CN115290833A - 一种畜禽舍氨排放通量计算方法 - Google Patents

一种畜禽舍氨排放通量计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115290833A
CN115290833A CN202211223911.1A CN202211223911A CN115290833A CN 115290833 A CN115290833 A CN 115290833A CN 202211223911 A CN202211223911 A CN 202211223911A CN 115290833 A CN115290833 A CN 115290833A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
monitoring
flux
ammonia
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211223911.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115290833B (zh
Inventor
杨增军
张克强
赵润
支苏丽
沈丰菊
梁军锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Agro Environmental Protection Institute Ministry of Agriculture
Original Assignee
Agro Environmental Protection Institute Ministry of Agriculture
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agro Environmental Protection Institute Ministry of Agriculture filed Critical Agro Environmental Protection Institute Ministry of Agriculture
Priority to CN202211223911.1A priority Critical patent/CN115290833B/zh
Publication of CN115290833A publication Critical patent/CN115290833A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115290833B publication Critical patent/CN115290833B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/0054Ammonia
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3504Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0062General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the measuring method or the display, e.g. intermittent measurement or digital display

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明涉及一种畜禽舍氨排放通量计算方法,包括如下步骤:排风机工况风量监测;入口氨通量监测;出口氨通量监测;封闭畜禽舍氨排放通量计算,具体为计算获取排风机实时风量;计算获取入口氨通量以及出口氨通量,根据入口氨通量和出口氨通量进行计算,得到封闭畜禽舍氨排放通量;本发明通过上述方法,实现封闭畜禽舍排风量、新风和尾气氨浓度的准确获取,大大提高了通量准确性,从而解决了封闭畜禽舍氨排放通量的在线实时监测缺乏技术手段和方法的问题。

Description

一种畜禽舍氨排放通量计算方法
技术领域
本发明属于通风量监测计算技术领域,涉及一种畜禽舍氨排放通量计算方法。
背景技术
现有的畜禽畜禽舍作为主要的氨排放源,需要有效的监测手段;区别于其他工业排放过程的排烟口集中排放,畜禽舍氨排放具有风量大,浓度低,排风面积大,通风设备运行情况多变等特征,难以通过与监测烟囱尾气排放的方式相类似的方法进行畜禽舍氨排放通量监测计算;
而且,畜禽舍尾气排放由于不存在烟囱的抬升高度,导致排风中尾气成分混入新风的比例较高,导致只监测排风的方法难以准确反应实际排放通量;且常规舍内氨排放通量方法基于二氧化碳平衡法计算排风量,并未监测实际排风量,导致通量监测计算不准确。
通过检索发现如下与本申请相关的专利文献,具体公开内容如下:
规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法(202110930935 .X),规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法,其特征在于:包括以下步骤:a)识别氨气排放关键节点;b)收集规模化畜禽养殖场的活动数据;c)选择和获取排放因子、减排率、圈舍减排技术采用率、固态粪污减排技术采用率、液态粪污减排技术采用率、考核年模式变化开始月份、考核年措施开始运行月份;d)分别计算该场因畜禽活动数据改变、养殖模式改变、畜禽日粮饲料规格变化、采用减排技术造成的氨气减排量;e)汇总计算该场畜禽养殖业氨气减排总量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,提供一种畜禽舍氨排放通量计算方法,该方法实现封闭畜禽舍排风量、新风和尾气氨浓度的准确获取,且解决封闭畜禽舍氨排放通量的在线实时监测缺乏技术手段和方法问题。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
