权利要求
1.一种
危废液预处理系统，其特征在于：包括控制装置、加料装置、搅拌装置、送料装置、提升翻斗装置和焚化装置，所述搅拌装置为搅拌机，所述加料装置用于向搅拌机中加入危废液，所述送料装置包括用于将搅拌机中的危废液输送至提升翻斗装置中的输送机和用于将搅拌机移动至提升翻斗装置前方的搬运车，所述提升翻斗装置用于将危废液倒入焚化装置中进行焚化处理。
2.如权利要求1所述的危废液预处理系统，其特征在于：所述送料装置两端分别与搅拌机和提升翻斗装置连通，所述送料装置为泵压软管或者螺杆输送机。
3.如权利要求2所述的危废液预处理系统，其特征在于：所述螺杆输送机底部设有增高架。
4.如权利要求1所述的危废液预处理系统，其特征在于：所述提升翻斗装置包括提升机、设于提升机上的翻斗，所述翻斗内设有用于称定危废液重量的重量传感器，所述重量传感器与控制装置电连接，当所述重量传感器感应到设定的重量标准后，提升翻斗装置自动上升，将翻斗内的危废液倒入焚化装置中，再下降高度。
5.如权利要求1或4所述的危废液预处理系统，其特征在于：所述焚化装置为焚化炉。
6.如权利要求1所述的危废液预处理系统，其特征在于：所述加料装置为向搅拌装置内倾倒危废液的液压升高倒料车。
7.如权利要求1所述的危废液预处理系统，其特征在于：所述加料装置还包括用于处理高风险危废料的移载投料机器人，所述移载投料机器人前方设置有托盘，所述托盘上设有用于承载高风险危废料的承载桶，所述机器人将承载桶定量投入提升翻斗装置后，提升翻斗装置自动上升，将翻斗内的危废液倒入焚化装置中，再下降高度。
8.如权利要求1所述的危废液预处理系统，其特征在于：所述机器人为具有识别槽承载桶位置功能的六轴机器人，所述托盘上设有用于保证承载桶均匀间隔的定位格槽。
9.一种危废液预处理系统的使用方法，其特征在于：使用上述权利要求1-8中任一危废液预处理系统进行处理，包括如下步骤：
(1)通过加料装置或者人工将危废液和锯木屑倒入搅拌装置中;
(2)启动所述搅拌装置进行搅拌，若危废液的粘度较大，则添加水或者其他溶剂进行稀释;
(3)通过人工操作搬运车将所述搅拌装置搬运至提升翻斗装置前方;
(4)通过送料装置将危废液输送至所述提升翻斗装置中;
(5)通过所述提升翻斗装置将危废液倒入焚化装置中;
(6)启动焚化装置进行焚化并更新处理数据。
10.如权利要求9所述的危废液预处理系统的使用方法，其特征在于：所述提升翻斗装置实时监测注入的危废料重量，当所述提升翻斗装置中的重量传感器感应到设定的重量标准后，提升翻斗装置自动上升，进而翻斗翻转，将翻斗内的危废液倒入焚化装置中，再下降高度至地面，等待下一次送料。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及一种危废液预处理系统及其使用方法，属于废水处理装置领域。
背景技术
[0002]危废液预处理是指对危险废物中的液体成分进行物理和化学处理，以降低其毒性和环境风险，便于后续处理和处置。危废液主要包括重金属废液、乳化液废水、含氰废水、废酸、废碱等类型。预处理的方法多种多样，具体选择取决于废液的成分和性质。危废液如果不经过预处理直接进行处理，可能会对环境和人体健康造成严重危害。预处理可以有效降低废液的毒性和环境风险，提高后续处理的效率和安全性。通过预处理，可以将危废液中的有害物质转化为无害或低害物质，减少对环境的负面影响。
[0003]现有的危废液预处理流程为，在A工位进行危废液和锯木屑的混合吸附作业，将已进行相容性测试的待处理危废液倒入废料槽，并加入锯木屑(每次每次需要消耗约16包×13公斤/包的锯木屑进行混合吸附)，通过人工搅拌吸附后，由叉车转运到B工位。B工位是废料投入提升机翻斗作业，目前是通过人工，分两班，24小时将转运过来的废料槽里的废料铲入提升机的翻斗内，每次需从废料斗里捞取20-50公斤混合废料(固液混合状态)。单次投料完成后，工人手动点击控制箱的“正转”按钮，启动提升机传送翻斗到焚烧炉投料口，并翻转料斗，将斗内的废料倾倒在焚烧炉的投料口。工人点击控制箱的“反转”按钮，启动提升机传送翻斗下降至地面，等待下一次废料装入作业。
[0004]处置危废液的员工长期接触危废液，并且需要安排人员24小时作业，劳动强度大、工作环境有毒有害，并且由于人工搅拌废液和锯木屑混合不均匀，导致将废料铲到提升机翻斗内的过程中，存在危废液跑冒滴漏的情况，不利于保证人员安全和危废液处理质量。
发明内容
