城市垃圾分選工藝設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄專心-專注-專業(yè)1.前言1.1 垃圾的來(lái)源與危害垃圾按來(lái)源大致可分為生活垃圾、一般工業(yè)固體廢物、和危險(xiǎn)廢物三種。生活垃圾是指在人們?nèi)粘Ｉ钪挟a(chǎn)生的廢物，包括食物殘?jiān)?、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(huì)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(yán)重的是垃圾燃燒形成的二噁英等致癌性毒物。垃圾的填埋會(huì)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(lái)的危害輕但也不容忽視。1.2 設(shè)計(jì)目的和意義 (1)通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)一步消化和鞏固本門(mén)課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)知識(shí)系

2、統(tǒng)化，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行城市生活垃圾綜合分選處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力；(2)了解工程設(shè)計(jì)的內(nèi)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(shè)計(jì)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制工程圖，應(yīng)用技術(shù)資料，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的能力。2.原始資料設(shè)計(jì)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(jiàn)表1。表1 垃圾成分設(shè)計(jì)參數(shù)取值垃圾組分有機(jī)物無(wú)機(jī)物紙類金屬塑料玻璃其他含量%54.331.32.682.585.131.22.81有機(jī)物組分包括：食品殘余、果皮、植物殘余等。無(wú)機(jī)物組分包括：磚瓦、爐灰、灰土、粉塵等。垃圾容量平均值為0.43t/m3,換水率為49.4%。垃圾熱值：1923kJ/kg。分選系統(tǒng)工作

3、量為140t/d；日工作時(shí)間為9h。3.分選工藝流程本次課程設(shè)計(jì)確定工藝從我國(guó)目前城市生活垃圾處理現(xiàn)狀出發(fā)，考慮到原生垃圾成分復(fù)雜，勞動(dòng)力資源又豐富，采用機(jī)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(jīng)濟(jì)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(jiǎn)易處理方法，以分選產(chǎn)物作為填埋、堆肥和焚燒為目的。分選工藝流程如圖1所示。 圖1 垃圾分選工藝流程4.分選工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算及設(shè)備選用1. 垃圾分選系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析確定。2. 垃圾儲(chǔ)料倉(cāng)設(shè)計(jì)計(jì)算。3. 分析系統(tǒng)各設(shè)備選型計(jì)算：確定選擇性破碎機(jī)，滾筒篩，簡(jiǎn)易風(fēng)選機(jī)型號(hào)和規(guī)格，并確定其主要運(yùn)行參數(shù)

4、。4. 皮帶運(yùn)輸機(jī)計(jì)算及布置，并計(jì)算各段的長(zhǎng)度，點(diǎn)擊功率。5. 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)：設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)按設(shè)計(jì)程序編寫(xiě)，包括方案的確定，設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)備選型計(jì)算和有關(guān)簡(jiǎn)圖等內(nèi)容。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)有封面,目錄，前言，正文，小結(jié)及參考文獻(xiàn)等部分，文字應(yīng)簡(jiǎn)明，通順，內(nèi)容正確，完整，裝訂成冊(cè)。6. 圖紙 垃圾分選系統(tǒng)工藝流程及高程圖一張。流程圖按比例繪制，標(biāo)出設(shè)備、管件編號(hào)及標(biāo)高，并附明細(xì)表。分選系統(tǒng)平面、剖面布置圖1張，平面布置圖中應(yīng)有方位標(biāo)志。5.工藝設(shè)計(jì)計(jì)算5.1分選工藝物料衡算垃圾分選系統(tǒng)按設(shè)計(jì)規(guī)模、每天工作時(shí)間，每個(gè)分選設(shè)備物料走向逐步計(jì)算。以140t/d處理能力進(jìn)行計(jì)算 (1) 垃圾分選廠每小時(shí)的處理量

