一种提高挥发性有机物废气收集系统收集效率的方法技术方案

本发明专利技术提供了一种提高挥发性有机物废气收集系统收集效率的方法，该方法包括挥发性有机物废气收集系统，该方法通过数值模拟法确定支路上的调节阀的阀门开度，该方法通过数值模拟法确定等腰三角板底面到顶棱的高度；然后根据数值模拟法的结果在所述支路增加调节阀；根据数值模拟法的结果在在所述的集气罩罩口增设等腰三角板。本发明专利技术采用了在支路管道上增设调节阀并且调节调节阀的开度和在集气罩罩口增设三角板的联合的优化措施调节各支路风量，使得系统达到原设计参数要求，从而提高废气收集效率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高挥发性有机物废气收集系统收集效率的方法
本专利技术属于有机物废气收集领域，具体涉及一种提高挥发性有机物废气收集系统收集效率的方法。
技术介绍
近年随着国家及地方对挥发性有机物(简称VOCs)污染控制和防治的广泛关注，国家、地方及行业已相应制定出VOCs排放的行业和地方标准。尤其是2018年下发的关于《打赢蓝天保卫战三年行动计划》的通知，此计划中明确规定了将石化、工业涂装和包装印刷等列入VOCs排放重点监管与治理行业。这些行业VOCs废气排放具有成分复杂，排放量较大，浓度适中，成分复杂等特点。当下VOCs末端治理仍是实现污染行业VOCs减排最为有效的手段之一。提高末端治理设施VOCs的综合去除效率首要任务就是需要提升VOCs收集效率，增加进入治理设施的VOCs量、减少VOCs无组织逸散排放，从而达到节能减排的效果。现阶段废气收集系统存在压力和风量不平衡的问题会导致部分的集气罩风量太小，从而降低VOCS废气收集系统的收集效率。针对VOCS废气收集系统集气罩在不同的废气收集位置上具有确定收集风量的特征，集气罩在实际运行中须满足设计风量要求。废气净化系统中各个支路要进行压力平衡计算，主要是要让实际运行的废气收集管道压力与初始设计的管道压力值保持一致，各支路风量偏差小于1％。如果压力不平衡，废气收集系统实际运行过程中风机的风量将会根据各支路的压力的不同而自行调整分配，从而会导致部分支路的集气罩风量太小，降低VOCs废气收集系统的收集效率。现有技术中提出了一种基于数值模拟的通风管道烟气净化系统，其主要技术方案是通过数值模拟的方法得到烟气净化系统设计风量和模拟风量的风量偏差结果；并通过调节管道管径或增加节流管，调节风量不平衡率，但是本方法的缺点是通过调节管道管径实际操作困难，含尘烟气会磨损管道，且适用于除尘净化复杂管网的优化，风量平衡的效果有限。现有技术中还提出了一种调节通风除尘管道阻力的方法，其主要技术方案是该方法通过设计可调孔板式阻力平衡器来调节阻力平衡，根据所需平衡的阻力值选择相应孔径比的孔板插件，对于不同孔径比的孔板插件在管道中进行无因次仿真模拟，得出各个孔径比下的阻力值，进而计算得出局部阻力系数，并绘制图表，供设计人员参考，但是本方法的缺点是此可调孔板式阻力平衡器的孔板容易被含尘烟气堵塞，阻力波动较大，对有机废气风量管道平衡的效果有限。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足与缺陷，本专利技术的目的在于提供一种提高挥发性有机物废气收集系统收集效率的方法，该方法包括挥发性有机物废气收集系统，所述的挥发性有机物废气收集系统包括主风管和若干支路，支路分别与主风管相连通，每个支路上包括若干集气罩，集气罩分别与支路相连通；所述的集气罩包括两端开放罩体和两端开放的罩口，罩体的一端与支路相连通，罩体的另一端与罩口的一端相连通，罩口的另一端的截面面积大于罩口与罩体相连的一端的截面面积；所述的罩口