固废课程设计.docx
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固废课程设计
目录
摘要2
1绪论2
2设计资料3
3设计计算3
3.1垃圾分选时处理量3
3.2人工分选4
3.3磁选4
3.4选择性破碎机4
3.5分选4
3.6滚筒筛分5
3.7废物全过程的总质量5
3.8垃圾储料仓计算5
3.8.1仓体容积的计算5
3.8.2仓体尺寸的计算5
4.1吊车与抓斗设计6
4.2滚筒破碎机型号的选择7
4.3垃圾滚筒筛8
4.3.1滚筒筛主要参数8
4.3.2物料在筛体内的停留时间8
4.3.3筛筒的有用功率计算8
4.4风选设备的选择计算8
4.4.1立体风机设备几何参数的确定9
4.4.2旋风分离器选择10
4.5输送带10
4.5.1输送带一带宽的确定10
4.5.2输送带二带宽的确定11
4.5.3输送带三带宽的确定12
摘要
随着社会经济的发展,各种垃圾也逐渐增多,尤其是固体废物的增加,使得固体废物的处理变成了一项很大的负担,因此固体废物的分选处理变的尤为重要。
分选是固体废物回收与利用过程中一道重要的操作工序,是实习固体废物资源化、减量化、无害化的重要手段。
通过分选可将固体废物中各种有用的资源分门别类地回用于不同的生产过程,或将其中不利于后续处理、处置工艺的物质分离出来。
生活垃圾的综合利用已经成为垃圾处理的发展方向。
对垃圾进行分选是垃圾综合利用的前提。
垃圾分选设备的研究已列为国家重点项目之一。
关键词:
固体废物分选破碎
1绪论
垃圾分选的目的就是将混合垃圾进行有效的分类,对垃圾成分中的不同组分进行分离,得到较为单一的组分,或是从混合垃圾中分离出某种少含量垃圾组分,有利于垃圾的回收再利用和后续处理。
分选系统拣出部分可回收物资,经简单处理后进行二次加工回用。
业内人士以称其为第四种垃圾处理方式。
垃圾分选的意义在于提高垃圾处理的有效性。
垃圾中有机成分分选出后进行厌氧消化,剩余的无机矿化成分填埋,可以避免填埋处理过程中的种种弊端。
同时推行垃圾分选,让可焚烧的进行焚烧,可厌氧消化或堆肥的制作肥料,可回收再生的进行回收再生,最终的残渣进行填埋,以及有害垃圾被单独分类收集和处理,从而提高垃圾处理的有效性
2设计资料
(1)原始资料
垃圾主要成分见表:
垃圾组分有机物无机物纸类金属塑料玻璃其他
含量/%54.331.32.682.585.131.22.81
有机物组分包括:
食品残余、果皮、植物残余等。
无机物组分包括:
砖瓦、炉灰、灰土、粉尘等。
垃圾容重平均值为0.43吨/立方米,含水率为49.4%。
垃圾中塑料以超薄型塑料袋为主,废纸以卫生间的废纸为主。
垃圾热值:
1923kJ/㎏
分选系统工作量为290吨/天,日工作时间为20小时。
垃圾分选系统设计方案的分析确定;
(2)设计内容及要求
垃圾储料仓设计计算;分选系统各设备选型计算:
确定选择性破碎机、滚筒筛、简易风选机型号和规格,并确定其主要运行参数;皮带运输机计算及布置,并计算各段的长度、电机功率。
编写设计说明书:
设计说明书按设计程序编写,包括方案的确定,设计计算、设备选型计算和有关简图等内容。
垃圾分选系统设计方案阐述
根据垃圾组成成分、我国目前城市生活垃圾处理的现状、原生垃圾成分复杂以及劳动力资源丰富等因素,设计的垃圾分选方案主要以机械分选为主,辅以人工粗选的方法,废塑料和废纸主要为塑料袋和卫生间废纸
3设计计算
3.1垃圾分选时处理量
垃圾分选每小时处理量为:
式中:
Q—每天垃圾处理量,Q=290t/d;
T—每天的工作时间,T=20h
3.2人工分选
人工手选是去除垃圾中的大块金属、塑料、玻璃瓶、建材等,以利于后续处理。
据经验,经人工手选后大约1%的大块金属、0.6%的玻璃和0.5%的其他无机物质被选出,即
金属
玻璃
塑料
其他
则经过人工手选可分出的垃圾有:
3.3磁选
垃圾经过磁选理论上可以分选出全部金属,则磁选分选的处理量为:
3.4选择性破碎机
(1)筛上物主要是纸、布、革、塑料、部分有机物等的物质
,量为:
(2)筛下物为
的被破碎的无机物、有机物、玻璃及其他碎土等。
