一种基于臭氧氧化的板式臭氧发生器负反馈闭环控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于臭氧氧化的板式臭氧发生器负反馈闭环控制系统，包括中控室、触摸屏、PLC控制器、物联网网关、臭氧放电室、臭氧电源、臭氧泄漏报警仪、氧气泄漏报警仪、臭氧浓度仪、导线、氧气管道、冷却水管道、气动开关阀、气动调节阀、电动闸阀、变压器、控制开关，PLC通过局域网与触摸屏连接，触摸屏通过rs485导线与物联网网关连接，触摸屏通过局域网与中控室连接。该发明专利技术采用中央控制单元的扁平化管理，各个模块独立控制，使得臭氧的输出浓度调节范围更大，将臭氧输出浓度稳定于单模块臭氧输出浓度的最大值，应对一些难降解的物质，提高氧化效率，节约氧气的使用量，本设计的冷却水流量调节也降低设备制冷的能量消耗，综合运行成本大大降低。本大大降低。本大大降低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于臭氧氧化的板式臭氧发生器负反馈闭环控制系统


[0001]本专利技术涉及环保材料
，具体来说，涉及一种基于臭氧氧化的板式臭氧发生器负反馈闭环控制系统。

技术介绍

[0002]现代化工业的发展导致进入水体中的有机物数量和种类急剧增加，水体污染严重，特别是高浓度、难降解的有机废水，具有有机污染物浓度高、成分复杂、可生化性差、污染严重、毒性高等特点，采用常规的处理工艺已经很难满足净化要求，臭氧具有强氧化能力，可以与许多无机物和有机物发生氧化反应，对细菌、病毒等微生物杀灭率高、速度快，对有机化合物等污染物质去除彻底，不产生二次污染，是“理想的万能绿色强氧化药剂”，数据表明，基于臭氧的氧化工艺对水体污染处理的应用越来越多，随着国内工业集中化、园区化建设，工业污水的处理规模越来越大，复杂程度也与日俱增，特别是一些难降解废水，如石化废水、制药废水、化工废水、垃圾渗滤液、焦化废水、印染废水等，对污水的处理工艺要求越来越高，吨水处理费用也居高不下，臭氧作为高级氧化的主要手段，其运行费用一直备受关注；基于臭氧氧化工艺的运行成本主要由臭氧发生器系统电耗和氧气等耗材的材料损耗组成，目前臭氧发生器的单位产量功耗根据产品形势的不同而差异较大，板式臭氧发生单位产量功耗一般在5~8w/g，而管式臭氧发生一般在7~11w/g，臭氧产量在进气量一定的情况下与臭氧输出浓度成正比，臭氧发生器的臭氧输出浓度越高，单位臭氧产量所需消耗的氧气越低，提高臭氧输出浓度，降低臭氧工艺的氧气消耗也是运营成本另一核心因素，板式臭氧发生器在输出浓度方面由于管式臭氧发生器约30~40%，综合来看，为第二代臭氧技术的板式臭氧发生器在单位臭氧产量的电耗及耗氧量方面都具有明显优势；另外，除了臭氧发生器设备本身的功耗差异外，臭氧氧化工艺的运行成本还与系统的自动控制密切相关，目前的臭氧发生器，无论是一体化的管式臭氧发生器，还是模块化的板式臭氧发生器，均只能运行于整体调节模式，其输出臭氧产量的调节范围约为60%~100%，臭氧输出浓度也难以到达最高的臭氧输出浓度，管式臭氧发生器的放电室为压力容器，采用一体化结构，整个臭氧发生器只有一个放电室，因此对应的电源系统、变压器也为一个，只能整体启动或关闭，而臭氧放电室达到临界放电状态才能产生，放电电压通常要高于5600Vpp，而最高运行电压约为7600Vpp，因此臭氧发生器放电室达到运行稳定并产生臭氧，其最低臭氧产量通常在额定产量的60%左右，板式臭氧发生器采用模块化结构，系统采用分布式控制，虽然具备臭氧输出产量阶梯式控制条件，但是由于系统气路、水路、电源联动的复杂性，目前都运行于整体控制模式，输出产量调节范围通常也在50%~100%左右，如果需要大范围调整产量，一般采用手动模式启、停相应阀门，关闭或启动相应电源及放电室模块，由于工业废水及生活污水的排放具有间歇性、季节性，会导致污水处理场的进水水量和污染物成分发生变化，由此氧化工艺需要的臭氧产量会有较大的变化，如果臭氧发生器的臭氧产量调节范围小，产量调节响应不及时，臭氧产量少则会造成污水排放不达标，臭氧产
量多则会造成臭氧浪费，另外当多余的臭氧存在于水体中时，在排放前需要做臭氧降解，臭氧降解同样需要增加能耗，从而造成运行成本的提高，目前污水治理，特别是工业园区，由于企业生产周期的不同，污水排放波动巨大，对工艺的设备调节能力提出了越来越高的要求，目前臭氧发生器控制系统难于满足臭氧氧化工艺对臭氧产量、浓度等快速调节的需求。

