固體廢物課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　摘要：本設(shè)計(jì)從固體廢物的定義入手，通過論述噪聲的危害，從而闡述了設(shè)計(jì)的目的及意義。在生活垃圾分選處理發(fā)展現(xiàn)狀方面，發(fā)達(dá)國家城市固體廢物的收集、運(yùn)輸、處理和管理等方面的技術(shù)成熟，經(jīng)驗(yàn)豐富，而我國目前固體廢物處理的主要方法是衛(wèi)生填埋處理，對于城市垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)和垃圾污染場地的恢復(fù)治理問題尚未開展系統(tǒng)的研究，遠(yuǎn)不能滿足環(huán)境、水資源保護(hù)的要求。此外，分析城市生活垃圾的特點(diǎn)，其分選方法應(yīng)采用機(jī)械為主，輔以人工粗選的方法，并

2、且以分選產(chǎn)物作為填埋、堆肥和焚燒的原料。</p><p>　　在設(shè)計(jì)垃圾分選系統(tǒng)及其中的各種設(shè)備和參數(shù)時，按照設(shè)計(jì)規(guī)模、每天工作時間、每個分選設(shè)備物料的走向逐步設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　固體廢物（簡稱固廢）是指由人類在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他活動中產(chǎn)生的喪失原有利用價(jià)值或者雖未喪失利用價(jià)值但

3、被拋棄或放棄的固態(tài)、半固態(tài)物質(zhì)，置于容器中的非固態(tài)物質(zhì)，以及法律、法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物質(zhì)。</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)目的和意義</p><p>　　1.1.1 設(shè)計(jì)目的</p><p>　　(1) 通過設(shè)計(jì)進(jìn)一步消化和鞏固本門課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)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；</p>

4、<p>　　(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，編寫設(shè)計(jì)說明書的能力。</p><p>　　1.1.2 設(shè)計(jì)意義</p><p>　　(1) 固體廢物的危害</p><p>　　固體廢物堆環(huán)境的危害具有潛伏性、長期性，其主要表現(xiàn)為：</p><

5、;p>　?、?侵占土地 形成垃圾包圍城市的局面；粉煤灰、煤矸石等占據(jù)大量土地資源，特別是耕地。</p><p>　　② 污染土壤 固體廢物及其淋洗和滲濾液中所含有的有害物質(zhì)會改變土壤的性質(zhì)和土壤結(jié)構(gòu)，并對土壤中微生物的活動產(chǎn)生影響；有害成分抑制植物根系的生長，還可經(jīng)過食物鏈危害人類；受污染的土壤，天然自凈能力降低，且很難通過稀釋擴(kuò)散減輕其污染。</p><p>　?、?污染水

6、體 固體廢物隨天然降水和地表徑流進(jìn)入江河湖海，或隨風(fēng)飄落入水中，使地面水受到污染；廢物中的有害成分隨滲濾液進(jìn)入土壤污染地下水；將廢物直接排入水體，不僅造成水體污染，還會於塞河道，減少湖泊面積，使水體黑臭；海洋正面臨著固體廢物的潛在污染，盛裝于容器中的放射性廢料及化學(xué)廢物被投棄在海底，對海洋構(gòu)成潛在威脅。</p><p>　?、?污染大氣 一些有機(jī)固體廢物，在適宜的溫度和濕度下被微生物分解，釋放出有害氣體(

7、硫化氫、甲烷等)；露天堆放的固體廢物，受風(fēng)吹日曬，逐步風(fēng)化，其中的顆粒粉末會隨風(fēng)飄散，形成揚(yáng)塵；固體廢物在運(yùn)輸和處理過程中也能產(chǎn)生有害氣體和粉塵；采用焚燒法處理固體廢物所釋放的有害氣體，已成為有些國家大氣污染的主要污染源之一；煤矸石含硫達(dá)1.5%會自燃，散發(fā)大量二氧化硫；露天焚燒垃圾及秸稈造成的大氣污染屢見不鮮；垃圾填埋場逸出的沼氣等[1]。</p><p><b>　　(2) 設(shè)計(jì)的意義</b&