5、每天的垃圾處理量，=140t/d; 每天的工作時(shí)間，=9h/d。（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(jù)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)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(wú)機(jī)物質(zhì)被選出，即：金屬玻璃塑料其他則經(jīng)過(guò)人工手選可分出的垃圾有=q1+q2+q3+q4=0.155+0.093+0.31+0.0775=0.6355(t/h)(3) 磁選 垃圾經(jīng)過(guò)磁選滾筒理論上可以分選所有的金屬：(4) 選擇性破碎機(jī) 篩上物主要是紙、布、革、塑料、部分有機(jī)物等的物質(zhì) 篩下物為的被破碎的無(wú)機(jī)物、無(wú)機(jī)物、玻璃及其他碎土等。 (5)風(fēng)選

6、輕組分主要為粉塵、塑料紙張等 重組分主要是有機(jī)物 (6) 滾筒篩分 滾筒篩分主要對(duì)選擇性破碎機(jī)篩下物進(jìn)行進(jìn)一步分選，篩下物中主要有無(wú)物、部分有機(jī)物、碎玻璃等。選擇篩孔為10mm。篩上為的有機(jī)物 篩下物為碎土、石渣等無(wú)機(jī)物和碎玻璃 (7) 廢物的全過(guò)程總的質(zhì)量為 5.2垃圾儲(chǔ)料倉(cāng)垃圾儲(chǔ)料倉(cāng)是用來(lái)暫時(shí)儲(chǔ)放進(jìn)入處理系統(tǒng)的垃圾并用來(lái)調(diào)節(jié)處理設(shè)備的處理量的。儲(chǔ)料倉(cāng)的容量應(yīng)根據(jù)計(jì)劃收入分選廠的垃圾量、設(shè)備的操作計(jì)劃等因素來(lái)決定。通常儲(chǔ)料倉(cāng)的容量應(yīng)可提供兩天的最大處理量。1. 倉(cāng)體容積式中: 儲(chǔ)存時(shí)間，d； q最大日處理量，t/d； 有效容積系數(shù)，在0.8-0.9之間； 垃圾有效密度（有效密度的系數(shù)在1.1

7、-1.3），t/m3。?。?2d，q=140t/d,=0.85, =0.431.2 t/m3,則 圓整后取 2. 倉(cāng)體尺寸計(jì)算 每個(gè)小倉(cāng)的體積V,m3;長(zhǎng)度a,m;寬度b,m;深度c,m。 則：V=abc 取 a=20m,b=8m,c=4m;V=2084=640（m3)=640m3 可以滿足要求。 5.3吊車(chē)、抓斗的選擇根據(jù)垃圾最大日處理量選擇吊車(chē)、抓斗、其工藝參數(shù)如表2表2 吊車(chē)工藝參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)項(xiàng)目參數(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)數(shù)量1臺(tái)垃圾最大日處理量運(yùn)行周期143s吊車(chē)運(yùn)行各種動(dòng)作的速度噸位1.25t抓斗容量實(shí)際運(yùn)行時(shí)間50min/h跨度7m儲(chǔ)料坑跨度供給能力20t/h抓斗抓起量 吊車(chē)供給能力由下式

8、計(jì)算式中： Q吊車(chē)的供給能力，t/h； P抓斗一次抓起量，t； N1h內(nèi)吊車(chē)實(shí)際工作時(shí)間，h/h； T吊車(chē)運(yùn)行周期，h；則 抓斗一次抓起量為即抓斗一次抓起量0.953t即可滿足生產(chǎn)需求。選擇一次抓起量為1500kg的抓斗。 5.4 磁選設(shè)備的選擇 經(jīng)過(guò)人工分選后進(jìn)入磁選機(jī)進(jìn)行分選的垃圾量為 已知垃圾的含水率為49.4%，垃圾容量平均值為0.43t/m3,根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇CT612永磁筒式磁選機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表3所示。表3 CT612永磁單筒磁選機(jī)主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)CT612筒徑（mm）600給料粒度（mm）220筒長(zhǎng)（mm）1200電機(jī)功率（kw）1.5筒表場(chǎng)強(qiáng)（KA/m）80400分選粒度

