廢混合塑料精準(zhǔn)識(shí)別分離流水線優(yōu)化與仿真.pdf

1、我國(guó)大量的廢混合塑料造成的環(huán)境污染以及資源浪費(fèi)愈發(fā)嚴(yán)重。由于現(xiàn)階段使用的回收利用技術(shù)回收效率比較低，因此建立新型高效率清潔環(huán)保無(wú)污染的廢混合塑料分選回收利用方法具有重大意義?；贜IR光譜識(shí)別技術(shù)分選廢混合塑料制品是比較先進(jìn)的處理方法，現(xiàn)仍處于實(shí)驗(yàn)階段，目前仍缺乏將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)化流水作業(yè)的研究。
　　本文首先對(duì)識(shí)別分選系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。論文將塑料識(shí)別分選系統(tǒng)分為以下三個(gè)部分：分選識(shí)別設(shè)備，物流系統(tǒng)，識(shí)別分選控制信息系統(tǒng)。運(yùn)用

2、Plant Simulation軟件對(duì)單次識(shí)別分選線進(jìn)行建模并運(yùn)行尋找瓶頸工位。最后得出識(shí)別分選的效果與投料流的控制、裝置運(yùn)作能力和輸送帶的速度等因素相關(guān)，是導(dǎo)致原型系統(tǒng)的瓶頸效率低下的原因，需對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　其次，本文對(duì)瓶頸工位中的關(guān)鍵部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)與優(yōu)化。
　　文中針對(duì)廢舊塑料近紅外光譜識(shí)別分選系統(tǒng)中物料在輸送帶上的分布規(guī)律，以及輸送帶速度、物料分布均值等參數(shù)對(duì)識(shí)別效率的影響方式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和結(jié)果討論。結(jié)果

3、表明:輸送帶行進(jìn)方向的物料分布均值呈正態(tài)分布，且分布均值遠(yuǎn)大于5件/m時(shí)，總體方差不存在明顯差異;當(dāng)分布均值接近或小于5件/m時(shí)，輸送帶速度變化對(duì)物料分布規(guī)律及分選效率影響顯著。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立蒙特卡洛隨機(jī)數(shù)模型，針對(duì)四種不同尺寸的塑料對(duì)應(yīng)的分選精度得到識(shí)別率大于99％的系統(tǒng)效率優(yōu)化參數(shù)。
　　文中對(duì)分選工位中的關(guān)鍵部件空氣噴嘴進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)并優(yōu)化。分析了分選物在考慮空氣阻力下的運(yùn)動(dòng)模式，建立了分選物落點(diǎn)與初始速度的關(guān)系，并確定分選

4、邊界等參數(shù)。運(yùn)用Fluent軟件中Realizable k-ε模型對(duì)空氣噴嘴各尺寸參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬分析，討論其對(duì)分選物落點(diǎn)以及分選精度的影響。結(jié)果表明：分選物落點(diǎn)水平位移隨入口流速增大，隨管徑增大而明顯增加，分選精度隨之提高。管長(zhǎng)和收縮角對(duì)分選精度有復(fù)雜影響。最后確定了管長(zhǎng)為20mm，收縮角為5°時(shí)，分選精度最高。
　　文中對(duì)分選模式和料倉(cāng)設(shè)計(jì)優(yōu)化并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：縱向噴吹分選法總體優(yōu)于自由落體和側(cè)向噴吹兩種方法。因此

5、原型系統(tǒng)的分選工位采用縱向噴吹分選法；料倉(cāng)設(shè)計(jì)適合小體積塑料制品的分選作業(yè)，對(duì)小體積（PET）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）塑料瓶和塑料碎片分選具有很高的正確率，超過1L的中空塑料瓶需經(jīng)過壓扁工序后分選正確率明顯提高。
　　最后對(duì)分選流水線混流調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化。首先對(duì)分選的順序以及設(shè)備布局進(jìn)行優(yōu)化，由若干個(gè)單次識(shí)別分選工位組成，各工位間通過軌道以及輸送帶相連。對(duì)輸送帶速度以及輸送小車的速度進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)分析并選取了最優(yōu)參數(shù)組合。結(jié)果