包括绕着周向依次首尾相连的第一梯形侧壁、第一矩形侧壁、第二梯形侧壁和第二矩形侧壁，第一梯形侧壁和第二梯形侧壁平行设置且为结构相同的等腰梯形结构，第一矩形侧壁和第二矩形侧壁结构相同且分别与第一梯形侧壁和第二梯形侧壁的侧棱相连；该方法通过数值模拟法确定支路上的调节阀的阀门开度，该方法通过数值模拟法确定等腰三角板底面到顶棱的高度；然后根据数值模拟法的结果在所述支路增加调节阀；根据数值模拟法的结果在在所述的集气罩罩口增加等腰三角板；所述的等腰三角板为三棱柱体结构，所述的等腰三角板包括结构相同且平行设置的第一端面和第二端面，还包括结构相同且通过顶棱相连的第一等腰面和第二等腰面，第一等腰面和第二等腰面分别与底面之间通过底棱相连；第一端面和第二端面分别垂直设置在第一等腰面、第二等腰面和底面的两端。将集气罩底面沿长度方向分为n等份，等分后的每个节点位置为等腰三角板的顶棱安装位置，顶棱与集气罩的第一侧壁垂直；等腰三角板的底面与集气罩底面平行；等腰三角板的底面与第一等腰面之间的夹角角度等于集气罩第一倾斜面与集气罩底面之间的夹角角度；等腰三角板的底面宽度等于集气罩底面长度/n，等腰三角板的底面长度等于集气罩底面的宽度；所述的数值模拟法按照以下步骤进行：步骤一，建立系统模型：根据所述的挥发性有机物废气收集系统的实际参数建立挥发性有机物废气收集系统模型，获得挥发性有机物废气收集系统管道内部流场的数值解；步骤二，检验各支路管道模拟风量；检验各支路管道的模拟风量与设计风量之间的偏差是否达到设计风量的要求，当模拟风量与设计风量之间的偏差小于1％时，满足设计风量的要求，当各支路中至少一条支路未达到设计风量的要求时，执行步骤三和步骤四；步骤三：在支路增加调节阀：在所述的挥发性有机物废气收集系统中确定模拟风量比设计风量小的支路，在模拟风量比设计风量小的支路上布置调节阀，阀门开度为90°；在所述的挥发性有机物废气收集系统中确定模拟风量与设计风量之间的正偏差最大的支路，在正偏差最大的支路上布置调节阀；并对调节阀进行几何建模，调整调节阀的阀门开度；然后在其它支路上布置调节阀；并采用相同的方式对调节阀进行几何建模，调整调节阀的阀门开度；步骤四：在集气罩罩口增设等腰三角板：在经过步骤三处理后的挥发性有机物废气收集系统中，确定模拟风量与设计风量之间的偏差最大的集气罩，在偏差最大的集气罩罩口处设置等腰三角板；对等腰三角板进行几何建模，然后调整等腰三角板尺寸；然后在其它集气罩罩口布置等腰三角板；并采用相同的方式对等腰三角板进行几何建模，调整等腰三角板的底面与顶棱之间的距离。本专利技术还具有如下技术特征：所述的调节阀进行几何建模的具体过程为：根据所选调节阀尺寸和参数进行几何建模，阀门开度为90°；其它边界条件和求解参数保持不变，并通过数值模拟软件对挥发性有机物废气收集系统进行风量模拟，并保存此支路的风量结果数据；所述的调整调节阀的阀门开度的具体过程为：调节阀的阀门开度，并重新生成调节阀的物理模型，并重新生成网格，其它边界条件和求解参数保持不变，并通过数值模拟软件对收集系统进行风量模拟，直到此支路的风量达到原设计风量的要求；并保存当支路模拟风量达到设计风量时阀门开度数据和此支路的风量结果数据。所述的等腰三角板进行几何建模的具体过程为：根据等腰三角板尺寸和参数进行几何建模，等腰三角板个数为n-1个，每两个等腰三角板顶角的距离为集气罩罩口长度/n；其它边界条件和求解参数保持不变；并通过数值模拟软件对收集系统进行风量模拟，并保存此集气罩的风量结果数据；所述的调整等腰三角板尺寸的具体过程为：调整等腰三角板尺寸，减小等腰三角板的底面与顶棱之间的高度，其它布置参数和尺寸保持不变；并重新生成等腰三角板的物理模型，并重新生成网格；其它边界条件和求解参数保持不变；并通过数值模拟软件对收集系统进行风量模拟，直到模拟的此集气罩的风量达到原设计风量的要求；并保存等腰三角板的尺寸和布置数据和此集气罩的风量结果数据。