城市垃圾分選工藝設計說明書

1、城市垃圾分選工藝設計說明書1.1 垃圾的來源與危害垃圾按來源大致可分為生活垃圾、一般工業(yè)固體廢物、和危險廢物三種。生活垃圾是指 在人們日常生活中產生的廢物，包括食物殘渣、紙屑、灰土、包裝物、廢品等。固體廢物如 不加妥善收集、利用和處理處置，將會污染大氣、水體和土壤，危害人體健康。垃圾的氣味 是最直觀的氣體污染，但是更為嚴重的是垃圾燃燒形成的二嗯英等致癌性毒物。垃圾的填埋 會污染土壤以及地下水。垃圾的危害直接使人們的生活環(huán)境降低，間接的影響健康，比之水 污染和空氣污染帶來的危害輕但也不容忽視。1.2 設計目的和意義(1)通過設計進一步消化和鞏固本門課程所學容，并使所學知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運用所學 理

2、論知識進行城市生活垃圾綜合分選處理系統(tǒng)設計的初步能力；(2) 了解工程設計的容、方法及步驟，培養(yǎng)確定固體廢物處理與處置系統(tǒng)的設計 方案，進 行設計計算、繪制工程圖，應用技術資料，編寫設計說明書的能力。2 .原始資料設計規(guī)模140t/d的某城市生活垃圾分選系統(tǒng)垃圾主要成分見表1。表1垃圾成分設計參數取值垃圾組分有機物無機物紙類金屬塑料玻璃其他含量外54. 331. 32. 682. 585. 131.22.81有機物組分包括：食品殘余、果皮、植物殘余等。無機物組分包括：磚瓦、爐灰、灰土、粉塵等。垃圾容量平均值為0. 43t/m 3,換水率為49. 4%。垃圾熱值：1923kJ/kgo分選系統(tǒng)工作

3、量為140t/d ;日工作時間為9h。3 .分選工藝流程本次課程設計確定工藝從我國目前城市生活垃圾處理現狀出發(fā)，考慮到原生垃圾成分復雜，勞動力資源又豐富，采用機械為主，輔以人工粗選的方法；廢塑料和廢紙 主要為塑料袋和衛(wèi)生間廢紙，回收利用經濟效率不高。故可直接將這部分作為垃圾焚 燒原料。分選工藝采用城市生活垃圾簡易處理方法，以分選產物作為填埋、堆肥和焚 燒為目的。分選工藝流程如圖1所示。輕淚;一易氣那分選 燃料申市r.憂圾按燮II I匝御井I?；罾豢迫斯な诌xI 一ra *選擇性豳機；1一和機堆肥腔T埔上輝卜*有機物一滇忙:冷I端卜”碎孔玻璃V M圖i垃圾分選工藝流程4 .分選工藝系統(tǒng)的設計計

4、算及設備選用1 .垃圾分選系統(tǒng)設計方案的分析確定。2 .垃圾儲料倉設計計算。3 .分析系統(tǒng)各設備選型計算：確定選擇性破碎機，滾筒篩，簡易風選機型號和規(guī) 格，并確定其主要運行參數。4 .皮帶運輸機計算及布置，并計算各段的長度，點擊功率。5 .編寫設計說明書：設計說明書按設計程序編寫，包括方案的確定，設計計算， 設備選型計算和有關簡圖等容。課程設計說明書應有封面 ，目錄，前言，正文，小結 及參考文獻等部分，文字應簡明，通順，容正確，完整，裝訂成冊。6 .圖紙垃圾分選系統(tǒng)工藝流程及高程圖一。流程圖按比例繪制，標出設備、管件編號及標高，并附明細表。分選系統(tǒng)平面、剖面布置圖1,平面布置圖中應有方位標志。

5、5.工藝設計計算5. 1分選工藝物料衡算以 140t/d垃圾分選系統(tǒng)按設計規(guī)模、每天工作時間，每個分選設備物料走向逐步計算。 處理能力進行計算(1) 垃圾分選廠每小時的處理量QoTQ每天的垃圾處理量，Q =140t/d;T 天的工作時間，T =9h/doQ Q 140 一 T 915,5(t/h)(2)人工分選人工手選去除垃圾中的大塊金屬、塑料、玻璃瓶、建筑材料等，以利于后續(xù)處理。據經驗，經人工手選后大約1%大塊金屬、0.6%玻璃、2. 0%塑料和約0. 5%其他無 機物質被 選出，即：金屬 q Qo 1. 0%15. 5 1.0% 0. 155 (t/h)玻璃Q2Qo 0. 6% 15. 5

