一种适用于次氯酸电解控制模型的估算方法转让专利

申请号 : CN201710520878.1

文献号 : CN107326388B

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相似专利:

发明人 : 江春波雷扬华

申请人 : 北京瑞和益生科技有限公司

权利要求 :

1.一种适用于次氯酸电解控制模型的估算方法,其特征在于:估算方法的具体步骤如下:I、建立模型:

ACC=ai,fCx+bi,f

其中:ACC——电解HClO的有效氯浓度,mg/L

Cx——电解质浓度,ppm

ai,f,bi,f——参数

i——工作电流参数(i=5,6,7,8,9,10,11,12,13,15)f——电解质溶液浓度参数(f=675,900,1125,1350,1575,1800)ai,f=ciC+di,

bi,f=eiC+gi,

其中:ci,di,ei,gi——参数

i——工作电流参数(i=5,6,7,8,9,10,11,12,13,15)f——电解质溶液浓度参数(f=675,900,1125,1350,1575,1800)得到ci、di、ei、gi值,对这四个参数分别以电压U作为自变量进行指数分析,得:ci=wehU

di=menU

ei=peqU

gi=resU

其中:U——电解工作电压V,

W,h,m,n,p,q,r,s——参数

ai,f=wehU C+menU

bi,f=peqU C+resU

为了减小实际误差,结合电解槽测得的实际数值,推算出如下函数关系:ACC=K1*(K2+K3*C)*K4^(K5*M*N*I*S)+K6*((K7-K8*(B*L))^K9)*K10^(K11*M*N*I*S)+K12*C*K13^(K14*M*N*I*S)+K15*K16^(K17*M*N*I*S)+K18*LOG10(K19*T)+K20*LOG10(K21*T)*K22^(K23*M*N*I*S)+K24*C^K25+K26*(B*L)^K27+K28+ACC0       (1)其中,ACC:电解HClO的有效氯浓度,mg/L;C:电解质氯离子浓度mg/L;T:温度℃;L:总流量L/min;I:电解总电流A;B:酸占比;M:电极板老化系数;N:离子膜老化系数;S:电极板有效总面积cm2;ACC0:电解质原ACC值;K1……K28为方程系数;

同理可得:pH=J1*M*N*I*S*log10(J2-J3*B*L)+J4*Log10(J5+J6*C)*Ln(J7-J8*B*L)+J9*M*N*I*S*Log10(J10-J11*B*L)+J12*Ln(J13-J14*B*L)+J15*Log10(J16+J17*C)+J18*Log10(J19+J20*T)+J21*Log10(J22+J23*T)*Ln(J24+J25*M*N*I*S)+J26+pH0     (2)其中,pH:氢离子浓度指数;C:电解质氯离子浓度mg/L;T:温度℃;L:总流量L/min;I:电解总电流A;B:酸占比;M:电极板老化系数;N:离子膜老化系数;S:电极板有效总面积cm2;

pH0:电解质原pH值;J1……J26为方程系数;

ORP=P1*C*(B*L)^P2+P3*C*Ln(1+P4*M*N*I^P5*S)+P6*C+P7*Ln(1+P8*M*N*I^P9*S)+P10*Log10(P11+P12*T)+P13*log10(P14+P15*T)*Ln(1+P16*M*N*I^P17*S)+P18*I^P19+P20*(B*L)^P21+P22+ORP0                (3)其中,ORP:氧化还原电位;C:电解质氯离子浓度mg/L;T:温度℃;L:总流量L/min;I:电解总电流A;B:酸占比;M:电极板老化系数;N:离子膜老化系数;S:电极板有效总面积cm2;

ORP0:电解质原ORP值;P1……P22为方程系数;

Ⅱ、方程系数的率定:

根据次氯酸电解实际情况,对模型中的系数J、K、P三个系列系数进行率定,确保上述模型拥有较高的精度;

方程系数的率定具体通过设备自带的电导率传感器读取电解质氯离子浓度C、温度传感器读取T、流量传感器读取各个管道流量数据,汇总总流量L、流量传感器读取电解槽酸碱出水流量,测算出酸占比B、电解电源反馈电解电流I、系统通过累计工作时间测算电极板老化系数M、系统通过累计工作时间测算离子膜老化系数N;