8、gt;</p><p>　　分選是固體廢物回收與利用過程中一道重要的操作工序。生活垃圾綜合分選處理，是實(shí)現(xiàn)固體廢物資源化、減量化、無害化的重要手段。通過分選可將固體廢物中各種有用的資源分門別類地回用于不同的生產(chǎn)過程，或?qū)⑵渲胁焕诤罄m(xù)處理、處置工藝的物質(zhì)分離出來[2]。這樣能夠提高生活垃圾的處理效率，使生活垃圾利用更加合理。</p><p>　　1.2 生活垃圾綜合分選處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

9、</p><p>　　目前發(fā)達(dá)國家城市固體廢物的收集、運(yùn)輸、處理和管理等方面的技術(shù)成熟，經(jīng)驗(yàn)豐富。他們廣泛采用的城市生活垃圾處理方式主要有衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥和綜合利用。20世紀(jì)90年代，許多發(fā)達(dá)國家處置固體廢物的戰(zhàn)略目標(biāo)是：通過選擇較高層次的管理模式達(dá)到固體廢物處理可持續(xù)發(fā)展的目的。首先，要盡量避免產(chǎn)生垃圾，如果必須產(chǎn)生，產(chǎn)生量要最小；其次，按實(shí)際情況最大可能進(jìn)行回用或回收；最后，預(yù)處理的目的是回收和再利用部分

10、垃圾，減少最終處理量。</p><p>　　我國目前固體廢物處理的主要方法是衛(wèi)生填埋處理，此外還有少量的焚燒、堆肥處理設(shè)施。對于城市垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)和垃圾污染場地的恢復(fù)治理問題尚未開展系統(tǒng)的研究，遠(yuǎn)不能滿足環(huán)境、水資源保護(hù)的要求。因此，探討安全有效的垃圾處理策略和方法，減緩或避免對環(huán)境和水資源造成污染是環(huán)境工作者目前刻不容緩的任務(wù)[3]。</p><p>　　而隨著生活垃圾越來越多，垃圾成

11、分也越來越復(fù)雜，處理越來越困難。上世紀(jì)90年代，我國就有人提出垃圾進(jìn)行綜合利用，但是由于當(dāng)時技術(shù)不太成熟，而且沒有得到足夠的重視，資金嚴(yán)重不足，因此直到現(xiàn)在，生活垃圾的處理也是在焚燒和填埋上設(shè)備研究比較多，對垃圾分選設(shè)備研究比較少。目前國內(nèi)大部分使用的垃圾分選設(shè)備都是由國外進(jìn)口。雖然國內(nèi)也有人對此進(jìn)行過研究，但多數(shù)都停留在理論階段，很少有實(shí)際應(yīng)用。隨著大眾對環(huán)境的重視，作為垃圾資源化的重要設(shè)備，生活垃圾分選設(shè)備的研究也會越來越受到人們的

12、重視，在我國的應(yīng)用也會越來越廣。</p><p>　　目前國內(nèi)外用的比較多的生活垃圾分選裝置主要有滾筒篩垃圾分選機(jī)、圓盤篩垃圾分選機(jī)、固定風(fēng)篩垃圾分選機(jī)和采用磁選的列式非鐵金屬垃圾分選機(jī)。</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容及方案</p><p>　　1.3.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　(1) 垃圾儲料倉設(shè)計(jì)計(jì)算；</p&g

13、t;<p>　　(2) 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)；</p><p>　　(3) 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；</p><p>　　(4) 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。</p><p>　　1.3.2 設(shè)計(jì)方案</p&

14、gt;<p>　　本次課程設(shè)計(jì)確定工藝從我國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)效益不高，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(chǎn)物作為填埋、堆肥和焚燒的原料。</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</b>&l

15、t;/p><p><b>　　原始資料</b></p><p>　　(1) 垃圾主要成分見表：</p><p>　　表2-1 垃圾各組分含量</p><p>　　(2) 有機(jī)物組分包括：食品殘余、果皮、植物殘余等；</p><p>　　(3) 無機(jī)物組分包括：磚瓦、爐灰、灰土、粉塵等；</p&

16、gt;<p>　　(4) 垃圾容重平均值為0.43噸/立方米，含水率為49.4%；</p><p>　　(5) 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；</p><p>　　(6) 垃圾熱值：1923kJ/kg；</p><p>　　(7) 分選系統(tǒng)工作量為230噸/天，日工作時間為20小時。</p><p>&l