6、 0. 6%0. 093 (t/h)塑料 q3 Qo 2. 0%15. 5 2. 0%其他 Qi Qo 0. 5%15.5 0. 5%0. 31 (t/h)0. 0775 (t/h則經過人工手選可分出的垃圾有Qi =Qi+q2+q3+qF0. 155+0. 093+0. 31+0. 0775=0. 6355 (t/h)磁選垃圾經過磁選滾筒理論上可以分選所有的金屬：Q2 Qo 1. 58% 15. 5 1. 58% 0. 2449 (t / h)(4)選擇性破碎機 篩上物主要是紙、布、革、塑料、部分有機物等 4 50mm的物質Q3 Qo (20% 2. 68% 3. 13%) 15. 5 25.

7、 81% 4. 0005 (t/h) 篩下物為du 50mm的被破碎的無機物、無機物、玻璃及其他碎土等。風選輕組分主要為粉塵、塑料紙等Q4Qo (2. 68% 3. 13%) 15. 5 5. 81% 0. 9005 (t/h)重組分主要是有機物Q5 Qo 20% 15. 5 20% 3. 1 (t/h)(6) 滾筒篩分滾筒篩分主要對選擇性破碎機篩下物進行進一步分選，篩下物中主要有無物、部分有機物、碎玻璃等。選擇篩孔為 10 10 mm篩上為dP 10mm的有機物Q6 Qo 34. 3% 15. 5 34. 3% 5. 3165 (t/h)篩下物為碎土、石渣等無機物和碎玻璃Q7Qo (31.

8、3% 0. 6% 2. 31%) 5. 303 (t/h)(7) 廢物的全過程總的質量為Q總Q 總 Qi Q2 Q Qs Q6 Q70. 6355 0. 2449 0. 9005 3. 1 5. 3165 5.303 15. 5004 (t/h)5. 2垃圾儲料倉垃圾儲料倉是用來暫時儲放進入處理系統(tǒng)的垃圾并用來調節(jié)處理設備的處 理量的。儲 料倉的容量應根據計劃收入分選廠的垃圾量、設備的操作計劃等因素來決定。通常儲料倉 的容量應可提供兩天的最大處理量。1 .倉體容積式中：B 儲存時間，d ；q 最大日處理量，t/d ;E一有效容積系數，在0. 8-0.9之間；c一垃圾有效密度(有效密度的系數在L

9、 1-1.3 ), t/m3?。築 =2d, q=140t/d, E =0. 85, c =0. 43 x 1.2 t/m ,貝 U2 14030. 85 0.43 1.2638. 4 (m )圓整后取V 640(m3)2 .倉體尺寸計算每個小倉的體積V,一；長度a, m;寬度b, m;深度c, m貝 |J： V=ax bx c取 a=20m, b=8m, c=4m;V=20X 8x 4=640 (n3) =640m3可以滿足要求。3 .3吊車、抓斗的選擇根據垃圾最大日處理量選擇吊車、抓斗、其工藝參數如表2p QT 0. 953 (t)N 50 60表2吊車工藝參數項目參數設計依據項目參數設計

10、依據數量1臺垃圾最大日處理量運行周期143s吊車運行各種動作的速度噸位1.25t抓斗容量實際運行時間50mi n/h跨度7m儲料坑跨度供給能力20t/h抓斗抓起量吊車供給能力由下式計算P T 0式中：Q 一吊車的供給能力，t/hP一抓斗一次抓起量，t;Nlh吊車實際工作時同T一吊車運行周期，h ；貝U即抓斗一次抓起量0. 953t即可滿足生產需求。選擇一次抓起量為1500kg的抓斗4 .4磁選設備的選擇(a)帶式磁選機(b)皮帶機磁流筒式做選機(c)獨立鼓式磁選機經過人工分選后進入磁選機進行分選的垃圾量為Q Qo Qi15.5-0.635514.8645( t/h)已知垃圾的含水率為49. 4

