Разработка энергоэффективного роторноинерционного устройства по брикетированию твёрдых бытовых отходов (ТБО)

На сегодняшний день серьёзную проблему для всего мира представляют увеличивающиеся объёмы твёрдых бытовых отходов (ТБО). Решением данной проблемы является вовлечение вторичного сырья и отходов в производственный оборот. Важным этапом в утилизации ТБО являются трудоёмкие процессы его сбора и транспортировки. Агрегаты специализированного мусоровоза при перевозке мусора работают не энергоэффективно, только по функционалу прессования в бесформенную массу, не подлежащую сортировке и переработке. Предлагаемое внедрение агрегатов с совмещёнными функциями «погрузки–направления–измельчения –прессования–брикетирования» существенно снизит энергоёмкость процесса перевозки за счёт переработки и брикетирование мусора в момент его транспортировки. Научно- техническая проблема состоит в разработке методики технического переоснащения спецтехники повышенной эффективности при заданных номинальных энергетических и мощностных характеристиках машин. Решить данную проблему предложено совмещением рекуперативных систем с повторным использованием энергии сил тяжести собственных масс мусора. Цель работы заключается в разработке роторно-инерционного устройства с пониженной энергоёмкостью. Применены методы аналитико- статистического исследования модельного ряда спецтехники с анализом его технических характеристик, для разработки кинематической схемы брикетирующего устройства произведён расчёт, основанный на методе моделирования структуры составных агрегатов. Моделирование производилось в программе SolidWorks в прикладном пакете Simulation.
Разработанные кинематические схемы узлов и агрегатов брикетирования и прессования мусора функционируют при номинальных мощностных характеристиках гидрооборудования за счёт распределения мощности привода по наиболее энергонагруженным операциям.
Представлено обоснование эффективности разработанного роторно-инерционного устройства по брикетированию ТБО. Оригинальность конструкции заключается в структурном расположении брикетирующего агрегата и механизма измельчения. Использование принципов инерционных моментов и сил тяжести собственной массы мусора позволило существенно (на 25 %) снизить энергоёмкость процесса прессования и формирования готового брикета. Использование механической энергии натяжителей транспортёрной ленты и увеличивающейся при брикетировании массы рулона под собственным весом позволило снизить работу, затрачиваемую для формирования прессованного ТБО с 48000 кДж до 11970 кДж, удалось снизить объём спрессованного рулона, повысить коэффициент использования грузоподъёмности, снизить энергоёмкость процесса.

твёрдые бытовые отходы (ТБО), утилизация ТБО, брикетирование, роторное устройство, энергоэффективность транспортировки

1. Мубаракшина Ф. Д., Гусева А. А. Современные проблемы и технологии переработки мусора в России и за рубежом. – Известия КГАСУ. – № 4 (18) 2011. – С. 91–99.

2. Characterization of Municipal Solid Waste in the United States: 1998 Update. U.S. Environmental Protection Agency, EPA 530-R-99-021, July 1999.

3. The Role of Recycling in Integrated Solid Waste Management to the Year 2000. Keep America Beautiful, Inc. 1994.72. «Trends and Forecasts: Retail Sales», U.S. Industrial Outlook 1994, U.S. Department of Commerce.

4. Пашали А. М., Абдрахманова А. З. Сравнительный анализ российского и зарубежного опыта утилизации твёрдых бытовых отходов и разработка средств повышения экологической культуры // Юный учёный. – 2019. – № 8. – С. 131–135. [Электронный ресурс]: https://moluch.ru/young/archive/28/1751/. Доступ 02.02.2020.

5. Пушкарева А. С. Эффективные методы переработки мусора: Швеция // Молодой учёный. – 2019. – № 2. – С. 77–78.

6. Павленков М. Н., Воронин П. М. Организационно-экономические проблемы инаправления утилизации отходов // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. – 2013. – № 3. – С. 188–192.

7. Mbuligwe, S. E. Institutional solid waste management practices in developing countries: A case study of three academic institutions in Tanzania, Resources, Conservation and Recycling, 2002, Vol. 35, No. 3, pp. 131–146.

8. Slack, R. J., Gronow, J. R., Hall, D. H., Voulvoulis, N. Household hazardous waste disposal to landfill: using LandSim to model leachate migration. Environmental Pollution, 2007, Vol. 146, No. 2, pp. 501–509.

9. Шерстобитов М. С., Лебедев В. М. Способы утилизации твёрдых бытовых отходов // Известия Транссиба. – 2011. – № 3 (7). – С. 79–84.

10. Левин Б. И., Бутко А. А. Использование отходов в качестве топлива путем экологически чистого обезвреживания с выработкой энергии (применительно к городскому хозяйству Москвы). – М.: Прима-Пресс, 2005. – 128 с.

11. Малыгин А. С. Разработка комплексной системы управления ТБО в жилой среде // Вестник АлтГТУ им. И. И. Ползунова. – 2010. – № 1–2. – С. 140–145.

12. Никогосов Х., Бочкова М., Мальцева C. Раздельный сбор твёрдых бытовых отходов // Коммунальщик. – 2010. – № 11. – С. 20–21.

13. Манаев К. И., Мельников А. Н. Оптимизация автомобильного и контейнерного парка при сборе и вывозе твёрдых бытовых отходов // Вестник ОГУ. – 2014. – № 10 (171). – С. 130–134.

14. Мусоровозы повышенной производительности с боковой загрузкой. Центр»КОММАШ». [Электронный ресурс]: http://www.sweeper.ru/musorovozy_s_bokovoy_zagruzkoj/rarz_enhanced_perform/. Доступ 02.02.2020.

15. Галкин Г. Л., Слузов В. Ф., Паутов Е. К., Назаров В. Ю., Иванов С. А., Тонков С. М. Патент SU № 1814618 A3 «Брикетирующее устройство». Патентообладатель: государственный ивановский научнопроизводственный центр «КАРДАТЕКС». Бюл. № 17 от 07.05.1993 г.

16. Старших В. В., Максимов Е. А. Патент RU № 2507242 C1 «Способ брикетирования отходов жизнедеятельности животных и птиц и устройство для его осуществления». Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Челябинская государственная агроинженерная академия». Бюл. № 5 от 20.02.2014 г.

17. Юнчик А. П. Патент RU № 2528376 C2 РФ «Способ изготовления брикетов из измельчённой соломы и устройство для изготовления брикетов». Патентообладатель: Юнчик А. П. Бюл. №26 от 20.09.2014 г.

18. Ризаева Ю. Н., Корчагина Т. В., Папонова А. И. Модель поиска эффективного функционирования автотранспортной социоприродноэкономической системы // Мир транспорта и технологических машин. – 2011. – № 2. – С. 25–33.

19. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. Кн. 2 / Под ред. И. В. Крагельского и В. В. Алисина. – М.: Машиностроение, 1978.

20. ОАО «Арзамасский завод коммунального машиностроения». Мусоровоз КО-440-7. Руководство по эксплуатации спецоборудования, 2006