17、t;b>　　3 設(shè)計(jì)說明</b></p><p><b>　　3.1 工藝流程</b></p><p>　　按照設(shè)計(jì)方案的闡述，可制定本設(shè)計(jì)的工藝流程圖如下。</p><p>　　圖3-1 垃圾分選工藝流程</p><p><b>　　3.2 物料衡算</b></p&

18、gt;<p>　　(1) 垃圾分選時的處理量</p><p>　　垃圾分選時每小時的處理量為</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　式中，Q—分選系統(tǒng)日處理量，t/d；</p><p>　　T—日工作時間，h。</p><p><b>　　(2

19、) 人工分選</b></p><p>　　人工分選可以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。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)人工分選后大約1%的大塊金屬、0.6%的玻璃、2.0%的塑料和0.5%的其他無機(jī)物質(zhì)被選出[4]，即</p><p>　　金屬 </p><p>　　玻璃 </p><p>

20、　　塑料 </p><p>　　其他 </p><p>　　則經(jīng)過人工分選可分離出的垃圾量為</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p><b>　　(3) 磁選</b></p><p>　　垃圾經(jīng)過磁選理論上可以分選出全部的金

21、屬，則磁選分選的處理量為</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　(4) 選擇性破碎機(jī)</p><p>　　篩上物主要是紙、布、革、塑料、部分有機(jī)物等du>50mm的物質(zhì)，其處理量為</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p&

22、gt;　　篩下物為du<50mm的被破碎的無機(jī)物、有機(jī)物、玻璃及其他碎土等。</p><p><b>　　(5) 風(fēng)選</b></p><p>　?、?輕組分主要為粉塵、塑料、紙張等，其處理量為</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　② 重組分主要為有機(jī)物，其量為

23、</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p><b>　　(6) 滾筒篩分</b></p><p>　　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10×10mm。</p><p>　?、?篩上為dp>10

24、mm的有機(jī)物，其量為</p><p><b>　　(3-7)</b></p><p>　?、?篩下物為碎土、石渣等無機(jī)物和碎玻璃，其量為</p><p><b>　　(3-8)</b></p><p>　　(7) 廢物全過程的總質(zhì)量</p><p><b>　　(3

25、-9)</b></p><p><b>　　滿足物料平衡。</b></p><p>　　3.3 垃圾儲料倉設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　垃圾儲倉是用來暫時儲放進(jìn)入處理系統(tǒng)的垃圾并用來調(diào)節(jié)處理設(shè)備的處理量。儲料倉的容量應(yīng)根據(jù)計(jì)劃收入分選廠的垃圾量、設(shè)備的操作計(jì)劃等因素來決定。通常儲料倉的容量應(yīng)可提供兩天的最大處理量。</p&g

26、t;<p><b>　　(1) 倉體容積</b></p><p><b>　　(3-10)</b></p><p>　　式中，—儲存時間，d；</p><p>　　q—最大日處理量，t/d，本設(shè)計(jì)q=230t/d；</p><p>　　—有效容積系數(shù)，在0.8~0.9之間，本設(shè)計(jì)取0.

27、82；</p><p>　　—垃圾有效密度， t/m3，有效密度系數(shù)在1.1~1.3，此處取1.2。</p><p>　　取容積V=1100m3。</p><p>　　(2) 倉體尺寸計(jì)算</p><p>　　設(shè)垃圾儲倉的體積為V，m3；長度為a，m；寬度為b，m；深度為c，m。</p><p><b>　　

28、則每個倉體的容積為</b></p><p><b>　　(3-11)</b></p><p>　　取a=11m，b=10m，c=10m，則V=11×10×10=1100 m3，滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　(3) 排水坡度設(shè)計(jì)</p><p>　　垃圾在儲料坑內(nèi)時間過長(一般超過兩天

29、)便會有滲濾液產(chǎn)出，所以坑底部必須鋪設(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%。</p><p>　　3.4 吊車與抓斗的設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　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一下的采用一臺吊車，日處理量在300~600t的要求采用常用和備用各一臺，規(guī)模在600t/d以上的，要求常用吊車2臺，備用一臺。在吊車的臺數(shù)確定以后，還要確

