垃圾池物料控制方法、装置及焚烧协同处理系统与流程

1.本发明涉及垃圾处理技术领域，特别是涉及一种垃圾池物料控制方法、装置及焚烧协同处理系统。


背景技术：

2.随着国家对工业有机固废的管控加严，工业固废的收集量将大幅增加。生活垃圾机械炉排炉焚烧是我国垃圾处置的主要方式，利用垃圾焚烧设施高效协同处置工业有机固废，对消纳工业有机固废和促进垃圾焚烧行业的持续发展具有重要意义。
3.相比于生活垃圾，工业有机固废热值高、污染性元素含量高、且来料种类复杂。同时，工业有机固废在垃圾池中不需要发酵。工业有机固废和生活垃圾混合比例以及混合均匀度对焚烧炉的燃烧特性、烟气净化环保耗材的用量都有重大影响。


技术实现要素：

4.针对于上述问题，本发明提供一种垃圾池物料控制方法、装置及焚烧协同处理系统，实现了提升掺烧配置的准确性，有利于物料的清洁高效焚烧。
5.为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
6.一种垃圾池物料控制方法，包括：
7.获取工业有机固废的属性信息；
8.采集焚烧炉的焚烧特性信息和烟气净化数据；
9.将所述工业有机固废的属性信息、所述焚烧炉的焚烧特性信息和烟气净化数据输入预创建的掺混管控模型，获得生活垃圾中掺混所述工业有机固废的比例信息；
10.依据所述比例信息，控制所述生活垃圾与所述工业有机固废进行掺混，以使得将掺混后的垃圾输入至所述焚烧炉进行焚烧处理。
11.可选地，所述工业有机固废的属性信息包括工业有机固废的总重、种类、单种类重量、热值、腐蚀性元素和重金属中的一种或多种。
12.可选地，所述获取工业有机固废的属性信息，包括：
13.控制相机对所述工业有机固废的卸料区进行拍照，获得采集图像，其中，每次对所述卸料区的工业有机固废进行抓混处理后，获得一副采集图像；
14.对所述采集图像进行光谱分析，获得所述工业有机固废的属性信息，所述工业有机固废的属性信息包括所述工业有机固废的种类及每一种的比例。
15.可选地，所述方法还包括：
16.基于历史采集数据，创建掺混管控模型，包括：
17.获取历史采集数据，所述历史采集数据包括焚烧炉焚烧特性信息、烟气净化数据和发酵后的生活垃圾中掺混工业有机固废的比例信息；
18.基于所述历史采集数据对初始神经网络模型进行训练，获得掺混管控模型，其中，所述掺混管控模型输出的发酵后的生活垃圾中掺混工业有机固废的比例能够使得掺混燃
烧后的垃圾满足清洁焚烧条件。
19.一种垃圾池物料控制装置，包括：
20.获取单元，用于获取工业有机固废的属性信息；
21.采集单元，用于采集焚烧炉的焚烧特性信息和烟气净化数据；
22.输入单元，用于将所述工业有机固废的属性信息、所述焚烧炉的焚烧特性信息和烟气净化数据输入预创建的掺混管控模型，获得生活垃圾中掺混所述工业有机固废的比例信息；
23.控制单元，用于依据所述比例信息，控制所述生活垃圾与所述工业有机固废进行掺混，以使得将掺混后的垃圾输入至所述焚烧炉进行焚烧处理。
24.一种焚烧协同处理系统，包括：
25.垃圾池物料信息设备、垃圾池物料分区管理设备和掺混管控设备，其中，所述垃圾池物料信息设备，用于存储入池的工业有机固废的属性信息和生活垃圾信息；
26.所述垃圾池物料分区管理设备，用于控制垃圾池的物料分区；
27.所述掺混管控设备，用于执行如上述中任意一项所述的垃圾池物料控制方法。
28.可选地，所述垃圾池的物料分区包括：工业有机固废卸料区、工业有机固废存储区域、生活垃圾卸料区和生活垃圾存储发酵区。
29.可选地，所述系统还包括高光谱相机，所述高光谱相机安装在所述工业有机固废卸料区的上方，且所述高光谱相机用于对所述工业有机固废卸料区进行拍照，获得采集图像。
30.可选地，所述工业有机固废的属性信息包括工业有机固废的总重、种类、单种类重量、热值、腐蚀性元素和重金属中的一种或多种。
31.可选地，所述系统还包括：
32.汽车衡，用于对运输工业有机固废的车辆进行卸料前后的承重，获得所述工业有机固废的重量信息。
