不锈钢制品集中清洗车间的废气污染治理系统的制作方法

1.本发明属于废气治理技术领域，具体是不锈钢制品集中清洗车间的废气污染治理系统。


背景技术：

2.不锈钢酸洗的目的是去除不锈钢表面氧化膜、焊斑和锈点，不锈钢酸洗之后会生成一层致密的氧化膜，这层氧化膜是不锈钢在一般介质中不生锈、不腐蚀的关键。
3.现有不锈钢制品生产企业的企业规模不大，废气处理能力弱，且处理成本较高，难以杜绝“偷排超排”现象；现有废气污染处理系统多为企业内部自建，环保部门辅助监测，无法做到废气处理的集中管理，仍然会带来环境污染隐患；因此，亟需一种能够实现集中管理、统一处理标准的废气污染治理系统。


技术实现要素：

4.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，本发明提出了不锈钢制品集中清洗车间的废气污染治理系统，用于解决现有方案中企业环保管理水平参差不齐，废气处理不达标，导致存在环境污染隐患的技术问题，本发明通过设置中央监测模块、边缘处理模块以及若干废气处理模块解决了上述问题。
5.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出不锈钢制品集中清洗车间的废气污染治理系统，包括：
6.边缘处理模块：用于实时或者定时采集目标企业的废气数据，并对废气数据进行分析预警；其中，目标企业为不锈钢制品生产企业，且废气数据包括工艺废气和储罐废气；
7.中央监测模块：用于为目标企业设置企业标签，并将目标企业和企业标签进行关联；还用于根据目标企业的废气数据和园区空气数据渲染园区模型；其中，园区模型根据目标企业所在园区的三维图纸建立；
8.废气处理模块：用于对目标企业产生的废气数据集中处理，并将处理结果发送至中央监测模块。
9.优选的，所述中央监测模块与若干所述边缘处理模块和若干所述废气处理模块通信和/或电气连接；所述废气处理模块与一个或者多个目标企业的废气管道相连接。
10.优选的，每个所述目标企业均对应设置一个所述边缘处理模块，且所述边缘处理模块对废气数据分析之后生成分析结果，并根据分析结果进行预警。
11.优选的，所述边缘处理模块用于分析废气数据，包括：
12.对废气数据进行分类，并与对应的废气阈值进行比较获取废气差值；
13.根据所述废气差值生成分析结果，并根据分析结果进行预警。
14.优选的，所述边缘处理器结合污染评估模型分析废气数据，包括：
15.采集废气数据，对废气数据进行数据预处理之后，输入到污染评估模型获取分析结果；其中，污染评估模型基于人工智能模型建立；
16.根据分析结果进行预警。
17.优选的，所述污染评估模型通过中央监测模块获取，并定时更新至所述边缘处理模块。
18.优选的，所述中央监测模块将目标企业和对应的企业标签关联，包括：
19.将目标企业的企业参数发送至中央监测模块；其中，企业参数包括企业名称、企业位置、联系人和企业规模；
20.对企业参数进行整合生成企业标签；其中，企业标签至少包括企业名称和联系人；
21.将企业标签与对应目标企业进行关联。
22.优选的，根据所述分析结果进行预警具体为：当分析结果不符合废气排放标准时，则采取预警措施；其中，预警措施包括启动蜂鸣器，以及发送预警信号至目标企业联系人的智能终端。
23.优选的，所述废气排放标准通过中央监测模块建立并分发至边缘处理模块。
24.优选的，所述智能终端包括智能手机、平板电脑和笔记本电脑。
25.优选的，所述废气处理模块在对废气数据处理之前，统计目标企业的排放的废气量，包括：
26.通过目标企业的废气管道统计单位时间的废气排放量；其中，单位时间包括一天、一星期和一个月；
27.当废气排放量超过排放阈值时，则发送排放异常信号至中央监测模块；
28.中央监测模块根据排放异常信号进行预警，同时渲染园区模型。
29.优选的，根据所述园区空气数据获取嫌疑企业，包括：
30.获取园区内不同采样点的废气浓度；
31.获取目标企业区域中采样点所采集废气的浓度平均值，当浓度平均值超过浓度阈值时，则将目标企业标记为嫌疑企业；其中，浓度阈值根据废气排放标准设定。
32.优选的，当嫌疑企业存在相邻的目标企业时，则将相邻目标企业同时标记为嫌疑企业。
33.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
34.1、本发明设置了中央监测模块、边缘处理模块和废气处理模块；边缘处理模块设置于企业内，中央监测模块设置在园区总控室内，废气处理模块根据企业排放量分散设置在园区内；能够实现对园区内目标企业的废气排放实时监控，以及及时处理，同时通过中央控制模块实时监测园区内的废气排放状态，解决了企业环保管理水平参差不齐、废气处理能力弱导致存在环保污染隐患的问题。
