发明内容
为了解决活性炭吸附效率计算问题,以判断活性炭是否需要更换,本发明提供了一种基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法及系统,采用积分法计算活性炭的累计吸附效率,通过累计吸附效率评估企业治理设施确定是否需要及时更换活性炭。
为实现上述目的,本发明提供了如下的技术方案:
第一方面,在本发明提供的一个实施方案中,提供了一种基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法,包括以下步骤:
获取治理设施更换活性炭后的采样周期以及每个采样周期的入口排放量以及每个采样周期的出口排放量;
基于采样周期以及每个采样周期的入口排放量和出口排放量,计算更换活性炭后目标采样周期为止的累计效率,得到累计吸附效率值;
通过累计吸附效率值指标来衡量活性炭效率的寿命,以确定是否需要及时更换活性炭。
作为本发明的进一步方案,计算更换活性炭后目标采样周期为止的累计效率时,采用积分法计算活性炭的累计吸附效率,根据所述累计吸附效率评估治理设施确定是否需要及时更换活性炭。
作为本发明的进一步方案,所述累计吸附效率值An的计算公式为:
式中,An为更换活性炭后第n个采样周期为止的累计效率;
t1为更换活性炭后第1个采样周期;
tn为更换活性炭后第n个采样周期;
Ei(t)为更换活性炭后第t个采样周期的入口排放量;
Eo(t)为更换活性炭后第t个采样周期的出口排放量。
作为本发明的进一步方案,所述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法,还包括采用半波峰算法计算采样周期内平均排放量,计算采样周期内平均排放量的方法包括:
获取目标采样周期测得的OCs浓度以及目标采样周期前一周期测得的OCs浓度;
获取目标采样周期测得的排气速率及对应的采样周期;
根据目标采样周期的OCs浓度、前一周期测得的OCs浓度、采样周期及目标采样周期测得的排气速率计算目标采样周期的排放量,得到目标采样周期内平均排放量。
作为本发明的进一步方案,计算采样周期内平均排放量时,计算公式如下:
式中,Et为第t个采样周期的排放量;
et为第t个采样周期测得VOCs浓度;
et-1为第t-1个采样周期测得VOCs浓度;
wt为第t个采样周期测得排气速率;
Δt为采样周期。
第二方面,本发明还提供了一种基于积分法的活性炭累计吸附效率评估系统,用于执行上述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法;所述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估系统包括:
排放量采集模块,用于采集每个采样周期内的出入口排放量;
吸附率计算模块,用于基于采样周期以及每个采样周期的出入口排放量,计算更换活性炭后目标采样周期为止的累计效率,得到累计吸附效率值;
活性炭判断模块,用于通过累计吸附效率值指标来衡量活性炭效率的寿命,以确定是否需要及时更换活性炭。
作为本发明的进一步方案,所述排放量采集模块包括:
入口排放量采集模块,用于采用每个采样周期的入口排放量;
出口排放量采集模块,用于采用每个采样周期的出口排放量。
作为本发明的进一步方案,所述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估系统,还包括采样周期确定模块,用于基于治理设施更换活性炭后第一个采样周期进行计算,计算治理设施更换的采样周期。
作为本发明的进一步方案,所述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估系统,还包括:
浓度测量模块,用于测量每个采样周期内的OCs浓度;
速率测量模块,用于测量每个采样周期内的排气速率;
排气量计算模块,用于根据测量的OCs浓度、排气速率以及采样周期计算目标采样周期的排放量,得到目标采样周期内平均排放量。
作为本发明的进一步方案,所述目标采样周期内平均排放量,计算公式如下:
式中,Et为第t个采样周期的排放量;
et为第t个采样周期测得VOCs浓度;
et-1为第t-1个采样周期测得VOCs浓度;
wt为第t个采样周期测得排气速率;
Δt为采样周期。
第三方面,在本发明提供的又一个实施方案中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器加载并执行所述计算机程序时实现基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法的步骤。
