一种危废预处理装置、系统及其氧含量控制及维持方法与流程

本发明属于危废垃圾处理技术领域，具体涉及一种危废预处理装置系统及其氧含量控制、维持方法。

背景技术：

随着工业的发展，工业生产过程排放的危险废物日益增多，一些燃爆风险较高的废料在预处理的破碎、混合、泵送环节中容易因为压力冲击导致起火甚至爆炸，进而造成设备损伤和人员损伤。由于处置风险较高且难度较大，危废预处理中心对此类物料往往拒收，导致遗留累积量越来越多，甚至随意丢弃或被混入非燃爆废料中处置引起更加严重的损失。

为降低爆炸及火灾风险，一些有经验、有条件的危废预处置设备在一些高燃爆废料预处理过程中会通过向进料区及破碎舱内、混合器等定时注入惰性气体来降低这些区域内氧气的浓度。运营操作方往往根据经验或简单的氧含量监测报警来确定向仓内注入氮气的运行时间，但是处理物料的特性不同，系统内允许残留的氧气的含量也不相同，虽然传统的充氮方式能够在一定范围内减少燃爆风险，但是仍旧存在浪费氮气资源和无法保证一些闪点相对较低的物料在仓内燃爆的情况。同时，物料经输送通过闸门或闸板进入预处理系统内部，闸门或闸板打开时，物料在进入仓内时的动作往往伴随着明显的跌落，此时导致了较强的气体流动。每次进料过程中，仓内大量废气释放到大气中，同时大量空气也进入到系统内部，经实际监测该过程往往可以将气体达到完全的置换，也就是说每个物料处置循环，仓内初始氧含量基本和大气氧含量相同，氧含量接近20％。每次进料后都需要经预留的法兰接口向仓内循环注入氮气以再次降低密封舱内氧气的浓度，以保持系统内氧含量达到要求的水准。为了适应工况，满足废料的处置，设备仓体容积一般较大，大多都在10m³以上，将仓内气体氧含量降到一个比较安全的数值后才可进行后续的处置动作，即使使用高浓度惰性气体，为了降低氧含量到安全值得环节往往也需要几分钟的注气时间，大大降低了整个系统的产能，且耗气量非常大。

因此，针对以上不足，本发明急需提供一种危废预处理装置、系统及其氧含量控制及维持方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种危废预处理装置、系统及其氧含量控制及维持方法，以解决现有技术中危废预处理设备耗气量大且注气时间长的问题。

一方面，本发明提供的危废预处理装置，包括：破碎机，所述破碎机包括破碎箱和破碎器，所述破碎器安装于所述破碎箱中，用于危废物料粉碎；进料斗，所述进料斗安装于所述破碎箱上，并与所述破碎箱构成密封仓；所述进料斗上设有第一进气口、第一排气口和进料口，所述第一进气口用于与气源装置连通，所述第一排气口用于与排气装置连通；预充气密封仓，所述预充气密封仓包括仓体、第一闸门和第二闸门；所述仓体上设有第二进气口和第二排气口，且所述仓体通过第一闸门与所述进料口连通；所述第二闸门用于向所述仓体内进料。

如上所述的危废预处理装置，进一步优选为，所述预充气密封仓设于所述进料斗内，且所述第二闸门位于所述进料口处。

如上所述的危废预处理装置，进一步优选为，还包括混合器，所述混合器的一端与所述破碎箱连通，另一端用于出料；所述混合器上还设有第三进气口和第三排气口，所述第三进气口用于与气源装置连接，所述第三排气口用于与排气装置连接。

本发明还公开了危废预处理系统，包括上述任一项所述的危废预处理装置，还包括：第一氧气分析仪，所述第一氧气分析仪与所述进料斗连接，用于获取所述进料斗内的氧含量参数；气源装置，所述气源装置分别与所述进料斗、预充气密封仓连接，用于向所述进料斗、所述预充气密封仓供给惰性气体；排气装置，所述排气装置分别与所述进料斗、预充气密封仓联通。

