危險(xiǎn)廢物自動(dòng)倉儲系統(tǒng)概述

張超，申巧蕊

（1.武漢理工大學(xué)，430070；2.中材建設(shè)有限公司，北京 100176）

1 危險(xiǎn)廢物處置行業(yè)現(xiàn)狀

危險(xiǎn)廢物是指列入國家危險(xiǎn)廢物名錄或者根據(jù)國家規(guī)定的危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定的具有危險(xiǎn)特性的廢物。危險(xiǎn)廢物是具有毒性、易燃性、反應(yīng)性、腐蝕性、爆炸性、傳染性的廢物，對人類和環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅[1]。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，我國危險(xiǎn)廢物產(chǎn)量逐年增多，2016年危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量達(dá)5374萬t。危險(xiǎn)廢物處置行業(yè)高度依賴法律法規(guī)和政策引導(dǎo)，2013年最高法、最高檢的司法解釋和2014年新《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》的頒布，促進(jìn)了廢物處置行業(yè)的發(fā)展。

現(xiàn)有的危險(xiǎn)廢物處置方式主要為填埋和焚燒。焚燒技術(shù)可有效去除危險(xiǎn)廢物中的有毒有害成分，回收利用其中的熱能，可同時(shí)達(dá)到減量、無害化和綜合利用的目的，是危險(xiǎn)廢物處置中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)[2]。由于危險(xiǎn)廢物的來源廣泛、種類繁雜，其成分波動(dòng)的范圍較大。危險(xiǎn)廢物在焚燒過程中，成分熱值穩(wěn)定是保證回轉(zhuǎn)窯和二燃室的溫度保持穩(wěn)定的前提。

2 危險(xiǎn)廢物的倉儲現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)危廢處置企業(yè)大多采用老式平面?zhèn)}庫，主要存在以下問題：1）占地面積大，庫房空間利用率低；2）危險(xiǎn)廢物的入庫、出庫采用人工搬運(yùn)方式，效率低、危害人體健康且增加人工成本；3）倉儲系統(tǒng)密閉性較差，有害氣體容易外漏；4）危險(xiǎn)廢物隨意堆積，依靠人工管理，易出現(xiàn)找不到或找錯(cuò)的情況；5）危險(xiǎn)廢物入爐焚燒前配伍混亂，造成焚燒不穩(wěn)定，庫房管理困難；6）人工記錄危險(xiǎn)廢物的進(jìn)出庫情況，效率低且易出差錯(cuò)。

自動(dòng)化倉儲系統(tǒng)經(jīng)由電腦控制處理設(shè)備，記憶物料存放位置，利用無人搬運(yùn)車系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)存取，通過RFID或者條形碼儲存物料特性信息，并且入庫前經(jīng)過讀取后將信息存儲在后臺控制電腦。自動(dòng)化倉儲系統(tǒng)在服裝、醫(yī)藥、航天、汽車等物流中有廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)危險(xiǎn)廢物倉儲系統(tǒng)的現(xiàn)狀，結(jié)合自動(dòng)倉儲在其他行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢，將其應(yīng)用在危險(xiǎn)廢物儲存、數(shù)據(jù)采集及物料配送上，可以降低老式倉儲的占地面積，提高倉儲工作效率，節(jié)省人工勞動(dòng)成本，實(shí)現(xiàn)危廢行業(yè)倉儲的自動(dòng)化。

3 設(shè)計(jì)思路

根據(jù)危險(xiǎn)廢物處置實(shí)際工藝功能需求和存在的問題，危險(xiǎn)廢物自動(dòng)倉儲需實(shí)現(xiàn)以下功能：

3.1 倉儲形式的立體化

盡可能降低倉儲占地面積，提高倉庫的空間利用率。采用自動(dòng)化倉儲系統(tǒng)時(shí)，要求危險(xiǎn)廢物包裝形式必須在一定的尺寸范圍內(nèi)，因此必須要求產(chǎn)廢單位對產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物進(jìn)行規(guī)范化包裝。為保證危險(xiǎn)廢物外形的統(tǒng)一，結(jié)合老式倉儲危險(xiǎn)廢物的包裝經(jīng)驗(yàn)，固態(tài)危險(xiǎn)廢物統(tǒng)一采用長1m×寬1m×高1m的料箱裝存，半固態(tài)危險(xiǎn)廢物采用專用桶裝取后統(tǒng)一放在托盤上，液態(tài)廢物采用噸桶盛裝。根據(jù)倉庫的庫容，結(jié)合無人叉車最大可舉升高度，可采用多層組合橫梁式雙貨位結(jié)構(gòu)的貨架。

3.2 出入庫自動(dòng)化

危險(xiǎn)廢物出庫、入庫時(shí)，只要發(fā)出入庫或出庫指令，出庫、入庫作業(yè)全部由設(shè)備自動(dòng)完成，解決原來人工搬運(yùn)過程中存在的人身安全隱患。

無人AGV叉車方便靈活，其所采用的激光導(dǎo)航系統(tǒng)只需在AGV行駛路徑的周圍安裝位置精確的激光反射板，AGV通過發(fā)射激光束，同時(shí)采集由反射板反射的激光束，來確定其當(dāng)前的位置和方向，并通過連續(xù)的三角幾何運(yùn)算實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)航，安裝維修簡單，因而采用無人AGV叉車可實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢物的自動(dòng)入庫、出庫。

