固體廢物破碎.ppt

1、第三章 固體廢物破碎,Crushing of Solid Waste,本章重點(diǎn),【概念】 破碎比、 破碎段、低溫破碎 【理論和方法】 破碎的基本理論； 破碎方法及工藝,一、破碎的目的 定義：通過外力克服固廢破壞物體點(diǎn)間內(nèi)聚力使大塊分裂為小塊即破碎，進(jìn)一步分裂為細(xì)粉即磨碎。 目的意義：有利于三化處理 固體廢物經(jīng)破碎之后，尺寸減小，粒度均勻， 有助于固體廢物的焚燒、堆肥和資源化利用處理； 固體廢物經(jīng)破碎之后，體積減小，容重和密實(shí) 性增加，便于運(yùn)輸、壓縮、貯存和高密度填埋及土地 還原利用等； 固體廢物經(jīng)破碎之后，有助于不同組分單體分 選與回收利用。,第一節(jié) 破碎的基礎(chǔ)理論,二、固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度和破

2、碎方法,機(jī)械強(qiáng)度的概念 固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度是指固體廢物抗破碎的阻力。通常用靜載下測定的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度來表示。 抗壓強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度。 機(jī)械強(qiáng)度的表征 (1) 抗壓強(qiáng)度 一般以固體廢物 的抗壓強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)來衡量。 抗壓強(qiáng)度250MPa堅(jiān)硬固體廢物； 40-250MPa中硬固體 廢物； 40MPa軟固體廢物。,表3-1 各種硬度物料的分類,機(jī)械強(qiáng)度的表征 (2) 莫式硬度 在實(shí)際工程中，鑒于固體廢物的硬度在一定程度上反映被破碎的難易程度，因而可以用 廢物的硬度表示其可碎性。 礦物的硬度可按莫式硬度分為十級，其硬度從小到大排列如下：(1)滑膏：(2)石 膏 ：(3)

3、方解石；(4)螢石；(5)灰石；(6)長石：(7)石英：(8)黃玉石；(9)剛玉；(10)金剛石 。各種固體廢物的硬度可通過與這些礦物相比較來確定。,(一)固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度,影響破碎 效果因素,韌性,解理,硬度,結(jié)構(gòu)缺陷,莫氏硬度：十級,極完全、 完全、 中等、 不完全、 極不完全,脆性 柔性 延展性 撓性 彈性等,細(xì)塊物料機(jī)構(gòu)缺陷少，難磨； 粗塊多，易碎,(二)破碎方法,圖3-1 機(jī)械能破碎方法,破碎方法的選擇 選擇破碎方法時(shí)，需視固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度，特別是廢物的硬度而定。 堅(jiān)硬物 擠壓破碎和沖擊破碎十分有效； 脆性廢物 劈碎、沖擊破碎為宜。 一般破碎機(jī)都是由兩種或兩種以上的破碎方法聯(lián)合作

4、用對固體廢物進(jìn)行破碎的，例如壓碎和折斷、沖擊破碎和磨碎等。 注：物料的破碎難易程度不單與物質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度有關(guān) ，還與物質(zhì)的韌性，即斷裂前的變形能力有關(guān)。,1、破碎比 1）定義：指破碎過程中原廢物粒度與破碎產(chǎn)物粒度比值，即廢物粒度在破碎過程中減少的倍數(shù)與破碎機(jī)能量消耗和處理能力有關(guān)。 2）計(jì)算方法 極限破碎比：即破碎前最大粒度與破碎后最大粒度的比值所的到的破碎比，即：I=Dmax/dmax。 真實(shí)破碎比：即破碎前平均粒度與破碎后平均粒度的比值所得到的破碎比，即：I=Dcp/dcp。 一般破碎機(jī)的真實(shí)破碎比在330之間，磨碎機(jī)真實(shí)破碎比可達(dá)40400以上。,三、破碎比、破碎段與破碎流程,2、破碎段