如上所述的危废预处理系统，进一步优选为，所述气源装置包括气体发生器和气体分配阀架；所述气体发生器用于供给惰性气体；所述气体分配阀架包括多路输送管和控制阀，所述多路输送管的输入端与所述气体发生器连接，输出端分别与所述第一进气口、第二进气口连接；所述控制阀至少为两个，且均设于所述多路输送管上，用于控制所述多路输送管的联通。

如上所述的危废预处理系统，进一步优选为，还包括第二氧含量分析仪，所述第二氧含量分析仪与所述混合器连接，用于获取所述混合器内的氧含量参数；所述气体分配阀架的输出端还与所述混合器连接；所述排气装置还包括第三单向阀，所述第三单向阀安装于所述第三排气口处。

如上所述的危废预处理系统，进一步优选为，还包括控制器，所述控制器分别与所述第一氧含量分析仪、第二氧含量分析仪、破碎器、预充气密封仓、气体发生器、控制阀和混合器连接。

本发明还公开了危废预处理系统氧含量的控制及维持方法，利用上述任一项所述的危废预处理系统实现，包括：s1：通过气源装置向进料斗中填充惰性气体直至第一氧气分析仪测得的氧含量参数达到目标浓度；通过气源装置向混合器中填充惰性气体直至第二氧气分析仪测得的氧含量参数达到目标浓度；s2：通过第二闸门向所述预充气密封仓内填充预设参比体积的待处理危废物料；根据预充气密封仓的体积，通过气源装置向预充气密封仓内填充惰性气体，直至达到预设充气时间；s3：通过第一闸门将预充气密封仓内的危废物料转移至破碎箱内进行粉碎处理；s4：监控第一氧气分析仪和第二氧含量分析仪中氧含量参数变化，并通过所述气源装置维持所述进料斗与所述混合器中的氧含量浓度。

如上所述的危废预处理系统及其氧含量控制及维持方法，s2中，所述预充气密封仓通过控制预设充气时间控制氧含量浓度；当预充气密封仓中氧含量浓度的目标浓度小于2％时，惰性气体的预设充气时间的计算公式如下：

其中，t为注入的时间，v为预充气密封仓容积、f为惰性气体注入流量；

当预充气密封仓中氧含量浓度的目标浓度大于等于2％时，惰性气体的预设充气时间的计算公式如下：

其中，t为注入的时间，v为预充气密封仓容积、f为惰性气体注入流量，ca为预充气密封仓中氧含量浓度的目标浓度，c0为预充气密封仓中氧含量浓度的初始浓度，c为任意测量时间点时候预充气密封仓中的氧含量浓度。

如上所述的危废预处理系统及其氧含量控制及维持方法，进一步优选为，s4中，所述密封仓和所述混合器通过间歇式充气维持氧含量浓度，间歇式充气时间的计算公式如下：

t1＝t/(v2/v1-1),

其中，t1为间歇式充气时间，t为间歇式停止时间，v1为单次进料中危废物料携带的气团容积，v2为进料斗或混合器每下降1％个浓度的耗气量容积。

本发明与现有技术相比具有以下的优点：

本发明所公开的危废预处理装置包括破碎机、进料斗和预充气密封仓，其中，所述破碎机用于危废物料的粉碎，进料斗用于与破碎机形成封闭的进料仓，预充气密封仓用于危废物料的进料中转，即危废物料先通过第二闸门进入预充气密封仓的仓体中，然后关闭第二闸门并进行惰性气体的填充，以降低仓体内的氧含量，然后通过第一闸门将危废物料导入进料斗中以便于破碎机处理。这一过程，因设置有预充气密封仓，隔离了上料装置和进料斗，使上料斗无法在上料过程中与室外环境进行气体交换，只能与预充气密封仓进行气体交换；又因预充气密封仓的体积相对较小，因此危废物料上料后，降低其仓体内氧含量所消耗的惰性气体含量相对较少，因此极大地降低了危废预处理中惰性气体的消耗量，缩短了注气时间，从而大大提高了危废预处理的产能。