[0005]本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种危废液预处理系统及其使用方法。
[0006]一种危废液预处理系统，包括控制装置、加料装置、搅拌装置、送料装置、提升翻斗装置和焚化装置，所述搅拌装置为搅拌机，所述加料装置用于向搅拌机中加入危废液，所述送料装置包括用于将搅拌机中的危废液输送至提升翻斗装置中的输送机和用于将搅拌机移动至提升翻斗装置前方的搬运车，所述提升翻斗装置用于将危废液倒入焚化装置中进行焚化处理。通过实时监测和协调各子系统(加料、搅拌、送料、提升翻斗和焚化)的运行参数，确保整个处理过程自动、稳定地运行;同时在发生异常时能及时报警或停机，降低因人为失误带来的风险，有效提高安全性。通过各模块的有机结合，本系统实现了从危废液预处理到最终焚化处置的全过程自动化控制，极大提高了处理效率和操作安全性。采用自动控制结构，将危废液准确倾倒入焚化装置，保证投料的连续性和精确性;同时避免因溢出或不均匀投料引发的燃烧不稳定问题。该危废液预处理系统通过自动化、精准加料、均匀搅拌、高效输送以及精确投料等技术特征，实现了对危险废液的安全、高效和环保处理，从而降低了操作风险、提高了工艺稳定性和焚化效果。
[0007]优选的，所述送料装置两端分别与搅拌机和提升翻斗装置连通，所述送料装置为泵压软管或者螺杆输送机。采用泵压软管时，适用于低粘度、流动性较好的危废液，可实现连续、稳定输送，同时降低管路堵塞风险。采用螺杆输送机时，适用于高粘度、含固体颗粒的危废液，可通过螺旋推送方式减少输送过程中物料沉积，提升输送效率。软管输送可通过调节泵压精确控制输送量，实现流量动态调节，确保与后续焚化处理工艺同步匹配。螺杆输送机可通过调整螺旋转速，实现对输送速度的精细调节，提高输送均匀性，避免突发性大量投料影响焚化炉燃烧状态。
[0008]进一步的，所述螺杆输送机底部设有增高架。增高架可根据现场空间布局进行调整，适配不同高度的搅拌机和提升翻斗装置，保证两端设备的对接精度，避免物料洒落或对接偏差。增高架可配备防震垫或弹性连接件，减少设备运行过程中振动传递至地面，从而降低噪音，提高输送稳定性。
[0009]优选的，所述提升翻斗装置包括提升机、设于提升机上的翻斗，所述翻斗内设有用于称定危废液重量的重量传感器，所述重量传感器与控制装置电连接，当所述重量传感器感应到设定的重量标准后，提升翻斗装置自动上升，将翻斗内的危废液倒入焚化装置中，再下降高度。通过重量传感器实时监测危废液的重量，确保每次投料量精确可控，避免因过量投料导致焚化炉负荷过高，或因投料不足影响燃烧效率。控制装置可设定可调重量阈值(如50kg~200kg)，适应不同种类的危废液处理需求，提高系统的灵活性。该过程可结合焚化炉燃烧状态反馈(如温度、氧含量等)，实现按需投料，确保焚化炉在最佳燃烧状态下运行，提高焚化效率。双重传感器校验机制(如采用压电传感器+液压式传感器)，确保称重数据准确，防止因传感器误差导致的过载倾倒风险。采用重量传感器自动控制投料后，可减少人工干预，提升作业效率，降低工人劳动强度，并减少危险作业暴露时间，提高人员安全性。通过自动称重+提升联动，确保每次投料量一致，使焚化炉进料口与翻斗出料口精准对接，防止投料过程中物料外洒、气体泄漏等问题，提高危废液处理的环保性和安全性。
[0010]进一步的，所述焚化装置为焚化炉。采用焚化炉作为危废液的最终处理装置，能够在高温环境下(通常850~1200℃)彻底分解有机成分，避免二次污染。通过热解+燃烧双重作用，可有效减少危废液中的有毒有害物质，降低环境风险。可根据危废液的热值、粘度、含固量，调整焚化炉的空气供给比例、燃烧室温度、停留时间，提高处理适应性。
[0011]优选的，所述加料装置为用于向搅拌装置内倾倒危废液的液压升高倒料车。采用液压升高倒料车，可以自动升降并精准向搅拌装置内倾倒危废液，避免人工搬运的繁琐操作，提高投料效率。对于大容量承载桶(如200L铁桶或IBC吨桶)，液压升降可轻松完成倾倒，减少操作人员的体力负担，提升工作安全性和舒适度。
[0012]优选的，所述加料装置还包括用于处理高风险危废料的移载投料机器人，所述移载投料机器人前方设置有托盘，所述托盘上设有用于承载高风险危废料的承载桶，所述机器人将承载桶定量投入提升翻斗装置后，提升翻斗装置自动上升，将翻斗内的危废液倒入焚化装置中，再下降高度。高风险危废料(如强腐蚀性、易挥发、剧毒化学品)通常具有刺激性气味、挥发性强、致癌或爆炸危险，传统人工投料方式存在较高安全隐患。采用移载投料机器人，可远程操作或全自动执行投料流程，最大限度降低人员暴露风险，减少有害气体吸入、皮肤接触、误操作等事故。
