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一种乡村垃圾回收再利用系统设计

时间:2024-05-28

张广超 杨彩虹 彭婧

[摘 要] 实现垃圾资源再利用,减少垃圾处置量,改善人们的生存环境,是当前全球各国关注的迫切问题之一。本文主要探讨如何设计乡村垃圾回收再利用系统,并开展实际生产试验,取得了一定的应用成果。

[关键词] 垃圾;再利用;电气控制

[中图分类号] X33 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909(2020)14-125-2

1 乡村垃圾回收研究背景

垃圾减量是指在产品设计、制造、流通和消费等过程中采用合理措施减少固体废物量,如避免过度包装、净菜进城、禁止使用一次性筷子等。垃圾分类是指按垃圾的不同成分、属性、利用价值以及对环境的影响,并根据不同的处置方式,分成属性不同的若干种类。

随着人们对日益增长的垃圾产量和环境恶化局面的认识日渐深化,各种垃圾分类活动逐渐展开。实现垃圾资源再利用,减少垃圾处置量,改善人们的生存环境,是当前全球各国关注的迫切问题之一。城市垃圾综合治理历史久远,城市垃圾负载日趋严重,有向乡村转移趋势。那么,利用乡村地广人稀的特点,开发垃圾分类后再处理,重复利用垃圾资源意义重大。

资源短缺、环境恶化和人口增加,已成为制约我国经济社会发展的一大瓶颈。由于开采和利用方式粗放,我国资源利用率低,浪费严重,每年我国约有900亿元的废旧物资没有得到充分利用。目前,我国可回收利用的再生资源价值3 000亿元左右,而废塑料的回收率仅为25%,废橡胶的回收率为32%,资源流失严重[1]。

2 设备流程概述

本文设计的一种乡村垃圾再利用系统,是将人类生活垃圾中的塑料、废橡胶、衣物等垃圾进行回收,经过系统燃烧再加工,形成可利用燃料供给相关设备。

本文阐述设备及装备的电气控制流程,由于技术保密性原因,只展示部分功能,如图1所示。

前处理(物料车间):启动热油泵[热油泵(RBA)开启前先开启A区流量控制阀门(F1F2),流量计计量设定(LA1)];A区热油补到一级罐容积1/3后,启动一级搅拌罐(JB1JB2)→插板阀打开(CF1CF2)→水平绞龙A(JLA)区①启动→旋转阀(XF1XF2XF4)启动→分料阀C1、分料阀C2(FL1FL2)同时打开A区位置[电机正转(DJZ),首次需要设定时间]→启动风机(FJ1FJ2)→启动烘干机(HG1)→热风机(RF1)打散机(DS1)→输送机(SS1)→破碎机(ps)→开始上料(SLA)[进料达到数量标准后或设定时间(JS)后暂停进料,破碎机停,含热油泵停]→A区插板阀关闭(与水平绞龙互锁,绞龙启动时开,停止时关),转换B区一级罐工作,同时关闭A区流量计控制阀门,打开B区流量计控制阀,补热油至1/3→启动一级搅拌→插板阀打开→水平绞龙→旋转阀→分料阀C1、分料阀C2切换至B区位置(电机反转,首次需设定时间)→启动破碎机→开始进料(进料达到标定数量或计时后停止进料,破碎机停,含热油泵),进入下一循环(重复A区动作,B区插板阀关闭)。需要注意的是,工作中任何环节出现问题报警均停止工作,热油泵在A区或B区工作时应根据所设定量上限值随时停泵。

A区一级罐达到设定时间(2 h)(2S)后或达到需放料时往下放料。A区一级溶浆罐下面分料阀(2FE1FE2)打开,准备进入二级方向→放料阀(2FA12FA2)打开,液体开始进入二级装备,放料完毕后放料阀自动关闭,启动二级搅拌(2JB12JB2),并切至B区工作(放料阀首次放料需设定放料时起止时间)。需要注意的是,A区一级加注热油前必须先关闭放料阀,放料阀必须与一级加注热油、物料互锁。

切换B区一级罐,待达到设定时间(暂定2 h)后或达到需放料时准备往下放料。B区一级溶浆罐下面分料阀转换进入二级方向→放料阀打开→液体开始进入二级,放料完毕后放料阀关闭,启动二级搅拌,并切至A区工作(放料阀首次放料需设定放料时起止时间)。需要注意的是,B区一级加注热油前必须先关闭放料阀,放料阀必须与一级加注热油、物料互锁。

3 控制系统设计

电气控制流程为,按下按钮SB1启动热油泵RYB。同时继电器F1得电,时间继电器KF1和KT1同时得电,时间继电器KT1按设定时间的点后,辅助触点KT1闭合,控制搅拌泵的继电器JB1得电开始工作。同时继电器CF1和时间继电器KTC得电。KTC通电时间到达后,辅助触点KTC闭合,控制绞龙的JLA1继电器得电,同时KTJ得电,同样一定时间后辅助触点KTJ得电,继电器C1Z开始工作,与此同时時间继电器KTCC得电。一定时间后HG1得电,与之对应的时间继电器KTCC得电,KTCC时间到达后控制烘干机工作,依此原理,各设备按时间先后顺序依次打开。通过F1和F2来实现A、B区的转换。

由于电气控制系统接线复杂,排除故障困难较大,在实际运行过程中进行了改进,将控制部分改用西门子PLC控制,简化了接线及排故的难度。

由于本系统设计输出控制较多,所以选用CPU226型号西门子PLC,由于226的输入输出接口为21/16,而输入采集信号包括流量、温度等模拟量信号,因此应用了扩展模块EM235。

将流量计、开关、温度传感器、液位传感器等接入输入接口,热油泵、搅拌罐、插板阀、分料阀和电机控制接触器等接入输出接口,输入PLC程序进行控制。对于搅拌罐中原料及产出原油液位通过WinCC flexible软件进行组态控制[2]。

4 结论

以科学发展观为指导,以“政府主导、农民主体,部门联动、市场运作”为推进方式,以环境保护和资源再利用为目标,笔者设计了一种乡村垃圾再利用系统。本系统设计处于设备初期设计与调整阶段,部分设备已经安装到位,并进行了一期调试,需要改进地方较多,但是本设计可以为同行业提供一定的参考。

参考文献

[1]李智丽.塑料垃圾加工再利用的机械设备设计与开发初探[J].科技创新与应用,2019(30):87-88.

[2]赵翔宇,全姿宇,谌康利,等.关于建筑垃圾回收与再生利用的分析讨论[J].山西建筑,2019(20):161-162.

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