一种畜禽舍氨排放通量计算方法,该方法基于畜禽舍进行监测,所述畜禽舍包括舍体以及设置在舍体内的监测设备,所述舍体一侧为送风山墙,送风山墙上设置有湿帘,另一侧为排风山墙,排风山墙上安装有排风机,其特征在于:所述监测设备包括送风口监测箱以及排风口监测箱,所述送风口监测箱设置在湿帘一侧的舍体内,所述排风口监测箱设置在排风山墙一侧的舍体内;且监测方法包括如下步骤:
排风机工况风量监测;
基于排风机工况风量监测得到的数据,进行入口氨通量监测;
基于排风机工况风量监测得到的数据,进行出口氨通量监测;
基于入口氨通量监测得到的数据以及出口氨通量监测得到的数据进行封闭畜禽舍氨排放通量计算,得到封闭畜禽舍氨排放通量。
而且,所述排风机工况风量监测还包括如下步骤:
步骤一:排风机工况性能测算,计算获得风机的工况风量数据;
计算公式如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中:
Figure 878597DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE003
点平均风速(m/s),
Figure 123634DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_IMAGE005
风机的工况风量(m3/s),
Figure 965688DEST_PATH_IMAGE006
Figure 95318DEST_PATH_IMAGE005
风机的半径(m),
n:面积等分数,
Figure DEST_PATH_IMAGE007
<0.5m时,n=4,当0.5m<
Figure 237586DEST_PATH_IMAGE008
<1m时,n=6,当
Figure DEST_PATH_IMAGE009
>1m,n=8;
步骤二:通风策略监测,判定风机是否为工作状态,判定是否使用步骤一所得的风机的工况风量数据参与下步计算;
步骤三:实时风量监测计算;
a、计算风机出风口的实时风量,计算公式如下所示:
Figure 122366DEST_PATH_IMAGE010
其中:
Figure DEST_PATH_IMAGE011
:出风口实时风量(m3/s),
Figure 717295DEST_PATH_IMAGE012
Figure 650616DEST_PATH_IMAGE005
风机的工况风量(m3/s),
Figure 788336DEST_PATH_IMAGE013
:判定处于工作状态的风机;
b、计算风机进风口的实时风量,计算公式如下所示:
Figure 375176DEST_PATH_IMAGE014
其中:
Figure 863926DEST_PATH_IMAGE015
:出风口实时风量(m3/s),
Figure DEST_PATH_IMAGE016
:进风口实时风量(m3/s),
Figure 928834DEST_PATH_IMAGE017
:出口气体温度(℃),
Figure DEST_PATH_IMAGE018
:入口气体温度(℃),
Figure 514536DEST_PATH_IMAGE019
:出口气体静压(Pa),
Figure DEST_PATH_IMAGE020
:入口气体静压(Pa)。
而且,所述通风策略监测包括在排风侧每个风机动力线安装排风机开口互感器,连接到排风口监测箱,排风口监测箱内部布置与每个开口互感器对应的电流变送器,变送器输出模拟或者数字电流信号接入排风口监测箱PLC,在PLC中设定阈值电流,当检测感应电流高于设定阈值,输出对应风机处于工作状态判定。
而且,所述基于排风机工况风量监测得到的数据,进行入口氨通量监测和基于排风机工况风量监测得到的数据,进行出口氨通量监测,两步的监测方式相同,均还包括如下步骤:
步骤A:入口/出口氨浓度监测;
步骤B:入口/出口氨浓度修正,计算得到入口湿空气工况氨质量浓度
Figure 272276DEST_PATH_IMAGE021
步骤C:入口/出口氨通量计算;
计算公式如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE022
其中:
Figure 717164DEST_PATH_IMAGE023
:入口/出口测氨通量(mg/s)。
而且,步骤A监测的指标包括NH3、H2S、CO2、温度、相对湿度和静压;其中NH3、H2S采用电化学原理气体检测传感器,分辨率分别为1ppb和0.2ppm,CO2采用红外光学传感器,分辨率为10ppm,采用吸入式测量,检测器前部布置膜渗透干燥管,充分和除尘待检气体;温度、相对湿度和静压均检测环境信息。
而且,步骤B具体计算步骤如下:
a、氨气和干扰气标况换算:换算公式如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE024
其中:
Figure 320184DEST_PATH_IMAGE025
:干空气NH3-ppm标况检测浓度(ppm),
Figure 557130DEST_PATH_IMAGE026
:干空气NH3-ppm工况检测浓度(ppm),
Figure DEST_PATH_IMAGE027
:干空气CO2-ppm标况检测浓度(ppm),