9、(mm)00.6處理能力(t/h)1020機(jī)重(kg)1500 5.5滾筒破碎機(jī)選擇滾筒破碎機(jī)其機(jī)身主體的形狀是用篩板做成的圓筒，工作過(guò)程中既有破碎又有篩分的作用，并能達(dá)到選分的作用。 (1)選型 根據(jù)垃圾破碎分選工藝要求選擇國(guó)產(chǎn)滾筒破碎機(jī)，具體技術(shù)特征如表4表4 滾筒破碎機(jī)技術(shù)特征規(guī)格30006000規(guī)格30006000生產(chǎn)能（t/h-1）滾筒直徑/m長(zhǎng)度/m傾角/度轉(zhuǎn)數(shù)/(r/min)8012036312篩孔尺寸/mm提升板高度/mm電動(dòng)機(jī)型號(hào)功率/kw轉(zhuǎn)數(shù)/(r/min)50300BJO2-72-4301460滾筒內(nèi)斷面示意圖 (2)計(jì)算校核 根據(jù)式，取經(jīng)驗(yàn)值，橫斷面裝料面積為物料跌落所

10、需時(shí)間為(s)則 當(dāng)篩體傾斜安裝時(shí)，實(shí)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，即物料沿滾筒軸向前的前進(jìn)速度v為滾筒破碎機(jī)實(shí)際生產(chǎn)能力為則所選擇的破碎機(jī)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(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的筒形篩體將垃圾按粒度進(jìn)行分級(jí)，工作時(shí)，筒形篩體傾斜安裝，傾角一般在48。其結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)原理同選擇性破碎機(jī)類似，只是沒(méi)有提升板。垃圾滾筒篩設(shè)計(jì)參數(shù)主要有幾何參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。幾何參數(shù)包括篩體長(zhǎng)度、篩體直徑、安裝傾角和篩孔尺寸，運(yùn)動(dòng)參數(shù)指篩體轉(zhuǎn)速；動(dòng)力參數(shù)為篩體的驅(qū)動(dòng)功率。滾筒篩的篩孔尺寸的確定是根據(jù)被篩分的垃圾組成及對(duì)篩上、篩下物的要求和它的具體

11、用途來(lái)確定。若用于除去垃圾中的渣土等效粒級(jí)物料時(shí)篩孔可取較小值。當(dāng)除去粗大物料時(shí)，篩孔尺寸可取較大值。垃圾滾筒篩示意垃圾滾筒篩篩分處理量為 滾筒篩主要參數(shù)確定如下： (1)設(shè)計(jì)篩體長(zhǎng)度4m，篩體直徑1.6m，篩孔取10mm10mm，安裝傾角40。 (2)篩分效率和生產(chǎn)率。根據(jù)“垃圾分選機(jī)-垃圾滾筒篩”行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（CJ/T5013.1-95),篩下物粒徑12mm，篩分效率80%。選取篩分效率為90%。 (3)滾筒篩轉(zhuǎn)速 通常為了獲得較好的篩分效率，應(yīng)使物料在篩體內(nèi)做較大的翻動(dòng)，滾筒篩臨界轉(zhuǎn)速nc為根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，垃圾滾筒篩回轉(zhuǎn)速度一般取臨界轉(zhuǎn)速的30%60%較為理想，則取滾筒篩轉(zhuǎn)速為12r/min。

12、 料在篩體內(nèi)的停留時(shí)間 根據(jù)研究表明，當(dāng)篩分垃圾時(shí)，要得到75%以上的篩分效率，停留時(shí)間應(yīng)達(dá)到2530s,甚至更長(zhǎng)。所以取垃圾在滾筒內(nèi)停留時(shí)間為50s，則物料在篩體內(nèi)沿軸向運(yùn)動(dòng)的平均速度為 筒篩有用功率 據(jù)資料推導(dǎo)，篩分機(jī)有用功率為 實(shí)際使用的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)功率還應(yīng)考慮機(jī)械傳動(dòng)損失。 （4）選型 根據(jù)以上計(jì)算，選用DS型系列垃圾滾筒式篩分機(jī)，是從我國(guó)城市垃圾處理工作的需要出發(fā)，研究的適合我國(guó)國(guó)情的、價(jià)格低廉的滾筒篩選機(jī)，型號(hào)為DS-60，外形尺寸6.52.52.2m，傾角為4，設(shè)備質(zhì)量7.5kg，功率（7.5+1.5）KW，滾筒轉(zhuǎn)速18.5r/min，垃圾含水率為35%-55%,篩分率可達(dá)80%-9

