本發(fā)明屬于一氧化碳排放處理，具體一種基于混合固體廢棄物燃燒的一氧化碳排放的處理裝備數(shù)量計算方法。

背景技術(shù)：

1、混合固體廢棄物，包括工業(yè)固體廢棄物和生活垃圾，在現(xiàn)代城市和工業(yè)化地區(qū)尤為常見。工業(yè)固體廢棄物涵蓋金屬屑、化學(xué)廢料和建筑廢料等，而生活垃圾則主要來源于家庭和商業(yè)活動，包括廚余垃圾、紙張和塑料等。隨著人口增長和消費模式的變化，這些廢棄物的總量持續(xù)增加，對有效的廢物管理策略需求日益迫切。

2、燃燒混合固體廢棄物是一種常見的處理方法，主要出于減少廢物體積和重量、能源回收以及減少有害物質(zhì)的考慮。燃燒可以顯著降低廢物的體積和重量，減少對填埋場的依賴；同時，“廢物到能源”(的轉(zhuǎn)化過程有助于減少對化石燃料的依賴，提供可持續(xù)的能源供應(yīng)。此外，燃燒過程能夠破壞廢物中的有毒化學(xué)物質(zhì)和病原體，減少對環(huán)境和人類健康的潛在危害。

3、盡管燃燒帶來了減量和能量回收等優(yōu)點，但其也面臨排放問題、高能耗和成本以及社會接受度的挑戰(zhàn)。燃燒過程會產(chǎn)生一氧化碳等有害氣體，需要通過嚴(yán)格的排放控制和高效的凈化技術(shù)來管理。

4、目前，缺乏預(yù)測混合固體廢棄物燃燒過程中一氧化碳的排放量以及相應(yīng)的一氧化碳處理裝備的數(shù)量計算方法，未能準(zhǔn)確控制一氧化碳排放可能導(dǎo)致違反環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，加劇空氣污染，對人類健康和生態(tài)系統(tǒng)造成損害。此外，不精確的設(shè)備配置可能導(dǎo)致環(huán)保資源的浪費，如過多的設(shè)備不僅占用額外空間，還消耗不必要的能源和維護成本。經(jīng)濟上，缺乏有效的計算方法可能導(dǎo)致企業(yè)面臨較高的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)和投資風(fēng)險。過量的設(shè)備投資和運營成本會增加，而設(shè)備配置不足則可能導(dǎo)致無法滿足環(huán)保要求，影響企業(yè)的市場聲譽和業(yè)務(wù)持續(xù)性。對于環(huán)保裝備制造商而言，不準(zhǔn)確的市場需求預(yù)測同樣會增加生產(chǎn)和庫存風(fēng)險，影響企業(yè)經(jīng)濟效益。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為提高一氧化碳排放處理的準(zhǔn)確性和經(jīng)濟性，提出一種基于混合固體廢棄物燃燒的一氧化碳排放的處理裝備數(shù)量計算方法。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種基于混合固體廢棄物燃燒的一氧化碳排放的處理裝備數(shù)量計算方法，包括如下步驟：

4、s1.設(shè)置固體廢棄物燃燒中一氧化碳含量的影響因素，包括廢棄物濕度、氧氣濃度、燃燒環(huán)境溫度、燃燒環(huán)境壓力、工業(yè)廢棄物含量、燃料分布均勻性、燃料堆放密度；采集影響因素的數(shù)值，測算一氧化碳排放量；

5、s2.基于步驟s1采集的數(shù)據(jù)，建立影響因素和一氧化碳排放量的關(guān)聯(lián)關(guān)系，比較不同影響因素對一氧化碳排放量的影響程度，提取影響一氧化碳排放量的主要因素；

6、s3.基于步驟s2得到的影響一氧化碳排放量的主要因素，構(gòu)建影響一氧化碳排放量的主要因素的因素矩陣；然后基于影響一氧化碳排放量的主要因素的因素矩陣，基于tn時刻之前時刻的一氧化碳排放量對tn時刻的一氧化碳排放量進行預(yù)測，然后基于tn時刻之后時刻的一氧化碳排放量對tn時刻的一氧化碳排放量進行預(yù)測，得到2種情況下的tn時刻的一氧化碳排放量矩陣；