33.相较于现有技术，本发明提供了一种垃圾池物料控制方法、装置及焚烧协同处理系统，包括：获取工业有机固废的属性信息；采集焚烧炉的焚烧特性信息和烟气净化数据；将工业有机固废的属性信息、焚烧炉的焚烧特性信息和烟气净化数据输入预创建的掺混管控模型，获得生活垃圾中掺混工业有机固废的比例信息；依据比例信息，控制生活垃圾与工业有机固废进行掺混，以使得将掺混后的垃圾输入至焚烧炉进行焚烧处理。本发明可以解决目前垃圾池内混合物料的种类、单一种类重量、及其掺混生活垃圾的比例无法确定的问题，有利于混合物料的清洁高效焚烧。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
35.图1为本发明实施例提供的一种垃圾池物料控制方法的流程示意图；
36.图2为本发明实施例提供的一种垃圾池物料控制装置的结构示意图；
37.图3为本发明实施例提供的一种垃圾焚烧设施系统处理工业有机固废的垃圾池物料智能管控系统的示意图；
38.图4为本发明实施例提供的一种分区示意图；
39.图5为本发明实施例提供的一种垃圾池中工业有机固废物料信息台账记录流程图。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
42.在本发明实施例中提供了一种垃圾池物料控制方法，参见图1，该方法可以包括以下步骤：
43.s101、获取工业有机固废的属性信息。
44.可以通过垃圾池物料信息台账获取工业有机固废的属性信息，其中，垃圾池物料信息台账包括入池工业有机固废和生活垃圾的相关信息。所述工业有机固废的属性信息包括工业有机固废的总重、种类、单种类重量、热值、腐蚀性元素和重金属中的一种或多种。
45.s102、采集焚烧炉的焚烧特性信息和烟气净化数据。
46.其中，焚烧炉是指对工业有机固废和生活垃圾共同焚烧的焚烧炉。
47.s103、将所述工业有机固废的属性信息、所述焚烧炉的焚烧特性信息和烟气净化数据输入预创建的掺混管控模型，获得生活垃圾中掺混所述工业有机固废的比例信息。
48.在本发明实施例中预先建立了掺混管控模型，通过该掺混管控模型，可以输出发酵好的生活垃圾中掺混工业有机固废的比例。该掺混管控模型是通过对历史数据的学习、训练得到的神经网络模型。
49.s104、依据所述比例信息，控制所述生活垃圾与所述工业有机固废进行掺混，以使得将掺混后的垃圾输入至所述焚烧炉进行焚烧处理。
50.基于掺混管控模型输出的掺混比例，控制相关的掺混设备对工业有机固废和生活垃圾进行掺混，以使得掺混后的垃圾经过焚烧炉焚烧后能够达到焚烧的清洁标准。
51.在本发明实施例的一种实现方式中，工业有机固废的属性信息包括工业有机固废的种类以及每一种的比例，对应的，所述获取工业有机固废的属性信息，包括：
52.控制相机对所述工业有机固废的卸料区进行拍照，获得采集图像，其中，每次对所述卸料区的工业有机固废进行抓混处理后，获得一副采集图像；
53.对所述采集图像进行光谱分析，获得所述工业有机固废的属性信息。
54.其中，采集图像的相机为高光谱相机，通过该高光谱相机对卸料区域的工业有机固废进行拍照，将多次光谱分析结果进行平均处理，获得这批工业有机固废的种类及其比
例，并将相关数据可以导入工业有机固废的物料信息台账，以便进行存储和后续的利用。
55.在本发明实施例的一种实现方式中还提供了一种掺混管控模型的创建方法，包括：
56.基于历史采集数据，创建掺混管控模型，包括：
57.获取历史采集数据，所述历史采集数据包括焚烧炉焚烧特性信息、烟气净化数据和发酵后的生活垃圾中掺混工业有机固废的比例信息；
58.基于所述历史采集数据对初始神经网络模型进行训练，获得掺混管控模型，其中，所述掺混管控模型输出的发酵后的生活垃圾中掺混工业有机固废的比例能够使得掺混燃烧后的垃圾满足清洁焚烧条件。
59.其中，掺混管控模型输入值为焚烧特性、烟气净化相关dcs(分散控制系统)数据，通过对历史数据的学习、训练，结合垃圾池物料信息台账，输出发酵好的生活垃圾中掺混工业有机固废的比例。需要说明的是，在模型的训练过程中，将历史采集数据转换成对应的训练样本，以使得每一训练样本中包括生活垃圾和工业有机固废的掺混比例、工业有机固废中包括的种类，以及每一种的重量等信息，同时，训练样本中还包括烟气净化相关数据、焚烧特性相关数据，通过训练，使得最终的模型可以通过输入的任意工业有机固废的相关数据，均能输出相应的掺混比例，而通过该掺混比例最终焚烧后产生废气和废水等满足相关的烟气净化数据。
