[发明专利]一种多相态有机污染物治理的能量平衡混合建模方法在审

专利信息
申请号: 202210552520.8 申请日: 2022-05-20
公开(公告)号: CN114927171A 公开(公告)日: 2022-08-19
发明(设计)人: 薄翠梅;杨澄;李俊;高世达;崔咪芬;乔旭 申请(专利权)人: 南京工业大学
主分类号: G16C20/10 分类号: G16C20/10;G16C20/70
代理公司: 南京天华专利代理有限责任公司 32218 代理人: 韩正玉;徐冬涛
地址: 211899 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 多相 有机 污染物 治理 能量 平衡 混合 建模 方法
【权利要求书】:

1.一种多相态有机污染物治理的能量平衡混合建模方法,其特征在于,包括:

S1、构建多相态有机污染物治理的自热平衡率,所述自热平衡率定义为多相态有机污染物治理中吸收的总能量与释放的总能量之比;

S2、采用半监督学习的长短时记忆循环神经网络算法,建立不同组分浓度、不同操作条件下的有机污染物催化反应速率预测模型,预测不同组分浓度、不同操作条件下的催化氧化反应速率;

S3、基于上述预测得到的反应速率,分别建立不同有机污染物临氧裂解及催化氧化反应动力学模型,预测治理过程各组分浓度及耗氧量的变化;

S4、根据上述各组分浓度及耗氧量的变化建立多相态有机污染物治理过程的能量转换方程和能量传递方程,计算动态自热平衡率,并根据动态自热平衡率构建多相态有机污染物治理的能量动态自热平衡控制系统,协同调控进料配比。

2.根据权利要求1所述的多相态有机污染物治理的能量平衡混合建模方法,其特征在于,S1中构建自热平衡率的具体步骤包括:

S1-1、建立多相态有机污染物催化氧化过程的能量转化方程,计算多相态有机污染物在反应过程中释放的总能量∑Qr

S1-2、建立不同相态下的有机污染物治理过程的能量传递方程,计算多相态有机污染物在温升和相变过程中吸收的总能量∑Qa

S1-3、多相态有机污染物治理的自热平衡率为吸收的总能量与释放的总能量之比:

3.根据权利要求2所述的多相态有机污染物治理的能量平衡混合建模方法,其特征在于,S1-1中多相态有机污染物在反应过程中释放的总能量∑Qr包括废气、废水、残液在催化氧化反应中释放的热量,具体为:

1)根据对环境产生危害的高反应性挥发性有机化合物VOCs的含量来计算废气在反应过程中释放的热量:其中,Hwg表示废气的耗氧量对应的放热量,Vwg表示废气的进料流量,Cwg表示废气中有机污染物组分的浓度,Vm表示废气的摩尔体积;

2)根据每升废水中的有机物被完全氧化所需要的氧气量COD来计算废水在反应过程中释放的热量:Qrww=Hww×OCww,其中,Hww表示废水的耗氧量对应的放热量,OCww表示废水中有机物的耗氧量;

3)根据热值计算残液在反应过程中释放的热量:Qrds=ρds×Vds×Hds-Qds,其中,ρds表示残液的密度,Vds表示残液的进料流量,Hds表示残液的耗氧量对应的放热量,Qds表示残液的氧化放热量,表示残液的燃烧产物中的水在反应器中吸收的热量,表示残液的燃烧产物中的二氧化碳在反应器中吸收的热量;

4)则多相态有机污染物在反应过程中释放的总能量∑Qr为:

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