7、s4.利用步驟s3得到的2種情況下的tn時刻的一氧化碳排放量矩陣，建立綜合一氧化碳排放量矩陣，對基于混合固體廢棄物燃燒的一氧化碳排放進行預(yù)測；

8、s5.基于步驟s4預(yù)測的混合固體廢棄物燃燒的一氧化碳排放量，計算處理一氧化碳排放量所需的氧氣量；

9、s6.計算單臺氧氣發(fā)生器的單日最佳產(chǎn)能量；

10、s7.基于步驟s5得到的處理一氧化碳排放量所需的氧氣量和步驟s6得到的單臺氧氣發(fā)生器的單日最佳產(chǎn)能量，計算基于混合固體廢棄物燃燒的一氧化碳排放的處理裝備數(shù)量。

11、進一步的，選取10個時間節(jié)點t1時刻～t10時刻，采集10個時間節(jié)點下的影響因素的數(shù)值，測算10個時間節(jié)點下的一氧化碳排放量；

12、步驟s1中一氧化碳排放量的測算方法為在排放管道中安裝超聲波流量，測量煙氣的體積；采集煙氣樣本，采用電化學(xué)傳感器測量一氧化碳的濃度；通過煙氣的體積與濃度的乘積，測算一氧化碳排放量。

13、進一步的，步驟s2的具體實現(xiàn)方法包括如下步驟：

14、s2.1.設(shè)置10個時間節(jié)點t1時刻～t10時刻對應(yīng)的第j個影響因素的數(shù)值記為對應(yīng)的一氧化碳排放量為計算第j個影響因素與一氧化碳排放量之間的關(guān)系hj，表達式為：

15、

16、s2.2.基于步驟s2.1的方法依次計算廢棄物濕度、氧氣濃度、燃燒環(huán)境溫度、燃燒環(huán)境壓力、工業(yè)廢棄物含量、燃料分布均勻性、燃料堆放密度與與一氧化碳排放量之間的關(guān)系h1～h7；然后比較h1～h7，選擇其中較大的5個值對應(yīng)的因素，作為影響一氧化碳排放量的主要因素，并按照從大到小的順序，將對應(yīng)的影響一氧化碳排放量的主要因素依次編號為z1～z5。

17、進一步的，步驟s3的具體實現(xiàn)方法包括如下步驟：

18、s3.1.基于步驟s2得到的影響一氧化碳排放量的主要因素，構(gòu)建影響一氧化碳排放量的主要因素的因素矩陣as，表達式為：

19、

20、其中，z1-n指z1中第n天的測試的數(shù)值的集合，z2-n指z2中第n天的測試的數(shù)值的集合，z3-n指z3中第n天的測試的數(shù)值的集合，z4-n指z4中第n天的測試的數(shù)值的集合，z5-n指z5中第n天的測試的數(shù)值的集合；

21、s3.2.基于步驟s3.1構(gòu)建的影響一氧化碳排放量的主要因素的因素矩陣，結(jié)合tn時刻之前時刻的一氧化碳排放量，對tn時刻的一氧化碳排放量進行預(yù)測；

22、s3.2.1.設(shè)置t1時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣為建立與as之間的關(guān)系，表達式為：

23、

24、其中，bst1為t1時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣的權(quán)重系數(shù)，cst1為t1時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣的常數(shù)；

25、將進行非線性變換，變換后的一氧化碳排放量矩陣記為表達式為：

26、

27、其中，dst1為tanh(as·bst1+cst1)的系數(shù)，est1為t1時刻的變換后的一氧化碳排放量矩陣的常數(shù)；

28、s3.2.2.設(shè)置t2時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣為建立與as之間的關(guān)系，表達式為：

29、

30、其中，bst2為t2時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣的權(quán)重系數(shù)，cst2為t2時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣的常數(shù)；

31、對t2時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣進行修正，修正后的一氧化碳排放量矩陣記為表達式為：

32、

33、其中，為(as·bst2+cst2)的系數(shù)，為修正后的一氧化碳排放量矩陣中的的系數(shù)；

34、s3.2.3.依次計算然后計算tn時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣建立與as之間的關(guān)系，表達式為：

35、

36、其中，bstn為tn時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣的權(quán)重系數(shù)，cstn為tn時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣的常數(shù)；

37、對tn時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣進行修正，基于tn時刻之前時刻得到的修正后的一氧化碳排放量矩陣記為

