家用垃圾分裝設備研制設計【垃圾分類】

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1 緒論 隨著城市的發(fā)展，人口的集中，逐漸增加的生活垃圾不但占用著大量的土地使用面積，而且對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的污染。目前國內的生活垃圾處理設備已無法滿足需求，而國外的生活垃圾處理設備又投資巨大，結合我國國情，在調查研究的基礎上，結合我國城市生活垃圾的具體情況，設計出了適合我國城市生活垃圾處理的“家用生活垃圾分選設備”。 該設計攻克了生活垃圾機械分類的難題，能將生活垃圾分為五類產品，其產品分別達到無害化處理條件和資源化利用要求，能將生活垃圾中的有害物質（廢舊電池等）全部分離，不造成二次污染，以較小的投入、較簡單的程序完成對成分復雜、性狀各異的生活垃圾的分類，使生活垃圾轉化為人們生產、生活可循環(huán)利用的一種資源。 該產品與國內外同類產品相比明顯具有投資省、占地少、能耗低、處理方式簡捷、分選速度快、分選效果明顯、利用率高、適用范圍廣的特點。該產品經過多次計算校核，性能穩(wěn)定、運行可靠、操作方便、維修容易，是用于生活垃圾“三化”處理的優(yōu)良設備，具有廣泛的推廣應用價值。是不久的將來我國需要推廣的一款垃圾分裝設備。 1.1 設計背景 隨著城市建設的快速發(fā)展，城市生活垃圾產生量與日俱增，據統(tǒng)計我國人均每天丟棄生活垃圾1.2公斤，年人均丟棄400余公斤。2005年全國城市生活垃圾清運量接近2億噸，大量產生的生活垃圾不但占用土地，還會對土壤、水體、大氣造成污染，給城市的環(huán)境保護帶來一系列問題，從而制約了城市經濟和社會的發(fā)展。如何妥善處理城市生活垃圾已成為各級政府急待解決的問題。 目前，我國生活垃圾的處理普遍采用衛(wèi)生填埋、焚燒發(fā)電、堆肥三種方式。 衛(wèi)生填埋是一種前期簡單、低成本的生活垃圾處理方式，其投資一般為幾千萬元，它的不足之處在于占地面積大、使用周期短、后續(xù)處理工藝繁瑣、把有用和無用的資源一起填埋、容易造成二次污染。 焚燒發(fā)電是生活垃圾減量化、資源化的一種最佳處理方式，也是大中城市生活垃圾處理的簡單方式，投資一般為幾億元。其不足之處在于運行成本高；殘渣、飛灰處理費用高；把熱值高的有機質和無熱值的無機物一起焚燒；一般的焚燒發(fā)電廠所獲取的電價不抵運行成本，同時還容易造成二次污染。 堆肥技術適用于處理分類收集的可降解垃圾，我國大部分城市還未達到分類收集和生活垃圾機械分類條件，一般都是將混合垃圾直接堆肥，堆肥產品有害物質含量超標，致使應用受限。 綜上所述，以上三種處理方式無論是從生活垃圾減量化、無害化處理程度看，還是從資源化效果看，都不是生活垃圾的最佳處理方式，其投資規(guī)模和運行成本均超出我國中小城市的財政支付能力。經過對生活垃圾處理的歷史、現(xiàn)狀的反復研究，我認為要實現(xiàn)生活垃圾減量化、無害化和資源化就必須攻克生活垃圾機械分選的難點，研制出符合我國國情的生活垃圾分選設備，從而實現(xiàn)我國生活垃圾處理的資源化。 因此，加快開發(fā)生活垃圾分選分類設備，提高城市垃圾處理處置技術，滿足國內經濟和社會發(fā)展需要已成當務之急。 