一种高温多效精馏低氘水矿化处理系统生产装置与控制方法与流程

本发明涉及高温多效精馏低氘水矿化处理，具体为一种高温多效精馏低氘水矿化处理系统生产装置与控制方法。

背景技术：

1、高温多效精馏低氘水矿化处理系统生产装置是一种用于生产低氘水(deuterium-depleted water，简称ddw)的设备。ddw是一种富含氢同位素氘(deuterium)较低的水，通常被认为对人体健康具有一定益处。

2、然而现有的高温多效精馏需要提供大量的热能来加热水并蒸发，这可能会导致能源消耗较高并且，同时氘气回收系统对收集到的氘气进行处理和储存，其回收效率可能有限，提高氘气回收效率是降低成本和资源利用的关键因素。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种高温多效精馏低氘水矿化处理系统生产装置与控制方法，解决了高温多效精馏需要提供大量的热能来加热水并蒸发，这可能会导致能源消耗较高并且，同时氘气回收系统对收集到的氘气进行处理和储存，其回收效率可能有限，提高氘气回收效率是降低成本和资源利用的关键因素的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高温多效精馏低氘水矿化处理系统生产装置，包括：

3、多效精馏塔模块，用于逐渐降低水中氘的含量；

4、加热系统模块，用于提供高温热源以使水在塔内蒸发；

5、冷却系统模块，用于冷凝蒸汽并收集产生的低氘水；

6、氘气回收系统模块，用于冷凝和回收精馏过程中产生的氘气；

7、控制系统模块，用于监测和调节系统的运行参数；

8、水处理模块，用于处理输入水质；

9、数据记录与分析模块，用于记录和分析系统的运行数据；

10、安全监测模块，用于监测和保护多效精馏系统的安全运行。优选的，所述多效精馏塔模块包括：

11、加热器单元，负责提供高温热源以使水在多效精馏塔内蒸发；冷凝器单元，用于冷凝蒸汽并将其转化为液体水；

12、精馏效应器单元，用于在精馏过程中对液体的分离和纯化；氘气回收单元，用于冷凝和回收精馏过程中产生的氘气。

13、优选的，所述加热系统模块包括：

14、加热源单元，用于提供高温热能以使水在系统中蒸发；

15、温度传感器单元，用于监测加热器内的温度；

16、阀门控制单元，用于调节加热器的热能输入；

17、热传导介质单元，用于使水在多效精馏塔中蒸发。

18、优选的，所述冷却系统模块包括：

19、冷却介质单元，用于降低多效精馏系统中的温度；

20、冷却器单元，用于将热量从系统中传递给冷却介质；

21、冷却循环单元，用于将冷却介质引导到冷却器中进行循环流动；冷却控制单元，用于监测和调节冷却介质的温度、流量参数。优选的，所述氘气回收系统模块包括：

22、氘气收集单元，用于从多效精馏系统中收集氘气；

23、氘气处理单元，用于对收集到的氘气进行处理；

24、氘气储存单元，用于存储处理后的氘气，以备将来使用；

25、氘气回收单元，用于将处理后的氘气重新注入多效精馏系统中。优选的，所述控制系统模块包括：

26、传感器单元，用于感知和测量系统中的各种参数；

27、执行单元，用于根据控制系统的指令执行相应的操作；

28、人机交互单元，用于对控制系统的监视、操作和配置；

29、通信单元，用于实现控制系统与设备之间的数据交换和通信。

30、优选的，所述水处理模块包括：

31、滤清器单元，用于去除水中的悬浮物、颗粒物和悬浊物固体杂质；

32、软化器单元，用于去除水中的硬度成分；

33、出氯单元，用于去除水中的余氯与氯化物，以防止氯对后续处理步骤与设备的损害；

34、膜分离单元，用于将水中的溶解物质、离子和微生物分离出来，获得高纯度的水；

35、紫外线消毒单元，用于紫外线辐射杀灭水中的微生物；

36、混凝剂和絮凝剂投加单元，用于在水处理过程中加入适量的混凝剂和絮凝剂，促使悬浮物和胶体颗粒结合成较大的团聚体，便于后续的沉淀和过滤。

37、优选的，所述数据记录与分析模块包括：

38、数据监测和采集单元，用于监测和采集系统中的各种参数和指标；

