生活垃圾綜合分選處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、-大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：學(xué) 院：化工與環(huán)境學(xué)院專(zhuān) 業(yè)：環(huán)境工程題 目: 生活垃圾綜合分選處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)（110 噸 /天）指導(dǎo)教師：職稱(chēng)： 副教授2012年 月 日中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2011/2012 學(xué)年第 二 學(xué)期學(xué)院：化工與環(huán)境學(xué)院專(zhuān)業(yè)：環(huán)境工程學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：課程設(shè)計(jì)題目：生活垃圾綜合分選處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)（110噸/天）起迄日期：月 日月 日課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)教師：系 主 任：下達(dá)任務(wù)書(shū)日期:2012年 月曰課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1. 設(shè)計(jì)目的： ！n TFB TFB TK R TK ! TK *0Te TK *= TK bl!(1) 通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)一步消化和鞏固本門(mén)課

2、程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)知識(shí)系統(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)學(xué)生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. 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求(包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等)：(1) 原始資料垃圾主要成分見(jiàn)表：垃圾組分有機(jī)物無(wú)機(jī)物紙類(lèi)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。垃圾容重平均值為 0.43噸/立方米，含水率為 49.4%。垃

3、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：1923kJ/kg分選系統(tǒng)工作量為 110噸/天，日工作時(shí)間為 10小時(shí)。垃圾分選系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析確定；(2) 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求垃圾儲(chǔ)料倉(cāng)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(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)；皮帶運(yùn)輸機(jī)計(jì)算及布置，并計(jì)算各段的長(zhǎng)度、電機(jī)功率。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。3. 設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)(論文)、圖紙、 實(shí)物樣品等：(1 )撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；(2)垃圾分選系統(tǒng)工藝流程及高程

4、圖一張；分選系統(tǒng)平面、剖面布置圖1-2張。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)4. 主要參考文獻(xiàn)：! ! ! N N 4 U (1) 羋振明等編固體廢物處理與處置高等教育出版社，1993年(2) 聶永豐主編三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)一固體廢物卷化學(xué)工業(yè)出版社(3) 寧平等編固體廢物處理與處置實(shí)踐教程化學(xué)工業(yè)出版社，2005年5. 設(shè)計(jì)成果形式及要求:FKBVHBa vr BTBHaenBaa-FBBawBaa-r BTBHaenBaB-FBBaHBaa-r (1) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份；(2) 相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙。6. 工作計(jì)劃及進(jìn)度："« br"!« ！lra "« br

5、"!« ！lra *«-*«->= 2012年6月4日：布置題目，發(fā)放課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，講解設(shè)計(jì)方法; 6月5日一6月10日：查閱資料，設(shè)計(jì)計(jì)算； 6月11日一6月15日：繪制設(shè)計(jì)圖，撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)； 6月16日一6月17日：答辯或成績(jī)考核。系主任審查意見(jiàn)：簽字：年 月 日1緒論隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)儲(chǔ)備的增強(qiáng)，各種生活垃圾處理處置技術(shù)在我國(guó)得到了不同程度、不同范圍的研究和應(yīng)用，很多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)建立了現(xiàn)代化填埋場(chǎng)、機(jī)械化堆肥廠和焚燒廠等多種處理設(shè)施。但對(duì)于某一地區(qū)來(lái)說(shuō)，不同處理設(shè)施往往處理同樣的混合生活垃圾。 由于每種生活垃圾處理技術(shù)均具有各自的優(yōu)勢(shì)

6、和局限性，從技術(shù)本身、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境影響角度分析，均只適宜處理生活垃圾中的某些組分，因此這種單一的處理模式不僅難以滿足數(shù)量日益增長(zhǎng)、成分日益復(fù)雜的生活垃圾無(wú)害化、減量化、資源化的處理要求，而且使得生活垃圾處理設(shè)施運(yùn)行效果差， 前處理和二次污染控制技術(shù)復(fù)雜，處理費(fèi)用高。生活垃圾的綜合利用已經(jīng)成為垃圾處理的發(fā)展方向，對(duì)垃圾進(jìn)行分選是垃圾綜合利用的前提。2垃圾分選系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案闡述根據(jù)垃圾的組成成分、我國(guó)目前城市生活垃圾處理的現(xiàn)狀、 力資源豐富等因素， 設(shè)計(jì)的垃圾分選方案主要是以機(jī)械分選為主， 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)效益不高,圾焚燒原料。分選工藝采用城市生活垃圾簡(jiǎn)易處理方法，

7、為目的。分選工藝流程如附圖1所示。原生垃圾成分復(fù)雜以及勞動(dòng) 輔以人工粗選的方法；廢 故可直接將這部分作為垃以分選產(chǎn)物作為填埋、堆肥和焚燒3分選工藝設(shè)計(jì)計(jì)算3.1垃圾分選廠每小時(shí)的處理量QT式中：Q每天的垃圾處理量，Q=110t/dQo(3-1)T每天的工作時(shí)間，T=10h11011t/h10Qo3.2人工分選人工手選去除垃圾中的大塊金屬、塑料、玻璃、磚瓦、爐灰等建筑材料以利于后續(xù)處理。據(jù)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)人工手選后大約 1%的大塊金屬、0.6%的玻璃、2.0%的塑料和0.5%的其他無(wú)機(jī)物質(zhì)被選出，即q Qo(3-2)式中：3各成分占垃圾的百分?jǐn)?shù)金屬：q1Q。1% 111%0.11t/h玻璃：q2Q。0.