38、

39、其中，為(as·bstn+cstn)的系數(shù)，為基于tn時刻之前時刻得到的修正后的一氧化碳排放量矩陣中的的系數(shù)；

40、s3.3.基于tn時刻之后時刻的一氧化碳排放量對tn時刻的一氧化碳排放量進行預(yù)測；

41、s3.3.1.采用第t(n+1),…,t(m-1),tm個時間節(jié)點的一氧化碳排放量，預(yù)測tn時刻的一氧化碳排放量，其中，tm為最后一個時刻；

42、s3.3.2.設(shè)置tm時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣為建立與as之間的關(guān)系，表達式為：

43、

44、其中，bstm為tm時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣的權(quán)重系數(shù)，cstm為tm時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣的常數(shù)；

45、將進行非線性變換，變換后的一氧化碳排放量矩陣記為表達式為：

46、

47、其中，dstm為tanh(as·bstm+cstm)的系數(shù)，estm為變換后的一氧化碳排放量矩陣的常數(shù)；

48、s3.3.3.設(shè)置t(m-1)時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣為建立與as之間的關(guān)系，表達式為：

49、

50、其中，bst(m-1)為t(m-1)時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣的權(quán)重系數(shù)，cst(m-1)為t(m-1)時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣的常數(shù)；

51、對進行修正，修正后的一氧化碳排放量矩陣記為表達式為：

52、

53、其中，為(as·bst(m-1)+cst(m-1))的系數(shù)；為修正后的一氧化碳排放量矩陣的的系數(shù)；

54、s3.3.4.依次計算然后設(shè)置tn時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣建立與as之間的關(guān)系：

55、

56、其中，bstn2+為tn時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣的權(quán)重系數(shù)，cstn2+為tn時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣的常數(shù)；

57、對tn時刻對應(yīng)的一氧化碳排放量矩陣進行修正，基于tn時刻之后時刻得到的修正后的一氧化碳排放量矩陣記為得到表達式為：

58、

59、其中，為(as·bstn2+cstn2)的系數(shù)，為基于tn時刻之后時刻得到的修正后的一氧化碳排放量矩陣中的的系數(shù)。

60、進一步的，步驟s4的具體實現(xiàn)方法包括如下步驟：

61、s4.1.建立綜合一氧化碳排放量矩陣，得到表達式為：

62、

63、其中，為tn時刻對應(yīng)的綜合一氧化碳排放量矩陣，β1為對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，β2為對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)；

64、s4.2.為了全部tm個時刻對于tn時刻預(yù)測的有效信息，設(shè)置系數(shù)閾值ytr，依次比較與ytr之間的關(guān)系：

65、當(dāng)保留

66、當(dāng)令

67、得到最終的綜合一氧化碳排放量矩陣，完成對于一氧化碳排放量的預(yù)測。

68、進一步的，步驟s5的具體實現(xiàn)方法包括如下步驟：

69、s5.1.設(shè)置單位一氧化碳轉(zhuǎn)換成二氧化碳，所需要的氧氣量為e，結(jié)合步驟s5預(yù)測得到tn時刻對應(yīng)的綜合一氧化碳排放量矩陣計算處理一氧化碳排放量所需的氧氣總量為

70、s5.2.為防止氧氣量不足引發(fā)的一氧化碳泄露，在步驟s5.1得到的處理一氧化碳排放量所需的氧氣總量中，引入安全系數(shù)η，得到安全系數(shù)修正的處理一氧化碳排放量所需的氧氣總量

71、進一步的，步驟s6的具體實現(xiàn)方法包括如下步驟：

72、s6.1.對于單臺氧氣發(fā)生器，考慮能源效率和能源消耗，其中，能源效率和能源消耗分別采用能效比和比能耗兩個指標(biāo)進行分析；能效比nx是用于表明單位電能產(chǎn)生的氧氣量，比能耗bn指的是生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需的能量，能效比和比能耗通過現(xiàn)場采用電能計、流量計測量得到；

73、s6.2.對于單臺氧氣發(fā)生器，設(shè)置產(chǎn)能為cn，最大單日產(chǎn)能為h，依據(jù)最大單日產(chǎn)能，將產(chǎn)能進行20等分，依次為0.05h、0.10h、0.15h、0.20h、…、0.95h、h；

74、將單臺氧氣發(fā)生器，分別按照產(chǎn)能0.05h、0.10h、0.15h、0.20h、…、0.95h、h進行制氧，測量對應(yīng)產(chǎn)能下的能效比為nx0.05、nx0.10、nx0.15、nx0.20、…、nx0.95、nx1；測量對應(yīng)產(chǎn)能下的比能耗為bn0.05、bn0.10、bn0.15、bn0.20、…、bn0.95、bn1；