30、定吊車卷起、放下、行走、橫移及抓斗開關(guān)動作所需時間，以確定吊車運(yùn)行周期。如果各分選設(shè)備有足夠的處理能力，吊車的運(yùn)行時間為60min/h，設(shè)計(jì)時一般取45~55min/h。吊車供給能力由下式計(jì)算。</p><p><b>　　(3-12)</b></p><p>　　式中，Q—吊車供給能力，t/h；</p><p>　　P—抓斗一次抓起量，t；&

31、lt;/p><p>　　N—1h內(nèi)吊車實(shí)際工作時間，此處取50min/h；</p><p>　　T—吊車運(yùn)行周期，h，此處取143s。</p><p>　　由式(3-12)可得抓斗一次抓起量為</p><p><b>　　(3-13)</b></p><p>　　即抓斗一次抓起量為0.5482t即可滿

32、足生產(chǎn)要求。選擇一次抓起量為800kg的抓斗。</p><p>　　根據(jù)垃圾最大日處理量選擇吊車、抓斗，其工藝參數(shù)選擇如表3-1所示。</p><p>　　表3-1 吊車工藝參數(shù)</p><p>　　3.5 磁選設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　由于固體廢物分選的磁選設(shè)備就結(jié)構(gòu)形式而言主要分為帶式和鼓式兩種。鼓式磁選機(jī)又可分為皮帶機(jī)磁滾

33、筒式和獨(dú)立鼓式。磁力滾筒又稱磁滑輪，磁系與圓筒固定在同一個軸上，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)過磁力滾筒時，非磁性或磁性很弱的物質(zhì)在離心力和重力作用下脫離皮帶面，而磁性較強(qiáng)的物質(zhì)受磁力作用被吸在皮帶上，并由皮帶帶到磁力滾筒的下部，當(dāng)皮帶離開磁力滾筒伸直時，由于磁場強(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。對城市生活垃圾簡

34、易分選系統(tǒng)，在經(jīng)過人工手選之后，大件的磁性物質(zhì)已經(jīng)被選出，可將磁選機(jī)設(shè)置在選擇性破碎機(jī)之前，基本上可將磁性物質(zhì)分選出來，同時避免后續(xù)分選設(shè)備被鐵磁性物質(zhì)破壞。</p><p>　　經(jīng)過人工分選后進(jìn)入磁選機(jī)進(jìn)行分選的垃圾量為</p><p><b>　　(3-14)</b></p><p>　　已知垃圾的含水率為49.4%，根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇CTB

35、-69永磁筒式磁選機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表3-2所示。</p><p>　　表3-2 CTB-69永磁筒式磁選機(jī)主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　3.6 滾筒破碎機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　滾筒破碎機(jī)其機(jī)身主體的形狀是用篩板做成的圓筒，工作過程中既有破碎又有篩分的作用，并能達(dá)到分選的作用。</p><p>　　3.6.1 滾筒破碎機(jī)

36、主要參數(shù)結(jié)構(gòu)的確定</p><p>　　滾筒破碎機(jī)的直徑和長度是最主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，它取決于入料量的多少，物料密度及粒度等，此外，還與滾筒轉(zhuǎn)數(shù)的大小，物料在滾筒內(nèi)的摩擦系數(shù)也有密切的關(guān)系。目前，滾筒直徑和長度主要是按經(jīng)驗(yàn)公式估算。滾筒長度為滾筒直徑的1.5~2.5倍。</p><p>　　3.6.2 滾筒破碎機(jī)型號的選擇</p><p>　　根據(jù)垃圾破碎分選工藝要求

37、選擇國產(chǎn)滾筒破碎機(jī)，具體技術(shù)特征如表3-3。</p><p>　　表3-3 滾筒破碎機(jī)技術(shù)特征</p><p>　　3.6.3 滾筒破碎機(jī)計(jì)算校核</p><p>　　(1) 滾筒橫斷裝料面積</p><p>　　橫斷裝料面積由下式計(jì)算：</p><p>　　圖3-2 滾筒內(nèi)斷面示意圖</p>&l

38、t;p><b>　　(3-15)</b></p><p>　　式中，取R=1.5，r=1.2，，。</p><p>　　(2) 物料跌落所需時間 </p><p><b>　　(3-16)</b></p><p><b>　　而</b></

