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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告
課題名稱 家用垃圾分裝設(shè)備研制
學(xué)生姓名 任 凱
學(xué) 號 8031208137
所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng) 機
班 級 12-1
指導(dǎo)教師 周 嶺
起止時間 2011年12月1日
至2012年5月25日
機械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說 明
一、學(xué)生撰寫《開題報告》應(yīng)包含的內(nèi)容：
1、本課題來源及研究的目的和意義；
2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；
3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；
4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃；
7、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）。
二、本報告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開題報告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個畢業(yè)論文（設(shè)計）課題須提交開題報告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。
家用垃圾分裝設(shè)備研制
1、 課題研究的目的及意義
城市生活垃圾處理是城市管理和環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容，是社會文明程度的重要標(biāo)志，關(guān)系人民群眾的切身利益。隨著全球經(jīng)濟(jì)日新月異的發(fā)展和人類生產(chǎn)與生活狀態(tài)的不斷改善，伴隨產(chǎn)生的城市生活垃圾已成為國際關(guān)注的災(zāi)難性問題。為了減少固體垃圾的大面積積壓，并進(jìn)一步實施垃圾廢棄物的回收利用，長期以來各國不遺余力地探討垃圾綜合處理的良策。城市垃圾的治理和綜合利用，已成為目前世界各國政治、經(jīng)濟(jì)和科技界緊迫而又重大的目標(biāo)課題。
據(jù)報道，2007年我國生活垃圾1.5億噸，隨著生活質(zhì)量的提高和節(jié)奏的加快，2011年全年生活垃圾將成倍增長，此數(shù)據(jù)僅為清運垃圾量，所以實際垃圾量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止。按每人每天產(chǎn)生1公斤的垃圾，我國城市6億人口計算，我國城市每年產(chǎn)生2.5-3億噸垃圾，加之城鎮(zhèn)、農(nóng)村垃圾應(yīng)該有4-5億噸，數(shù)字驚人。目前垃圾清運量在增加，垃圾總量未必增加。垃圾除了產(chǎn)生異味、孳生蚊蠅等直接感官外，還可能通過食物鏈、地下水等間接影響生活，處理不當(dāng)會影響人們生活質(zhì)量與健康。由于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，城市生活垃圾激增，垃圾處理能力相對不足，一些城市面臨“垃圾圍城”的困境，嚴(yán)重影響城市環(huán)境和社會穩(wěn)定。
早在2000年，北京、上海、廣州、深圳、杭州、南京、廈門和桂林成為首批生活垃圾分類收集試點。近年來越來越多的城市開始提出垃圾分類，但是很多城市由于居民意識薄弱、配套設(shè)施不足、宣傳不到位等原因，垃圾分類之路舉步維艱。所以，研究一臺能夠?qū)⒓矣美诸惖脑O(shè)備迫在眉睫。
2、 研究現(xiàn)狀及分析
由于一般家庭垃圾比較雜散，每種垃圾單獨回收，會影響家庭生活正常進(jìn)行，給本就快速的生活節(jié)奏增添不必要的麻煩，所以就地減量化處理是家用垃圾處理的基本立足點，于是一些小型垃圾處理機應(yīng)運而生。
