危险废弃物焚烧处置的配伍方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910290354.7 (22)申请日 2019.04.11 (71)申请人 光大环保技术研究院 （南京） 有限公 司 地址 211106 江苏省南京市江宁区苏源大 道19号九龙湖国际企业总部园B3座 （江宁开发区） 申请人 光大绿色环保管理 （深圳） 有限公司 (72)发明人 陈燕张凯吴明章鹏飞 张天琦李小乐杨凯李敏 汪浩许继云陈美园邵哲如 (74)专利代理机构 北京市磐华律师事务所 11336 代理人 董巍高伟 (51)Int.Cl. G06F 17/50(2006.0。

2、1) F23G 5/02(2006.01) (54)发明名称 一种危险废弃物焚烧处置的配伍方法 (57)摘要 本发明提供一种危险废弃物焚烧处置的配 伍方法， 所述方法包括： 获取关于物料的已知参 数； 获取关于危险废弃物焚烧系统的已知参数； 根据所述关于物料的已知参数和所述关于危险 废弃物焚烧系统的已知参数确定配伍量约束条 件、 热值约束条件、 污染排放约束条件以及相容 性约束条件， 并以日处理量作为目标函数计算每 种物料的配伍量； 根据所述配伍量进行配伍。 根 据本发明的危险废弃物焚烧处置的配伍方法将 配伍过程中需重点考虑的事项进行参数化并转 化为控制方程求解问题， 通过合理的设计快速、 合。

3、理地生成配伍方案， 实现废弃物之间的最佳搭 配。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 110175350 A 2019.08.27 CN 110175350 A 1.一种危险废弃物焚烧处置的配伍方法， 其特征在于， 所述方法包括： 获取关于物料的已知参数， 所述关于物料的已知参数包括每种物料的库存量、 热值， 以 及每种物料中各成分的含量； 获取关于危险废弃物焚烧系统的已知参数， 所述关于危险废弃物焚烧系统的已知参数 包括焚烧炉的热负荷、 设计天数、 焚烧系统的日处理量， 以及设计燃料的发热量， 和设计燃 料中各成分的含量； 根据所述关于物料的已知参数和所述关于危险废弃物焚烧系统的已知。

4、参数确定配伍 量约束条件、 热值约束条件、 污染排放约束条件以及相容性约束条件， 并以所述日处理量作 为目标函数计算每种物料的配伍量； 根据所述配伍量进行配伍。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述每种物料中各成分的含量和所述设计 燃料中各成分的含量分别包括： 酸性污染物、 磷、 重金属以及互不相容的物质的含量。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述配伍量约束条件包括： 每种物料的配伍量不小于零； 每种物料的配伍量不大于其库存量； 以及 所有物料的配伍量之和不大于设计天数与焚烧系统的日处理量的乘积。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述热值约束条件包括。

5、： 其中， Q0为设计燃料的发热量， mi为第i种物料的配伍量， Qi为第i种物料的热值。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述污染排放约束条件为： 其中， Wi为第i种物料的污染物的含量， W0为所述设计燃料中污染物的含量， mi为第i种 物料的配伍量。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述相容性约束条件包括： 若两种物料中 分别包含两种互不相容的物质中的一种， 则所述两种物料中至少有一种的配伍量为0， 所述 两种互不相容的物质包括： 氧化剂与还原剂； 卤化烃废物和含汞废物； 卤化烃废物和含氰化物废物； 卤化烃废物和含亚硝酸盐废物； 卤化烃废物和氨水； 卤化烃废物。

6、和含氯废液； 和/或 含硫废物和含汞废物。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述热值为低位热值。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110175350 A 2 一种危险废弃物焚烧处置的配伍方法 技术领域 0001 本发明涉及垃圾焚烧处理领域， 具体而言涉及一种危险废弃物焚烧处置的配伍方 法。 背景技术 0002 危险废弃物来源广泛， 来自化工、 制药、 造业、 印染、 冶金等行业， 性质复杂多变。 随 着我国经济的快速发展， 危险废弃物的产生量急剧增加。 0003 在目前众多的危险废弃物处置技术中， 焚烧处置可以有效破坏废弃物中的有毒有 害有机废弃物， 减少废弃物的体积和质量， 。