39、p><p><b>　　(3-17)</b></p><p>　　式中，n—滾筒轉(zhuǎn)速，r/min。</p><p><b>　　(3-18)</b></p><p>　　則由式(3-16)得 T=1.67+0.73=2.4s</p><p&g

40、t;　　(3) 物料在滾筒軸向前進(jìn)速度</p><p>　　當(dāng)篩體傾斜安裝時，實(shí)際物料軌跡為不規(guī)則的螺旋線，該螺旋線的螺距即為物料跌落一次向前所走的距離，即</p><p><b>　　(3-19)</b></p><p>　　式中，—滾筒傾角，度。</p><p>　　物料沿滾筒軸向前的前進(jìn)速度為</p>

41、<p><b>　　(3-20)</b></p><p>　　(4) 滾筒破碎機(jī)實(shí)際生產(chǎn)能力</p><p><b>　　(3-21)</b></p><p>　　式中，Q—垃圾生產(chǎn)能力，t/h；</p><p>　　S—滾筒橫斷面裝垃圾面積，m2；</p><p&g

42、t;　　v—物料在滾筒軸向前進(jìn)速度，m/s；</p><p>　　—物料散密度，t/m3，對城市垃圾散密度可取為垃圾容重的1/2；</p><p>　　K—裝滿系數(shù)，隨滾筒內(nèi)提升板個數(shù)的增加而變大；當(dāng)提升板為6個時，對垃圾K取0.41。</p><p>　　則選擇的破碎機(jī)能滿足處理量的要求。</p><p>　　3.7 垃圾滾筒篩的設(shè)計(jì)計(jì)算

43、</p><p>　　垃圾滾筒篩利用作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的筒形篩體將垃圾按粒度進(jìn)行分級。工作時筒形篩體傾斜安裝，傾角一般在4°~8°。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)動參數(shù)和動力參數(shù)。幾何參數(shù)包括篩體長度、篩體直徑、安裝傾角和篩孔尺寸；運(yùn)動參數(shù)指篩體轉(zhuǎn)速；動力參數(shù)為篩體的驅(qū)動功率。</p><p>　　滾筒篩的篩孔尺寸的確定

44、根據(jù)被篩分的垃圾的組成及對篩上、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小粒級物料時，篩孔尺寸可取較小值。當(dāng)除去粗大物料時，篩孔尺寸可取較大值。</p><p>　　垃圾滾筒篩的篩分處理量為 </p><p><b>　　(3-22)</b></p><p>　　(2) 篩體設(shè)計(jì)參數(shù)的確定</p><p&

45、gt;　　設(shè)計(jì)篩體長度為4m，篩體直徑1.6m，篩孔取10mm×10mm，安裝傾角為5°。</p><p>　　(3) 篩分效率的確定</p><p>　　根據(jù)研究表明，垃圾滾筒篩的篩分效率根據(jù)篩分不同特性的垃圾選在85%~95%之間。取篩分效率為90%。</p><p>　　(4) 滾筒篩轉(zhuǎn)速的確定</p><p>　　

46、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。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。而臨界轉(zhuǎn)速由下式計(jì)算：</p><p><b>　　(3-23)</b></p><p>　　垃圾滾筒篩的轉(zhuǎn)速取為臨界轉(zhuǎn)速的40%，則滾筒篩的轉(zhuǎn)速n為14r/min。</p><p>　　(5) 物料在篩體內(nèi)停留時間

47、的確定</p><p>　　根據(jù)研究表明，當(dāng)篩分垃圾時，要得到75%以上的篩分效率，停留時間應(yīng)達(dá)到25~30s，甚至更長。所以取垃圾在滾筒內(nèi)的停留時間為50s，則物料在篩體內(nèi)沿軸向運(yùn)動的平均速度為</p><p><b>　　(3-24)</b></p><p>　　式中，L—篩體長度，m；</p><p>　　—物料在

48、篩體內(nèi)的停留時間，s。</p><p>　　(6) 筒篩有用功率的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)資料推到，篩分機(jī)的有用功率為</p><p><b>　　(3-25)</b></p><p>　　式中，R—篩體半徑，m；</p><p><b>　　—取60°；</b&g

