CN116040779A - 二氧化碳投加控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及二氧化碳投加控制系统，包括：溶解水管道，用于输送溶解水；二氧化碳缓释控制装置，用于将液态二氧化碳转换为二氧化碳气体；二氧化碳缓释控制装置通过气体管道与溶解水管道连接，将二氧化碳气体与溶解水管道中的溶解水混合，生成二氧化碳溶液；二氧化碳溶液管道，用于输送二氧化碳溶液；所述二氧化碳溶液通过二氧化碳溶液管道通入源水管道；源水管道，用于输送源水；控制模块计算出二氧化碳气体流量、溶解水流量和二氧化碳溶液流量；执行机构，用于控制二氧化碳气体流量、二氧化碳溶液流量及溶解水流量。本发明通过模型公式，编制控制程序，使pH调节更加准确可控，保证了生产的稳定性。

Description

二氧化碳投加控制系统
技术领域
本发明涉及一种二氧化碳投加控制系统，属于净化水技术领域。
背景技术
国内净水厂在对源水的处理中，源水pH值过高的条件下，由于混凝效果不佳会有部分铝残留在水中，进而导致净水厂出水溶解铝浓度升高。利用二氧化碳调节源水pH值在国内净水工艺中，二氧化碳投加利用率较低，进而导致工艺出水水质较差。
鉴于此，需要发明一种二氧化碳投加控制系统，以适用于净化水工艺需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种二氧化碳投加控制系统。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
二氧化碳投加控制系统，该系统包括：
溶解水管道，用于输送溶解水；
二氧化碳缓释控制装置，用于将液态二氧化碳转换为二氧化碳气体；二氧化碳缓释控制装置通过气体管道与溶解水管道连接，将二氧化碳气体与溶解水管道中的溶解水混合，生成二氧化碳溶液；
二氧化碳溶液管道，用于输送二氧化碳溶液；所述二氧化碳溶液通过二氧化碳溶液管道通入源水管道；
源水管道，用于输送源水；
控制模块通过式I、式II和式III计算出二氧化碳气体流量、溶解水流量和二氧化碳溶液流量，并依据计算结果控制执行机构进行相应的调节，或人工调节；
执行机构，用于控制二氧化碳气体流量、二氧化碳溶液流量及溶解水流量；
式I：
log（V1×1000×100)=源水pH值-源水pH目标值+log(次氯酸钠投加质量浓度×1000×1000)-log(外加剂投加质量浓度×1000×1000)/10；
式II：
V2=L1×V1/100；
式III：
L3=L2=V2/40%/S；
其中，V1表示二氧化碳气体体积比浓度，单位：升/百立方米；
所述次氯酸钠投加质量浓度范围选自1.2-1.8mg/L；
所述外加剂投加质量浓度范围选自4-9mg/L；外加剂为质量比1：1的聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵；
V2表示二氧化碳气体流量，单位：L/h；
L1表示源水流量，单位：m3/h；
L2表示溶解水流量，单位：L/h；
L3表示二氧化碳溶液流量，单位：L/h；
S表示在溶解水水温和标准大气压下，在1ml水中达到饱和状态时溶解S ml二氧化碳气体。
在本发明的一些实施方案中，所述溶解水管道上设置溶解水温度计和溶解水流量计。
在本发明的一些实施方案中，人工调节时，所述执行机构包括：
第一阀门，用于控制溶解水流量，第一阀门设置在溶解水管道上；
第二阀门，用于控制二氧化碳溶液流量，第二阀门设置在二氧化碳溶液管道上；
减压器，用于控制和读取二氧化碳气体流量，所述二氧化碳缓释控制装置包括液态二氧化碳储罐，减压器连接液态二氧化碳储罐；
依据计算结果控制执行机构进行相应的调节时，所述执行机构包括：
第一阀门，用于控制溶解水流量，第一阀门设置在溶解水管道上；
第二阀门，用于控制二氧化碳溶液流量，第二阀门设置在二氧化碳溶液管道上；
第三阀门，用于控制二氧化碳气体流量，所述二氧化碳缓释控制装置包括液态二氧化碳储罐和减压器，液态二氧化碳储罐依次连接减压器和第三阀门。