Figure 95559DEST_PATH_IMAGE028
:干空气CO2-ppm工况检测浓度(ppm),
Figure DEST_PATH_IMAGE029
:干空气H2S-ppm标况检测浓度(ppm),
Figure 152376DEST_PATH_IMAGE030
:干空气H2S-ppm工况检测浓度(ppm);
b、干空气
Figure DEST_PATH_IMAGE031
浓度补偿,计算公式如下:
Figure 293508DEST_PATH_IMAGE032
其中:
Figure DEST_PATH_IMAGE033
:干空气NH3-ppm标况补偿浓度(ppm),
Figure 119381DEST_PATH_IMAGE034
:干空气NH3检测器对NH3的响应系数(%),标况取值100%,
Figure DEST_PATH_IMAGE035
:干空气NH3检测器对CO2的响应系数(%),标况取值-0.02%,
Figure 218924DEST_PATH_IMAGE036
:干空气NH3检测器对H2S的响应系数(%),标况取值260%;
c、干空气NH3质量浓度换算,计算公式如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE037
其中:
Figure 372825DEST_PATH_IMAGE038
:干空气NH3质量浓度(mg/m3),
Figure DEST_PATH_IMAGE039
:NH3摩尔质量;
d、工况水蒸气分压计算,计算公式如下:
Figure 583227DEST_PATH_IMAGE040
其中:
Figure DEST_PATH_IMAGE041
:入口干空气分压(Pa),
Figure 998028DEST_PATH_IMAGE042
:入口水蒸气分压(Pa),
Figure DEST_PATH_IMAGE043
:入口空气相对湿度(%HR),
Figure 268472DEST_PATH_IMAGE044
:入口空气温度下饱和蒸汽压(Pa);
e、湿空气工况质量浓度,计算公式如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE045
其中:
Figure 34303DEST_PATH_IMAGE046
:入口湿空气工况NH3质量浓度(mg/m3)。
而且,所述封闭畜禽舍氨排放通量计算,计算公式如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE047
其中:
Figure 658182DEST_PATH_IMAGE048
:封闭畜禽舍NH3排放通量监测值(mg/h);
Figure DEST_PATH_IMAGE049
:入口测NH3通量(mg/s);
Figure 458648DEST_PATH_IMAGE050
:出口测NH3通量(mg/s)。
本发明的优点和积极效果是:
本发明提供了一种畜禽舍氨排放通量计算方法,具体为排风机工况风量监测,计算获取排风机实时风量;入口NH3通量监测,计算获取入口NH3通量;出口NH3通量监测,计算获取出口NH3通量;根据入口NH3通量和出口NH3通量进行计算,得到封闭畜禽舍氨排放通量;通过上述方案,实现封闭畜禽舍排风量、新风和尾气氨浓度的准确获取,大大提高了通量准确性,从而解决了封闭畜禽舍氨排放通量的在线实时监测缺乏技术手段和方法的问题。
附图说明
图1为本发明被监测畜禽舍结构及设备布置示意图;
图2为本发明封闭畜禽舍氨排放通量监测流程图;
图3为图2中排风机工况风量监测流程图;
图4为图3中通风策略监测示意图;
图5为入口NH3通量监测流程图;
图6为出口NH3通量监测流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
图1为本申请实施例的被监测畜禽舍结构及设备布置示意图;
参照图1所示,本实施例提供的畜禽舍结构及设备布置用于对封闭畜禽舍氨排放通量进行监测,其中畜禽舍为现在较为常见的畜禽舍结构,该结构的通风工艺为目前最主流的通风工艺,养殖场养殖的畜种包括生猪、蛋鸡、肉鸡;具体结构及监测的设备如下:
畜禽舍1包括舍体6,所述舍体一侧为送风山墙2,送风山墙上设置有湿帘3,另一侧为排风山墙4,排风山墙上安装有排风机5;
监测的设备包括送风口监测箱7以及排风口监测箱8,所述送风口监测箱沿着送风方向设置在湿帘一侧的舍体内,避免湿帘水分对NH3的吸收导致的监测结果误差,所述排风口监测箱设置在排风山墙一侧的舍体内,其中送风口监测箱需要监测的指标包括NH3、H2S、CO2、温度、相对湿度和静压;其中NH3、H2S采用电化学原理气体检测传感器,分辨率分别为1ppb和0.2ppm,CO2采用红外光学传感器,分辨率为10ppm,采用吸入式测量,检测器前部布置膜渗透干燥管,充分和除尘待检气体;温度、相对湿度和静压均检测环境信息;所述排风口监测箱需要监测的指标除与送风口监测箱监测的指标相同量外,还需要监测排风机的工作情况,具体设置为在排风侧每个排风机动力线安装排风机开口互感器,连接到排风口监测箱,且排风口监测箱内部布置与每个开口互感器对应的电流变送器;
图2为封闭畜禽舍氨排放通量监测流程图;
参照图2所示,本实施例提供氨排放通量监测方法用于封闭畜禽舍的氨排放通量进行监测,该监测方法具体包括如下步骤:
S1、排风机工况风量监测101;
如图3所述,所述排风机工况风量监测还包括如下步骤:
S1-1:排风机工况性能测算10101;
计算公式如下:R指风机半径,将风机圆面积按等面积划分,进行水平检测和竖直方向检测,其中n为面积等分数,当R<0.5m时,n=4,当0.5m<R<1m时,n=6,当R>1m,n=8。其中每个测点采集10次风速,进行平均计算测定风速;
