CN110688741A - 危险废物焚烧处置智能配伍算法 - Google Patents

危险废物焚烧处置智能配伍算法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了危险废物焚烧处置智能配伍算法。本发明中，提供了危险废物焚烧处置智能配伍算法，大大的减轻了技术人员的工作量，即使不懂配伍的人员，也能用本发明中提出的只能配伍算法做出一张可执行的配伍单，减轻了危废处置单位运营压力，同时减少了技术人员的重复工作量，提高配伍精度，实现配伍方案的精准和快速生成。

Description

危险废物焚烧处置智能配伍算法
技术领域
本发明涉及危废焚烧智能配伍相关领域，尤其涉及危险废物焚烧处置智能配伍算法。
背景技术
危险废物，特别是危险化工废物，成分复杂，形态各异，且很少分门别类，给处置带来很大的困难，焚烧可以有效破坏废物中的有毒、有害的危险废物，是实现危险废物减量化、无害化的最快捷、最有效的技术，危险废物的集中处置要害是焚烧，焚烧的要害是针对高分子废物的完全燃尽。
传统的焚烧配伍需要技术人员每天手动计算，给技术人员带来大量的重复工作量，而且配伍经常不准。
为此，我们提出了危险废物焚烧处置智能配伍算法。
发明内容
本发明的目的在于提供危险废物焚烧处置智能配伍算法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
危险废物焚烧处置智能配伍算法，包括以下步骤：
S1：以危险废物运营管理平台为支撑，系统自动获取废物库存以及化学属性数据；
S2：技术人员输入配伍量、化学属性、热值、硫、氯、氟和重金属范围；
S3：根据约束条件列出方程；
S4：选择一个接近函数f(x)零点的x0,计算相应的f(x0)和切线斜f'(x0)；
S5：计算穿过点(x0,f(x0))且斜率为f'(x0)的直线方程和x轴的交点的x的坐标，并根据计算求出的解循环S4和S5的计算；
S6:循环maxn次得到方程的解；
S7：结束。
优选地，所述S2中技术人员设置输入配伍总量Z、适当的化学属性范围、热值QmaxQmin、硫SmaxSmin、氯ClmaxClmin、氟FmaxFmin、重金属HmcmaxHmcmin，将废物配伍量作为变量X1X2X3…Xn，废物的重量为常量A1A2A3…An，废物的化学属性为常量Q1Q2Q3…Qn、S1S2S3…Sn、Cl1Cl2Cl3…Cln、F1F2F3…Fn。
优选地，所述S3中的约束条件包括以下条件：
a、废物配伍量必须小于废物重量X1<X1、X2<A2、X3<A3、......、Xn<An；
b、配伍总量小于设置料坑量：X1+X2+X3+......+Xn<Z；
c、废物加权平均化学属性小于等于高限：
Figure BDA0002199140820000021
化简得到
X1*(Q1-Qmax)+X2*(Q2-Qmax)+X3*(Q3-Qmax)+.....+Xn*(Qn-Qmax)<0、
Figure BDA0002199140820000022
化简得到
X1*(S1-Smax)+X2*(S2-Smax)+X3*(S3-Smax)+…+Xn*(Sn-Smax)<0、
Figure BDA0002199140820000023
化简得到
X1*(Cl1-Clmax)+X2*(Cl2-Clmax)+X3*(Cl3-Clmax)…+Xn*(Cln-Clmax)<0、
Figure BDA0002199140820000031
化简得到
X1*(F1-Fmax)+X2*(F2-Fmax)+X3*(F3-Fmax)+…+Xn*(Fn-Fmax)<0、
Figure BDA0002199140820000032
化简得到
X1*(Hmc1-Hmcmax)+X2*(Hmc2-Hmcmax)+X3*(Hmc3-Hmcmax)+…+Xn*(Hmcn-Hmcmax)<0；
d、每条配伍量大于0：X1>0、X2>0、X3>0、…、Xn>0；
e、废物化学属性大于低限：
Figure BDA0002199140820000033
化简得到
X1*(Q1-Qmax)+X2*(Q2-Qmax)+X3*(Q3-Qmax)+…+Xn*(Qn-Qmax)>0、
Figure BDA0002199140820000034
化简得到
X1*(S1-Smax)+X2*(S2-Smax)+X3*(S3-Smax)+…+Xn*(Sn-Smax)>0、