垃圾分選和回收技術(shù)在德國發(fā)展相當(dāng)完善，除常用的磁選、風(fēng)選和人工撿拾外，對含鋁制品采用渦流分選；對由紙和塑料、塑料和鋁、鋁和鍍鋅鐵皮（如飲料罐）等由兩種或多種材料組成的不能由手工分選的包裝物，采用滾筒攪碎冷浸的方法分選；對部分難以分選的塑料采用浮沉箱離心和旋風(fēng)分離器等進(jìn)行精確分選；紙類的分選一般為滾筒篩、手選、磁選、光選、渦流分選等。精確的分選為后續(xù)處理提供了方便，同時也擴(kuò)大了市場需求。生產(chǎn)的風(fēng)選設(shè)備有德國DOPPSTADT公司的WS720ETAIFUN型固定風(fēng)篩垃圾分選機等，常用來清理堆肥產(chǎn)品或堆肥原料垃圾一級建筑垃圾中的輕質(zhì)雜質(zhì)，對于生活垃圾的分類有很大方面借鑒性意義。德國的回收紙大部分售往中國，原因是我們的回收紙的品質(zhì)比較差而且數(shù)量不穩(wěn)定。因此，提高分選和處理級數(shù)也是推行分類回收工作的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。磁流體磁力分選也是垃圾分類常用的一種先進(jìn)技術(shù)，如日本SHINKO ELECTRIC公司生產(chǎn)的列式非鐵金屬垃圾分選機，它是重力和磁力兩種方式的聯(lián)合分選能分選任意比重組合的物料，能從城市垃圾中分選鋁、銅、鋅、鉛等金屬。
正是由于采取了上述各項措施，許多發(fā)達(dá)國家在生活垃圾處理方面成效顯著，城市垃圾在逐年減少，垃圾填埋處理的壓力在降低，經(jīng)濟(jì)效益不斷增加。據(jù)日本環(huán)境省統(tǒng)計，經(jīng)過垃圾分類各種措施共管齊下，城市垃圾由原來每年必須填埋處理的250萬噸減少到不足50萬噸，而美國垃圾填埋場的數(shù)量從1993年的3300多座下降到2000年的2300座，2010年降到1200座。
我國在垃圾分類處理方面技術(shù)還是較為薄弱的，沒有形成大規(guī)模的垃圾分選機械化局面，據(jù)了解，技術(shù)和處理規(guī)模上相對較大的設(shè)備是由徐州方大環(huán)保設(shè)備科技有限公司生產(chǎn)的EMK-20/S/C型垃圾自動分類機，是無人工分揀的垃圾分選設(shè)備，可將垃圾中的塑料袋分揀打包回收、金屬回收、易拉罐打包回收、分揀出來的純有機物堆肥、無機塊狀物破碎制磚或填埋，該設(shè)備的優(yōu)點是分離較為徹底，但存在設(shè)備體積大，且需要建立在垃圾掩埋場附近，不適合大面積推廣和城市設(shè)點。
垃圾中轉(zhuǎn)站
居民家庭
小區(qū)物業(yè)
垃圾最終處理中心
廢品收購站
廢品處理中心
圖1 城市生活垃圾收集流程
我國主要是通過人工分選回收生活垃圾中的可回收物資。在輸送帶上靠人工手選可將有用物質(zhì)撿出，這是較經(jīng)濟(jì)、簡單的辦法，但勞動量較大，且在人工分選過程中，進(jìn)料系統(tǒng)不能實現(xiàn)自動進(jìn)料，需要人工將廢物從周轉(zhuǎn)箱轉(zhuǎn)移至料斗中，進(jìn)料口達(dá)不到密封和負(fù)壓狀態(tài)，環(huán)境衛(wèi)生問題比較突出。即使使用分類機，采取篩選法、磁選法、水選法等都是對單一物料的分類，不能將復(fù)雜的混合物料分離完整，解決不了我國垃圾含油、水、容易堵、掛、粘等難題。這些垃圾分類技術(shù)局限性較大，不僅工藝流程繁瑣復(fù)雜，而且不能實現(xiàn)各類組分的有效分離，存在垃圾處理成本高、處理效率偏低，組分分離不徹底等瓶頸。現(xiàn)在我國城市居民對城市生活垃圾分類處理的重要性認(rèn)識不高，政府制定相應(yīng)的法規(guī)，要求居民將生活垃圾分類袋裝，做到分類收集、分類運送、分類處理利用難度很大。當(dāng)前垃圾處理的方法主要是衛(wèi)生填埋、生物處理和焚燒，但是混合收集的垃圾，各種處理方式均有不同程度的環(huán)境污染，且貽患后人。因此，垃圾分類技術(shù)的研發(fā)和推廣將成為“十二五”解決垃圾問題的當(dāng)務(wù)之急。
三、任務(wù)要求及可行性分析
首先，需要對垃圾進(jìn)行分類，明確分類后才能進(jìn)一步設(shè)法對垃圾進(jìn)行分類。通常將垃圾種類分為以下幾類。
可回收垃圾（包括廢紙、塑料、玻璃、廢金屬、布料五大類）、廚余垃圾（包括剩菜剩飯、骨頭、菜根菜葉、果皮等食品類廢物）、有害垃圾（包括廢電池、廢日光燈、廢水銀溫度計、過期藥品等）、其他垃圾（除上述幾類垃圾之外的磚瓦陶瓷、渣土、衛(wèi)生間廢紙、紙巾等難以回收的廢棄物）。
考慮到垃圾比重不同，且質(zhì)量較輕的垃圾一般是些可回收類垃圾，根據(jù)垃圾的這個特點，可選用風(fēng)選法將質(zhì)量較輕的可回收垃圾分離出來，如將廢紙、塑料從垃圾中分離而出，分離篩選之后剩下的則是比重較大的垃圾，這些垃圾里面包括廢玻璃、廢舊金屬、濕度較大的廚余垃圾、磚瓦陶瓷等，而這些垃圾物質(zhì)可以將其攪碎，金屬類物質(zhì)不被攪碎，繼而采用篩選法，將剩余垃圾根據(jù)塊狀大小不同分離出金屬垃圾材料。
