污水处理蒸发器（精选12篇）
污水处理蒸发器 篇1
1 流程简介
青海盐湖化工分公司化肥厂一车间330kt/a尿素装置于2009年10月2日全面完成施工建设及管道吹扫试压工作。装置采用传统型二氧化碳汽提法工艺, 其蒸发系统流程如下:从尿液贮槽 (06F0101) 来的尿液, 经尿液泵 (06J0108) 送往一段蒸发器 (06C0109) 中蒸发、浓缩, 通过壳侧低压蒸汽和高压调温水的加热, 尿液温度从84℃升至130℃ (通过06C0109A的低压蒸汽管线上的PV1133阀的开度来维持在130℃) ;一段蒸发压力约30kPa (绝压;下同) 。出06C0109的尿液进入一段蒸发分离器 (06F0115) , 在分离器内, 气体从尿液中分离出来, 离开06F0115底部的尿液经过平衡压差的U形管进入二段蒸发器 (06C0110) , 其壳程加入0.88MPa蒸汽将尿液温度由130℃升至140℃;二段蒸发压力控制在3kPa。出06C0110的尿液进入二段蒸发分离器 (06F0116) , 在分离器内, 气体从尿液中分离出来, 分离出来的气体经升压器升压后进入二段蒸发器第一冷凝器 (06C0113) 壳程, 未冷凝的气体与动力蒸汽再经二段蒸发第一喷射器 (06L0103) 一起进入二段蒸发后冷器 (06C0114) 壳程, 在06C0114内将未冷凝的气体再次冷凝, 在这里大部分的气体被冷凝下来;未冷凝的气体与动力蒸汽经二段蒸发第二喷射器 (06L0104) 一起进入常压吸收塔 (06E0106) 。06F0116底部的尿液经熔融尿素泵 (06J0109) 送至造粒喷头造粒。
2 异常现象
2009年10月4日, 车间为了检验设备性能、仪表准确性、员工的实际操作能力及对装置现场熟悉程度, 进行了蒸发系统试抽真空。具体过程如下: (1) 启动06J0108向蒸发系统送水, 经调节阀 (FV-1134) 、一段蒸发器、二段蒸发器, 待06J0109进口管中液位在管道视镜中部时, 启动06J0109并打开循环三通调节阀 (HV1191A) 打循环; (2) 打开一、二段蒸发喷射器的动力蒸汽阀及升压器的蒸汽阀抽真空, 在此过程中保持两段之间的压差20~30kPa, 控制一段压力为30kPa, 二段压力为3kPa。
在抽真空的过程中发现, 06F0115的压力维持在50kPa左右, 始终未达到《青海100万吨钾肥综合利用项目日产1000吨尿素装置———操作原则》中真空试验设计指标30kPa或更低的要求, 且真空度应当在尽可能短的时间内 (约30min) 达到;而进蒸发系统的蒸汽冷凝液的温度为75℃, 06F0115出液温度为100℃, 进水量约为16t/h;06C0112的出液温度为50℃。
2012年12月17日13时尿素系统进行化工投料生产, 15时10分蒸发系统进料造粒, 但在抽真空的过程中发现06F0115压力在37~50kPa大幅波动, 06F0116的压力在30~49kPa波动, 一、二段蒸发系统压差在10~20kPa。
3 原因分析及应对措施
3.1 水运真空不达标分析及措施
一段蒸发系统真空度达不到指标, 经分析主要有以下原因: (1) 蒸发负荷重, 进料量大, 进料温度低, 尿液氨含量高; (2) 喷射泵抽吸能力差, 喷嘴有堵塞现象; (3) 各级表面冷凝器冷凝效果差, 冷却水温高, 或冷凝器有堵塞现象, 换热效果差, 冷凝器内有碳酸盐结晶; (4) 液封没有封住或注水不足; (5) 气相管线或设备、系统有泄漏处; (6) 仪表显示不准; (7) 冷却水量不足; (8) 低压分解系统温度过低, 压力过高; (9) 一、二段气相管处有结晶, 建议适当冲洗; (10) 设备安装布局及设计存在问题。
针对上述可能存在的因素, 对该装置进行检查确认。因装置为新建且未进行投料试车, 以及高低压系统水运完成后处于停运状态, 所以可以排除冷凝器内有碳酸盐结晶、一二段气相管处存在缩二脲或尿素结晶堵塞、进料氨含量高、低压系统分解温度过低及其压力控制过高等因素对真空度的影响;经过对真空系统各喷射泵的现场拆解, 并未发现喷射泵喷嘴有堵塞;对仪表重新校验, 并未发现仪表指示不准;调取DCS监控数据曲线, 显示循环水上水温度为在27℃左右, 现场观测回水温度维持在32℃左右, 从而可彻底排除原因 (3) ;调取DCS监控数据曲线, 显示总循环水流量维持在2 800~3 200m3/h, 符合设计指标 (2 885m3/h) 要求;调取氨水槽液位DCS监控数据曲线, 显示其维持在30%~40%, 从而保证真空冷凝系统下液有足够的液封;在试抽真空前, 整个蒸发系统进行水压及气密试验, 均未发现设备、系统、管道、阀门与法兰连接处存在泄漏现象。
针对原因 (1) 进行分析。因进入蒸发系统的介质为蒸汽冷凝液而非尿液, 故进系统的量需要重新进行核算, 具体过程如下:进入一段蒸发器蒸汽冷凝液温度75℃, 冷凝液的流量为16t/h, 06C0112出液温度为50℃, 其热负荷为43.931 8GJ/h;因一段蒸发压力为0.05MPa, 出液温度为100℃, 经查该蒸汽为过热蒸汽, 其焓值为2 682.397 01kJ/kg, 汽化热2 304.935 1kJ/kg, Cp=2.015 507 819 925kJ/ (kg·℃) , 经计算, 设备最大冷凝量为8.698 6t/h;设计一段蒸发压力为0.03MPa, 当出液温度为100℃时, 该蒸汽 (为过热蒸汽) 焓值为2 684.939 732kJ/kg, 汽化热2 335.28kJ/kg, Cp=4.187 7kJ/ (kg·℃) , 经计算设备最大冷凝量为8.614 5t/h。将蒸发进液量由16t/h降至8.5t/h时, 一段蒸发的压力仍达不到设计指标, 故排除原因 (1) 。
通过上述分析, 问题在于一段蒸发分离器的设计布局。经查装置设备布置图和设备图纸发现, 一段蒸发分离器的标高低于二段蒸发分离器;当二段蒸发分离器出液时, 一段蒸发分离器已经处于满液状态, 由此造成一段蒸发真空度严重超标, 从而导致后续系统无法进行生产。
基于一段蒸发分离器安装位置过低, 造成蒸发系统及后续系统无法进行正常生产的问题, 经与设计院沟通, 重新核算, 决定将一段蒸发加热器及分离器的位置由原设计标高EL121500提升至EL128500 (见图1、2) 。由于一段蒸发加热器及分离器垂直提升到28.5m处的尿素主框架 (没有承重梁) , 不能满足其提升安装要求, 因此, 需要将蒸发分离器周围原设计的梁HM400×200×10×18mm更换为HN700×300×12×24mm的承重梁, 并且做垂直支撑加固。
3.2 试生产真空不达标分析及措施
由于蒸发系统已经过实物造粒检验及造粒前试抽真空 (均符合工艺要求) , 因此2012年12月17日蒸发造粒系统压力不达标的原因可能如下: (1) 蒸发负荷重, 进料量大, 进料温度低; (2) 各级表面冷凝器冷凝效果差, 冷却水温高; (3) 前系统二氧化碳转化率低, 汽提效率低, 低压系统严重超负荷, 造成负荷后移。
针对上述可能存在的原因, 逐一检查确认:经查进蒸发系统物料量控制在70%, 故可排除原因 (1) ;更换一、二段蒸发表冷器下封头垫片时, 并未发现换热器严重结垢, 此外, 调取循环水温度曲线, 水温控制在21~24℃之间, 从而排除原因 (2) ;二氧化碳转化率由59%降至26.7%, 外界供汽量不足, 致使汽提塔蒸汽压力控制在1.0~1.4MPa之间, 汽提效率极低, 造成低压系统超负荷, 即使低压系统压力调节阀及放空调节阀处于全开状态的情况下, 系统压力维持在0.3~0.38MPa。现场观测常压吸收塔放空流量计严重超量程, 尿液槽尿液氨浓度经分析化验发现超设计指标, 导致蒸发系统喷射器背压过高而造成真空度达不到指标。
车间经过讨论研究, 决定在一段蒸发喷射器及二段蒸发第二喷射器后分别增加一条DN100和DN50的管线至放空筒, 具体如图3所示;所需材料见表1。
4 结语
提升设备标高后, 有效解决了一段蒸发分离器试抽真空时出现的满液以及压力不达标等问题, 系统压力由原来最低的50kPa降至30kPa以下, 且蒸发系统抽真空至指标所需时间由原设计的30min缩短至10min以内;此外, 通过在喷射器后增加放空管线, 解决了因前系统二氧化碳转化率低, 汽提效率低, 低压系统严重超负荷而造成负荷后移, 蒸发系统背压过高导致真空度不达标的问题, 为装置的正常稳定生产打下了坚实基础的同时, 也为公司带来了可观的经济效益。