60.本发明实施例提供了一种垃圾池物料控制方法包括：获取工业有机固废的属性信息；采集焚烧炉的焚烧特性信息和烟气净化数据；将工业有机固废的属性信息、焚烧炉的焚烧特性信息和烟气净化数据输入预创建的掺混管控模型，获得生活垃圾中掺混工业有机固废的比例信息；依据比例信息，控制生活垃圾与工业有机固废进行掺混，以使得将掺混后的垃圾输入至焚烧炉进行焚烧处理。本发明可以解决目前垃圾池内混合物料的种类、单一种类重量、及其掺混生活垃圾的比例无法确定的问题，有利于混合物料的清洁高效焚烧。
61.基于上述实施例，本发明实施例还提供了一种垃圾池物料控制装置，参见图2，包括：
62.获取单元201，用于获取工业有机固废的属性信息；
63.采集单元202，用于采集焚烧炉的焚烧特性信息和烟气净化数据；
64.输入单元203，用于将所述工业有机固废的属性信息、所述焚烧炉的焚烧特性信息和烟气净化数据输入预创建的掺混管控模型，获得生活垃圾中掺混所述工业有机固废的比例信息；
65.控制单元204，用于依据所述比例信息，控制所述生活垃圾与所述工业有机固废进行掺混，以使得将掺混后的垃圾输入至所述焚烧炉进行焚烧处理。
66.进一步地，所述工业有机固废的属性信息包括工业有机固废的总重、种类、单种类重量、热值、腐蚀性元素和重金属中的一种或多种。
67.进一步地，所述获取单元包括：
68.控制子单元，用于控制相机对所述工业有机固废的卸料区进行拍照，获得采集图像，其中，每次对所述卸料区的工业有机固废进行抓混处理后，获得一副采集图像；
69.分析单元，用于对所述采集图像进行光谱分析，获得所述工业有机固废的属性信息，所述工业有机固废的属性信息包括所述工业有机固废的种类及每一种的比例。
70.进一步地，所述装置还包括：
71.创建单元，用于基于历史采集数据，创建掺混管控模型；
72.其中，所述创建单元包括：
73.获取子单元，用于获取历史采集数据，所述历史采集数据包括焚烧炉焚烧特性信息、烟气净化数据和发酵后的生活垃圾中掺混工业有机固废的比例信息；
74.训练子单元，用于基于所述历史采集数据对初始神经网络模型进行训练，获得掺混管控模型，其中，所述掺混管控模型输出的发酵后的生活垃圾中掺混工业有机固废的比例能够使得掺混燃烧后的垃圾满足清洁焚烧条件。
75.在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种焚烧协同处理系统，包括：
76.垃圾池物料信息设备、垃圾池物料分区管理设备和掺混管控设备，其中，所述垃圾池物料信息设备，用于存储入池的工业有机固废的属性信息和生活垃圾信息；
77.所述垃圾池物料分区管理设备，用于控制垃圾池的物料分区；
78.所述掺混管控设备，用于执行如上述实施例中任意一项所述的垃圾池物料控制方法。
79.其中，垃圾池物料信息设备中存储的信息是垃圾池物料信息台账，在该垃圾池物料信息台账中主要包括工业有机固废的属性信息和生活垃圾信息。
80.垃圾池物料分区管理设备，主要执行垃圾池物料分区策略，以便将垃圾池分为工业有机固废卸料区、工业有机固废存储区、生活垃圾卸料区和生活垃圾存储发酵区。
81.掺混管控设备中主要存储了掺混管控模型，当执行该掺混管控模型是主要是控制垃圾池物料中的掺混，该掺混管控设备还可以控制焚烧过程中的掺混以及其他相关参数的调整。
82.参见图3，为本发明实施例提供的一种垃圾焚烧设施系统处置工业有机固废的垃圾池物料智能管控系统的示意图，其中，包括垃圾池物料信息台账、垃圾池物料分区策略以及掺混管控模型。
83.具体的，垃圾池物料信息台账包括入池工业有机固废和生活垃圾。
84.参见图4，为本发明实施例提供的一种分区示意图，垃圾池物料分区策略将垃圾池分为工业有机固废卸料区10、工业有机固废存储区11、生活垃圾卸料区20和生活垃圾存储发酵区21。
85.掺混管控模型输入值为焚烧特性、烟气净化相关dcs数据，通过对历史数据的学习、训练，结合垃圾池物料信息台账，输出发酵好的生活垃圾中掺混工业有机固废的比例。
86.在本发明实施例中该系统还包括：高光谱相机和汽车衡。
