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CN108053330B - 一种污染物无组织排放量的计算方法及系统 - Google Patents

一种污染物无组织排放量的计算方法及系统 Download PDF

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CN108053330B CN201711292874.9A CN201711292874A CN108053330B CN 108053330 B CN108053330 B CN 108053330B CN 201711292874 A CN201711292874 A CN 201711292874A CN 108053330 B CN108053330 B CN 108053330B
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Abstract

本发明公开了一种污染物无组织排放量的计算方法及系统，在炼焦工业企业生产过程中，炼焦炉以无组织形式排放污染物，所述计算方法具体包括：检测所述炼焦炉的外表面的温度和外界环境的温度，获得表面温度T表和环境温度T环；计算所述炼焦炉的顶面的面积S和周长P；检测外界环境中的所述污染物无组织的浓度C污；根据所述表面温度T表、所述环境温度T环、所述面积S和周长P计算所述炼焦炉每秒钟加热产生的所述污染物无组织的体积V污；根据所述污染物无组织的体积V污和所述污染物无组织的浓度C污计算所述污染物无组织的排放量Q污。通过检测外界环境中的所述污染物无组织的浓度C污，计算得出污染物无组织的排放量Q污，实现了污染物无组织排放量的精确计算。

Description

一种污染物无组织排放量的计算方法及系统
技术领域
本发明涉及炼焦工业生产中的污染物排放量领域，特别是涉及一种污染物无组织排放量的计算方法及系统。
背景技术
现有技术中在采用物料衡算法计算污染物无组织的排放量，需准确计量投入系统的物料总量、系统产出的产品和副产品的总量、系统中流失的物料总量，通过将投入系统的物料总量减去系统产出的产品、副产品的总量和系统中流失的物料总量得出系统中无组织形式排放的物质的总量。由于无组织排放量在物料总量中占的比重非常小，排放特征不明确，通过统计和计算的方法得到的结果误差较大，导致污染物无组织排放量的结果不准确，误差较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够提高无组织排放量的计算结果的准确度的污染物无组织排放量的计算方法及系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种污染物无组织排放量的计算方法，在金属冶炼的过程中，炼焦炉排放污染物无组织，所述计算方法具体包括：
检测所述炼焦炉的外表面的温度和外界环境的温度，获得表面温度T表和环境温度T环；
计算所述炼焦炉的顶面的面积S和周长P；
检测外界环境中的所述污染物无组织的浓度C污；
根据所述表面温度T表、所述环境温度T环、所述面积S和所述周长P计算所述炼焦炉每秒钟加热产生的所述污染物无组织的体积V污；
根据所述污染物无组织的体积V污和所述污染物无组织的浓度C污计算所述污染物无组织的排放量Q污。
可选的，所述检测外界环境中的所述污染物无组织的浓度C污具体包括：
在高于所述炼焦炉的顶面0.5米处设置一个检测面，所述检测面的大小和形状均与所述顶面相同；
在所述检测面上均匀设置n个所述污染物无组织的检测点，其中n表示所述检测点的个数，n＝3,4,5，......；
在n个所述检测点的位置处检测所述污染物无组织的浓度分别为C1、C2......Cn；
所述污染物无组织的浓度
Figure BDA0001499707220000021
可选的，所述均匀设置具体包括：直线均匀布局或对角均匀布局或对称布局。
可选的，所述根据所述表面温度T表、所述环境温度T环、所述面积S和所述周长P计算所述炼焦炉每秒钟加热产生的所述污染物无组织的体积V污具体包括：
根据所述表面温度T表、所述环境温度T环，计算定性温度
Figure BDA0001499707220000022
根据所述面积S和所述周长P，计算特征长度
Figure BDA0001499707220000023
根据所述定性温度T定确定所述污染物无组织在所述定性温度T定下的导热系数λ、动力粘度μ、运动粘度υ、普朗克数Pr；
