一種鄉村垃圾回收再利用系統設計

張廣超 楊彩虹 彭婧

[摘 要] 實現垃圾資源再利用，減少垃圾處置量，改善人們的生存環境，是當前全球各國關注的迫切問題之一。本文主要探討如何設計鄉村垃圾回收再利用系統，并開展實際生產試驗，取得了一定的應用成果。

[關鍵詞] 垃圾;再利用;電氣控制

[中圖分類號] X33 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2020）14-125-2

1 鄉村垃圾回收研究背景

垃圾減量是指在產品設計、制造、流通和消費等過程中采用合理措施減少固體廢物量，如避免過度包裝、凈菜進城、禁止使用一次性筷子等。垃圾分類是指按垃圾的不同成分、屬性、利用價值以及對環境的影響，并根據不同的處置方式，分成屬性不同的若干種類。

隨著人們對日益增長的垃圾產量和環境惡化局面的認識日漸深化，各種垃圾分類活動逐漸展開。實現垃圾資源再利用，減少垃圾處置量，改善人們的生存環境，是當前全球各國關注的迫切問題之一。城市垃圾綜合治理歷史久遠，城市垃圾負載日趨嚴重，有向鄉村轉移趨勢。那么，利用鄉村地廣人稀的特點，開發垃圾分類后再處理，重復利用垃圾資源意義重大。

資源短缺、環境惡化和人口增加，已成為制約我國經濟社會發展的一大瓶頸。由于開采和利用方式粗放，我國資源利用率低，浪費嚴重，每年我國約有900億元的廢舊物資沒有得到充分利用。目前，我國可回收利用的再生資源價值3 000億元左右，而廢塑料的回收率僅為25%，廢橡膠的回收率為32%，資源流失嚴重[1]。

2 設備流程概述

本文設計的一種鄉村垃圾再利用系統，是將人類生活垃圾中的塑料、廢橡膠、衣物等垃圾進行回收，經過系統燃燒再加工，形成可利用燃料供給相關設備。

本文闡述設備及裝備的電氣控制流程，由于技術保密性原因，只展示部分功能，如圖1所示。

前處理（物料車間）：啟動熱油泵[熱油泵（RBA）開啟前先開啟A區流量控制閥門（F1F2），流量計計量設定（LA1）];A區熱油補到一級罐容積1/3后，啟動一級攪拌罐（JB1JB2）→插板閥打開（CF1CF2）→水平絞龍A（JLA）區①啟動→旋轉閥（XF1XF2XF4）啟動→分料閥C1、分料閥C2（FL1FL2）同時打開A區位置[電機正轉（DJZ），首次需要設定時間]→啟動風機（FJ1FJ2）→啟動烘干機（HG1）→熱風機（RF1）打散機（DS1）→輸送機（SS1）→破碎機（ps）→開始上料（SLA）[進料達到數量標準后或設定時間（JS）后暫停進料，破碎機停，含熱油泵停]→A區插板閥關閉（與水平絞龍互鎖，絞龍啟動時開，停止時關），轉換B區一級罐工作，同時關閉A區流量計控制閥門，打開B區流量計控制閥，補熱油至1/3→啟動一級攪拌→插板閥打開→水平絞龍→旋轉閥→分料閥C1、分料閥C2切換至B區位置（電機反轉，首次需設定時間）→啟動破碎機→開始進料（進料達到標定數量或計時后停止進料，破碎機停，含熱油泵），進入下一循環（重復A區動作，B區插板閥關閉）。需要注意的是，工作中任何環節出現問題報警均停止工作，熱油泵在A區或B區工作時應根據所設定量上限值隨時停泵。

A區一級罐達到設定時間（2 h）（2S）后或達到需放料時往下放料。A區一級溶漿罐下面分料閥（2FE1FE2）打開，準備進入二級方向→放料閥（2FA12FA2）打開，液體開始進入二級裝備，放料完畢后放料閥自動關閉，啟動二級攪拌（2JB12JB2），并切至B區工作（放料閥首次放料需設定放料時起止時間）。需要注意的是，A區一級加注熱油前必須先關閉放料閥，放料閥必須與一級加注熱油、物料互鎖。

切換B區一級罐，待達到設定時間（暫定2 h）后或達到需放料時準備往下放料。B區一級溶漿罐下面分料閥轉換進入二級方向→放料閥打開→液體開始進入二級，放料完畢后放料閥關閉，啟動二級攪拌，并切至A區工作（放料閥首次放料需設定放料時起止時間）。需要注意的是，B區一級加注熱油前必須先關閉放料閥，放料閥必須與一級加注熱油、物料互鎖。

3 控制系統設計

電氣控制流程為，按下按鈕SB1啟動熱油泵RYB。同時繼電器F1得電，時間繼電器KF1和KT1同時得電，時間繼電器KT1按設定時間的點后，輔助觸點KT1閉合，控制攪拌泵的繼電器JB1得電開始工作。同時繼電器CF1和時間繼電器KTC得電。KTC通電時間到達后，輔助觸點KTC閉合，控制絞龍的JLA1繼電器得電，同時KTJ得電，同樣一定時間后輔助觸點KTJ得電，繼電器C1Z開始工作，與此同時時間繼電器KTCC得電。一定時間后HG1得電，與之對應的時間繼電器KTCC得電，KTCC時間到達后控制烘干機工作，依此原理，各設備按時間先后順序依次打開。通過F1和F2來實現A、B區的轉換。

由于電氣控制系統接線復雜，排除故障困難較大，在實際運行過程中進行了改進，將控制部分改用西門子PLC控制，簡化了接線及排故的難度。

由于本系統設計輸出控制較多，所以選用CPU226型號西門子PLC，由于226的輸入輸出接口為21/16，而輸入采集信號包括流量、溫度等模擬量信號，因此應用了擴展模塊EM235。

將流量計、開關、溫度傳感器、液位傳感器等接入輸入接口，熱油泵、攪拌罐、插板閥、分料閥和電機控制接觸器等接入輸出接口，輸入PLC程序進行控制。對于攪拌罐中原料及產出原油液位通過WinCC flexible軟件進行組態控制[2]。

4 結論

以科學發展觀為指導，以“政府主導、農民主體，部門聯動、市場運作”為推進方式，以環境保護和資源再利用為目標，筆者設計了一種鄉村垃圾再利用系統。本系統設計處于設備初期設計與調整階段，部分設備已經安裝到位，并進行了一期調試，需要改進地方較多，但是本設計可以為同行業提供一定的參考。

參考文獻

[1]李智麗.塑料垃圾加工再利用的機械設備設計與開發初探[J].科技創新與應用，2019（30）：87-88.

[2]趙翔宇，全姿宇，諶康利，等.關于建筑垃圾回收與再生利用的分析討論[J].山西建筑，2019（20）：161-162.