步骤一的具体过程包括以下步骤：步骤一的具体过程包括以下步骤：步骤1.1，根据工程实际状况确定挥发性有机物废气废气量和收集方式，确定挥发性有机物废气收集系统的初步设计的几何参数；步骤1.2，根据挥发性有机物废气收集系统的初步设计的几何参数进行计算机建模并生成计算网格；步骤1.3，读入已经建立好的网格，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高挥发性有机物废气收集系统收集效率的方法，该方法包括挥发性有机物废气收集系统，所述的挥发性有机物废气收集系统包括主风管和若干支路，支路分别与主风管相连通，每个支路上包括若干集气罩，集气罩分别与支路相连通；所述的集气罩包括两端开放罩体和两端开放的罩口，罩体的一端与支路相连通，罩体的另一端与罩口的一端相连通，罩口的另一端的截面面积大于罩口与罩体相连的一端的截面面积；所述的罩口包括绕着周向依次首尾相连的第一梯形侧壁、第一矩形侧壁、第二梯形侧壁和第二矩形侧壁，第一梯形侧壁和第二梯形侧壁平行设置且为结构相同的等腰梯形结构，第一矩形侧壁和第二矩形侧壁结构相同且分别与第一梯形侧壁和第二梯形侧壁的侧棱相连；其特征在于，该方法通过数值模拟法确定支路上的调节阀的阀门开度，该方法通过数值模拟法确定等腰三角板底面到顶棱的高度；然后根据数值模拟法的结果在所述支路增加调节阀；根据数值模拟法的结果在在所述的集气罩罩口增加等腰三角板；所述的等腰三角板为三棱柱体结构，所述的等腰三角板包括结构相同且平行设置的第一端面和第二端面，还包括结构相同且通过顶棱相连的第一等腰面和第二等腰面，第一等腰面和第二等腰面分别与底面之间通过底棱相连；第一端面和第二端面分别垂直设置在第一等腰面、第二等腰面和底面的两端；将集气罩底面沿长度方向分为n等份，等分后的每个节点位置为等腰三角板的顶棱安装位置，顶棱与集气罩的第一侧壁垂直；等腰三角板的底面与集气罩底面平行；等腰三角板的底面与第一等腰面之间的夹角角度等于集气罩第一倾斜面与集气罩底面之间的夹角角度；等腰三角板的底面宽度等于集气罩底面长度/n，等腰三角板的底面长度等于集气罩底面的宽度；所述的数值模拟法按照以下步骤进行：步骤一，建立系统模型：根据所述的挥发性有机物废气收集系统的实际参数建立挥发性有机物废气收集系统模型，获得挥发性有机物废气收集系统管道内部流场的数值解；步骤二，检验各支路管道模拟风量；检验各支路管道的模拟风量与设计风量之间的偏差是否达到设计风量的要求，当模拟风量与设计风量之间的偏差小于1％时，满足设计风量的要求，当各支路中至少一条支路未达到设计风量的要求时，执行步骤三和步骤四；步骤三：在支路增加调节阀：在所述的挥发性有机物废气收集系统中确定模拟风量比设计风量小的支路，在模拟风量比设计风量小的支路上布置调节阀，阀门开度为90°；在所述的挥发性有机物废气收集系统中确定模拟风量与设计风量之间的正偏差最大的支路，在正偏差最大的支路上布置调节阀；并对调节阀进行几何建模，调整调节阀的阀门开度；然后在其它支路上布置调节阀；并采用相同的方式对调节阀进行几何建模，调整调节阀的阀门开度；步骤四：在集气罩罩口增设等腰三角板：在经过步骤三处理后的挥发性有机物废气收集系统中，确定模拟风量与设计风量之间的偏差最大的集气罩，在偏差最大的集气罩罩口处设置等腰三角板；对等腰三角板进行几何建模，然后调整等腰三角板尺寸；然后在其它集气罩罩口布置等腰三角板；并采用相同的方式对等腰三角板进行几何建模，调整等腰三角板的底面与顶棱之间的距离。...