技术实现思路

[0003]针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提出一种基于臭氧氧化的板式臭氧发生器负反馈闭环控制系统，能够克服现有技术的上述不足。
[0004]为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于臭氧氧化的板式臭氧发生器负反馈闭环控制系统，包括PLC控制器，所述PLC控制器通过局域网与触摸屏连接，所述触摸屏通过局域网与中控室连接，所述触摸屏通过导线与物联网网关连接，所述PLC控制器通过控制开关量分别与两个气动开关阀连接，两个所述启动开关阀分别设置在氧气管道、冷却水管道的前端，所述氧气管道、冷却水管道与臭氧放电室连接，所述臭氧放电室与臭氧电源连接。
[0005]更进一步的，所述臭氧电源采用的是三相380V电压的电源。
[0006]更进一步的，所述臭氧放电室与臭氧电源之间设有变压器。
[0007]更进一步的，所述PLC控制器通过导线与臭氧电源连接，所述PLC控制器通过导线分别与臭氧泄漏报警仪、氧气泄漏报警仪、臭氧浓度仪连接。
[0008]更进一步的，所述氧气管道、冷却水管道的前端均设有气动调节阀，所述气动调节阀与PLC控制器连接，所述气动调节阀、启动开关阀均设置在氧气管道、冷却水管道的主管道上。
[0009]更进一步的，所述氧气管道、冷却水管道的支管道上设有电动闸阀。
[0010]更进一步的，所述电动闸阀通过控制开关量与臭氧电源连接。
[0011]更进一步的，所述臭氧放电室一侧设有臭氧排出管道、冷却水排出管道。
[0012]更进一步的，所述臭氧排出管道、冷却水排出管道与电动闸阀分别设置在臭氧放电室的两侧。
[0013]更进一步的，所述臭氧放电室可自由增加放置数量，所述臭氧放电室在系统中放置上限为128个。
[0014]本专利技术的有益效果：（1）板式臭氧发生器的臭氧产量大范围调节本设计的板式臭氧发生器自动控制系统，支持臭氧发生器的氧气进气量大范围调节，通过进气开关阀、调节阀以及各个模块的独立开关阀，可以实现臭氧发生器的臭氧输出从单模块的50%产量连续调整到臭氧发生器的满负荷产量，调节速度快，稳态误差小；（2）解约能耗、降低运行成本避免传统臭氧发生器的级联调节模式，气量调节范围大，使得臭氧的输出浓度调节范围更大，将臭氧输出浓度稳定于单模块臭氧输出浓度的最大值，应对一些难降解的物质，提高氧化效率，保证工艺的可靠性，同时节约氧气的使用量，本设计的冷却水流量调节也降低设备制冷的能量消耗，实现综合运行成本解约；（3）采用Field Bus现场总线技术，降低系统的复杂性
本案设计的自动自动控制系统，采用Field Bus现场总线技术，采用Modbus标准协议，RS485总线采用MODBUS RTU数据传输，LAN局域网采用MODBUS TCP协议，物联网采用MQTT协议，采用总线模式，将系统内部的数据采集、传输简化大大简化，避免了系统的繁杂二次接线，接口简单、协议规范，可扩展性强，PLC能够快速准确获取中控系统、云服务器、触摸屏的指令数据，通过闭环算法，生成发生器模块的运行指令，快速调节臭氧发生器的运行状态；（4）完备的系统闭环控制及保护通过总线技术，将臭氧浓度仪、流量计、压力、温度、臭氧泄露、氧气泄露等信息实时采集至PLC中，进行闭环控制及运行状态监测，通过信息反馈，监测控制输出，做到模块运行闭环、设备运行闭环、工艺运行闭环，同时，根据监测数据，及时判断设备运行状态、做出相应处理，当氧气、臭氧泄露时、做出预警，并启动室内通风，避免时态进一步恶化，当系统、压力、流量、温度异常时，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于臭氧氧化的板式臭氧发生器负反馈闭环控制系统，其特征在于，包括PLC控制器（1），所述PLC控制器（1）通过局域网与触摸屏（2）连接，所述触摸屏（2）通过局域网与中控室（3）连接，所述触摸屏（2）通过导线与物联网网关（4）连接，所述PLC控制器（1）通过控制开关量分别与两个气动开关阀（5）连接，两个所述启动开关阀（5）分别设置在氧气管道（6）、冷却水管道（7）的前端，所述氧气管道（6）、冷却水管道（7）与臭氧放电室（8）连接，所述臭氧放电室（8）与臭氧电源（9）连接。2.根据权利要求1所述的一种基于臭氧氧化的板式臭氧发生器负反馈闭环控制系统，其特征在于，所述臭氧电源（9）采用的是三相380V电压的电源。3.根据权利要求2所述的一种基于臭氧氧化的板式臭氧发生器负反馈闭环控制系统，其特征在于，所述臭氧放电室（8）与臭氧电源（9）之间设有变压器（10）。4.根据权利要求1所述的一种基于臭氧氧化的板式臭氧发生器负反馈闭环控制系统，其特征在于，所述PLC控制器（1）通过导线与臭氧电源（9）连接，所述PLC控制器（1）通过导线分别与臭氧泄漏报警仪（11）、氧气泄漏报警仪（12）、臭氧浓度仪（13）连接。5.根据权利要求1所述的一种基于臭氧氧化的板式臭氧发生器负反馈闭环控制系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞波，李红涛，杨影丽，
申请(专利权)人：北京安力斯环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：