1.1.1 我國生活垃圾處理的現(xiàn)狀 我國生活垃圾處理方式除衛(wèi)生填埋、焚燒、焚燒發(fā)電外，還有堆肥、液化、風選、水選、篩分等多種生活垃圾綜合處理工藝和技術，這些技術有的處于探索階段，有的由于側重點不同，始終存在各式各樣的問題及不足。目前具有代表性的綜合處理方式有以下兩例[8]。 1.1.2當前生活垃圾分選處理設備 該垃圾分類處理設備是我國目前大多數廠家采用的生活垃圾綜合處理設備，其主要是對生活垃圾進行篩選和磁選，篩下垃圾經懸掛在輸送帶上的磁選機磁選，進入發(fā)酵倉發(fā)酵，篩上垃圾經過輸送帶送入下一工序進行焚燒。該分類設備雖能將生活垃圾分為篩上、篩下垃圾、及鐵三類，卻不能分離塑料薄膜、玻璃石子，對磁性材料（廢舊電池）分選效率不高，致使經該設備處理后的生活垃圾產品使用范圍窄小、價值低、利用率不高。該設備全部裝機容量250KW、重達100余噸、投資約1000萬元、占地面積較大。 1.1.3 一種生活垃圾處理廠的生活垃圾處理設備 它是一種人工與機械相結合的生活垃圾分類設備，其分選部分布置了生活垃圾上料行車、勻料裝置、輸送皮帶、三臺篩分裝置及輸送皮帶、一條能容納20人的人工撿拾平臺。全部裝機容量近1000KW、設備重約300噸、此方式沒有改善工人的工作環(huán)境，占地面積大，投資近1500萬元人民幣。只能將生活垃圾分為垃圾渣粉、可燃物、鐵3類產品。 1.1.4 國外生活垃圾的處理現(xiàn)狀 國外生活垃圾處理的方式主要采用焚燒、衛(wèi)生填埋和堆肥技術，但投資巨大、處理成本過高（如德國、日本、美國），大大超出我國一般中小城市的承擔能力，顯然不符合我國國情。 綜上所述，目前國內外生活垃圾處理的方式不能使生活垃圾的處理走出投資大、運行成本高、占用大量土地、利用率低的狀況，更無法分離生活垃圾中的有害成分，使生活垃圾資源利用無法達到要求?？傊?，按現(xiàn)有的生活垃圾處理方式基本達不到生活垃圾的減量化、資源化、無害化。 1.2 生活垃圾分選機研究的難點 我國生活垃圾分類設備的研制開發(fā)由來已久，目前國內仍有數十家企業(yè)在進行生活垃圾分選設備的研究、探索。但都不能從根本上實現(xiàn)生活垃圾機械分選技術。通過仔細分析，綜合研究這些企事業(yè)單位的經驗及教訓，發(fā)現(xiàn)生活垃圾分選設備研制必須克服以下技術難點： ①生活垃圾的特性識別與分選技術的匹配。 ②生活垃圾中的有害物質（重金屬、玻璃渣等）的分離與達標。 ③生活垃圾分選設備的集成化技術。 ④生活垃圾處理過程中二次污染的克服與控制。 1.3 生活垃圾分選設備研制的可行性 為攻克生活垃圾分選設備研制的難題，我對各種技術難點展開深入研究，最后認為要克服生活垃圾機械分選的技術難點，首先要分析生活垃圾的特性、明確分選分類的原則、掌握其組分的規(guī)律；其次要分析生活垃圾的非本質特性因素，對分選生活垃圾的個別偶然現(xiàn)象和含水量進行定位，掌握其變化規(guī)律（如攀枝花市區(qū)采用建垃圾房收集生活垃圾，就較好的解決了生活垃圾水分含量高、不利運輸和處理的問題）；第三，運用多種技術集成，將生活垃圾中有害物質進行分離，使所分選的產品達到國家標準并能得到廣泛應用；第四，在選定對生活垃圾進行組分或單一組分的技術條件下，重點考慮該設備的一體化集成技術；最后是把生活垃圾分選過程中產生二次污染的因素作為研究的重點一起解決。因此，研制的設備既要實現(xiàn)生活垃圾資源化利用、其產品的投資、運行成本又要符合我國國情。提出了實現(xiàn)生活垃圾的機械分選，對生活垃圾組分或單一組分的分解技術。