本发明所公开的危废预处理系统中，通过设置第一氧气分析仪、气源装置和排气装置，与危废预处理装置构成危废预处理系统，且上述系统在使用过程中所消耗的惰性气体含量相对较少，因此极大地降低了危废预处理中惰性气体的消耗量，缩短了注气时间，从而大大提高了危废预处理的产能；同时，通过控制器的设置能够实现自动化控制，使得操作更加简单便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中危废预处理装置的结构示意图；

图2为本发明中危废预处理系统的结构示意图；

图3为本发明中氧浓度与惰性气体用量的关系曲线；

图4为本发明中不同模型中氧浓度与惰性气体注入时间的关系曲线；

图5为本发明中不同氧浓度每梯度变化下置换耗气量及电磁阀空占倍率曲线。

附图标记说明：

1-破碎机，2-进料斗，3-第一进气口，4-第一排气口，5-预充气密封仓，6-第一闸门，7-第二闸门，8-第二进气口，9-第二排气口，10-危废物料，11-混合器，13-第三排气口，14-第三进气口，15-第一氧气分析仪，16-第二氧气分析仪，17-气体分配阀架，18-气体发生器。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了危废预处理装置，包括：

破碎机1，所述破碎机1包括破碎箱和破碎器，所述破碎器安装于所述破碎箱中，用于危废物料10粉碎；

进料斗2，所述进料斗2安装于所述破碎箱上，并与所述破碎箱构成密封仓；所述进料斗2上设有第一进气口3、第一排气口4和进料口，所述第一进气口3用于与气源装置连通，所述第一排气口4用于与排气装置连通；

预充气密封仓5，所述预充气密封仓5包括仓体、第一闸门6和第二闸门7；所述仓体上设有第二进气口8和第二排气口9，且所述仓体通过第一闸门6与所述进料口连通；所述第二闸门7用于向所述仓体内进料。

进一步的，所述预充气密封仓5设于所述进料斗2内，且所述第二闸门7位于所述进料口处。

进一步的，还包括混合器11，所述混合器11的一端与所述破碎箱连通，另一端用于出料；所述混合器11上还设有第三进气口14和第三排气口13，所述第三进气口14用于与气源装置连接，所述第三排气口13用于与排气装置连接。

本实施例中，任何能够实现粉碎功能的破碎机1均符合要求，其中破碎机1和进料斗2可以为一体结构，也可以为分体连接结构，且除进料斗2上的连接点，组装完整的破碎机1和进料斗2为密封结构。

所述预充气密封仓5中第一闸门6和第二闸门7为电动结构或液压结构，并且除仓体上布设的连接点外，所述第一闸门6和第二闸门7能够与所述仓体构成密封结构。在实际应用中，所述第一闸门6和所述第二闸门7有以下几种状态：第一闸门6关闭第二闸门7打开，用于进料，所述一闸门和所述第二闸门7同时关闭，用于注气以降低氧含量浓度，第一闸门6打开第二闸门7关闭，用于向进料斗2送料，送料之后，再关闭所述第一闸门6。此外，所述预充气密封仓5内根据物料输送方向还可以设有输送装置，具体的，所述输送装置可采用滚轮输送机构或其它输送机构，以便于将通过第二闸门7填入的危废物料10输送至进料斗2中。当第一闸门6和第二闸门7均水平布置时，输送装置可取消，危废物料10可垂直进入进料斗2。

上述结构的设置，不仅保证了危废物料10在粉碎过程中处于低氧浓度的环境中，保证了危废物料10的安全处理。同时危废预处理装置还因设置有预充气密封仓5，隔离了上料装置和进料斗2，使进料斗2无法在上料过程中与室外环境进行气体交换，只能与预充气密封仓5进行气体交换；又因预充气密封仓5的体积相对较小，因此危废物料10上料后，降低其仓体内氧含量所消耗的惰性气体含量相对较少，因此极大地降低了危废预处理中惰性气体的消耗量，缩短了注气时间，从而大大提高了危废预处理的产能。