污水处理蒸发器 篇2
1．1被控对象分析
蒸发器的示意所示，其工作流程大致可描述为：待浓缩的稀液从蒸发器上部进入蒸发器E1201，吸收过热蒸汽提供的热量，稀液中的水分变成二次蒸汽从蒸发器顶部排出，浓缩液从蒸发器底部排出；浓缩液浓度不能在线测量；稀液流量为F1201，稀液管线上设阀门V1201；浓缩液流量为F1202，浓缩液管线上设阀门V1202；二次蒸汽流量为F1203，二次蒸汽管线上设阀门V1203；从蒸发器中部通入满足工艺要求的过热蒸汽，蒸汽流量为F1105，过热蒸汽管线上设阀门V1105；换热后的过热蒸汽变为冷凝水排出。蒸发器为真空操作，蒸发器液位为L1201，温度为T1201，压力为P1201。
1．2工艺流程分析蒸发器的工艺流程可以具体描述为：
1）打开稀液流量阀V1201，向蒸发器E1201注入稀液，并使蒸发器液位稳定在80％左右。
2）打开过热蒸汽流量阀V1105和二次蒸汽流量阀V1203，向蒸发器通入过热蒸汽，使蒸发器温度达到108℃，并保持稳定。
3）待浓缩液浓度达到7．5％时，开启浓缩液流量阀V1202，开始连续出料，使浓缩液流量达到4．63kg／s，并保持流量平稳。
2系统总体方案设计
2．1控制要求与技术指标
（1）控制要求
基础过程控制（BPCS）的任务是保证蒸发器温度、浓缩液浓度以及浓缩液流量均符合工艺要求。根据工艺要求可以将BPCS的控制任务分解为：建立蒸发器液位、提升蒸发器温度、蒸发器提升负荷运行、浓缩液浓度控制、蒸发器温度控制、蒸发器液位控制、浓缩液流量控制。
（2）系统安全要求
现代过程控制系统包括基本过程控制系统(BPCS)和安全仪表系统（SIS）。蒸发过程可能会出现蒸发器内压力过大而引起事故，因此SIS系统的设计非常重要。
2．2控制系统总体方案设计
考虑到安全可靠和经济适用的同时兼顾，本方案选择了西门子的PLCS7416－2F，与PCS7BOX构成冗余结构，两个CPU同时具有基础控制系统（BPCS）和安全控制系统（SIS）的功能，正常运行状态下PCS7BOX执行BPCS功能，PLCS7416－2F执行SIS功能。BPCS系统和SIS系统共用一个工程师站和一个操作员站，这样避免了传统DCS和SIS之间复杂的数据处理，节省了成本与安装费用，系统中备件品种少，经济性好，并且可以互为代用，便于维护。BPCS系统与SIS系统之间的通信连接采用光纤实现，使系统的安全可靠性大大提高。此外，PCS7BOX和冗余PLC相互独立，冗余系统的存在与否不影响控制系统的正常运行。用PROFINET工业以太网扩展此系统，使此系统一方面可与管理系统对接，另一方面具有了良好的可扩展性，能方便地实现监控功能，同时使此系统的维护也变得更加方便。
3控制系统硬件设计与实现
3．1仪表供配电设计
为保证供电的安全和可靠，设计供电系统时，应按照用电仪表的电压等级和电源类型进行设计。本方案采用二级供电方式，由第一级总供电箱直接向设置在底层的各二级供电箱供电，并在第二级供电系统中同样设置总供电箱、分供电箱。供电系统可采用多回路供电的配电方式，将各分供电箱分别接到总供电箱上的各组端子上，这样在灵活分配用电负荷的同时能够分散端子故障所带来的影响。
3．2输入／输出模块配置
BPCS和SIS的输入／输出模块配置相类似，以BPCS为例，在分析控制系统的基础上。确定了BPCS所需配置的I／O点数后，即可进行输入／输出模块的选择。本方案选择西门子公司的分布式I／O产品ET200M。
3．3系统控制柜设计
接下来是系统控制柜的设计，包括主控制柜和分控制柜的设计，确定控制柜以及输入输出模块后，绘制系统输入输出模块的接线原理图。
3．4系统组态
在SIMATICManager中完成系统组态。系统硬件组态如图3上半部分所示，左边是BPCS系统的硬件组态，右边是SIS系统的硬件组态。通信网络的组态如图3的下半部分所示，完成BPCS功能和SIS功能的DCS和PLC均挂接在PROFIBUS总线上。PCS7BOX和IM153－2分别是BPCS的CPU和ET200M通信模块；AS400F和IM153－2FO则是SIS的CPU和ET200M通信模块。
4控制系统软件设计与实现
4．1控制程序总体设计
根据程序的功能以及程序执行情况，控制程序可以被划分为3个部分：
1）启动组织块OB100。OB100在PLC启动时执行一次，通过该组织块可以实现初始化操作。
2）主程序OB1。OB1由操作系统不断地循环调用。通过OB1可以进行系统常规处理，转换系统的运行状态，比如更新程序中的标志，并进行相应处理。
3）循环中断OB35。循环中断组织块按照设定的时间间隔执行中断程序。在循环中断中完成模拟量采集、数字滤波、PID运算，最后是控制量输出。
4．2控制程序设计与实现
（1）S7CFC编程语言
CFC（ContinuousFunctionChart，连续功能图）用图形的方式连接程序库中的各种功能块，包括从简单的逻辑操作到复杂的闭环和开环控制等领域。编程的时候将需要的功能块复制到图中并用线连接起来即可。定时中断程序即采用CFC来编写。
（2）定时中断的整体结构
在定时中断中进行模拟量采集、数字滤波、PID运算以及控制信号输出，同时实现参数超限时的报警和停车。程序的控制单元主要有：温度控制、液位控制、浓度控制等。不同被控量所需定时中断的时间间隔均不相同，定时时间要根据现场调试情况来确定。
4．3推理程序设计与实现
经过分析，可以看出被控对象的特点是多回路、多参数、强耦合。因此控制策略为：将复杂大系统分解成相对独立的简单子系统进行处理，控制律力求简单实用。其中，根据对被控对象的分析，发现浓缩液浓度不可在线测量。为了实现浓度的准确控制，采用了推理控制策略，利用可实时测得的稀液流量、浓缩液流量以及二次蒸汽流量，通过推理运算实现浓度的间接控制。推理控制算法采用SCL（类似于C语言）进行编程，并将其编译成模块，供CFC编程调用。BPCS部分主要采用连续功能图CFC实现。
4．4系统安全SIS设计
作为保证生产安全的重要措施，安全控制系统主要包含安全仪表和信号报警两部分。大多数工业生产过程要求安全仪表系统和信号报警遵循失效安全原则，使工业设备在发生故障的时候转入预定义的安全状态。在本方案中，包括了报警指示、紧急停车联锁等安全控制。紧急停车联锁在蒸发器装置的机械设备故障、某些过程参数越限、系统自身故障或稀液进料中断时，对系统实施紧急停车。紧急停车联锁能自动产生一系列预先定义的动作，使工艺装置和人员处于安全状态。
4．5系统监控设计
控制系统使用西门子WinCC组态软件对操作员站进行了组态，实现对蒸发器的实时控制及调整、系统运行监控与管理。WinCC使生产过程的状态能够以文字、图像、曲线和报警等多种形式清晰地表达出来，同时能够记录生产过程中发生的事件，供历史查询使用，还可以组态可打印的报表。
5系统运行与验证控制
污水处理蒸发器 篇3
关键词：微通道；柜机；蒸发器
中图分类号：TU831.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）23-0057-01
1 概 述
蒸发器如果具有1 mm以下的通道水力直径就是所谓的微通道蒸发器，如果具有1～3 mm以下的通道水力直径就是所谓的微细通道蒸发器。微通道蒸发器技术在上世纪80年代开始就广泛地应用在高密度电子器件的冷却技术中。
通过分析不同的管件，我们可以发现，每当管径缩小0.5～1 mm，那么其就会产生增大50%～100%的对流热换系数。现在在汽车空调厂广泛的应用到了微通道蒸发器，然而很少报道关于在家用空调柜机室内蒸发器上对微型通道蒸发器的使用。
2 微通道蒸发器简介
2.1 微通道蒸发器概述
研究表明，每当管径缩小0.5～1 mm，那么其就会产生增大50%～100%的对流热换系数。铝质平行流微通道蒸发器分隔板、波纹翅片、数只平行排列的扁管、集流器等共同组成。在多孔扁管中流动着制冷剂，在波纹翅片中有空气垂直的流过。
因为有多种形式的百叶窗缝隙存在于多孔扁管中的多个波纹翅片上，而且每段波纹百叶翅片的开缝方向都是从中心向两侧，其对场协同原理进行了充分的利用，除了能够将度场与温度场的夹角缩小，同时还可以对空气侧传热进行有效的强化，目前在汽车空调中广泛使用到了紧凑型的蒸发器。
2.2 微通道蒸发器的特点
