一种绿色低碳的液体强化蒸发设备的制作方法

1.本实用新型涉及废水处理技术领域，特别是涉及一种绿色低碳的液体强化蒸发设备。


背景技术：

2.目前，我国地浸采铀矿山主要集中在内蒙、新疆等地，地浸法采铀无需建立铀尾矿库、也不需设置废石堆运场、采冶过程中地表植被破坏少，被称为“绿色采铀技术”。但是，目前处理地浸矿山工艺废水的主要方法是自然蒸发，需要建立常规矿山所不具备的蒸发池，蒸发池是用于贮存及处理地浸工艺生产过程中产生的大量放射性废液，其利用自然蒸发的物理现象，实现蒸发池废液中的非放射性介质水以水蒸气的形式逸散到大气中，难挥发的放射性核素残留在固体池泥中。但自然蒸发受季节、气候、天气等变化影响严重，蒸发量不稳定，且蒸发池占地面积大会带来征地压力，企业采用原蒸发池自然蒸发无法满足日益增加的工业需求。
3.因此，实用新型一种绿色低碳的液体强化蒸发设备来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种绿色低碳的液体强化蒸发设备，以解决上述现有技术存在的问题，提高蒸发池中废水的蒸发效率。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种绿色低碳的液体强化蒸发设备，包括抽水装置、喷淋系统和蒸发布帘，所述抽水装置用于抽出水池中的水，所述抽水装置的出水口与所述喷淋系统的进水口连通，所述蒸发布帘悬挂在空中且位于所述水池的上方，所述水池中的水被所述抽水装置抽出后，通过所述喷淋系统喷淋在所述蒸发布帘上。
6.优选的，还包括漂浮平台和悬挂骨架，所述漂浮平台漂浮在所述水池中的水面上，所述悬挂骨架设置在所述漂浮平台上；所述蒸发布帘为多个，全部所述蒸发布帘悬挂在所述悬挂骨架上。
7.优选的，全部所述蒸发布帘相互平行设置，所述的绿色低碳的液体强化蒸发设备还包括风向自适应控制单元；
8.所述风向自适应控制单元包括驱动装置、风向仪、角度传感器和控制器，所述驱动装置固设在所述漂浮平台上，所述驱动装置能够用于驱动所述悬挂骨架相对所述漂浮平台在水平方向上进行转动；所述风向仪固设在所述漂浮平台或所述悬挂骨架上，所述角度传感器固设在所述悬挂骨架上；所述驱动装置、所述角度传感器和所述风向仪中的风速风向传感器分别与所述控制器信号连接，所述控制器能够根据所述风速风向传感器所反馈的风速风向信号和所述角度传感器所反馈的信号来驱动所述悬挂骨架转动，以使所述悬挂骨架上的所述蒸发布帘的帘面与风向平行。
9.优选的，所述漂浮平台包括方形框架和多个浮筒，全部所述浮筒都位于所述方形
框架的下方且分别与所述方形框架固连，所述驱动装置与所述方形框架固连。
10.优选的，所述悬挂骨架的底端中央固设有固定板，所述驱动装置的输出轴竖直，所述驱动装置的输出轴与所述固定板固连；所述方形框架上设置有第一滑动轨道，所述第一滑动轨道包括至少三个以所述输出轴为轴周向排列的第一支撑机构，所述第一支撑机构包括竖直的第一轴承支架和安装在所述第一轴承支架的顶端的第一轴承，所述第一轴承支架与所述方形框架固连，所述第一轴承的转轴沿所述输出轴的径向分布，所述第一轴承与所述固定板滚动配合。
11.优选的，所述方形框架上还设置有第二滑动轨道，所述第二滑动轨道包括圆形框架和多个周向均匀设置在所述圆形框架上的第二支撑机构，所述圆形框架水平固设在所述方形框架上，所述圆形框架与所述输出轴同轴，所述第二支撑机构包括竖直的第二轴承支架和安装在所述第二轴承支架的顶端的第二轴承，所述第二轴承支架与所述方形框架固连，所述第二轴承的转轴沿所述输出轴的径向分布，所述第二轴承与固设在所述悬挂骨架底端的环形板滚动配合。
12.优选的，所述抽水装置采用潜水泵，所述抽水装置固设在所述漂浮平台上；所述抽水装置的抽水口连接有抽水管，所述抽水管的抽水端设置在所述水池的水中。
13.优选的，所述喷淋装置包括上水管和喷淋管路，所述喷淋管路通过所述上水管与所述抽水装置的出水口连通，所述喷淋管路固设在所述悬挂骨架的上方，所述喷淋管路包括多个间隔设置的喷淋管，所述喷淋管上设置有正对所述蒸发布帘的喷水孔。
14.优选的，所述驱动装置采用步进电机，所述风向自适应控制单元还包括用于驱动所述步进电机的步进驱动器，所述步进驱动器与所述控制器信号。
15.优选的，所述风向自适应控制单元还包括与所述控制器信号连接的过程数据采集与监控器，所述过程数据采集与监控器采用触摸屏；所述触摸屏能够作为所述控制器的输入和控制设备，所述触摸屏能够显示风向角度、帘面角度，所述帘面角度即所述悬挂骨架的角度。