49、t;</p><p>　　—篩體安裝傾角，為5°。</p><p>　　3.8 風(fēng)選設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.8.1 風(fēng)選設(shè)備的確定</p><p>　　風(fēng)選設(shè)備分成水平氣流風(fēng)力分選機(jī)（臥式風(fēng)力分選機(jī)）和上升氣流風(fēng)力分選機(jī)（立式風(fēng)力分選機(jī)）。</p><p>　　風(fēng)機(jī)形式根據(jù)所要分選垃圾原料

50、組成及分選目的來確定。臥式風(fēng)力分選機(jī)構(gòu)造簡單，維修方便，但分選精度不高，通常與破碎、篩分、立式風(fēng)選機(jī)聯(lián)合使用。立式風(fēng)選機(jī)與臥式相比較分選精度較高。</p><p>　　風(fēng)選機(jī)附帶的旋風(fēng)分離器根據(jù)分選物料性質(zhì)、分選效率等選擇適當(dāng)?shù)男吞?、種類及規(guī)格，確定相應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)，如氣流速度、壓力損失等。</p><p>　　對本風(fēng)選工藝，選用簡易立式風(fēng)選設(shè)備。</p><p>　

51、　3.8.2 參數(shù)的確定</p><p>　　(1) 氣流速度的確定</p><p>　　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3-4所示。</p><p>　　表3-4 部分物料密度</p><p>　　由以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算顆粒沉降末速，即氣流速度：</p>

52、<p><b>　　(3-26)</b></p><p>　　式中，a—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，本設(shè)計(jì)取a=22；</p><p>　　—物料重度，N/m。</p><p>　　① 輕質(zhì)物料以塑料為參考，其懸浮氣速為</p><p>　　② 重質(zhì)物料以有機(jī)物為參考，其懸浮氣速為</p><p>　　因

53、此，選取氣流速度為7.0m/s。</p><p>　　(2) 風(fēng)選設(shè)備尺寸的確定</p><p>　　根據(jù)氣力輸送設(shè)計(jì)原則確定垂直管段長7m，考慮所分選物料為不規(guī)則的紙類、塑料等，選擇管徑為100mm。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)量速度為G=7.0×3=21 kg/(m2·s)。</p><p>　　(3) 估算氣-固比

54、</p><p>　　垃圾分選主要去除塑料及紙類，設(shè)其堆積密度為=560 kg/m3。氣-固比為</p><p><b>　　(3-27)</b></p><p>　　式中，—垃圾的堆積密度，kg/m3；</p><p>　　G—?dú)怏w的質(zhì)量速度，kg/(m2·s)；</p><p>　　

55、L—風(fēng)選機(jī)的垂直管段長度，m。</p><p>　　(4) 所需空氣量計(jì)算</p><p><b>　　(3-28)</b></p><p>　　取空氣重度為=1.25kg/ m3，則空氣體積流量為</p><p><b>　　(3-29)</b></p><p>　　按所選

56、管徑100mm和氣速，所需空氣體積流量為</p><p><b>　　(3-30)</b></p><p>　　故可選用3.5m3/min空氣壓縮機(jī)一臺，能夠滿足要求。</p><p>　　(5) 壓降計(jì)算 </p><p>　　設(shè)管內(nèi)平均絕對壓力為2kg/m2(1 kg/m2=9.8Pa)，室溫為300K，則氣體平均

57、重度為</p><p><b>　　(3-31)</b></p><p><b>　　垂直管壓降為</b></p><p><b>　　(3-32)</b></p><p>　　3.8.3 旋風(fēng)分離器選擇</p><p>　　根據(jù)氣體流量3.297m3

58、/min和入口風(fēng)速為7.0m/s，選擇XLP/A-3.0旋風(fēng)分離器，其允許進(jìn)口風(fēng)速為12 m/s，處理量為750m3/h。</p><p>　　3.9 輸送帶的設(shè)計(jì)計(jì)算[5]</p><p>　　在垃圾分選工藝中，帶式輸送機(jī)是主要的運(yùn)輸機(jī)械，它連接各個分選設(shè)備。因此，各分選設(shè)備之間的輸送帶帶寬、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。</p><p>