III、电解次氯酸产物指标估算:

将采集的历史数据代入模型(1)、(2)、(3),采用最小二乘法计算出模型的J、K、P三个系列系数值,得到电解次氯酸(HClO)产物各项指标。

说明书 :

一种适用于次氯酸电解控制模型的估算方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种估算方法,尤其涉及一种适用于次氯酸电解控制模型的估算方法。

背景技术

[0002] 制备次氯酸(HClO)溶液就是用普通自来水经过预处理之后加入一定量的氯化物,通入阴阳极之间设有离子交换膜的电解槽中,当外加一定电流电压时在阳极、阴极分别发生电极反应,使阳极室中水的氢离子浓度指数(PH,以下简称PH)、氧化还原电位(ORP,以下简称ORP)及有效氯浓度(ACC,以下简称ACC)值发生改变。
[0003] 目前电解次氯酸(HClO)的产物指标影响因素主要有:电解质浓度C、电压U、电解时间t;就整个电解次氯酸(HClO)控制模型来说,影响电解指标的因素远远不止电解质浓度C、电压U、电解时间t三个因素,总体来讲,研究不够透彻,无法完整表达电解次氯酸(HClO)指标与各个影响因素之间的关系;再有就是现有的电解次氯酸(HClO)指标PH、ORP、ACC与电解质浓度C、电压U、电解时间t之间的函数关系不能精确、完整的表述电解次氯酸(HClO)指标与影响因素之间的关系;所以在实际应用函数关系的时候,往往出水实际指标与预测指标值存在一定偏差,存在出水指标不合格的现象。在电解参数控制的时候,往往都是通过设定的参数进行电解控制,无法及时自动调整电解参数值,以达到使用者的要求,因此需要一种适用于次氯酸电解控制模型的估算方法,使其出水实际指标与预测指标值基本一致,达到使用者的要求。