7、有利于废弃物的最终安全处置， 是实现危险废弃 物减量化、 无害化的最快捷、 最有效的技术。 其中回转窑焚烧是应用最多、 最成熟的技术。 为 实现回转窑焚烧处置的安全稳定运行， 危险废弃物预处理中的配伍过程极其重要。 0004 通过配伍可保证焚烧物料性质的相对稳定， 保障回转窑的稳定运行。 目前危险废 物焚烧处置厂的配伍过程基本依赖于工艺工程师。 工艺工程师根据暂存库的物料数量与成 分进行人工试算得出配伍方案。 此方法耗费时间长， 很大程度上取决于工艺工程师的技术 水平， 在众多配伍方案中无法得出最优的方案。 0005 因此， 提供一种危险废弃物焚烧处置的配伍方法， 是目前亟待解决的问题。 发明。

8、内容 0006 在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念， 这将在具体实施方式部分中进 一步详细说明。 本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的 关键特征和必要技术特征， 更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。 0007 为了至少部分地解决上述问题， 本发明公开了一种危险废弃物焚烧处置的配伍方 法， 其包括： 0008 获取关于物料的已知参数， 所述关于物料的已知参数包括每种物料的库存量、 热 值， 以及每种物料中各成分的含量； 0009 获取关于危险废弃物焚烧系统的已知参数， 所述关于危险废弃物焚烧系统的已知 参数包括焚烧炉的热负荷、 设计天数、 焚烧系。

9、统的日处理量， 以及设计燃料的发热量， 和设 计燃料中各成分的含量； 0010 根据所述关于物料的已知参数和所述关于危险废弃物焚烧系统的已知参数确定 配伍量约束条件、 热值约束条件、 污染排放约束条件以及相容性约束条件， 并以所述日处理 量作为目标函数计算每种物料的配伍量； 0011 根据所述配伍量进行配伍。 0012 示例性地， 所述每种物料中各成分的含量和所述设计燃料中各成分的含量分别包 括： 酸性污染物、 磷、 重金属以及互不相容的物质的含量。 0013 示例性地， 所述配伍量约束条件包括： 0014 每种物料的配伍量不小于零； 说明书 1/6 页 3 CN 110175350 A 3 。

10、0015 每种物料的配伍量不大于其库存量； 以及 0016 所有物料的配伍量之和不大于设计天数与焚烧系统的日处理量的乘积。 0017 示例性地， 所述热值约束条件包括： 0018 0019 其中， Q0为设计燃料的发热量， mi为第i种物料的配伍量， Qi为第i种物料的热值。 0020 示例性地， 所述污染排放约束条件为： 0021 0022 其中， Wi为第i种物料的污染物的含量， W0为所述设计燃料中污染物的含量， mi为第 i种物料的配伍量。 0023 示例性地， 所述相容性约束条件包括： 若两种物料中分别包含两种互不相容的物 质中的一种， 则所述两种物料中至少有一种的配伍量为0， 所述。

11、两种互不相容的物质包括： 氧化剂与还原剂； 卤化烃废物和含汞废物； 卤化烃废物和含氰化物废物； 卤化烃废物和含亚 硝酸盐废物； 卤化烃废物和氨水； 卤化烃废物和含氯废液； 和/或含硫废物和含汞废物。 0024 示例性地， 所述热值为低位热值。 0025 根据本发明的危险废弃物焚烧处置的配伍方法将配伍过程中需重点考虑的事项 进行参数化并转化为控制方程求解问题， 通过合理的设计快速、 合理地生成配伍方案， 实现 废弃物之间的最佳搭配。 附图说明 0026 本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。 附图中示出了本发 明的实施例及其描述， 用来解释本发明的原理。 0027 附图中： 00。

12、28 图1为根据本发明实施例的危险废弃物焚烧处置的配伍方法的工艺流程图。 具体实施方式 0029 在下文的描述中， 给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。 然 而， 对于本领域技术人员而言显而易见的是， 本发明可以无需一个或多个这些细节而得以 实施。 在其他的例子中， 为了避免与本发明发生混淆， 对于本领域公知的一些技术特征未进 行描述。 0030 为了彻底理解本发明， 将在下列的描述中提出具体的实施方案， 以便阐释本发明 如何改进现有技术中存在的问题。 显然， 本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟 习的特殊细节。 本发明的较佳实施例详细描述如下， 然而除了这些详细描述外，。

