可燃固废燃料化利用过程关键特性参数智能预测与优化调控研究

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我国可燃固废产量逐年递增,无害化处置需求大,实现其燃料化利用能有效减少其处置压力。然而,可燃固废燃料化利用过程存在固废种类多、特性差异大、关键热反应特性智能调控不足等问题,导致可燃固废燃料化应用成本高、效率低。针对以上问题,有必要开展可燃固废特性数据智能管理研究,开发可燃固废关键特性参数智能预测与优化调控应用系统,提高可燃固废燃料化利用效率和经济性。本文基于B/S架构、MySQL数据库和Django框架设计了一套可燃固废特性数据管理与燃料化利用过程关键特性参数优化调控系统,包括用户登录模块、数据管理模块和智能调控模块等三个功能模块。其中用户登录模块主要负责用户的登录和注册,包括用户信息管理和权限分配等;数据管理模块主要进行可燃固废特性数据的增删改查、导入和导出等功能;智能调控模块主要分为图片特性提取、特性预测和原料智能配比等。本文开展了典型可燃固废污泥燃料化利用过程关键特性参数变化、特性曲线提取与预测模型研究。结果表明,污泥热转化特性主要受污泥掺混比和燃烧温度的影响。采用OpenCV,通过曲线灰度化、阈值分割和曲线数值化处理开发了可燃固废协同热反应曲线特性提取方法,并建立了可燃固废协同热反应特性非线性回归预测模型,不同污泥掺混比下回归系数R2均大于96.5%;进一步计算了预测曲线和实验曲线峰值和峰值温度的误差,不同污泥掺混比下预测曲线和实验曲线峰值和峰值温度的最大误差分别为9.7%和2.21%,表明实验数据和模型预测数据之间具有一致性,证实该模型具有预测污泥协同热转化反应特性的能力。本文基于可燃固废复配特性结果与曲线特性提取进一步开展了可燃固废燃料化利用过程关键特性参数优化调控系统设计与测试研究。系统根据不同种类固废复配结果,能智能预测原单体可燃固废的组合方式,从而优化可燃固废配比。以40%单体生活垃圾和60%单体烟煤掺混燃烧为例,开展了复配体特性优化和配比优化调控研究,结果表明系统能实现单体可燃固废的组合预测,优化固废配比调控。基于曲线特性提取进一步开展了 10%和20%污泥燃料化利用过程优化调控测试研究,结果表明,系统能有效实现可燃固废热反应特性预测与协同热处置过程单体固废的配比调控。本文也开展了固废建材化利用过程关键特性参数优化调控探索,实现了固废制备陶粒材料过程的优化调控。本文的研究结果为可燃固废及大宗工业固废的高效资源化利用提供了理论指导。
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