一种乡村垃圾回收再利用系统设计

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.