【技术特征摘要】
1.一种提高挥发性有机物废气收集系统收集效率的方法，该方法包括挥发性有机物废气收集系统，所述的挥发性有机物废气收集系统包括主风管和若干支路，支路分别与主风管相连通，每个支路上包括若干集气罩，集气罩分别与支路相连通；所述的集气罩包括两端开放罩体和两端开放的罩口，罩体的一端与支路相连通，罩体的另一端与罩口的一端相连通，罩口的另一端的截面面积大于罩口与罩体相连的一端的截面面积；所述的罩口包括绕着周向依次首尾相连的第一梯形侧壁、第一矩形侧壁、第二梯形侧壁和第二矩形侧壁，第一梯形侧壁和第二梯形侧壁平行设置且为结构相同的等腰梯形结构，第一矩形侧壁和第二矩形侧壁结构相同且分别与第一梯形侧壁和第二梯形侧壁的侧棱相连；其特征在于，该方法通过数值模拟法确定支路上的调节阀的阀门开度，该方法通过数值模拟法确定等腰三角板底面到顶棱的高度；然后根据数值模拟法的结果在所述支路增加调节阀；根据数值模拟法的结果在在所述的集气罩罩口增加等腰三角板；所述的等腰三角板为三棱柱体结构，所述的等腰三角板包括结构相同且平行设置的第一端面和第二端面，还包括结构相同且通过顶棱相连的第一等腰面和第二等腰面，第一等腰面和第二等腰面分别与底面之间通过底棱相连；第一端面和第二端面分别垂直设置在第一等腰面、第二等腰面和底面的两端；将集气罩底面沿长度方向分为n等份，等分后的每个节点位置为等腰三角板的顶棱安装位置，顶棱与集气罩的第一侧壁垂直；等腰三角板的底面与集气罩底面平行；等腰三角板的底面与第一等腰面之间的夹角角度等于集气罩第一倾斜面与集气罩底面之间的夹角角度；等腰三角板的底面宽度等于集气罩底面长度/n，等腰三角板的底面长度等于集气罩底面的宽度；所述的数值模拟法按照以下步骤进行：步骤一，建立系统模型：根据所述的挥发性有机物废气收集系统的实际参数建立挥发性有机物废气收集系统模型，获得挥发性有机物废气收集系统管道内部流场的数值解；步骤二，检验各支路管道模拟风量；检验各支路管道的模拟风量与设计风量之间的偏差是否达到设计风量的要求，当模拟风量与设计风量之间的偏差小于1％时，满足设计风量的要求，当各支路中至少一条支路未达到设计风量的要求时，执行步骤三和步骤四；步骤三：在支路增加调节阀：在所述的挥发性有机物废气收集系统中确定模拟风量比设计风量小的支路，在模拟风量比设计风量小的支路上布置调节阀，阀门开度为90°；在所述的挥发性有机物废气收集系统中确定模拟风量与设计风量之间的正偏差最大的支路，在正偏差最大的支路上布置调节阀；并对调节阀进行几何建模，调整调节阀的阀门开度；然后在其它支路上布置调节阀；并采用相同的方式对调节阀进行几何建模，调整调节阀的阀门开度；步骤四：在集气罩罩口增设等腰三角板：在经过步骤三处理后的挥发性有机物废气收集系统中，确定模拟风量与设计风量之间的偏差最大的集气罩，在偏差最大的集气罩罩口处设置等腰三角板；对等腰三角板进行几何建模，然后调整等腰三角板尺寸；然后在其它集气罩罩口布置等腰三角板；并采用相同的方式对等腰三角板进行几何建模，调整等腰三角板的底面与顶棱之间的距离。2.如权利要求1所述的一种提高挥发性有机物废气收集系统收集效率的方法，其特征在于，所述的调节阀进行几何建模的具体过程为：根据所选调节阀尺寸和参数进行几何建模，阀门开度为90°；其它边界条件和求解参数保持不变，并通过数值模拟软件对挥发性有机物废气收集系统进行风量模拟，并保存此支路的风量结果数据；所述的调整调节阀的阀门开度的具体过程为：调节阀的阀门开度，并重新生...

【专利技术属性】
技术研发人员：党小庆，李世杰，黄准，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61