在本发明的一些实施方案中，所述源水管道上设置有第一pH在线监测计和源水流量计，第一pH在线监测计检测源水pH值。
在本发明的一些实施方案中，所述控制模块读取溶解水流量计、溶解水温度计、减压器、第一pH在线监测计和源水流量计的检测结果。
在本发明的一些实施方案中，该系统在二氧化碳溶液管道与源水管道连接处下游还设置有第二pH在线监测计，检测连接处下游pH值。
在本发明的一些实施方案中，所述源水pH目标值：8.0-8.5；溶解水pH：7.5。
在本发明的一些实施方案中，所述第一pH在线监测计和第二pH在线监测计的检测频率均为每隔10-20min一次。
在本发明的一些实施方案中，该系统还包括人机交互设备，人机交互设备用于输出对源水pH目标值、源水流量、源水温度、溶解水流量、二氧化碳气体流量及二氧化碳溶液流量运行参数。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明通过二氧化碳缓释控制装置将液态二氧化碳转换为气态二氧化碳，调节二氧化碳气体流量及二氧化碳溶液与源水的混合，提高了二氧化碳溶解率和利用效率，延长了碳酸与源水的相溶时间，并采用外加剂聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵协同，提高了pH调节效率与效果。
本发明系统通过将调节前后的在线pH信号和源水流量连接到控制模块，通过模型公式，编制控制程序，使得二氧化碳投加量更加准确合理，保证pH调节效果和出水水质，使得二氧化碳投加量更加准确合理，使pH调节更加准确可控，保证了生产的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例的二氧化碳投加控制结构示意图；
其中，1-溶解水温度计；2-溶解水管道；3-溶解水流量计；4-第一阀门；5-二氧化碳溶液管道；6-气体管道；7-减压器；8-液态二氧化碳储罐；9-第一pH在线监测计；10-源水流量计；11-第二阀门；12-第二pH在线监测计；13-源水管道。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。
如图1，二氧化碳投加控制系统，该系统包括：溶解水管道2、二氧化碳缓释控制装置、二氧化碳溶液管道5、源水管道13、控制模块和执行机构；该系统还包括人机交互设备，人机交互设备用于输出对源水pH目标值、源水流量、源水温度、溶解水流量、二氧化碳气体流量及二氧化碳溶液流量运行参数，人机交互设备界面实现操作人员与系统的人机交互，让操作者对运行参数一目了然，并可以通过菜单选项进行参数制定并控制运行。
控制模块通过式I、式II和式III计算出二氧化碳气体流量、溶解水流量和二氧化碳溶液流量，并依据计算结果控制执行机构进行相应的调节，或人工调节。
执行机构，用于控制二氧化碳气体流量、二氧化碳溶液流量及溶解水流量。
人工调节时，，所述执行机构包括：
第一阀门4，用于控制溶解水流量，第一阀门4设置在溶解水管道2上；
第二阀门11，用于控制二氧化碳溶液流量，第二阀门11设置在二氧化碳溶液管道5上；
减压器7，用于控制和读取二氧化碳气体流量，所述二氧化碳缓释控制装置包括液态二氧化碳储罐8，减压器7连接液态二氧化碳储罐8。
依据计算结果控制执行机构进行相应的调节时，所述执行机构包括：
第一阀门4，用于控制溶解水流量，第一阀门4设置在溶解水管道2上；
第二阀门11，用于控制二氧化碳溶液流量，第二阀门11设置在二氧化碳溶液管道5上；
第三阀门，用于控制二氧化碳气体流量，所述二氧化碳缓释控制装置包括液态二氧化碳储罐8和减压器7，液态二氧化碳储罐8依次连接减压器7和第三阀门。
第一阀门4、第二阀门11和第三阀门为市售可购买的电磁阀，电磁阀与控制模块连接，其原理和具体选型对本领域技术人员来说是清楚的。
