深度|城市生活垃圾破碎机研究分析 （图表）

随着城市化进程的不断加快，大量增加的垃圾影响社会环境的质量，阻碍了城市的发展。垃圾处理的无害化、减量化、资源化是城市管理的一项重要内容。垃圾破碎预处理技术在后续的分选、焚烧和填埋等方面发挥着重要的作用。现代城市生活垃圾组分复杂，各组分的物理性质相差悬殊，且具有韧性物料含量高等特点，对城市生活垃圾破碎机提出了较高的要求。笔者分析了目前国内外常用城市生活垃圾破碎机的技术特点，阐述了城市生活垃圾破碎机技术的发展趋势，并提出了一种新型的城市生活垃圾破碎机的结构，以期为城市生活垃圾破碎机的研究提供一定的参考。

1国内外城市生活垃圾破碎机技术及应用

目前，应用广泛的机械破碎设备主要有颚式破碎机、冲击式破碎机、剪切式破碎机以及辊式破碎机等。

(1) 颚式破碎机  该设备结构简单，广泛应用于建材行业中各种矿石与大块物料的破碎。但其具有破碎比小、颚板使用寿命较短等缺点。针对此问题，国内外学者研制了破碎比为 20～50  的双腔双动颚式破碎机，以及双腔回转破碎机等。颚板的制造材料也采用了含锰 12% 以上的锰钢，提高了衬板的使用寿命。

(2) 冲击式破碎机  该设备广泛应用于混凝土骨料的生产以及冶金渣的细碎和粗磨作业。其破碎效率高，能耗少，属于高能低耗类破碎机。但其冲击刀和衬板磨损严重，且对含水含泥的物料适应性差。近些年，随着新的耐磨材料，如  Cr26 高铬铸铁材料的大量应用，沟槽节能衬板大量取代阶梯衬板，磨损问题得到较好的解决。

(3) 剪切式破碎机  该设备是目前在生活垃圾破碎方面应用最为广泛的一类机型，主要处理柔性及松散固体等刚度不大的物料，如印刷电路板、木料和秸秆等。常见的剪切式破碎机剪切时，刀具间间隙是固定的，若设计不合理，则无法有效地应用于组分复杂物料的破碎工作，故其对设计和制造要求相对较高。

(4) 辊式破碎机 由于能破碎黏湿物料，而广泛应用于中低硬度物料的破碎。其所用辊分为光滑辊和锯齿辊 2  种，前者常用于中细碎作业，后者主要用于破碎中等硬度和韧性的物料。早期的齿辊式破碎机因碎后产品过粉碎率高，应用范围受到一定限制。我国通过引进、设计并研制出  4PGC 型齿辊式破碎机，可以通过调整齿辊的间距来控制破碎后颗粒的粒径。后期，我国各研究院相继开发出 2PGL 系列双齿辊强力高效破碎机、2PLF  系列分级破碎机和 DP 系列单齿辊破碎机等，极大地促进了我国辊式破碎机行业的发展。

对上述 4 种破碎机的优缺点进行综合对比，结果如表 1 所列。

表1各类破碎机的优缺点比较

Tab. 1Contrast of advantages and disadvantages of various shredders

2城市生活垃圾破碎机设计要求

城市生活垃圾具有组分复杂、韧性纤维制物料含量较多等特点，对垃圾破碎机的研究提出了较高的要求。不仅要求其能够破碎不同组分的物料，还要求其在运行功耗、噪声方面符合行业或国家标准;此外，破碎机材料还应满足防腐蚀、抗磨损的要求。

根据上述破碎机现状及破碎要求，城市生活垃圾破碎机的设计需要满足以下要求。

(1) 可破碎混杂的垃圾  我国城市生活垃圾主要组分为砖石、厨余生物质、塑料橡胶、玻璃以及金属等。砖石、玻璃和金属等便于筛分的物料会在破碎前筛分出去，垃圾破碎机主要针对厨余生物质、织物和塑料橡胶等物料进行破碎。该类物料的物理性质相差悬殊，而同一破碎刀具的破碎效果却不同。针对此特点，国内一些学者一方面利用分离破碎的理念，利用不同刀具分阶段破碎不同硬度的物料，如采用双破碎阶段的破碎机;另一方面，将不同刚度的垃圾通过预压缩压实压紧，形成刚度相对稳定的垃圾团，再进行破碎  。如罗思义等人提出的垃圾压缩剪切破碎的方法。

(2) 破碎效率高 据统计，2009 年北京日产垃圾超过 1.8 万 t，并以每年 8% 的速度增长。据调查，中国现有最大的垃圾发电项目每日可处理垃圾  3 000 t，而常用的齿辊式垃圾破碎机破碎效率为 25 ～ 150  t/h，巨大的垃圾数量要求垃圾处理企业拥有强大的垃圾处理能力。针对城市生活垃圾空隙大、密度小的特点，国内外现主要通过在破碎前对垃圾进行预压缩来提高破碎机单位时间内的处理能力。