5、固體廢物每經(jīng)過一次破碎機(jī)或磨碎機(jī)稱為一個(gè)破 碎段。 若要求破碎比不大，一段破碎即 可滿足。但對 固體廢物的分選，例如，浮選、磁選、電選等工藝來 說，如要求的入選粒度很細(xì)，破碎比很大，需要幾臺 破碎機(jī)串聯(lián)，或根據(jù)需要把破碎機(jī)和磨碎機(jī)依次串聯(lián)。 對固體廢物進(jìn)行多次(段)破碎，其總破碎比等于各段破碎比(i 1，i2，in)的乘積。 破碎段數(shù)是決定破碎工藝流程的基本指標(biāo)，它主要決定破碎廢物的原始粒度和最終粒度。破碎段數(shù)越多，破碎流程就越復(fù)雜，工程投資相應(yīng)增加。,根據(jù)固體廢物的性質(zhì)、粒度大小，要求的破 碎比和破碎機(jī)的類型，每段破碎流程可以有不同 的組合方式。 單純破碎工藝：簡單、操控方便、占地少等優(yōu) 點(diǎn)

6、，但只適用于對破碎產(chǎn)品粒度要求不高的場合； 帶預(yù)篩分破碎工藝：相對減少了進(jìn)入破碎機(jī)的 總給料量，有利于節(jié)能； 帶檢查篩分破碎工藝：可獲得全部符合粒度要求 的產(chǎn)品； 帶預(yù)篩分和檢查篩分破碎工藝,3、破碎流程,粒徑：固體廢物顆粒大小通常經(jīng)粒徑（particle size）表示，用篩網(wǎng)孔徑來衡量，又稱粒度。 粒徑大小表示方法：篩孔直徑或篩網(wǎng)數(shù)目，其中篩目是lin（25.4mm）長度上的篩孔數(shù)，簡稱為“目”。 粒度分布表示法：有累積曲線法和頻度曲線法兩種。 累積曲線法（Accumulative curve）：是以比某一粒徑大或小的顆粒量占總顆粒量的百分率（R）對應(yīng)于該粒徑所作的曲線，是一條連續(xù)曲線。

7、頻度曲線(Frequency curve)：是以某一粒徑范圍內(nèi) 的顆粒量（W）占顆?？偭浚╓）的百分率與粒徑間 隔（D）的比值對應(yīng)于各自粒徑范圍所得到的曲線， 為不連續(xù)的直方圖。,4、破碎產(chǎn)物的特性表示法,第二節(jié) 破碎機(jī),選擇破碎機(jī)類型時(shí)，必須綜合考慮下列因素： 1）所需要的破碎能力； 2）固體廢物的性質(zhì) (如破碎對形狀、硬度、密 度、形狀、含水率等)和顆粒的大小； 3）對破碎產(chǎn)品粒徑大小、粒度分布、形狀上的要 求； 4）供料方式： 5）安裝操作場所情況等。,顎式破碎機(jī)及鄂板實(shí)物圖,顎式破碎機(jī)“吃硬不吃軟”,一、顎式破碎機(jī),顎式破碎的特點(diǎn)及應(yīng)用,顎式破碎機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固、維護(hù)方便、高度小、

8、工作可靠等特點(diǎn)。在固體廢物破碎處理中，適用于堅(jiān)硬和中硬物料的破碎。 例如，煤矸石作為沸騰爐燃料，制 磚和水泥原料時(shí)的破碎等。既可用于粗碎，也可用于中、細(xì)碎。,二、錘式破碎機(jī),錘式破碎機(jī)及錘子實(shí)物圖,二、錘式和沖擊式破碎機(jī),工作原理是固體廢物自上部給料口給入機(jī)內(nèi)，立 即遭受高速旋轉(zhuǎn)的錘于的打擊、沖擊、剪切、研磨 等作用而被破碎。 錘子以鉸鏈方式裝在各圓盤之間的銷軸上。電動 機(jī)帶動主軸、圓盤、銷軸及錘子一起以高速旋轉(zhuǎn)。這 些一起旋轉(zhuǎn)的部件合稱為轉(zhuǎn)子。 在轉(zhuǎn)子的下部設(shè)有篩板，破碎物科中小于篩孔尺 寸的細(xì)粒通過篩板排出；大于篩孔尺寸的細(xì)粒被阻留 在篩板上并繼續(xù)受到錘于的打擊。,錘式破碎的特點(diǎn)及應(yīng)用,錘