所述二氧化碳缓释控制装置通过气体管道与溶解水管道连接，将二氧化碳气体与溶解水管道中的溶解水混合，生成二氧化碳溶液；液态二氧化碳储罐8内的液态二氧化碳经减压器7加热与减压，然后输出二氧化碳气体，减压器7控制二氧化碳气体流量；减压器7购买自狮王（江苏）焊接科技有限公司，型号YQT-731L。
所述溶解水管道2上设置溶解水温度计1、第一阀门4和溶解水流量计3，第一阀门4控制溶解水流量。
所述气体管道6与溶解水管道2连接，在连接处将二氧化碳气体与溶解水管道2中的溶解水混合，生成二氧化碳溶液。
所述二氧化碳溶液通过二氧化碳溶液管道5通入源水管道13，二氧化碳溶液管道5上设置第二阀门11，第二阀门11控制二氧化碳溶液流量。
所述源水管道13上设置有第一pH在线监测计9和源水流量计10，第一pH在线监测计9设置在二氧化碳溶液管道5与源水管道13连接处上游；该系统在二氧化碳溶液管道5与源水管道13连接处下游6-7米处还设置有第二pH在线监测计12；第一pH在线监测计9检测并反馈源水pH值；第二pH在线监测计12检测并反馈连接处下游pH值；
第一pH在线监测计9和第二pH在线监测计12的检测频率均为每隔10-20min检测一次。
控制模块读取溶解水流量计3、溶解水温度计1、减压器7、第一pH在线监测计9和源水流量计10的检测结果；
当所述第一pH在线监测计9检测源水pH值低于或等于设定的源水pH目标值时，控制模块控制执行机构关闭，或者人工控制执行机构关闭；
当所述第一pH在线监测计9检测源水pH值高于设定的源水pH目标值时，控制模块通过内置程序计算公式（式I、式II和式III）计算出二氧化碳气体流量、溶解水流量和二氧化碳溶液流量，然后与减压器7、溶解水流量计3的检测结果比较，并依据计算结果控制执行机构进行相应的调节，或者人工调节；
其中，
式I：
log（V1×1000×100)=源水pH值-源水pH目标值+log(次氯酸钠投加质量浓度×1000×1000)-log(外加剂投加质量浓度×1000×1000)/10；
式II：
V2=L1×V1/100；
式III：
L3=L2=V2/40%/S；
其中，V1表示二氧化碳气体体积比浓度，单位：升/百立方米；
所述次氯酸钠投加质量浓度范围选自1.2-1.8mg/L；
所述外加剂投加质量浓度范围选自4-9mg/L；外加剂为质量比1：1的聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵；聚合氯化铝采用GB15892-2009饮用水级标准的产品，聚二甲基二烯丙基氯化铵也采用GBT 33085-2016水处理剂 聚二甲基二烯丙基氯化铵标准的产品。
V2表示二氧化碳气体流量，单位：L/h；
L1表示源水流量，单位：m3/h；
L2表示溶解水流量，单位：L/h；
L3表示二氧化碳溶液流量，单位：L/h；
S表示在溶解水水温和标准大气压下，在1ml水中达到饱和状态时溶解S ml二氧化碳气体。
源水pH目标值：8.0-8.5；溶解水pH：7.5；
需要说明的是，溶解水温度计1、溶解水管道2、溶解水流量计3、二氧化碳溶液管道5、气体管道6、液态二氧化碳储罐8、第一pH在线监测计9、源水流量计10、第二pH在线监测计12和源水管道13，其原理和具体选型对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细赘述。
具体的，本发明二氧化碳投加控制原理为
向溶解水中加入一定量的二氧化碳气体生成二氧化碳溶液（即碳酸溶液），用于调节源水pH（源水处理要求pH=8.0-8.5效果较好，但目前源水pH为8.5-9.0）。水厂的源水中，不仅投加二氧化碳，还需要投加其它多种化学药剂，不是理想化状态，故需考虑在常温常压条件下的二氧化碳投加量与其它药剂（聚合氯化铝、聚二甲基二烯丙基氯化铵和次氯酸钠）的源水pH变化的关系，本发明创造性的根据生产设定的源水pH目标值，和正在投加的另外药剂的浓度值，计算出应投加的二氧化碳浓度值。具体的，根据源水pH值、源水pH目标值、次氯酸钠和外加剂的投加质量浓度，计算得出应投加的二氧化碳气体体积比浓度；