第四方面,在本发明提供的再一个实施方案中,提供了一种存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器加载并执行时实现所述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法的步骤。
本发明提供的技术方案,具有如下有益效果:
本发明提供的基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法及系统,采用积分法计算活性炭的累计吸附效率,通过累计吸附效率评估企业治理设施确定是否需要及时更换活性炭,通过累计效率指标来衡量活性炭效率的寿命的方式,有效克服了去除率波动较大的因素,给与企业一个较为准确且稳定的活性炭参考指标,避免企业因延迟更换活性炭而导致排放超标。
本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中,包含了按照特定顺序出现的多个操作,但是应该清楚了解,这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行,操作的序号如101、102等,仅仅是用于区分开各个不同的操作,序号本身不代表任何的执行顺序。另外,这些流程可以包括更多或更少的操作,并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是,本文中的“第一”、“第二”等描述,是用于区分不同的消息、设备、模块等,不代表先后顺序,也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
下面将结合本发明示例性实施例中的附图,对本发明示例性实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的示例性实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
由于传统方式上企业采用治理设施去除率判断是否需要更换活性炭,计算时依据的计算方式为:
式中,R为去除率;Ein为治理设施入口VOCs浓度;Eout为治理设施出口VOCs浓度。
在实际应用中,这种判断方式难以提供稳定的数据参考,往往造成信息混乱,企业难以决策。首先,活性炭在不同浓度下的吸附效率是不一样的。一般情况下,低浓度吸附效果更佳。由于企业在交班、工艺步骤切换时会造成排放VOCs浓度的波动,因此体现出来的治理去除率也在上下波动。其次,收集的废气从治理设施入口到出口存在一定的时间差;采用泵吸式的VOCs在线监测设备从治理设施的出入口抽取样气的时间也存在差异,这也导致计算出的去除率往往存在误差和波动。
有经验的治理企业一般采用估算吸附量和浓度监测结合的方式来计算活性炭的更换时间。其大致流程如下:
通过体积比重计算活性炭质量,根据活性炭类型、废气成分估算动态吸附率,估算最大吸附量,通过浓度差、风量计算吸附量,判断吸附是否接近饱和。
即:首先通过体积比重可以计算活性炭的总质量,根据活性炭的类型和涉VOCs企业的排放废气主要成分可以估算出投放的活性炭的动态吸附率,根据吸附率可以计算出该碳箱的理论最大吸附量。通过VOCs在线监测设备实时监测活性炭箱出入口浓度、风速,就可以大致计算出累计的吸附量。当累计吸附量接近理论最大吸附量的时候,就必须更换活性炭。
这种方式对涉VOCs企业来说,可操作性更强。企业只需要在更换活性炭后重置统计数据,然后观察监测的累计吸附量趋势就可以判断是否需要更换活性炭,消除了去除率波动的因素。
但是由于活性炭的吸附效率在实际应用中受到温湿度、粉尘、混合气体成分等多种因此影响,往往很难达到估算的吸附量。因此这种方式容易导致企业延迟更换活性炭从而排放超标。
针对目前活性炭吸附效率计算问题,为准确判断活性炭是否需要更换,本发明提供的一种基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法及系统,采用积分法计算活性炭的累计吸附效率,通过累计吸附效率评估企业治理设施确定是否需要及时更换活性炭。
具体地,下面结合附图,对本申请实施例作进一步阐述。
参见图1所示,本发明的一个实施例提供一种基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法,该基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法包括如下步骤:
S10、获取治理设施更换活性炭后的采样周期以及每个采样周期的入口排放量以及每个采样周期的出口排放量;
S20、基于采样周期以及每个采样周期的入口排放量和出口排放量,计算更换活性炭后目标采样周期为止的累计效率,得到累计吸附效率值;
S30、通过累计吸附效率值指标来衡量活性炭效率的寿命,以确定是否需要及时更换活性炭。