13、 本发明还可 以具有其他实施方式。 0031 应当理解的是， 当在本说明书中使用术语 “包含” 和/或 “包括” 时， 其指明存在所述 特征、 整体、 步骤、 操作、 元件和/或组件， 但不排除存在或附加一个或多个其他特征、 整体、 步骤、 操作、 元件、 组件和/或它们的组合。 0032 如前所述， 目前危险废物焚烧处置厂的配伍过程基本依赖于工艺工程师。 工艺工 说明书 2/6 页 4 CN 110175350 A 4 程师根据暂存库的物料数量与成分进行人工试算得出配伍方案。 此方法耗费时间长， 很大 程度上取决于工艺工程师的技术水平， 在众多配伍方案中无法得出最优的方案。 因此， 目前 缺。

14、少一种快速简单、 合理有效的危险废弃物焚烧处置的配伍方法。 0033 本发明基于此提出一种危险废弃物焚烧处置的配伍方法， 将配伍过程中需重点考 虑的事项进行参数化并转化为控制方程求解问题， 通过合理的设计快速、 合理地生成配伍 方案， 实现废弃物之间的最佳搭配。 0034 为了彻底理解本发明， 将在下列的描述中提出详细的结构及/或步骤， 以便阐释本 发明所提出的技术方案。 本发明的较佳实施例详细描述如下， 然而除了这些详细描述以外， 本发明还可以具有其他实施方式。 0035 示例性实施例 0036 下面结合图1对本发明一实施例的危险废弃物焚烧处置的配伍方法进行详细描 述。 0037 在本发明实。

15、施例中， 配伍过程需考虑的原则包括： 保证热值的稳定性、 保证配伍数 量的精确性、 考虑危险废弃物之间的相容性、 控制酸性污染物(S、 N、 Cl、 F)的排放、 控制重金 属的排放、 以及控制磷含量排放。 0038 其中， 保证热值的稳定性可以确保焚烧系统平稳运行； 保证配伍数量的精确性可 以使危险废弃物得到有效处理； 考虑危险废弃物之间的相容性可以将性质互不相容的危险 废弃物分隔开， 避免互不相容的废弃物之间发生相互作用和反应而造成危险； 控制酸性污 染物、 重金属磷含量排放可以减少对环境造成的污染。 0039 具体地， 首先， 在步骤S110， 获取关于物料的已知参数， 所述关于物料的已。

16、知参数 包括每种物料的库存量、 热值， 以及每种物料中各成分的含量。 0040 作为示例， 以Mi表示第i种物料的库存量， 单位为吨/天(t/d)； 以Qi表示第i种物料 的低位热值， kcal/kg。 在本实施例中， 以低位热值作为热值的计算标准， 所述低位热值是单 位新鲜垃圾燃烧时的发热量， 又称有效发热量或净发热值。 0041 每种物料中各成分的含量具体包括酸性污染物(S、 N、 Cl、 F)的含量、 磷的含量、 重 金属含量、 以及互不相容的物质(例如氧化性物质和还原性物质的含量、 卤化烃和含氰化 物、 卤化烃废物和氨水等等)的含量。 0042 为了便于描述， 在本实施例中， 将第i种。

17、物料的S(硫)的百分含量表示为Si； 0043 将第i种物料的N(氮)的百分含量表示为Ni； 0044 将第i种物料的(磷)P的百分含量表示为Pi； 0045 将第i种物料的Cl(氯)的百分含量表示为Cli； 0046 将第i种物料的F(氟)的百分含量表示为Fi； 0047 将第i种物料的Cd+Th(镉和钍)的百分含量表示为CTi； 0048 将第i种物料的Hg(汞)的百分含量表示为Hi； 0049 将第i种物料的Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V(锑+砷+铅+铬+钴+铜+锰+镍+钒)的 百分含量表示为HMi； 0050 将第i种物料的氧化性物质的百分含量表示为Oi； 0051。