[0013]优选的，所述机器人为具有识别槽承载桶位置功能的六轴机器人，所述托盘上设有用于保证承载桶均匀间隔的定位格槽。六轴机器人灵活性高，相比于传统三轴或四轴机械臂，六轴机器人拥有更高的自由度，可以完成复杂路径运动，适应不同位置和角度的承载桶抓取与投放。定位格槽可根据桶体直径设计不同规格(如25L、50L、200L)，使其能适配不同规格的危废承载桶。部分格槽可模块化调整，适应不同危废料的存放需求，提高托盘的通用性。
[0014]本发明还提供一种使用危废液预处理系统的使用方法，使用上述系统进行危废液处理，包括如下步骤：
(1)通过加料装置或者人工将危废液和锯木屑倒入搅拌装置中;
(2)启动所述搅拌装置进行搅拌，若危废液的粘度较大，则添加水或者其他溶剂进行稀释;
(3)通过人工操作搬运车将所述搅拌装置搬运至提升翻斗装置前方;
(4)通过送料装置将危废液输送至所述提升翻斗装置中;
(5)通过所述提升翻斗装置将危废液倒入焚化装置中;
(6)启动焚化装置进行焚化并更新处理数据。
[0015]优选的，所述提升翻斗装置实时监测注入的危废料重量，当所述提升翻斗装置中的重量传感器感应到设定的重量标准后，提升翻斗装置自动上升，进而翻斗翻转，将翻斗内的危废液倒入焚化装置中，再下降高度至地面，等待下一次送料。通过与控制装置联动，翻斗的升降和翻转动作能够精确控制，确保危废液在倒入焚化炉时的量准确无误，避免溢出或漏料现象。整个过程完全自动化，从注入料、重量感应、翻斗操作到倒料，减少了人工操作的频率和误差，大大提高了作业的效率和安全性。
[0016]本发明的有益效果如下：本发明能够实现危废料预处理和自动投料少人化和无人化操作：
1)通过危废液吸附搅拌装置，使锯木屑能充分吸附危废液，消除废料转运投料过程中的滴漏情况;
2)通过预处理废固物料无人转运送料装置，每次抓取大约30kg待处理废固液物料从搅拌机转移到提升机翻斗装置内，并根据称重结果启动提升机，替代人工24小时作业;
3)新增废料桶移载投料机器人，用于智能抓取高风险危废料(采用5L塑料桶装封装)，替代人工24小时作业。
附图说明
[0017]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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
[0018]图1为本发明的结构图;
图2为本发明去除上部焚化装置的结构图;
图3为搅拌装置、送料装置和提升翻斗装置的结构图;
图4为托盘的结构图;
图5为动态响应曲线图;
图6为机器人作业半径与最大速度及避障响应时间关系图;
图7为燃烧过程调节逻辑流程图;
图中，2、加料装置;21、移载投料机器人;22、托盘;23、承载桶;24、定位格槽;3、搅拌装置;31、溶剂加注泵;4、送料装置;41、螺杆输送机;42、增高架;5、提升翻斗装置;51、提升机;52、翻斗;6、焚化装置。
具体实施方式
[0019]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
[0020]需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是 为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二” 仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再 一一说明。
[0021]本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。
