基于全流程仿真机理数据的城市固废焚烧过程尾气排放建模与分析

摘要

针对城市固废焚烧(municipal solid waste incineration, MSWI)过程中“布风布料”操作变量与尾气排放气体间的精确机理模型难以构建的问题，提出了基于全流程仿真机理数据的MSWI过程尾气排放建模与分析方法。首先，在进行面向操作变量与尾气排放的工艺流程描述的基础上，耦合流体动力焚烧代码(fluid dynamic incinerator code, FLIC)、Fluent和Aspen Plus这3种数值仿真软件对MSWI过程所包含的炉排固相燃烧、炉内气相燃烧、余热交换与烟气处理等阶段进行全流程模拟，进而获得基准运行工况下的数值仿真模型；接着，面向操作变量进行正交实验设计和实验实施，获得多种运行工况下仿真机理数据；最后，构建以操作变量为输入、以主要尾气排放为输出的基于多入多出线性回归决策树(multiple-input multiple-output least regression decision tree, MIMO-LRDT)的尾气排放模型，并分别采用单因素和双因素法可视化分析两者间的映射关系。采用面向北京某MSWI厂构建的数值仿真和数据驱动模型验证了所提方法的有效性。

关键词

城市固废焚烧过程 / 尾气排放建模 / 数值仿真模型 / 仿真机理数据 / 数据驱动模型 / 多入多出线性回归决策树