实施例1
源水pH值9.0（第一pH在线监测计9检测结果），
源水pH目标值8.5，
次氯酸钠投加质量浓度：1.8mg/L，
外加剂投加质量浓度：8mg/L ；
那么根据式I：
log（V1×1000×100)=源水pH值-源水pH目标值+log(次氯酸钠投加质量浓度×1000×1000)-log(外加剂投加质量浓度×1000×1000)/10；
其中V1表示二氧化碳气体体积比浓度，单位：升/百立方米；
得出应投加的二氧化碳气体体积比浓度为11.614升/百立方米，即100m3源水中应投加二氧化碳气体体积为11.614L，但是该二氧化碳气体不能直接投加到源水中，需要将二氧化碳气体与溶解水混合，生成二氧化碳溶液，进而用二氧化碳溶液调节源水pH；
控制模块读取溶解水水温和源水流量；
源水流量为1000m3/h；
溶解水水温为25℃，在25℃，标准大气压下二氧化碳的饱和溶解度为0.759（即1ml水中溶解0.759ml二氧化碳）；气体二氧化碳的溶解度随着温度的升高而减小，随着温度的降低而增大；在0℃，标准大气压下二氧化碳的溶解度为1.713（即1ml水中溶解1.713ml二氧化碳）；在20℃，标准大气压下二氧化碳的溶解度为0.878（即1ml水中溶解0.878ml二氧化碳）；在25℃，标准大气压下二氧化碳的溶解度为0.759（即1ml水中溶解0.759ml二氧化碳）；二氧化碳气体溶解度数据为控制模块内置数据，是本领域公知常识。
通过式II计算出应投加的二氧化碳气体流量；
则：
应投加的二氧化碳气体流量设定为：V2=L1×V1/100=1000m3/h×11.614升/百立方米/100=116.14L/h；
根据式III计算出溶解水流量；
则溶解水流量设定为：L2=V2/40%/S=116.14L/h/40%/0.759=382.54L/h；
二氧化碳溶液流量=L3=L2==382.54L/h；
然后与减压器7、溶解水流量计3的检测结果比较，再控制执行机构，使二氧化碳气体流量、溶解水流量和二氧化碳溶液分别为116.14L/h、382.54L/h和382.54L/h；
15min后，第二pH在线监测计12检测二氧化碳溶液管道5与源水管道13连接处下游pH值，人机交互界面显示，此处pH值8.5，与源水pH目标值8.5相同。
实施例2
源水pH值9.0（第一pH在线监测计9检测结果），
源水pH目标值8.0，
次氯酸钠投加质量浓度：1.5mg/L，
外加剂投加质量浓度：4mg/L ；
那么根据式I：
log（V1×1000×100)=源水pH值-源水pH目标值+log(次氯酸钠投加质量浓度×1000×1000)-log(外加剂投加质量浓度×1000×1000)/10；
其中V1表示二氧化碳气体体积比浓度，单位：升/百立方米；
得出应投加的二氧化碳气体体积比浓度为32.801升/百立方米，即100m3源水中应投加二氧化碳气体体积为32.801L，但是该二氧化碳气体不能直接投加到源水中，需要将二氧化碳气体与溶解水混合，生成二氧化碳溶液，进而用二氧化碳溶液调节源水pH；
控制模块读取溶解水水温和源水流量；
源水流量为1000m3/h；
溶解水水温为20℃；
气体二氧化碳的溶解度随着温度的升高而减小，随着温度的降低而增大；在0℃，标准大气压下二氧化碳的溶解度为1.713（即1ml水中溶解1.713ml二氧化碳）；在20℃，标准大气压下二氧化碳的溶解度为0.878（即1ml水中溶解0.878ml二氧化碳）；在25℃，标准大气压下二氧化碳的溶解度为0.759（即1ml水中溶解0.759ml二氧化碳）；二氧化碳气体溶解度数据为控制模块内置数据，是本领域公知常识。
通过式II计算出应投加的二氧化碳气体流量；
则：
应投加的二氧化碳气体流量设定为：V2=L1×V1/100=1000m3/h×32.801升/百立方米/100=328.01L/h；
