一种节能型环保设备协同同步控制系统及方法与流程

本发明涉及环保设备同步控制系统，具体为一种节能型环保设备协同同步控制系统及方法。

背景技术：

1、随着工业和经济的快速发展，许多行业产生大量废水和废气，其中包括纺织业。纺织生产过程中产生的废水中常常伴随着废气产物的排放，这些废气产物对环境和人体健康构成潜在的威胁。为了保护环境、实现可持续发展，越来越多的企业和政府部门开始关注并重视废气治理问题。因此，一种高效、节能、环保的废气处理设备协同同步控制系统变得尤为重要。

2、现有技术中废气处理通常采用单一的净化设备，如气体净化装置，用于去除废气中的有害成分。然而，这种单一设备的处理方式存在一些缺点。首先，不同行业和生产过程产生的废气成分不尽相同，单一设备往往难以同时处理多种废气产物。其次，现有设备往往没有考虑废气产物之间的相互反应关系，可能导致反应不完全或产生新的有害物质。最后，缺乏对环境温度变化的实时监测和调节，可能影响废气处理的效果。

3、现有技术存在的缺点包括：单一设备难以适应多种废气成分：由于不同行业和工艺产生的废气成分差异较大，单一设备难以同时处理多种废气产物，导致处理效率低下。

4、忽略废气产物之间相互反应：现有设备常常忽略废气产物之间的相互反应关系，可能导致废气处理不完全，甚至产生新的有害物质。

5、缺乏温度实时监测和调节：废气处理过程中，环境温度的变化会影响废气产物的生成速率和相互反应过程，但现有设备缺乏对温度的实时监测和调节，影响了处理效果。

技术实现思路

1、本发明提供了一种节能型环保设备协同同步控制系统及方法，用于解决上述背景技术中的问题。

2、本发明提供如下技术方案：一种节能型环保设备协同同步控制系统，包括：

3、传感器系统：用于监测纺织排出废水中废气产物的种类和浓度，以及环境温度的变化；

4、数据采集模块：负责从传感器系统中收集数据，并将数据传输给控制模块进行处理；

5、控制模块：对传感器系统获取的数据，进行数据处理和分析，得到计算结果；

6、环保设备控制单元：根据控制模块的计算结果，调节环保设备的功率，用于消除和中和废气产物；

7、用户界面：提供给用户对系统的监控和调节界面，使用户实时了解废气处理的状态，并进行调整。

8、优选的，所述传感器系统包括：气体传感器和温度传感器；

9、所述传感器系统安装在纺织排出废水到废水处理设备之间，具体安装方法：

10、安装罩棚：在废水排出口到废水处理设备之间搭建罩棚；

11、安装传感器支架：在罩棚内部安装传感器支架；

12、安装气体传感器：将气体传感器固定在传感器支架上，用于监测废气的种类；

13、安装温度传感器：将温度传感器固定在传感器支架上，用于测量环境温度。

14、一种节能型环保设备协同同步控制系统的方法，通过传感器系统，得到废气产物种类，将废气产物分为第一产物，计为a和第二产物，计为b；

15、控制模块根据传感器系统数据进行数据处理和分析，判断a和b相互反应消耗掉的废气产物，以及反应后得到的生成产物，计为c；

16、控制模块判断温度对生成a和b速率的影响，同时判断温度对a和b之间相互反应生成c速率的影响。

17、优选的，根据废气产物种类，进行多次废气产物处理实验，建立废气产物之间相互反应的反应动力学模型；

18、反应动力学模型具体包括：

19、a+b→c

20、反应速率表示为：

21、速率=k*[a]^m*[b]^n；

22、其中，[a]和[b]分别表示反应中的废气产物a和b的浓度，k表示反应速率常数，m和n分别表示反应的反应级数，为反应速率对各反应物浓度的影响；

23、反应速率常数k采用arrhenius方程得到：

24、公式为：k=a*exp(-ea/rt)；

25、其中，a是预指数因子，ea是反应的活化能，r是气体常数，t是反应温度。

26、优选的，反应后得到的生成产物获取方法包括：