格拉晓夫数
Figure BDA0001499707220000024
努赛尔数
Figure BDA0001499707220000025
传热系数
Figure BDA0001499707220000026
对流引起的散热量φ对＝S·h(T表-T环)；
辐射引起的散热量φ辐＝S·ε·σ(T表 4-T环 4)，其中，ε表示所述污染物无组织的发射率，σ＝5.67W/(m2·k4)；
所述炼焦炉每秒钟加热产生的所述污染物无组织的体积
Figure BDA0001499707220000031
其中，c表示所述污染物无组织的比热容，ρ表示所述污染物无组织的密度。
可选的，所述根据所述污染物无组织的体积V污和所述污染物无组织的浓度C污计算所述污染物无组织的排放量Q污具体包括：
所述污染物无组织的排放量Q污＝V污×C污×60秒。
可选的，所述污染物无组织具体包括：颗粒物、重金属和气态污染物中的至少一者。
可选的，所述气态污染物的浓度C污气＝C污×A，其中A表示在所述定性温度T定下的所述气态污染物的转化率。为了实现上述目的，本发明还公开了一种污染物无组织排放量的计算系统，所述计算系统具体包括：
温度获取模块，用于检测所述炼焦炉的外表面的温度和外界环境的温度，获得表面温度T表和环境温度T环；
面积和周长计算模块，用于计算所述炼焦炉的顶面的面积S和周长P；
浓度检测模块，用于检测外界环境中的所述污染物无组织的浓度C污；
体积计算模块，分别与所述面积和周长计算模块和所述温度获取模块连接，用于根据所述表面温度T表、所述环境温度T环、所述面积S和周长P计算所述炼焦炉每秒钟加热产生的所述污染物无组织的体积V污；
排放量计算模块，分别与所述浓度检测模块和所述体积计算模块连接，用于根据所述污染物无组织的体积V污和所述污染物无组织的浓度C污计算所述污染物无组织的排放量Q污。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明公开了一种污染物无组织排放量的计算方法和系统，通过检测外界环境中的所述污染物无组织的浓度C污，并根据所述表面温度T表、所述环境温度T环、所述面积S和所述周长P计算所述炼焦炉每秒钟加热产生的所述污染物无组织的体积V污，最后得出污染物无组织的排放量Q污，实现了无组织排放量的精确计算。
上述计算方法能够对每个批次的物料或产品的总量均实现准确计算。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
图1为本发明一种污染物无组织排放量的计算方法的流程图；
图2为在所述检测面上均匀设置n个所述污染物无组织的检测点的示意图；
图3为本发明一种污染物无组织排放量的计算系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种能够提高无组织排放量的计算结果的准确度的污染物无组织排放量的计算方法及系统。
为使本发明的上述目的、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发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种污染物无组织排放量的计算方法的流程图，如图1所示，本发明提供的一种污染物无组织排放量的计算方法，在金属冶炼的过程中，炼焦炉排放污染物无组织，所述计算方法具体包括：
步骤100：检测所述炼焦炉的外表面的温度和外界环境的温度，获得表面温度T表和环境温度T环；
步骤200：计算所述炼焦炉的顶面的面积S和周长P；
步骤300：检测外界环境中的所述污染物无组织的浓度C污；
步骤400：根据所述表面温度T表、所述环境温度T环、所述面积S和所述周长P计算所述炼焦炉每秒钟加热产生的所述污染物无组织的体积V污；
步骤500：根据所述污染物无组织的体积V污和所述污染物无组织的浓度C污计算所述污染物无组织的排放量Q污。
步骤300：所述检测外界环境中的所述污染物无组织的浓度C污具体包括：
在高于所述炼焦炉的顶面0.5米处设置一个检测面，所述检测面的大小和形状均与所述顶面相同；
在所述检测面上均匀设置n个所述污染物无组织的检测点，其中n表示所述检测点的个数，n＝3,4,5，......；
在n个所述检测点的位置处检测所述污染物无组织的浓度分别为C1、C2......Cn；
所述污染物无组织的浓度
Figure BDA0001499707220000051