化简得到X1*(Cl1-Clmax)+X2*(Cl2-Clmax)+X3*(Cl3-Clmax)+…+Xn*(Cln-Clmax)>0、
Figure BDA0002199140820000036
化简得到
X1*(F1-Fmax)+X2*(F2-Fmax)+X3*(F3-Fmax)+…+Xn*(Fn-Fmax)>0、
Figure BDA0002199140820000037
化简得到
X1*(Hmc1-Hmcmax)+X2*(Hmc2-Hmcmax)+X3*(Hmc3-Hmcmax)+...+Xn*(Hmcn-Hmcmax)>0。
优选地，根据所述约束条件列出一组方程，利用迭代求解方程的牛顿迭代法求出目标函数的最优解，即为每个废物品种的配伍量。
优选地，所述配伍属性的计算公式为：
Figure BDA0002199140820000041
Figure BDA0002199140820000042
Figure BDA0002199140820000043
Figure BDA0002199140820000045
与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明中，提供了危险废物焚烧处置智能配伍算法，大大的减轻了技术人员的工作量，即使不懂配伍的人员，也能用本发明中提出的只能配伍算法做出一张可执行的配伍单，减轻了危废处置单位运营压力，同时减少了技术人员的重复工作量，提高配伍精度，实现配伍方案的精准和快速生成。
附图说明
图1为本发明提出的危险废物焚烧处置智能配伍算法的算法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
参照图1，本发明还提出了危险废物焚烧处置智能配伍算法，包括以下步骤：
S1：以危险废物运营管理平台为支撑，系统自动获取废物库存以及化学属性数据；
S2：技术人员输入配伍量、化学属性、热值、硫、氯、氟和重金属范围；
S3：根据约束条件列出方程；
S4：选择一个接近函数f(x)零点的x0,计算相应的f(x0)和切线斜f'(x0)；
S5：计算穿过点(x0,f(x0))且斜率为f'(x0)的直线方程和x轴的交点的x的坐标，并根据计算求出的解循环S4和S5的计算；
S6:循环maxn次得到方程的解；
S7：结束。
其中，所述S2中技术人员设置输入配伍总量Z、适当的化学属性范围、热值QmaxQmin、硫SmaxSmin、氯ClmaxClmin、氟FmaxFmin、重金属HmcmaxHmcmin，将废物配伍量作为变量X1X2X3…Xn，废物的重量为常量A1A2A3…An，废物的化学属性为常量Q1Q2Q3…Qn、S1S2S3…Sn、Cl1Cl2Cl3…Cln、F1F2F3…Fn。
其中，所述S3中的约束条件包括以下条件：
a、废物配伍量必须小于废物重量X1<X1、X2<A2、X3<A3、......、Xn<An；
b、配伍总量小于设置料坑量：X1+X2+X3+......+Xn<Z；
c、废物加权平均化学属性小于等于高限：
化简得到X1*(Q1-Qmax)+X2*(Q2-Qmax)+X3*(Q3-Qmax)+.....+Xn*(Qn-Qmax)<0、
化简得到X1*(S1-Smax)+X2*(S2-Smax)+X3*(S3-Smax)+…+Xn*(Sn-Smax)<0、
Figure BDA0002199140820000053
化简得到X1*(Cl1-Clmax)+X2*(Cl2-Clmax)+X3*(Cl3-Clmax)…+Xn*(Cln-Clmax)<0、
化简得到X1*(F1-Fmax)+X2*(F2-Fmax)+X3*(F3-Fmax)+…+Xn*(Fn-Fmax)<0、
Figure BDA0002199140820000062
化简得到X1*(Hmc1-Hmcmax)+X2*(Hmc2-Hmcmax)+X3*(Hmc3-Hmcmax)+…+Xn*(Hmcn-Hmcmax)<0；
d、每条配伍量大于0：X1>0、X2>0、X3>0、…、Xn>0；
e、废物化学属性大于低限：
化简得到X1*(Q1-Qmax)+X2*(Q2-Qmax)+X3*(Q3-Qmax)+…+Xn*(Qn-Qmax)>0、
化简得到X1*(S1-Smax)+X2*(S2-Smax)+X3*(S3-Smax)+…+Xn*(Sn-Smax)>0、
Figure BDA0002199140820000065