发明内容

[0004] 为了解决上述技术所存在的不足之处,本发明提供了一种适用于次氯酸电解控制模型的估算方法。
[0005] 为了解决以上技术问题,本发明采用的技术方案是:一种适用于次氯酸电解控制模型的估算方法,估算方法的具体步骤如下:
[0006] I、建立模型:
[0007] ACC=ai,fCx+bi,f
[0008] 其中:ACC——电解HClO的有效氯浓度,mg/L
[0009] Cx——电解质浓度,ppm
[0010] ai,f,bi,f——参数
[0011] i——工作电流参数(i=5,6,7,8,9,10,11,12,13,15)
[0012] f——电解质溶液浓度参数(f=675,900,1125,1350,1575,1800)
[0013] ai,f=ciC+di
[0014] bi,f=eiC+gi
[0015] 其中:ci,di,ei,gi——参数
[0016] i——工作电流参数(i=5,6,7,8,9,10,11,12,13,15)
[0017] f——电解质溶液浓度参数(f=675,900,1125,1350,1575,1800)
[0018] 得到ci、di、ei、gi值,对这四个参数分别以电压U作为自变量进行指数分析,得:
[0019] ci=wehU
[0020] di=menU
[0021] ei=peqU
[0022] gi=resU
[0023] 其中:U——电解工作电压V,
[0024] W,h,m,n,p,q,r,s——参数
[0025] ai,f=wehU C+menU
[0026] bi,f=peqU C+resU
[0027] 为了减小实际误差,结合电解槽测得的实际数值,推算出如下函数关系:
[0028] ACC=K1*(K2+K3*C)*K4^(K5*M*N*I*S)+K6*((K7-K8*(B*L))^K9)*K10^(K11*M*N*I*S)+K12*C*K13^(K14*M*N*I*S)+K15*K16^(K17*M*N*I*S)+K18*LOG10(K19*T)+K20*LOG10(K21*T)*K22^(K23*M*N*I*S)+K24*C^K25+K26*(B*L)^K27+K28+ACC0  (1)
[0029] 其中,ACC:电解HClO的有效氯浓度,mg/L;C:电解质氯离子浓度mg/L;T:温度℃;L:总流量L/min;I:电解总电流A;B:酸占比;M:电极板老化系数;N:离子膜老化系数;S:电极板有效总面积cm2;ACC0:电解质原ACC值;K1……K28为方程系数;
[0030] 同理可得:pH=J1*M*N*I*S*log10(J2-J3*B*L)+J4*Log10(J5+J6*C)*Ln(J7-J8*B*L)+J9*M*N*I*S*Log10(J10-J11*B*L)+J12*Ln(J13-J14*B*L)+J15*Log10(J16+J17*C)+J18*Log10(J19+J20*T)+J21*Log10(J22+J23*T)*Ln(J24+J25*M*N*I*S)+J26+pH0  (2)[0031] 其中,pH:氢离子浓度指数;C:电解质氯离子浓度mg/L;T:温度℃;L:总流量L/min;I:电解总电流A;B:酸占比;M:电极板老化系数;N:离子膜老化系数;S:电极板有效总面积cm2;pH0:电解质原pH值;J1……J26为方程系数;
[0032] ORP=P1*C*(B*L)^P2+P3*C*Ln(1+P4*M*N*I^P5*S)+P6*C+P7*Ln(1+P8*M*N*I^P9*S)+P10*Log10(P11+P12*T)+P13*log10(P14+P15*T)*Ln(1+P16*M*N*I^P17*S)+P18*I^P19+P20*(B*L)^P21+P22+ORP0  (3)
[0033] 其中,ORP:氧化还原电位;C:电解质氯离子浓度mg/L;T:温度℃;L:总流量L/min;I:电解总电流A;B:酸占比;M:电极板老化系数;N:离子膜老化系数;S:电极板有效总面积cm2;ORP0:电解质原ORP值;P1……P22为方程系数;
[0034] Ⅱ、方程系数的率定:
[0035] 根据次氯酸电解实际情况,对模型中的系数J、K、P三个系列系数进行率定,确保上述模型拥有较高的精度;
[0036] 方程系数的率定具体通过设备自带的电导率传感器读取电解质氯离子浓度C、温度传感器读取T、流量传感器读取各个管道流量数据,汇总总流量L、流量传感器读取电解槽酸碱出水流量,测算出酸占比B、电解电源反馈电解电流I、系统通过累计工作时间测算电极板老化系数M、系统通过累计工作时间测算离子膜老化系数N;
[0037] III、电解次氯酸产物指标估算:
[0038] 将采集的历史数据代入模型(1)、(2)、(3),采用最小二乘法计算出模型的J、K、P三个系列系数值,得到电解次氯酸(HClO)产物各项指标。
[0039] 本发明实现了使出水实际指标与预测指标值基本一致,达到使用者的要求,获得的电解产物指标是瞬时的,而不是当前固定不变的,对许多应用和生产具有更加重要的意义。