计算获得风机的工况风量数据;
计算公式如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE051
其中:
Figure 634414DEST_PATH_IMAGE002
Figure 294066DEST_PATH_IMAGE003
点平均风速(m/s),
Figure 111849DEST_PATH_IMAGE004
Figure 907767DEST_PATH_IMAGE005
风机的工况风量(m3/s),
Figure 785593DEST_PATH_IMAGE006
Figure 666961DEST_PATH_IMAGE005
风机的半径(m);
S1-2:通风策略监测10102;
如图4所示,
Figure 429381DEST_PATH_IMAGE052
排风机501是否工作与封闭畜禽舍的环境控制系统或者人为控制方式相关,导致各风机通风情况监测的困难,提供了一种通风策略监测方法,在排风侧每个风机动力线安装
Figure 204439DEST_PATH_IMAGE052
排风机开口互感器502,连接到排风口监测箱8,所述的排风口监测箱内部布置与每个开口互感器对应的电流变送器,变送器输出模拟或者数字电流信号接入排风口监测箱PLC,在PLC中设定阈值电流,当检测感应电流高于设定阈值,输出对应风机处于工作状态判定,判定工作状态风机即可将S1-1测算出的风机的工况风量
Figure 128532DEST_PATH_IMAGE004
参与出风口实时风量监测计算;
S1-3:实时风量监测计算10103;
a、计算风机出风口的实时风量,计算公式如下所示:
Figure 621831DEST_PATH_IMAGE010
其中:
Figure 656783DEST_PATH_IMAGE011
:出风口实时风量(m3/s),
Figure 692872DEST_PATH_IMAGE012
Figure 646921DEST_PATH_IMAGE005
风机的工况风量(m3/s),
Figure 502882DEST_PATH_IMAGE013
:判定处于工作状态的风机;
b、计算风机进风口的实时风量,计算公式如下所示:
Figure 731738DEST_PATH_IMAGE014
其中:
Figure 91175DEST_PATH_IMAGE015
:出风口实时风量(m3/s),
Figure 622651DEST_PATH_IMAGE016
:进风口实时风量(m3/s),
Figure 848399DEST_PATH_IMAGE017
:出口气体温度(℃),
Figure 490733DEST_PATH_IMAGE018
:入口气体温度(℃),
Figure 360469DEST_PATH_IMAGE019
:出口气体静压(Pa),
Figure 797267DEST_PATH_IMAGE020
:入口气体静压(Pa)。
S2、入口NH3通量监测102;
如图5所示,所述入口NH3通量监测还包括如下步骤:
S2-1:入口NH3浓度监测10201;
监测的指标包括NH3、H2S、CO2、温度、相对湿度和静压;其中NH3、H2S采用电化学原理气体检测传感器,分辨率分别为1ppb和0.2ppm,CO2采用红外光学传感器,分辨率为10ppm,采用吸入式测量,检测器前部布置膜渗透干燥管,充分和除尘待检气体;温度、相对湿度和静压均检测环境信息;
S2-2:入口NH3浓度修正10202;
a、氨气和干扰气标况换算:换算公式如下:
Figure 486874DEST_PATH_IMAGE024
其中:
Figure 932899DEST_PATH_IMAGE025
:干空气NH3-ppm标况检测浓度(ppm),
Figure 266928DEST_PATH_IMAGE026
:干空气NH3-ppm工况检测浓度(ppm),
Figure 264840DEST_PATH_IMAGE027
:干空气CO2-ppm标况检测浓度(ppm),
Figure 317110DEST_PATH_IMAGE028
:干空气CO2-ppm工况检测浓度(ppm),
Figure 160301DEST_PATH_IMAGE029
:干空气H2S-ppm标况检测浓度(ppm),
Figure 879995DEST_PATH_IMAGE030
:干空气H2S-ppm工况检测浓度(ppm);
b、干空气
Figure 658595DEST_PATH_IMAGE031
浓度补偿,计算公式如下:
Figure 588374DEST_PATH_IMAGE032
其中:
Figure 110622DEST_PATH_IMAGE033
:干空气NH3-ppm标况补偿浓度(ppm),
Figure 543878DEST_PATH_IMAGE034
:干空气NH3检测器对NH3的响应系数(%),标况取值100%,
Figure 758958DEST_PATH_IMAGE035
:干空气NH3检测器对CO2的响应系数(%),标况取值-0.02%,
Figure 520241DEST_PATH_IMAGE036
:干空气NH3检测器对H2S的响应系数(%),标况取值260%;
c、干空气NH3质量浓度换算,计算公式如下:
Figure 970814DEST_PATH_IMAGE037
其中:
Figure 133942DEST_PATH_IMAGE038
:干空气NH3质量浓度(mg/m3),
Figure 644558DEST_PATH_IMAGE039
:NH3摩尔质量;
d、工况水蒸气分压计算,计算公式如下:
Figure 158716DEST_PATH_IMAGE040
其中:
Figure 288346DEST_PATH_IMAGE041
:入口干空气分压(Pa),
Figure 430614DEST_PATH_IMAGE042
:入口水蒸气分压(Pa),
Figure 253076DEST_PATH_IMAGE043
:入口空气相对湿度(%HR),
Figure 113585DEST_PATH_IMAGE044
:入口空气温度下饱和蒸汽压(Pa);
e、湿空气工况质量浓度,计算公式如下:
Figure 46906DEST_PATH_IMAGE045
其中:
Figure 919047DEST_PATH_IMAGE046
:入口湿空气工况NH3质量浓度(mg/m3)。
S2-3:入口NH3通量计算10203;
计算公式如下:
Figure 37045DEST_PATH_IMAGE022
其中:
Figure 260216DEST_PATH_IMAGE049
:入口测NH3通量(mg/s);
Figure DEST_PATH_IMAGE053
:入口湿空气工况NH3质量浓度(mg/m3);
Figure 325124DEST_PATH_IMAGE054
:进风口实时风量(m3/s);
S3、出口NH3通量监测103;如图6所示;
所述出口NH3通量监测的方法步骤与S2、入口NH3通量监测的方法步骤相同,包括出口NH3浓度监测10301、出口NH3浓度修正10302以及出口NH3通量计算10303,获取出口测NH3通量
Figure DEST_PATH_IMAGE055
;具体计算公式这里就不重复阐述;
S4、封闭畜禽舍NH3排放通量计算,计算公式如下:
Figure 910826DEST_PATH_IMAGE047
其中:
Figure 809512DEST_PATH_IMAGE048
:封闭畜禽舍NH3排放通量监测值(mg/h);
Figure 644612DEST_PATH_IMAGE049
:入口测NH3通量(mg/s);
Figure 919736DEST_PATH_IMAGE055
:出口测NH3通量(mg/s)。
本发明提供了一种畜禽舍氨排放通量计算方法,具体为排风机工况风量监测,计算获取排风机实时风量;入口NH3通量监测,计算获取入口NH3通量;出口NH3通量监测,计算获取出口NH3通量;根据入口NH3通量和出口NH3通量进行计算,得到封闭畜禽舍NH3排放通量;通过上述方案,实现封闭畜禽舍排风量、新风和尾气氨浓度的准确获取,大大提高了通量准确性,从而解决了封闭畜禽舍氨排放通量的在线实时监测缺乏技术手段和方法的问题。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图,但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内,各种替换、变化和修改都是可能的,因此,本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (7)

1.一种畜禽舍氨排放通量计算方法,该方法基于畜禽舍进行监测,所述畜禽舍包括舍体以及设置在舍体内的监测设备,所述舍体一侧为送风山墙,送风山墙上设置有湿帘,另一侧为排风山墙,排风山墙上安装有排风机,其特征在于:所述监测设备包括送风口监测箱以及排风口监测箱,所述送风口监测箱设置在湿帘一侧的舍体内,所述排风口监测箱设置在排风山墙一侧的舍体内;且监测方法包括如下步骤:
排风机工况风量监测;
基于排风机工况风量监测得到的数据,进行入口氨通量监测;
基于排风机工况风量监测得到的数据,进行出口氨通量监测;
基于入口氨通量监测得到的数据以及出口氨通量监测得到的数据进行封闭畜禽舍氨排放通量计算,得到封闭畜禽舍氨排放通量。
2.根据权利要求1所述的畜禽舍氨排放通量计算方法,其特征在于:所述排风机工况风量监测还包括如下步骤:
步骤一:排风机工况性能测算,计算获得风机的工况风量数据;
计算公式如下:
Figure 192754DEST_PATH_IMAGE001
其中:
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Figure 855816DEST_PATH_IMAGE003
点平均风速(m/s),
Figure DEST_PATH_IMAGE004
Figure 647055DEST_PATH_IMAGE005
风机的工况风量(m3/s),
Figure DEST_PATH_IMAGE006
Figure 53766DEST_PATH_IMAGE005
风机的半径(m),
n:面积等分数,
Figure 20585DEST_PATH_IMAGE007
<0.5m时,n=4,当0.5m<
Figure DEST_PATH_IMAGE008
<1m时,n=6,当
Figure 854548DEST_PATH_IMAGE009
>1m,n=8;
步骤二:通风策略监测,判定风机是否为工作状态,判定是否使用步骤一所得的风机的工况风量数据参与下步计算;
步骤三:实时风量监测计算;
a、计算风机出风口的实时风量,计算公式如下所示:
Figure DEST_PATH_IMAGE010
其中:
Figure 398662DEST_PATH_IMAGE011
:出风口实时风量(m3/s),
Figure DEST_PATH_IMAGE012
Figure 343484DEST_PATH_IMAGE005
风机的工况风量(m3/s),
Figure DEST_PATH_IMAGE013
:判定处于工作状态的风机;
b、计算风机进风口的实时风量,计算公式如下所示:
Figure DEST_PATH_IMAGE014
其中:
Figure DEST_PATH_IMAGE015
:出风口实时风量(m3/s),
Figure 227127DEST_PATH_IMAGE016
:进风口实时风量(m3/s),
Figure DEST_PATH_IMAGE017
:出口气体温度(℃),
Figure 497571DEST_PATH_IMAGE018
:入口气体温度(℃),
Figure DEST_PATH_IMAGE019
:出口气体静压(Pa),
Figure 263402DEST_PATH_IMAGE020
:入口气体静压(Pa)。
3.根据权利要求2所述的畜禽舍氨排放通量计算方法,其特征在于:所述通风策略监测包括在排风侧每个风机动力线安装排风机开口互感器,连接到排风口监测箱,排风口监测箱内部布置与每个开口互感器对应的电流变送器,变送器输出模拟或者数字电流信号接入排风口监测箱PLC,在PLC中设定阈值电流,当检测感应电流高于设定阈值,输出对应风机处于工作状态判定。
4.根据权利要求1所述的畜禽舍氨排放通量计算方法,其特征在于:所述基于排风机工况风量监测得到的数据,进行入口氨通量监测和基于排风机工况风量监测得到的数据,进行出口氨通量监测,两步的监测方式相同,均还包括如下步骤:
步骤A:入口/出口氨浓度监测;
步骤B:入口/出口氨浓度修正,计算得到入口湿空气工况氨质量浓度
Figure DEST_PATH_IMAGE021
步骤C:入口/出口氨通量计算;
计算公式如下:
Figure 11915DEST_PATH_IMAGE022
其中:
Figure DEST_PATH_IMAGE023
:入口/出口测氨通量(mg/s)。
5.根据权利要求4所述的畜禽舍氨排放通量计算方法,其特征在于:步骤A中监测的指标包括NH3、H2S、CO2、温度、相对湿度和静压;其中NH3、H2S采用电化学原理气体检测传感器,分辨率分别为1ppb和0.2ppm,CO2采用红外光学传感器,分辨率为10ppm,采用吸入式测量,检测器前部布置膜渗透干燥管,充分和除尘待检气体;温度、相对湿度和静压均检测环境信息。
6.根据权利要求4所述的畜禽舍氨排放通量计算方法,其特征在于:步骤B具体计算步骤如下:
a、氨气和干扰气标况换算:换算公式如下:
Figure 546802DEST_PATH_IMAGE024
其中:
Figure DEST_PATH_IMAGE025
:干空气NH3-ppm标况检测浓度(ppm),
Figure DEST_PATH_IMAGE026
:干空气NH3-ppm工况检测浓度(ppm),
Figure 456989DEST_PATH_IMAGE027
:干空气CO2-ppm标况检测浓度(ppm),
Figure DEST_PATH_IMAGE028
:干空气CO2-ppm工况检测浓度(ppm),
Figure 585482DEST_PATH_IMAGE029
:干空气H2S-ppm标况检测浓度(ppm),
Figure DEST_PATH_IMAGE030
:干空气H2S-ppm工况检测浓度(ppm);
b、干空气
Figure 137686DEST_PATH_IMAGE031
浓度补偿,计算公式如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE032
其中:
Figure 792658DEST_PATH_IMAGE033
:干空气NH3-ppm标况补偿浓度(ppm),
Figure DEST_PATH_IMAGE034
:干空气NH3检测器对NH3的响应系数(%),标况取值100%,
Figure 139326DEST_PATH_IMAGE035
:干空气NH3检测器对CO2的响应系数(%),标况取值-0.02%,
Figure DEST_PATH_IMAGE036
:干空气NH3检测器对H2S的响应系数(%),标况取值260%;
c、干空气NH3质量浓度换算,计算公式如下:
Figure 879749DEST_PATH_IMAGE037
其中:
Figure DEST_PATH_IMAGE038
:干空气NH3质量浓度(mg/m3),
Figure 845431DEST_PATH_IMAGE039
:NH3摩尔质量;
d、工况水蒸气分压计算,计算公式如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE040
其中:
Figure 354909DEST_PATH_IMAGE041
:入口干空气分压(Pa),
Figure DEST_PATH_IMAGE042
:入口水蒸气分压(Pa),
Figure 872478DEST_PATH_IMAGE043
:入口空气相对湿度(%HR),
Figure DEST_PATH_IMAGE044
:入口空气温度下饱和蒸汽压(Pa);
e、湿空气工况质量浓度,计算公式如下:
Figure 100197DEST_PATH_IMAGE045
其中:
Figure DEST_PATH_IMAGE046
:入口湿空气工况NH3质量浓度(mg/m3)。
7.根据权利要求1所述的畜禽舍氨排放通量计算方法,其特征在于:所述封闭畜禽舍氨排放通量计算,计算公式如下:
Figure 994204DEST_PATH_IMAGE047
其中:
Figure DEST_PATH_IMAGE048
:封闭畜禽舍NH3排放通量监测值(mg/h);
Figure 92610DEST_PATH_IMAGE049
:入口测NH3通量(mg/s);
Figure DEST_PATH_IMAGE050
:出口测NH3通量(mg/s)。