如图2所示，在所述检测面上均匀设置3个所述污染物无组织的检测点，所述均匀设置具体包括：直线均匀布局或对角均匀布局或对称布局，如图2-1所示，所述直线均匀布局，呈直线的形状分布，在所述检测面7的中心位置处设置一个检测点8，检测点9和检测点10与所述检测点8的距离相等，所述检测点8，检测点9和检测点10处于一条直线上，所述直线平行于所述检测面的长边。
如图2-2所示，所述对角布局，呈对角线的形状分布，在所述检测面7的中心位置处设置一个检测点8，检测点9和检测点10与所述检测点8的距离相等，所述检测点9和检测点10设置在所述检测面的对角线上。
如图2-3所示，所述对称布局，所述检测点8，检测点9和检测点10组成的形状的中心点的位置为所述检测面的中心位置处。
步骤400：所述根据所述表面温度T表、所述环境温度T环、所述面积S和周长P计算所述炼焦炉每秒钟加热产生的所述污染物无组织的体积V污具体包括：
根据所述表面温度T表、所述环境温度T环计算定性温度
Figure BDA0001499707220000061
根据所述面积S和周长P计算特征长度
Figure BDA0001499707220000062
根据所述定性温度T定查大气压力下干空气热物理性质表可得所述污染物无组织在所述定性温度T定下的导热系数λ、动力粘度μ、运动粘度υ、普朗克数Pr；
Figure BDA0001499707220000063
Figure BDA0001499707220000071
Figure BDA0001499707220000081
Figure BDA0001499707220000091
Figure BDA0001499707220000101
Figure BDA0001499707220000111
Figure BDA0001499707220000121
Figure BDA0001499707220000131
格拉晓夫数
Figure BDA0001499707220000132
努赛尔数
Figure BDA0001499707220000133
传热系数
Figure BDA0001499707220000134
对流引起的散热量φ对＝S·h(T表-T环)，
辐射引起的散热量φ辐＝S·ε·σ(T表 4-T环 4)，其中，ε表示所述污染物无组织的发射率，σ＝5.67W/(m2·k4)；
所述炼焦炉每秒钟加热产生的所述污染物无组织的体积
Figure BDA0001499707220000135
其中，c表示所述污染物无组织的比热容，ρ表示所述污染物无组织的密度。
步骤500：所述根据所述污染物无组织的体积V污和所述污染物无组织的浓度C污计算所述污染物无组织的排放量Q污具体包括：
所述污染物无组织的排放量Q污＝V污×C污×60秒。
可选的，所述污染物无组织具体包括：颗粒物、重金属和气态污染物中的至少一者，所述颗粒物的直径的范围为1-75微米。
可选的，所述气态污染物的浓度C污气＝C污×A，其中A表示在所述定性温度T定下的所述气态污染物的转化率，所述气态污染物包括硫化氢、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、挥发性有机污染物、苯系物，由于气态污染物在不同的温度环境下有不同的转化率。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种污染物无组织排放量的计算系统，所述计算系统具体包括：
如图3所示，温度获取模块1，用于检测所述炼焦炉的外表面的温度和外界环境的温度，获得表面温度T表和环境温度T环；
面积和周长计算模块2，用于计算所述炼焦炉的顶面的面积S和周长P；
浓度检测模块3，用于检测外界环境中的所述污染物无组织的浓度C污；
体积计算模块4，分别与所述面积和周长计算模块2和所述温度获取模块1连接，用于根据所述表面温度T表、所述环境温度T环、所述面积S和周长P计算所述炼焦炉每秒钟加热产生的所述污染物无组织的体积V污；
排放量计算模块5，分别与所述浓度检测模块3和所述体积计算模块4连接，用于根据所述污染物无组织的体积V污和所述污染物无组织的浓度C污计算所述污染物无组织的排放量Q污。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，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发明的限制。

