一种垃圾物料配伍优化方法技术

本申请涉及垃圾物料处置技术领域，提供一种垃圾物料配伍优化方法，通过获取垃圾物料的兼容性规则和影响兼容性的属性信息，生成至少一个兼容性矩阵，获取当前系统时间和各个垃圾物料的入库时间，确定各个垃圾物料存放时间，结合存放时间和兼容性矩阵，以垃圾物料的配伍量为优化变量，建立时间函数，根据时间函数、热值函数、总质量函数以及至少一种元素限值函数，生成目标函数并构建配伍模型，以确定目标物料中各垃圾物料的配伍量，得到当前的配伍方案。可见，本申请通过建立时间函数，并结合时间函数构建目标函数，以使在确定配伍方案时，入库时间久的垃圾物料被选择参与配伍可能性增加，有利于存放时间久的垃圾物料被提前处置，减少安全隐患。减少安全隐患。减少安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾物料配伍优化方法


[0001]本申请涉及垃圾物料处置
，具体涉及一种垃圾物料配伍优化方法。

技术介绍

[0002]当前处置垃圾物料常用的方法包括焚烧和填埋，其中，焚烧是将垃圾物料置于焚烧窑炉内，利用窑内的高温和足够的氧气环境，使得垃圾物料中的有机物质被氧化分解，有效降低垃圾物料体积和实现垃圾物料无害化。
[0003]在焚烧工艺中，垃圾物料的配伍是关键环节，垃圾物料配伍是指为了达到入窑处置的垃圾物料成分稳定可控、均匀和平衡燃烧的目的，对所收集的成分复杂和形态各异的各类别垃圾物料进行理化性质分析，并根据分析结果确定不同垃圾物料的配重，形成混合方案，按照该方案形成目标物料的过程。
[0004]现有技术中，通过获取垃圾物料的基本属性，以目标物料的热值最大、总质量最大和有害元素含量最小为目标，构建多目标模型，计算每种物料的配伍量，根据配伍量进行配伍。然而，垃圾物料的贮存时间越久，越容易引发环境污染事故或者安全生产事故，上述方式从经济效益和每次焚烧安全稳定的角度建立配伍模型，未考虑到垃圾物料的存放时间，不利于焚烧处理厂长久的安全稳定。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种垃圾物料配伍优化方法，以解决现有的方法，未考虑到垃圾物料的存放时间，导致存在安全隐患的问题。
[0006]本申请公开了一种垃圾物料配伍优化方法，包括获取每个垃圾物料的单位热值和各成分含量，根据所述单位热值和所述各成分含量，以垃圾物料的配伍量为优化变量，建立热值函数、总质量函数和元素限值函数，所述热值函数用于表示目标物料的单位热值，所述总质量函数用于表示目标物料的总质量，所述元素限值函数用于表示目标物料中对应元素的含量，其中，还包括：
[0007]获取垃圾物料的兼容性规则和影响兼容性的属性信息，以及，根据所述兼容性规则和影响兼容性的属性信息，确定互不兼容垃圾物料，生成至少一个兼容性矩阵；
[0008]获取当前系统时间和各个垃圾物料的入库时间，根据所述入库时间和所述当前系统时间，确定各个垃圾物料的存放时间；
[0009]结合所述存放时间和所述兼容性矩阵，以垃圾物料的配伍量为优化变量，建立时间函数；
[0010]根据所述时间函数、所述热值函数、所述总质量函数以及至少一种所述元素限值函数，生成目标函数并构建配伍模型，以及，求解所述配伍模型，以确定目标物料中各垃圾物料的配伍量，得到当前的配伍方案。
[0011]可选的，所述时间函数采用以下数学模型：T
·
B
·
X
T
，其中，T为[t1，,t2，,...，...,t
n
]，t
i
表示第i个垃圾物料的存放时间，B为兼容性矩阵，X为[x1，,x2，,...，...,x
n
]，x
i
表示
第i个垃圾物料的配伍量，i＝1,2，
…
，n。
[0012]可选的，所述根据所述时间函数、所述热值函数、所述总质量函数以及至少一种所述元素限值函数，生成目标函数并构建配伍模型，包括：
[0013]利用时间函数、热值函数和总质量函数相乘，得到第一相乘函数；
[0014]利用一种元素限值函数或多种元素限值函数相乘，得到第二相乘函数；
[0015]利用所述第一相称函数和所述第二相乘函数的比值，建立目标函数，以及，以所述目标函数最大为目标构建配伍模型。
[0016]可选的，所述兼容性矩阵为对角矩阵，所述对角矩阵中对角线元素的取值用于判断各个垃圾物料是否被选择参加本次配伍，所述兼容性矩阵采用以下模型：
[0017][0018]式中，b
i
为第i个垃圾物料代表的对角线元素取值，取值为0表示未选择参加此次配伍，取值为1表示选择参加此次配伍。
[0019]可选的，所述影响兼容性的属性信息包括pH值和垃圾物料类别，所述兼容性矩阵包括pH兼容性矩阵和垃圾物料类别兼容性矩阵。
[0020]可选的，还包括：
[0021]获取焚烧窑的允许焚烧重量，以及，根据允许焚烧重量生成配伍量约束条件，用以构建配伍模型，所述配伍量约束条件表示为：
[0022][0023]sum(B
·
X
T
)≤W
threshold
；
[0024]式中，X为[x1，,x2，,...，...,x
n
]，x
i
表示第i个垃圾物料的配伍量，i＝1,2，
…