75、s6.3.基于上述數(shù)據(jù)，建立能效比nx、比能耗與產(chǎn)能cn之間的關(guān)系函數(shù)，表達式為：

76、nx＝anx·cn2+bnx·cn+cnx

77、bn＝abn·cn2+bbn·cn+cbn

78、其中，anx、bnx、cnx為nx的二次、一次和零次擬合參數(shù)；abn、bbn、cbn為bn的二次、一次和零次擬合參數(shù)；

79、分別將nx＝nx0.05，nx0.10，nx0.15，nx0.20，…，nx0.95，nx1；cn＝0.05h，0.10h，0.15h，0.20h，…，0.95h，h，代入nx＝anx·cn2+bnx·cn+cnx中，采用最小二乘法，確定anx、bnx、cnx的值；

80、分別將bn＝bn0.05，bn0.10，bn0.15，bn0.20，…，bn0.95，bn1；cn＝0.05h，0.10h，0.15h，0.20h，…，0.95h，h，代入bn＝abn·cn2+bbn·cn+cbn中，采用最小二乘法，確定abn、bbn、cbn的值；

81、s6.4.建立能效比與產(chǎn)能綜合評價因子zp，表達式為：

82、zp＝mzp·nx+nzp·bn

83、其中，mzp和nzp分別為能效比與產(chǎn)能綜合評價因子中nx和bn的權(quán)重值；zp由專家評分法或檢測人員經(jīng)驗值確定；

84、然后采用二次函數(shù)最大值求解方法，求解能效比與產(chǎn)能綜合評價因子的最大值以及最大值對應(yīng)的產(chǎn)能值h，h為單臺氧氣發(fā)生器單日的最佳產(chǎn)能。

85、進一步的，步驟s7的具體實現(xiàn)方法包括如下步驟：

86、s7.1.基于步驟s6得到的單臺氧氣發(fā)生器單日的最佳產(chǎn)能，計算所需要的最小氧氣發(fā)生器的數(shù)量u，表達式為：

87、

88、s7.2.考慮氧氣發(fā)生器工作過程中，可能會發(fā)生故障，導(dǎo)致剩余氧氣發(fā)生器難以滿足總的制氧量的需求，因此，設(shè)置1為安全度，則氧氣發(fā)生器所需數(shù)量為

89、s7.3.設(shè)置每臺氧氣發(fā)生器的成本為p，得到氧氣發(fā)生器的總的成本為sp，表達式為：

90、

91、設(shè)置每年的氧氣發(fā)生器的維護成本為p，貼現(xiàn)率為r，考慮未來10年的運行成本，則貼現(xiàn)后的氧氣發(fā)生器的總成本為pn，表達式為：

92、

93、其中，tp為運營年數(shù)；

94、s7.4.設(shè)置直接購買氧氣的總成本為spm，對應(yīng)的成本效益比xb，得到表達式為：

95、

96、判斷成本效益比xb與1之間的關(guān)系：

97、當(dāng)xb＞1時，證明上述購買氧氣發(fā)生器的方案，在設(shè)備運行10年時，比直接購買氧氣的方案更經(jīng)濟、合理，推薦購買氧氣發(fā)生器；

98、當(dāng)xb≤1時，證明上述購買氧氣發(fā)生器的方案，在設(shè)備運行10年時，沒有直接購買氧氣的方案更經(jīng)濟、合理，推介直接購買氧氣。

99、本發(fā)明的有益效果：

100、本發(fā)明所述的一種基于混合固體廢棄物燃燒的一氧化碳排放的處理裝備數(shù)量計算方法，同時考慮了預(yù)測時間點之前和之后的一氧化碳排放量數(shù)據(jù)對預(yù)測時間點的影響，提高了一氧化碳排放量預(yù)測的準(zhǔn)確性，輔助更有效地控制和減少有害氣體的排放，從而減輕對環(huán)境的污染和對公共健康的潛在威脅。

101、本發(fā)明所述的一種基于混合固體廢棄物燃燒的一氧化碳排放的處理裝備數(shù)量計算方法，不僅能確保足夠的處理設(shè)備來有效減少一氧化碳的環(huán)境和健康影響，還可以優(yōu)化資源配置，避免過度投資與資源浪費，提升經(jīng)濟效益。同時，適當(dāng)?shù)脑O(shè)備配置增強處理效率和設(shè)備的長效運行，降低維護成本。