Claims (4)

1.一种污染物无组织排放量的计算方法，在炼焦工业企业生产过程中，炼焦炉排放污染物无组织，其特征在于，所述计算方法具体包括：
检测所述炼焦炉的外表面的温度和外界环境的温度，获得表面温度T表和环境温度T环；
计算所述炼焦炉的顶面的面积S和周长P；
检测外界环境中的所述污染物无组织的浓度C污；
根据所述表面温度T表、所述环境温度T环、所述面积S和所述周长P计算所述炼焦炉每秒钟加热产生的所述污染物无组织的体积V污，根据所述表面温度T表、所述环境温度T环，计算定性温度
Figure FDA0002667838880000011
根据所述污染物无组织的体积V污和所述污染物无组织的浓度C污计算所述污染物无组织的排放量Q污，所述污染物无组织具体包括：颗粒物、重金属和气态污染物中的至少一者，所述气态污染物的浓度C污气＝C污×A，其中A表示在所述定性温度T定下的所述气态污染物的转化率；
其中，所述检测外界环境中的所述污染物无组织的浓度C污具体包括：
在高于所述炼焦炉的顶面0.5米处设置一个检测面，所述检测面的大小和形状均与所述顶面相同；
在所述检测面上均匀设置n个所述污染物无组织的检测点，其中n表示所述检测点的个数，n＝3,4,5，......；
在n个所述检测点的位置处检测所述污染物无组织的浓度分别为C1、C2......Cn；
所述污染物无组织的浓度
Figure FDA0002667838880000021
所述均匀设置具体包括：直线均匀布局或对角均匀布局或对称布局。
2.根据权利要求1所述的一种污染物无组织排放量的计算方法，其特征在于，所述根据所述表面温度T表、所述环境温度T环、所述面积S和所述周长P计算所述炼焦炉每秒钟加热产生的所述污染物无组织的体积V污，根据所述表面温度T表、所述环境温度T环，计算定性温度
Figure FDA0002667838880000022
具体包括：
根据所述面积S和所述周长P，计算特征长度
Figure FDA0002667838880000023
根据所述定性温度T定确定所述污染物无组织在所述定性温度T定下的导热系数λ、动力粘度μ、运动粘度υ、普朗克数Pr；
格拉晓夫数
Figure FDA0002667838880000024
努赛尔数
Figure FDA0002667838880000025
传热系数
Figure FDA0002667838880000026
对流引起的散热量φ对＝S·h(T表-T环)；
辐射引起的散热量
Figure FDA0002667838880000031
其中，ε表示所述污染物无组织的发射率，σ＝5.67W/(m2·k4)；
所述炼焦炉每秒钟加热产生的所述污染物无组织的体积
Figure FDA0002667838880000032
其中，c表示所述污染物无组织的比热容，ρ表示所述污染物无组织的密度。
3.根据权利要求1所述的一种污染物无组织排放量的计算方法，其特征在于，所述根据所述污染物无组织的体积V污和所述污染物无组织的浓度C污计算所述污染物无组织的排放量Q污具体包括：
所述污染物无组织的排放量Q污＝V污×C污×60秒。
4.一种污染物无组织排放量的计算系统，其特征在于，所述计算系统具体包括：
温度获取模块，用于检测所述炼焦炉的外表面的温度和外界环境的温度，获得表面温度T表和环境温度T环，根据所述表面温度T表、所述环境温度T环，计算定性温度
Figure FDA0002667838880000033
面积和周长计算模块，用于计算所述炼焦炉的顶面的面积S和周长P；
浓度检测模块，用于检测外界环境中的所述污染物无组织的浓度C污；
体积计算模块，分别与所述面积和周长计算模块和所述温度获取模块连接，用于根据所述表面温度T表、所述环境温度T环、所述面积S和所述周长P计算所述炼焦炉每秒钟加热产生的所述污染物无组织的体积V污；
排放量计算模块，分别与所述浓度检测模块和所述体积计算模块连接，用于根据所述污染物无组织的体积V污和所述污染物无组织的浓度C污计算所述污染物无组织的排放量Q污，所述污染物无组织具体包括：颗粒物、重金属和气态污染物中的至少一者，所述气态污染物的浓度C污气＝C污×A，其中A表示在所述定性温度T定下的所述气态污染物的转化率；
其中，所述检测外界环境中的所述污染物无组织的浓度C污具体包括：
在高于所述炼焦炉的顶面0.5米处设置一个检测面，所述检测面的大小和形状均与所述顶面相同；
在所述检测面上均匀设置n个所述污染物无组织的检测点，其中n表示所述检测点的个数，n＝3,4,5，......；
在n个所述检测点的位置处检测所述污染物无组织的浓度分别为C1、C2......Cn；
所述污染物无组织的浓度
Figure FDA0002667838880000041
所述均匀设置具体包括：直线均匀布局或对角均匀布局或对称布局。
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