應用物料運動能量守恒原理，將生活垃圾分選機設計為集數個具有多種功能技術裝置為一體的分選設備，實現(xiàn)設備簡便易行、機械化程度高、分類效果好、能達到減量化、資源化和無害化應用要求。設備是否能夠實現(xiàn)機械化系統(tǒng)分選，還需多次反復測試，才能夠確保家用生活垃圾分類是否可行。 2 生活垃圾分選機研制的主要技術路線 2.1 生活垃圾的特性分析 生活垃圾是一種由人類生活丟棄的多種物質組成的異質混合體，它通常包括①廢品類：廢金屬、廢玻璃、廢塑料橡膠、廢纖維、廢紙和磚瓦；②廚余類：飲食廢物、蔬菜廢物、肉類和肉骨，我國部分城市廚房燃料用煤、煤制品、木炭的燃余物；③灰土類。 它具有種類繁多、成分復雜、性狀各異、成分及水分含量不確定的特性，它的構成受地理、氣候條件、經濟發(fā)展水平、消費結構以及城市燃氣化普及率、垃圾收集方式等因素的影響。 大量生活垃圾的產生對人類生存環(huán)境構成了影響，但生活垃圾中確實有許多成分是可再生利用的，如何將這些有用的成分分離出來加以利用，已成為當今生活垃圾處理行業(yè)及相關科研部門研究的主題。 城市中每天收集的成百上千噸生活垃圾要進行人工分類是不可能的，在未實行生活垃圾分類收集的今天，生活垃圾的機械化分選分類是實現(xiàn)生活垃圾資源再生利用的必經之路。因此研究對生活垃圾的成分進行組分或單一組分的分選設備是必要的和有益的。 2.2 生活垃圾分選機研制的技術路線 根據對生活垃圾特性的分析，對各種生活垃圾分選技術進行篩選和對比后發(fā)現(xiàn)國內外先進的生活垃圾處理技術是建立在生活垃圾分類收集的先決條件上完成實施的。目前我國的環(huán)衛(wèi)管理體制和人民生活習慣無法實現(xiàn)生活垃圾分類收集，因此各種處理方式都難以達到生活垃圾減量化、無害化和資源化要求。將簡單的破碎、篩分、風選技術設計為集多種功能技術為一體的分選設備。它的技術路線是：①人工配合機械上料②磁性材料及電池分離③生活垃圾打散裝置④生活垃圾圓筒篩分裝置⑤生活垃圾渣粉風選裝置⑥篩下垃圾風選裝置⑦篩上垃圾風選裝置⑧玻璃石子、骨頭果皮果仁磁選⑨除塵裝置⑩PLC系統(tǒng) 通過研究和技術攻關，徹底的解決各類分選技術不徹底、資源回收利用受限的問題，為生活垃圾分選機的研制奠定堅實的基礎。 2.3 生活垃圾分選機的設計方案 生活垃圾分選的目的不是簡單的將一堆垃圾分為數堆垃圾，因此解決生活垃圾分類的難點是將多種處理技術應用到生活垃圾分選機上，完全實現(xiàn)生活垃圾的合理分選。在研制方向、技術路線確定后，我制定了兩套生活垃圾分選機的研制方案。 方案一：（見圖2-1）將生活垃圾分選機設計為集破碎機、大平篩、篩上和篩下風選以及磁選裝置為一體，安裝在一個鋼結構的箱體內，各裝置通過電機分別傳動。它的原理為：人工配合機械上料將生活垃圾通過輸送帶送入破碎機將成包成袋的生活垃圾破碎，破碎后的生活垃圾通過破碎機出口的磁選裝置磁選后進入平篩進行篩分，篩上垃圾通過安裝在平篩出口端的風機將塑料薄膜與可燃物分離；篩下垃圾渣粉通過安裝在篩下料斗口的高速風機將玻璃石子和垃圾渣粉分離。 方案二：（見圖2-2）將生活垃圾分選機設計為集生活垃圾打散裝置，生活垃圾圓筒篩分裝置、篩上垃圾風選裝置、篩下垃圾風選裝置、垃圾渣粉風選裝置、除塵等功能裝置為一體安裝在一鋼結構箱體內，各裝置通過電機分別傳動。