27、通过反应动力学模型，获取废气产物之间的相互反应的速率；

28、根据不同废气产物之间相互反应的速率不同，以及时间差异，推算在给定时间后废气产物剩余的浓度；

29、通过传感器系统实际监测数据进行修正和调整。

30、优选的，a、确定温度对废气产物生成速率的影响：

31、获取废气产物生成速率随温度变化的关系；

32、在不同温度下进行废气处理实验，记录实验中废气产物的生成速率以及对应的温度；

33、得到生成速率与温度之间的关系；

34、b.确定温度对废气产物之间相互反应速率的影响：

35、获取废气产物反应速率随温度变化的关系；

36、在不同温度下进行废气处理实验，记录实验中废气产物的反应速率以及对应的温度；

37、得到反应速率与温度之间的关系。

38、优选的，废气产物a和b分别为硫化氢（h2s）和氨气（nh3）时；

39、其中，硫化氢（h2s）与氨气（nh3）之间发生中和反应，表示为h2s+2nh3→(nh4)2s；

40、根据硫化氢（h2s）和氨气（nh3）的反应动力学模型，获取消耗掉的硫化氢（h2s）与氨气（nh3），得到剩余硫化氢（h2s）和氨气（nh3）气量；

41、在不同温度下，获取硫化氢（h2s）和氨气（nh3）的初始浓度；

42、根据生成速率与温度之间的关系，得到硫化氢（h2s）与氨气（nh3）初始浓度与温度的关系，得到硫化氢（h2s）和氨气（nh3）在不同温度状态下的初始浓度；

43、根据反应动力学模型，获取在不同温度下，硫化氢（h2s）和氨气（nh3）中和反应的速率，在给定时间内，消耗掉的硫化氢（h2s）和氨气（nh3），得到剩余未反应的硫化氢（h2s）和氨气（nh3）浓度；

44、向废气环境中补充中和气体，用于对硫化氢（h2s）和氨气（nh3）的中和反应；

45、根据补充的气体量和反应后余气量，同步调节环保设备的功率，实现废气排放的环保要求。

46、优选的，根据硫化氢（h2s）和氨气（nh3）的反应动力学模型，在不同温度下获取硫化氢（h2s）和氨气（nh3）的初始浓度，并根据生成速率与温度的关系得到硫化氢（h2s）和氨气（nh3）在不同温度状态下的初始浓度：

47、速率a=k1*[h2s]^m1*[nh3]^n1

48、速率b=k2*[h2s]^m2*[nh3]^n2

49、其中，

50、[h2s]和[nh3]分别表示硫化氢和氨气的初始浓度；

51、k1和k2是反应速率常数，反映了反应速率与浓度的关系；

52、m1、n1和m2、n2分别是反应的反应级数，表示反应速率对各反应物浓度的影响；

53、在不同温度下计算硫化氢（h2s）和氨气（nh3）中和反应的速率，并在给定时间内预测消耗掉的硫化氢（h2s）和氨气（nh3）的量，得到剩余未反应的硫化氢（h2s）和氨气（nh3）浓度，其中反应速率和剩余浓度可根据以下式子得到：

54、消耗量a=∫(速率a)dt

55、剩余浓度a=[h2s]初始-消耗量a

56、消耗量b=∫(速率b)dt

57、剩余浓度b=[nh3]初始-消耗量b

58、其中，

59、[h2s]初始和[nh3]初始分别是硫化氢和氨气的初始浓度。

60、本发明具备以下有益效果：

61、1、节能型环保设备协同同步控制系统，通过精确的反应动力学模型，系统可以更准确地得到废气产物的生成速率和相互反应速率，优化废气处理的效率，达到节能和环保的目标。

62、2、通过对废气产物之间相互反应消耗和生成关系的计算，控制模块可以合理调节环保设备的功率和运行参数，确保废气的中和效果，以符合环保标准并降低对环境的影响。

63、3、建立反应动力学模型对于节能型环保设备协同同步控制系统的功能发挥具有重要的作用，它为系统的智能化运行和废气处理的高效性提供了基础，同时也为纺织厂等工业生产领域的环保工作做出了积极贡献。