微通道蒸发器具有更加紧凑的特点，而且其具有更小的内容积。与此同时，微通道蒸发器具有更高的换热效率，可以使系统的能效得以显著提升，同时还可以对制冷剂的充注量和排放量进行控制，使得蒸发器的重量和尺寸大大缩小。
2.3 微通道蒸发器的优点
除此之外，全铝制造的微通道蒸发器与铜管翅片式蒸发器比起来，能够达到100%回收利用率，因此会对环境产生更小的影响。铜管翅片式蒸发器的非常显著的腐蚀电位的情况也不会出现在微通道蒸发器的全铝材料中，因此其耐腐蚀性寿命更高。在价格方面，与铜的价格比起来，制作微通道蒸发器的铝材要低，现在加工微通道蒸发器的技术变得越来越成熟，因此如果其能够实现批量生产，就能够使空调的成本得到有效的控制。
3 微通道蒸发器的制作和参数分析
以目前的3 P铜管翅片式蒸发器的结构尺寸为根据将微通道蒸发器设计了出来，两者之间的参数对比，见表1。
以现有的柜机结构和微通道蒸发器为根据对进出液管组进行重新设计。与通管翅片式蒸发器比起来，进出液管组只存在着一个出气主管和一个进液主管，这样就对液管组的结构进行了简化，在加工的时候也变得更加的高效和简单，同时也大幅度地降低了成本。有一段铜管被单独地接在微通道蒸发器上，在具体的生产过程中可以在微通道蒸发器上对进出液管组进行直接的焊接，因为其只存在着两个焊点，所以能够显著的提升线体效率。
4 测试实验样机
在本次研究中选择志高空调的定速柜机作为微通道蒸发器应用的研究对象，首先采用微通道蒸发器期待其原有的铜管翅片式蒸发器，并且调整过冷管组和制冷剂充注量，展开相应的测试。
最后测试得出的额定制热和额定制冷等数据，分别见表2、表3、表4。
从上述的数据中我们可以发现，在采用微通道蒸发器之后，明显的提升了换热效率，同时全部指标或者与之前相当或者有所提升。以该方案为根据共计生产了5套机器，在可靠性的长周期寿命试验中，全部的样机都实现了正常运行。
5 结 语
微通道蒸发器具有减少蒸发器体积和重量、降低制冷剂充注量、提高换热效率等一系列的优点，本文对在家用空调柜机上对微通道蒸发器的应用性能和工艺进行了分析，研究表明，其在可靠性、工艺、性能等很多方面都有优势，如果在家用空调范围内推广应用微通道技术，在未来肯定会产生较大的经济效益。
参考文献：
[1] 刘巍，朱春玲.分流板结构对微通道平行流蒸发器性能的影响[J].化工学报，2012，（3）.
[2] 刘纳，李俊明，李红旗.采用微通道蒸发器的热泵型空调器性能研究[J].制冷与空调，2011，（4）.
污水处理蒸发器 篇4
随着科学技术的进步和气象现代化的飞速发展, 越来越多的观测项目实现了自动观测, 地面观测质量也已经转变为主要取决于仪器设备的稳定性, 以及观测员对观测设备的保障维护和对观测数据的质量控制。延续了几十年的人工观测仪器, 早就被我们气象工作者所认可, 人工仪器测量的数据也被视为标准。由于自动气象站建立和运行时间不长, 自动观测仪器测量的数据与人工观测仪器测量的数据之间存在一定的差值。当自动观测与人工观测数据差值大于规定标准时, 应结合当时天气现象、测报软件、传感器、采集器、供电等多方面原因综合分析, 准确查找问题原因, 及时采取相应解决办法, 以提高自动气象站数据的可用性和地面气象观测记录的准确性。蒸发是实现地面和空气水汽交流的重要途径, 在水分收支平衡、水文、水利灌溉、农业蒸散等领域具有重要作用[1]。考虑到蒸发数据在国民经济建设中也具有重要的气候参考价值, 大型蒸发数据具有准确度高、代表性好的特点, 但其自动观测数据异常的处理是一个繁杂的过程, 因为其受干扰的因素多, 数据敏感性强, 能很直观地发现疑误记录, 而做好蒸发数据的质量控制, 是今后观测工作的一个重要方面[2]。本文对三门峡国家基本气象站安装蒸发自动传感器以来至2013年10月份使用大型蒸发观测期间的自动观测与同步人工观测蒸发记录的差异进行了简单的分析, 对蒸发异常记录的处理进行了总结。
1 蒸发测量仪器的结构原理
1.1 E-601B型蒸发器的结构原理
E601大型蒸发器由蒸发桶、水圈、溢流桶和测针组成, 蒸发桶溢流孔通过胶管与溢流桶相连, 以承接因降水较大时从蒸发桶内溢出的水量, 水圈的作用在于减少太阳辐射及溅水对蒸发的影响。每日观测时通过调整测针针尖与水面恰好相接, 读取水面高度, 用前一日水面高度+降水量-测量时水面高度, 即得当日的蒸发量[3]。
1.2 AG2.0超声波蒸发器结构原理
AG2.0超声波蒸发器由超声波传感器、不锈钢测量筒、百叶箱及铝塑管、管件等组成。与E-601B型蒸发器配套使用。超声波蒸发传感器是根据超声波测距原理, 精确测量超声波传感器至水面距离并转换成电信号输出, 可即时测量出蒸发量[4]。
2 蒸发量误差分析
2.1 月蒸发量自动观测与人工观测的对比分析
通过对比分析我站2013年5月-2013年10月6个月期间的自动和人工蒸发量资料, 如图1, 1月蒸发量自动观测与人工观测的变化曲线图, 发现月蒸发量自动观测比人工观测明显大。尤其以2013年5月份误差最大, 造成该月蒸发量误差较大的原因是该月23日、25日、26日、28日、29日由于降水致使这几日自动蒸发数据比之人工观测蒸发数据明显偏大, 值班员又未及时对用于对比观测的自动蒸发数据进行处理。
2.2 与降水的关系
从表1自动观测与人工观测蒸发量差值和降水的关系中可以看出, 误差受降水影响较大, 6个月期间降水 (≥0.1mm) 日数总共为41天, 在误差为0.0-0.2mm的72次观测中, 只有10天出现了0.1mm以上的降水。其中蒸发量误差大于0.3mm的109次观测中, 有31天出现了降水。有降水出现时, 常使蒸发量误差变大。误差超过0.6mm的降水日数为20天, 占该项误差次数的30%。误差超过1.0mm的降水日数为16天, 占该项误差次数的50%。
另外, 在2013年9月份我站蒸发传感器正式运行以来的两个月内有几天因为降水和仪器故障, 致使蒸发量明显异常而处理了部分时段的蒸发记录。
2.3 与风的关系
排除了降水的影响之外, 自动站蒸发量仍然有误差。我们进一步进行分析了对它影响最大的风的因素。由于风的影响, 造成蒸发水面晃动, 使蒸发传感器测量的蒸发水位不准, 影响了蒸发量测量从而存在误差。取日平均风速和当日自动观测与人工观测蒸发差值进行对比分析。
从表2自动观测与人工观测蒸发差值与风的关系中可以看出, 自动观测和人工观测蒸发量差值随着风速的变化而变化。风速大时, 差值也较大, 反之差值较小。自动观测蒸发受风的影响很显著。
2.4 程序测量蒸发量原理对自动观测蒸发的影响
程序测量蒸发量原理:日蒸发量为时蒸发量统计所得。
时蒸发量为前一时次正点蒸发水位减去该时次正点蒸发水位, 如差值为负值时程序会自动将该时蒸发量处理为0.0mm[5]。如:2013年6月11日20时正点蒸发水位为58.2, 6月12日20时蒸发水位为54.5mm, 理论上12日蒸发量为3.7mm, 而实际显示的12日日蒸发量为4.2mm。这种情况造成的蒸发误差会在风大时和水位过低时产生。
2.5 其他情况
此外, 还发现由于观测员未能及时加水, 致使蒸发桶内水位太低, 也会造成自动观测蒸发量明显异常。例如:2013年5月23日20时蒸发水位为55.2, 24日自动观测蒸发量为0.9, 人工测量的24日蒸发为2.5。根据当日各相关气象要素分析, 自动观测蒸发量明显错误, 而人工测量蒸发正确。
3 疑误记录的判断及处理
3.1 疑误记录的判断
判断蒸发数据是否正常, 主要依据天气情况、仪器故障情况、对比分析资料等几个方面。
(1) 在晴朗、高温、干燥、风速较大时, 蒸发较大;连续阴雨天、低温、湿度大、风速较小时, 蒸发较小或会出现蒸发量0.0mm的情况。
(2) 当测站有人工观测蒸发量时, 可依据自动观测与人工观测蒸发量的对比分析来判断数据是否异常。
(3) 在排除了天气和人为误操作的情况下, 蒸发数据连续异常或缺测, 就可能是仪器故障的原因了。
3.2 疑误记录的处理[6]
(1) 当蒸发出现负值时测报软件会自动处理为0.0mm, 小时蒸发量大于10.0mm时软件自动判定为缺测, 人工质量控制时应查看具体情况再进行处理[6]。
(2) 当自动观测小时蒸发量数据出现异常时, 应根据该记录前后气象要素变化情况进行判断, 判定该时次记录不完全正确但基本可用时, 按正常记录处理。
(3) 当某小时自动观测蒸发数据缺测或记录明显错误且无使用价值时, 该小时蒸发量用前后两定时数据内插求得。