[0022]如图1-7所示，为本发明一种危废液预处理系统的实施例，包括控制装置、加料装置2、搅拌装置3、送料装置4、提升翻斗装置5和焚化装置6，所述搅拌装置3为搅拌机，所述加料装置2用于向搅拌机中加入危废液，所述送料装置4包括用于将搅拌机中的危废液输送至提升翻斗装置5中的输送机和用于将搅拌机移动至提升翻斗装置5前方的搬运车，所述提升翻斗装置5用于将危废液倒入焚化装置6中进行焚化处理。通过实时监测和协调各子系统(加料、搅拌、送料、提升翻斗52和焚化)的运行参数，确保整个处理过程自动、稳定地运行;同时在发生异常时能及时报警或停机，降低因人为失误带来的风险，有效提高安全性。通过各模块的有机结合，本系统实现了从危废液预处理到最终焚化处置的全过程自动化控制，极大提高了处理效率和操作安全性。采用自动控制结构，将危废液准确倾倒入焚化装置6，保证投料的连续性和精确性;同时避免因溢出或不均匀投料引发的燃烧不稳定问题。该危废液预处理系统通过自动化、精准加料、均匀搅拌、高效输送以及精确投料等技术特征，实现了对危险废液的安全、高效和环保处理，从而降低了操作风险、提高了工艺稳定性和焚化效果。
[0023]控制装置通过工业控制器，可选择PLC或嵌入式控制系统，负责数据采集、信号处理、逻辑控制和执行指令。搅拌机为市场成熟产品，还可以使用混料机等同等效果的产品代替，搬运车可选择为叉车。
[0024]所述送料装置4两端分别与搅拌机和提升翻斗装置5连通，所述送料装置4为泵压软管或者螺杆输送机41。采用泵压软管时，适用于低粘度、流动性较好的危废液，可实现连续、稳定输送，同时降低管路堵塞风险。采用螺杆输送机41时，适用于高粘度、含固体颗粒的危废液，可通过螺旋推送方式减少输送过程中物料沉积，提升输送效率。软管输送可通过调节泵压精确控制输送量，实现流量动态调节，确保与后续焚化处理工艺同步匹配。螺杆输送机41可通过调整螺旋转速，实现对输送速度的精细调节，提高输送均匀性，避免突发性大量投料影响焚化炉燃烧状态。
[0025]所述螺杆输送机41底部设有增高架42。增高架42可根据现场空间布局进行调整，适配不同高度的搅拌机和提升翻斗装置5，保证两端设备的对接精度，避免物料洒落或对接偏差。增高架42可配备防震垫或弹性连接件，减少设备运行过程中振动传递至地面，从而降低噪音，提高输送稳定性。
[0026]所述提升翻斗装置5包括提升机51、设于提升机51上的翻斗52，所述翻斗52内设有用于称定危废液重量的重量传感器，所述重量传感器与控制装置电连接，当所述重量传感器感应到设定的重量标准后，提升翻斗装置5自动上升，将翻斗52内的危废液倒入焚化装置6中，再下降高度。通过重量传感器实时监测危废液的重量，确保每次投料量精确可控，避免因过量投料导致焚化炉负荷过高，或因投料不足影响燃烧效率。控制装置可设定可调重量阈值(如50kg~200kg)，适应不同种类的危废液处理需求，提高系统的灵活性。该过程可结合焚化炉燃烧状态反馈(如温度、氧含量等)，实现按需投料，确保焚化炉在最佳燃烧状态下运行，提高焚化效率。双重传感器校验机制(如采用压电传感器+液压式传感器)，确保称重数据准确，防止因传感器误差导致的过载倾倒风险。采用重量传感器自动控制投料后，可减少人工干预，提升作业效率，降低工人劳动强度，并减少危险作业暴露时间，提高人员安全性。通过自动称重+提升联动，确保每次投料量一致，使焚化炉进料口与翻斗52出料口精准对接，防止投料过程中物料外洒、气体泄漏等问题，提高危废液处理的环保性和安全性。翻斗52倾斜角度可精确控制(如55°±2°)，避免翻倒不完全或倾倒过快导致飞溅。适用于不同形态的危废液(如含固体颗粒的泥浆状、乳化液状、高粘度液体)，可通过设定不同重量阈值进行自动投料，提高处理适应性。
[0027]所述焚化装置6为焚化炉。采用焚化炉作为危废液的最终处理装置，能够在高温环境下(通常850~1200℃)彻底分解有机成分，避免二次污染。通过热解+燃烧双重作用，可有效减少危废液中的有毒有害物质，降低环境风险。可根据危废液的热值、粘度、含固量，调整焚化炉的空气供给比例、燃烧室温度、停留时间，提高处理适应性。焚化炉设置于更高高度或者设置在二层，提升翻斗装置5上升至焚化炉倒入口后，翻转翻斗52对危废液进行倾倒，进而焚化。
[0028]所述加料装置2为向搅拌装置3内倾倒危废液的液压升高倒料车。采用液压升高倒料车，可以自动升降并精准倾倒危废液，避免人工搬运的繁琐操作，提高投料效率。对于大容量承载桶23(如200L铁桶或IBC吨桶)，液压升降可轻松完成倾倒，减少操作人员的体力负担，提升工作安全性和舒适度。