进一步的，所述预处理装置还包括混合器11，其一端与所述破碎机1中破碎箱的卸料口密封连接，另一端与后处理工序的装备密封连接，主要用于通过设于所述混合器11输送通道中的螺旋输送器输送被破碎机1处理之后的物料。本实施例中混合器11除两端及连接点外也为密封结构，且两端的连接位置处也设有封堵结构，封堵结构的形式可包含关闭闸门或与其它处置设备的连接口。所述混合器11通过与气源装置、排气装置连通，进一步使得粉碎后的危废物料10在输送过程中也能够处于低氧浓度的环境中，进一步保证了危废物料10的安全处理。

此外，上述危废预处理装置还可以增设其他处置过程设备和密封工作区，其控制原理与上述结构相同。

实施例2：

如图2所示，本实施例提供了危废预处理系统，包括实施例1任一项所述的危废预处理装置，还包括：

第一氧气分析仪15，所述第一氧气分析仪15与所述进料斗2连接，用于获取所述进料斗2内的氧含量参数；

气源装置，所述气源装置分别与所述进料斗2、预充气密封仓5连接，用于向所述进料斗2、所述预充气密封仓5供给惰性气体；

排气装置，所述排气装置分别与所述进料斗2、预充气密封仓5联通。

进一步的，所述排气装置包括第一单向阀、第二单向阀，所述第一单向阀安装于所述第一排气口4处，所述第二单向阀安装于所述第三排气口13处。

进一步的，所述气源装置包括气体发生器18和气体分配阀架17；所述气体发生器18用于供给惰性气体；所述气体分配阀架17包括多路输送管和控制阀，所述多路输送管的输入端与所述气体发生器18连接，输出端分别与所述第一进气口3、第二进气口8连接；所述控制阀至少为两个，且均设于所述多路输送管上，用于控制所述多路输送管的联通。

进一步的，还包括第二氧含量分析仪，所述第二氧含量分析仪与所述混合器11连接，用于获取所述混合器11内的氧含量参数；

所述气体分配阀架17的输出端还与所述混合器11连接；

所述排气装置还包括第三单向阀，所述第三单向阀安装于所述第三排气口13处。

进一步的，还包括控制器，所述控制器分别与所述第一氧含量分析仪、第二氧含量分析仪、破碎器、预充气密封仓5、气体发生器18、控制阀和混合器11连接。所述控制器用于根据所述第一氧含量分析仪、第二氧含量分析仪中测得的氧含量浓度参数控制所述破碎器、预充气密封仓5、气体发生器18、控制阀和混合器11的启停。

上述装置用于与实施例1中危废预处理装置构成一处理系统，实现各工序中自动化控制。具体的，所述危废预处理系统可仅与破碎机1、进料斗2和预充气密封仓5连通，为其供气并保证危废物料10粉碎的安全进行，还可以与混合器11连接，保证危废物料10输送的安全进行。

排气装置采用单向阀，所述单向阀一方面用于气体排出，另一方面还用于保证各密封腔内的压强。

本实施例中，浓度均指目标气体在混合气体中的含量百分比。

实施例3：

本实施例公开了危废预处理系统氧含量的控制及维持方法，用于实施例2任一项所述的危废预处理系统，包括：

s1：通过气源装置向进料斗2中填充惰性气体直至第一氧气分析仪15测得的氧含量参数达到目标浓度；通过气源装置向混合器11中填充惰性气体直至第二氧气分析仪16测得的氧含量参数达到目标浓度；

s2：通过第二闸门7向所述预充气密封仓5内填充预设参比体积的待处理危废物料10；根据预充气密封仓5的体积，通过气源装置向预充气密封仓5内填充惰性气体，直至达到预设充气时间；

s3：通过第一闸门6将预充气密封仓5内的危废物料10转移至破碎箱内进行粉碎处理；

s4：监控第一氧气分析仪15和第二氧含量分析仪中氧含量参数变化，并通过所述气源装置维持所述进料斗2与所述混合器11中的氧含量浓度。

进一步的，步骤s2中，s2中，所述预充气密封仓5通过控制预设充气时间控制氧含量浓度；

s2中，所述预充气密封仓5通过控制预设充气时间控制氧含量浓度；

当预充气密封仓5中氧含量浓度的目标浓度小于2％时，惰性气体的预设充气时间的计算公式如下：

其中，t为注入的时间，v为预充气密封仓容积、f为惰性气体注入流量；

当预充气密封仓5中氧含量浓度的目标浓度大于等于2％时，惰性气体的预设充气时间的计算公式如下：

其中，t为注入的时间，v为预充气密封仓容积、f为惰性气体注入流量，ca为预充气密封仓中氧含量浓度的目标浓度，c0为预充气密封仓中氧含量浓度的初始浓度，c为任意测量时间点时候预充气密封仓中的氧含量浓度。

