城市生活垃圾压缩和分选技术及机械设备研究

论文题目: 城市生活垃圾压缩和分选技术及机械设备研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 机械设计及理论

作者: 杨先海

导师: 刘宏昭,吕传毅

关键词: 生活垃圾,机械设计,楔形压头,装卸平台,塑料分选,变重技术,优化分选,试验

文献来源: 西安理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文对生活垃圾处理技术及相关设备中的若干重要问题进行了深入系统的研究。系统研究了我国近期城市生活垃圾的物理特性。提出了我国近期和远期对城市生活垃圾处理的八种典型模式。采用模糊数学的原理对城市生活垃圾处理模式进行了研究,提出了利用神经网络方法预测城市生活垃圾产生量的新方法,利用灰色系统理论对城市生活垃圾各个相关社会经济发展因素进行了关联度分析。这些理论和方法对我国城市垃圾整治计划和垃圾处理机械设备的研究开发有重要指导意义。首次提出了生活垃圾压缩变形时的弹塑性关系和分析模型,为生活垃圾处理设备力学性能研究提供了方便。提出了楔形压头的概念和结构,建立了楔形压头压缩时的分析模型,详细研究了楔形压头的压缩效应。提出了提高垃圾压缩效果的若干新技术,发现了楔形压头压缩角变化对压实效果影响的变化规律。该楔形压头压缩装置被授予国家专利。开展了压头和垃圾集装箱有关参数对性能的影响研究,并对其结构进行了优化设计,提高了垃圾的装载量,降低了功耗。归纳推导了生活垃圾压实容重和平均应力以及平均应变的关系公式,为压实容重计算提供了方便。详细研究了铅垂布置的链传动的运动稳定性,讨论了跨距对稳定性的影响。建立了铅垂布置的链传动的垂度、链条伸长量和链节数之间的相互关系数学模型,分析了跳齿现象发生的原因,提出了一种新型防}f_跳齿装置。设计综合出链条式和回转式垃圾集装箱装卸平台,这两种装卸装置均获得了国家专利。 在深入研究垃圾集装箱装卸平台、垃圾压缩效应、压头和垃圾集装箱结构的基础上,以五项专利技术为依托,对垃圾压缩装运设备进行了创新设计,开发了具有自主知识产权的生活垃圾压缩装运设备,己经批量投入实际应用,应用效果很好,并获得较好的经济效益和社会效益。 研究了塑料分选的一「作机理,创造性地提出了塑料分选的优化分选处理技术和变重技术大幅度竹省了回收处理设备的投资,片且资源化效益高。首次建仅了垃圾分选成分在分选设备中运动的数学模型,研究了垃圾容重、气流速度、气流倾角、分迭卜高度与分选率的关系,确定了比较理想的参数取值范围,为塑料分选设备的设i呀}l制造提供了理论支持。 研制了垃圾压缩和塑料分选试验台,并采集生活垃圾进行了人量试验,验证了垃圾压缩模型和塑料分选模型的正确性,确定厂对垃圾厅实的施压范围和塑料分选中各参数的最佳组合方案。这些理论和试验有重要的意义和实川价值。 本研究得到山东省优秀中青年科学家科训奖励基余(况比11约和山东省自然利斗基金(2003ZXOO5)资助。关健词:生活垃圾,机械设计,楔形压少、,装卸平台,塑科分选,变重技术,优化分选,试验

论文目录:

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状分析

1．2．1 国内外城市生活垃圾处理技术概述

1．2．2 我国城市生活垃圾处理技术存在的问题

1．2．3 国内外城市生活垃圾压缩技术和设备概述

1．2．4 国内外城市生活垃圾分选技术和设备概述

1．3 本文主要研究内容

第二章 城市生活垃圾处理的若干基础问题研究

2．1 生活垃圾物理特性

2．1．1 容重

2．1．2 含水率

2．1．3 粒度尺寸

2．2 生活垃圾成分分析

2．3 生活垃圾产生量及相关因素分析

2．3．1 生活垃圾产生量和增长率

2．3．2 垃圾产生量与社会经济发展的关系分析

2．4 生活垃圾产生量预测

2．4．1 BP人工神经网络模型

2．4．2 BP网络用于城市生活垃圾产生量预测

2．4．3 BP神经网络法与其它预测方法结果比较

2．5 城市生活垃圾处理模式研究

2．5．1 垃圾处理典型模式

2．5．2 模糊综合评价原理

2．5．3 城市生活垃圾模糊综合评价方法

2．6 本章小结

第三章 生活垃圾压缩装运设备研究与开发

3．1 概述

3．2 生活垃圾压缩装运设备研制开发

3．2．1 生活垃圾压缩装运设备组成模块

3．2．2 实施效果及产业化成绩

3．3 垃圾集装箱装卸平台分析与综合

3．3．1 地平式垃圾集装箱装卸平台设计目标

3．3．2 地平式垃圾集装箱液压装卸平台分析

3．3．3 地平式垃圾集装箱机械装卸平台研究

3．4 链条式装卸平台设计理论及性能分析

3．4．1 铅垂布置链传动运动特性

3．4．2 链条式装卸平台性能分析

3．5 回转式装卸平台结构及运动仿真

3．5．1 回转式装卸平台组成

3．5．2 装卸平台虚拟样机模型建立

3．5．3 运动仿真及结果分析

3．5．4 装卸平台的优化

3．6 垃圾压缩装运设备异地设计和制造系统研究

3．6．1 系统的组成原理

3．6．2 系统的网络技术应用原理

3．6．3 系统的网络接口技术

3．6．4 系统的实现

3．7 本章小结

第四章 垃圾压缩装置设计理论与试验研究

4．1 楔形压头的提出

4．2 楔形压头压缩效应研究

4．2．1 生活垃圾压缩弹塑性模型

4．2．2 垃圾压实容重计算模型建立

4．2．3 垃圾压缩有限元模型的建立

4．2．4 计算结果及其分析

4．3 垃圾压缩集装箱结构数值分析

4．3．1 垃圾集装箱后壁受力分析

4．3．2 垃圾集装箱侧壁受力分析

4．3．3 垃圾集装箱上下壁受力分析

4．4 压头结构数值分析

4．5 压缩装置试验研究

4．5．1 垃圾压缩试验台的组成

4．5．2 压实垃圾容重试验及结果分析

4．5．3 垃圾压缩变形关系

4．5．4 楔形压头最佳压缩角测定

4．6 楔形压头压缩效果试验及分析

4．6．1 压缩效果试验及数据

4．6．2 数值分析与试验结果误差分析

4．7 本章小结

第五章 塑料分选机理及分选设备中垃圾的运动特性分析

5．1 生活垃圾优化分选技术

5．1．1 优化分选工艺流程

5．1．2 优化模型及结果分析

5．2 气流分选

5．3 塑料分选机理

5．4 风选设备中垃圾分选成分运动特性

5．4．1 有风区垃圾分选成分的运动

5．4．2 无风区垃圾分选成分的运动

5．4．3 垃圾分选成分运动特性分析

5．5 本章小结

第六章 塑料分选设备和试验研究

6．1 塑料分选设备研究

6．1．1 设备总体结构设计

6．1．2 设备各功能模块结构研究

6．2 塑料分选设备试验研究

6．2．1 试验仪器

6．2．2 一级风选试验及数据分析

6．2．3 变重试验及分析

6．2．4 二级风选试验及分析

6．2．5 塑料分选试验

6．3 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 全文总结

7．2 研究展望

附录

致谢

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文等成果

发布时间: 2005-05-10

参考文献

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• [4].城市生活垃圾填埋处置中的温度—化学耦合作用研究[D]. 杨军.西南交通大学2007
• [5].城市生活垃圾直接气化熔融焚烧过程应用基础研究[D]. 胡建杭.昆明理工大学2007

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