59、　　3.9.1 供人工分選的輸送帶</p><p>　　供人工分選的輸送帶主要輸送垃圾從垃圾坑送來經(jīng)過初級篩子送人的由輸送帶至滾筒破碎機(jī)的垃圾，在這一段輸送帶上同時進(jìn)行人工分選。故帶速不宜過快，選取帶速為0.3m/s。</p><p><b>　　(1) 帶寬的確定</b></p><p>　　由于垃圾的密度較小和較松散，所以一般用槽式膠帶輸

60、送機(jī)。曹氏膠帶輸送機(jī)的輸送能力由下式計(jì)算：</p><p><b>　　(3-33)</b></p><p>　　式中，Q—輸送能力，t/h；</p><p>　　Fb—物料在膠帶上的截面積，m2；</p><p>　　v—輸送帶的運(yùn)行速度，m/s，取為0.3m/s；</p><p>　　—物料的

61、堆密度，t/m3，對垃圾取0.45t/m3；</p><p>　　c—傾角系數(shù)，對有人工手選輸送帶水平放置，故取c=1。</p><p>　　圖3-3 物料在膠帶上堆積的斷面積</p><p>　　對于槽形輸送機(jī)上物料堆積的斷面積為</p><p><b>　　(3-34)</b></p><p&g

62、t;　　式中，B—皮帶寬度，m；</p><p>　　—物料的堆積角，對垃圾可取45°；</p><p>　　—膠帶的槽角，取為20°。</p><p>　　結(jié)合式(3-33)和(3-34)，有</p><p>　　解得 B=1.182m，取帶寬為1.2m。</p><p>　　(

63、2) 電動機(jī)功率的計(jì)算</p><p>　　在確定膠帶輸送機(jī)的電功率以前，首先要計(jì)算傳動滾筒的軸功率。傳動滾筒軸功率的計(jì)算公式為：</p><p><b>　　(3-35)</b></p><p>　　式中，k3—尾部改向滾筒功率系數(shù)，取1.5；</p><p>　　k4—中部改向滾筒功率系數(shù)，取1.05；</p&

64、gt;<p>　　N0—傳動滾筒的功率，kW；</p><p>　　N01—膠帶空轉(zhuǎn)的功率，kW；</p><p>　　N02—物料水平運(yùn)輸?shù)墓β剩琸W；</p><p>　　N03—物料垂直提升的功率，kW；</p><p>　　∑k5vb—梨式卸料器、膠帶清料器和料板所需的功率，kW，取vb=0.3m/s，k5=1.4+1.

65、5+0.23+2.25=5.38；</p><p>　　—物料加速率所需功率，kW，取k8=0.1，=0.45t/m3。</p><p>　　而 (3-36)</p><p>　　式中，k1—取決于膠帶寬度和托輥?zhàn)枇Φ南禂?shù)，對輸送垃圾槽性膠帶可取0.0318；</p><p>　　Lh—膠帶輸

66、送機(jī)水平投影長度，取30m；</p><p>　　v—膠帶運(yùn)行速度，m/s。</p><p><b>　　(3-37)</b></p><p>　　式中，k2—物料水平運(yùn)行功率系數(shù)，取5.45×10-5；</p><p>　　Q—膠帶輸送機(jī)的輸送量，t/h。</p><p>　　因?yàn)檩斔?/p>

67、帶水平，所以N03=0。</p><p><b>　　電動機(jī)功率為</b></p><p><b>　　(3-38)</b></p><p>　　式中，N—電動機(jī)功率，kW；</p><p>　　K—功率安全系數(shù)，滿載起動系數(shù)，一般取1.0；</p><p>　　—總傳動效率

68、，對膠面?zhèn)鲃訚L筒，取0.90。</p><p>　　故選用Y100L-2型三相異步電動機(jī)，額定功率為3.0kW。</p><p>　　3.9.2 輸送滾筒破碎機(jī)篩上物的輸送帶</p><p>　　該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。</p><p>　　圖3-4 輸送帶簡圖</p>

69、<p><b>　　(1) 帶寬的確定</b></p><p>　　由物料衡算知，此時的輸送量為Q3=2.9682t/h。設(shè)輸送帶傾角為15°，傾角系數(shù)c取為0.885，帶速取1.0m/s，F(xiàn)b的求法同式(3-34)，則由式(3-33)可得</p><p>　　可解得 B=1.276m 取帶寬為1.28m