化简得到X1*(Cl1-Clmax)+X2*(Cl2-Clmax)+X3*(Cl3-Clmax)+…+Xn*(Cln-Clmax)>0、
Figure BDA0002199140820000066
化简得到X1*(F1-Fmax)+X2*(F2-Fmax)+X3*(F3-Fmax)+…+Xn*(Fn-Fmax)>0、
Figure BDA0002199140820000067
化简得到X1*(Hmc1-Hmcmax)+X2*(Hmc2-Hmcmax)+X3*(Hmc3-Hmcmax)+...+Xn*(Hmcn-Hmcmax)>0。
其中，根据所述约束条件列出一组方程，利用迭代求解方程的牛顿迭代法求出目标函数的最优解，即为每个废物品种的配伍量。
其中，所述配伍属性的计算公式为：
Figure BDA0002199140820000071
Figure BDA0002199140820000072
Figure BDA0002199140820000073
Figure BDA0002199140820000074
Figure BDA0002199140820000075
本发明中，使用本发明提供的智能配伍算法前，需要技术人员根据焚烧炉的实际运行情况，设置配伍基本参数，包括焚烧量、盐含量、灰渣洗漱、液碱浓度、灰分、热值、硫、氯、氟、重金属等，这些属性一般设置好就不再变动；使用本发明提供的智能配伍算法时：第一步，选择配伍日期，系统自动带预设号的配伍参数，技术人员根据生产需要对参数进行调整；第二步，点击配伍单生成按钮，一键生成配伍单；生成配伍单后，如技术人员对该配伍单不满意或者仓库有废物需要尽快处理，可以对配伍单微调。配伍单完成后，即可打印，交给工人作业。
测试案例：
1、设置配伍量位76吨，热值3600～3900，硫<5％，氯<5％，氟<0％。
采用智能配伍算法输出结果为：
配伍废物参数：热值3600.0114kcal/kg、硫0.0069％、氯2.6088％、氟0％、已测重金属总量0.0407％；
当日预计消耗：天然气0m3、液碱7.8848吨、尿素0.008吨、缓蚀阻垢剂0.007吨、杀菌剂0.0035m3、木屑0吨、活性炭0.3吨、消石灰0.375吨、蒸煮后的医废4吨；
当日新生废物：灰渣9.95吨、高盐废水69.28吨。
技术人员手动配伍结果为：
配伍废物参数：热值3838.5103kcal/kg、硫0.4757％、氯5.838％、氟0.139％、已测重金属总量0.0533％；
当日预计消耗：天然气0m3、液碱21.5367吨、尿素0.008吨、缓蚀阻垢剂0.007吨、杀菌剂0.0035m3、木屑0吨、活性炭0.3吨、消石灰0.375吨、蒸煮后的医废4吨；
当日新生废物：灰渣18.18吨、高盐废水192.62吨。
2、设置配伍量位104吨，热值2600～3000，硫<2％，氯1～3％，氟<0％。
采用智能配伍算法输出结果为：
配伍废物参数：热值2600.0005kcal/kg、硫0.3841％、氯1.893％、氟0％、已测重金属总量0.0519％；
当日预计消耗：天然气3404.6469m3、液碱8.2487吨、尿素0.008吨、缓蚀阻垢剂0.007吨、杀菌剂0.0035m3、木屑0吨、活性炭0.3吨、消石灰0.375吨、蒸煮后的医废4吨；
当日新生废物：灰渣13.5吨、高盐废水77.18吨。
技术人员手动配伍结果为：
配伍废物参数：热值3373.5961kcal/kg、硫0.3288％、氯4.1407％、氟0％、已测重金属总量0.0483％；
当日预计消耗：天然气0m3、液碱14.6334吨、尿素0.008吨、缓蚀阻垢剂0.007吨、杀菌剂0.0035m3、木屑0吨、活性炭0.3吨、消石灰0.375吨、蒸煮后的医废4吨；
当日新生废物：灰渣7.71吨、高盐废水132.52吨。
经过对比可以看出智能配伍算法输出结果全部满足限制条件，且只速度很快，而技术人员花费较长时间制备的配伍单仍有数项指标是不符合限制条件的，因此，本发明提供的危险废物焚烧处置智能配伍算法大大的减轻了技术人员的工作量，同时减少了技术人员的重复工作量，提高配伍精度，实现配伍方案的精准和快速生成。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.危险废物焚烧处置智能配伍算法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：以危险废物运营管理平台为支撑，系统自动获取废物库存以及化学属性数据；