进一步的，所述惰性气体为氮气；所述进料斗2中的预设氧含量参数为0-10％。

进一步的，所述第一氧气分析仪15和所述第二氧气分析仪16的氧含量精度小于等于0.5％。

进一步的，s4中，所述密封仓和所述混合器11通过间歇式充气维持氧含量浓度，间歇式充气时间的计算公式如下：

t1＝t/(v2/v1-1),

其中，t1为间歇式充气时间，t为间歇式停止时间，v1为单次进料中危废物料携带的气团容积，v2为进料斗或混合器每下降1％个浓度的耗气量容积。

本实施例还提供了一个具体案例的计算，以进一步说明实施例1及实施例2中技术方案的优越性，同时说明本实施例中氧含量目标浓度的控制方法。

具体的，本实施例中以一套处理能力在在10m³的危废预处理系统为例，系统配置包含破碎机1(容积为14.7m³)，混合器11(容积为13m³)。危废物料10的形式为包装物料，包装物料的最大尺寸为1.1m*1.1m*1.1m(物料容积约为1.3m³)，因物料包装形式，输送系统选用提升机。

采用氮气作为惰性气体进行置换，因此气体发生器18选用制氮机组，其具体参数如下：产气量：200nm³/h。

气体分配阀架17中，设计阀组进口：一路；阀组出口：三路，并分别与待充气装置(实施例1中的进料斗2、预充气密封仓5和混合器11)连通。实验测试设备混合器11：未安装封堵器，除氮气注入和废气排放外的所有接口均封堵，容积约13m³。单向阀监测压力表:0-100mbar，同时仓体上配置激光式氧分析仪进行在线式氧含量监测。

1)首先直接向混合器11持续充氮，保证对充氮气维持持续稳定充氮。实验数据记录表格及曲线如图3所示。危废预处理系统中为了尽可能的保证系统安全，仓内初始氧含量的常规设置一般为4％方可运行设备，仓内氧含量高于6％时系统停止运行。由上述实验数据可了解到，降至6％含氧量时，约1.74倍的置换量；降至5％含氧量时，约1.98倍的置换量；降至4％含氧量时，约2.32倍的置换量；降至3％含氧量时，约2.83倍的置换量；降至2％含氧量时，约3.63倍的置换量；降至1％含氧量时，约5.79倍的置换量。

2)传统无预充气密封仓5的危废预处理系统氮气消耗量计算

无预充气密封仓5的危废预处理系统，初始运行氧含量设置为4％，约需2.32倍的置换量，破碎过程中氧含量上升到6％停止破碎并报警。处理废料包装物料最大物料容积为1.3m³，混合器11按常规运行最大带料6.5m³(仓体容积的一半)核算，在每次进料过程中，耗氮量计算如下：

单次充氮气体容积：14.7m³<v1<19.9m³

单次耗氮量：34m³<q<46m³

按照危废预处理系统达到最大产能配置气源，需保证气源满足进料15个频次/小时的需求，气源提资耗气量为510-690nm³/h，设计原则上需满足最大风险需求，同时为保证氧气监测环境下全系统安全氮封，在考虑氮气总消耗量时，应考虑10-20m³/h的裕量，因此该系统氮气消提资不小于700nm³/h，该计算数值尚未包含设备之间的连接区域。