(4) 当某日自动观测蒸发连续两个或以上小时数据缺测且不能内插时, 有人工观测蒸发数据的, 该日蒸发量用人工观测数据代替, 无其它数据代替时, 该日蒸发量缺测处理。
自动观测蒸发量用人工观测记录代替时, 在测报软件中逐日数据维护时, 21-19时各时次为空, 只在20时输入当日人工观测蒸发量。
4 日常工作中注意事项
就自动观测蒸发数据可能出现异常情况的多种原因, 简单总结以下工作中应注意的事项[7,8]。
4.1 日常维护
日常的维护工作中, 巡视仪器时, 注意蒸发桶内水质是否清洁, 有无漂浮物和杂质, 避免出现因杂质过多对蒸发造成影响。清洗蒸发器的时间应避开正点, 选择蒸发量较小的时候进行。注意水圈内水位, 及时给水圈加水, 以减少溅水对蒸发的影响。
4.2 取水和加水
取水应选择降水较小时进行, 每天20时观测后检查蒸发桶内水位, 当水位过高或过低时, 及时汲水或加水。预计可能降大到暴雨时, 将蒸发桶及专用雨量筒同时盖住, 这时蒸发量按0.0处理。加水、取水的时间应避开正点。
4.3 特殊情况
仪器维护、标定、故障期间, 蒸发量尽可能的进行人工补测。
5 小结
(1) 2013年5-8月自动观测蒸发明显比人工观测蒸发大, 这是由于这几个月降水较多, 且自动蒸发未正式启用, 期间由于强降水造成的异常数据未进行处理的原因居多。2013年9-10月自动观测蒸发与人工观测蒸发误差较小。
(2) 降水对蒸发的影响较大, 尤其是强降水对自动观测蒸发的影响很大[7]。
(3) 自动蒸发传感器从技术上考虑了一部分风的影响, 但是从上面分析可以看出, 风速稳定时, 自动观测与人工观测蒸发量差值相对较小。当风速变化较大时, 蒸发桶内水位波动较大, 影响到自动蒸发传感器测得的蒸发水位值, 自动观测与人工观测蒸发差值也相应地增大[8]。
(4) 程序测量蒸发量原理和蒸发桶水位过高或过低未能及时汲水或加水也是造成自动观测与人工观测蒸发量误差的原因。
(5) 在自动化观测系统全面使用的今天, 我们在日常工作中做好观测数据的质量控制, 保证仪器设备的正常运行和观测数据、上传数据文件的正确无误显得尤为重要。
参考文献
[1]宋树礼, 王柏林.蒸发传感器工作原理及性能比较[J].气象科技, 2010, 38 (1) :111-113.
[2]沈艳, 任芝花, 王颖, 等.我国自动与人工蒸发量观测资料的对比分析[J].应用气象学报, 2008, 19 (4) :463-470.
[3]高振铎, 娄德君, 李治民.浅议自动站蒸发量误差.[J].农村实用科技信息, 2012 (1) :71.
[4]李亚丽.自动气象站与人工气象站蒸发量对比分析.[J].陕西气象, 2008 (1) :52-53.
[5]刘红霞, 王飞.E-601B型蒸发器与小型蒸发器测值对比分析[J].气象科技, 2013, 41 (5) :852-856.
[6]郑春秋, 潘迎男, 郑建伟.自动站蒸发数据异常的分析及处理[J].福建气象, 2011 (4) :36-37.
[7]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社, 2003 (9) .
污水处理蒸发器 篇5
利用贵溪站1998-2002年的小型蒸发量和E601B型蒸发量的同步对比观测资料,计算两者之间的折算系数,根据采用折算系数的不同,采用线性模型,模拟两者之间的.关系.结果表明:月折算系数变幅较大,年平均折算系数较为稳定,变幅较小.小型蒸发量和E601B型蒸发量呈显著的正相关关系,计算出的E601B型蒸发量估算值年平均相对误差较小,为3.7%.研究还发现,有个别月份出现相对误差较大,这主要是人为观测误差所致.
作 者：张玉霞 齐永胜 娄桂杰 Zhang Yuxia Qi Yongsheng Lou Guijie 作者单位：张玉霞,娄桂杰,Zhang Yuxia,Lou Guijie(南昌市气象局,南昌,330029)齐永胜,Qi Yongsheng(贵溪市气象局,江西,贵溪,335400)
刊 名：气象与环境科学 英文刊名：METEOROLOGICAL AND ENVIRONMENTAL SCIENCES 年，卷(期)：2009 32(z1) 分类号：P412.13 关键词：E601B蒸发 相关分析 模拟计算★ 奥斯陆真空结晶器
★ 《蒸发太平洋》经典台词
★ 化学蒸发操作习题以及答案
★ 玉米酒精废醪蒸发废水处理工程
★ 目标型英文简历
★ 五型班组
★ 对比型议论文范文
★ 反驳型论文范文
★ 课型有哪些
污水处理蒸发器 篇6
关键词：可编程逻辑控制器；三效蒸发器；液位；浓缩控制系统；番茄酱
中图分类号： TP273文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）10-0392-03
收稿日期：2013-12-30
基金项目：新疆维吾尔自治区教育厅高校科研计划青年基金（编号：XJEDU2012S06）；新疆维吾尔自治区教育厅重点计划（编号：XJEDU2010I07）。
作者简介：赵裕峰（1986—），男，山东黄县人，硕士研究生，从事可编程逻辑控制器应用技术和远程监控系统的研究。E-mail：727028483@qq.com。
通信作者：陈志军，教授，硕士生导师，从事智能信息处理和智能控制与系统开发。E-mail：chenzj1110@163.com。新疆因独特的气候条件而盛产番茄，且其品质优良，为大规模的加工番茄酱创造了有利条件。随着国内外需求的不断扩大，番茄酱加工产业不断扩大，被称作新疆的“红色产业”，其加工量约占全国番茄加工总量的90%。但是，现今的番茄酱生产加工设备均是从国外引进的，其核心技术完全依赖于国外，这制约了相关企业的发展[1]。因此，迫切需要对严重影响产品质量的关键环节如灌装、杀菌等进行研究。本试验对番茄酱加工生产线中三效蒸发器的番茄酱浓缩阶段的液位控制进行了研究，采用西门子S7-300 PLC控制自主研发了三效蒸发器番茄酱浓缩控制系统，并取得了令人满意的效果。
1可编程逻辑控制器（PLC）简介
SIMATIC S7-300是一种通用型的PLC，适用于自动化工程中的各种应用场合，尤其是适合在生产制造工程中应用。S7-300 PLC具有以下显著特点：循环周期短，处理速度高；指令集功能强大，可用于复杂功能；产品设计紧凑，可用于空间有限的场合；模块化结构，适合密集安装；有不同档次的 CPU，其功能多种多样；模块和I/O模块可供选择，可以根据不同的供应选择不同的PLC模块。S7的指令集包含350多条指令，即位指令、技术指令、定时指令、比较指令、整数和浮点数运算指令等。S7-300 PLC的模拟量和数字量I/O模块几乎对所有的现场信号都适用。
2三效蒸发器工艺流程介绍
2.1三效蒸发器实验室装备
图1和图2为实验室整体设备及其部分功能图。三效蒸发器实验室整体设备由许多个子设备组成，包括PLC、阀门、传感器等（图1），其中该设备中的核心部分为3个蒸发罐（图2），起主要作用。
2.2流程介绍
一效产生的蒸汽经过提压后，输送到第2个的蒸汽罐中作为热源，再输送到第3个蒸汽罐中作为热源，有3个循环的蒸汽罐，所以称为三效蒸发器[2]。实验室三效罐体均是1 m长的圆柱体。本装置采用的是逆流加料过程，在逆流加料过程中，蒸汽与液体走向相反。料液从末效加入进行蒸发浓缩后，用泵将浓缩液送入前一效直至末效得到完成液；蒸汽从第一效加入后放热冷凝成液体，产生的二次蒸汽进入第二效，在对料液加热后冷凝成液体，第二效产生的二次蒸汽进入第三效对原料液加热，释放热量后冷凝成液体排除。
在逆流加料过程中，因随着浓缩液浓度增大而温度逐渐升高，所以各效的黏度相差较小，传热系数大致相同；完成液排除温度较高，可在减压下进一步闪蒸浓缩、杀菌。
在浓缩的过程中三效蒸发器中番茄酱的液位会直接影响浓缩的速度[3]。因此，对三效中液位的控制至关重要，且通过试验发现，蒸发室的液位位于50%～55%时，浓缩速度最高。
3三效蒸发器浓缩控制系统
3.1硬件配置
采用S7-300 PLC作为主站，主站组态包括PS307 5A、CPU 315-2PN/DP、SM331、SM332以及远程站点IM153-2。CPU 315-2PN/DP模块处理速度快，数据实时性好，特别适合中小型系统的控制要求；通过CP5613A通信卡实现PLC与上位机之间的通信；模拟量模块具有许多特性，可以通过参数来改变它的特性。根据工艺流程选择6个进出料泵、5个控制阀、3个液位传感器、3个温度传感器、3个手动效内循环控制开关，实现效间和效内循环。图3为系统结构图。