3.3 智能管理化

傳統(tǒng)的倉儲管理都是采用人工記錄，產(chǎn)廢單位、廢物名稱、重量、廢物基本特性等信息大多需要人工進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄，容易出現(xiàn)差錯(cuò)。智能倉儲管理系統(tǒng)，采用RFID讀寫技術(shù)，利用RFID自動(dòng)讀寫設(shè)備和RFID卡標(biāo)簽，可一次寫入讀取這些信息，便于網(wǎng)絡(luò)傳輸、記錄、統(tǒng)計(jì)信息，可實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)母咝?、?zhǔn)確。

3.4 配伍智能化

根據(jù)后臺電腦存儲的物料信息，按設(shè)定好的物料配伍原則，自動(dòng)生成配料方案，并給AGV叉車發(fā)出取料指令。當(dāng)按配料原則缺某種物料時(shí)，系統(tǒng)會(huì)提前給出提示信息，在滿足市場需求的前提下，將庫存和未完成的訂單控制在所希望的水平上。

根據(jù)危險(xiǎn)廢物配伍的實(shí)際功能需求，可開發(fā)一套配伍管理系統(tǒng)。該管理系統(tǒng)分為廢料庫存管理、配伍約束管理、配伍方案生成、歷史方案列表、相關(guān)圖表展示五個(gè)模塊。其中廢料庫存管理模塊負(fù)責(zé)庫管數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)同步；配伍約束管理模塊負(fù)責(zé)對配伍的約束條件進(jìn)行管理，包含約束條件的添加、修改和刪除；配伍方案生成模塊對列出的約束條件進(jìn)行選擇后，根據(jù)相應(yīng)的算法計(jì)算出多種可行的方案，并對配伍方案進(jìn)行詳細(xì)說明，供用戶選擇；歷史方案列表模塊主要是對已經(jīng)進(jìn)行確認(rèn)處理過的方案詳情和處理情況進(jìn)行記錄；設(shè)備能力維護(hù)模塊主要是對相關(guān)的處理設(shè)備每天的處理能力來進(jìn)行相應(yīng)的修改和更新；相關(guān)圖表展示處理模塊負(fù)責(zé)對處理設(shè)備的處理進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，實(shí)時(shí)顯示廢料的處理情況，同時(shí)包含各種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

3.5 信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化

實(shí)現(xiàn)危廢信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化，使各生產(chǎn)部門實(shí)現(xiàn)信息互通共享，減少紙質(zhì)媒介交流方式。

4 工藝流程

運(yùn)輸專用車輛將危險(xiǎn)廢物從產(chǎn)廢單位運(yùn)輸?shù)絺}庫時(shí)，由人工叉車將貨物從卡車中搬運(yùn)到倉庫入口的輸送輥道上，工作人員根據(jù)產(chǎn)廢單位事先發(fā)送的危險(xiǎn)廢物信息進(jìn)行核對，無誤后將危險(xiǎn)廢物信息代碼通過RFID讀寫器寫入每個(gè)貨物單元的RFID卡內(nèi)，然后取樣；之后輸送輥道啟動(dòng)，將其輸送到倉庫入口處；入口處輥道邊安裝有RFID讀寫器及稱重托輥，讀取危險(xiǎn)廢物的RFID信息后，通過無線局域網(wǎng)將信息傳入中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)根據(jù)危險(xiǎn)廢物信息分配貨位（貨架上每一個(gè)儲存單元都有固定的貨位號碼），然后將指令發(fā)送給無人AGV叉車，無人AGV叉車接收指令后將危險(xiǎn)廢物輸送到貨架上，此貨位因?yàn)槲ｋU(xiǎn)廢物成分不清楚被中央控制系統(tǒng)鎖定，不能進(jìn)行配料操作。無人AGV叉車完成任務(wù)后發(fā)送信號給中央控制系統(tǒng)，結(jié)束此次任務(wù)，等待下一次指令。

取樣后的樣品送化驗(yàn)室進(jìn)行分析，化驗(yàn)后工作人員根據(jù)樣品編碼將化驗(yàn)信息如熱值、灰分、水分等信息通過計(jì)算機(jī)輸入到中央控制系統(tǒng)，相應(yīng)貨位解除鎖定可以進(jìn)行配料。配料員可通過中央控制系統(tǒng)隨時(shí)查看庫存的危險(xiǎn)廢物信息，根據(jù)生產(chǎn)需要采用自動(dòng)配伍軟件進(jìn)行配伍后，將配伍方案信息通過中央控制系統(tǒng)發(fā)送指令給無人AGV叉車，無人AGV叉車根據(jù)指令將貨架上的貨物輸送到相應(yīng)的預(yù)處理單元。工藝流程見下圖。

出入庫工藝流程圖

5 結(jié)語

自動(dòng)倉儲系統(tǒng)通過無人叉車和互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢棄物倉儲的自動(dòng)化管理，改善了現(xiàn)有倉儲存在的占地面積大、人工成本高、危害人體健康等問題，并可將其應(yīng)用在危險(xiǎn)廢物數(shù)據(jù)采集及物料配伍上，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢物的自動(dòng)化管理，對危險(xiǎn)廢物處置行業(yè)的科技化、信息化發(fā)展具有重要意義。