它的原理為： 人工配合機械上料通過磁選裝置首先將磁性材料及電池分離，然后進入打散裝置將成包成袋的垃圾打散后進入生活垃圾篩分裝置，打散后的生活垃圾被篩分裝置粗分為垃圾渣粉、篩下垃圾渣和篩上生活垃圾三類；垃圾渣粉通過安裝在生活垃圾篩分裝置下的漏斗經生活垃圾渣粉風選裝置被分離為玻璃石子、垃圾渣粉，分別從玻璃石子出料槽和垃圾渣粉出料槽排出；篩下垃圾渣經圓筒篩分裝置后段下的料斗排出，經篩下垃圾風選裝置將其分為小可燃物和骨頭果皮果仁，分別從小可燃物出料口和骨頭果皮果仁出料口排出；篩上垃圾經篩分裝置尾部排出，經篩上垃圾風選裝置將其分為可燃物和塑料薄膜，分別從可燃物出料口和塑料薄膜出料口排出；玻璃石子、骨頭果皮果仁分別經磁選將其中的磁性材料（廢舊電池）分離干凈。 圖2-1 方案一 圖2-2 方案二 2.4 生活垃圾分選機研制的最終方案 方案一：該方案的優(yōu)點在于能將生活垃圾進行分類、能分離生活垃圾中的有害成分，克服了該類設備投資大、占地多、運行成本高、粉塵污染大的弊病，但該方案中平篩篩選不徹底，分類效果一般。 方案二： 該方案采用一體化技術路線，各裝置合理布置于箱體內，物料運行流暢；將破碎機設計為電機傳動，能劃破垃圾包，又不會打爛廢舊電池，且打散過程中產生的粉塵不到流的生活垃圾打散裝置；將生活垃圾篩分設計為電機及齒輪傳動、能分段篩分、有特殊網孔、導料系統(tǒng)、篩分能力大的圓筒篩分裝置；將生活垃圾細分設計為篩上垃圾風選裝置、篩下垃圾風選裝置和垃圾渣粉風選裝置；在產品的進料口設計了磁選裝置；箱體和支架設計為全封閉式；為簡便操作，整個系統(tǒng)實行PLC系統(tǒng)控制。 經過比較，我認為“方案二”更加適合課題項目的設計要求和方向，技術路線和設計方案更為完善。 3 生活垃圾分選機的研制 3.1 生活垃圾分選機的工作原理 生活垃圾通過下料裝置和下料溜槽，通過打散裝置將成包成袋的垃圾打散后進入磁選裝置，通過電磁鐵首先將磁性材料（廢舊電池）分離，將打散后的生活垃圾分選為垃圾渣粉、粗垃圾渣和篩上生活垃圾三類；垃圾渣粉通過安裝在生活垃圾篩分裝置下的漏斗經皮帶輸入生活垃圾渣粉風選裝置；垃圾渣粉通過生活垃圾渣粉風選裝置將其分離為玻璃石子、垃圾渣粉，分別從玻璃石子出料槽和垃圾渣粉出料槽排出。粗垃圾渣通過安裝在生活垃圾篩分裝置粗篩網下的生活垃圾風選裝置將其分為小可燃物、石頭，骨頭果皮果仁，分別從小可燃物出料槽和石頭、骨頭、果皮果仁類出料槽排出；篩上粗垃圾通過篩分裝置尾部排出，經風選裝置將其分為大可燃物和塑料薄膜，分別從大可燃物出料槽和塑料薄膜出料槽排出。 生活垃圾分選機的各裝置依靠配置的電機和齒輪傳動，處理能力由物料運行的空間尺寸和配置電機的功率決定。 垃 圾 堆 埋 場 人 工 初 選 上 料 裝 置 下 料 裝 置 磁選輸送裝置 生活垃圾打散裝置 磁性材料 生活垃圾篩分裝置 篩下垃圾渣 垃圾渣粉 篩 上 垃 圾 篩上垃圾風選裝置 置 大可燃物 塑料 薄膜 篩下垃圾渣風選裝置 置 骨頭果皮果仁 小可 燃物 垃圾渣粉風選裝置 磁選裝置 玻璃 石子 置 磁選裝置 玻璃石子 骨頭果仁果皮 磁性材料 細垃圾渣粉 人工 分撿 廢舊 電池 人工分撿 廢舊電池 3-1 生活垃圾分選機工藝流程圖 3.2 生活垃圾分選機的總體結構設計方案 包括上料磁選裝置、磁性材料出料槽、生活垃圾打散裝置、生活垃圾圓筒篩分裝置、機架、篩上生活垃圾風選裝置、骨頭果皮果仁類出料槽、小可燃物出料槽、垃圾渣粉出料磁選裝置、磁性材料出料槽、生活垃圾渣粉風選裝置、垃圾渣粉出料槽、玻璃石子出料槽、篩上生活垃圾風選裝置、大可燃物出料槽、塑料薄膜出料槽、下料溜槽。