模拟量检测输入信号采用SM331 AI8×12模块，该模块仅具有模拟量输入通道，有4个通道组共8个输入接口，每个通道的精度可调，最高精度位为14位精度（带符号位），并且可接电压、电流、电阻、温度信号测量，在此系统应用中采用的是4～20 mA电流信号检测，对应的工程值为0～27 648。常用的液位测量器件有压力式、超声波式、晶体管继电器式、电容式、浮子式等。液位测量器件主要用于测量液位及控制，广泛应用于城市供水、污水处理、工矿企业、水库、河道、海洋等场所[4]。
硬件组态和参数设置是使用STEP7软件对PLC机架上的硬件进行配置，设置各种硬件模块参数的过程[5]，用户通过硬件组态设定或者修改各硬件模块的参数或者地址、设定或修改网络通信参数等。
3.2程序实现
下位机PLC采用液位传感器对三效番茄酱液位进行采集，液位传感器地址为PIW256、PIW258、PIW260，采集的液位信号经量程转换存入MD30、MD20、MD10中，通过调用FC105模块将信号转换成实际的液位值，与设定的高低液位信号进行比较，通过变频器控制相应的泵和阀开关动作[6]，来控制液位的高低。
液位控制程序包括主程序块OB1、软启动组织块OB100、功能块FB1（图4）、背景数据块DB1-DB3等。液位控制系统的数字控制器的采样时间为6～8 s，Siemens PLC应用程序中通常取100 ms，使用其中断指令调用中断子程序（中断时间范围为0～255 ms）编程很方便。因为3个罐体之间采用串级流程，所以分别对FB1进行调用来控制各效之间的液位。通过手动设定高低液位来控制[7]。系统经运行，获得了非常好的效果，提高了浓缩的速度。
4监控系统
在WinCC 5.0中建立项目，对系统的流程进行模拟监控。WinCC 5.0组态系统采用“SIMATIC S7 Protocol Suite”作为驱动程序，通过CP5611卡与下位S7-300 PLC进行通讯。将S7-300程序下载到PLC中，在完成测试后就可将系统投入正式运行，系统运行后相应监控画面可以在上位机上显示。Wincc软件监控系统能够实时监控系统的运行状态，并及时作出反馈，出现故障时会报警处理。浓缩液位监控画面如图5所示。
5结束语
本研究采用西门子S7-300 PLC及 Step 7 软件设计番茄酱杀菌液位自动控制系统，首先对生产工艺进行分析，然后进行硬件配置，合理选用模块及总线技术，降低工程成本，最后对控制功能进行程序实现，经运行得到了较好的效果。可见该系统有很大的工程前景，值得应用和推广。
参考文献：
[1]南新元，陈志军，高丙朋. S7-300 PLC在番茄酱杀菌自动控制系统中的应用[J]. 自动化仪表，2010，31（5）：34-36，39.
[2]李胜多. 基于PLC的农作物喷灌控制系统设计[J]. 农机化研究，2010，32（9）：141-145.
[3]孙平，盛盈坤，许文凯，等. 水塔水位的自动控制[J]. 微计算机信息，2010（25）：89-90.
[4]马林，马茵. PLC在上、下水箱液位串级变频调速控制中的应用[J]. 电子质量，2011，2（2）：50-51.
[5]张晓燕. 基于触摸屏和PLC的番茄酱蒸发器自动控制系统[J]. 江苏农业科学，2011，39（2）：501-502.
[6]许卓，程秀竹，黄晓峰. 铸轧机炉口液面控制的设计[J]. 制造业自动化，2013，5（5）：139-140.
[7]仇国庆，罗宣林，吴迪. WinCC在泥浆池液位监控系统中的应用[J]. 自动化与仪表，2008，23（5）：44-46.
污水处理蒸发器 篇7
1 强降水引发的蒸发异常
强降水时, 某时次蒸发量明显偏大, 有时与该时次的降水量相同, 此时可判断为强降水引起的蒸发异常, 因降水时段湿度大基本无蒸发, 该时次蒸发量可按0.0处理。因降水量较大, 接近蒸发传感器最高刻度线时必须进行人工取水处理, 并在业务软件上进行干预调整水位, 但可能会导致该时次蒸发自动缺测, 此时该时次蒸发量也可按0.0进行处理[1,2]。
2 蒸发桶内水被刮出引发的蒸发异常
下小雨或不下雨时, 特别是下雨时风大蒸发桶内水被刮出, 某时次蒸发量有时也会明显偏大, 这时该时次蒸发量要按缺测处理, 如果前后2 h蒸发正常, 该时次蒸发量可用前后2 h的蒸发数据内插求得, 该日蒸发量照常统计;如果前后2 h蒸发也异常, 则该时次蒸发量按缺测处理, 该日蒸发量可用人工观测值 (人工用测针测量的值) 代替, 在日数据维护中录入在19:00—20:00, 其他时次空白处理。没有人工观测值时则缺测处理。
3 人工加入的“降水量”引发的蒸发异常
检定雨量计加水时或清洁冲洗雨量传感器未断开雨量信号线时, 这些“降水量”虽在业务软件上人工删除了, 但采集器还是自动把它作为了真正的降水量参与蒸发量的计算, 致使该时次蒸发量不正确, 此时应从该时次显示的蒸发量中减去人工加入的“降水量” (此条对于人为加入的水量较少时可用, 当加入大量的水时蒸发会自动按缺测处理) , 才是该时次正确的蒸发量。
4 结冰引发的蒸发异常
使用期 (冬季) 某日内某几个时次 (多出现在强降温过程后或夜间) 出现结冰时, 这些时次的蒸发量不一定准确, 此时无需干预小时蒸发量, 只需判断该日蒸发总量, 如明显异常, 则该日蒸发量按缺测处理, 否则按正常记录处理。如自动站蒸发是缺测处理的, 则20:00应人工用测针进行测量来代替缺测的日蒸发量。如果为短期全日连续结冰, 则结冰时可停止观测, 各该日蒸发量栏记“B”;待某日结冰融化后, 测出停测以来的蒸发总量, 记在该日蒸发量栏内。但不得跨月、跨年。当月末或年末蒸发器内结有冰盖时, 应沿着器壁将冰盖敲离, 使之呈自由漂浮状后, 仍按非结冰期的要求, 测定自由水面高度。
5 蒸发桶渗水引发的蒸发异常
还有一种情况值得注意, 台站现用大型蒸发桶为塑钢产品, 老化以及冬季冻裂等原因导致其使用寿命较短, 当值班员发现一日内各时次蒸发量持续均匀偏大 (特别是在夜间, 湿度大, 蒸发应很小时) , 则有可能是蒸发桶渗水, 此时需进行扒土检查蒸发桶外壁是否有渗水处, 以确定蒸发桶是否破裂, 如有渗水, 则渗水时次的记录一律按缺测处理, 日蒸发量亦按缺测处理。此时应立即更换新蒸发桶, 如渗水不严重, 在无备份蒸发桶时可将原蒸发桶做修补处理暂时使用。冬季停用大型蒸发时, 一定要将蒸发桶水舀出清理干净, 最好将整个桶身和整个蒸发外圈都盖上, 以防冬季降水渗入土圈的土中, 降温后土壤冻结将蒸发桶冻裂。
6 清洁换水引发的蒸发异常
在清洁大型蒸发换水时, 如清洁换水时段较短, 此时蒸发可按正常处理, 如时间较长, 判断影响该小时蒸发量时, 可将该时次蒸发量缺测处理, 待下个小时整点后再用内插法求得代替。清洁大型蒸发换水时要注意换入水的温度应与原有水的温度相接近, 否则会导致因换入水水温低而连续好几个时次无蒸发量或者换入水水温高蒸发偏大的现象。
7 气温变化较大引发的蒸发异常
另外, 工作中还发现当外界温度变化较大 (如天气晴朗时, 日出后的2~3 h) 小时蒸发量都偏大, 但通过和人工测量的日蒸发量比较相差不大, 考虑可能是蒸发桶体和水体受热膨胀 (或收缩) 不一致造成的, 此时的小时蒸发量可视为正常。
8 蒸发异常处理方法
以上记录处理, 因降水导致小时蒸发异常, 需0.0处理代替的, 在整点地面数据维护中进行处理保存上传;小时蒸发异常偏大需要按缺测处理的, 也要在整点地面数据维护中进行处理保存上传;仅缺测一个时次, 当时按缺测处理的, 在下一个时次小时整点数据出来后, 要用内插法求得并在正点地面数据维护中重新保存上传[3,4];需要人工代替日蒸发量的在日数据维护中进行处理。以上蒸发异常的处理均要在观测簿与月报表中详细备注。只要分类处理好各种不同情况出现的蒸发异常记录, 就能保持资料的完整性和准确性。
摘要：通过对CAWS 600型自动气象站蒸发传感器原理进行介绍, 分析台站蒸发出现异常的几种情况, 针对不同情况给出蒸发异常时的数据处理方法, 保证了蒸发资料的完整性和准确性。
关键词：蒸发传感器,蒸发异常,自动气象站,数据处理,备注
参考文献
[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社, 2003.