18、 将第i种物料的还原性物质的百分含量表示为Rj； 0052 将第i种物料的卤化烃的百分含量表示为HHi； 说明书 3/6 页 5 CN 110175350 A 5 0053 将第i种物料的氰化物的百分含量表示为CNi； 0054 将第i种物料的亚硝酸盐的百分含量表示为NIi； 0055 将第i种物料的氨水的百分含量表示为NHi。 0056 在步骤S120中， 获取关于危险废弃物焚烧系统的已知参数， 所述关于危险废弃物 焚烧系统的已知参数包括焚烧炉的热负荷、 设计天数、 焚烧系统的日处理量， 以及设计燃料 的低位发热量， 和设计燃料中各成分的含量。 0057 其中， 所述设计燃料物料的低位发热量。

19、和设计燃料中各成分的含量是根据产废调 研结果得出的数据。 设计燃料中各成分与步骤S110中获取的物料中的各成分相对应。 0058 为了便于描述， 将焚烧炉的热负荷表示为Qh， 单位为kcal/h； 0059 将设计天数表示为T； 0060 将日处理量表示为D0， 单位为吨/天(t/d)； 0061 将设计燃料的低位发热量表示为Q0， 单位为kcal/kg； 0062 将设计燃料的S的百分含量表示为S0； 0063 将设计燃料的N的百分含量表示为N0； 0064 将设计燃料的P的百分含量P0； 0065 将设计燃料的Cl的百分含量表示为Cl0； 0066 将设计燃料的F的百分含量表示为F0； 0。

20、067 将设计燃料的Cd+Th的百分含量表示为CT0； 0068 将设计燃料的Hg的百分含量表示为H0； 0069 将设计燃料的Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V的百分含量表示为HM0。 0070 本发明实施例对S110和S120的执行顺序不作限定， 例如可以先执行步骤S110再执 行步骤S120， 或者可以先执行步骤S110再执行步骤S120， 或同时执行二者。 0071 接着， 在步骤S130中， 根据所述关于物料的已知参数和所述关于危险废弃物焚烧 系统的已知参数确定配伍量约束条件、 热值约束条件、 污染排放约束条件以及相容性约束 条件， 并以日处理量作为目标函数计算每种物。

21、料的配伍量。 0072 其中， 所述配伍量约束条件至少包括： 1)每种物料的配伍量不小于零， 即mi0； 2) 每种物料的配伍量不大于其库存量， 即miMi； 以及， 3)所有物料的配伍量之和不大于设计 天数与焚烧系统的日处理量的乘积， 进一步地， 所有物料的配伍量之和等于设计天数与焚 烧系统的日处理量的乘积， 即从而实现配伍量的最优化。 0073所述热值约束条件为：即使最终配伍获得的物料的热 值在设计燃料热值的一定范围内， 通过控制物料的热值可以保证热值的稳定性， 从而保证 焚烧系统平稳运行。 0074污染排放约束条件为：其中。 Wi为第i种物料的污染物W的含量， W0为 设计燃料中的污染物。

22、W的含量， W可以为任意一种酸性污染物(S、 N、 Cl、 F)、 磷或重金属。 具体 地， 说明书 4/6 页 6 CN 110175350 A 6 0075 0076 相容性约束条件即配伍方案中不能含有互不相容的物质， 以避免互不相容的物质 之间发生相互作用和反应而造成危险。 0077 具体地， 由于氧化剂与还原剂物质混合时可能引起强列爆炸性的反应及产生热 能， 两者不相容， 为保证相容性， 则OiRi0； 即， 假如选择了一种物料含有氧化剂， 为 避免发生危险， 必须选择不含还原剂的物料(即其含量为0)。 0078 除此之外， 由于卤化烃废物和含汞废物不相容， 为保证相容性， 则HHiH。

23、i0； 即当含有卤化烃废物和含汞废物中的一种时， 需保证另一种的含量为0。 0079 由于卤化烃废物和含氰化物废物的物质不相容， 为保证相容性， 则HHiCNi 0； 即当含有卤化烃废物和含氰化物废物中的一种时， 需保证另一种的含量为0。 0080 因卤化烃废物和含亚硝酸盐废物不相容， 为保证相容性， 则HHiNIi0； 即当 含有卤化烃废物和含亚硝酸盐废物中的一种时， 需保证另一种的含量为0。 0081 因卤化烃废物和氨水不相容， 为保证相容性， 则HHiNHi0； 即当含有卤化烃 废物和氨水中的一种时， 需保证另一种的含量为0。 0082 因卤化烃废物和含氯废液不相容， 为保证相容性， 则。