根据式III计算出溶解水流量；
则溶解水流量设定为：L2=V2/40%/S=328.01L/h/40%/0.878=933.97L/h；
二氧化碳溶液流量=L3=L2==933.97L/h；
然后与减压器7、溶解水流量计3的检测结果比较，再控制执行机构，使二氧化碳气体流量、溶解水流量和二氧化碳溶液分别为328.01L/h、933.97L/h和933.97L/h；
20min后，第二pH在线监测计12检测二氧化碳溶液管道5与源水管道13连接处下游pH值，人机交互界面显示，此处pH值8.0，与源水pH目标值8.0相同。
实施例3
源水pH值9.0（第一pH在线监测计9检测结果），
源水pH目标值8.3，
次氯酸钠投加质量浓度：1.2mg/L，
外加剂投加质量浓度：9mg/L ；
那么根据式I：
log（V1×1000×100)=源水pH值-源水pH目标值+log(次氯酸钠投加质量浓度×1000×1000)-log(外加剂投加质量浓度×1000×1000)/10；
其中V1表示二氧化碳气体体积比浓度，单位：升/百立方米；
得出应投加的二氧化碳气体体积比浓度为12.127升/百立方米，即100m3源水中应投加二氧化碳气体体积为12.127L，但是该二氧化碳气体不能直接投加到源水中，需要将二氧化碳气体与溶解水混合，生成二氧化碳溶液，进而用二氧化碳溶液调节源水pH；
控制模块读取溶解水水温和源水流量；
源水流量为1000m3/h；
溶解水水温为25℃，在25℃，标准大气压下二氧化碳的饱和溶解度为0.759（即1ml水中溶解0.759ml二氧化碳）；气体二氧化碳的溶解度随着温度的升高而减小，随着温度的降低而增大；在0℃，标准大气压下二氧化碳的溶解度为1.713（即1ml水中溶解1.713ml二氧化碳）；在20℃，标准大气压下二氧化碳的溶解度为0.878（即1ml水中溶解0.878ml二氧化碳）；在25℃，标准大气压下二氧化碳的溶解度为0.759（即1ml水中溶解0.759ml二氧化碳）；二氧化碳气体溶解度数据为控制模块内置数据，是本领域公知常识。
通过式II计算出应投加的二氧化碳气体流量；
则：
应投加的二氧化碳气体流量设定为：V2=L1×V1/100=1000m3/h×12.127升/百立方米/100=121.27L/h；
根据式III计算出溶解水流量；
则溶解水流量设定为：L2=V2/40%/S=121.27L/h/40%/0.759=399.44L/h；
二氧化碳溶液流量=L3=L2==399.44L/h；
然后与减压器7、溶解水流量计3的检测结果比较，再控制执行机构，使二氧化碳气体流量、溶解水流量和二氧化碳溶液分别为121.27L/h、399.44L/h和399.44L/h；
10min后，第二pH在线监测计12检测二氧化碳溶液管道5与源水管道13连接处下游pH值，人机交互界面显示，此处pH值8.3，与源水pH目标值8.3相同。
0.101MPa，0-30℃、35℃、40℃、45℃、50℃及60℃下二氧化碳的溶解度数据表如下：
对比例1
源水pH值9.0（第一pH在线监测计9检测结果），
源水pH目标值8.3，
次氯酸钠投加质量浓度：1.2mg/L，
聚合氯化铝投加质量浓度：9mg/L ；
那么根据式I：
log（V1×1000×100)=源水pH值-源水pH目标值+log(次氯酸钠投加质量浓度×1000×1000)-log(聚合氯化铝投加质量浓度×1000×1000)/10；
其中V1表示二氧化碳气体体积比浓度，单位：升/百立方米；
得出应投加的二氧化碳气体体积比浓度为12.127升/百立方米，即100m3源水中应投加二氧化碳气体体积为12.127L，但是该二氧化碳气体不能直接投加到源水中，需要将二氧化碳气体与溶解水混合，生成二氧化碳溶液，进而用二氧化碳溶液调节源水pH；
控制模块读取溶解水水温和源水流量；
源水流量为1000m3/h；