16.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
17.本实用新型绿色低碳的液体强化蒸发设备提高了蒸发池中废水的蒸发效率。本实用新型的绿色低碳的液体强化蒸发设备至少具有以下优点：
18.(1)本实用新型绿色低碳的液体强化蒸发设备利用当地自然环境中的风能和太阳能，绿色低碳地处理原地浸出采铀过程中排放于蒸发池的废水，即应用当地风能、太阳能辅助，强化蒸发处理地浸采铀矿山产生的废水，该方法物理原理是风能增效蒸发，主要是扩大液面的蒸发面积，即将蒸发池中的酸液，采用水泵抽取喷淋在布帘上，以达到增加液体表面积的作用，利用浮力使喷淋装置漂浮于蒸发池中，最终制作成绿色低碳的液体强化蒸发设备。
19.(2)本实用新型是在风能、太阳能的作用下，加快水体蒸发速率，具有较好的经济性、合理性和应用前景。同废水在蒸发池中自然蒸发相比较，该设备系统可大幅提高蒸发废水量，大幅减少建设蒸发池的占地面积，另外，因该设备采用浮筒设计，可使设备完全漂浮于蒸发池中，不用占据陆地面积，也不会存在土壤污染风险。
20.(3)本实用新型考虑到风向对水量蒸发的影响，加入数字化控制系统，可实现布帘依据实地风向变化，进行动态调整布帘与风向的夹角，确保高效利用风能。该设备采用自动
化控制系统，可实现运行过程自动化，遥控进行浮筒式数控喷淋蒸发机的启动与关闭指令。
21.(4)本实用新型绿色低碳的液体强化蒸发设备能够实现在同等水面空间内将蒸发量提升为原有自然蒸发的2-6倍(不同区域不同气象条件提升的蒸发量不同)。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型绿色低碳的液体强化蒸发设备的结构示意图；
24.图2为本实用新型绿色低碳的液体强化蒸发设备的部分结构示意图；
25.图3为本实用新型绿色低碳的液体强化蒸发设备的部分结构示意图；
26.图4为本实用新型绿色低碳的液体强化蒸发设备的部分结构示意图；
27.图5为本实用新型绿色低碳的液体强化蒸发设备中喷淋管路的结构示意图；
28.图6为本实用新型绿色低碳的液体强化蒸发设备中风向自适应控制单元的结构框图；
29.图7为本实用新型绿色低碳的液体强化蒸发设备中触摸屏的监控系统界面图；
30.图8为本实用新型绿色低碳的液体强化蒸发设备中触摸屏的手动操作界面图；
31.图9为本实用新型绿色低碳的液体强化蒸发设备中触摸屏的参数设置界面图；
32.其中，1、漂浮平台；2、悬挂骨架；3、喷淋管路；301、供水管；302、喷淋管；303、喷水孔；4、固定板；5、环形板；6、浮筒；7、方形框架；8、输出轴；9、第一轴承支架；10、第一轴承；11、圆形框架；12、第二轴承支架；13、第二轴承；14、步进电机；15、步进驱动器；16、风速风向传感器；17、角度传感器；18、控制器；19、触摸屏。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.本实用新型的目的是提供一种绿色低碳的液体强化蒸发设备，以解决上述现有技术存在的问题，提高蒸发池中废水的蒸发效率。
35.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
36.如图1至图9所示，本实施例提供一种绿色低碳的液体强化蒸发设备，包括漂浮平台1、悬挂骨架2、抽水装置、喷淋系统、蒸发布帘和风向自适应控制单元。
37.其中，漂浮平台1漂浮在水池(即原地浸出采铀过程中使用的蒸发池)中的水面上，漂浮平台1包括方形框架7和多个浮筒6，全部浮筒6都位于方形框架7的下方且分别与方形框架7固连。浮筒6的材质为聚丙烯，在浮筒6的作用下，漂浮平台1能够稳定漂浮在水池中，不用占据陆地面积。
38.悬挂骨架2设置在漂浮平台1上，于本实施例中，悬挂骨架2作为悬挂蒸发布帘的支架，本实施例中设置有多个蒸发布帘(图中未示出)，全部蒸发布帘相互平行设置，全部蒸发布帘悬挂在悬挂骨架2上。蒸发布帘吸收的废水性能越好和所浸湿的废水面积越大，则蒸发的废水越多。悬挂骨架2的材料选用不锈钢。本实施例绿色低碳的的液体强化蒸发的核心原理是利用增大蒸发面积的方式来提升自然蒸发速率，需选择浸湿率好、抗腐蚀率高的蒸发布帘，通过实验室内的小型模拟蒸发实验，结合工业化应用成本，确定使用w3011型碳纤维编织布制作蒸发布帘。