13、0%，可用于粗細(xì)分選，也可用于有機(jī)物、無(wú)機(jī)物的分選。 5.7風(fēng)選設(shè)備對(duì)本風(fēng)選工藝，選用簡(jiǎn)易立式風(fēng)選設(shè)備簡(jiǎn)易立式風(fēng)選設(shè)備(1) 氣流速度確定 風(fēng)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(zhì)有機(jī)物分開(kāi)。部分物料密度如表5。表5 部分物料密度物質(zhì)塑料玻璃磚干砂有機(jī)物密度/(kg/m3）9202500184025001200 輕質(zhì)物料以塑料為參考，其懸浮氣速為重質(zhì)物料以有機(jī)物為參考，其懸浮氣速為則選取氣流速度為6.7m/s。(2) 立式風(fēng)選幾何參數(shù)的確定 關(guān)于風(fēng)力分選設(shè)備的計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算目前尚無(wú)成熟的方法可借鑒，對(duì)于立式分選垂直段主要目的是將紙類、塑料等輕質(zhì)組分通過(guò)氣流輸送

14、出來(lái)，可借鑒流化床氣力輸送設(shè)計(jì)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，精確的計(jì)算還需要實(shí)驗(yàn)及有關(guān)的理論進(jìn)行研究。 選擇氣體速度 根據(jù)氣力輸送設(shè)計(jì)原則確定垂直段管長(zhǎng)7m，考慮所分選物料為不規(guī)則紙類、塑料等，選擇管徑。設(shè)高壓端氣體密度為3kg/m3,故所選氣速相當(dāng)于氣體質(zhì)量速度G=6.73=20.1（kg/m2s)。 估算氣-固比 垃圾分選主要去除塑料及紙類，設(shè)其堆積密度氣-固比為 所需空氣量計(jì)算取空氣重度為1.25kg/m3,則空氣體積流量為按所選管徑100mm和氣速，所需空氣體積流量為故可選用3.2m3/min空壓機(jī)一臺(tái)能夠滿足要求。 壓降計(jì)算 設(shè)管內(nèi)平均絕對(duì)壓力為2kg/m2(1kg/m2=9.8Pa)，室溫為300

15、K，則氣體平均重度為垂直管壓降 (3)旋風(fēng)分離器選擇 根據(jù)氣體流量3.156m3/min和入口風(fēng)速6.7m/s,選取XLP/A-3.0型旋風(fēng)分離器，其允許進(jìn)口風(fēng)速12m/s,處理量750m3/h。 5.8輸送帶在垃圾分選工藝中，帶式輸送機(jī)是主要的運(yùn)輸機(jī)械，它連接各個(gè)分選設(shè)備。因此，各分選設(shè)備段之間的輸送帶帶寬、帶長(zhǎng)、帶速及輸送帶的安裝位置需根據(jù)具體情況分別估算。（1）輸送帶 帶寬確定 輸送帶主要輸送從垃圾儲(chǔ)坑經(jīng)過(guò)初級(jí)篦子送入的及由輸送帶送至滾筒破碎機(jī)的垃圾，在這一段輸送帶上同時(shí)進(jìn)行人工分選。故帶速不宜選擇過(guò)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

16、送機(jī)的輸送能力由下式計(jì)算。Q=3600vc式中 輸送能力，由物料衡算知近似取15.5t/h； 物料在膠帶的截面積，m2； v 輸送帶運(yùn)行速度，取0.3m/s； 物料的堆密度，對(duì)垃圾取0.43t/m3; c 傾角系數(shù)。對(duì)有人工手選輸送帶應(yīng)水平放置，故c=1物料在膠帶上堆積的斷面積輸送機(jī)傾角系數(shù)與傾角的關(guān)系對(duì)于槽型輸送帶上物料堆積的斷面積為其中，膠帶的槽角選取型為20。則15.5=3600(0.2541-0.1531B2)0.30.431則帶寬為：=1.2（m），取帶寬為1.2m。 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 在確定膠帶輸送機(jī)的電功率以前，首先要計(jì)算傳動(dòng)滾筒的軸功率。轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒軸功率的計(jì)算公式（式中參數(shù)數(shù)據(jù)取自