由于城市生活垃圾成分比較復(fù)雜，種類趨于多元化，且每家每戶對于垃圾的丟仍大部分采取裝袋收集丟仍，所以在垃圾進(jìn)行分選之前有必要對垃圾進(jìn)行破袋處理，將統(tǒng)一的垃圾分散開來，以便更加徹底的對垃圾進(jìn)行分類分選。
設(shè)備分為傳運裝置、破袋裝置、分選設(shè)備、攪碎裝置、篩選裝置五個部分，核心部分設(shè)備裝置簡圖如下。
圖2 垃圾分選裝置圖
垃圾從漏斗中下漏，經(jīng)過傳送帶向右運輸，經(jīng)過破帶裝置，入袋垃圾呈散裝散置狀態(tài)，傳送帶將散置垃圾送入風(fēng)箱，風(fēng)葉高速轉(zhuǎn)動將輕質(zhì)垃圾從垃圾中分離開來，剩下的垃圾比重較大，多為金屬、玻璃、磚瓦陶瓷，這些垃圾滑落至攪碎裝置當(dāng)中，兩個攪碎手臂反向旋轉(zhuǎn)，將可打碎物質(zhì)打碎，這些物質(zhì)中多為玻璃和磚瓦陶瓷碎片，而留在篩子上面的則為可回收的金屬。篩子設(shè)置為可沿左端軸轉(zhuǎn)動打開，當(dāng)篩子上金屬足夠多的時候，將篩子打開，這樣金屬就被徹底分離出來。
這種思路中需要急需解決的技術(shù)為風(fēng)機級數(shù)、馬力問題以及篩子往返頻率和篩孔大小確定問題，這些問題的解決需要對垃圾有進(jìn)一步認(rèn)識，對城市垃圾種類進(jìn)行細(xì)致觀察，還需進(jìn)行試驗驗證，從而才能有效將垃圾分類分選開來。
4、 工作條件及解決方法
由于城市垃圾的成分較為復(fù)雜，垃圾分類要進(jìn)行徹底精確的分離是一個很難達(dá)到的指標(biāo)，只有一步一步、分步驟才能比較完善的將垃圾分離分類，如先將廚余垃圾從垃圾中分出，繼而再在廚余垃圾中分離其它有用成分，這樣才能較好的做到精確分類。
本機器如果研制成功，體積較為輕巧，能適合城市寸土寸金的環(huán)境適用，沒有特殊環(huán)境要求限制，綜合起來還是可以考慮各大中小城市推廣使用的。在研究過程中，盡管盡可能去符合現(xiàn)實工作條件，但研究過程中存在很多理論與實際方面的協(xié)調(diào)，作為設(shè)計本身而言，盡量克服現(xiàn)實工作過程中出現(xiàn)的各種問題，予以一一考慮和解決，這點之后會與指導(dǎo)老師進(jìn)行學(xué)習(xí)和商究。研究資源方面還是比較充足的，立足于我們學(xué)院的硬件設(shè)施，在研究過程中的試驗是沒有太大克服不了的困難的，相信只要自己用心，加之指導(dǎo)老師和全院老師的支持，可以順利完成畢業(yè)論文的設(shè)計和研究。
5、 工作方案及進(jìn)度計劃
畢業(yè)設(shè)計時間安排如下：
序號
提交內(nèi)容
提交時間
1
畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書
2011-12-01
2
畢業(yè)設(shè)計開提報告
2011-12-20
3
中期檢查記錄表
2012-04-18
4
審閱意見修改單
2012-05-11
5
指導(dǎo)教師打分表
2012-05-17
6
評閱教師打分表
2012-05-18
7
畢業(yè)設(shè)計（論文定稿）
2012-05-25
8
答辯日期
2012-05-26——2012-05-27
9
答辯情況記錄表
2012-05-28
10
綜合成績評定表
2012-05-29
預(yù)期在2012年5月25日完成設(shè)計定稿計劃，2012年5月27日之前完成答辯考試，并從中發(fā)現(xiàn)問題，與指導(dǎo)老師周嶺進(jìn)行修改和完善，如若有時間和資金方面支持可以將實物做出模型，供學(xué)弟學(xué)妹學(xué)習(xí)和改造。
參考文獻(xiàn)
[1] 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）.
[2] 胡秀仁.城市生活垃圾的源頭分類收集[J].環(huán)境保護(hù)，2008，（8）.
[3] 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）.
[4] 孫大鵬，馬溪平，肖鵬飛等.城市生活垃圾技術(shù)探討[J].遼寧城鄉(xiāng)環(huán)境科技，2004，24（5）.
[5] 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(shè)計[J].科技信息，2008，（25）.
[6] 城市生活垃圾分類及評價標(biāo)準(zhǔn)介紹[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2005，13（3）.