下料裝置、入料磁選皮帶、磁性材料電池出料槽、下料溜槽與出料磁選皮帶、磁性材料出料槽、生活垃圾渣粉風選裝置、垃圾渣粉出料槽、玻璃石子出料槽均通過緊固件安裝在機架的外面；生活垃圾打散裝置、生活垃圾篩分裝置、篩上垃圾風選裝置、石頭和骨頭及果皮果仁類出料槽、小可燃物出料槽、篩下垃圾風選裝置、大可燃物出料槽、塑料薄膜出料槽固定在機架上。生活垃圾分選機參數表如下。 表3.1 生活垃圾分選機參數表 型 號 項 目 1 2 主機尺寸，mm 長 12800 14700 寬 2300 3000 高 5940 6890 入料口，mm 長 1000 1200 寬 500 600 垃圾渣粉類出料口，mm 長 600 650 寬 450 500 果仁、果皮、骨頭、 類出料口，mm 長 600 650 寬 450 500 大可燃物類出料口，mm 長 600 650 寬 450 500 小可燃物類出料口，mm 長 1000 1000 寬 600 600 塑料薄膜類出料口，mm 長 1000 1000 寬 600 600 上料磁選裝置 磁輥公稱直徑，mm φ630 Φ800 磁性，高斯 2000 皮帶公稱寬度，mm 800 1000 打散裝置 刀片回轉直徑，mm φ980 φ1080 刀片數量，組 21 29 機殼內壁與刀片外緣間隙，mm 15 20 篩分裝置 滾筒內徑,mm φ1600 Φ2300 細分段篩孔尺寸，mm 長 17 寬 35 粗分段篩孔尺寸，mm 長 87 寬 97 4 關鍵技術的設計 4.1 打散裝置的設計 生活垃圾要實現(xiàn)分選就必須先將將成包成袋的生活垃圾打散開，首先要求不將生活垃圾中的廢舊電池打爛，而且要使打散過程中產生的粉塵不倒流。其特點在于裝在軸承座上的軸上設有刀架機構，軸承座固定于下機殼上，大皮帶輪設在軸的一端，通過三角膠帶與電機軸上的小皮帶輪相連接。 本方案結構簡單、使用方便，由于打散裝置通過電動帶動刀架機構，使進入機內的成包成袋的的生活垃圾全部打散，便于篩選和風選，不會將廢舊電池打爛，呈蝸牛殼型的機殼使打散過程中產生的粉塵不倒流。刀頭設置角度，入料口安裝風機，這樣避免破帶殘膜纏繞，影響效果。被破塑料袋隨風機風力從出料口出去，參加下一步驟的篩選。 圖4.1 打散裝置 4.2 圓筒篩分裝置的設計 4.2.1 圓筒篩分裝置的機構設計 要將種類繁多、成分復雜的生活垃圾轉化為資源，就要根據物料運動能量守恒原理提供一種能將打散后的生活垃圾進行初分的圓筒篩分裝置。圓筒機構包括大齒圈、進料檔圈、 筒體、螺旋導料條、連接條、細篩網、筒體、粗篩網、壓條。 粗篩網通過法蘭盤及螺栓與筒體的法蘭盤連接，筒體與筒體通過連接條焊接，細篩網通過壓條壓在連接條之間。大齒圈套在筒體上通過螺栓固定，進料檔圈焊在筒體端部，螺旋導條焊在整個筒體內徑上。 托輥機構包括托輥、心軸、軸承座。托輥通過心軸支撐在軸承座上。托輥支撐在細篩兩端的筒體上，粗篩網懸接在細篩圓筒后部。 圓筒機構的螺旋導料條為3-8根，圓筒機構的連接條為8-12根。托輥機構至少為四個或四個以上。 本方案能將打散后的生活垃圾連續(xù)的分為垃圾渣粉、篩下垃圾渣和篩上生活垃圾三大類，圓筒篩內壁平整，其內壁上面焊有螺旋導料條，垃圾運行過程均勻流暢；粗細篩網為橫矩形網孔。 4.2.2 圓筒篩分裝置參數確定 （一） 被輸送物料：生活垃圾；特性：成分復雜，性狀各異。 （1）生活垃圾松散密度（實測） （2）生活垃圾的粒度：。 （3）含水率：；腐蝕性：一般；溫度：常溫。 （4）輸送能力：； （二） 篩筒直徑的確定 按照“運輸機械設計選用手冊”中（m） 其中：—篩分能力（），研制時取 —物料特性系數， —填充系數， 取 —傾角系數， 由于垃圾成分復雜，有破衣物、雜草、舊鞋等。 因此取。 （三） 篩分裝置轉速確定 按 確定篩筒的轉動速度， 式中： —表示物料綜合系數；設計時取 取 （四） 功率確定 —布置高度 （水平布置） —篩筒長度 —物料阻力系數=4 所需功率 （五）電動機功率確定 —功率備用系數，對系列電動機 —驅動裝置總效率，一般取0.9-0.94 取=0.91 考慮連續(xù)運轉需要，設計時選用電機功率為： 4.2.3 圓筒篩分裝置的結構（見圖5.2） 包括圓筒機構、細和粗篩網、螺旋導料條、托輥機構、電機、小齒輪，圓筒機構用托輥支撐，圓筒機構中的大齒圈與小齒輪嚙合傳動，小齒輪裝在電機的軸上。 圖5.2 圓筒篩分裝置 4.3 篩上垃圾風選裝置的設計 4.3.1 篩上垃圾風選機的機構設計 在生活垃圾處理過程中，篩上垃圾成分近百種，塑料薄膜面積大、比重輕，用經控制的風流將其和其它篩上垃圾分開，篩上垃圾風選是最簡便的一種的方式。 其特征在于包括三角膠帶輪、三角膠帶、轉子體、平矩形口、電機組成，其平矩形口風機的出口為平矩形。下料圓盤機構由調速電機及其上的下料圓盤組成。 平矩形口風機安裝在下料口下方，下料圓盤機構安裝在機殼內溜槽塑料薄膜與可燃物的間隔板上，進料口、塑料薄膜出料槽、可燃物出料槽設在機殼上，風道設在機殼內。 本方案結構簡單、設計合理、實用方便、耗能低。采用平矩形口風機將垃圾均勻吹成拋物線，篩上的生活垃圾按比重分別下落在溜槽前后不同點上，采用下料圓盤是解決可燃物和塑料薄膜之間的間隔板不積料。 4.3.2 篩上垃圾風選機構參數的確定 （一） 被輸送物料：可燃物，特性：成分復雜，性狀各異。 （1）篩上垃圾的松散密度 （2）篩上垃圾粒度：。 （3）含水率：；腐蝕性：一般；溫度：常溫。 （4）風選能力； （二） 風選機構設計的計算理論依據是能量守恒定律。 計算公式：， 在分選時篩上垃圾和空氣的體積是相等的，所以： 因此： 式中：—空氣的質量 —篩上垃圾的質量 —空氣的速度 —篩上垃圾的速度 —空氣的比重 —篩上垃圾的比重 —空氣的體積 —篩上垃圾的體重 （三）篩上垃圾在分選下落的過程中所需時間（） , （四）篩上垃圾在從出口到落點的距離（） 上式中只有和需要確定,其余的為已知條件，我們假定為（垃圾分選出口距落點的高度），為代入上式計算得出篩上垃圾的落點距離（） 塑料薄膜、紙等為： 廚余、果皮等為： （五） 根據風速和出口尺寸即可計算出風機的風量（） ,由于風機出口到垃圾分選出口風速有一個衰減，所以考慮出口風速時加大10%，也就是選擇風機風量時加大10%～15%（取12%）即可。 （注：篩下垃圾渣風選裝置的參數由上述公式確定） 4.3.3 篩上垃圾風選裝置的結構（見圖4.3） 由風機、擋板、風道、下料板和塑料薄膜、可燃物出料槽、出口構成。 圖 4.3 篩上垃圾分選裝置 4.4 垃圾渣粉風選裝置的設計 4.4.1 垃圾渣粉風選機的機構設計 經篩分后的篩下垃圾中含有玻璃石子、磁性材料（含廢舊電池）、垃圾渣粉，為了使垃圾渣粉能廣泛使用，必須通過垃圾渣粉風選裝置將其中的玻璃石子、磁性材料（含廢舊電池）完全分離。 其特點是斜矩形口風機包括三角膠帶輪、三角膠帶、三角膠帶輪、轉子體、斜矩形口、電機組成，其特征是斜矩形口風機的出口為斜矩形。 本方案設計合理、結構簡單、使用方便、耗能低，采用斜矩形口風機可將垃圾中的玻璃石子、磁性材料（廢舊電池）、垃圾渣粉分離出來，便于回收利用。