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随着城市经济建设的持续发展和市民生活水平的不断提高，每天源源不断大量产生的城市生活垃圾，已成为一个污染环境影响生活的社会问题，各地都在寻找有效的解决方法。现在比较常用的方法主要有卫生添埋，焚烧和堆肥三种，初步实现了垃圾处理减量化、资源化和无害化[1]。
但目前生活垃圾卫生添埋，焚烧和堆肥技术的研究落后于发展的需求，同时又受到环境等因素的限制。因此，固体垃圾燃料的研发是一种新趋势，其具有品质高、环保、易于运输等优点，研发的重点在于固体垃圾燃料成型技术。
1.垃圾燃料成型原理与设备
1.1固体垃圾燃料成型工艺流程
首先，通过风选法得到所要垃圾，从中选出有机组分（木块、硬塑料和纸类等）[2]。随后从中取出部分在烘箱内于105℃的温度下烘干，直至水分小于5%为止，然后经低温破碎机破碎到100目，所采用的垃圾试样直接从垃圾厂收集。最后添加一定比例的消石灰(脱氯)和防腐剂送入成型机进行成型，冷却筛分后得到垃圾固体燃料，如图1所示。
图1固体垃圾燃料成型工艺流程
全过程可分为筛选、破碎、成型、过筛等步骤，成型工艺采用三向联合式成型机。
对于各种试样的性质，参照《煤炭化验手册》所述的方法，进行元素分析、工业分析以及高位热值的测定，测定结果见表1。由于所选取的是其中的有机物，剔除了其中的无机物，因此热值较高。
表1各种RDF试样及其组分的元素分析、工业分析以及热值分析结果
1.2垃圾成型装置
成型，是指将固体垃圾粉碎至一定的粒度，添加粘接剂，在高压条件下，挤压成一定形状。其粘接力主要是靠挤压过程产生的热量以及粘接剂作用，达到成型目的[3]。现已开发成功的成型技术按成型物形状划分主要有3大类:棒状成型、颗粒状成型和圆柱块状成型技术。垃圾固体成型技术解决了燃料形状各异、堆积密度小且较松散、运输和贮存使用不方便等问题，提高了垃圾燃料的使用热效率。
图2三向联合成型机结构示意图
图2为三向联合成型机，它有三个相互垂直的压头。操作时，废物首先被置于容器单元中，然后依次启动压头，将固体废物压实成一密实的块体。这种成型机比较适合压实松散类废物。实验中规定压实机的槽初始尺寸分别为30cm、30cm、30cm（长、宽、高），由此也就确定了自动加料机的加料量。
2.数学模型及计算
利用三向联合成型机可以将垃圾体积减少并且压实，从而生成固体燃料[4]。经实验分析所形成的固体垃圾燃料的密度控制为ρ=0.9t/m3，m=16Kg，又已知初始垃圾投料体积，因此可以计算出成型后固体的体积，利用经典静力学知识对成型过程进行分析我们容易得出成型力大小，进而可以确定成型机的相关参数[5]。
在忽略体力的情况下我们令成型机在立体三方向分别为χ1，χ2，χ3，然后做如下计算：
3.结论
本文旨在提出一种新型垃圾利用技术，并对垃圾分选，破碎以及成型过程进行分析。首先从能源品质角度考虑，筛选出可利用垃圾（主要是木块、硬塑料和纸类等）。参照相关资料，经过成型后的固体燃料成品（立方体）密度为0.9t/m3为宜，而质量又一定，利用物理知识我们得到固体燃料的成品体积0.017m3,与初始体积0.027m3比较后，求出了压缩率ε=0.13。再利用经典静力学知识，得到了成型机对垃圾表面的作用力F=1.339×107Pa，由此可以确定成型机完成一次成型所需提供作用力的大小。
参考文献
[1]马洪儒.我国城市生活垃圾处理问题研究[J].中国沼气,2004,22(1):x.
[2]赵由才.生活垃圾资源化原理与技术[M].北京:化学工业出版社,2002.
[3]高玉臣.固体力学基础[M].中国铁道出版社,1999.
[4]米朗维尔（法）.连续介质力学中的数学模型[M].
[5]Block D, N Goldstein. Plans abound for in Vrssel Composting [J]. Biocycly,1998.
