计算机在工业废气监测分析数据处理中的应用

  • 投稿崔磊
  • 更新时间2015-09-23
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段镭

(通标标准技术服务〈上海〉有限公司,中国 上海 200233)

【摘要】随着社会经济水平的上升以及科学技术的发展,环境问题也日益突出,尤其是大气污染对人们的日常生活与工作产生严重的影响。国家也越来越重视对大气污染的治理,在进行治理之前,对大气污染中占大很大比例的工业废气进行检测非常重要,对工业废气中的有毒气体以及挥发性有机物进行检测和预警,能够帮助人们认识工业废气的构成,选择合适的方式进行治理。主要探讨计算机技术在工业废气检测分析数据处理过程中的应用,编制相关的计算机软件对工业废气的相关指标进行计算,最终实现对分析结果的打印。

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关键词 计算机技术;工业废气;数据分析

严重的雾霾现象警示人们关注大气污染的问题,由于城市规划中形成非常集中的工业园区,其产生的工业废气也相对集中,其中包含大量的氮氧化物、大颗粒物质、为氧化硫以及挥发性的有机物(VOCs)等,对环境和人们的健康造成非常严重的危害。而工业废气的监测主要包含对烟气,也就是工业锅炉和炉窑排放的废气以及工艺废气进行监测。实施工业废气监测的结果在最终需要特殊的表现形式,即在标准状态下的干排气污染区的排放浓度或者是排放速度等。要通过这样的形式将检测结果表现出来,就需要对工业废气的采样体积、流量以及含湿量等指标进行计算,其中烟气的监测结果表现还需要对过量空气系数实施计算,所以需要一个漫长的计算过程,工作量较大且耗费的人力资源较多,同时由于手工计算的缺陷,非常容易出现错误。

当前,随着计算机技术应用到各个领域当中,我们研究工作人员探索更为便捷、简单的计算方式,最后使用QBASIC语言编制“工业废气检测分析数据处理软件”,对监测的结果进行计算和处理。软件能够在UCDOS的中文平台中实现运行,通过利用该软件能够将采样气体的各项参数指标输入,随后软件进行分析处理得到在标准状态下的工业废气的排放浓度以及这算浓度,同时还能够计算出拍题的流量和排放的速度。这样一系列的过程中可以很大程度上减轻工作人员的工作量、降低出错的可能性,提高计算效率和结果的质量,保证数据结果的准确性。

在进行系统性的研究之后发现,本软件能够应用在监测工业废气过程中各种不同类型污染物的数据计算,为环境监测分析工作者的工作提供巨大的便利,实现工作流程的自动化。

1工业废气检测分析数据处理软件的应用

对工业废气实施监测的过程中从整体上可以分为三大阶段,分别是对现场的调研以及监测准备工作;参数指标的测试以及气体的采样;实验室的分析计算和数据处理工作。在本研究中,编制的软件值针对实验室的分析计算和数据处理工作展开讨论。

本软件中主要包含有四个不同的处理模块,分别是校准曲线数据处理模块、样品分析处理模块、重分析处理模块以及风量分析处理模块,其中样品分析模块主要包括分光的光度、气相色谱法以及原子吸收光度等;重分析处理模块则是对工业废气中的烟尘和粉尘进行分析。不同的模块具有不同的工作流程:

第一,校准曲线和样品分析模块对气体污染区排放浓度的计算流程,首先将必要的参数指标输入到软件中,如校准缺陷会进行标准溶液浓度的读数,就计算得出回归方程的系数并建立回归方程式;而样品分析则通过样品系数仪器读数、采样气温气压流量读数和烟气含氧量将污染物的含量,标准状态下的体积以及过量系数计算出来,其中前两者的结果进一步能够得出排放的浓度,过量系数则能够进一步计算出折算浓度;

第二,重分析处理模块对大气中颗粒物排放浓度的计算,首先将采样气体参数中气温与气压的流量数值输入得出标准状态下的采样体积;然后输入采尘前、后重量得到尘重;输入烟气的含氧量得到过量系数。前两者的计算结果能够算出排放的浓度,而过量系数的结果可以计算出折算浓度;