[7] 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(shù)與方法，2009，（28）
學(xué)生簽名 任 凱
2011 年 12 月 18 日
指導(dǎo)教師審閱意見
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日
12 屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計
家用垃圾分裝設(shè)備研制
設(shè)計說明書
學(xué)生姓名 任 凱
學(xué) 號 8031208137
所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化
班 級 1 2 - 1
指導(dǎo)教師 周 嶺
日 期 2012.5.29
塔里木大學(xué)教務(wù)處制
目 錄
1 緒論 1
1.1 設(shè)計背景 1
1.1.1 我國生活垃圾處理的現(xiàn)狀 1
1.1.2 當(dāng)前生活垃圾分選處理設(shè)備 1
1.1.3 一種生活垃圾處理廠的生活垃圾處理設(shè)備 2
1.1.4 國外生活垃圾的處理現(xiàn)狀 2
1.2 生活垃圾分選機研究的難點 2
1.3 生活垃圾分選設(shè)備研制的可行性 2
2 生活垃圾分選機研制的主要技術(shù)路線 2
2.1 生活垃圾的特性分析 2
2.2 生活垃圾分選機研制的技術(shù)路線 3
2.3 生活垃圾分選機的設(shè)計方案 3
2.4 生活垃圾分選機研制的最終方案 4
3 生活垃圾分選機的研制 5
3.1 生活垃圾分選機的工作原理 5
3.2 生活垃圾分選機的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 6
4 關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計 6
4.1 打散裝置的設(shè)計 6
4.2 圓筒篩分裝置的設(shè)計 7
4.2.1 圓筒篩分裝置的機構(gòu)設(shè)計 7
4.2.2 圓筒篩分裝置參數(shù)確定 8
4.2.3 圓筒篩分裝置的結(jié)構(gòu) 9
4.3 篩上垃圾風(fēng)選裝置的設(shè)計 9
4.3.1 篩上垃圾風(fēng)選機的機構(gòu)設(shè)計 9
4.3.2 篩上垃圾風(fēng)選機構(gòu)參數(shù)的確定 9
4.3.3 篩上垃圾風(fēng)選裝置的結(jié)構(gòu) 10
4.4 垃圾渣粉風(fēng)選裝置的設(shè)計 11
4.4.1 垃圾渣粉風(fēng)選機的機構(gòu)設(shè)計 11
4.4.2 垃圾渣粉風(fēng)選裝置的參數(shù)確定 11
4.4.3 垃圾渣粉風(fēng)選裝置的結(jié)構(gòu) 12
4.5 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計 12
5 生活垃圾分選機的特點 12
結(jié) 論 13
致 謝 14
參 考 文 獻(xiàn) 15
前 言
隨著我國城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程的加快，城市生活垃圾污染日益嚴(yán)重，垃圾問題處理不當(dāng)，將帶來一系列的環(huán)境污染問題，并且會制約城市的生存與發(fā)展。處理城市生活垃圾，實現(xiàn)無害化、減量化和再資源化，消除城市生活垃圾的污染已成為我國必須解決的重大問題。
從國內(nèi)外各城市對生活垃圾分類的方法來看，大致都是根據(jù)垃圾的成分構(gòu)成、產(chǎn)生量，結(jié)合本地垃圾的資源利用和處理方式來進(jìn)行分類。如今中國生活垃圾一般可分為四大類：可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其他垃圾[5]。目前常用的垃圾處理方法主要有綜合利用、衛(wèi)生填埋、焚燒和堆肥。
1、可回收垃圾主要包括廢紙、塑料、玻璃、金屬和布料五大類。廢紙：主要包括報紙、期刊、圖書、各種包裝紙、辦公用紙、廣告紙、紙盒等等，但是要注意紙巾和廁所紙由于水溶性太強不可回收。塑料：主要包括各種塑料袋、塑料包裝物、一次性塑料餐盒和餐具、牙刷、杯子、礦泉水瓶等。 玻璃：主要包括各種玻璃瓶、碎玻璃片、鏡子、燈泡、暖瓶等。金屬物：主要包括易拉罐、罐頭盒、牙膏皮等。布料：主要包括廢棄衣服、桌布、洗臉巾、書包、鞋等。
2、廚余垃圾包括剩菜剩飯、骨頭、菜根菜葉等食品類廢物，經(jīng)生物技術(shù)就地處理堆肥，每噸可生產(chǎn)0.3噸有機肥料。
3、有害垃圾包括廢電池、廢日光燈管、廢水銀溫度計、過期藥品等，這些垃圾需要特殊安全處理。
4、其他垃圾包括除上述幾類垃圾之外的磚瓦陶瓷、渣土、衛(wèi)生間廢紙等難以回收的廢棄物，采取衛(wèi)生填埋可有效減少對地下水、地表水、土壤及空氣的污染。
生活垃圾的分類回收是當(dāng)前社會不可避免的一個難題，而垃圾分類回收設(shè)備的開發(fā)設(shè)計工作也成了重中之重。它的開發(fā)設(shè)計將對整個社會產(chǎn)生非常深遠(yuǎn)的影響。
本文首先研究家用生活垃圾的主要成分，針對需要分類的垃圾類型和特點分別采用不同的分類方法將其一一分開。首先，利用磁輥將垃圾中的磁性物質(zhì)分離出來，然后將生活垃圾打散、混合，為之后的篩選做好準(zhǔn)備工作。打散的生活垃圾經(jīng)過篩筒，篩筒分三個出料口，首先比較細(xì)碎的垃圾從前面的小篩選孔出料，大一些的垃圾從后面的出料孔出料，剩下的垃圾由滾筒內(nèi)的導(dǎo)料條導(dǎo)出篩筒。三個出料口分選出的垃圾等待進(jìn)一步的篩選。首先分出來的細(xì)碎垃圾經(jīng)過風(fēng)選，分為三大類，其中塵土被吸塵箱清除；大塊生活垃圾再經(jīng)過風(fēng)選，分為兩類；最后直接從滾筒里面出來的超大塊垃圾為另一類。經(jīng)過這樣的分選，垃圾大致最終可分為細(xì)垃圾渣滓、玻璃石子、小可燃物、骨頭果皮果仁、大可燃物、塑料薄膜幾類。至此，家用生活垃圾分類結(jié)束。
這樣分離的垃圾產(chǎn)物用于統(tǒng)一發(fā)電、堆肥、可回收等，過程中沒有粉塵污染，人工臺工作量小，是一種較為理想化的垃圾分類方法，值得推廣。
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(yán)重的污染。目前國內(nèi)的生活垃圾處理設(shè)備已無法滿足需求，而國外的生活垃圾處理設(shè)備又投資巨大，結(jié)合我國國情，在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國城市生活垃圾的具體情況，設(shè)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(shè)備”。
該設(shè)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(chǎn)品，其產(chǎn)品分別達(dá)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(zhì)（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(fù)雜、性狀各異的生活垃圾的分類，使生活垃圾轉(zhuǎn)化為人們生產(chǎn)、生活可循環(huán)利用的一種資源。