2)增加预充气密封仓5后，装有危废物料10的托盘、容器通过预充气密封仓5进入破碎机1进料斗2，只有该区域和空气发生置换，该区域容积设计满足物料顺利通过即可，可尽可能的缩小，按密封舱最大配置容积5.8m³核算。此外，预充气密封仓5远小于破碎仓，因此当物料进入破碎仓时，对破碎仓内气体置换影响较小，因此预充气密封仓5的初始运行氧含量可设置为6％，气体置换倍率为1.74，不对破碎仓内氧含量造成较大波动即可。

在每次进料过程中，预充氮密封舱耗氮量计算如下：

单次充氮气体容积：v2＝5.8-1.3＝4.5m³

单次耗氮量：q＝7.83m³

其它破碎、混合和连接区域因和外部无联通，只是与废料中携带的残余氧含量进行置换，因此只需向仓内间歇性少量的置换部分气体即可满足系统运行要求，该间歇置换换耗气量占总耗氮量的比例较低，远小于完全置换量的1/3，且可通过算法进一步优化。

按照危废预处理系统达到最大产能配置气源，需证气源满足进料15个频次/小时需求，气源提资耗气量为153nm³/h，设计原则上需满足最大风险需求，同时为保证氧气监测环境下全系统安全氮封，在考虑氮气总消耗量时，应考虑10-20m³/h的裕量，因此该系统氮气消提资为160nm³/h即可满足系统安全运行。

增加预充气密封仓5的危废预处理系统耗气量仅为传统方式的23％，极大的节约了能源，减轻了客户设备投资成本和运营成本。

此外，显而易见的优势还体现在每个循环的运行时间，系统耗氮量越大，充氮时间就越长，传统危废预处理系统方案的单批次物料处置循环运行时间为充氮时间与废料破碎处置时间的总和，充氮时间与破碎时间大致相同。增加预充氮密封舱后破碎时间与充氮时间并行，且充氮时间远小于破碎时间。增加预充氮密封舱的危废预处理系统在破碎环的节产能至少相当于现行方案的两倍。

进一步的，本实施例还提供了密闭区域氧含量维持及补氮频率计算方法

如何控制及维持包括预充气密封仓5等密闭区域氧含量、配合整个系统的处理量来优化充氮时间、同时节约氮气消耗量，是可以通过一定算法来控制和调节的。

(1)理想模型为平推流模型，即注入气体如活塞一样将原气体推出密封仓，此时，注入时间如下：

其中，t为注入的时间，v为预充气密封仓容积、f为惰性气体注入流量。

(2)若注入的气体立即与密封仓内气体混合后在排出，此时的模型为“全混流模型”。此时，注入时间的公式如下所示：

其中，其中，t为注入的时间，v为预充气密封仓容积、f为惰性气体注入流量，ca为预充气密封仓中氧含量浓度的目标浓度，c0为预充气密封仓中氧含量浓度的初始浓度，c为任意测量时间点时候预充气密封仓中的氧含量浓度。

(3)全混流模型是气体理想流动的一种模型，实际情况要比模型复杂的多。很多因素都会影响注入氮气的时间，如：

1)机械搅拌引起的气流方向变化；

2)密封仓结构也会造成气体流动的不均匀，例如死角、截面变化或密封异常等；

3)密封仓环境的影响，比如温度、压力等；

4)气体流动方向和扩散速度等。

另外，注入气体的流量也会受到各种因素影响，如氮气流量的变化、气体压力和温度的变化等，这些都会对最终的充氮时间产生影响。

(3)为获取准确的数据，本实施例还通过实验工况进行模拟，具体的，实时监测密封仓的氧含量，就可知道密封仓内氧含量的真实情况，从而指导氮气的注入时间和注入量。为保证氧含量的准确性，常将监测氧含量的传感器安装于排气口附近。

参照“全混流模型”公式，通过监测氧含量，可知密封仓内氧含量的初始浓度，以及注入氮气时任意时刻密封仓氧含量浓度，再对比注入的氮气和时间，记录实验数据如下所示：

综合上述三组模型(1)、(2)、(3)数据，可得实验曲线和理论模型曲线如图4所示。

比对分析经实验测试和比对得知氮气注入量的多少与氧含量成反比关系，氧含量越低，所需置换得惰性气体消耗就越多。置换氮气纯度在99.2％时，仓内指标氧含量浓度要求大于等于5％时，充氮时间完全可以按照全混流模型公式计算。仓内指标氧含量浓度要求<2％时，充氮时间可以按照平推流模型公式计算。仓内指标氧含量浓度要求在5％到2％之间时，充氮时间根据理论和真实曲线偏差值指导密闭系统区域内氮气的间断补气量。