39.抽水装置用于抽出水池中的水，抽水装置的出水口与喷淋系统的进水口连通，蒸发布帘悬挂在空中且位于水池的上方，水池中的水被抽水装置抽出后，通过喷淋系统喷淋在蒸发布帘上。抽水装置采用耐酸腐蚀的潜水泵，抽水装置固设在漂浮平台1上；抽水装置的抽水口连接有抽水管，抽水管的抽水端设置在水池的水中。
40.喷淋装置包括上水管(图中未示出)和喷淋管路3，喷淋管路3通过上水管与抽水装置的出水口连通，喷淋管路3固设在悬挂骨架2的上方，喷淋管路3包括两个供水管301和多个间隔设置的喷淋管302，每个喷淋管302的两端分别与一个供水管301连通，供水管301通过上水管与抽水装置的出水口连通，喷淋管302上设置有多个正对蒸发布帘的喷水孔303，使整块蒸发布帘都能够布满水，极大提高蒸发速率。
41.风向自适应控制单元包括驱动装置、风向仪、角度传感器17和控制器18，驱动装置固设在漂浮平台1上，驱动装置能够用于驱动悬挂骨架2相对漂浮平台1在水平方向上进行转动；驱动装置与方形框架7固连。风向仪用于检测风向，于本实施例中风向仪固设在漂浮平台1或悬挂骨架2上，或设置在水池附近的空中，角度传感器17固设在悬挂骨架2上，角度传感器17用于检测悬挂骨架2的角度，由于蒸发布帘是悬挂在悬挂骨架2上，而悬挂骨架2上用于悬挂蒸发布帘的支架是固定在悬挂骨架2上的，故检测到了悬挂骨架2的角度也就得到了蒸发布帘的帘面角度；
42.驱动装置、角度传感器17和风向仪中的风速风向传感器16分别与控制器18信号连接，控制器18能够根据风速风向传感器16所反馈的风速风向信号和角度传感器17所反馈的信号来驱动悬挂骨架2转动，以使悬挂骨架2上的蒸发布帘的帘面与风向平行，能够实现布帘依据实地风向变化，进行动态调整布帘与风向的夹角，确保高效利用风能，以达到高效利用风能使蒸发速率最大化。
43.悬挂骨架2的底端中央固设有固定板4，驱动装置的输出轴8竖直，驱动装置的输出轴8与固定板4固连；方形框架7上设置有第一滑动轨道，第一滑动轨道包括至少三个以输出轴8为轴周向排列的第一支撑机构，第一支撑机构包括竖直的第一轴承支架9和安装在第一轴承支架9的顶端的第一轴承10，第一轴承支架9与方形框架7固连，第一轴承10的转轴沿输出轴8的径向分布，第一轴承10与固定板4滚动配合。
44.方形框架7上还设置有第二滑动轨道，第二滑动轨道包括圆形框架11和多个周向均匀设置在圆形框架11上的第二支撑机构，圆形框架11水平固设在方形框架7上，圆形框架11与输出轴8同轴，第二支撑机构包括竖直的第二轴承支架12和安装在第二轴承支架12的顶端的第二轴承13，第二轴承支架12与方形框架7固连，第二轴承13的转轴沿输出轴8的径向分布，第二轴承13与固设在悬挂骨架2底端的环形板5滚动配合；第一轴承10和第二轴承13的材质均为聚四氟乙烯。
45.驱动装置采用步进电机14，风向自适应控制单元还包括用于驱动步进电机14的步进驱动器15，步进驱动器15与控制器18信号。
46.风向自适应控制单元还包括与控制器18信号连接的过程数据采集与监控器，过程数据采集与监控器采用触摸屏19，触摸屏199采用西门子smart700系列7寸触摸屏19；触摸屏19能够作为控制器18的输入和控制设备，触摸屏19能够显示风向角度、帘面角度以及当前的控制方式，帘面角度即悬挂骨架2的角度。触摸屏19设置用户人机交互界面，实现设备操作、参数设置、报警查询等功能；主界面实时显示当前风向的角度、当前帆面的角度、系统状态、报警状态和上电自检延时时间；手动功能用于人为将帆面进行固定的角度停留；参数设置用于设置当前位置的风向零点、帘面零点以及帘面角度的精度上下限、转动区间和帆向报警点，并且可根据实际需要的减速器进行更改电机每转步数和丝杠螺距设置。
47.控制器18采集各种信号，根据控制要求在其内部进行相应的逻辑运算、算数运算、定时控制、计数控制，并将相应的运算结果通过输出设备输出，实现对步进电机14精确的控制。
48.风向自适应控制单元具有自动和手动两种控制模式。手动模式是通过触摸屏19界面设置相对当前位置角度以及速率进行转动，最终到达指定位置；自动模式是控制器18根据当前风向位置自动控制步进电机14进行相应的转动，最终保持蒸发布帘帘面与风向是同一角度。
49.需要说明的是悬挂骨架2可以采用分单元格设计，即总的悬挂骨架2由多个分悬挂骨架并联而成，各个分悬挂骨架上单独设置喷淋装置，各个分悬挂可单独作业，也可一起同时工作。
50.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。