，n，为第i个垃圾物料的库存量，B为兼容性矩阵，W
threshold
为允许焚烧重量。
[0025]可选的，还包括：
[0026]获取焚烧窑的炉内温度，根据所述炉内温度确定目标物料的建议热值，根据所述建议热值和各个垃圾物料的单位热值，确定热值约束条件，用以构建配伍模型，所述热值约束条件表示为：
[0027][0028]式中，各个垃圾物料的单位热值为Q＝[q1,q2,......,q
n
]，q
i
表示第i个垃圾物料的单位热值，Δq为在建议热值基础上允许浮动的范围。
[0029]可选的，还包括：
[0030]获取元素限值规则，根据所述元素限值规则和各个垃圾物料的各成分含量，确定元素限值约束条件，用以构建配伍模型，所述元素限值约束条件包括含钾率约束条件、含钠率约束条件、含硫率约束条件、含磷率约束条件、含氯率约束条件、含氟率约束条件、含溴率
约束条件、含碘率约束条件、含锌率约束条件、含铅率约束条件、含铬率约束条件、含汞率约束条件、含镉率约束条件、含砷率约束条件、含铜率约束条件、含水分约束条件、含灰分约束条件、含钾钠约束条件、含硫氯约束条件、含卤素约束条件、含重金属约束条件和含汞砷约束条件中的至少一种。
[0031]可选的，所述求解所述配伍模型，以确定目标物料中各垃圾物料的配伍量，得到当前的配伍方案，包括：
[0032]利用基于数学的规划方法或基于遗传算法，对配伍模型进行求解；
[0033]预设求解的收敛条件，如果在收敛条件内完成求解，则输出当前配伍方案；
[0034]如果在收敛条件内未找到最优解，则根据当前指标情况，调整配伍方案，所述当前指标情况包括当前配伍的重量、配伍后的热值和每个元素的含量，所述调整配伍方案包括增加燃料以满足热值和更换兼容性矩阵。
[0035]可选的，还包括：获取每个垃圾物料的属性信息中的闪点、灰熔点和水分，判断垃圾物料的属性信息和对应的预设阈值的大小，如果存在某一属性不符合条件，则删除对应垃圾物料的数据，以使该垃圾物料不参与本次配伍。
[0036]由以上技术方案可知，本申请提供的一种垃圾物料配伍优化方法，通过获取垃圾物料的兼容性规则和影响兼容性的属性信息，生成至少一个兼容性矩阵，获取当前系统时间和各个垃圾物料的入库时间，根据所述入库时间和所述当前系统时间，确定各个垃圾物料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垃圾物料配伍优化方法，包括：获取每个垃圾物料的单位热值和各成分含量，根据所述单位热值和所述各成分含量，以垃圾物料的配伍量为优化变量，建立热值函数、总质量函数和元素限值函数，所述热值函数用于表示目标物料的单位热值，所述总质量函数用于表示目标物料的总质量，所述元素限值函数用于表示目标物料中对应元素的含量，其特征在于，还包括：获取当前系统时间和各个垃圾物料的入库时间，根据所述入库时间和所述当前系统时间，确定各个垃圾物料的存放时间；获取垃圾物料的兼容性规则和影响兼容性的属性信息，以及，根据所述兼容性规则和影响兼容性的属性信息，确定互不兼容垃圾物料，生成至少一个兼容性矩阵；结合所述存放时间和所述兼容性矩阵，以垃圾物料的配伍量为优化变量，建立时间函数；根据所述时间函数、所述热值函数、所述总质量函数以及至少一种所述元素限值函数，生成目标函数并构建配伍模型，以及，求解所述配伍模型，以确定目标物料中各垃圾物料的配伍量，得到当前的配伍方案。2.根据权利要求1所述的一种垃圾物料配伍优化方法，其特征在于，所述时间函数采用以下数学模型：T
·
B
·
X
T
，其中，T为[t1，,t2，,...，...,t
n
]，t
i
表示第i个垃圾物料的存放时间，B为兼容性矩阵，X为[x1，,x2，,...，...,x
n
]，x
i
表示第i个垃圾物料的配伍量，i＝1,2，
…
，n。3.根据权利要求1所述的一种垃圾物料配伍优化方法，其特征在于，所述根据所述时间函数、所述热值函数、所述总质量函数以及至少一种所述元素限值函数，生成目标函数并构建配伍模型，包括：利用时间函数、热值函数和总质量函数相乘，得到第一相乘函数；利用一种元素限值函数或多种元素限值函数相乘，得到第二相乘函数；利用所述第一相称函数和所述第二相乘函数的比值，建立目标函数，以及，以所述目标函数最大为目标构建配伍模型。4.根据权利要求1所述的一种垃圾物料配伍优化方法，其特征在于，所述兼容性矩阵为对角矩阵，所述对角矩阵中对角线元素的取值用于判断各个垃圾物料是否被选择参加本次配伍，所述兼容性矩阵采用以下模型：式中，b
i
为第i个垃圾物料代表的对角线元素取值，取值为0表示未选择参加此次配伍，取值为1表示选择参加此次配伍。5.根据权利要求4所述的一种垃圾物料配伍优化方法，其特征在于，所述影响兼容性的属性信息包括pH值和垃圾物料类别，所述兼容性矩阵包括pH兼容性矩阵和垃圾物料类别兼容性矩阵。
6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶恒棣，廖婷婷，李宗平，李旭东，颜学同，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：