11、%,垃圾容量平均值為0.43t/m ,根據以上數據選擇CT612永磁筒式磁選機，其主要技術參數如表3所示。表3 CT612永磁單筒磁選機主要技術參數型號CT612筒徑(mrh600給料粒度(mm220筒長(mm1200電機功率(kw)1. 5筒表場強(KA/m80 -400分選粒度(mm)0 0. 6處理能力(t/h)10 20機重(kg)15005. 5滾筒破碎機選擇滾筒破碎機其機身主體的形狀是用篩板做成的圓筒， 工作過程中既有破碎又有篩分的作用，并能達到選分的作用。(1) 選型根據垃圾破碎分選工藝要求選擇國產滾筒破碎機，具體技術特征如表表4滾筒破碎機技術特征規(guī)格3000 x 6000規(guī)格3

12、000 x 6000生產能80 -120篩孔尺寸/mm50(t/h -1)直徑/m3提升板高度300滾筒長度/m6/mm型號BJ02-72-4傾角/度3電動機功率/kw30轉數12轉數1460/(r/mi n)/(r/mi n)滾筒斷面示意圖(2)計算校核根據式s T斷面裝料面積為(1/3. 5?珂物料跌落所需時間為180 2113n sin(90), cos(90)t2T 1.672 2蟲,取經驗值 60 ,10,橫/18/2)1. 13 (m2)T ti t21.67(s)3 124 1.5o o、sin (9060 ) cos (90 60)0.68 (s)3. 140. 68 2. 3

13、5 (s)當篩體傾斜安裝時，實際物料軌跡為不規(guī)則的螺旋線，該螺旋線的螺距即物料跌落一次向前所走的距離，即I 4Rsin2(90) cos (900) tan4 1.5 sin190。60。)cos (90 60) tan3。0. 0681 (m)物料沿滾筒軸向前的前進速度v為1 0.0681 vT 2.350. 0290滾筒破碎機實際生產能力為Q 3600S v 3600 1. 13 0. 0290 0.45 0.4121.76(t/h) 15. 5t/h則所選擇的破碎機能滿足處理量的要求。5. 6垃圾滾筒篩垃圾滾筒篩利用做回轉運動的筒形篩體將垃圾按粒度進行分級，工作時，筒形篩體傾斜安裝，傾角

14、一般在4。8。其結構及設計原理同選擇性破碎機類似，只是 沒有提升 板。垃圾滾筒篩設計參數主要有幾何參數、運動參數和動力參數。幾何參數包括篩體長度、 篩體直徑、安裝傾角和篩孔尺寸，運動參數指篩體轉速；動力參數為篩體的驅動功率。滾筒篩的篩孔尺寸的確定是根據被篩分的垃圾組成及對篩上、篩下物的要求和它的具體 用途來確定。若用于除去垃圾中的渣土等效粒級物料時篩孔可取較小值。當除去粗大物料 時，篩孔尺寸可取較大值。篩體支撐篩子機架垃圾滾筒篩示意垃圾滾筒篩篩分處理量為Q6 Q7 5.3165 5. 303 10. 6195(t/h)滾筒篩主要參數確定如下：(1)設計篩體長度4n,篩體直徑1. 6m,篩孔取1

15、0mm 10mm安裝傾角4。(2)篩分效率和生產率。根據“垃圾分選機-垃圾滾筒篩”行業(yè)標準(CJ/T5013. 1-95),篩下物粒徑12mni篩分效率80%選取篩分效率為90%(3)滾筒篩轉速通常為了獲得較好的篩分效率，應使物料在篩體做較大的翻動，滾筒篩臨界30 fg 30 (9.81 “ 必根據實驗表明，垃圾滾筒篩回轉速度一般取臨界轉速的30%- 60液為理想，則取滾筒篩轉速為12r/mino料在篩體的停留時間根據研究表明，當篩分垃圾時，要得到75%上的篩分效率，停留時間應達到25s30s,甚至更長。所以取垃圾在滾筒停留時間為50s,則物料在篩體沿軸向運動的平均速度為0. 08 (m /