該產(chǎn)品與國內(nèi)外同類產(chǎn)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(chǎn)品經(jīng)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(shè)備，具有廣泛的推廣應(yīng)用價值。是不久的將來我國需要推廣的一款垃圾分裝設(shè)備。
1.1 設(shè)計背景
隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市生活垃圾產(chǎn)生量與日俱增，據(jù)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(chǎn)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(hù)帶來一系列問題，從而制約了城市經(jīng)濟(jì)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(zhì)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(shù)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(dá)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(chǎn)品有害物質(zhì)含量超標(biāo)，致使應(yīng)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(jīng)過對生活垃圾處理的歷史、現(xiàn)狀的反復(fù)研究，我認(rèn)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(shè)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(shè)備，提高城市垃圾處理處置技術(shù)，滿足國內(nèi)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展需要已成當(dāng)務(wù)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(fēng)選、水選、篩分等多種生活垃圾綜合處理工藝和技術(shù)，這些技術(shù)有的處于探索階段，有的由于側(cè)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(dāng)前生活垃圾分選處理設(shè)備
該垃圾分類處理設(shè)備是我國目前大多數(shù)廠家采用的生活垃圾綜合處理設(shè)備，其主要是對生活垃圾進(jìn)行篩選和磁選，篩下垃圾經(jīng)懸掛在輸送帶上的磁選機磁選，進(jìn)入發(fā)酵倉發(fā)酵，篩上垃圾經(jīng)過輸送帶送入下一工序進(jìn)行焚燒。該分類設(shè)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(jīng)該設(shè)備處理后的生活垃圾產(chǎn)品使用范圍窄小、價值低、利用率不高。該設(shè)備全部裝機容量250KW、重達(dá)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(shè)備
它是一種人工與機械相結(jié)合的生活垃圾分類設(shè)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(shè)備重約300噸、此方式?jīng)]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(chǎn)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(shù)，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(dān)能力，顯然不符合我國國情。
綜上所述，目前國內(nèi)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(dá)到要求?？傊船F(xiàn)有的生活垃圾處理方式基本達(dá)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(shè)備的研制開發(fā)由來已久，目前國內(nèi)仍有數(shù)十家企業(yè)在進(jìn)行生活垃圾分選設(shè)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(shù)。通過仔細(xì)分析，綜合研究這些企事業(yè)單位的經(jīng)驗及教訓(xùn)，發(fā)現(xiàn)生活垃圾分選設(shè)備研制必須克服以下技術(shù)難點：
①生活垃圾的特性識別與分選技術(shù)的匹配。
②生活垃圾中的有害物質(zhì)（重金屬、玻璃渣等）的分離與達(dá)標(biāo)。
③生活垃圾分選設(shè)備的集成化技術(shù)。
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(shè)備研制的可行性
為攻克生活垃圾分選設(shè)備研制的難題，我對各種技術(shù)難點展開深入研究，最后認(rèn)為要克服生活垃圾機械分選的技術(shù)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(zhì)特性因素，對分選生活垃圾的個別偶然現(xiàn)象和含水量進(jìn)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(shù)集成，將生活垃圾中有害物質(zhì)進(jìn)行分離，使所分選的產(chǎn)品達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)并能得到廣泛應(yīng)用；第四，在選定對生活垃圾進(jìn)行組分或單一組分的技術(shù)條件下，重點考慮該設(shè)備的一體化集成技術(shù)；最后是把生活垃圾分選過程中產(chǎn)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(shè)備既要實現(xiàn)生活垃圾資源化利用、其產(chǎn)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(shù)。應(yīng)用物料運動能量守恒原理，將生活垃圾分選機設(shè)計為集數(shù)個具有多種功能技術(shù)裝置為一體的分選設(shè)備，實現(xiàn)設(shè)備簡便易行、機械化程度高、分類效果好、能達(dá)到減量化、資源化和無害化應(yīng)用要求。設(shè)備是否能夠?qū)崿F(xiàn)機械化系統(tǒng)分選，還需多次反復(fù)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(shù)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(zhì)組成的異質(zhì)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(fù)雜、性狀各異、成分及水分含量不確定的特性，它的構(gòu)成受地理、氣候條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、消費結(jié)構(gòu)以及城市燃?xì)饣占奥省⒗占绞降纫蛩氐挠绊憽?