87.所述高光谱相机安装在所述工业有机固废卸料区的上方，且所述高光谱相机用于对所述工业有机固废卸料区进行拍照，获得采集图像。
88.所述汽车衡用于对运输工业有机固废的车辆进行卸料前后的承重，获得所述工业有机固废的重量信息。
89.具体的，所述的垃圾池物料信息台账，包括入池工业有机固废和生活垃圾。其中，工业有机固废物料信息台账，包括总重、种类、单种类重量、热值、腐蚀性元素cl、s、重金属等信息。汽车衡用来记录进出垃圾车的重量变化，以获得该车垃圾的重量。高光谱相机对卸料区域的工业有机固废进行拍照，将多次光谱分析结果进行平均处理，获得这批工业固废
的种类及其比例，获得每种工业有机固废的重量，数据导入工业有机固废的物料信息台账。
90.所述的垃圾池物料分区策略，将垃圾池分为工业有机固废卸料区、工业有机固废存储区、生活垃圾卸料区、和生活垃圾存储发酵区。生活垃圾区域面积是工业有机固废的4～8倍。高光谱相机安装在工业有机固废区域上方，对工业有机固废卸料区进行拍照分析。然后将这批工业固废从卸料区域转移到存储区域，并在存储区域与现存工业固废进行混合。已混合均匀的工业固废抓混到发酵好的生活垃圾区域，充分混合后上料。
91.参见图5，其示出了本发明实施例提供的一种垃圾池中工业有机固废物料信息台账记录流程图，在图5中包括：汽车衡1、卸料大厅2、工业有机固废卸料门3、高光谱相机4、垃圾抓斗起重机5、垃圾池工业有机固废区域6和工业有机固废卸料区域7。
92.汽车衡1对入厂的运输工业有机固废车辆进行称重，出厂时也对该车辆进行称重，差值为这批工业有机固废的重量m。在卸料大厅2内，工业有机固废车辆在专用的工业有机固废卸料门3进行卸料，垃圾抓斗起重机5对卸料区域的工业有机固废进行不小于5次的抓混，且每次抓混后，高光谱相机4进行不小于5次的高光谱拍照，将多次光谱分析结果进行平均处理，获得这批工业固废的种类i及其比例x，则每种工业有机固废的重量mi＝mx，数据导入工业有机固废的物料信息台账。然后，垃圾抓斗起重机5将这批工业固废从卸料区域7转移到垃圾池工业有机固废区域6的存储区域，并在存储区域与现存工业固废进行混合。运输生活垃圾的车辆经过汽车衡1称重，通过进出厂差值获得该车生活垃圾重量，在卸料大厅2内，生活垃圾车辆在专用的生活垃圾卸料门进行卸料，并被抓斗从生活垃圾卸料区20转移到生活垃圾存储发酵区21，发酵时间为3～7天。混合均匀的工业固废抓混到发酵好的生活垃圾区域21，充分混合后上料。通过焚烧特性、烟气净化数据反馈，同时结合工业固废的物料台账信息，管控发酵好的生活垃圾中掺混工业有机固废的比例。
93.在上述实施例的基础上，所述高光谱相机的最小分辨率为10cm
×
10cm，成像距离8m～15m。相机外罩设有保护壳以隔绝腐蚀性气体。
94.进一步地，卸料区域的工业有机固废进行不小于5次的抓混，且每次抓混后进行不小于5次的高光谱拍照，将多次光谱分析结果进行平均处理，获得这批工业固废的种类i及其比例x，则每种工业有机固废的重量mi＝mx。
95.进一步地，所述的垃圾池分为工业有机固废卸料区、工业有机固废存储区、生活垃圾卸料区、和生活垃圾存储发酵区。生活垃圾区域面积是工业有机固废的4～8倍。
96.进一步地，发酵好的生活垃圾中掺混工业有机固废的比例介于10％～30％。掺混管控模型预测准确率80％以上。
97.本发明实施例提供的焚烧系统处理系统，垃圾池物料信息设备、垃圾池物料分区管理设备和掺混管控设备，其中，所述垃圾池物料信息设备，用于存储入池的工业有机固废的属性信息和生活垃圾信息；所述垃圾池物料分区管理设备，用于控制垃圾池的物料分区；所述掺混管控设备，用于执行所述的垃圾池物料控制方法。具体的，垃圾池物料分区策略将垃圾池分为工业有机固废卸料区、工业有机固废存储区、生活垃圾卸料区、和生活垃圾存储发酵区。掺混管控模型输入值为焚烧特性、烟气净化相关dcs数据，通过对历史数据的学习、训练，结合垃圾池物料信息台账，输出发酵好的生活垃圾中掺混工业有机固废的比例。针对目前垃圾池内混合物料的种类、单一种类重量、及其掺混生活垃圾的比例无法确定的问题，提供一种协同处置工业有机固废的垃圾池混合物料智能管控系统，有利于混合物料的清洁
高效焚烧。
98.基于前述实施例，本技术的实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，该一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上任一项的垃圾池物料控制方法的步骤。
99.本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现的垃圾池物料控制方法的步骤。
100.需要说明的是，上述处理器或cpu可以为特定用途集成电路(application specific integrated circuit，asic)、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、数字信号处理装置(digital signal processing device，dspd)、可编程逻辑装置(programmable logic device，pld)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)、中央处理器(central processing unit，cpu)、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。可以理解地，实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它，本技术实施例不作具体限定。
101.需要说明的是，上述计算机存储介质/存储器可以是只读存储器(read only memory，rom)、可编程只读存储器(programmable read
‑
only memory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read
‑
only memory，eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read
‑
only memory，eeprom)、磁性随机存取存储器(ferromagnetic random access memory，fram)、快闪存储器(flash memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(compact disc read
‑
only memory，cd
‑
rom)等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种终端，如移动电话、计算机、平板设备、个人数字助理等。
102.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
103.上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
104.另外，在本技术各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(read
‑
only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
105.本技术所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。
106.本技术所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
107.本技术所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。
108.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
109.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
110.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。