从上述可得到本实施例中预充气密封仓5中氧含量的控制方法。

本实施例还提供了全混流模型置换时用气量及间歇式补氮频率计算方法，具体的根据全混流模型置换用气量计算公式分析在不同氧含量浓度情况下，即可计算每下降一定浓度值时所需得耗气量，由此指导间歇式补氮频率计算方法。

虽然无法得知每批物料中残存的氧含量浓度，但是可以通过氧分析仪实时在线监测到每次进料后氧含量的变化值。将每个托盘进入破碎仓内物料假定为携带一个容积为v1(单位：m³)的气团，基于扩散相互原则，如若不再向破碎仓内补充氮气，而是维持相同的废料持续进入仓内，仓内每上升1％氧含量数值，所需的物料气团容积与原每下降1％个浓度的耗气量容积相同。例如，仓体含有一个托盘物料时，在5％氧含量下降到4％氧含量时所需置换耗气量为v2(单位：m³)。同样，如若不充氮情况下，仓内氧含量由4％上升到5％，则所需物料气团容积也为v2。所需物料气团的倍数v2/v1也就是相当于持续进料v2/v1个循环，进而得到时间占空比数值t/t＝1/(v2/v1-1),进而匹配氮气阀组的打开充氮时间和间歇停止时间的占空比。通过计算，可得到不同氧浓度每梯度变化下置换耗气量及电磁阀空占倍率曲线，如图5所示。通过建立该占空比模型了解到，当目标氧含量维持不变时，仓内的即时氧含量越低，可设定充氮的频次也随之降低，那么，氮气的总消耗必然也就越少。

建立占空比数学模型计算并根据趋势曲线得出不同氧含量数值下的氮气阀组的打开充氮时间和间歇停止时间的占空比，然后编写各氮气阀的控制程序。由于系统安全运行氧含量需保证维持在6％以下，为了进一步精确调节，也可将6％以下氧含量数值的变化控制精度适当提高到氧含量在每0.5％个差值变化时都及时调整氮气阀组控制占空，从而实现氮气消耗的精确控制。

进一步的，本发明还公开了上述一种危废预处理系统的使用方法：

首先，按照上述描述连接危废预处理系统，同时使控制阀处于关闭状态，使第一闸门6和第二闸门7也处于关闭状态，破碎机1和混合器11也处于密封状态，并保证各部分正常工作。

其次，通过控制所述气体分配阀架17中的控制阀，将气体发生器18中产生的惰性气体，例如氮气，注入到进料斗2和混合器11中，直至第一氧含量分析仪和第二氧含量分析仪中测得的氧含量达到预设浓度，例如4％；

打开第二闸门7，并向预充气密封仓5内填充预设体积的危废物料10，然后关闭第二闸门7，通过控制所述气体分配阀架17中的控制阀，将气体发生器18中产生的惰性气体注入到预充气密封仓5的仓体中，直至达到预设的注入时间；

打开第一闸门6，并将仓体内的危废物料10倾倒入进料斗2中，启动破碎机1开始危废物料10处理；此过程中监控进料斗2中氧含量浓度，并在超出预设浓度时补充惰性气体或停止粉碎；粉碎过程中通过第一氧含量发生器和气源装置维持所述密封仓内的氧含量浓度；

粉碎完成物料经破碎机1进入混合器11中，然后密封所述混合器11与所述破碎机1的连通位置；启动混合器11将危废物料10从一端输送至另一端，并进入下一工序，之后密封所述混合器11与下一工序设备的联通位置；输送之后，通过第二氧含量发生器和气源装置维持所述混合器11内的氧含量浓度；

再打开第二闸门7，从上料工作开始重复，进入下一循环。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。