[2]李黄.自动气象站实用手册[M].北京:气象出版社, 2007.
[3]屈卫栋, 张红安, 张占良.自动站大型蒸发的观测和维护[J].山西气象, 2006 (1) :24.
污水处理蒸发器 篇8
随着我国核能事业快速发展, 国内核燃料元件厂生产能力也逐年提高, 并在生产过程中产生大量低放射性废水。现阶段燃料元件厂废水处理工艺仅能将水中铀离子处理到0.05mg/L, 且缺乏对水中大量酸、碱、重金属离子等有毒有害物质的必要处理手段, 排放后对环境及公众安全造成长期而严重的危害。为满足国家环保要求, 亟需解决核工业低放废水的有效处置和合理减排问题。由于目前国内尚无成熟的工程案例以供借鉴, 本文选取国外较为先进的蒸发处理工艺和国内正在研发的高压反渗透处理工艺, 从其原理、性能、能耗、生产规模等方面出发加以比较, 探讨其在我国核工业生产中的适用性。
1 技术原理
1.1 蒸发处理工艺原理
蒸发处理工艺利用外加热能将低放射性废水加热气化, 对蒸汽进行清洗去污后导出系统, 作为蒸汽冷凝水回收或排放。蒸汽进入去污装置后首先通过旋风分离器去除较大的悬浮液滴, 然后通过多级淋洗去除蒸汽中的气溶胶微粒, 最后通过液封和鼓泡方式分离蒸汽中夹带的可溶性放射性气体, 完成低放射性废水的最终处理。
1.2 高压反渗透处理工艺原理
高压反渗透处理工艺利用外部压力克服原水渗透压, 使渗透过程逆向进行, 将低放射性废水通过反渗透膜进行分离, 其中水分子透过反渗透膜后被收集成为清相水, 包含放射性核素在内的多种盐分留在废水中成为浓缩液。
2 工程规模及相关参数
2.1 工程规模及配套设施
蒸发工艺处理设备需要设计独立的设备操作间, 并配套设计送、排风系统。其中处理量0.5m3/h的典型厂房面积要求为15m×10m, 最低高度需达到6.5m, 建议总净高度为10m。
高压反渗透工艺处理设备占地面积很小, 处理量0.5m3/h的设备尺寸仅为2100 mm×1500 mm×1877 mm, 且无需其他辅助系统支持。
2.2 工艺及工程设计要求
根据目前所掌握的技术资料, 蒸发处理工艺对操作环境温、湿度具有较高要求, 但尚未获得准确的数据范围。在我国北方环境随季节变化较大的地区, 对于维持设备稳定运行所需的室内环境设计存在不小的挑战。此外, 系统运行过程中允许温度和压力的波动范围较小, 对工艺系统的设计精度及自控仪表的灵敏度要求较高。
高压反渗透处理工艺对操作环境要求较宽泛, 在原水p H=2~11, 供电系统波动<5%, 接地电组≤4Ω, 空气最大相对湿度≤85%条件下即可正常工作。其中, 设备的适宜运行温度为23℃~30℃, 但是当环境温度低至10℃左右时仍能保持较好的水质处理效果[1]。
2.3 设备的经济性及可操作性
目前, 蒸发处理工艺在我国尚未开展工艺设计, 相关科研院所也缺乏相应的技术储备, 设备需要进口或通过国内代理商进行采购, 定价权掌握在外企手中, 工艺设备全套报价约为2000万欧元。相较而言, 高压反渗透处理工艺已经处于工程验证阶段, 样机造价约为96万元人民币, 产品价格相差悬殊。
蒸发处理工艺设备运行过程中耗能组件包括热交换器中的2套9k W加热器和1台37k W热泵, 其中2×9k W加热器在设备启动阶段提供系统升温所需的热能, 当系统进入正常运行阶段后可关闭加热器, 仅靠热泵维持系统运转。高压反渗透处理工艺设备耗能组件包括1台输料泵和1台高压泵, 总功率15k W。
蒸发处理工艺设备和高压反渗透处理设备均采用集成PLC控制, 运行过程中无需操作人员干预, 仅装卸料液和日常维护阶段需要人工操作。一般1~2人即可完成所有工作。
2.4 设备性能及生产能力
上述两种工艺方法均针对低放射性废水的处理, 其中蒸发处理工艺蒸残液浓度一般设定为33% (理论范围值30%~35%) , 处理后蒸汽冷凝水的放射性活度浓度低于106Bq/m3, 蒸残液的放射性活度浓度约为1012Bq/m3, 核素及可溶性离子去除率推测可达到99.5%以上。蒸发设备的处理能力可调节范围小, 适用于废水处理量变化不大的工程方案, 如需扩大生产只能增加设备台套数。
高压反渗透装置浓缩液浓度一般可达到20%~25%, 正常生产条件下系统脱盐率≥96%, 其中铀离子去除率99%~99.9%。设计水回收率50%~80%、处理能力 (1.0~1.5) m3/h, 可通过PLC连续调节, 操作压力随操作参数自动调节。根据现场试验经验, 当环境温度较低或原水浓度较高时, 系统脱盐率会降至92%~93%, 但不影响回用于水喷射吸收及酸雾净化塔等设备。
3 分析及结论
根据对蒸发处理工艺及高压反渗透处理工艺各项性能参数的对比分析, 蒸发处理工艺具有较高的放射性核素及离子去除率, 同时具有较高的水回收率, 在回收利用水资源及低放射性废物减容方面具有较大优势, 但其设备采购费用昂贵, 运行环境要求严苛, 在当前阶段不利于大规模工业化应用。如果能够引进吸收该项技术并进行自主化设计制造, 同时解决工艺及自动化设计方面的瓶颈, 将成为未来低放射性废水处理工艺的首选方案。
高压反渗透工艺在处理效果上不及蒸发处理工艺, 但是仍具有较好的水处理能力, 在废水回收利用和低放废物减容方面具有良好的经济效益和社会效益, 同时其采购价格较低, 环境适应性较好, 可以满足大部分核工业系统运行需要, 在当前阶段仍可作为低放射性废水处理的最优化方案。
摘要：本文对低放射性废水蒸发和高压反渗透处理工艺进行论述, 分析其运行特性及工程适用性, 尝试找出适用于我国核工业低放射性废水处理的方法。
关键词：低放废水处理,蒸发处理,反渗透处理
参考文献
污水处理蒸发器 篇9
1 乳化液的特点
乳化液废水中通常含有皂液、乳化油、烃/水混合物、乳化液、切削剂、冷却剂、润滑剂、拔丝剂、金属屑等有害物, 是一种高浓度难处理有机废水, 其COD、油类、SS等浓度较高, 且油、乳的稳定性好, 带有刺激性恶臭, 水质呈弱碱性。
乳化液对水体、大气和生态环境的危害主要表现在以下三方面[2]: (l) 降低水体自净能力。乳化液中所含的油类和表面活性剂极易扩散成膜, 覆盖在水体表面, 使水面复氧停止, 造成水体亏氧, 影响了水中植物的光合作用, 使水体自净能力减弱。 (2) 污染大气环境。乳化液中一部分组分和分解产物可挥发进入大气, 同时油类腐化会产生恶臭气味, 周围的大气环境受到污染; (3) 危害生态环境。
2 乳化液的常用处理技术
乳化液废水处理的难易程度取决于乳化液中的油分在水中的存在形式及处理要求, 目前常用处理技术为破乳气浮, 即是将化学破乳和溶 (引) 气气浮相结合的破乳气浮工艺。加入破乳剂一方面起到破坏乳化液中稳定的双电层结构, 达到油相和水相分离的作用;另一方面还有吸附架桥的作用, 可以使固体悬浮物和细小悬浮油珠随微小气泡一起上浮, 形成浮渣层从水相中分离出来。该技术具有工艺成熟, 装置处理量大, 分离效率高, 效果好等优点;但也存在药剂用量大、运行费用高、占地面积大、浮渣造成二次污染等缺点。
3 蒸发浓缩处理工艺
3.1 蒸发浓缩工艺流程示意图
1.水环式真空泵2.离心式压缩机3.物料循环泵4.冷凝罐5.热交换器6.蒸发器7.流量计8.冷凝蒸出水排放口9.进料口10浓缩液及晶浆排放口11.不凝气体排放口
3.2 工艺说明及特点
蒸发浓缩技术又称为机械蒸汽再压缩技术。是基于海水淡化的机械蒸汽再压缩蒸馏技术发展而成的废水处理技术, 在蒸发过程中, 二次蒸汽经压缩机压缩, 压力、温度升高, 热焓增加, 可送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用, 维持料液的沸腾状态, 加热蒸汽冷凝成水, 从体系中排出。原溶液被浓缩后, 从体系中排出。此过程回收潜热, 提高热效率, 节省部分冷凝水系统, 起到了节能节水的目的。
工艺特点: (1) 系统构造模块化, 结构紧凑; (2) 蒸发器供给压缩机抽取的蒸汽, 而增压后的蒸汽在冷凝器中冷凝, 不设立独立的冷凝器; (3) 只需动力源不需热源; (4) 系统运行的温度和压力较低, 有效降低热损和结垢, 热效率高; (5) 自动化程度高, 操作方便。
4 结语
已经实施的《钢铁工业水污染物排放标准》 (GB13456-2012) , 以及将于2015年1月1日施行的《环境保护法 (修订案) 》, 对开发采用新型、节能、高效的处理技术必将起到推进作用。蒸发浓缩工艺适用于大多数乳化液废水处理, 该工艺适应性强, 操作简便, 节能高效, 安全可靠, 出水效果好, 浓缩液体积小, 没有二次污染, 还可回收废油。无疑将在资源节约和环境保护方面起到积极的作用。
摘要：乳化液是一种高浓度难处理有机废水, 其COD、油类、SS等浓度较高, 带有刺激性恶臭, 水质呈弱碱性, 本文简要叙述了废乳化液的常用处理技术, 重点介绍了蒸发浓缩处理工艺及其特点。
关键词：乳化液,常用处理工艺,蒸发浓缩,应用研究
参考文献
[1]施正南.絮凝理论综述[J].西南给水排水, 1982 (3) :30-37.