[0029]所述加料装置2还包括用于处理高风险危废料的移载投料机器人21，所述移载投料机器人21前方设置有托盘22，所述托盘22上设有用于承载高风险危废料的承载桶23，所述机器人将承载桶23定量投入提升翻斗装置5后，提升翻斗装置5自动上升，将翻斗52内的危废液倒入焚化装置6中，再下降高度。高风险危废料(如强腐蚀性、易挥发、剧毒化学品)通常具有刺激性气味、挥发性强、致癌或爆炸危险，传统人工投料方式存在较高安全隐患。采用移载投料机器人21，可远程操作或全自动执行投料流程，最大限度降低人员暴露风险，减少有害气体吸入、皮肤接触、误操作等事故。机器人采用3D激光扫描+RFID识别，能够精准识别托盘22上的承载桶23位置、大小、标签信息，确保高效抓取和投放。结合六轴机械臂+柔性夹持装置，可适应不同尺寸的承载桶23(如25L、50L、200L等)，自动调整抓取力度和倾倒角度，确保稳定投料，防止物料飞溅或桶体损坏。机器人集成重量传感器，可在抓取时检测物料重量，结合控制系统精准定量投放，确保危废液配比一致，提高预处理效率。机器人可24小时连续作业，相比人工投料，效率提高3-5倍，可缩短危废处理周期，减少厂区危废堆积，降低安全隐患。机器人投料数据(如物料种类、重量、时间、投放次数)可上传至中央控制系统，便于全流程溯源管理。
[0030]所述机器人为具有识别槽承载桶23位置功能的六轴机器人，所述托盘22上设有用于保证承载桶23均匀间隔的定位格槽24。六轴机器人灵活性高，相比于传统三轴或四轴机械臂，六轴机器人拥有更高的自由度，可以完成复杂路径运动，适应不同位置和角度的承载桶23抓取与投放。定位格槽24可根据桶体直径设计不同规格(如25L、50L、200L)，使其能适配不同规格的危废承载桶23。部分格槽可模块化调整，适应不同危废料的存放需求，提高托盘22的通用性。定位格槽24可采用防滑橡胶垫或磁吸固定装置，避免在搬运或输送过程中桶体滑动、倾倒，保证投料作业的安全性。当机器人检测到托盘22上承载桶23位置偏移或数量不足时，系统可自动调整抓取路径或报警，避免抓取失败导致的设备损坏或危废液泄漏。该六轴机器人结合识别槽、视觉定位、智能路径规划，能够精准识别并抓取承载桶23，配合托盘22上的定位格槽24，确保桶体排列整齐、抓取稳定、投料高效。这不仅提升了危废处理的自动化水平，也大幅度提高安全性、效率和智能化管理能力。
[0031]本发明还提供一种使用危废液预处理系统的使用方法，使用上述系统进行危废液处理，包括如下步骤：
(1)通过加料装置2或者人工将危废液和锯木屑倒入搅拌装置3中;
(2)启动所述搅拌装置3进行搅拌，若危废液的粘度较大，则添加水或者其他溶剂进行稀释;
(3)通过人工操作搬运车将所述搅拌装置3搬运至提升翻斗装置5前方;
(4)通过送料装置4将危废液输送至所述提升翻斗装置5中;
(5)通过所述提升翻斗装置5将危废液倒入焚化装置6中;
(6)启动焚化装置6进行焚化并更新处理数据。
[0032]所述提升翻斗装置5实时监测注入的危废料重量，当所述提升翻斗装置5中的重量传感器感应到设定的重量标准后，提升翻斗装置5自动上升，进而翻斗52翻转，将翻斗52内的危废液倒入焚化装置6中，再下降高度至地面，等待下一次送料。通过与控制装置联动，翻斗52的升降和翻转动作能够精确控制，确保危废液在倒入焚化炉时的量准确无误，避免溢出或漏料现象。整个过程完全自动化，从注入料、重量感应、翻斗52操作到倒料，减少了人工操作的频率和误差，大大提高了作业的效率和安全性。
[0033]为了满足24小时连续生产需要，白班需要制备足够的待处理的危废物，因此本项目需要准备2台搅拌装置3，由白班操作人员和技术人员负责危废料的混合制备。一台用于白班使用，另一台可在白班下班前更换，或等前1台废料使用完成后更换。
[0034]实施例1：常规危废液处理操作流程
(1)加料与混合
操作人员通过液压升高倒料车或人工将危废液与锯木屑按照预定配比倒入搅拌装置3中。启动搅拌机进行均匀搅拌，确保危废液与锯木屑充分混合。
[0035](2)搅拌状态确认
实时监控搅拌装置3内物料的混合状态(可通过在线检测设备或人工观察)，确认混合均匀后进行下一步操作。
[0036](3)设备搬运
人工操作搬运车，将搅拌装置3移动至提升翻斗装置5前方，确保两设备之间对接准确。
[0037](4)送料与称重
通过泵压软管或螺杆输送机41(选用适合当前液体物性的送料装置4)将混合后的危废液输送至提升翻斗装置5内。提升翻斗装置5内的重量传感器实时监测注入的危废液重量，当达到设定的重量标准后，控制装置自动发出信号。
[0038](5)自动提升与倒料
在重量达到设定值后，提升翻斗装置5自动上升并翻转，将翻斗52内的危废液均匀倒入焚化炉中，随后自动下降至初始高度，准备下一次送料。
[0039](6)焚化处理与数据更新