第三,风量数据处理模块对于标准状态下排气流量的计算,输入风管的直径、长度、宽度等规格参数,计算出横断面积;输入排气动压、温度以及皮托管的修正系数就能够得到平均流速;输入大气的气压与风管的静压得到绝对压力;输入水蒸气的气压、测点的静压以及干球和湿球的温度得出排气的含湿量。前两项结果参数能够进一步计算出工况下的排气流量,而后两项的结果则能够进一步得出标准状态下的排气流量;

最后,基于风量数据处理模块对污染物排放速度的计算,通过污染物的实测浓度得到标准状态下干排气的流量进而计算出排放的速率。

在编写的软件中,每一个计算模块中都具有输入。修改以及存储的功能,同时还可以进行测试数据的输出和打印。不同的模块与功能之间通过菜单的选择进行控制。

2工业废气检测分析数据处理软件的优点

首先,本软件具有完善的操作页面,操作非常方便,对于年纪稍大的环境监测分析人员而言也没有难度;第二,能够实时对数据参数进行修改,对于计算准确性的提高很有帮助;第三,能够对分析校准缺陷实施截距的处理以及进行相关系数的检验,对其计算质量进行控制。特别是本软件中使用的数学回归方式能够拟合不同线性的校准曲线,无论是直线还是弯曲的线都能够实现拟合,同时还引进分析复制方程的理念,计算过程中校准曲线方程能够直接面对样品实施分析结果的计算,因而回归方程浓度误差估值相较于传统的回归方式而言更加清晰、直观的展示在监测分析人员的面前;第四,在输入标准样品或者是控制样品的参数后能够得到测定的误差值,能够对样品的处理数据结果的质量进行控制;在进行含湿量的过程中不要要工作人员查找饱和水蒸气的气压,计算机软件能够自动查找完成;得到的校准曲线、排气的流量以及污染物浓度值等会自动存储在磁盘当中,随时调取出来使用;能够与其他软件实现对接,数据处理的结果如标砖状态下的气流量、过量的空气系数、污染物浓度、折算浓度以及排放的速度等数据可以在word或者是excel等办公软件中访问与编辑,用户能够快捷的实现对报告书的建立与打印;最后,软件的适用性非常强,能够对工业废气中各种不同种类的污染物的检测数据进行分析处理,涵盖的分析方式有原子吸收光度法、重量法以及分光光度法等。

3结束语

综上所述,当前的大气污染现象非常严重,对环境与人们的日常工作生活带来了很大的影响,简化工业废气检测分析数据处理程序,提高数据处理结果的精度和效率对于帮助检测人员掌握实时的空气状况,采取有效的手段对工业废气进行控制和治理具有非常重要的意义。而开发的工业废气检测分析数据处理软件基于计算机平台,在超过1000台的台式计算机和笔记本电脑上进行调试,都能够实现在UCDOS中文平台中的稳定运行。使用该软件进行了大量的工业废气检测分析数据处理实验,包括对锅炉产生的延期以及大颗粒物进行测定、对氯化氢分光光度实施测定、对印刷厂的铸字车间实施工作空间的废气铅原子吸收光度法的测定、电镀工序中产生的氮氧化物的废气测定等,得到的计算结果与工作人员手工计算的结果是一致的,但是极大的提高了工作效率,解放计算人员的劳动力。

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参考文献

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[2]郑涛,张骥.废气污染源自动监测异常数据诊断与处理方法研究[J].资源节约与环保,2013(7):38-39.

[3]Hassan Taghipour,Ahmad Aslhashemi,Mohammad Assadi et al.Characterization of industrial waste from a natural gas distribution company and management strategies: a case study of the East Azerbaijan Gas Company(Iran)[J].Waste Management & Research,2012,30(10):1104-1109.

[责任编辑:曹明明]