9、式破碎機(jī)以高速旋轉(zhuǎn)(約1000rmin)，錘子、內(nèi)壁、篩子都有很大的磨損，其中尤以錘子前端磨損最為嚴(yán)重。錘子通常由高錳鋼或其他的合金鋼制成，并且有各種形式。若將錘子制成鉤形，則也可對金屬切屑類物質(zhì)施加剪切、撕拉等作用而將其破碎。 錘式破碎機(jī)主要用于破碎中等硬度且腐蝕性弱、體積較大的固體廢物，還可用于破碎含水分及各油質(zhì)的有機(jī)物、纖維結(jié)構(gòu)物質(zhì)、石棉水泥廢料，及廢家電、廢汽車等。,沖擊式破碎機(jī),沖擊式破碎機(jī),沖擊式破碎機(jī)大多是旋轉(zhuǎn)式的，都是利 用沖擊作用進(jìn)行破碎，這與錘式破碎機(jī)很相 似。但設(shè)有沖擊板，物料被多次破碎，效率 更高。 沖擊式破碎機(jī)具有破碎比大、適應(yīng)性 強(qiáng)、構(gòu)造簡單、外形尺寸小、操作方便、

10、易 于維護(hù)等特點(diǎn)。適用于破碎中等硬度、軟 質(zhì)、脆性、韌性以及纖維狀等多種固體廢 物。,圖3-14 往復(fù)剪切式破碎機(jī),三、剪切式破碎機(jī),工作原理是通過固定刀和可動刀(往復(fù)式刀 或旋轉(zhuǎn)式刀)之間的嚙合作用，將固體廢物切開或割 裂適宜的形狀和尺寸。 不管物料是軟的還是硬的，有無彈性，破碎總 是發(fā)生在切割邊之間。刀片寬度或旋轉(zhuǎn)剪切破碎饑 的齒面寬度(約為0.1mm)決定了物料尺寸減小的 程度。若物料附于刀片上時(shí)，破碎不能充分進(jìn)行。 適合范圍：破碎松軟但粘性不大的物料。在 剪切破碎機(jī)運(yùn)行前，人工去除堅(jiān)硬的大塊物體如金 屬塊、輪胎及其他的不可破碎物，這樣可有效地確 保系統(tǒng)正常運(yùn)行。,圖3-7 齒輥破碎機(jī),

11、四、輥式破碎機(jī),工作原理：輥式破碎機(jī)主要靠剪切和擠壓作用。 根據(jù)輥?zhàn)拥奶攸c(diǎn)，可將輥式破碎機(jī)分為光輥破碎機(jī)和齒 輥破碎機(jī)。光輥破碎機(jī)的輥?zhàn)颖砻婀饣?，主要作用為擠 壓與研磨、可用于硬度較大的固體廢物的中碎與細(xì)碎。 而齒輥破碎機(jī)輥?zhàn)颖砻嬗衅扑辇X牙，使其主要作用為劈 裂，可用于脆性或粘性較大的廢物，如堆肥物料的破 碎。 輥式破碎機(jī)的特點(diǎn)是能耗低，構(gòu)造簡單，工 作可靠等。 但其運(yùn)行時(shí)間長，破碎效果不如錘式 破碎等高速破碎設(shè)備。,五、球磨機(jī),球磨機(jī)具有很高的破碎效率（破碎比可 達(dá)400），通常是作為多段破碎的最后一步，在 工業(yè)廢物處理中得到了廣泛的應(yīng)用。 球磨機(jī)工作原理：筒體內(nèi)裝有鋼球和被磨 物料，其裝入