溶解水水温为25℃，在25℃，标准大气压下二氧化碳的饱和溶解度为0.759（即1ml水中溶解0.759ml二氧化碳）；气体二氧化碳的溶解度随着温度的升高而减小，随着温度的降低而增大；在0℃，标准大气压下二氧化碳的溶解度为1.713（即1ml水中溶解1.713ml二氧化碳）；在20℃，标准大气压下二氧化碳的溶解度为0.878（即1ml水中溶解0.878ml二氧化碳）；在25℃，标准大气压下二氧化碳的溶解度为0.759（即1ml水中溶解0.759ml二氧化碳）；二氧化碳气体溶解度数据为控制模块内置数据，是本领域公知常识。
通过式II计算出应投加的二氧化碳气体流量；
则：
应投加的二氧化碳气体流量设定为：V2=L1×V1/100=1000m3/h×12.127升/百立方米/100=121.27L/h；
根据式III计算出溶解水流量；
则溶解水流量设定为：L2=V2/40%/S=121.27L/h/40%/0.759=399.44L/h；
二氧化碳溶液流量=L3=L2==399.44L/h；
然后与减压器7、溶解水流量计3的检测结果比较，再控制执行机构，使二氧化碳气体流量、溶解水流量和二氧化碳溶液分别为121.27L/h、399.44L/h和399.44L/h；
10min后，第二pH在线监测计12检测二氧化碳溶液管道5与源水管道13连接处下游pH值，人机交互界面显示，此时pH值8.6；50min后，第二pH在线监测计12检测二氧化碳溶液管道5与源水管道13连接处下游pH值，人机交互界面显示，此时pH值8.3，与源水pH目标值8.3相同。
对比例2
源水pH值9.0（第一pH在线监测计9检测结果），
源水pH目标值8.3，
次氯酸钠投加质量浓度：1.2mg/L，
聚二甲基二烯丙基氯化铵投加质量浓度：9mg/L ；
那么根据式I：
log（V1×1000×100)=源水pH值-源水pH目标值+log(次氯酸钠投加质量浓度×1000×1000)-log(聚二甲基二烯丙基氯化铵投加质量浓度×1000×1000)/10；
其中V1表示二氧化碳气体体积比浓度，单位：升/百立方米；
得出应投加的二氧化碳气体体积比浓度为12.127升/百立方米，即100m3源水中应投加二氧化碳气体体积为12.127L，但是该二氧化碳气体不能直接投加到源水中，需要将二氧化碳气体与溶解水混合，生成二氧化碳溶液，进而用二氧化碳溶液调节源水pH；
控制模块读取溶解水水温和源水流量；
源水流量为1000m3/h；
溶解水水温为25℃，在25℃，标准大气压下二氧化碳的饱和溶解度为0.759（即1ml水中溶解0.759ml二氧化碳）；气体二氧化碳的溶解度随着温度的升高而减小，随着温度的降低而增大；在0℃，标准大气压下二氧化碳的溶解度为1.713（即1ml水中溶解1.713ml二氧化碳）；在20℃，标准大气压下二氧化碳的溶解度为0.878（即1ml水中溶解0.878ml二氧化碳）；在25℃，标准大气压下二氧化碳的溶解度为0.759（即1ml水中溶解0.759ml二氧化碳）；二氧化碳气体溶解度数据为控制模块内置数据，是本领域公知常识。
通过式II计算出应投加的二氧化碳气体流量；
则：
应投加的二氧化碳气体流量设定为：V2=L1×V1/100=1000m3/h×12.127升/百立方米/100=121.27L/h；
根据式III计算出溶解水流量；
则溶解水流量设定为：L2=V2/40%/S=121.27L/h/40%/0.759=399.44L/h；
二氧化碳溶液流量=L3=L2==399.44L/h；
然后与减压器7、溶解水流量计3的检测结果比较，再控制执行机构，使二氧化碳气体流量、溶解水流量和二氧化碳溶液分别为121.27L/h、399.44L/h和399.44L/h；
10min后，第二pH在线监测计12检测二氧化碳溶液管道5与源水管道13连接处下游pH值，人机交互界面显示，此时pH值8.5；46min后，第二pH在线监测计12检测二氧化碳溶液管道5与源水管道13连接处下游pH值，人机交互界面显示，此处pH值8.3，与源水pH目标值8.3相同。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.二氧化碳投加控制系统，其特征在于，该系统包括：