启动焚化炉对倒入的危废液进行高温焚化处理。
[0040]焚化过程中，系统实时更新处理数据(包括投料时间、重量、焚化温度等)，并上传至中央监控系统，实现全流程数据追溯。
[0041]实施例2：高粘度危废液处理模式
(1)加料与初步混合
将高粘度危废液与锯木屑倒入搅拌装置3中，通过液压升高倒料车辅助加料。
[0042]启动搅拌机进行初步搅拌，同时系统检测物料粘度(例如通过在线粘度传感器反馈)。
[0043](2)自动稀释调节
当监测到危废液粘度超过预设阈值(如3000 cP)时，控制装置自动指令启动溶剂或水的加注阀，同时提高搅拌机转速(例如调整至120–150 rpm)，实现“搅拌—检测—调节”的闭环控制，确保物料流动性改善。
[0044]搅拌过程持续至检测到物料粘度恢复到正常范围，并确保混合均匀。
[0045](3)后续操作
搅拌完成后，人工或自动搬运车将搅拌装置3移动至提升翻斗装置5前方;
采用螺杆输送机41或泵压软管将经稀释的混合物料输送至提升翻斗装置5，并由重量传感器监控达到设定重量后自动翻转倒料至焚化炉;
焚化炉启动焚烧处理，同时系统更新并记录工艺数据。
[0046]实施例3：高风险危废料处理模式(采用移载投料机器人21)
(1)专用加料准备
对于高风险危废料(如高腐蚀性、易挥发的有机溶剂或剧毒废液)，首先将物料装入专用的承载桶23。
[0047]承载桶23置于配有定位格槽24的托盘22上，格槽确保承载桶23均匀间隔、排列整齐。
[0048](2)机器人自动识别与抓取
配备有识别槽承载桶23位置功能的六轴机器人利用视觉系统(如3D激光扫描)及RFID识别，对托盘22上承载桶23进行定位与识别。
[0049]机器人根据设定参数，自动抓取定量承载桶23，并将其从托盘22上移载。
[0050](3)投料与自动倒料
机器人将承载桶23准确定位并投放至提升翻斗装置5内。
[0051]提升翻斗装置5内的重量传感器检测到设定重量后，自动上升并翻转，将承载桶23内的高风险危废料均匀倒入焚化炉中，随后翻斗52装置下降至初始位置。
[0052](4)焚化处理与数据监控
启动焚化炉进行高温焚化处理，确保高风险危废料在高温条件下彻底分解。
[0053]全程系统自动记录投料数据(包括每次投料重量、投料时间、机器人操作数据等)，并实时更新至中央控制系统，实现生产监控与安全溯源。
[0054]上述三个实施例分别展示了在不同物料特性与风险等级下，本发明危废液预处理系统的使用方法。实施例1适用于常规危废液处理，操作简便、自动联动，适合大部分常规废液预处理工艺。实施例2针对高粘度危废液，通过在线检测与自动稀释调节，确保混合均匀性和输送顺畅性。实施例3则采用移载投料机器人，实现高风险危废料的无人化全自动投料，显著提升操作安全性与系统智能化水平。
[0055]搅拌装置内设有用于检测危废液浓度的粘度传感器和用于加注溶剂的溶剂加注泵31。
[0056]搅拌装置中，除了通过传统的粘度传感器进行粘度检测外，还可以采用旋转扭矩传感器或在线激光粘度仪，配合溶剂加注泵实现对搅拌过程中的实时动态监测。
[0057]在控制装置内嵌PID或自适应模糊控制算法，建立粘度、搅拌转速与溶剂加注量之间的数学模型，实现“搅拌–检测–调节”闭环控制。
[0058]当检测到液体粘度>3000cP时，系统自动启动溶剂加注阀，同时将搅拌机转速提升至120-150rpm，并记录参数变化;同时设置多级报警机制：若粘度波动异常(例如超过预定范围或溶剂供应异常)，系统立即切换至安全停机状态，并通过控制平台发出远程报警信号。
[0059]PID控制器的输出公式为：
其中e(t)=r(t)−y(t) 为误差(设定值与实际值之差)，r(t) 为设定值(例如本例中取1.0)，y(t) 为系统输出。
[0060]在本实施例中，选取PID参数为：Kp=0.8，Ki=0.05，Kd=0.1;
为直观展示闭环控制效果，这里采用一个简化的二阶系统模型对控制响应进行仿真。假定系统接受一个阶跃输入(设定值由0跃变至1)，响应曲线用下列经验公式近似描述：
y(t)=1−e−t(cos(2t)+0.5*sin(2t))
该公式反映了在PID调节下，系统在初始时刻迅速响应并逐渐趋于稳态。下面给出一组模拟数据(单位：秒，响应值无量纲)：如表1所示，动态响应曲线图如图5所示：
表1
控制器通过实时测量搅拌容器内混合物的状态(如粘度、温度等，折算为输出信号y(t))，计算误差后调整搅拌机转速及溶剂加注量，实现“搅拌–检测–调节”的闭环控制，从而改善混合均匀性并优化能耗。