17、文獻(xiàn)）為尾部該向滾筒功率系數(shù)；中部該向滾筒功率系數(shù)；傳動(dòng)滾筒的功率，kw；膠帶空轉(zhuǎn)的功率，kw；物料水平運(yùn)輸?shù)墓β饰锪洗怪碧嵘墓β?，kw；Vb梨式卸料器，膠帶清料器和料板所需的功率，kw，b物料加速率所需功率，kw。膠帶空轉(zhuǎn)的功率=k1LhV式中：k1取決于膠帶寬和托錕阻力系數(shù)，對(duì)輸送垃圾的槽型膠帶可取k1=0.0318；Lh膠帶輸送機(jī)水平投影長(zhǎng)度，m；V膠帶運(yùn)行速度，m/s；則 =k1LhV=0.0318200.3=0.1908kw 物料水平運(yùn)輸功率=QLh式中：物料水平運(yùn)動(dòng)功率系數(shù)，5.4510-5；Q膠帶輸送機(jī)的輸送量，t/h；則=QLh=5.4510-515.520=0.016895

18、kw 物料垂直提升功率=0.00273QbH0式中：H0提升高度，m。則=0.00273QbH0=0.0027315.50=0kw因此=1.51.05(0.1908+0.016895)+(1.4+1.5+0.23+2.25)0.3+0.10.45=1.99kw 電動(dòng)機(jī)功率為 式中：功率安全系數(shù)，滿載起動(dòng)系數(shù)，一般=1.0；總傳動(dòng)效率，對(duì)膠面?zhèn)鲃?dòng)滾筒，取0.90因此，電動(dòng)機(jī)功率為故選用型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為3.0。(2) 輸送帶 帶寬的確定 輸送帶主要用于輸送由滾筒破碎機(jī)篩上物（主要為廢紙、塑料及部分有機(jī)物）至風(fēng)選設(shè)備。其計(jì)算方法如(1)，由物料衡算，此時(shí)輸送量=4.0005t/h。傾角1

19、5，傾角系數(shù)c取0.885。帶速取1.0m/s，則輸送帶帶寬為 得帶寬為：=1.27(m)取帶寬為1.3m。 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 已知采用滾動(dòng)軸承，查得=0.030，導(dǎo)料擋板，空段清掃器，彈換清掃器，。將以上各數(shù)據(jù)帶入計(jì)算式，轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒軸功率為得到傳動(dòng)滾筒軸功率為：電動(dòng)機(jī)功率為 故選Y132M-4型電動(dòng)機(jī)，額定功率為7.5。(3) 輸送帶 寬度確定 輸送帶主要用于輸送自滾筒破碎機(jī)篩下物（主要為無(wú)機(jī)物、碎石渣、玻璃及部分有機(jī)物）送至滾筒篩。取帶速為 1.5m/s，輸送傾角，傾角系數(shù)為0.957，由物料衡算此時(shí)輸送量為Q=Q6+Q7=5.3165+5.303=10.6195t/h，計(jì)算方法同上。經(jīng)計(jì)算取輸送帶寬為1.3m。 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 取采用滾動(dòng)軸承，查得=0.030，導(dǎo)料擋板，空段清掃器，彈換清掃器，。將以上各數(shù)據(jù)帶入計(jì)算式，轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒軸功率為電動(dòng)機(jī)功率為故選Y132M-4型電動(dòng)機(jī)，額定功率為7.5。6.小結(jié)通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我鞏固了一學(xué)期下來(lái)固廢的基本知識(shí)和處理處置工藝。完成了說(shuō)明書(shū)，還是相當(dāng)有成就感的。了解熟悉了垃圾分選的操