8、6%110.6%0.066t/h塑料：q3Q。2.0%112.0%0.22t/h其他：q4Q。0.5%110.5%0.055t/h則經(jīng)過(guò)人工手選可分出的垃圾有Q1 q1 q2 q3 q4(3-3)Q1 0.11 0.066 0.22 0.055 0.451t /h3.3 磁選垃圾經(jīng)過(guò)磁選滾筒理論上可以分選所有的金屬，則磁選分選的處理量Q2 Q0 (2.58% 1%) 11 1.58% 0.1738t /h3.4 選擇性破碎機(jī)(1)篩上物主要是紙、布、革、塑料、部分有機(jī)物等d>50mm的物質(zhì)Q3 Q0 2.68% (5.13% 2%) 20% 11 25.81% 2.8391t / h(

9、2)篩下物為 d <50mm 的被破碎的無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、玻璃及其他碎土等。3.5 風(fēng)選( 1 )輕組分物質(zhì)主要為粉塵、塑料、紙張等，其量為Q4 Q0 (2.68% 3.13%) 11 5.81% 0.6391t /h( 2)重組分主要物質(zhì)是有機(jī)物，其量為Q5 Q0 20% 11 20% 2.2t/h3.6 滾筒篩分滾筒篩分主要對(duì)選擇性破碎機(jī)篩下的物質(zhì)進(jìn)一步分選， 篩下物中主要有無(wú)機(jī)物、部分有機(jī)物、破碎玻璃等。選擇性篩孔為 10 10mm。篩上物為 dp>10mm 的有機(jī)物Q6 Q0 (54.3% 20%) 11 34.3% 3.773t /h篩下物為碎土、石渣等無(wú)機(jī)物和碎玻璃Q7

10、Q0 31.3% (1.2% 0.6%) (2.81% 0.5%) 11 34.21%3.7631t / h3.7 廢物全過(guò)程的總質(zhì)量Q 總 Qi Q2 Q4 Q5 Q6 Q7(3-4)Q 0.451 0.1738 0.6391 2.2 3.773 3.7631 11t/h4垃圾儲(chǔ)倉(cāng)計(jì)算垃圾儲(chǔ)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)設(shè)備的處理量。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 常出料倉(cāng)的容量應(yīng)可提供兩天的最大處理量。4.1倉(cāng)體容積的計(jì)算V （ 4-1）式中：0儲(chǔ)存時(shí)間，d;Q最大日處理量，t/d;E有效容積系數(shù)，在0.80.9之間；0垃圾有效密度，

11、在1.11.3之間，t/m3;V倉(cāng)體體積，m3;2 110 3V501.60m30.85 1.2 0.43m3 ;長(zhǎng)度a, m；寬度b, m；深度c, m。4.2倉(cāng)體尺寸的計(jì)算每個(gè)小倉(cāng)體的體積為 V0，則每個(gè)倉(cāng)體的容積V0 abc(4-2)取 a=20m, b=7m，c=4mV020 7 4560m3501.6m3可以滿足要求4.3排水坡度垃圾在儲(chǔ)料坑內(nèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（一般超過(guò)2d）便會(huì)有滲濾液產(chǎn)出，所以坑底部必須輔設(shè)有排水坡度流向垃圾滲出水坑收集滲濾液，排水坡度取1%。5吊車(chē)與抓斗的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1吊車(chē)?yán)踯?chē)的臺(tái)數(shù)是根據(jù)垃圾最大日處理量來(lái)確定的。一般日處理量在300t以下的采用一臺(tái)吊車(chē)，日處理量在

12、 300t到600t的采用常用和備用各一臺(tái)，規(guī)模 在600t以上的要求常用2臺(tái)，備用一臺(tái)。在吊車(chē)的臺(tái)數(shù)確定后，還要確定吊車(chē) 卷起、放下、行走、橫移及抓斗開(kāi)關(guān)動(dòng)作所需時(shí)間，以確定吊車(chē)運(yùn)行周期。如果 分選設(shè)備有足夠的處理能力，吊車(chē)的運(yùn)行時(shí)間為60min/h，設(shè)計(jì)時(shí)一般取4555mi n/h。吊車(chē)供給能力由下式計(jì)算PNT(5-1)式中：Q吊車(chē)供給能力，t/h;P 抓斗一次抓起量，t;N 1h內(nèi)吊車(chē)實(shí)際工作時(shí)間;T吊車(chē)運(yùn)行周期，h5.2抓斗根據(jù)垃圾最大日處理量選擇吊車(chē)、抓斗，其工藝參數(shù)如下表表1吊車(chē)工藝參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)數(shù)量1臺(tái)垃圾最大日處理量噸位1.25t抓斗容量跨度7m儲(chǔ)料坑跨度運(yùn)行周期143s