35.2、本发明建立了园区模型，通过采集的废气数据、分析结果、企业标签和嫌疑企业对园区模型进行实时渲染，园区管理人员能够实施掌控园区的污染状态，同时对污染企业能够精准定位，提高污染治理效率。
附图说明
36.图1为本发明的工作步骤示意图；
37.图2为本发明的系统原理示意图。
具体实施方式
38.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的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它实施例，都属于本发明保护的范围。
39.请参阅图1-图2，不锈钢工件经过切削加工后，表面通常会残留铁屑、冷却乳化液等污染物，会使不锈钢表面出现污斑甚至生锈，因此需进行脱脂除油，再用硝酸、氢氟酸清洗，不锈钢酸洗工艺实际由酸洗、活化两个步骤组成。
40.不锈钢精密铸造件、不锈钢圆盘酸洗过程中产生的酸洗废气；不锈钢冷镦件脱脂产生碱性废气，活化产生少量酸性废气；在实际生产过程中，由于企业的废气处理能力弱，或者有意的超排偷排，导致废气排入空气中，对环境造成严重的污染。
41.本发明提供了不锈钢制品集中清洗车间的废气污染治理系统，包括：边缘处理模块、中央监测模块和废气处理模块。
42.边缘处理模块：用于实时或者定时采集目标企业的废气数据，并对废气数据进行分析预警；
43.中央监测模块：用于为目标企业设置企业标签，并将目标企业和企业标签进行关联；还用于根据目标企业的废气数据和园区空气数据渲染园区模型；
44.废气处理模块：用于对目标企业产生的废气数据集中处理，并将处理结果发送至中央监测模块。
45.本发明实施例中，目标企业为不锈钢制品生产企业，既可以是单一园区的不锈钢制品生产企业，又可以是某个行政区域内的不锈钢制品生产企业，其最终目的是实现这些企业的废气统一处理。
46.本发明实施例中，边缘处理模块实时或者定时采集目标企业的废气数据，具体的采集周期根据目标企业的生产周期来确定，如目标企业24小时生产时，则实时采集；也可以通过目标企业的违规次数来确定，当目标企业已经存在违规行为时，则实时采集，否则，按照设定的周期定时采集。
47.可以理解的是，违规行为包括排放超标和偷排。
48.本发明实施例中，园区模型根据目标企业所在园区的三维图纸建立，园区模型为三维模型，能够立体的展示园区以及园区内的企业，经过渲染之后能够更加直观地表现园区的废气处理状态。
49.本发明实施例中，废气数据包括工艺废气、储罐废气、有组织废气和无组织废气。
50.工艺废气主要是硫酸雾、氟化物和氮氧化物(酸洗过程大部分硝酸会反应生成no、no2，形成酸性气体，故以氮氧化物计)。
51.硫酸雾和氮氧化物废气源强的核算公式为d＝gs×a×
t
×
10-6
；其中d为污染物产生量(单位t)，gs单位槽液面积单位时间废气污染物产生量(单位g/m2·
h)，a为槽液面面积(单位m2)，t为污染物产生的时间(单位h)。
52.氟化物废气源强的核算公式为g＝m
×
(0.000352+0.000786
×
v)
×
p
×
f；其中，g为液体蒸发量(单位kg/h)，m为液体分子量(单位g/mol)，v为液体蒸发面的表面积(单位m/s)，f为液体蒸发面的表面积(单位m2)，p为相对液体温度下的空气中的蒸汽分压力(单位
mmhg)，10％hf蒸汽分压为0.27mmhg。
53.储罐废气包括小呼吸排放量和大呼吸排放量，且小呼吸排放量和大呼吸排放量均可通过相关数据进行估算。
54.企业储罐区共有3个储罐，分别储存硫酸、硝酸、氢氟酸，均为固定顶罐。
55.1)小呼吸排放量：小呼吸排放是由于温度和大气压力的变化引起蒸气的膨胀和收缩而产生的蒸气排出，它出现在罐内液面无任何变化的情况，是非人为干扰的自然排放方式。
56.2)大呼吸排放量：大呼吸排放是由于人为的装料与卸料而产生的损失。因装料的结果，罐内压力超过释放压力时，蒸气从罐内压出；而卸料损失发生于液面排出，空气被抽入罐体内，因空气变成有机蒸气饱和的气体而膨胀，因而超过蒸气空间容纳的能力。
57.在一个实施例中，中央监测模块与若干边缘处理模块和若干废气处理模块通信和/或电气连接，废气处理模块与一个或者多个目标企业的废气管道相连接。
58.在一个具体的实施例中，通过废气处理模块的处理能力确定连接的目标废气管道数量，包括：
59.获取废气处理模块单位时间内的废气处理能力dfl；
60.获取目标企业或者废气管道单位时间内的最大排放能力zpl；
61.通过公式sl＝dfl/zpl获取目标企业或者废气管道数量sl；根据sl来配置废气处理模块。
62.在一个可选的实施例中，根据园区内废气排放量确定废气处理模块的数量。