大量生活垃圾的產(chǎn)生對人類生存環(huán)境構(gòu)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(dāng)今生活垃圾處理行業(yè)及相關(guān)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(jìn)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(jīng)之路。因此研究對生活垃圾的成分進(jìn)行組分或單一組分的分選設(shè)備是必要的和有益的。
2.2 生活垃圾分選機研制的技術(shù)路線
根據(jù)對生活垃圾特性的分析，對各種生活垃圾分選技術(shù)進(jìn)行篩選和對比后發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外先進(jìn)的生活垃圾處理技術(shù)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(xí)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(dá)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(fēng)選技術(shù)設(shè)計為集多種功能技術(shù)為一體的分選設(shè)備。它的技術(shù)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(fēng)選裝置⑥篩下垃圾風(fēng)選裝置⑦篩上垃圾風(fēng)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(shù)攻關(guān)，徹底的解決各類分選技術(shù)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(chǔ)。
2.3 生活垃圾分選機的設(shè)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(shù)堆垃圾，因此解決生活垃圾分類的難點是將多種處理技術(shù)應(yīng)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(shù)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(shè)計為集破碎機、大平篩、篩上和篩下風(fēng)選以及磁選裝置為一體，安裝在一個鋼結(jié)構(gòu)的箱體內(nèi)，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(jìn)入平篩進(jìn)行篩分，篩上垃圾通過安裝在平篩出口端的風(fēng)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(fēng)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(shè)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(fēng)選裝置、篩下垃圾風(fēng)選裝置、垃圾渣粉風(fēng)選裝置、除塵等功能裝置為一體安裝在一鋼結(jié)構(gòu)箱體內(nèi)，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(jìn)入打散裝置將成包成袋的垃圾打散后進(jìn)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(jīng)生活垃圾渣粉風(fēng)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(jīng)圓筒篩分裝置后段下的料斗排出，經(jīng)篩下垃圾風(fēng)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(jīng)篩分裝置尾部排出，經(jīng)篩上垃圾風(fēng)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(jīng)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(jìn)行分類、能分離生活垃圾中的有害成分，克服了該類設(shè)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(shù)路線，各裝置合理布置于箱體內(nèi)，物料運行流暢；將破碎機設(shè)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(chǎn)生的粉塵不到流的生活垃圾打散裝置；將生活垃圾篩分設(shè)計為電機及齒輪傳動、能分段篩分、有特殊網(wǎng)孔、導(dǎo)料系統(tǒng)、篩分能力大的圓筒篩分裝置；將生活垃圾細(xì)分設(shè)計為篩上垃圾風(fēng)選裝置、篩下垃圾風(fēng)選裝置和垃圾渣粉風(fēng)選裝置；在產(chǎn)品的進(jìn)料口設(shè)計了磁選裝置；箱體和支架設(shè)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(jīng)過比較，我認(rèn)為“方案二”更加適合課題項目的設(shè)計要求和方向，技術(shù)路線和設(shè)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(jìn)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(jīng)皮帶輸入生活垃圾渣粉風(fēng)選裝置；垃圾渣粉通過生活垃圾渣粉風(fēng)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(wǎng)下的生活垃圾風(fēng)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(jīng)風(fēng)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(fēng)選裝置
置
大可燃物
塑料
薄膜
篩下垃圾渣風(fēng)選裝置
置
骨頭果皮果仁
小可
燃物