39、数据接收单元，用于负责接收传感器单元传递的电信号，并将其转化为数字信号进行采样和存储；

40、数据存储单元，用于存储采集到的数据；

41、数据处理单元，对采集到的数据进行处理和分析；

42、数据分析单元，用于对处理后的数据进行进一步的分析和挖掘；

43、可视化展示单元，用于将数据分析结果以图表、报表或可视化界面的形式展示出来。

44、优选的，所述安全监测模块包括：

45、监测与检测单元，用于负责监测和检测潜在的安全威胁或异常情况；

46、处理与分析单元，用于接收和处理监测与检测单元传输过来的数据；

47、警报与通知单元，用于根据数据处理与分析单元的结果生成警报和通知；

48、记录与存储单元，用于记录和存储安全系统产生的事件和数据；

49、用户界面与控制单元，用于提供用户与安全系统进行交互的界面和功能。

50、优选的，一种高温多效精馏低氘水矿化处理系统生产装置的控制方法，包括以下步骤：

51、步骤一、通过多效精馏塔模块中的加热器单元提供高温热源以使水在多效精馏塔内蒸发，冷凝器单元中的冷凝蒸汽并将其转化为液体水，精馏效应器单元在精馏过程中对液体的分离和纯化，氘气回收单元将冷凝和回收精馏过程中产生的氘气，然后通过加热系统模块中加热源单元提供高温热能以使水在系统中蒸发，温度传感器单元监测加热器内的温度，阀门控制单元进行调节加热器的热能输入，热传导介质单元使水在多效精馏塔中蒸发；

52、步骤二、通过冷却系统模块中的冷却介质单元降低多效精馏系统中的温度，冷却器单元将热量从系统中传递给冷却介质，冷却循环单元将冷却介质引导到冷却器中进行循环流动，冷却控制单元监测和调节冷却介质的温度、流量参数，通过氘气回收系统模块中氘气收集单元从多效精馏系统中收集氘气，氘气处理单元对收集到的氘气进行处理，氘气储存单元存储处理后的氘气，以备将来使用，氘气回收单元将处理后的氘气重新注入多效精馏系统中；

53、步骤三、通过控制系统模块中的传感器单元感知和测量系统中的各种参数，执行单元根据控制系统的指令执行相应的操作，人机交互单元对控制系统的监视、操作和配置，通信单元实现控制系统与设备之间的数据交换和通信；

54、步骤四、通过水处理模块中的滤清器单元去除水中的悬浮物、颗粒物和悬浊物固体杂质，软化器单元去除水中的硬度成分，出氯单元去除水中的余氯与氯化物，以防止氯对后续处理步骤与设备的损害，膜分离单元将水中的溶解物质、离子和微生物分离出来，获得高纯度的水，紫外线消毒单元紫外线辐射杀灭水中的微生物，混凝剂和絮凝剂投加单元在水处理过程中加入适量的混凝剂和絮凝剂，促使悬浮物和胶体颗粒结合成较大的团聚体，便于后续的沉淀和过滤；

55、步骤五、通过数据记录与分析模块中的数据监测和采集单元监测和采集系统中的各种参数和指标，数据接收单元负责接收传感器单元传递的电信号，并将其转化为数字信号进行采样和存储，数据存储单元存储采集到的数据，数据处理单元对采集到的数据进行处理和分析，数据分析单元对处理后的数据进行进一步的分析和挖掘，可视化展示单元将数据分析结果以图表、报表或可视化界面的形式展示出来，通过安全监测模块中监测与检测单元负责监测和检测潜在的安全威胁或异常情况，处理与分析单元接收和处理监测与检测单元传输过来的数据，警报与通知单元根据数据处理与分析单元的结果生成警报和通知，记录与存储单元记录和存储安全系统产生的事件和数据，用户界面与控制单元提供用户与安全系统进行交互的界面和功能。

56、本发明提供了一种高温多效精馏低氘水矿化处理系统生产装置与控制方法。具备以下有益效果：

57、1、本发明通过多效精馏塔模块中的加热器单元提供高温热源以使水在多效精馏塔内蒸发，冷凝器单元中的冷凝蒸汽并将其转化为液体水，精馏效应器单元在精馏过程中对液体的分离和纯化，氘气回收单元将冷凝和回收精馏过程中产生的氘气，实现更高效的分离效果，从而降低氘的含量。

58、2、本发明通过氘气回收系统模块中氘气收集单元从多效精馏系统中收集氘气，氘气处理单元对收集到的氘气进行处理，氘气储存单元存储处理后的氘气，以备将来使用，氘气回收单元将处理后的氘气重新注入多效精馏系统中，以提高氘的回收率。