污水处理蒸发器 篇10
此外如果发生地下水渗入,或采用厂外注水等方式实现堆芯冷却时,也会导致大量的外来水被污染而变为需要处理的放射性废水,此类废水往往成分复杂,且含有一定量的高毒(如Sr90,Co60),极毒(如Pu239)组核素,因此必须进行严密监测和妥善处理。此外,为了尽可能减少放射性废物量,尽可能减轻事故影响,处理方案的减容效果也是一个十分重要的指标。蒸发法是一种在核工业领域广泛应用废水处理技术,除碘-131、氚等少量挥发性核素外,其对大部分放射性物质均有很好的分离效果,且工艺路线成熟,设备来源广。是一种广泛应用的放射性废液处理技术,在核设施废水处理系统中占有重要地位。
就核电站严重事故废水应急处理而言,以日本福岛第一核电站为例,根据IAEA的统计,事故发生后,福岛第一核电站必须管理的污染水总量高达800 m3/天[1],图1是福岛核事故后,东电公司用于对污水进行处理和回用的污染水管理系统示意图。其中,文献[2]指出,先进放射性废水处理系统中包含一套蒸发处理系统,用以对除锶铯的中低放废液进行浓缩减容,最终生产的浓液则去浓缩废液储藏区,做固化或其他方式以实现最终处置。
依据蒸发料液的含盐情况、厂房情况,一般在放射性废水处理领域有釜式蒸发器,升膜式蒸发器、自然循环式蒸发器以及红外加热式蒸发器应用[3]。然而直接供热需要消耗大量的一次蒸汽或电能,据中国原子能科学研究院测算[4],采用传统蒸发方式处理1吨低放射水平废水,需要消耗1.2~1.5 t的120℃蒸汽,折合能耗约762 kW h/t水,是典型的高耗能过程,且冷凝过程消耗大量冷却水,导致系统庞大,设计复杂,难以实现系统的小型化,因此此类蒸发装置大多为固定设计,难以实现移动化和模块化,客观上也不适合用于设计核应急使用的移动式蒸发设备。
1 MVR技术的发展及原理
在19世纪30年代便有科学家提出了MVR的技术设想,但直到1925年,一家奥地利企业才生产出第一台工业应用的MVR装置,我国自20世纪70年代对该项技术开展技术研发和引进工作,研究和示范项目体现出了该技术巨大的节能潜力,但因为技术和成本等原因,技术成熟较慢,且蒸汽压缩机等核心设备及相关核心技术专利长期为美国GE、德国GEA等大公司垄断,因此2000年前鲜有该技术在国内的应用报道,直到现在,国内外节能降耗压力加大,国内方重视对该技术的研究开发,该项技术才在国内制盐、食品、环保等领域取得较为广泛的应用[5]。在我国核电领域,位于浙江三门的采用美国第三代核电技术的AP1000机组以及广东台山的采用欧洲第三代核电技术的EPR机组设置了MVR蒸发装置用于化学废水处理[6],但未见该装置采用国产化设备的相关报道。
该技术实际是一种开式热泵,流程图2是一台自然循环式升膜式MVR蒸发装置工艺流程图。工艺流程为:(1)来自界区的原水首先经原料预热器与从冷凝水罐出料的高温冷凝水进行换热,进入分离室浓液出口与浓液混合。(2)浓缩液-原液混合液进升膜蒸发器,与蒸汽进行热交换,温度升高,部分气化后汽水混合物经循环管进入分离室,加热蒸汽冷凝水进入冷凝水缓冲罐。(3)分离室内进行汽水分离,蒸汽从上部出分离室去过滤器,浓液自下部出分离室去与原液汇合。(4)分离室出蒸汽经两级雾沫分离,然后进蒸汽压缩机进行压缩,热焓提高后作为加热蒸汽去蒸发器内做加热蒸汽。
和传统的蒸发技术相比,MVR的主要区别在于:(1)将原有的界区蒸汽/电加热改为由压缩机提升蒸汽热焓,回收了蒸汽潜热,除开工的一次性能耗和定期少量补热外,基本不需外界供给能量,以真空操作下的某蒸汽量为1 t/h的MVR蒸发工艺过程部分热力学过程进行分析,温度为86.61℃,压力为61.32 kP a(绝压)的二次蒸汽压缩至71.93 kP a(绝压)时,其出口温度达101℃,此时消耗理论绝热功率为7.58 kW,然而被提高热焓的过热蒸汽在加热室中再度冷凝时,其在对应压力下可放出的潜热达639.36 kW,即用少量的电能即可实现蒸汽潜热的回收。(2)蒸汽凝液直接用于对原料液进行预热,取消了传统蒸发的冷凝水供给。采用以上设计为蒸发系统带来了以下好处:蒸发热源不是界区蒸汽,而是经压缩后的二次蒸汽,压缩机压缩蒸汽回收潜热与直接加热单效蒸发相比,节能优势显著,且减少了热污染,此外由于没有大量工艺蒸汽相关的保温、配管设置,系统紧凑,在实现低能耗的同时利于实现小型化,移动化。
不过MVR技术仍存在以下一些特征和局限,需要设计操作人员予以特别注意:(1)由于蒸汽比容大,因此应当在低真空度下运行蒸发系统。(2)由于该系统中的核心装置蒸汽压缩机是一台结构相对复杂的动设备,存在泄露的风险,且真空泵抽气,不凝气中可能含有H3,I131等放射性物质,因此在设计、制造、加工以及屏蔽设置时对防止泄露措施应予以高度重视,且操作过程中应该尽量保证压缩机处于最佳工况,并严防发生蒸汽泄露等事故。
2 蒸发装置蒸发模拟废液试验结果讨论
为检验MVR技术对典型放射性活化产物的去除效果,并考察MVR装置的蒸发能耗等装置性能指标,故利用一套50 L/h MVR小试装置设计开展了8 h连续蒸发试验,试验原水为配制的含锶铯钴离子各1 g/L或0.1 g/L的模拟废水,试验时以系统温度压力稳定后运行8 h的相关数据为分析依据,蒸发1 g/L模拟废水的8 h试验的关键工艺参数列表如下:
上述对应条件下,要对设备的放射性污染去除能力进行考察,系统去污因子是工艺系统去污能力的核心指标,分别对当天进料原水、每小时蒸发系统出冷凝液以及浓水进行取样,检测水中锶铯钴离子含量,计算系统出冷凝液中锶铯钴含量。进而计算平均系统去污因子(DF),系统去污因子计算公式如下:
其中DFis代表核素i的去污因子;Ci冷代表冷凝液中i核素的质量浓度,单位为mg/L;Ci原代表原液中i核素的质量浓度,单位为mg/L。对小试装置进行8 h蒸发试验测得的系统平均去污因子为DFi锶=1.34×106,DFi铯=7.25×105,DFi钴=7.26×105。出水模拟核素含量低,水质稳定,能够达到深度净化的要求。
对系统蒸发能耗进行统计后发现,当前的蒸发装置蒸发每吨水的折合能耗在86.26 KW/h左右,相比传统蒸发节能88.7%,但和当前国内投产的工业级MVR装置相比,吨水能耗还有进一步的优化空间。分析系统后我们认为,由于小型单螺杆压缩机的多方效率较低(仅达30%),因此在未来设计制造更大的MVR工艺系统时,应当选用性能更好的设备,以实现更好更经济的节能性能。
3 结论
本文作者利用一套50 L/h的MVR热泵蒸发装置开展了对含锶铯钴核素的模拟废水进行了模拟蒸发试验,试验表明,MVR装置对三种不挥发核素的平均去污因子能达到7×105以上,装置出水水质稳定,节能效果显著,是一种极具潜力的放射性污水去污技术。
参考文献
[1]福岛第一核电站事故总干事报告[M].Vienna:IAEA,2015:08.
