[发明专利]一种基于动态PCA蒸发结晶固液分离系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于动态PCA蒸发结晶固液分离系统及方法，控制器对固液分离单元进行有效的控制监测，图像采集模块分别获取旋流器和离心分离机的物料图像，并通过旋流器和离心分离机的物料基本信息在数据处理模块中通过动态PCA模型可分析时间序列上物料的基本信息和图像信息的变化，使所述输出结果贴合实际情况，使得监测控制更加准确、更具适应性，并可将不合格的物料重返蒸发结晶工艺设备，避免含固量偏低物料进入干燥设备并结块，保证蒸发结晶工艺连续、稳定运行的作用，提高了蒸发结晶工艺运行稳定性。

技术领域

本发明涉及蒸发结晶工艺中固液分离领域，具体为一种基于动态PCA蒸发结晶固液分离系统及方法。

背景技术

矿井水和煤化工废水“零排放”和资源化工程中一个关键点就是蒸发结晶后的结晶盐饱和溶液的固液分离过程。该过程是否通畅，直接影响到整个工程的稳定运行，以及前端回用水量和处理水量。

现阶段，矿井水和工业废水“零排放”和资源化工程蒸发结晶工艺经常出现由于进入离心分离机的物料固含量过稀，导致了离心分离机不能将固液两相分离，后续的干燥设备结块，迫使整个结晶工艺停车，清理干燥设备。严重影响了整个“零排放”及资源化工程连续、稳定的运行，加大了工作量。有部分矿井水和工业废水“零排放”工程将进入离心分离机前旋流器的规模放大，保证进入离心分离机的含固量，从而保证了离心分离机长周期稳定运行。但是，该技术路线会导致旋流器到离心分离机之间管道堵塞，需要频繁的清洗管道，同样也不利于整个“零排放”及资源化系统的稳定运行，没有从根本上解决蒸发结晶工艺固液分离的问题。

此外，传统的PCA模型没有考虑变量在时间序列上的变化，从而导致部分信息缺失。

发明内容

针对现有矿井水和工业废水“零排放”及资源化技术中蒸发结晶工艺无法有效的分离固液两项，以及常规的PCA模型没有考虑变量在时间序列上的变化，从而导致部分信息缺失的问题，本发明提供一种基于动态PCA蒸发结晶固液分离系统及方法，该结构简单，操作方便，采用云计算技术，提高了数据获取的可靠性和兼容性，同时也降低了计算成本，监测控制更加准确、更具适应性，提高了蒸发结晶工艺运行稳定性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于动态PCA蒸发结晶固液分离系统，包括控制器和固液分离单元；

固液分离单元包括自上而下设置的蒸发结晶工艺设备、旋流器、离心分离机和干燥设备；其中，旋流器的输入端上还连接设置有待分离物料装置；旋流器和离心分离机的输出端分别还连接在蒸发结晶工艺设备的输入端上；

控制器的输入端分别连接图像采集模块和信号输入模块，控制器的输出端分别连接图像预处理模块和数据处理模块；图像采集模块的输入端分别连接第一高清摄像头和第二高清摄像头；信号输入模块的输入端分别连接第一流量仪表、第一TDS分析仪表、第一温度仪表、第一压力仪表以及第二流量仪表、第二TDS分析仪表、第二温度仪表和第二压力仪表；

第一高清摄像头装配在旋流器上，第二高清摄像头装配在离心分离机的物料出口，所述第一流量仪表、第一TDS分析仪表、第一温度仪表、第一压力仪表设置在待分离物料装置的出口端，所述第二流量仪表、第二TDS分析仪表、第二温度仪表和第二压力仪表设置在离心分离机的进口端。

优选的，控制器上设置人机交互模块，人机交互模块输入端连接控制器的输出端，用于显示第一高清摄像头和第二高清摄像头中所获取的图像，以及显示第一流量仪表、第一TDS分析仪表、第一温度仪表、第一压力仪表以及第二流量仪表、第二TDS分析仪表、第二温度仪表和第二压力仪表、图像预处理模块和数据处理模块的信号信息。

优选的，控制器的输出端经监测模块连接监测器，所述监测器分别装配在旋流器和离心分离机的物料出口输出端上。