16、s)筒篩有用功率據資料推導，篩分機有用功率為cos (908sin (90tan 453. 14 0. 8 9. 81 (9 8 cos230j ) sin- 30，tan 40 4546. 96 (kW)實際使用的驅動電動功率還應考慮機械傳動損失。(4)選型根據以上計算，選用DS型系列垃圾滾筒式篩分機，是從我國城市垃圾處理工作的需要出發(fā)，研究的適合我國國情的、價格低廉的滾筒篩選機，型號為 DS-60,外形 尺寸6.5 X2. 5 X2.2m,傾角為4。，設備質量7. 5kg,功率(7.5+L5 ) KV,滾筒轉 速 18. 5r/min,垃圾含水率為35%-55%篩分率可達80%-90%可用

17、于粗細分選，也可 用于有機物、 無機物的分選。5. 7風選設備對本風選工Z,選用簡易立式風選設備給料重質組分簡易立式風選設備氣流速度確定 風力分選主要將低密度、空氣阻力大的塑料、廢紙等和具有高密度、空氣阻力小的重質有機物分開。部分物料密度如表 5表5部分物料密度物質塑料玻璃磚干砂有機物密度 / (kg/m 3)9202500184025001200輕質物料以塑料為參考，其懸浮氣速為6. 67 ( m/s)Vo. s .920100 100重質物料以有機物為參考，其懸浮氣速為Vos 22 1200 7. 62 (m/s)100 100則選取氣流速度為6. 7m/so(2)立式風選幾何參數的確定關

18、于風力分選設備的計算設計計算目前尚無成熟的方法可借鑒，對于立式分選垂直段主要目的是將紙類、塑料等輕質組分通過氣流輸送 出來，可借鑒流化床氣力輸送設計進行經驗設計，精確的計算還需要實驗及有關的理論進行研究。選擇氣體速度根據氣力輸送設計原則確定垂直段管長7nl考慮所分選物料為不規(guī)則紙類、塑料等，選擇管徑lOOmmo設高壓端氣體密度為3kg/nA故所選氣速相當于氣體質量速度G=6. 7X 3=20. 1 (kg/m2 s)。估算氣-固比垃圾分選主要去除塑料及紙類，設其堆積密度b 560kg/m3m7氣-固比為勿者牙175初(詈嚴陵7所需空氣量計算Q14.0005 1000Gt - 21.43(kg/

19、h)m 186.7取空氣重度為1. 25kg/m3,則空氣體積流量為30. 29m /minGt 21.43317. 144 (m /h)車 1. 25按所選管徑lOOmn和氣速,所需空氣體積流量為2Qk v Dt 6. 743. 1420. I230. 0526 (m3/s)33. 156m3/min故可選用3. 2m7min空壓機一臺能夠滿足要求。室溫為300K,則氣體壓降計算 設管平均絕對壓力為2kg/n)2(lkg/ni2=9.8Pa),平均重度為Mp q2. 355(kg/m3) RT 0.0821 300 垂直管壓降p 2m gH 2 186. 7 2. 355 7 6155. 5

20、 (kg / m2)(3)旋風分離器選擇根據氣體流量3. 156m7min和入口風速6. 7m/s,選取XLP/A-3.0型旋風分離器，其允許進口風速12m/s,處理量750riVh。5. 8輸送帶在垃圾分選工藝中，帶式輸送機是主要的運輸機械，它連接各個分選設備。因此，各 分選設備段之間的輸送帶帶寬、帶長、帶速及輸送帶的安裝位置需根據具體情況分別估 算。(1)輸送帶I帶寬確定輸送帶I主要輸送從垃圾儲坑經過初級篦子送入的及由輸送帶送至滾筒破碎機的垃圾，在這一段輸送帶上同時進行人工分選。故帶速不宜選擇過快，選取帶速為0. 3m/s 。由于垃圾的密度較小和較松散，所以一般用槽式膠帶輸送帶。膠帶輸送機

21、的輸送 能力由下式計算。Q=3600 Fb v p c式中輸送能力，由物料衡算知Q近似取15. 5t/h ；邑物料在膠帶的截面積，m；-輸送帶運行速度，取0.3m/s ；物料的堆密度，對垃圾取0.43t/m 3；-傾角系數。對有人工手選輸送帶應水平放置，故 c=l物料在膠帶上堆積的斷面積1 on輸送機傾角系數與傾角的關系對于槽型輸送帶上物料堆積的斷面積為F F 2 sin2 45 o 12 tg20Fb i 2 J45 虧B2B2其中，膠帶的槽角a選取TD72型為20。則15. 5=3600 X (0. 2541-0. 1531 X B) X 0. 3 X 0. 43 X 1則帶寬為：B=l.

22、2 (m,取帶寬為L 2m電動機功率計算在確定膠帶輸送機的電功率以前，首先要計算傳動滾筒的軸功率。轉動滾筒軸功 率的計算公式（式中參數數據取自文獻）為I II IIIN k k N N Nk v k0 3 4 0 0 058ks 尾部該向滾筒功率系數；k 4 一中部該向滾筒功率系數；No -傳動滾筒的功率，kw；N。一膠帶空轉的功率，kw；N。一物料水平運輸的功率NJ 一物料垂直提升的功率，kw；XVb一梨式卸料器，膠帶清料器和料板所需的功率，kw,丫 b一物料加速率所需功率，kwo膠帶空轉的功率N； =kiLhV式中：取決于膠帶寬和托銀阻力系數，對輸送垃圾的槽型膠帶可取ki=0. 0318；

23、L一膠帶輸送機水平投影長度，mV膠帶運行速度，m/s；則No =kiLhV=O. 0318X 20X 0. 3=0. 1908kw物料水平運輸功率IINo =Qk2 Lh式中：k2一物料水平運動功率系數，5. 45X 10-5；Q一膠帶輸送機的輸送量，t/h ;貝UN0=Qk2Lh=5. 45 X 10 X 15. 5 X 20=0. 016895kw物料垂直提升功率No =0. 00273 X QH)式中：H)一提升高度，m則No =0. 00273 X QH)=O. 00273 X 15. 5 X 0=0kw因此 ：nUNo k3k4No No No kv ks=1. 5 X 1.05 X

24、 (0. 1908+0. 016895) + (1. 4+1. 5+0. 23+2. 25) X 0. 3 +0. 1 X 0. 45=1. 99kw電動機功率為kN式中：k一功率安全系數，滿載起動系數，一般k=1.0 ； n總傳動效率，對膠面?zhèn)鲃訚L筒，n取0.90因此，電動機功率為199N12.21 kW0. 90故選用Y100L-2型三相異步電動機，額定功率為3.0 kWo輸送帶U帶寬的確定輸送帶U主要用于輸送由滾筒破碎機篩上物（主要為廢紙、塑料及部分有機物）至風選設備。其計算方法如（1）,由物料衡算，此時輸送量Q =4.0005t/h。傾角15 傾角系數C取0.885。帶速取l.Om/s

25、,則輸送帶帶寬為4. 0005 3600 0. 2514-0. 1531 B2 1.0 0.43 0. 885得帶寬為:B=l.27(m)取帶寬為1.3mo電動機功率計算已知 Lh 40m, v 1.0m/s, Q 4. 0005t/h, H 10m。采用滾動軸承，查得 3 =0. 030,.0. 0318, k2 8. 17 10 5, k3 1.03, k4 1.005,導料擋板 k5 2. 25,空段 清掃器 k6 0. 23,彈換清掃器k7 1.5, ks 0. 18o將以上各數據帶入計算式，轉動 滾筒軸功率為 XalaNo ks ki No No Nokv ks得到傳動滾筒軸功率為：

26、5No 0.0318 40 1.0 8. 17 104. 0005 40 0. 00273 4. 0005 10 1.03 1.0052. 25 0. 23 1.0 1.0 0. 18 0. 43 5. 0 kW電動機功率為No5.0N k01.05. 55 kW0.9故選Y132M-4型電動機，額定功率為7.5kW。輸送帶川寬度確定輸送帶川主要用于輸送自滾筒破碎機篩下物(主要為無機物、碎石渣、玻璃及部分有機物)送至滾筒篩。取帶速為L5m/s,輸送傾角10,傾角系數為0.957,由物 料衡算 此時輸送量為Q=Q+Q=5. 3165+5. 303-10. 6195t/h,計算方法同上。經計算取 輸送帶寬為 1. 3m o電動機功率計算取 Lh 20m, v 1. 5m/s, Q 10. 6195t/h, H 5m。采用滾動軸承，查得=0. 030, kI0. 0318, k2 8. 17 10 5, ks 1. 08,1.005,導料擋板2. 25,空段清掃器k6 0.23,彈換清掃器k7 1.5, ks 0. 36o將以上