3.5分选
(1)轻组分物质主要为粉尘、塑料、纸张等,其量为:
(2)种组分主要物质是有机物,其量为:
3.6滚筒筛分
滚筒筛分主要是对选择性破碎机筛下的物质进一步分选,筛下物中主要有无机物、部分有机物、破碎玻璃等。
选择筛孔为
。
筛上物为
的有机物,垃圾量为:
筛下物为碎土、石头渣等无机物和碎玻璃,其量为:
3.7废物全过程的总质量
废物全过程总质量为:
3.8垃圾储料仓计算
垃圾储料仓是用来暂时储放进入处理系统的垃圾并用来调节处理设备的处理量。
储料仓的容量应根据计划收入分选厂的垃圾量、设备的操作计划等因素来决定。
通常储料仓的容量可提供两天的最大处理量来计算。
3.8.1仓体容积的计算
式中:
--储存时间,d;
Q—最大日处理量,t/h;
--有效容积系数,在0.8~0.9之间;
--垃圾有效密度,在1.1~1.3之间,
;
则早本设计中的仓体容积为
3.8.2仓体尺寸的计算
每个小仓体的体积为
;长度a,m;宽度b,m;深度c,m。
则每个仓体的容积为:
满足设计要求。
4.1吊车与抓斗设计
垃圾吊车的台数是根据垃圾最大处理量来确定的。
一般日处理量在300t一下的采用一台吊车,日处理量在300t到600t的采用常用和备用各一台,规模在600t以上的奥球常用2台,备用1台。
早吊车的台数确定以后还要确定吊车卷起、放下。
行走、横移及抓斗开关动作所需时间,以确定吊车运行周期。
如果分选设备有足够的处理能力,吊车的运行时间为60min/h,设计时一般取45~55min/h。
吊车供给能力由下式计算。
式中:
Q—吊车供给能力,t/h;
P—抓斗一次抓起量,t;
N—1h内吊车实际工作时间;
T—吊车运行周期,h。
则抓斗一次抓起量为:
即抓斗一次抓起量为0.69t即可满足生产需求,选择一次抓起量为1000kg的抓斗。
根据垃圾最大日处理量选择吊车、抓斗,其工艺参数如表4-1所示。
表4-1吊车工艺参数
项目
参数
设计依据
数量
2台
垃圾最大日处理量
吨位
1t
抓斗容量
跨度
7m
储料坑跨度
运行周期
143s
吊车运行中各种动作的速度
实际运行时间
50min/h
供给能力
20.98t/h
抓斗抓起量
4.2滚筒破碎机型号的选择
滚筒破碎机的机身是用筛板做成的圆桶,工作时既有破碎又有筛分作用,并能达到选分作用。
滚筒破碎机的直径和长度是最主要的结构参数,它取决于物料的多少,物料密度即粒度等,此外还与滚筒转数大小,物料在滚筒内的摩擦系数也有密切关系。
根据垃圾破碎比分选工艺要求选择国产滚筒破碎机,具体技术特征如表4-2
规格
参数
规格
参数
生产能力
80-120
筛孔尺寸/mm
50
滚筒直径
3
提升板高度
300
滚筒长度
6
电动机型号
BJO-74-2
滚筒倾角
5
电动机功率
30
滚筒转数
12
转数
1460
计算校核:
根据式
及表4-2,去经验值
横断面装料面积为:
,物料跌落所需时间为:
则
当筛提斜安装时,实际物料轨迹为不规则的螺旋线,该螺旋线即为物料跌落一次向前所走的距离,即
物料沿滚筒轴向的前进速度为:
滚筒破碎机的实际生产能力为:
则选择的破碎机能满足处理量的要求。
4.3垃圾滚筒筛
垃圾滚筒筛利用作回转运动的筒形筛体将垃圾俺粒度分级,工作时筒形筛体倾斜,倾角一般在
到
垃圾滚筒筛分处理量为:
4.3.1滚筒筛主要参数
设计筛体的长度为5m,筛体直径为1.6m,筛孔取
,安装倾角为
。
根据“垃圾分选机-垃圾滚筒筛”行业标准(CJ/T5013.1-95),筛下物粒径<12mm,筛分效率
。
选取筛分效率为90%。
通常为了获得较好的筛分效率,应使得物料在筛体内做较大的翻动。
滚筒筛临界转速为:
根据实验表明,垃圾滚筒筛回转速度一般为临界转速的30%到60%较为理想,则取滚筒筛的转速为12r/min。
4.3.2物料在筛体内的停留时间
根据研究表明当筛分垃圾时,要获得75%以上的筛分效率时,停留时间应达到25-30s,甚至更长。
所以取垃圾的停留时间为50s,则物料在筛体内沿轴向运动的平均速度为:
4.3.3筛筒的有用功率计算
根据资料推到,筛分机有用功率为:
实际使用时的驱动电机功率还要考虑机械传动损失。
4.4风选设备的选择计算
对本分选工艺,选择简易立式分选设备。
风力分选主要是将低密度、空气阻力大的塑料、废纸等和具有高密度的、空气阻力小的重质有机物分开。
部分物料密度如表4-3所示。
表4-3部分物料密度
物质
塑料
玻璃
砖
干砂
有机物
密度
920
2500
1840
2500
1200
轻质物料以塑料味参考,其悬浮气速为:
则选取气流速度为6.7m/s。
4.4.1立体风机设备几何参数的确定
关于风力分选设备的设计计算目前尚无成熟的方法可鉴,对于立式分选垂直段主要目的是将纸类、塑料类等轻质组分通过气流输送出来,可借鉴流化床气力输送设计进行经验设计,精确的计算还需要试验以及有关的理论进行验研究。
(1)气体流速选择
根据气力输送设计原则确定垂直管段长7m,考虑到所分选的物料为不规则纸类和塑料,选择管径为100mm。
设高压端气体密度为
,故所选气速相当于气体质量速度
(2)估算气-固比
垃圾分选主要是去除塑料机纸类,设其堆积密度为
。
气-固比为:
(3)所需空气量计算
取空气重量为
,则空气体积流量为:
,按所选管径100mm和气速,所需空气体积流量为:
故可选用3.2
空气压缩机一台能够满足要求。
(4)压降计算
设管内平均绝对压力为2
,室温为300k,则气体平均重度为:
垂直管压降为:
4.4.2旋风分离器选择
根据气体流量
和入口风速6.7m/s,选择XLP/A-3.0旋风分离器,其允许进口风速为12m/s,处理量为750
4.5输送带
在垃圾分选工艺中,带式输送机是主要懂得运输机械,它连接各个分选设备。
因此,各分选设备之间的输送带带宽、带长、带速及输送带的安装位置需根据具体情况分别估算。
4.5.1输送带一带宽的确定
输送带1主要输送垃圾从垃圾坑送来经过初级筛子送入的由输送带至滚筒破碎机的垃圾,在这一段输送带上同时进行人工分选。
故带速不宜过快,选取带速为0.3m/s。
由于垃圾密度较小和较松散,所以一般用槽式胶带输送机。
槽式胶带输送机的输送梦里有下式计算。
式中:
Q—输送能力,由物料衡算知近似取18t/h;
Fb—物料在胶带上的截面积,
;v—输送带运行速度,取0.3m/s;
--物料的堆密度,对垃圾取0.45
;c—倾角系数,对有人工手选输送带水平放置,故c=1。
图4-1物料在胶带上的堆积面积
对于槽型输送机上物料堆积的断面面积为:
其中,胶带的槽角α选取TD72型为20°。
则
得带宽为:
B=1.183m去带宽为1.2m。
(2)电动机功率计算
在确定胶带输送机的电动功率以前,首先要计算传动滚轴的轴功率。
传动滚轴功率计算公式为:
胶带传动滚筒
,因此电动机功率为:
故选用Y100L-2型三相异步电动机,额定功率为3.0KW。
4.5.2输送带二带宽的确定
(1)带宽的确定输送带2主要用于输送有滚筒破碎机筛上物至分选设备。
由物料衡算,此时的输送量Q=4.9338t/h。
输送带布置如图,倾角15°,倾角系数c为0.885。
带速1.0m/s,则输送带带宽
取带宽为1.28m。
(2)电动机功率计算
已知
。
采用滚动轴承,查得
以上数据带入计算式,传动滚筒轴功率为:
电动机功率为
故选用Y132M-4型电动机,额定功率7.5KW。
4.5.3输送带三带宽的确定
(1)带宽的确定
输送带3用于输送自然滚筒破碎机筛下物送至滚筒。
取带速为1.5m/s,输送角10°,倾角系数0.957,由物料衡算得此时输送量为11.9718t/h。
同理求得,带宽为1.262m,取带宽为1.27.m
(2)电动机功率计算
采用滚动轴承,查得
同理将以上数据带入计算式,传动滚筒轴功率求得电动机功率为8.22kw,故选用Y160M-4型电动机,额定功率11KW。
参考文献
[1]芈振明等编.《固体废物处理与处置》.高等教育出版社,1993年
[2]聂永丰主编.《三废处理工程技术手册—固体废物卷》.化学工业出版社
[3]宁平等编.《固体废物处理与处置实践教程》.化学工业出版社,2005年
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