垃圾渣粉風(fēng)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(xì)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(jié)構(gòu)設(shè)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(fēng)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(fēng)選裝置、垃圾渣粉出料槽、玻璃石子出料槽、篩上生活垃圾風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(shù)表如下。
表3.1 生活垃圾分選機參數(shù)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(zhuǎn)直徑，mm
φ980
φ1080
刀片數(shù)量，組
21
29
機殼內(nèi)壁與刀片外緣間隙，mm
15
20
篩分裝置
滾筒內(nèi)徑,mm
φ1600
Φ2300
細(xì)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(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計
4.1 打散裝置的設(shè)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(chǎn)生的粉塵不倒流。其特點在于裝在軸承座上的軸上設(shè)有刀架機構(gòu)，軸承座固定于下機殼上，大皮帶輪設(shè)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(jié)構(gòu)簡單、使用方便，由于打散裝置通過電動帶動刀架機構(gòu)，使進(jìn)入機內(nèi)的成包成袋的的生活垃圾全部打散，便于篩選和風(fēng)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(chǎn)生的粉塵不倒流。刀頭設(shè)置角度，入料口安裝風(fēng)機，這樣避免破帶殘膜纏繞，影響效果。被破塑料袋隨風(fēng)機風(fēng)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(shè)計
4.2.1 圓筒篩分裝置的機構(gòu)設(shè)計
要將種類繁多、成分復(fù)雜的生活垃圾轉(zhuǎn)化為資源，就要根據(jù)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(jìn)行初分的圓筒篩分裝置。圓筒機構(gòu)包括大齒圈、進(jìn)料檔圈、 筒體、螺旋導(dǎo)料條、連接條、細(xì)篩網(wǎng)、筒體、粗篩網(wǎng)、壓條。
粗篩網(wǎng)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(xì)篩網(wǎng)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(jìn)料檔圈焊在筒體端部，螺旋導(dǎo)條焊在整個筒體內(nèi)徑上。
托輥機構(gòu)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(xì)篩兩端的筒體上，粗篩網(wǎng)懸接在細(xì)篩圓筒后部。
圓筒機構(gòu)的螺旋導(dǎo)料條為3-8根，圓筒機構(gòu)的連接條為8-12根。托輥機構(gòu)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(nèi)壁平整，其內(nèi)壁上面焊有螺旋導(dǎo)料條，垃圾運行過程均勻流暢；粗細(xì)篩網(wǎng)為橫矩形網(wǎng)孔。
4.2.2 圓筒篩分裝置參數(shù)確定
（一） 被輸送物料：生活垃圾；特性：成分復(fù)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(shè)計選用手冊”中（m）
其中：—篩分能力（），研制時取
—物料特性系數(shù)，
—填充系數(shù)， 取
—傾角系數(shù)，
由于垃圾成分復(fù)雜，有破衣物、雜草、舊鞋等。
因此取。
（三） 篩分裝置轉(zhuǎn)速確定
按 確定篩筒的轉(zhuǎn)動速度，
式中： —表示物料綜合系數(shù)；設(shè)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(shù)=4
所需功率
（五）電動機功率確定
—功率備用系數(shù)，對系列電動機
—驅(qū)動裝置總效率，一般取0.9-0.94
取=0.91
考慮連續(xù)運轉(zhuǎn)需要，設(shè)計時選用電機功率為：
4.2.3 圓筒篩分裝置的結(jié)構(gòu)（見圖5.2）
包括圓筒機構(gòu)、細(xì)和粗篩網(wǎng)、螺旋導(dǎo)料條、托輥機構(gòu)、電機、小齒輪，圓筒機構(gòu)用托輥支撐，圓筒機構(gòu)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(fēng)選裝置的設(shè)計
4.3.1 篩上垃圾風(fēng)選機的機構(gòu)設(shè)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(jīng)控制的風(fēng)流將其和其它篩上垃圾分開，篩上垃圾風(fēng)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(zhuǎn)子體、平矩形口、電機組成，其平矩形口風(fēng)機的出口為平矩形。下料圓盤機構(gòu)由調(diào)速電機及其上的下料圓盤組成。
平矩形口風(fēng)機安裝在下料口下方，下料圓盤機構(gòu)安裝在機殼內(nèi)溜槽塑料薄膜與可燃物的間隔板上，進(jìn)料口、塑料薄膜出料槽、可燃物出料槽設(shè)在機殼上，風(fēng)道設(shè)在機殼內(nèi)。
本方案結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、實用方便、耗能低。采用平矩形口風(fēng)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(fēng)選機構(gòu)參數(shù)的確定
（一） 被輸送物料：可燃物，特性：成分復(fù)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(fēng)選能力；
（二） 風(fēng)選機構(gòu)設(shè)計的計算理論依據(jù)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(zhì)量 —篩上垃圾的質(zhì)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(jù)風(fēng)速和出口尺寸即可計算出風(fēng)機的風(fēng)量（）