[2]余少青,张春明,陈晓秋,等.日本福岛核电站事故后高浓度放射性废水处理系统介绍及其应用启示[J].辐射防护,2013,33(5):294-298.
[3]Y Yamomoto,N Mtisuishi,S Kadoya.Design and Operation of Evaporators for Radioactive Wastes[M].Vienna:IAEA,1968.
[4]鄢枭,杨雪峰,车建业,等.处理低水平放射性废液热泵蒸发技术的工程应用研究[A].中国核科学技术进展报告(第二卷)[C].2011:118-121.
[5]庞卫科.机械蒸汽再压缩热泵系统的理论分析和试验研究[D].北京:中国科学院大学,2013.
神秘理发器 篇11
螳螂小小已经失踪两个星期了，蜻蜓飞飞心里有种深深的挫败感。一个优秀的侦探，竟然让这个案子拖了这么久！他叹着气。这时，窗外一只乌鸦的叫喊打断了他的思绪。“大街上贴了张非常奇怪的海报！大家快去看看啊！”乌鸦大喊大叫着说。
飞飞听了，立刻好奇地朝大街方向飞去，想看个究竟。
只见森林镇的狐狸发廊门前贴了张好大的海报。店门前已熙熙攘攘排了好长的队伍。黄狗太太理了个“狗浪头”出来了，惹来众人羡慕的目光。黄狗太太惊喜地说：“一个黑色的小东西在我头上一跳一跳，头发就理好了，而且理得这么好看，啧啧，太神秘了！”黄狗太太满意地走了。
飞飞赶紧跟在猫小姐身后进了理发店。门“嘭”的一声关上了。飞飞趴在天花板的拐角，默默地观察着。
猫小姐在镜子前坐下，然后从墙上挂着的好多发型图中选了一个。“好的，西瓜头！”狐狸先生从口袋里掏出一个黑色的东西，往猫小姐头上一放，那黑色的小东西在猫小姐头上跳了起来，一缕缕头发直往下掉。飞飞看见，那个理发器有两只腿一样的东西，呈锯齿状，正飞快地割着头发。不一会儿，“西瓜头”就理好了。猫小姐付了钱满意地走了。狐狸先生把那个黑色的东西装进口袋里。
这个理发器真神奇啊，飞飞想，自己这回算是长见识了。可是当第五个顾客理发走后，狐狸竟然对着理发器说：“打起精神！好好干！”
飞飞一愣！难道那不是机器？
神秘武器
随着地上的头发越积越多，理发器的速度似乎越来越慢。送走一位顾客后，狐狸又恶狠狠地说：“再坚持一下，等会给你吃苍蝇！”下一位顾客来了，狐狸连忙换成一副笑脸，忙着让顾客挑选发型了。
飞飞觉得这事很蹊跷。那个根本不是什么理发器，肯定是一个活的东西。想到这里，飞飞激动起来。
等最后一位顾客走了，狐狸突然拿出一个透明的玻璃瓶，将理发器放了进去，并盖了盖子。然后他出去了。
飞飞正准备过去看个仔细，门又被推开了。狐狸走进来，往玻璃瓶里丢了几只苍蝇，又匆忙离开了。飞飞赶紧飞过去，这一看，他倒吸一口凉气。玻璃瓶里的确是一个活的东西，有两把大刀似的腿，那东西穿了件黑色的袍子，露出两只眼睛。那东西敏捷地用两把大刀抓住一只苍蝇，享用起来。飞飞能确定，那是一只昆虫！这时门又被推开了，狐狸走进来将玻璃瓶带走了。飞飞赶紧落在狐狸后背上，跟着出去了。
来到另一个房间，狐狸将玻璃瓶放在床旁边的桌子上，不一会儿就发出了呼噜声。
飞飞靠近玻璃瓶，里面的小东西看见了他，激动地扑腾起来。他用力地撕扯着自己身上的黑袍子，用自己的两把大刀切割着，很快，黑袍子就扯了下来，借着昏暗的灯光一看，飞飞激动得浑身颤抖，那就是失踪了两个星期的小小！飞飞看了看四周，没办法救他出来。怎么办呢？
他想，唯一的办法只有向蚂蚁求救了！
小小归来
巧的是，飞飞在墙角发现了一只蚂蚁，一切变得顺利起来。没一会儿工夫，来了几千只白蚂蚁。它们爬上床头的柜子，一起将玻璃瓶放倒，让小小从里面爬了出来。可是怎么出去呢？门窗都关得严严实实。白蚁们有办法。它们聚集到门边，一起咬起门来，很快，门被咬了一个大洞，大家一起逃了出去。
获救的小小回到了妈妈身边。螳螂太太激动地哭了。
原来，小小不爱武术。螳螂家族是武术世家，每个月都要举行武术比赛，小小每次都是倒数第一。小小每天就爱用他的大刀修剪花花草草，把花瓣剪成波浪的样子，把草叶剪成奇形怪状，天天沉迷其中。螳螂太太恨铁不成钢，经常数落他。这天小小被妈妈骂了，赌气走出门。恰好一只狐狸在树下打盹，小小大着胆子跳上他的头，给他剪了个新发型。刚剪完，狐狸醒了。看到地下掉的头发，他连忙甩甩头发，小小从他头上掉了下来！狐狸惊讶不已，特别是看到自己的新发型，狐狸就更加觉得小小是不可多得的人才。用它赚钱的想法一下子萌生了。于是，小小穿上黑袍，变成一个理发器，成了狐狸的赚钱工具。
“多亏被你发现，否则我不知道还要被折磨多久。”小小感激地对飞飞说。
“那你打算以后怎么办呢？”
“我准备开理发店！”
“妈妈支持你！妈妈再也不勉强你做不喜欢的事情了。”螳螂太太微笑着说。
MVR蒸发器 篇12
原理:利用蒸汽压缩机, 收集蒸汽并将其加热到能量很高的一种状态, 这部分被压缩的二次蒸汽可被视为生蒸汽返回到原闭合的工艺流程中再次被利用。在整个闭合工艺中, 能量没有流失, 只需要增加使二次蒸汽能量提高的那部分能量, 且通过与机械蒸汽压缩机组合, 实现了用于蒸发、蒸馏、结晶、干燥的设备功能。
特点: (1) 单位能量消耗低, 运行成本低, 蒸发1 t水的能耗只相当于传统蒸发器的1/4~1/5, 节能效果十分显著; (2) 清洁能源, 没有任何污染, 其只要有工业电源就可以运行, 不用蒸汽、锅炉、烧煤和油、烟囱与冷却水, 没有CO2和SO2的排放; (3) 采用单击真空蒸发, 蒸发温度低, 特别适合热敏性物料, 不易使物料变性, 采用低温负压蒸发 (50~80℃) , 有利于防止被蒸发物料的高温变性; (4) 通过二次蒸发回用技术, 蒸汽冷凝水的COD和BOD值以及氨氮含量远低于传统的多效蒸发器的指标, 远远低于国家规定的排放标准; (5) 其是传统多效降膜蒸发器的换代产品, 凡单效及多效蒸发器适用的物料和工艺, 均适合采用MVR蒸发器, 在技术上具有完全可替代性, 并具有更优良的环保与节能特性; (6) 结构紧凑, 运行平稳, 自动化程度高, 采用工控机和PLC控制系统以及变频技术, 完全实现了无人值守的全自动运行。
上海远跃制药机械股份有限公司
地址:上海市清浦区练塘工业园区蒸夏路328号 (G60沪杭高速石湖荡出口) 邮编:201716
销售热线:021-59815151 59815353传真:021-59815353售后服务:021-59815255