通過閘閥控制料流可調整玻璃、石子等的分選率；通過鋼絲網可防止垃圾土塵的揚散。 4.4.2 垃圾渣粉風選裝置的參數確定 （一） 被輸送物料：垃圾渣粉，特性：成分復雜。 （1）垃圾渣粉松散密度（實測） （2）垃圾渣粉的粒度：。 （3）含水率：；腐蝕性：一般；溫度：常溫。 （4）風選能力； （二） 按照能量守恒定律 ， 認為分選時垃圾渣粉、玻璃石子和空氣的體積是相等的， 則有： 因此： —空氣的速度 —垃圾渣粉和玻璃石子的速度 —空氣的比重 —垃圾渣粉和玻璃石子的比重 —空氣的體積 —垃圾渣粉和玻璃石子的體積 （三）垃圾渣粉和玻璃石子在分選下落的過程中所需時間（） （四） 垃圾渣粉和玻璃石子從出口到落點的距離（） 研制中，將取為（垃圾分選出口距落點的高度），為，垃圾渣粉和玻璃石子的落點距離為。 玻璃石子為： 垃圾渣粉為： （五） 風機的風量（）的確定 ，式中 研制中取 則 由于風機出口到垃圾分選出口風速有一個衰減，所以考慮出口風速時加大，也就是選擇風機風量時加大（?。┘纯? 4.4.3 垃圾渣粉風選裝置的結構（見圖4.4） 由斜矩形口風機、閘閥、進料槽、檔料板、垃圾渣粉和玻璃石子磁性材料（廢舊電池）出料槽、出口及鋼絲網、機殼構成，其內設有擋料板。 圖 4.4 垃圾渣粉風選機 4.5 PLC控制系統(tǒng)的設計 本裝置為城市生活垃圾分選機的電氣控制部分。在主電路方面，除了篩分裝置電動機采用變頻器控制，其余裝置的各電動機均采用交流接觸器、熱繼電器控制。在二次回路方面，本裝置在控制系統(tǒng)上采用了西門子的可編程序控制器（簡稱PLC）作為主控元件，其他的主要器件也采用了國際國內名牌產品，這就提高了系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性。采用PLC控制簡化了系統(tǒng)的操作，方便了維護檢修工作，在如“自動控制”方式下基本上可實現(xiàn)“一鍵”操作，設備故障可以從PLC的LED上大致判斷出來。 該電控裝置是具有高可靠性、高穩(wěn)定性的控制系統(tǒng)，同時又是性價比極高的控制系統(tǒng)。它綜合了傳統(tǒng)技術和高科技的特點，兼顧了常規(guī)控制和高性能控制的特性，做到了“能上能下，兼顧多樣”的市場要求，同時他又是極具人性化設計的控制系統(tǒng)，能夠讓客戶在實際使用中真正感到順心順意，得心應手。 5 生活垃圾分選機的特點 1、該機是集生活垃圾打散、圓筒篩分、垃圾渣粉風選、篩上篩下垃圾分選裝置以及磁選、除塵、PLC等工藝技術為一體化的生活垃圾專用機械分選設備。 2、該機能一次性將生活垃圾分選為磁性材料（廢舊電池）、玻璃石子、塑料薄膜、可燃物、垃圾渣粉五類可再生利用的產品。 3、該機能將生活垃圾中的有害物質廢舊電池全部分離到磁性材料中（便于用HDPE容器密封集中深埋）、將玻璃渣分離80%以上、塑料薄膜分離60%以上（如配置少量人工輔助，其分離率可達到95%以上）。 4、經該機分選出來的生活垃圾產品能分別達到無害化處理條件和資源化利用要求，其直接資源利用率可達到80%以上（附生活垃圾產品資源利用路線圖）。 圖5.1 生活垃圾產品資源利用路線圖 5、該機定價為200萬元左右，運行成本低于50元/噸，其總投入、運行費用不超出我國一般中小城鎮(zhèn)財政承擔能力；處理能力A型為12-20噸/小時，B型為20-35噸/小時，適合我國中小城鎮(zhèn)生活垃圾的處理和處置。 