[0061]从上述数据可以看出，系统在约3秒内达到了稳态，且超调量较小，充分验证了闭环控制在确保搅拌均匀性同时优化能耗的效果。
[0062]通过以上详细数据和仿真结果可以看出：
采用PID闭环控制后，搅拌系统在接收到阶跃输入后，能够迅速调整输出并在短时间内达到设定值，动态响应良好;误差收敛速度快、超调量小，证明了系统在混合均匀性和能耗控制方面均得到了有效优化;仿真数据和动态响应曲线图为本方案中闭环控制技术的有效性提供了量化依据，在实际的实施过程中，能够更好地提高工作效率和危废液的搅拌混合质量。
[0063]采用符合ATEX标准的防爆伺服电机作为六轴机器人末端执行器，确保在易燃易爆环境下安全运行;承载桶底座设计集成RFID读写器，与机器人搭载的3D激光扫描仪(或立体视觉系统)配合，形成双重定位验证，确保定位精度误差低于2mm。
[0064]六轴机器人上还可以设置图像识别传感器，对目标桶形状和位置进行实时图像识别与校正，配置环境监测及避障传感器，当检测到周围障碍物时，机器人自动减速或停车，保障全封闭无人化操作。
[0065]图6展示了机器人作业半径与最大速度及避障响应时间的关系，可以看出，随着作业半径R的增加，机器人最大速度Vmax逐步下降。这是由于更大半径下，机器人需保证稳定性和避障响应时间。
[0066]此外，为进一步优化避障响应时间：
设定最小避障响应时间tmin为 0.2s。
[0067]结合 3D 视觉系统及路径优化算法(如DWA动态窗口法)提升避障精准度。
[0068]避障响应时间随半径增加而延长，R=0.5m 时响应时间为 0.15s，而 R=3.5m 时达到 0.5s。
[0069]实际作业环境对比测试结果
1、测试条件
机器人型号：六轴防爆机器人(带视觉定位)
任务：危废桶移载至翻斗装置
测试环境：
A、传统人工搬运(对照组)
B、机器人自动搬运(实验组)
数据采集周期：30天，记录搬运效率、事故发生率等指标
2、实验数据汇总，如表2
表2
综合来看，机器人自动搬运在处理危废物料时，提高了效率并大幅降低安全风险，验证了智能化搬运方案的有效性。
[0070]用于输送危废液的螺杆输送机采用双螺旋结构，能够有效防止高粘度和含固体颗粒物料的堵塞;内部采用陶瓷内衬，耐腐蚀性能优良，同时设计为可拆卸模块便于清洗和维护;采用快拆式密封法兰结构，实现密封拆装一体化，提高维修效率。
[0071]增高架配备液压升降机构，其行程设计为0.5至2m可调，确保适应不同工作高度;底部增设防震垫片和减震缓冲装置，降低因振动引起的泄漏风险，并设置在线流量与压力传感器，实时监控输送状态。
[0072]高粘度物料需要更大的驱动力来推动，螺杆输送机的转速可能需要降低，以避免堵塞或过度磨损。颗粒物料可能需要更高的输送速度来保证稳定输送，避免颗粒沉积和堵塞。高湿度物料可能需要减少输送速度，以避免水分过多影响焚化炉的热效率。输送量和输送速度呈线性关系，通常通过螺杆的直径、转速和物料密度来计算。对于不同物料，输送量的调节可以通过调整螺杆转速来实现。
[0073]输送量Q 可以通过以下公式计算：
Q=A×v×ρ
其中：
A是螺杆的横截面积 (m²)
v是螺杆的线速度 (m/s)
ρ是物料的密度 (kg/m³)
物料输送量直接影响焚化炉的负荷。根据物料的热值、湿度等，适当增加或减少物料的投放量，以调整焚化炉的温度。
[0074]焚化炉的温度通常随着物料的输入量增大而上升，但需要动态调节以防过热或不完全燃烧。
[0075]焚化炉的温度 Tf可以通过物料的热值与输送量的关系进行调节：
其中：
Tf是焚化炉的温度 (°C)
Tbase是基准温度 (°C)
Q是物料输送量 (kg/s)
Hmaterial是物料的热值 (kJ/kg)
C是炉体的热容 (J/°C)
燃烧过程的动态调节包括：
1、氧气供应调节：根据焚化炉温度、气体成分和物料输送量，控制空气的供给量，确保高效燃烧。
[0076]2、温度反馈控制：实时监控焚化炉内的温度，通过PID控制系统调节燃烧器的输出，确保温度稳定在设定范围内。
[0077]下表为不同物料燃烧时的螺杆输送机与焚化炉的动态调节表，
在不同物料的处理过程中，控制系统会根据以上公式和数据调整螺杆输送机的工作参数和焚化炉的工作状态。例如，高粘度沥青废液需要降低螺杆输送机的转速来避免过载，并通过动态控制增加温度来确保焚化效率。
