低温等离子废气处理系统及方法与流程

本发明涉及废气净化，具体是低温等离子废气处理系统及方法。

背景技术：

1、工业废气，是指企业厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中产生的各种排入空气的含有污染物气体的总称。等离子体工业废气处理技术作为一种新的环境污染治理技术，由于其对污染物分子的高效分解且处理能耗低等特点，为工业废气的处理开辟了一条新的思路。等离子体反应区富含极高的物质，如高能电子、离子、自由基和激发态分子等，废气中的污染物质可与这些具有较高能量的物质发生反应，使污染物质在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。

2、现有低温等离子体设备结构复杂，部分场景中低温等离子体设备供电不足，电压波动很大，功率因数尤其低，存在无法及时改善供电状况、提高电能利用率的问题，严重影响废气处理效率；基于以上不足，本发明提出低温等离子废气处理系统及方法。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出低温等离子废气处理系统及方法。

2、为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出低温等离子废气处理系统，包括废气监测模块、废气分析模块、控制中心、功率监测模块、功率分析模块以及设备评估模块；

3、所述废气监测模块用于监测低温等离子体设备入口处的废气成分数据和废气流量数据，并将监测到的废气成分数据和废气流量数据传输至废气分析模块进行废气治理等级zl分析；

4、所述控制中心用于根据废气治理等级zl确定所述低温等离子体设备的功率阈值为gt并以此调节所述低温等离子体设备的运行功率；具体为：数据库内存储有废气治理等级范围与功率阈值的映射关系表；

5、所述功率监测模块用于监测低温等离子体设备的周期功率值，并将监测到的周期功率值传输至功率分析模块进行安全偏离系数cs分析，判断是否需要对低温等离子体设备进行功率补偿；

6、所述设备评估模块用于对功率补偿信号进行监测，并根据所述功率补偿信号进行设备防护系数fh评估；若fh大于预设防护阈值，则生成预警信号；以提醒管理人员对低温等离子体设备进行维修更新。

7、进一步地，所述废气分析模块的具体分析步骤为：

8、获取废气成分数据和废气流量数据；所述废气成分数据包括每种气体的分子量信息、温度信息、压强信息以及体积浓度信息；

9、统计废气中气体种类数为z1；将每种气体的分子量信息、温度信息、压强信息以及体积浓度信息依次标记为pmi、pti、ppi以及pni；

10、利用公式pri＝(pmi/22.4)×[273/(273+pti)]×[ppi/101325]×pni计算得到气体质量浓度pri；将废气流量标记为lt；

11、利用公式zl＝η×lt×(z1×a1+d1×pr1+d2×pr2+…+dn×prn)计算得到废气治理等级zl，其中η为预设均衡因子，a1为系数因子，prn为第n种气体的质量浓度，d1、d2、...、dn为对应气体的回归参数。

12、进一步地，所述功率分析模块的具体分析步骤为：

13、获取低温等离子体设备的周期功率值，并与功率阈值gt相比较，得到功率差值cz；建立功率差值cz随时间变化的曲线图；

14、将功率差值cz与预设差值阈值相比较；若cz大于预设差值阈值，则在对应的曲线图中截取对应的曲线段进行标注，记为偏离曲线段；

15、在预设时间段内，统计偏离曲线段的数量为p1；将所有的偏离曲线段对时间进行积分得到偏离参考面积m1；利用公式cs＝c1×a3+m1×a4计算得到安全偏离系数cs，其中a3、a4均为系数因子；

16、将安全偏离系数cs与预设偏离阈值相比较；若cs大于预设偏离阈值，则判定此时低温等离子体设备功率异常，生成功率补偿信号至控制中心。

17、进一步地，所述设备评估模块的具体评估步骤为：

18、在低温等离子体设备的一个工作循环中，当监测到功率补偿信号时，自动倒计时，倒计时时长为g2时间，g2为预设值；

19、在倒计时阶段若监测到新的功率补偿信号，则倒计时自动归为原值，重新按照g2进行倒计时；否则倒计时归零，停止计时；

20、统计倒计时阶段功率补偿信号出现的总次数并标记为补偿频次cp；统计倒计时阶段的时长为监测时长ht；将相邻功率补偿信号的出现时刻进行时间差计算得到补偿间隔kti；

21、将补偿间隔kti与预设间隔阈值相比较；统计kti小于预设间隔阈值的次数占比为zb，当kti小于预设间隔阈值时，获取kti与预设间隔阈值的差值并进行求和得到差隔总值gz；利用公式cf＝zb×g1+gz×g2计算得到差隔吸引系数cf，其中g1、g2均为比例因子；

22、统计倒计时阶段低温等离子体设备的耗电量为e1；利用公式fh＝(cp×g3+cf×g4+e1×g5)/(ht×g6)计算得到低温等离子体设备的设备防护系数fh，其中g3、g4、g5、g6均为系数因子。

23、进一步地，所述控制中心用于接收功率补偿信号后驱动功率补偿模块对低温等离子体设备进行功率补偿，调整低温等离子体设备功率与电压或电流的比值，使功率与电压或电流相匹配，达到平衡点。

24、进一步地，其中周期功率值是指对采集到的连续多个电压信号和电流信号的功率进行累加并求平均所得到的值。

25、进一步地，低温等离子废气处理方法，包括如下步骤：

26、步骤一：废气分析模块根据废气监测模块监测到的废气成分数据和废气流量数据进行废气治理等级zl分析，所述控制中心用于根据废气治理等级zl确定所述低温等离子体设备的功率阈值为gt；

27、步骤二：控制中心用于根据功率阈值gt调节所述低温等离子体设备的运行功率；通过功率监测模块监测低温等离子体设备的周期功率值；

28、步骤三：通过功率分析模块对低温等离子体设备的周期功率值进行安全偏离系数分析，判断是否需要对低温等离子体设备进行功率补偿；

29、步骤四：通过设备评估模块对功率补偿信号进行监测并根据所述功率补偿信号进行设备防护系数fh评估；若fh大于预设防护阈值，则生成预警信号；以提醒管理人员对低温等离子体设备进行维修更新。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

31、1、本发明中废气分析模块根据废气监测模块监测到的废气成分数据和废气流量数据进行废气治理等级zl分析，控制中心用于根据废气治理等级zl确定低温等离子体设备的功率阈值为gt，根据功率阈值gt调节所述低温等离子体设备的运行功率；避免资源浪费；提高废气处理效率；

32、2、本发明中功率监测模块用于监测低温等离子体设备的周期功率值并将低温等离子体设备的周期功率值传输至功率分析模块进行安全偏离系数分析，判断是否需要对低温等离子体设备进行功率补偿；设备评估模块用于对功率补偿信号进行监测并根据所述功率补偿信号进行设备防护系数fh评估；若fh大于预设防护阈值，则生成预警信号；以提醒管理人员对低温等离子体设备进行维修更新；提高低温等离子体设备的使用寿命和工作效率；从源头上提高空压站的功率因数，减少无用功，避免资源浪费，进而提高废气处理效率。