24、HHiCli0； 即当含有卤 化烃废物和含氯废液中的一种时， 需保证另一种的含量为0。 0083 因含硫废物和含汞废物不相容， 为保证相容性， 则SiHi0； 即当含有含硫废 物和含汞废物中的一种时， 需保证另一种的含量为0。 0084 需要注意的是， 上述列举的互不相容的物质仅是示例性的， 除此之外， 其他互不相 容的物质也需满足所述相容性约束条件。 0085 上文描述了配伍量约束条件、 热值约束条件、 污染排放约束条件以及相容性约束 条件， 其中的变量参数为mi， 即第i种物料的配伍量， 最后， 根据上述约束条件， 以所述日处 理量D0作为目标函数计算每种物料的配伍量。 0086 最后， 。

25、执行步骤S140， 根据所述配伍量进行配伍。 0087 具体地， 在生成配伍方案之后， 可通过向配伍装置下发指令以进行配伍。 所述配伍 装置包括固体废物配伍机构和废液配伍机构。 其中， 固体废物配伍机构包括多个贮池、 起重 机、 计量料仓、 板喂机和进料装置， 贮池用于储放固体废物， 固体废物由起重机抓入回转窑 焚烧炉的进料斗中， 回转窑焚烧炉的进料斗通过板喂机与计量料仓连接， 计量料仓用于对 固体废物的重量进行计量， 计量料仓安装有用于将固体废物推入到回转窑焚烧炉的进料装 置， 进料装置包括液压进料推杆； 所述废液配伍机构包括用于储存废液的多个贮罐， 贮罐通 过管路连接焚烧系统， 所述管路上。

26、设有泵体和计量装置。 0088 示例性地， 所述焚烧系统包括回转窑焚烧炉和二次燃烧室， 回转窑焚烧炉的排烟 口通过烟气管道连接二次燃烧室， 回转窑焚烧炉内的高温烟气在二次燃烧室内再次燃烧， 使烟气中的微量有机物及二噁英得以充分分解和全部焚毁， 保证进入焚烧系统的危险废物 充分燃烧完全。 0089 本发明实施例的各个模块可以以硬件实现， 或者以在一个或者多个处理器上运行 说明书 5/6 页 7 CN 110175350 A 7 的软件模块实现， 或者以它们的组合实现。 本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方 法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如， 计算机程序和计算机程序产品)。 这样的 。

27、实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上， 或者可以具有一个或者多个信号的形 式。 这样的程序可以从因特网网站上下载得到， 或者在存储载体上提供， 或者以任何其他形 式提供。 0090 根据本发明实施例的危险废弃物焚烧处置的配伍方法具有如下优点： 0091 1、 将配伍过程各项参数的约束条件及计算方法， 可适应多种危险废物； 0092 2、 通过将工程实际温度抽象为控制方程求解问题， 快速完成配伍过程， 得出最优 配伍方案， 保证焚烧工况的安全稳定； 0093 3、 通过将配伍过程由人工试算转化为科学理论求解， 减少了对工艺工程师技术水 平的依赖， 使配伍过程更科学合理有效。 0094 除非。

28、另有定义， 本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员 通常理解的含义相同。 本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的， 不是旨在限制本 发明。 本文中出现的诸如 “设置” 等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件， 也可 以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。 本文中在一个实施例中描述的特征可以单 独地或与其它特征结合地应用于另一个实施例， 除非该特征在该另一个实施例中不适用或 是另有说明。 0095 本发明已经通过上述实施例进行了说明， 但应当理解的是， 上述实施例只是用于 举例和说明的目的， 而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。 此外本领域技术人 员可以理解的是， 本发明并不局限于上述实施例， 根据本发明的教导还可以做出更多种的 变型和修改， 这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。 本发明的保护范围由 附属的权利要求书及其等效范围所界定。 说明书 6/6 页 8 CN 110175350 A 8 图1 说明书附图 1/1 页 9 CN 110175350 A 9 。