溶解水管道，用于输送溶解水；
二氧化碳缓释控制装置，用于将液态二氧化碳转换为二氧化碳气体，二氧化碳缓释控制装置通过气体管道与溶解水管道连接，将二氧化碳气体与溶解水管道中的溶解水混合，生成二氧化碳溶液；
二氧化碳溶液管道，用于输送二氧化碳溶液，所述二氧化碳溶液通过二氧化碳溶液管道通入源水管道；
源水管道，用于输送源水；
控制模块通过式I、式II和式III计算出二氧化碳气体流量、溶解水流量和二氧化碳溶液流量，并依据计算结果控制执行机构进行相应的调节，或人工调节；
执行机构，用于控制二氧化碳气体流量、二氧化碳溶液流量及溶解水流量；
式I：
log（V1×1000×100)=源水pH值-源水pH目标值+log(次氯酸钠投加质量浓度×1000×1000)-log(外加剂投加质量浓度×1000×1000)/10；
式II：
V2=L1×V1/100；
式III：
L3=L2=V2/40%/S；
其中，V1表示二氧化碳气体体积比浓度，单位：升/百立方米；
所述次氯酸钠投加质量浓度范围选自1.2-1.8mg/L；
所述外加剂投加质量浓度范围选自4-9mg/L；外加剂为质量比1：1的聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵；
V2表示二氧化碳气体流量，单位：L/h；
L1表示源水流量，单位：m3/h；
L2表示溶解水流量，单位：L/h；
L3表示二氧化碳溶液流量，单位：L/h；
S表示在溶解水水温和标准大气压下，在1ml水中达到饱和状态时溶解S ml二氧化碳气体。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳投加控制系统，其特征在于，所述溶解水管道上设置溶解水温度计和溶解水流量计。
3.根据权利要求2所述的二氧化碳投加控制系统，其特征在于，人工调节时，所述执行机构包括：
第一阀门，用于控制溶解水流量，第一阀门设置在溶解水管道上；
第二阀门，用于控制二氧化碳溶液流量，第二阀门设置在二氧化碳溶液管道上；
减压器，用于控制和读取二氧化碳气体流量，所述二氧化碳缓释控制装置包括液态二氧化碳储罐，减压器连接液态二氧化碳储罐；
依据计算结果控制执行机构进行相应的调节时，所述执行机构包括：
第一阀门，用于控制溶解水流量，第一阀门设置在溶解水管道上；
第二阀门，用于控制二氧化碳溶液流量，第二阀门设置在二氧化碳溶液管道上；
第三阀门，用于控制二氧化碳气体流量，所述二氧化碳缓释控制装置包括液态二氧化碳储罐和减压器，液态二氧化碳储罐依次连接减压器和第三阀门。
4.根据权利要求3所述的二氧化碳投加控制系统，其特征在于，所述源水管道上设置有第一pH在线监测计和源水流量计，第一pH在线监测计检测源水pH值。
5.根据权利要求4所述的二氧化碳投加控制系统，其特征在于，所述控制模块读取溶解水流量计、溶解水温度计、减压器、第一pH在线监测计和源水流量计的检测结果。
6.根据权利要求1所述的二氧化碳投加控制系统，其特征在于，该系统在二氧化碳溶液管道与源水管道连接处下游还设置有第二pH在线监测计，检测连接处下游pH值。
7.根据权利要求1所述的二氧化碳投加控制系统，其特征在于，所述源水pH目标值：8.0-8.5；溶解水pH：7.5。
8.根据权利要求1或2所述的二氧化碳投加控制系统，其特征在于，所述第一pH在线监测计和第二pH在线监测计的检测频率均为每隔10-20min一次。
9.根据权利要求1所述的二氧化碳投加控制系统，其特征在于，该系统还包括人机交互设备，人机交互设备用于输出对源水pH目标值、源水流量、源水温度、溶解水流量、二氧化碳气体流量及二氧化碳溶液流量运行参数。
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