63.在一个可选的实施例中，当目标企业或者废气管道单位时间内最大排放能力不一致时，则以最大排放能力为基准，或者以平均排放能力为基准。
64.在一个实施例中，每个目标企业均对应设置一个边缘处理模块，边缘处理模块对废气数据分析之后生成分析结果，并根据分析结果进行预警。
65.在一个实施例中，边缘处理模块分析废气数据，包括：
66.对废气数据进行分类，并与对应的废气阈值进行比较获取废气差值；
67.根据废气差值生成分析结果，并根据分析结果进行预警。
68.在一个具体的实施例中，废气差值为采集的废气数据与废气阈值的差值；当废气差值小于等于0.01时，则将分析结果标记优，当废气差值大于0.01小于等于0.1时，则将分析结果标记为良，当废气差值大于0.1时，则将分析结果标记为差。
69.在一个可选的实施例中，废气阈值根据废气排放标准设置。
70.在一个具体的实施例中，边缘处理器结合污染评估模型分析废气数据，包括：
71.采集废气数据，对废气数据进行数据预处理之后，输入到污染评估模型获取分析结果；
72.根据分析结果进行预警。
73.在一个可选的实施例中，污染评估模型基于人工智能模型建立，包括：
74.获取标准训练数据；其中，标准训练数据包括废气数据以及对应的评分，评分即为分析结果；
75.将标准训练数据按照比例划分为训练集、测试集和校验集；
76.构建深度卷积神经网络模型；
77.通过训练集、测试集和校验集对深度卷积神经网络模型进行训练、测试和校验，将合格的深度卷积神经网络模型标记为污染评估模型。
78.在一个可选的实施例中，污染评估模型定时更新，在更新之后立即发送至边缘处理模块。
79.在一个实施例中，中央监测模块将目标企业和对应的企业标签关联，包括：
80.将目标企业的企业参数发送至中央监测模块；
81.对企业参数进行整合生成企业标签；
82.将企业标签与对应目标企业进行关联。
83.在一个可选的实施例中，企业参数包括企业名称、企业位置、联系人和企业规模，企业标签至少包括企业名称和联系人；企业标签是为目标企业设置的代码，因此企业标签也可以是单纯的数字编号。
84.企业标签与对应目标企业关联，具体是将企业标签与该企业的废气数据进行关联，保证通过企业标签能够快速搜索到目标企业的相关数据。
85.在一个实施例中，边缘处理模块的预警是指对企业内部的预警，包括：当分析结果不符合废气排放标准时，则采取预警措施；预警措施包括启动蜂鸣器，以及发送预警信号至目标企业联系人的智能终端。
86.在一个实施例中，废气处理模块在对废气数据处理之前，统计目标企业的排放的废气量，包括：
87.通过目标企业的废气管道统计单位时间的废气排放量；
88.当废气排放量超过排放阈值时，则发送排放异常信号至中央监测模块；
89.中央监测模块根据排放异常信号进行预警，同时渲染园区模型。
90.值得注意的是，边缘处理模块统计废气量进行的预警并不是针对企业内部的预警，而是对外预警，具体是对中央监测模块进行预警；中央监测模块接收到预警之后即刻安排环保工作人员进行现场调研。
91.在一个实施例中，中央监测模块还用于获取园区空气数据，并根据园区空气数据获取嫌疑企业，包括：
92.获取园区内不同采样点的废气浓度；
93.获取目标企业区域中采样点所采集废气的浓度平均值，当浓度平均值超过浓度阈值时，则将目标企业标记为嫌疑企业。
94.值得注意的是，嫌疑企业可以理解为有偷排漏排行为的企业，嫌疑企业的违规行为造成所属区域的空气质量异常；当嫌疑企业存在相邻的目标企业时，则将相邻目标企业同时标记为嫌疑企业。
95.可以理解的是，相邻企业通过两个企业之间的距离进行定义。
96.在一个具体的实施例中，废气浓度通过气体传感器获取。
97.在一个实施例中，通过中央监测模块渲染园区模型，在渲染之后的园区模型中，能够直观地看到目标企业的废气数据、分析结果以及预警信息。
98.上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。
99.本发明的工作原理：
100.边缘处理模块实时或者定时采集目标企业的废气数据，并对废气数据进行分析,根据分析结果在企业内部进行预警；同时将废气数据发送至废气处理模块，废气处理模块对废气数据进行集中处理。
101.获取园区内不同采样点的废气浓度，获取目标企业区域中采样点所采集废气的浓度平均值，当浓度平均值超过浓度阈值时，则将目标企业标记为嫌疑企业。
102.中央监测模块为目标企业设置企业标签,并将目标企业和企业标签进行关联；根据废气数据、分析结果、嫌疑企业和企业标签渲染园区模型。
103.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。