12、量為筒體有效容積的25-50。 當(dāng)筒體轉(zhuǎn)動時(shí)，鋼球和破碎物料在摩擦力、離心 力和襯板的共同作用下，被襯板帶動提升，在升 到一定高度后，由于自身重力的作用使得鋼球和 物料產(chǎn)生自由瀉落和拋落，從而對筒體內(nèi)底腳區(qū) 的物料產(chǎn)生沖擊和研磨作用，物料粒徑達(dá)到要求 后，由風(fēng)機(jī)抽出。,適用范圍：球磨機(jī)適用于可資源化程度 較高的固體廢物。通過對物料的粉磨，起到 使其各種活性成分混合均勻的作用；同時(shí)制 造出粉末，增加物料比表面積，加速物料后 處理化學(xué)反應(yīng)的速度。,第三節(jié) 其它破碎方法,一、低溫破碎 二、濕式破碎 三、半濕式破碎 四、超聲破碎,一、低溫破碎,1、原理 利用固體廢物低溫變脆的性能而有效地破碎 或著利用

13、不同的物質(zhì)脆化溫度的差異進(jìn)行選擇性 破碎，即所謂低溫 破碎技術(shù)。 該技術(shù)適用于常溫難破碎的廢物，如橡膠和 塑料。,2、低溫破碎的工藝流程,致冷劑：液 氮（致冷溫 度低、無 毒、無爆炸 危險(xiǎn)，但能 耗大）,3、低溫破碎的應(yīng)用,塑料低溫破碎：對塑料低溫破碎的研究結(jié)果表明：各種塑料的脆化點(diǎn)聚氯乙烯為-5 -20、聚乙烯 為-95 -135、聚丙烯為0 -20 從有色金屬混合物、廢輪胎、包覆電線等廢物中回收銅、鋁及鋅的低溫破碎 汽車輪胎（廢橡膠）的低溫破碎,二、濕式破碎,1、濕式破碎原理 濕式破碎是利用特制的破碎機(jī)將投入機(jī)內(nèi) 的含紙垃圾和大量水流一起劇烈攪拌和破碎 成為漿液的過程，從而可以回收垃圾中的

14、紙 纖維。這種使含紙垃圾漿液化的特制破碎機(jī) 稱為濕式破碎機(jī)。,2、紙類垃圾的濕式破碎流程,3、濕式破碎的特點(diǎn),濕式破碎具有以下優(yōu)點(diǎn)： 使含紙垃圾變成均質(zhì)漿狀物，可按流體處理； 不孽生蛟蠅 、無惡臭、衛(wèi)生條件好； 噪聲低、無發(fā)熱、爆炸、粉塵等危害； 適用于回收垃圾中的紙 類、玻璃及金屬材料等。,三、半濕式選擇性破碎分選,1、工作原理 半濕式選擇性破碎分選是利用城市垃圾中 各種不同物質(zhì)的強(qiáng)度和脆性的差異，在一定 濕度下破碎成不同粒度在碎塊，然后通過不 同篩孔加以分離的過程。該過程通過兼有選 擇性破碎和篩分兩種功能的裝置實(shí)現(xiàn)，稱之 為半濕式破碎分選機(jī)。,2、半濕式選擇性破碎分選設(shè)備 垃圾進(jìn)入后沿篩壁上升，而后在重力作 用下拋落，同時(shí)被反向旋轉(zhuǎn)的破碎板撞擊， 易脆物質(zhì)首先破碎，通過第一段篩網(wǎng)分離排 出；剩余垃圾進(jìn)入第二段，中等強(qiáng)度的紙類 在水噴射下被破碎板破碎，又由第二段篩網(wǎng) 排出；最后剩余的垃圾由不設(shè)篩網(wǎng)的第三段 排出，再進(jìn)入后序分選裝置。,3、半濕式選擇性破碎分選的特點(diǎn),半濕式選擇性破碎分選具有以下特點(diǎn)： 能使城市垃圾在一臺設(shè)備中同時(shí)進(jìn)行破碎和分 選作業(yè)； 可有效地回收垃圾中的有用物質(zhì)。從第組產(chǎn)物中可得到純度為80的堆肥原料 廚房垃圾；從第組產(chǎn)物中可回收純度為8595的紙類；從第組產(chǎn)物中可得純度 為95的塑料