固廢《生活垃圾綜合分選處理系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說明書

1、 成績固體廢棄物處理與處置課程設(shè)計(jì)城市生活垃圾綜合分選處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名杜新要學(xué)院名稱環(huán)境工程學(xué)院學(xué)號20121707136班級12環(huán)工1專業(yè)名稱環(huán)境工程指導(dǎo)教師項(xiàng)瑋2015年1月17日目 錄1 固體廢棄物處理與處置課程設(shè)計(jì)任務(wù)書11.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及目的11.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求11.3 設(shè)計(jì)工作量及成果22 垃圾分選系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析確定22.1 設(shè)計(jì)依據(jù)22.2 設(shè)計(jì)方案23 分選工藝物料衡算33.1 垃圾分選廠每小時(shí)的處理量q033.2 人工分選33.3 磁選33.4 選擇性破碎機(jī)33.5 風(fēng)選43.6 滾筒篩分43.7 廢物全過程總的質(zhì)量44 垃圾儲倉計(jì)算54.1 倉體容積54.2 倉

2、體尺寸的計(jì)算55 分選設(shè)備選型65.1 吊車、抓斗的設(shè)計(jì)選擇65.2 磁選設(shè)備的選擇75.3 滾筒破碎機(jī)的選擇85.3.1 選型85.3.2 計(jì)算校核95.4 垃圾滾筒篩105.4.1 滾筒篩的主要參數(shù)105.4.2 料在篩體內(nèi)的停留時(shí)間115.4.3 筒篩有用功率115.5 風(fēng)選設(shè)備115.5.1 氣流速度確定115.5.2 立式風(fēng)選幾何參數(shù)的確定125.5.3 旋風(fēng)分離器選擇135.6 輸送帶135.6.1 輸送帶135.6.2 輸送帶155.6.3 輸送帶176 可行性分析18結(jié)束語18參考文獻(xiàn)19附圖201 固體廢棄物處理與處置課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及目的1、 任務(wù)：徐州市生活

3、垃圾綜合分選處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)2、目的：通過課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固本課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)理論知識進(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。通過設(shè)計(jì)，了解工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)學(xué)生確定固廢處理與處置系統(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，編寫設(shè)計(jì)說明書的能力。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)要求等） 1、設(shè)計(jì)原始資料設(shè)計(jì)規(guī)模為x t/d的某城市生活垃圾分選系統(tǒng)。其中x=150+(36*5)垃圾主要成分見表1。表1 垃圾成分設(shè)計(jì)參數(shù)取值垃圾組分有機(jī)物無機(jī)物紙類金屬塑料玻璃其他含量/%56.728.92.882.384.89.1.

4、32.95有機(jī)物組分包括：食品殘余、果皮、植物殘余等。無機(jī)物組分包括：磚瓦、爐灰、灰塵、粉塵等。垃圾容重平均值為0.45 t/m3，含水率為47.8%。垃圾中塑料以超薄型塑料袋為主，廢紙以衛(wèi)生間的廢紙為主。垃圾熱值：1923 kj/kg。分選系統(tǒng)工作量為330t/d；日工作時(shí)間為12h。 2、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求垃圾儲料倉設(shè)計(jì)計(jì)算；分選系統(tǒng)各設(shè)備選型計(jì)算：確定選擇性破碎機(jī)、滾筒篩、簡易風(fēng)選機(jī)型號和規(guī)格，并確定其主要運(yùn)行參數(shù)；皮帶運(yùn)輸機(jī)計(jì)算及布置，并計(jì)算各段的長度、電機(jī)功率。編寫設(shè)計(jì)說明書：設(shè)計(jì)說明書按設(shè)計(jì)程序編寫，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)簡圖等內(nèi)容。1.3 設(shè)計(jì)工作量及成果1、撰

5、寫課程設(shè)計(jì)說明書； 2、垃圾分選系統(tǒng)工藝流程及高程圖一張；分選系統(tǒng)平面、剖面布置圖1-2張。2 垃圾分選系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析確定2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)模為330t/d的某城市生活垃圾分選系統(tǒng)，垃圾主要成分見表1。2.2 設(shè)計(jì)方案 本次設(shè)計(jì)從我國的城市生活垃圾的現(xiàn)狀出發(fā)，考慮到城市垃圾的特點(diǎn)，和我國勞動(dòng)力資源豐富的特點(diǎn)，采用機(jī)械分選為主、人工粗選的方法。對于回收利用經(jīng)濟(jì)效率不高的固體廢物直接作為垃圾焚燒的原料，分選工藝采用城市生活垃圾簡易的處理方法，以分選產(chǎn)物作為填埋、堆肥、和焚燒為目的，以達(dá)到城市生活垃圾的減量化、穩(wěn)定化、無害化。分選工藝流程圖如2-2所示：2-2 分選工藝流程圖3 分選工藝物料