70、。</p><p>　　(2) 電動機(jī)功率的計(jì)算 </p><p>　　已知Lh=40m，v=1.0m/s，Q=2.9682t/h，H= Lh×tan15°=10.72m。采用滾動軸承，并且查得k1=0.0318，k2=8.17×10-5，k3=1.03，k4=1.005，導(dǎo)料擋板k5= 2.25，空段清掃器k6=0.23，彈換清掃器k7=1.5，k8=0.1

71、8。將以上各數(shù)據(jù)帶入公式。</p><p>　　首先，由式(3-36)得</p><p><b>　　由式(3-37)得</b></p><p><b>　　而</b></p><p><b>　　(3-39) </b></p><p>　　式中，H—提

72、升高度，m。</p><p><b>　　由式(3-35)得</b></p><p>　　由式(3-38)得電動機(jī)功率為</p><p>　　故選用Y132-M4型電動機(jī)，額定功率為7.5kW。</p><p>　　3.9.3 輸送滾筒破碎機(jī)篩下物的輸送帶</p><p>　　該輸送帶主要用于輸

73、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。</p><p><b>　　(1) 帶寬的確定</b></p><p>　　取帶速為1.5m/s，輸送傾角10°，傾角系數(shù)為0.957，由物料衡算此時輸送量為Q′=Q0-Q1-Q2-Q3=11.5-0.4715-0.1817-2.9682=7.8786t/h。</p>

74、<p>　　同理，由式(3-33)可得</p><p>　　解得 B=1.273m 取帶寬為1.27m。</p><p>　　(2) 電動機(jī)功率計(jì)算</p><p>　　取Lh=20m，v=1.5m/s，H= Lh×tan10°=3.53m。采用滾動軸承，并且查得k1=0.

75、0318，k2=8.17×10-5，k3=1.08，k4=1.005，導(dǎo)料擋板k5= 2.25，空段清掃器k6=0.23，彈換清掃器k7=1.5，k8=0.36。將以上各數(shù)據(jù)帶入公式。</p><p>　　首先，由式(3-36)得</p><p><b>　　由式(3-37)得</b></p><p><b>　　由式(3-

76、39)得</b></p><p><b>　　由式(3-35)得</b></p><p>　　由式(3-38)得電動機(jī)功率為</p><p>　　故選用Y160M-4型電動機(jī)，額定功率為11kW。</p><p><b>　　4 設(shè)計(jì)結(jié)論</b></p><p>

77、;　　經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我基本了解了城市垃圾分選工藝流程及各設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型，學(xué)會了如何將理論知識運(yùn)用于實(shí)際。同時，也鞏固和加深了對課堂和書本中所學(xué)知識及對它的理解。在課程設(shè)計(jì)過程中，我也遇到了不少困難，如參數(shù)如何選擇，設(shè)備如何選擇以及圖形如何繪制等，通過查閱大量的資料和搜索大量的信息，最終這些困難都迎刃而解，同時也鍛煉了我篩選資料和提取有用信息的能力，并且鍛煉了我提出問題和解決問題的能力。</p><p>　　在課

78、程設(shè)計(jì)過程中，許多參數(shù)的選擇由于找不到出處和參考的手冊，就參考了許多其他設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)，可能會存在大的誤差，但不會出現(xiàn)大的錯誤。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)盡管完成了，但中間還有許多不足的地方，我會吸取這次的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，爭取在以后的工作和學(xué)習(xí)中再接再厲，不斷完善。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　這次設(shè)計(jì)能夠順利完成

79、，離不了老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助，所以，在此感謝呂春玲老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的大力支持！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 孫秀云，王連軍，李健生等.固體廢物處置及資源化[M].南京大學(xué)出版社，2007：15</p><p>　　[2] 沈伯雄，唐雪嬌.固體廢物處理與處置[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010:

80、53</p><p>　　[3] 趙勇勝，董軍，洪梅.固體廢物處理及污染的控制與治理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009:3~15</p><p>　　[4] 楊慧芬.固體廢物處理技術(shù)及工程應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：41</p><p>　　[5] 聶永豐.三廢處理過程技術(shù)手冊—固體廢物卷[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000</p>