[0078]提升翻斗装置中主传感器采用高精度压电式称重元件，辅传感器选用液压式传感器，利用交叉校验确保称重误差控制在±0.5%范围内;传感器数据实时传送至控制装置，形成闭环校验逻辑，防止单一传感器失效导致操作异常。
[0079]控制装置与DCS系统深度集成，在焚化炉中设置热值传感器和气体
检测仪，实时采集物料热值和燃烧参数(包括氧含量、CO、NOx等)，通过闭环反馈动态匹配预热及燃烧参数;根据物料特性调整焚化炉温度和燃烧时间，确保热效率提升25%以上，同时控制二噁英排放<0.1ng TEQ/m³。
[0080]在本实施例中，为确保进入焚化炉的危废液处于最佳燃烧状态，需要根据不同物料的闪点设置相应的预热室目标温度。下面给出的表2为典型物料的闪点与推荐预热室温度(目标温度及允许的温度梯度范围)的对应关系示例,如表3：
表3
预热室温度梯度设计在200℃至600℃范围内，可根据物料特性和现场实际情况进行调整。
[0081]为确保焚化过程中的燃烧气体参数始终处于安全和环保标准内，本实施例中采用的在线气体检测仪通过定期校准来保证数据准确性。下面表4给出一组校准数据(单位与检测范围均为常用工业标准)：
表4
实际使用中应依据检测仪器厂商提供的校准标准和现场工况进行调整，确保在线监测数据的准确性和实时性。
[0082]为实现预热室与焚化炉之间的协同控制，本实施例设计了一套闭环调节逻辑。该逻辑基于预热室温度、物料热值、在线气体检测数据(如氧气、CO、NOx等)动态调整燃烧参数，确保燃烧效率和环保指标。图7为燃烧过程调节逻辑流程图。
[0083]开始：系统启动后首先进行预热室温度检测。
[0084]温度判断：若预热室温度未达到目标值，则启动加热装置直至达到目标温度;若达到目标温度，则读取在线气体检测仪数据。
[0085]气体参数判断：对比当前气体参数与设定标准(如O2、CO、NOx等均在允许范围内)，若符合则维持当前燃烧参数，否则进入自动调节流程。
[0086]自动调节：在自动调节过程中判断调节幅度是否满足安全范围，若满足则更新燃烧控制指令，否则发出报警并启动应急处理流程。
[0087]闭环反馈：调节后重新检测气体参数，直至各项指标稳定，最后记录数据并进入下一监控周期。
[0088]本系统为不同物料设定了合理的预热温度，确保物料在进入焚化炉前达到最佳预处理状态;在线气体检测仪的校准数据为焚化过程中气体成分的精确监控提供了量化依据，确保数据准确性与安全性;预热室与焚化炉之间的协同控制通过闭环控制实现燃烧过程的实时调节，确保燃烧效率和环保指标达到要求。
[0089]通过实时监控焚化炉内的燃烧状况(如温度、氧气浓度、二氧化碳排放等)，可以自动调节进料速度，以优化焚化过程。
[0090]自适应算法根据焚化炉的实时数据，自动调整进料速度，当焚化炉温度过高时，进料速度自动降低，防止炉内温度过高导致燃烧不完全或设备损坏。当温度过低时，进料速度增加，确保充分燃烧并避免能源浪费。
[0091]通过传感器收集焚化炉的温度、氧气含量、CO2浓度等数据。自适应算法分析实时数据，预测焚化炉的下一步状态，并计算所需的进料速度调整值。根据算法计算结果，自动调整进料设备(如搅拌机转速、输送机速度、机器人抓取频率)来维持焚化炉的稳定运行。
[0092]系统将燃烧数据与进料速度的关系可视化，操作人员可以实时看到焚化炉的运行状态和调整的预处理与进料速度。同时，基于历史数据，系统还可以做出长周期的预测，帮助优化整体处理效率。
[0093]通过实时趋势图(如温度、氧气浓度、进料速度等)和机器学习预测模型，操作员可以提前了解系统的运行状态并做出调整。
[0094]以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
[0095]虽然已经参考若干具体实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的具体实施例。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等效布置。
说明书附图(7)
声明：
“危废液预处理系统及其使用方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：温州职业技术学院
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2025年04月25日 ~ 27日 