,由于風(fēng)機出口到垃圾分選出口風(fēng)速有一個衰減，所以考慮出口風(fēng)速時加大10%，也就是選擇風(fēng)機風(fēng)量時加大10%～15%（取12%）即可。
（注：篩下垃圾渣風(fēng)選裝置的參數(shù)由上述公式確定）
4.3.3 篩上垃圾風(fēng)選裝置的結(jié)構(gòu)（見圖4.3）
由風(fēng)機、擋板、風(fēng)道、下料板和塑料薄膜、可燃物出料槽、出口構(gòu)成。
圖 4.3 篩上垃圾分選裝置
4.4 垃圾渣粉風(fēng)選裝置的設(shè)計
4.4.1 垃圾渣粉風(fēng)選機的機構(gòu)設(shè)計
經(jīng)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(fēng)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(fēng)機包括三角膠帶輪、三角膠帶、三角膠帶輪、轉(zhuǎn)子體、斜矩形口、電機組成，其特征是斜矩形口風(fēng)機的出口為斜矩形。
本方案設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、耗能低，采用斜矩形口風(fēng)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(diào)整玻璃、石子等的分選率；通過鋼絲網(wǎng)可防止垃圾土塵的揚散。
4.4.2 垃圾渣粉風(fēng)選裝置的參數(shù)確定
（一） 被輸送物料：垃圾渣粉，特性：成分復(fù)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(fēng)選能力；
（二） 按照能量守恒定律
，
認(rèn)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(fēng)機的風(fēng)量（）的確定
，式中
研制中取
則
由于風(fēng)機出口到垃圾分選出口風(fēng)速有一個衰減，所以考慮出口風(fēng)速時加大，也就是選擇風(fēng)機風(fēng)量時加大（取）即可
4.4.3 垃圾渣粉風(fēng)選裝置的結(jié)構(gòu)（見圖4.4）
由斜矩形口風(fēng)機、閘閥、進(jìn)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(wǎng)、機殼構(gòu)成，其內(nèi)設(shè)有擋料板。
圖 4.4 垃圾渣粉風(fēng)選機
4.5 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)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(nèi)名牌產(chǎn)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(hù)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(shè)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(shù)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(shè)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(yīng)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(fēng)選、篩上篩下垃圾分選裝置以及磁選、除塵、PLC等工藝技術(shù)為一體化的生活垃圾專用機械分選設(shè)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(chǎn)品。
3、該機能將生活垃圾中的有害物質(zhì)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(dá)到95%以上）。
4、經(jīng)該機分選出來的生活垃圾產(chǎn)品能分別達(dá)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(dá)到80%以上（附生活垃圾產(chǎn)品資源利用路線圖）。
圖5.1 生活垃圾產(chǎn)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(dān)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(shè)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(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
結(jié) 論
綜上所述，生活垃圾分選機是明顯優(yōu)于國內(nèi)外現(xiàn)有生活垃圾分類設(shè)備的產(chǎn)品。它與國內(nèi)外同類產(chǎn)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(shè)備是關(guān)鍵的。該產(chǎn)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(chǎn)品的推廣應(yīng)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(jīng)濟(jì)、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(shè)計即將敲響結(jié)束的鐘聲。離別在即，站在人生的又一個轉(zhuǎn)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(xué)習(xí)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(dǎo)老師周嶺老師，這篇論文是在老師的的悉心指導(dǎo)與鼓勵下完成的。老師為我提供了不斷改良設(shè)備的建議，提供了很多專業(yè)性的指導(dǎo)。周老師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)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(xué)業(yè)上給我以悉心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)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(xué)，特別是李正濤同學(xué)。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(shè)計的完成對我是一個極大的激勵，使我在學(xué)術(shù)研究方面充滿了信心，更為我在今后的學(xué)習(xí)與工作中提供了寶貴的經(jīng)驗。
參 考 文 獻(xiàn)
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