专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
申请号 | CN202310535810.6 | 申请日 | 2023-05-12 |
公开(公告)号 | CN116539122A | 公开(公告)日 | 2023-08-04 |
申请人 | 东南大学成贤学院; | 申请人类型 | 学校 |
发明人 | 李锦辉; 胡展鹏; 胡辉; | 第一发明人 | 李锦辉 |
权利人 | 东南大学成贤学院 | 权利人类型 | 学校 |
当前权利人 | 东南大学成贤学院 | 当前权利人类型 | 学校 |
省份 | 当前专利权人所在省份:江苏省 | 城市 | 当前专利权人所在城市:江苏省南京市 |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:江苏省南京市江北新区东大路6号 | 邮编 | 当前专利权人邮编:210000 |
主IPC国际分类 | G01F23/296 | 所有IPC国际分类 | G01F23/296 ; B01D53/50 ; B01D53/79 ; G01F23/292 ; G01F23/56 |
专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
专利代理机构 | 南京源点知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 罗超; |
摘要 | 本 发明 公开了烟气 脱硫 技术领域内的一种洗涤塔的液位检测装置、方法及系统。该液位检测装置包括:连通管,竖向设置于洗涤塔外 侧壁 ,连通管的上部和底部分别与洗涤塔内部连通,连通管上部与洗涤塔内部连接处位于洗涤塔内的最大液位上方,连通管底部与洗涤塔内部连接处位于洗涤塔内下部;液位监测组件,包括 超 声波 测距 传感器 和悬浮声波反射平台, 超声波 测距传感器安装于连通管上端,悬浮声波反射平台放置于连通管内且位于超声波测距传感器的下方,超声波测距传感器用以获取与悬浮声波反射平台之间的距离。本液位检测装置,有效清除结晶、喷淋雨等塔内恶劣环境的影响,提高了检测 精度 和使用寿命,实现了对洗涤塔内液位的实时检测。 | ||
权利要求 | 1.一种洗涤塔的液位检测装置,其特征在于,包括: |
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说明书全文 | 一种洗涤塔的液位检测装置、方法及系统技术领域背景技术[0002] 石灰石——石膏湿法脱硫工艺中洗涤塔内液位由于水汽排出及外部供给石膏浆液等原因会导致液面不断变化。而洗涤塔内液位对脱硫装置工作效率、对系统设备安全和环境有重要影响,合适的液位一方面使得浆液循环泵提供充足的石膏——石灰石浆液与烟气接触,与SO2反应,保证脱硫效率;另一方面使得氧化空气在浆液池中有合适的扩散空间和滞留时间,使得洗涤塔浆液中的亚硫酸钙被氧化空气充分氧化,促使化学反应向生成石膏的方向持续进行,并防止过量亚硫酸钙影响石膏品质。另外,若液位过高甚至会导致溢流、环境污染、增压风机损坏等事故发生,若洗涤塔内液位过低,导致脱硫效率低,能耗高,石膏品质差,洗涤塔内液位过低,除多开浆液循环泵不节能外,为保证脱硫效率将提高石灰石浆液的供给量,导致pH值偏高,引起严重的结垢等后果。 [0003] 因此,应当实时监控液位并将洗涤塔内的液位维持在一定的高度区间。但洗涤塔内部环境恶劣,难以直接放置常规液位检测器件。如浮球式液位检测器的浮球和导杆之间容易产生结晶,从而影响测量精度及使用寿命。 发明内容[0005] 本申请实施例提供了一种洗涤塔的液位检测装置,包括:连通管,竖向设置于洗涤塔外侧壁,所述连通管的上部和底部分别与所述洗涤塔内部连通,所述连通管上部与所述洗涤塔内部连接处位于所述洗涤塔内的最大液位上方,所述连通管底部与所述洗涤塔内部连接处位于所述洗涤塔内下部; 液位监测组件,包括超声波测距传感器和悬浮声波反射平台,所述超声波测距传感器安装于所述连通管上端,所述悬浮声波反射平台放置于所述连通管内且位于所述超声波测距传感器的下方,所述超声波测距传感器用以获取与所述悬浮声波反射平台之间的距离。 [0006] 上述实施例的有益效果在于:洗涤塔内部喷淋环境恶劣,不易放置液位监测器件,因此,本液位检测装置外置连通管,将液位检测组件安装在连通管内,从而获得相对适宜的检测环境,同时,利用超声波及浮台的方式获取液位,有效清除结晶、喷淋雨等塔内恶劣环境的影响,提高了检测精度和使用寿命,实现了对洗涤塔内液位的实时检测。 [0007] 在上述实施例基础上,本申请可进一步改进,具体如下:在本申请其中一个实施例中,所述悬浮声波反射平台包括浮球、连接杆和圆盘,所述连接杆下端固接于所述浮球顶部,上端固接于所述圆盘底部,所述圆盘位于所述超声波测距传感器下方。具体的,悬浮声波反射平台由浮于液面但不浮于泡沫的轻质球、1.5m左右轻质塑料杆和轻质塑料泡沫圆盘组成,圆盘高于最大允许泡沫高度,从而避开表面泡沫获取液面高度。 [0010] 在本申请其中一个实施例中,还包括激光测距传感器,所述激光测距传感器安装于所述连通管上端,所述激光测距传感器用于获取与所述连通管内泡沫表层之间的距离。结合液位获取泡沫层厚度,根据泡沫厚度可预知石膏浆液品质,可通过加大废水排放等方法恢复或提高石膏浆液品质,从而保障洗涤效果。 [0011] 在本申请其中一个实施例中,所述连通管设置有两个,两个所述连通管分别设置于所述洗涤塔外侧壁,所述液位监测组件和所述激光测距传感器分别设置于不同的所述连通管内。避免相互干扰。 [0012] 在本申请其中一个实施例中,液位检测装置还包括压力传感器,所述压力传感器设置于所述洗涤塔内下部,所述压力传感器用以实时获取压力值。通过压力传感器可预测塔内液体密度,可以提供吸收塔排出石膏的最佳时间。 [0013] 本申请实施例还提供了一种洗涤塔的液位检测方法,根据上述液位检测装置,包括以下步骤:S1:获取所述超声波测距传感器测量的至所述悬浮声波反射平台顶面距离L1,获取所述激光测距传感器测量的至泡沫表层距离L2; S2:根据L1、L2及预测量的所述超声波测距传感器安装高度H1、所述激光测距传感器安装高度H2和所述悬浮声波反射平台的顶面至液面的高度H3,获取液位高度H液、泡沫表层高度H泡、泡沫厚度H厚,具体如下: 液位高度H液=H1‑L1‑H3, 泡沫表层高度H泡=H2‑L2, 泡沫厚度H厚=H泡‑H液。 [0014] 在本申请其中一个实施例中,步骤S1中还获取所述压力传感器测量的压力值p,步骤S2中还根据Hp及预测量的所述压力传感器安装高度Hp,获取塔内非匀质液体平均密度ρ如下:ρ=p/[g(H液‑ Hp)],其中p为压力传感器测量的液压值,g为重力加速度。 [0015] 本申请实施例还提供了一种洗涤塔的液位检测系统,包括数据采集模块、主控模块、传输模块、云平台、用户端,所述数据采集模块用以采集前述实施例中的超声波测距传感器、激光测距传感器的测量数据L1、L2,并发送至所述主控模块;所述主控模块用以根据预测量的超声波测距传感器安装高度H1、激光测距传感器安装高度H2和悬浮声波反射平台的顶面至液面的高度H3,及L1、L2,按前述实施例中的方法获取液位高度H液、泡沫表层高度H泡、泡沫厚度H厚;所述主控模块还用以将获取的H液、H泡、H厚通过所述传输模块发送至所述云平台;所述云平台用以接收所述主控模块上传的数据并生成数据可视化界面;所述用户端通过访问所述云平台的数据可视化界面获取所述洗涤塔内液位及泡沫厚度信息。 [0016] 在本申请其中一个实施例中,所述数据采集模块还用以采集前述实施例中的压力传感器测量的压力值p,所述主控模块还用以根据预测量的压力传感器安装高度Hp及获取的p和H液按前述实施例中的方式计算塔内非匀质液体平均密度ρ。附图说明 [0017] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体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。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。 [0019] 其中,1.洗涤塔、2.连通管、21.隔离阀门、3.超声波测距传感器、4.悬浮声波反射平台、41.浮球、42.连接杆、43.圆盘、5.激光测距传感器、6.压力传感器。 具体实施方式[0020] 下面结合具体实施方式,进一步阐明本发明,应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。 [0021] 应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。 [0022] 在本发明的描述中,需要说明的是,术语“竖直”、“外周面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0023] 此外,术语“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。 [0024] 在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0025] 在本发明的描述中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本发明描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。 [0026] 本申请实施例通过提供一种洗涤塔的液位检测装置、方法及系统,解决了现有技术中洗涤塔内部环境恶劣,难以放置常规液位检测器件的问题,实现了对洗涤塔内液位的实时检测。 [0027] 本申请实施例中的技术方案为解决上述问题,总体思路如下:实施例1: 如图1所示,本申请实施例提供了一种洗涤塔的液位检测装置,包括竖向设置于洗涤塔1外侧壁的连通管2、液位监测组件和激光测距传感器5。 [0028] 连通管2的上部和底部分别与洗涤塔1内部连通,连通管2上部与洗涤塔1内部连接处位于洗涤塔1内的最大液位上方,连通管2底部与洗涤塔1内部连接处位于洗涤塔1内下部,连通管2底部朝向洗涤塔1弯曲,弯曲角度不大于45°;连通管2与洗涤塔1内部连通处分别设置有隔离阀门21。其中连通管应防腐,垂直段可采用Φ273材质为316L以上品质的钢管。 [0029] 连通管2包括连通管一和连通管二,分别设置于洗涤塔1两侧。 [0030] 液位监测组件,包括超声波测距传感器3和悬浮声波反射平台4,超声波测距传感器3安装于连通管一上端,悬浮声波反射平台4放置于连通管一内且位于超声波测距传感器3的下方,超声波测距传感器3用以获取与悬浮声波反射平台4顶面之间的距离。 [0031] 激光测距传感器5安装于连通管二上端,激光测距传感器5用于获取与连通管二内泡沫表层之间的距离。 [0032] 进一步的,悬浮声波反射平台4包括浮球41、连接杆42和圆盘43,连接杆42下端固接于浮球41顶部,上端固接于圆盘43底部,圆盘43位于超声波测距传感器3下方。具体的,悬浮声波反射平台由浮于液面但不浮于泡沫的轻质浮球、1.5m左右轻质塑料连接杆和轻质塑料泡沫圆盘组成,圆盘高于最大允许泡沫高度,从而避开表面泡沫获取液面高度。 [0033] 进一步的,液位检测装置还包括压力传感器6,压力传感器6设置于洗涤塔1内下部,压力传感器6用以实时获取压力值。 [0034] 连通管底部与洗涤塔内液位相连,上部与洗涤塔内液位上方相连接,连通管上方与洗涤塔内液位上方气压相同,所以连通管内液位将与洗涤塔内的液位一致。连通管内液体介质来自于洗涤塔内的液体介质,通过洗涤塔内液位的波动带动连通管内液位波动,通过液位的波动,分子运动等,连通管内液体介质与洗涤塔内的液体介质的品质保持一致,所以塔内浆液起泡,连通管内也起泡,两者一致。 [0035] 实施例2:如图2所示,一种洗涤塔的液位检测方法,根据实施例1所述的液位检测装置,包括以下步骤: S1:获取超声波测距传感器测量的至悬浮声波反射平台顶面距离L1,获取激光测距传感器测量的至泡沫表层距离L2; S2:根据L1、L2及预测量的超声波测距传感器安装高度H1、激光测距传感器安装高度H2和悬浮声波反射平台的顶面至液面的高度H3,获取液位高度H液、泡沫表层高度H泡、泡沫厚度H厚,具体如下: 液位高度H液=H1‑L1‑H3, 泡沫表层高度H泡=H2‑L2, 泡沫厚度H厚=H泡‑H液。 [0036] 进一步的,步骤S1中还获取压力传感器测量的压力值p,步骤S2中根据Hp及预测量的压力传感器安装高度Hp,获取塔内非匀质液体平均密度ρ如下:ρ=p/[g(H液‑ Hp)],其中p为压力传感器测量的液压值,g为重力加速度。 [0037] 实施例3:如图3所示,一种洗涤塔的液位检测系统,包括数据采集模块、主控模块、传输模块、云平台、用户端,数据采集模块用以采集实施例1中的超声波测距传感器、激光测距传感器的测量数据L1、L2,并发送至主控模块;主控模块用以根据预测量的预测量超声波测距传感器安装高度H1、激光测距传感器安装高度H2和悬浮声波反射平台的顶面至液面的高度H3,及L1、L2,按实施例2中的方法获取液位高度H液、泡沫表层高度H泡、泡沫厚度H厚;主控模块还用以将获取的H液、H泡、H厚通过传输模块发送至云平台;云平台用以接收主控模块上传的数据并在相关协议加持下生成数据可视化界面;用户端通过访问云平台的数据可视化界面即可实时跟踪液位及泡沫厚度变化情况。 [0038] 其中,传输模块包括WIFI模块及无线路由器,用户端为个人电脑或手机。 [0039] 可选的,数据采集模块用以采集实施例1中的压力传感器测量的压力值p,主控模块还用以根据预测量的压力传感器安装高度Hp及获取的p和H液按实施例2中的方式计算塔内非匀质液体平均密度ρ。 [0040] 上述本申请实施例中的技术方案,至少具有如下的技术效果或优点:1.本液位检测装置外置连通管,将液位检测组件安装在连通管内,从而获得相对适宜的检测环境,同时,利用超声波及浮台的方式获取液位,有效清除结晶、喷淋雨等塔内恶劣环境的影响,提高了检测精度和使用寿命,实现了对洗涤塔内液位的实时检测; 2.本液位检测装置结合液位检测组件获取泡沫层厚度,根据泡沫厚度可预知石膏浆液品质,可通过加大废水排放等方法恢复或提高石膏浆液品质,从而保障洗涤效果。 [0041] 3.本液位检测装置可准确测量非匀质液体的高度和液位中泡沫层的厚度,避免密度值对液位高度测量值的影响。通过传输系统可将测量值实时传输到云平台或技术人员手机中,便于远程监控,适时补充液位,使洗涤塔、吸收塔液位保持在设计最佳范围内;还可根据泡沫厚度值判断液体品质,决定排废水的量;根据所测液位和压强计的数值,可推算非匀质液体的平均密度值,可以提供吸收塔排出石膏的最佳时间。 [0042] 4.通过本液位检测装置保持脱硫浆液循环泵工作在较高的液位,充分发挥泵的效能,保持充足的液气比,提高脱硫效率,可以减少浆液循环泵的台数。利用推算密度值在合适时间及时排除石膏固体晶体降低石膏浆液密度可节省浆液循环泵的能耗。 [0043] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。 |