13、吊車(chē)運(yùn)行各種動(dòng)作的速度實(shí)際運(yùn)行時(shí)間50mi n/h供給能力20.98t/h抓斗抓起量QT根據(jù)上式（5-1）的計(jì)算公式得抓斗一次抓起量(5-2)11空60500.524t即抓斗一次抓起量為0.524t即可滿足生產(chǎn)要求，選擇一次抓起量為1250kg的抓斗6磁選設(shè)備用于固體廢物分選的磁選設(shè)備就結(jié)構(gòu)形式而言主要分為袋式和鼓式兩種。鼓 式磁選機(jī)又可分為皮帶機(jī)磁滾筒式和獨(dú)立鼓式。 磁力滾筒又稱(chēng)磁滑輪，磁系與圓 筒固定在同一個(gè)軸上，安裝在皮帶運(yùn)輸機(jī)頭部。將固體廢物均勻給在皮帶運(yùn)輸機(jī) 上,當(dāng)廢物經(jīng)過(guò)磁力滾筒時(shí)，非磁性或磁性很弱的物質(zhì)在離心力和重力的作用下 脫離皮帶面，而磁性較強(qiáng)的物質(zhì)受磁力作用被吸在皮帶上，

14、并由皮帶帶到磁力滾 筒的下部，當(dāng)皮帶離開(kāi)磁力滾筒伸直時(shí)，由于磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱而落入磁性物質(zhì)收集 槽中。磁力分選機(jī)在分選工藝中可一點(diǎn)或多點(diǎn)布置， 一般可設(shè)置在破碎機(jī)的前后、 篩分機(jī)之后或風(fēng)選機(jī)的前后等處。對(duì)城市生活垃圾簡(jiǎn)易分選系統(tǒng)，在經(jīng)過(guò)人工手 選之后，大件的磁性物質(zhì)已經(jīng)被選出，可將磁選機(jī)設(shè)在選擇性破碎機(jī)之前， 基本 上可將磁性物質(zhì)選擇出來(lái)，同時(shí)避免后續(xù)分選設(shè)備被此貼性物質(zhì)破壞。7滾筒破碎機(jī)(選擇性破碎機(jī))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。7.1滾筒破碎機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定根據(jù)垃圾破碎比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

15、如下表。規(guī)格參數(shù)規(guī)格參數(shù)生產(chǎn)能力/ (t/h)80120篩孔尺寸/mm50滾筒直徑/m3提升板高度/mm300滾筒長(zhǎng)度/m6電動(dòng)機(jī)型號(hào)BJO2-72-4滾筒傾角/度3電動(dòng)機(jī)功率/kw30滾筒轉(zhuǎn)數(shù)/(r/mi n)12轉(zhuǎn)數(shù) /(r/mi n)14607.2滾筒破碎機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算Q 3600Sv K( 7-1)式中：Q垃圾生產(chǎn)能力，t/h；S滾筒橫斷面裝垃圾面積，m2;v物料在滾筒軸向前進(jìn)速度，m/s;Y一一無(wú)聊散密度，t/m3,對(duì)城市垃圾散密度可取垃圾容重的1/2;K裝滿系數(shù)，隨滾筒內(nèi)提升板個(gè)數(shù)的增加而變大；當(dāng)提升板為6個(gè)時(shí),對(duì)垃圾K取0.41。其中，橫斷裝料面積R2r2(7-2)取經(jīng)驗(yàn)值 =6

16、0=102 2(1.51.2 )1.13m331822物料沿滾筒軸向的前進(jìn)速度v 丄(7-3)T式中：v物料在滾筒內(nèi)每跌落一次向前所走的距離，m；l物料自A提升到B在跌落到底所需時(shí)間，s；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l 4Rsin2 90°cos90otan(7-4)l 4 1.5 sin2 90° 60° cos90° 60° tan3° 0.0681mt1t1180-23n式中：n滾筒轉(zhuǎn)速,r/min ；t1180 2 603 121.67st2乞Rsin 90c°s 90(7-5)(7-6)(7-7)t23 sin 90°3.14°60.c°s 90° 60°0.68s所以：T1.67 0.68 2.35s皿 0.02902.353600 1.13 0.02900 430.41 10.40t/h8垃圾滾筒篩垃圾滾筒篩利用作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的筒形篩體將垃圾按粒度