CN202211223911.1A 2022-10-09 2022-10-09 一种畜禽舍氨排放通量计算方法 Active CN115290833B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211223911.1A CN115290833B (zh) 2022-10-09 2022-10-09 一种畜禽舍氨排放通量计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211223911.1A CN115290833B (zh) 2022-10-09 2022-10-09 一种畜禽舍氨排放通量计算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115290833A true CN115290833A (zh) 2022-11-04
CN115290833B CN115290833B (zh) 2023-03-07

Family

ID=83834318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211223911.1A Active CN115290833B (zh) 2022-10-09 2022-10-09 一种畜禽舍氨排放通量计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115290833B (zh)

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0943226A (ja) * 1995-07-27 1997-02-14 Kurita Water Ind Ltd アンモニア測定装置
US20140311350A1 (en) * 2013-01-11 2014-10-23 Lumense, Inc. System and Method for Sensing Ammonia
EP2860524A1 (de) * 2013-10-08 2015-04-15 ExTox Gasmess-Systeme GmbH Messsystem mit Ammoniaksensor zum Einsatz in Tierställen
CN206136869U (zh) * 2016-10-09 2017-05-03 南京农业大学淮安研究院 一种畜禽舍辅助排风装置
CN206362600U (zh) * 2016-12-12 2017-07-28 中国农业大学 一种畜禽舍排风口氨气采样装置
CN110038397A (zh) * 2019-05-14 2019-07-23 北京市畜牧业环境监测站 畜禽养殖舍氨减排装置
CN209589911U (zh) * 2019-01-24 2019-11-05 无锡能以信科技有限公司 室内氨气安全监测装置
CN110426330A (zh) * 2019-07-29 2019-11-08 中国农业大学 畜禽舍颗粒物浓度监测设备
JP2019203833A (ja) * 2018-05-25 2019-11-28 株式会社Soken アンモニア検出装置
US20200093088A1 (en) * 2017-06-05 2020-03-26 Cynomys S.R.L. Network of iot sensors for monitoring harmful gas in animal stables
CN211129307U (zh) * 2019-09-19 2020-07-31 新疆畜牧科学院畜牧研究所 具有空气监测及预警装置的畜牧养殖舍
US20200363326A1 (en) * 2017-08-11 2020-11-19 Ariel Scientific Innovations Ltd. Real time monitoring of substance concentration, particularly of ammonia, in fish ponds and like environments
CN112379047A (zh) * 2020-11-04 2021-02-19 江苏省农业科学院 多畜禽舍环境质量连续监测系统及监测方法
US20210131688A1 (en) * 2019-11-05 2021-05-06 Plf Agritech Pty Ltd Air quality measuring apparatus used in animal husbandry
GB202112320D0 (en) * 2020-11-27 2021-10-13 Ecocooling Ltd Livestock-housing ventilation system
CN113537835A (zh) * 2021-08-13 2021-10-22 生态环境部南京环境科学研究所 规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0943226A (ja) * 1995-07-27 1997-02-14 Kurita Water Ind Ltd アンモニア測定装置
US20140311350A1 (en) * 2013-01-11 2014-10-23 Lumense, Inc. System and Method for Sensing Ammonia
EP2860524A1 (de) * 2013-10-08 2015-04-15 ExTox Gasmess-Systeme GmbH Messsystem mit Ammoniaksensor zum Einsatz in Tierställen
