[發明專利]一種基于動態PCA蒸發結晶固液分離系統及方法

有效

• 申請號: 202110572622.1
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113307435B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 趙澤盟;劉清寶;史元騰
• 申請（專利權）人: 中煤能源研究院有限責任公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;C02F9/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

本發明提供了一種基于動態PCA蒸發結晶固液分離系統及方法，控制器對固液分離單元進行有效的控制監測，圖像采集模塊分別獲取旋流器和離心分離機的物料圖像，并通過旋流器和離心分離機的物料基本信息在數據處理模塊中通過動態PCA模型可分析時間序列上物料的基本信息和圖像信息的變化，使所述輸出結果貼合實際情況，使得監測控制更加準確、更具適應性，并可將不合格的物料重返蒸發結晶工藝設備，避免含固量偏低物料進入干燥設備并結塊，保證蒸發結晶工藝連續、穩定運行的作用，提高了蒸發結晶工藝運行穩定性。

技術領域

本發明涉及蒸發結晶工藝中固液分離領域，具體為一種基于動態PCA蒸發結晶固液分離系統及方法。

背景技術

礦井水和煤化工廢水“零排放”和資源化工程中一個關鍵點就是蒸發結晶后的結晶鹽飽和溶液的固液分離過程。該過程是否通暢，直接影響到整個工程的穩定運行，以及前端回用水量和處理水量。

現階段，礦井水和工業廢水“零排放”和資源化工程蒸發結晶工藝經常出現由于進入離心分離機的物料固含量過稀，導致了離心分離機不能將固液兩相分離，后續的干燥設備結塊，迫使整個結晶工藝停車，清理干燥設備。嚴重影響了整個“零排放”及資源化工程連續、穩定的運行，加大了工作量。有部分礦井水和工業廢水“零排放”工程將進入離心分離機前旋流器的規模放大，保證進入離心分離機的含固量，從而保證了離心分離機長周期穩定運行。但是，該技術路線會導致旋流器到離心分離機之間管道堵塞，需要頻繁的清洗管道，同樣也不利于整個“零排放”及資源化系統的穩定運行，沒有從根本上解決蒸發結晶工藝固液分離的問題。

此外，傳統的PCA模型沒有考慮變量在時間序列上的變化，從而導致部分信息缺失。

發明內容

針對現有礦井水和工業廢水“零排放”及資源化技術中蒸發結晶工藝無法有效的分離固液兩項，以及常規的PCA模型沒有考慮變量在時間序列上的變化，從而導致部分信息缺失的問題，本發明提供一種基于動態PCA蒸發結晶固液分離系統及方法，該結構簡單，操作方便，采用云計算技術，提高了數據獲取的可靠性和兼容性，同時也降低了計算成本，監測控制更加準確、更具適應性，提高了蒸發結晶工藝運行穩定性。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種基于動態PCA蒸發結晶固液分離系統，包括控制器和固液分離單元；

固液分離單元包括自上而下設置的蒸發結晶工藝設備、旋流器、離心分離機和干燥設備；其中，旋流器的輸入端上還連接設置有待分離物料裝置；旋流器和離心分離機的輸出端分別還連接在蒸發結晶工藝設備的輸入端上；

控制器的輸入端分別連接圖像采集模塊和信號輸入模塊，控制器的輸出端分別連接圖像預處理模塊和數據處理模塊；圖像采集模塊的輸入端分別連接第一高清攝像頭和第二高清攝像頭；信號輸入模塊的輸入端分別連接第一流量儀表、第一TDS分析儀表、第一溫度儀表、第一壓力儀表以及第二流量儀表、第二TDS分析儀表、第二溫度儀表和第二壓力儀表；

第一高清攝像頭裝配在旋流器上，第二高清攝像頭裝配在離心分離機的物料出口，所述第一流量儀表、第一TDS分析儀表、第一溫度儀表、第一壓力儀表設置在待分離物料裝置的出口端，所述第二流量儀表、第二TDS分析儀表、第二溫度儀表和第二壓力儀表設置在離心分離機的進口端。

優選的，控制器上設置人機交互模塊，人機交互模塊輸入端連接控制器的輸出端，用于顯示第一高清攝像頭和第二高清攝像頭中所獲取的圖像，以及顯示第一流量儀表、第一TDS分析儀表、第一溫度儀表、第一壓力儀表以及第二流量儀表、第二TDS分析儀表、第二溫度儀表和第二壓力儀表、圖像預處理模塊和數據處理模塊的信號信息。

優選的，控制器的輸出端經監測模塊連接監測器，所述監測器分別裝配在旋流器和離心分離機的物料出口輸出端上。