S2：技术人员输入配伍量、化学属性、热值、硫、氯、氟和重金属范围；
S3：根据约束条件列出方程；
S4：选择一个接近函数f(x)零点的x0,计算相应的f(x0)和切线斜f'(x0)；
S5：计算穿过点(x0,f(x0))且斜率为f'(x0)的直线方程和x轴的交点的x的坐标，并根据计算求出的解循环S4和S5的计算；
S6:循环maxn次得到方程的解；
S7：结束。
2.根据权利要求1所述的危险废物焚烧处置智能配伍算法，其特征在于，所述S2中技术人员设置输入配伍总量Z、适当的化学属性范围、热值QmaxQmin、硫SmaxSmin、氯ClmaxClmin、氟FmaxFmin、重金属HmcmaxHmcmin，将废物配伍量作为变量X1X2X3…Xn，废物的重量为常量A1A2A3…An，废物的化学属性为常量Q1Q2Q3…Qn、S1S2S3…Sn、Cl1Cl2Cl3…Cln、F1F2F3…Fn。
3.根据权利要求1所述的危险废物焚烧处置智能配伍算法，其特征在于，所述S3中的约束条件包括以下条件：
a、废物配伍量必须小于废物重量X1<X1、X2<A2、X3<A3、......、Xn<An；
b、配伍总量小于设置料坑量：X1+X2+X3+......+Xn<Z；
c、废物加权平均化学属性小于等于高限：
化简得到
X1*(Q1-Qmax)+X2*(Q2-Qmax)+X3*(Q3-Qmax)+.....+Xn*(Qn-Qmax)<0、
Figure FDA0002199140810000022
化简得到
X1*(S1-Smax)+X2*(S2-Smax)+X3*(S3-Smax)+…+Xn*(Sn-Smax)<0、
Figure FDA0002199140810000023
化简得到
X1*(Cl1-Clmax)+X2*(Cl2-Clmax)+X3*(Cl3-Clmax)…+Xn*(Cln-Clmax)<0、
Figure FDA0002199140810000024
化简得到
X1*(F1-Fmax)+X2*(F2-Fmax)+X3*(F3-Fmax)+…+Xn*(Fn-Fmax)<0、
Figure FDA0002199140810000025
化简得到
X1*(Hmc1-Hmcmax)+X2*(Hmc2-Hmcmax)+X3*(Hmc3-Hmcmax)+…+Xn*(Hmcn-Hmcmax)<0；
d、每条配伍量大于0：X1>0、X2>0、X3>0、…、Xn>0；
e、废物化学属性大于低限：
Figure FDA0002199140810000026
化简得到
X1*(Q1-Qmax)+X2*(Q2-Qmax)+X3*(Q3-Qmax)+…+Xn*(Qn-Qmax)>0、
Figure FDA0002199140810000027
化简得到
X1*(S1-Smax)+X2*(S2-Smax)+X3*(S3-Smax)+…+Xn*(Sn-Smax)>0、
Figure FDA0002199140810000028
化简得到
X1*(Cl1-Clmax)+X2*(Cl2-Clmax)+X3*(Cl3-Clmax)+…+Xn*(Cln-Clmax)>0、
Figure FDA0002199140810000031
化简得到
X1*(F1-Fmax)+X2*(F2-Fmax)+X3*(F3-Fmax)+…+Xn*(Fn-Fmax)>0、
Figure FDA0002199140810000032
化简得到
X1*(Hmc1-Hmcmax)+X2*(Hmc2-Hmcmax)+X3*(Hmc3-Hmcmax)+...+Xn*(Hmcn-Hmcmax)>0。
4.根据权利要求1所述的危险废物焚烧处置智能配伍算法，其特征在于，根据所述约束条件列出一组方程，利用迭代求解方程的牛顿迭代法求出目标函数的最优解，即为每个废物品种的配伍量。
5.根据权利要求1所述的危险废物焚烧处置智能配伍算法，其特征在于，所述配伍属性的计算公式为：
Figure FDA0002199140810000033
Figure FDA0002199140810000034
Figure FDA0002199140810000035
Figure FDA0002199140810000036
Figure FDA0002199140810000037
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