在本实施例中,计算更换活性炭后目标采样周期为止的累计效率时,采用积分法计算活性炭的累计吸附效率,根据所述累计吸附效率评估治理设施确定是否需要及时更换活性炭。
其中,所述累计吸附效率值An的计算公式为:
式中,An为更换活性炭后第n个采样周期为止的累计效率;
t1为更换活性炭后第1个采样周期;
tn为更换活性炭后第n个采样周期;
Ei(t)为更换活性炭后第t个采样周期的入口排放量;
Eo(t)为更换活性炭后第t个采样周期的出口排放量。
在本发明一些实施例中,参见图2所示,所述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法,还包括采用半波峰算法计算采样周期内平均排放量,计算采样周期内平均排放量的方法包括以下步骤:
S101、获取目标采样周期测得的OCs浓度以及目标采样周期前一周期测得的OCs浓度;
S102、获取目标采样周期测得的排气速率及对应的采样周期;
S103、根据目标采样周期的OCs浓度、前一周期测得的OCs浓度、采样周期及目标采样周期测得的排气速率计算目标采样周期的排放量,得到目标采样周期内平均排放量。
在计算采样周期内平均排放量时,计算公式如下:
式中,Et为第t个采样周期的排放量;
et为第t个采样周期测得VOCs浓度;
et-1为第t-1个采样周期测得VOCs浓度;
wt为第t个采样周期测得排气速率;
Δt为采样周期。
采用本发明的积分法计算活性炭的累计吸附效率方法,能够通过累计吸附效率评估企业治理设施确定是否需要及时更换活性炭,通过累计效率指标来衡量活性炭效率的寿命的方式,有效克服了去除率波动较大的因素,给与企业一个较为准确且稳定的活性炭参考指标,避免企业因延迟更换活性炭而导致排放超标。
在本发明的实施例中,周期内平均排放量的计算效果如图3所示,通过累计效率指标来衡量活性炭效率的寿命的方式,有效克服了去除率波动较大的因素,给与企业一个较为准确且稳定的活性炭参考指标。采用累计效率值和去除率表征的活性炭应用效果如图4所示,可以看出,累计效率值较为平缓稳定,而去除率则经常剧烈波动。
应该理解的是,上述虽然是按照某一顺序描述的,但是这些步骤并不是必然按照上述顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,本实施例的一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
参见图5所示,在本发明的一个实施例中还提供了一种基于积分法的活性炭累计吸附效率评估系统,所述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估系统采用上述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法监控摄像机监控画面内多目标并对异常行为检测并紧急预警,所述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估系统包括排放量采集模块401、吸附率计算模块402以及活性炭判断模块403。
所述排放量采集模块401用于采集每个采样周期内的出入口排放量。
所述吸附率计算模块402用于基于采样周期以及每个采样周期的出入口排放量,计算更换活性炭后目标采样周期为止的累计效率,得到累计吸附效率值。
所述活性炭判断模块403用于通过累计吸附效率值指标来衡量活性炭效率的寿命,以确定是否需要及时更换活性炭。
其中,所述排放量采集模块401包括入口排放量采集模块4011和出口排放量采集模块4012,分别用于采用每个采样周期的入口排放量和出口排放量。
在本实施例中,所述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估系统,还包括采样周期确定模块404,用于基于治理设施更换活性炭后第一个采样周期进行计算,计算治理设施更换的采样周期。
在本实施例中,所述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估系统,还包括:
浓度测量模块405,用于测量每个采样周期内的OCs浓度;
速率测量模块406,用于测量每个采样周期内的排气速率;
排气量计算模块407,用于根据测量的OCs浓度、排气速率以及采样周期计算目标采样周期的排放量,得到目标采样周期内平均排放量。
在计算目标采样周期内平均排放量时,计算公式如下:
式中,Et为第t个采样周期的排放量;et为第t个采样周期测得VOCs浓度;et-1为第t-1个采样周期测得VOCs浓度;wt为第t个采样周期测得排气速率;Δt为采样周期。
需要特别说明的是,基于积分法的活性炭累计吸附效率评估系统在执行时采用如前述的一种基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法的步骤,因此,本实施例中对基于积分法的活性炭累计吸附效率评估系统的运行过程不再详细介绍。