6、衡算3.1 垃圾分選廠每小時(shí)的處理量q0 式中 q每天垃圾的處理量，q=330t/d； t每天的工作時(shí)間，t=12h。 代入數(shù)據(jù)得 q0=330t/d/12h=27.5t/h3.2 人工分選人工手選去除垃圾中的1%的大塊金屬、0.6%玻璃、2%的塑料和約0.5%其他無機(jī)物質(zhì)，即 金屬 (t/h) 玻璃 (t/h) 塑料 (t/h) 其他 (t/h)則經(jīng)過人工手選可分出的垃圾有=0.275+0.165+0.55+0.1375=1.1275(t/h)3.3 磁選 垃圾通過磁選滾筒理論上可以分選所有的金屬。 3.4 選擇性破碎機(jī)a篩上物主要是紙、布、革、塑料、部分有機(jī)物等的物質(zhì)，所以： (t/h)b

7、篩下物主要是的被破碎的無機(jī)物、無機(jī)物、玻璃及其他碎土等。3.5 風(fēng)選a輕組分主要為粉塵、塑料紙張等。 (t/h) b重組分主要是有機(jī)物。 (t/h)3.6 滾筒篩分滾筒篩分主要對選擇性破碎機(jī)篩下物進(jìn)行進(jìn)一步分選，篩下物中主要有無機(jī)物、部分有機(jī)物、碎玻璃等。選擇篩孔為10mm.篩上物為的為有機(jī)物： （t/h)篩下物為碎土、石渣等無機(jī)物和碎玻璃“ (t/h)3.7 廢物全過程總的質(zhì)量 =1.1275+0.379+4.50975+1.58675+5.5+10.0925+8.74775 =31.943254 垃圾儲倉計(jì)算4.1 倉體容積 (22)式中 儲存時(shí)間，d； 最大日處理量，t/h； 有效容積系

8、數(shù)，在0.80.9之間； 垃圾有效密度，在1.11.3之間，t/m3；則在本設(shè)計(jì)中倉體容積為： 取容積v=1800。4.2 倉體尺寸的計(jì)算 式中 每個(gè)小倉體的體積, ；a 長度，m；b寬度，m；c深度，m；取a=25m，b=10m，c=9m，則每個(gè)倉體的容積為 1800，滿足設(shè)計(jì)要求。5 分選設(shè)備選型5.1 吊車、抓斗的設(shè)計(jì)選擇垃圾吊車的臺數(shù)是根據(jù)垃圾最大日處理量來確定的。一般日處理量在300t以下的采用一臺吊車，日處理量在300t到600t的采用常用和備用各一臺，規(guī)模在600t以上的要求常用2臺，備用一臺。在吊車的臺數(shù)確定以后還要確定吊車卷起、放下、行走、橫移及抓斗開關(guān)動(dòng)作所需時(shí)間，以確定吊

9、車運(yùn)行周期。如果分選設(shè)備有足夠的處理能力，吊車的運(yùn)行時(shí)間為60min/h,設(shè)計(jì)時(shí)一般取4555min/h。吊車供給能力： 式中 吊車供給能力，t/h； 抓斗一次抓起量，t； 吊車運(yùn)行周期，h；根據(jù)垃圾最大日處理量選擇吊車、抓斗，其工藝參數(shù)如表5-1所示：表5-1 吊車工藝參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)數(shù)量2臺垃圾最大日處理量噸位1.25t抓斗容量跨度7m儲料坑跨度運(yùn)行周期143s吊車運(yùn)行各種動(dòng)作的速度實(shí)際運(yùn)行時(shí)間50min/h供給能力21.5t/h抓斗抓起量抓斗一次抓起量為： (t)可知抓斗一次抓起量1.311t即可滿足生產(chǎn)需求，選擇一次抓起量為2.65t的抓斗。5.2 磁選設(shè)備的選擇 經(jīng)過人工分選后進(jìn)

10、入磁選機(jī)進(jìn)行分選的垃圾量為： 已知垃圾的含水率為47.8%，根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇ctb-69永磁筒式磁選機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表所示：表5-2 ctb-69永磁筒式磁選機(jī)主要技術(shù)參數(shù)磁選機(jī)的規(guī)格型號ctb-69圓筒轉(zhuǎn)速(r/min)40規(guī)格600900電動(dòng)機(jī)規(guī)格型號y90l-4槽體行式半逆流電機(jī)功率（kw）1.5磁場強(qiáng)度（oe）1450給料粒度(mm)00.2生產(chǎn)能力(t/h)815機(jī)重(kg)9105.3 滾筒破碎機(jī)的選擇5.3.1 選型 根據(jù)垃圾破碎分選工藝要求選擇國產(chǎn)滾筒破碎機(jī)，具體技術(shù)特征如表5-2。表5-3 滾筒破碎機(jī)技術(shù)特征規(guī)格30006000規(guī)格30006000生產(chǎn)能力/(t/h)滾筒