附图说明

[0040] 图1为为本发明的流程图。

具体实施方式

[0041] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0042] 如图1所示,本发明的具体步骤如下:
[0043] I、建立模型:
[0044] ACC=ai,fCx+bi,f
[0045] 其中:ACC——电解HClO的有效氯浓度,mg/L
[0046] Cx——电解质浓度,ppm
[0047] ai,f,bi,f——参数
[0048] i——工作电流参数(i=5,6,7,8,9,10,11,12,13,15)
[0049] f——电解质溶液浓度参数(f=675,900,1125,1350,1575,1800)
[0050] ai,f=ciC+di
[0051] bi,f=eiC+gi
[0052] 其中:ci,di,ei,gi——参数
[0053] i——工作电流参数(i=5,6,7,8,9,10,11,12,13,15)
[0054] f——电解质溶液浓度参数(f=675,900,1125,1350,1575,1800)
[0055] 得到ci、di、ei、gi值,对这四个参数分别以电压U作为自变量进行指数分析,得:
[0056] ci=wehU
[0057] di=menU
[0058] ei=peqU
[0059] gi=resU
[0060] 其中:U——电解工作电压V,
[0061] W,h,m,n,p,q,r,s——参数
[0062] ai,f=wehU C+menU
[0063] bi,f=peqU C+resU
[0064] 为了减小实际误差,结合电解槽测得的实际数值,推算出如下函数关系:
[0065] ACC=K1*(K2+K3*C)*K4^(K5*M*N*I*S)+K6*((K7-K8*(B*L))^K9)*K10^(K11*M*N*I*S)+K12*C*K13^(K14*M*N*I*S)+K15*K16^(K17*M*N*I*S)+K18*LOG10(K19*T)+K20*LOG10(K21*T)*K22^(K23*M*N*I*S)+K24*C^K25+K26*(B*L)^K27+K28+ACC0  (1)
[0066] 其中,ACC:电解HClO的有效氯浓度,mg/L;C:电解质氯离子浓度mg/L;T:温度℃;L:总流量L/min;I:电解总电流A;B:酸占比;M:电极板老化系数;N:离子膜老化系数;S:电极板有效总面积cm2;ACC0:电解质原ACC值;K1……K28为方程系数;
[0067] 同理可得:pH=J1*M*N*I*S*log10(J2-J3*B*L)+J4*Log10(J5+J6*C)*Ln(J7-J8*B*L)+J9*M*N*I*S*Log10(J10-J11*B*L)+J12*Ln(J13-J14*B*L)+J15*Log10(J16+J17*C)+J18*Log10(J19+J20*T)+J21*Log10(J22+J23*T)*Ln(J24+J25*M*N*I*S)+J26+pH0  (2)[0068] 其中,pH:氢离子浓度指数;C:电解质氯离子浓度mg/L;T:温度℃;L:总流量L/min;I:电解总电流A;B:酸占比;M:电极板老化系数;N:离子膜老化系数;S:电极板有效总面积cm2;pH0:电解质原pH值;J1……J26为方程系数;
[0069] ORP=P1*C*(B*L)^P2+P3*C*Ln(1+P4*M*N*I^P5*S)+P6*C+P7*Ln(1+P8*M*N*I^P9*S)+P10*Log10(P11+P12*T)+P13*log10(P14+P15*T)*Ln(1+P16*M*N*I^P17*S)+P18*I^P19+P20*(B*L)^P21+P22+ORP0  (3)
[0070] 其中,ORP:氧化还原电位;C:电解质氯离子浓度mg/L;T:温度℃;L:总流量L/min;I:电解总电流A;B:酸占比;M:电极板老化系数;N:离子膜老化系数;S:电极板有效总面积cm2;ORP0:电解质原ORP值;P1……P22为方程系数;
[0071] Ⅱ、方程系数的率定:
[0072] 根据次氯酸电解实际情况,对模型中的系数J、K、P三个系列系数进行率定,确保上述模型拥有较高的精度;
[0073] 方程系数的率定具体通过设备自带的电导率传感器读取电解质氯离子浓度C、温度传感器读取T、流量传感器读取各个管道流量数据,汇总总流量L、流量传感器读取电解槽酸碱出水流量,测算出酸占比B、电解电源反馈电解电流I、系统通过累计工作时间测算电极板老化系数M、系统通过累计工作时间测算离子膜老化系数N;
[0074] III、电解次氯酸(HClO)产物指标估算:
[0075] 将采集的历史数据代入模型(1)、(2)、(3),采用最小二乘法计算出模型的J、K、P三个系列系数值,得到电解次氯酸(HClO)产物各项指标。
[0076] 传统的电解次氯酸(HClO)产物指标影响因素主要有电解质浓度C、电压U、电解时间t,就整个电解次氯酸(HClO)控制模型来说,影响电解指标的因素远远不止电解质浓度C、电压U、电解时间t三个因素,总体来讲,研究不够透彻,无法完整表达电解次氯酸(HClO)指标与各个影响因素之间的关系。再有就是现有的电解次氯酸(HClO)指标PH、ORP、ACC与电解质浓度C、电压U、电解时间t之间的函数关系不能精确、完整的表述电解次氯酸(HClO)指标与影响因素之间的关系。所以在实际应用函数关系的时候,往往出水实际指标与预测指标值存在一定偏差,存在出水指标不合格的现象。在电解参数控制的时候,往往都是通过设定的参数进行电解控制,无法及时自动调整电解参数值,以达到使用者的要求。
[0077] 上述实施方式并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也均属于本发明的保护范围。