6、該機能作為生活垃圾衛(wèi)生填埋、焚燒發(fā)電及堆肥三種處理方式的前置處理設備使用。它必將為我國生活垃圾處理行業(yè)創(chuàng)造良好的經濟效益和社會效益。 結 論 綜上所述，生活垃圾分選機是明顯優(yōu)于國內外現(xiàn)有生活垃圾分類設備的產品。它與國內外同類產品相比，具有投資省、占地少、能耗低、處理方式簡捷、分選速度快、分類效果明顯、適用范圍廣、不造成二次污染等特點，它作為生活垃圾衛(wèi)生填埋、焚燒發(fā)電以及堆肥三種方式的前置設備是關鍵的。該產品符合國家“節(jié)能減排”政策，也適合我國中小城市生活垃圾處理。隨著該產品的推廣應用，必將改變生活垃圾處理的現(xiàn)狀，為我國生活垃圾的處理、處置開創(chuàng)出一種經濟、實用的新模式。 致 謝 行文至此，我的這篇論文已接近尾聲；歲月如梭，這幾個月的設計即將敲響結束的鐘聲。離別在即，站在人生的又一個轉折點上，心中難免思緒萬千，一種感恩之情油然而生。 生我者父母。感謝生我養(yǎng)我，含辛茹苦的父母。是你們，為我的學習創(chuàng)造了條件；是你們，一如既往的站在我的身后默默的支持著我。沒有你們就不會有我的今天。謝謝你們，我的父親母親！ 育我成才者老師。感謝我的指導老師周嶺老師，這篇論文是在老師的的悉心指導與鼓勵下完成的。老師為我提供了不斷改良設備的建議，提供了很多專業(yè)性的指導。周老師淵博的學識、嚴謹的治學態(tài)度、精益求精的工作作風和誨人不倦的高尚師德，都深深地感染和激勵著我。老師不僅在學業(yè)上給我以悉心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，在此謹向老師致以誠摯的感謝！ 我還要感謝在一起度過幾個月時間的我們組的同學，特別是李正濤同學。正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。本次論文與設計的完成對我是一個極大的激勵，使我在學術研究方面充滿了信心，更為我在今后的學習與工作中提供了寶貴的經驗。 參 考 文 獻 [1] 編輯委員會.運輸機械設計運用手冊.化學工業(yè)出版社. [2] 成大先.機械設計手冊.化學工業(yè)出版社. [3] 續(xù)魁昌.風機手冊.機械工業(yè)出版社.2003年2月. [4] 王鐸，程靳.理論力學.哈工大第6版. [5] 西偉力.日本垃圾分類及處理現(xiàn)狀[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2007，（2）. [6] 胡秀仁.城市生活垃圾的源頭分類收集[J].環(huán)境保護，2008，（8）. [7] 沈穎.城市生活垃圾分類收集的意義及實施建議[J].科技信息，2009，（25）. [8] 孫大鵬，馬溪平，肖鵬飛等.城市生活垃圾技術探討[J].遼寧城鄉(xiāng)環(huán)境科技，2004，24（5）. [9] 楊黎，戴衛(wèi)軍，古培錢.基于MSC-51單片機垃圾分類收集系統(tǒng)的設計[J].科技信息，2008，（25）. [10] 城市生活垃圾分類及評價標準介紹[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2005，13（3）. [11] 楊海民.基于三分法的城市生活垃圾分類收集流程研究[J].技術與方法，2009，（28） 15