氧发生器、所述气液多相流泵、所述反应混合罐以及所述回转轮控制连接并可发出控制信号的系统主机(6)，所述系统主机通过互联网与移动智能终端通信连接；

其中，所述清水补水罐与所述臭氧发生器通过管路汇流后与所述气液多相流泵连接，所述气液多相流泵与所述反应混合罐连接，所述反应混合罐与所述回转轮连接。

2.根据权利要求1所述的海砂净化系统，其特征在于，

还包括有用于对清水补水罐的出水压力进行监测的第一压力传感器(7)，所述第一压力传感器与所述系统主机信号连接。

3.根据权利要求2所述的海砂净化系统，其特征在于，

还包括有用于对清水补水罐内清水液位进行监测的液位计(8)，所述液位计与所述系统主机信号连接。

4.根据权利要求3所述的海砂净化系统，其特征在于，

还包括有用于对气液多相流泵的泵送压力进行监测的第二压力传感器(9)，所述第二压力传感器与所述系统主机信号连接。

5.根据权利要求4所述的海砂净化系统，其特征在于，

还包括有用于对反应混合罐内的臭氧水的浓度进行监测的臭氧水浓度在线监测仪(10)，所述臭氧水浓度在线监测仪与所述系统主机信号连接。

6.根据权利要求5所述的海砂净化系统，其特征在于，

还包括有用于对臭氧发生器所生成的臭氧气体的浓度进行监测的在线臭氧气体监测仪(11)，所述在线臭氧气体监测仪与所述系统主机信号连接。

7.根据权利要求6所述的海砂净化系统，其特征在于，

还包括有用于对输送至所述回转轮内的臭氧水的流量进行流量监测的电磁流量计(12)，所述电磁流量计与所述系统主机信号连接。

8.根据权利要求7所述的海砂净化系统，其特征在于，

所述液位计为超声波液位计。

9.根据权利要求1至8任一项所述的海砂净化系统，其特征在于，

所述清水补水罐与所述臭氧发生器通过管路连接至射流器上进行气液汇流。

10.一种海砂净化系统监测控制方法，其特征在于，

对如权利要求9所述的海砂净化系统进行控制，其控制方法如下：

获取第一压力传感器的监测信号，当压力低于0.01MPa，或者压力高于0.25MPa时，由系统主机控制清水补水罐停止运行，并发送出报警信号；

获取第二压力传感器的监测信号，当压力低于0.35MPa时，由系统主机控制气液多相流泵停止运行，并发送出报警信号；

获取液位计的监测信号，当清水补水罐内液位低于1/3或高于2/3时，由系统发出报警信号；

获取电磁流量计的监测信号，并对监测信号进行累加记录，当监测在15立方/小时至20立方/小时之间，则判定流量正常，否则由系统发出报警信号；

获取臭氧水浓度在线监测仪的监测信号，当臭氧水浓度低于40.5mg/L时，由系统主机控制回转轮停止运行，并发送出报警信号；

获取在线臭氧气体监测仪的监测信号，当臭氧气体浓度低于165mg/L时，由系统发出报警信号。