深度|城市生活垃圾破碎機研究分析 —— 文章正文2017-10-09

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:隨著城市化進程的不斷加快，大量增加的垃圾影響社會環(huán)境的質(zhì)量，阻礙了城市的發(fā)展。垃圾處理的無害化、減量化、資源化是城市管理的一項重要內(nèi)容。垃圾破碎預處理技術(shù)在后續(xù)的分選、焚燒和填埋等方面發(fā)揮著重要的作用。現(xiàn)代城市生活垃圾組分復雜，各組分的物理性質(zhì)相差懸殊，且具有韌性物料含量高等特點，對城市生活垃圾破碎機提出了較高的要求。筆者分析了目前國內(nèi)外常用城市生活垃圾破碎機的技術(shù)特點，闡述了城市生活垃圾破碎機技術(shù)的發(fā)展趨勢，并提出了一種新型的城市生活垃圾破碎機的結(jié)構(gòu)，以期為城市生活垃圾破碎機的研究提供一定的參考。

1國內(nèi)外城市生活垃圾破碎機技術(shù)及應用

目前，應用廣泛的機械破碎設備主要有顎式破碎機、沖擊式破碎機、剪切式破碎機以及輥式破碎機等。

(1) 顎式破碎機 該設備結(jié)構(gòu)簡單，廣泛應用于建材行業(yè)中各種礦石與大塊物料的破碎。但其具有破碎比小、顎板使用壽命較短等缺點。針對此問題，國內(nèi)外學者研制了破碎比為 20～50 的雙腔雙動顎式破碎機，以及雙腔回轉(zhuǎn)破碎機等。顎板的制造材料也采用了含錳 12% 以上的錳鋼，提高了襯板的使用壽命。

(2) 沖擊式破碎機 該設備廣泛應用于混凝土骨料的生產(chǎn)以及冶金渣的細碎和粗磨作業(yè)。其破碎效率高，能耗少，屬于高能低耗類破碎機。但其沖擊刀和襯板磨損嚴重，且對含水含泥的物料適應性差。近些年，隨著新的耐磨材料，如 Cr26 高鉻鑄鐵材料的大量應用，溝槽節(jié)能襯板大量取代階梯襯板，磨損問題得到較好的解決。

(3) 剪切式破碎機 該設備是目前在生活垃圾破碎方面應用最為廣泛的一類機型，主要處理柔性及松散固體等剛度不大的物料，如印刷電路板、木料和秸稈等。常見的剪切式破碎機剪切時，刀具間間隙是固定的，若設計不合理，則無法有效地應用于組分復雜物料的破碎工作，故其對設計和制造要求相對較高。

(4) 輥式破碎機 由于能破碎黏濕物料，而廣泛應用于中低硬度物料的破碎。其所用輥分為光滑輥和鋸齒輥 2 種，前者常用于中細碎作業(yè)，后者主要用于破碎中等硬度和韌性的物料。早期的齒輥式破碎機因碎后產(chǎn)品過粉碎率高，應用范圍受到一定限制。我國通過引進、設計并研制出 4PGC 型齒輥式破碎機，可以通過調(diào)整齒輥的間距來控制破碎后顆粒的粒徑。后期，我國各研究院相繼開發(fā)出 2PGL 系列雙齒輥強力高效破碎機、2PLF 系列分級破碎機和 DP 系列單齒輥破碎機等，極大地促進了我國輥式破碎機行業(yè)的發(fā)展。

對上述 4 種破碎機的優(yōu)缺點進行綜合對比，結(jié)果如表 1 所列。

表1各類破碎機的優(yōu)缺點比較

Tab. 1Contrast of advantages and disadvantages of various shredders

2城市生活垃圾破碎機設計要求

城市生活垃圾具有組分復雜、韌性纖維制物料含量較多等特點，對垃圾破碎機的研究提出了較高的要求。不僅要求其能夠破碎不同組分的物料，還要求其在運行功耗、噪聲方面符合行業(yè)或國家標準;此外，破碎機材料還應滿足防腐蝕、抗磨損的要求。

根據(jù)上述破碎機現(xiàn)狀及破碎要求，城市生活垃圾破碎機的設計需要滿足以下要求。

(1) 可破碎混雜的垃圾 我國城市生活垃圾主要組分為磚石、廚余生物質(zhì)、塑料橡膠、玻璃以及金屬等。磚石、玻璃和金屬等便于篩分的物料會在破碎前篩分出去，垃圾破碎機主要針對廚余生物質(zhì)、織物和塑料橡膠等物料進行破碎。該類物料的物理性質(zhì)相差懸殊，而同一破碎刀具的破碎效果卻不同。針對此特點，國內(nèi)一些學者一方面利用分離破碎的理念，利用不同刀具分階段破碎不同硬度的物料，如采用雙破碎階段的破碎機;另一方面，將不同剛度的垃圾通過預壓縮壓實壓緊，形成剛度相對穩(wěn)定的垃圾團，再進行破碎 。如羅思義等人提出的垃圾壓縮剪切破碎的方法。

(2) 破碎效率高 據(jù)統(tǒng)計，2009 年北京日產(chǎn)垃圾超過 1.8 萬 t，并以每年 8% 的速度增長。據(jù)調(diào)查，中國現(xiàn)有最大的垃圾發(fā)電項目每日可處理垃圾 3 000 t，而常用的齒輥式垃圾破碎機破碎效率為 25 ～ 150 t/h，巨大的垃圾數(shù)量要求垃圾處理企業(yè)擁有強大的垃圾處理能力。針對城市生活垃圾空隙大、密度小的特點，國內(nèi)外現(xiàn)主要通過在破碎前對垃圾進行預壓縮來提高破碎機單位時間內(nèi)的處理能力。