在一个实施例中,在本发明的实施例中还提供了一种计算机设备,包括至少一个处理器,以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器执行所述的基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法,该处理器执行指令时实现上述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法的步骤:
获取治理设施更换活性炭后的采样周期以及每个采样周期的入口排放量以及每个采样周期的出口排放量;
基于采样周期以及每个采样周期的入口排放量和出口排放量,计算更换活性炭后目标采样周期为止的累计效率,得到累计吸附效率值;
通过累计吸附效率值指标来衡量活性炭效率的寿命,以确定是否需要及时更换活性炭。
其中,计算更换活性炭后目标采样周期为止的累计效率时,采用积分法计算活性炭的累计吸附效率,根据所述累计吸附效率评估治理设施确定是否需要及时更换活性炭。
其中,所述累计吸附效率值An的计算公式为:
式中,An为更换活性炭后第n个采样周期为止的累计效率;
t1为更换活性炭后第1个采样周期;
tn为更换活性炭后第n个采样周期;
Ei(t)为更换活性炭后第t个采样周期的入口排放量;
Eo(t)为更换活性炭后第t个采样周期的出口排放量。
所述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法,还包括采用半波峰算法计算采样周期内平均排放量,计算采样周期内平均排放量的方法包括:
获取目标采样周期测得的OCs浓度以及目标采样周期前一周期测得的OCs浓度;
获取目标采样周期测得的排气速率及对应的采样周期;
根据目标采样周期的OCs浓度、前一周期测得的OCs浓度、采样周期及目标采样周期测得的排气速率计算目标采样周期的排放量,得到目标采样周期内平均排放量。
其中,计算采样周期内平均排放量时,计算公式如下:
式中,Et为第t个采样周期的排放量;
et为第t个采样周期测得VOCs浓度;
et-1为第t-1个采样周期测得VOCs浓度;
wt为第t个采样周期测得排气速率;
Δt为采样周期。
在本发明的一个实施例中还提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法的步骤:
获取治理设施更换活性炭后的采样周期以及每个采样周期的入口排放量以及每个采样周期的出口排放量;
基于采样周期以及每个采样周期的入口排放量和出口排放量,计算更换活性炭后目标采样周期为止的累计效率,得到累计吸附效率值;
通过累计吸附效率值指标来衡量活性炭效率的寿命,以确定是否需要及时更换活性炭。
其中,计算更换活性炭后目标采样周期为止的累计效率时,采用积分法计算活性炭的累计吸附效率,根据所述累计吸附效率评估治理设施确定是否需要及时更换活性炭。
其中,所述累计吸附效率值An的计算公式为:
式中,An为更换活性炭后第n个采样周期为止的累计效率;
t1为更换活性炭后第1个采样周期;
tn为更换活性炭后第n个采样周期;
Ei(t)为更换活性炭后第t个采样周期的入口排放量;
Eo(t)为更换活性炭后第t个采样周期的出口排放量。
所述基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法,还包括采用半波峰算法计算采样周期内平均排放量,计算采样周期内平均排放量的方法包括:
获取目标采样周期测得的OCs浓度以及目标采样周期前一周期测得的OCs浓度;
获取目标采样周期测得的排气速率及对应的采样周期;
根据目标采样周期的OCs浓度、前一周期测得的OCs浓度、采样周期及目标采样周期测得的排气速率计算目标采样周期的排放量,得到目标采样周期内平均排放量。
其中,计算采样周期内平均排放量时,计算公式如下:
式中,Et为第t个采样周期的排放量;
et为第t个采样周期测得VOCs浓度;
et-1为第t-1个采样周期测得VOCs浓度;
wt为第t个采样周期测得排气速率;
Δt为采样周期。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。
综上所述,本发明提供的基于积分法的活性炭累计吸附效率评估方法及系统,采用积分法计算活性炭的累计吸附效率,通过累计吸附效率评估企业治理设施确定是否需要及时更换活性炭,通过累计效率指标来衡量活性炭效率的寿命的方式,有效克服了去除率波动较大的因素,给与企业一个较为准确且稳定的活性炭参考指标,避免企业因延迟更换活性炭而导致排放超标。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。