11、直徑/m長度/m傾角/度轉(zhuǎn)數(shù)/(r/min)8012036312篩孔尺寸/min提升板高度/min電動(dòng)機(jī)型號功率/kw轉(zhuǎn)數(shù)/(r/min)50300bjo2-72-4301460圖5-4滾筒內(nèi)斷面示意圖5.3.2 計(jì)算校核 橫斷面裝料面積為 取經(jīng)驗(yàn)值，代入數(shù)據(jù)得： 物料跌落所需時(shí)間為： 式中 ； 代入數(shù)據(jù)得 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m/s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。5.4 垃圾滾筒篩 5.4.1 滾筒篩的主要參數(shù)垃圾滾筒篩篩分處理量為 滾筒篩主要參數(shù)確定如

12、下： (1)設(shè)計(jì)篩體長度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。5.4.2 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。所以取垃圾在滾筒內(nèi)停留時(shí)間為50

13、s，則物料在篩體內(nèi)沿軸向運(yùn)動(dòng)的平均速度為5.4.3 筒篩有用功率 據(jù)資料推導(dǎo)，取600，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。5.5 風(fēng)選設(shè)備 對本風(fēng)選工藝，選用簡易立式風(fēng)選設(shè)備5.5.1 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。部分物料密度如表5-4。表5-5 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。5.5.2 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)

14、算設(shè)計(jì)計(jì)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(zhì)組分通過氣流輸送出來，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。(1)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)。(2)估算氣-固比 垃圾分選主要去除塑料及紙類，設(shè)其堆積密度為。氣-固比為 (3)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3.2m

15、3/min空壓機(jī)一臺能夠滿足要求。(4)壓降計(jì)算管內(nèi)平均絕對壓力為2kg/m2(1kg/m2=9.8pa)，室溫為300k，則氣體平均重度為：垂直管壓降：5.5.3 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。5.6 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、帶速及輸送帶的安裝位置需根據(jù)具體情況分別估算。5.6.1 輸送帶（1）帶寬確定 輸送帶主要輸送從垃圾儲坑經(jīng)過初級篦子送入的及由輸送帶送至滾筒破碎機(jī)的垃圾，

16、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(jī)的輸送能力由下式計(jì)算。式中 輸送能力，由物料衡算知近似取14.5t/h； 物料在膠帶的截面積，； 輸送帶運(yùn)行速度，取0.3m/s； 物料的堆密度，對垃圾取0.45t/; c 傾角系數(shù)。對有人工手選輸送帶應(yīng)水平放置，故c=1。 圖5-6 物料在膠帶上堆積的斷面積對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。則 則帶寬為：=1.20（m）。（2）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（

17、式中參數(shù)數(shù)據(jù)取自文獻(xiàn)）為膠面?zhèn)鲃?dòng)滾筒=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0.3。5.6.2 輸送帶（1） 帶寬的確定 輸送帶主要用于輸送有滾筒破碎機(jī)篩上物（只要為廢紙、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=4.24t/h。傾角，傾角系數(shù)c取0.885。帶速取1.0m/s，則輸送帶帶寬為解得 b=1.27（m），取帶寬為1.3m。 圖5-7 輸送帶簡圖 （2） 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： 電動(dòng)機(jī)功率為 所以選用型電動(dòng)機(jī)，額定功率

18、為7.5。5.6.3 輸送帶（1）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8.02t/h， 所以 b=1.27(m)取帶寬為1.3m。（2）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)功率為所以選用型電動(dòng)機(jī)，額定功率為11。6、可行性分析根據(jù)已知垃圾的垃圾組成和含量，以及處理系統(tǒng)的工作量，設(shè)計(jì)方案采用了生活垃圾簡易處理方法。從理論上講，對于經(jīng)過人工手選的垃圾，原先的大塊金屬

19、、塑料、玻璃品、建筑材料等可以被有效的除去，之后剩余的金屬可以利用磁選技術(shù)通過合適型號的磁選機(jī)有效的被選出，再通過選擇性破碎機(jī)將d50mm未被破碎和d50mm被破碎的物質(zhì)分開，這個(gè)也是能夠達(dá)到的。篩上物質(zhì)主要是紙、布、革、塑料及部分有機(jī)物等，其中有些是重質(zhì)組分有些是輕質(zhì)組分，符合重力分選的要求，采用風(fēng)選技術(shù)較為合適，最終選出的效果也比較好。篩下部分主要是無機(jī)物和剩下的有機(jī)物，碎玻璃等，可以通過滾筒篩將d10mm和d10mm兩部分，這對于技術(shù)比較成熟的篩分也是可以達(dá)到的。從技術(shù)角度看，所設(shè)計(jì)的分選工藝流程是可以滿足對于處理量和處理效果的要求的。結(jié)束語 通過此次課程設(shè)計(jì)我對固體廢物處理中的分選這一塊進(jìn)行了系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，對各種分選