阅读量：

234

作者：

王俊霄

展开

摘要：

随着社会发展,城镇规模高速扩张,城市垃圾是影响城市平稳发展的关键所在.中国生活垃圾年产量约4亿吨,厨余垃圾占比超过60%,因其组成物质具有高有机质,容易腐烂等特点,是滋生各种致病原菌的摇篮.目前大多数厨余垃圾处理采用的是集中收集后,转运至垃圾处理点进行处理.由于厨余垃圾的特殊性,存在储运过程中的体积大,污水多,气味重,易污染环境等的问题.如能以化整为零的方式将厨余垃圾进行一次碳化处理,可极大减少垃圾体量,降低污染.为此,本文开展厨余垃圾处理加热碳化工艺的研究.在分析了厨余垃圾的组份及物性特点,依据低速降噪和达西渗液原理,利用双齿辊破碎机构,变径变距挤压螺杆,加热炭化成型机构,完成了厨余垃圾碳化处理器的设计,实现了大幅减重减量,垃圾预处理的目的.具体研究内容及结论如下:(1)厨余垃圾取样分析及结构设计.对厨余垃圾组份进行物性分类,确定了垃圾破碎程度,产物炭化率指标.在此基础上对破碎,挤压和加热三个核心机构进行参数设计.最后运用UG软件对厨余垃圾处理器零部件建模,并完成三维装配.(2)结构仿真分析及参数优化.使用离散元软件EDEM,构建四种工艺参数的破碎齿仰角和破碎齿环交错角,分别对八个双齿辊破碎结构模型进行破碎仿真,得到优化结果:破碎齿仰角78°,齿环螺旋交错角10°,最大磨损量为0.198mm;使用EDEM与ANSYS耦合方法,配比多组工艺方案,以响应曲面法分析了各圆角对形变量的局部敏感度和协同影响度,得到形变量最小的工艺参数组合:齿尖圆角半径为0.35mm,齿尖过渡圆角半径为4mm,齿背圆角为2mm.(3)厨余垃圾碳化处理工艺研究.根据设计的螺旋挤压与加热碳化机构,搭建实验平台.设计关于加热温度的八水平单因素实验,通过检测碳化程度,脱水率和口模出口处产物芯部温度,得出最优加热温度约为640℃时,碳化程度和质量损失率最高,分别达到:99.9%和95.1%.验证了厨余垃圾碳化处理的有效性.

展开