CN206136869U (zh) * 2016-10-09 2017-05-03 南京农业大学淮安研究院 一种畜禽舍辅助排风装置
CN206362600U (zh) * 2016-12-12 2017-07-28 中国农业大学 一种畜禽舍排风口氨气采样装置
US20200093088A1 (en) * 2017-06-05 2020-03-26 Cynomys S.R.L. Network of iot sensors for monitoring harmful gas in animal stables
US20200363326A1 (en) * 2017-08-11 2020-11-19 Ariel Scientific Innovations Ltd. Real time monitoring of substance concentration, particularly of ammonia, in fish ponds and like environments
JP2019203833A (ja) * 2018-05-25 2019-11-28 株式会社Soken アンモニア検出装置
CN209589911U (zh) * 2019-01-24 2019-11-05 无锡能以信科技有限公司 室内氨气安全监测装置
CN110038397A (zh) * 2019-05-14 2019-07-23 北京市畜牧业环境监测站 畜禽养殖舍氨减排装置
CN110426330A (zh) * 2019-07-29 2019-11-08 中国农业大学 畜禽舍颗粒物浓度监测设备
CN211129307U (zh) * 2019-09-19 2020-07-31 新疆畜牧科学院畜牧研究所 具有空气监测及预警装置的畜牧养殖舍
US20210131688A1 (en) * 2019-11-05 2021-05-06 Plf Agritech Pty Ltd Air quality measuring apparatus used in animal husbandry
CN112379047A (zh) * 2020-11-04 2021-02-19 江苏省农业科学院 多畜禽舍环境质量连续监测系统及监测方法
GB202112320D0 (en) * 2020-11-27 2021-10-13 Ecocooling Ltd Livestock-housing ventilation system
CN113537835A (zh) * 2021-08-13 2021-10-22 生态环境部南京环境科学研究所 规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王文林等: "规模化猪场机械通风水冲粪式栏舍夏季氨日排放特征", 《农业工程学报》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115290833B (zh) 2023-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105854597B (zh) Scr脱硝装置喷氨格栅智能优化调整系统及方法
CN108956876B (zh) 一种烟气在线连续监测系统的测量时延修正方法
CN110231262B (zh) 一种民用固体燃料燃烧大气污染物排放现场检测装置
CN204594852U (zh) 一种应用在超低排放中的环保测试装置
Xin et al. Ammonia emissions from US poultry houses: Part I–Measurement system and techniques
CN101900716A (zh) 用于畜禽场有害气体监测的在线分析系统和方法
CN109190967B (zh) 一种用于火力发电机组的碳排放量核算方法和系统
CN115824994B (zh) 一种基于在线实测法的废弃物焚烧行业直接排放碳核算方法
CN116148321A (zh) 一种基于cems系统数据处理的高精度碳排放监测系统
CN106442857A (zh) 一种基于氧含量测定的二氧化碳排放检测方法及检测装置
CN111753389A (zh) 一种燃煤锅炉入炉原煤热值在线软测量方法和装置
CN108197723B (zh) 煤电机组供电煤耗与污染物排放的优化节能调度方法
CN209559872U (zh) 一种空气质量检测及校正系统
CN115290833B (zh) 一种畜禽舍氨排放通量计算方法
CN111796063A (zh) 一种矿用气体传感器响应时间自动测量方法
CN109490001B (zh) 一种用于铁矿烧结机漏风率的检测方法
CN216747021U (zh) 固定污染源废气颗粒物直接测定所用的等速采样系统
CN203719968U (zh) 一种烟气采样器
CN106596156B (zh) 一种除尘器性能试验误差测评方法
CN205679585U (zh) Scr脱硝工艺的流场检测系统
CN102095774B (zh) 烟气干基氧量测量方法及系统
CN113864225A (zh) 基于多项独立控制参数的复杂风场模型构建方法
CN208238837U (zh) 一种基于LoRa的工业废气排放监控装置
CN219532640U (zh) 一种集成湿度和氧浓度测量的cems预处理取样探头结构
CN201653972U (zh) 烟气干基氧量测量系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant