第三章 固体废物的破碎和细磨

1、固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第三章第三章 固体废物固体废物 的破碎和细磨的破碎和细磨 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 细 磨2 低温破碎3 破 碎1 第三章 固体废物的破碎和细磨 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1 破碎 3.1.1 3.1.1 破碎概念和目的破碎概念和目的 3.1.2 3.1.2 破碎理论破碎理论 3.1.3 3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法固体废物的机械强度和破碎方法 3.1.4 3.1.4 破碎设备破碎设备 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.1 破碎概念和目的 固体废物固体废物 进行破碎进

2、行破碎 的目的的目的 减小固体废物的容积，便 于运输和贮存 为固体废物的分选工序提 供适合的粒度，从而更有 效地回收固体废物中的有 用成分 防止粗大、锋利的固体废 物损坏后续处理工序（如 分选、焚烧和热解）中的 设备或炉膛 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.1 破碎概念和目的 固体废物固体废物 进行破碎进行破碎 的目的的目的 增加固体废物的比表面积 ，提高焚烧、热分解、熔 融等工序的稳定性和效率 为后续处理和资源化提供 合适的尺寸。 破碎后的生活垃圾压实程 度高，密度均匀，在进行 填埋处置时，可以加快复 土还原。 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.2 破碎理论 层压破碎

3、理论层压破碎理论 物料破碎的概念历史悠久，早在20世纪50年代关于 破碎的研究工作就开始大规模展开，通过不断地寻求高 效率的破碎技术，实现工矿业的节能减耗，降低成本。 基于这两个认识形成的“层压破碎理论”，与传统 的挤压破碎理论不同，后者认为物料的破碎是基于单颗 粒，破碎发生在颗粒与衬板之间。 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.2 破碎理论 自冲击破碎理论自冲击破碎理论 自冲击破碎理论是20世纪80年代提出的，和传统板锤与 物料间发生冲击的破碎方式不同，自冲击破碎是物料与 物料之间的冲击破碎。一部分物料通过高速旋转装置获 得动能，与另一部分靠自身重力落下的物料产生冲击破 碎，在破碎

4、腔内还有一部分物料形成自衬式工作部件， 防止机器本身受到磨损。 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 固体废物的机械强度固体废物的机械强度 固体废物的机械强度是指固体废物抗破坏（包括破碎、 磨损、挤压、弯曲、变形等）的能力，即固体废物受外 力作用时，其单位面积上所能承受的最大负荷。通常用 静载下测定的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强 度来表示。 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 破碎方法破碎方法 干式破碎干式破碎 a a挤压；挤压；b b劈碎；劈碎；c c剪切；剪切；d d磨碎；磨碎；e e冲击破碎冲击

5、破碎 图图3.1 3.1 机械能破碎几种方式机械能破碎几种方式 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 湿式破碎湿式破碎 图图3.23.2湿式破碎机的结构原理湿式破碎机的结构原理 1 1电动机；电动机；2 2筛网；筛网；3 3含纸垃圾；含纸垃圾；4 4转子；转子； 5 5斗式脱水提升机；斗式脱水提升机；6 6有色金属；有色金属；7 7铁；铁；8 8循环用水；循环用水； 9 9浆液；浆液；1010减速机减速机 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 半湿式破碎半湿式破碎 图图3.3 3.3 半湿式破碎机结构原理半湿式

6、破碎机结构原理 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 破碎比和破碎段破碎比和破碎段 在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为 破碎比。破碎比表示废物粒度在破碎过程中减少的倍数， 也表征废物被破碎的程度。其计算方法有两种： 固体废物破碎前的最大粒度（Dmax）与破碎后最大粒 度（dmax）来计算破碎比i，即 maxmax /iDd 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 用固体废物破碎前的平均粒度（Dcp）与破碎后平均 粒度（dcp）来计算破碎比i，即 总破碎比等于各段破碎比的乘积： / cpcp iDd

7、123n iiiii 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 破碎流程破碎流程 图图3.4 3.4 破碎的基本工艺流程破碎的基本工艺流程 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 单纯的破碎流程单纯的破碎流程 见图3.4中（a），具有组合简单、操作控制方便、占地 面积少等优点，但破碎产品的粒度不高。 带有预先筛分的破碎流程带有预先筛分的破碎流程 由图3.4中（b）所示，其特点是预先筛分废物中不需要 破碎的细粒，相对地减少了进入破碎机的总给料量，避 免过度粉碎，有利于减耗节能。 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3

8、.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 带有检查筛分的后两种破碎流程带有检查筛分的后两种破碎流程 由图3.4中（c）和（d）所示，其特点是能够将破碎 产物中大于所要求尺寸的产品颗粒分选出来，送回 破碎机进行再破碎。因此，该流程可获得完全符合 粒度要求的产品。 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 颚式破碎机颚式破碎机 简单摆动型颚式破碎机 图图3.5 3.5 简单摆动型颚式破碎机简单摆动型颚式破碎机 1 1机架；机架；2 2固定齿板；固定齿板；3 3动颚齿板；动颚齿板； 4 4前肘板；前肘板； 5 5可动颚板；可动颚板；6 6心轴；心轴；7 7偏心轴；偏心轴；8 8连杆；

9、连杆；9 9飞轮；飞轮； 1010后肘板；后肘板；1111拉杆；拉杆；1212调整千斤顶调整千斤顶 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 图图3.63.6简摆颚式破碎机工作原理示意图简摆颚式破碎机工作原理示意图 1 1心轴；心轴；2 2偏心轴；偏心轴；3 3连杆；连杆；4 4后肘板；后肘板；5 5前肘板前肘板 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 复杂摆动型颚式破碎机 图图3.7 3.7 复杂摆动型颚式破碎机复杂摆动型颚式破碎机 1 1机架；机架；2 2可动颚板；可动颚板；3 3固定颚板；固定颚板；4 4，5 5破碎齿板；破碎齿板；6 6偏偏 心转动

10、轴；心转动轴；7 7轴孔；轴孔；8 8飞轮；飞轮；9 9肘板；肘板；1010调节楔；调节楔；1111模块；模块； 1212水平拉杆；水平拉杆；1313弹簧弹簧 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 图图3.83.8复摆颚式破碎机工作原理示意图复摆颚式破碎机工作原理示意图 1 1固定颚板；固定颚板；3 3可动颚板；可动颚板；4 4前（后）推力板；前（后）推力板；5 5偏心轴偏心轴 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 新型颚式破碎机 图图3.9 3.9 新型颚式破碎机新型颚式破碎机 1 1飞轮；飞轮；2 2偏心轴；偏心轴；3 3动颚；动颚；4 4定颚（

11、机体）；定颚（机体）； 5 5转子；转子；6 6齿轮箱；齿轮箱；7 7下料斗；下料斗；8 8联轴器；联轴器；9 9电机；电机； 1010三角带；三角带；1111皮带轮；皮带轮；1212进料斗进料斗 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 双腔颚式破碎机 图图3.10 3.10 双腔颚式破碎机机构示意图双腔颚式破碎机机构示意图 1 1固定颚板固定颚板a a；2 2活动颚板活动颚板a a；3 3动颚；动颚；4 4偏心轴；偏心轴；5 5连杆；连杆； 6 6活动颚板活动颚板 b b；固定颚板；固定颚板b b；I I破碎腔破碎腔a a；IIII破碎腔破碎腔b b 固体废物处理与处置固

12、体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 振动颚式破碎机 图图3.11 3.11 振动颚式破碎机振动颚式破碎机 1 1机座；机座；2 2颚板；颚板；3 3不平衡振动器；不平衡振动器；4 4扭力轴扭力轴 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 锤式破碎机 图图3.12 3.12 单转子锤式破碎机的示意图单转子锤式破碎机的示意图 1 1检修孔；检修孔；2 2盖板；盖板；3 3螺栓螺栓 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 目前专用于破碎固体废物的锤式破碎机有以下几种类型： BJD型普通锤式破碎机 图图3.13 BJD3.13 BJD型普通锤式破碎机型普通锤式

13、破碎机 1 1锤子；锤子；2 2旁路；旁路；3 3格栅；格栅；4 4测量头测量头 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 BJD型破碎金属切屑的锤式破碎机 图图3.14 BJD3.14 BJD型破碎金属切屑的锤式破碎机型破碎金属切屑的锤式破碎机 1 1衬板；衬板；2 2弹簧；弹簧；3 3锤子；锤子；4 4筛条；筛条；5 5小门；小门； 6 6非破碎物收集区；非破碎物收集区；7 7给料口给料口 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 Hammer Mills型锤式破碎机 图图3.15 Hammer Mills3.15 Hammer Mills型锤式破碎机型

14、锤式破碎机 1 1切碎机本体；切碎机本体；2 2锤头（小）；锤头（小）；3 3锤头（大）；锤头（大）；4 4压缩给料压缩给料 机；机；5 5切断垫圈；切断垫圈；6 6栅条；栅条；7 7输送器输送器 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 Novorotor型双转子锤式破碎机 图图3.16 3.16 NovorotorNovorotor型双转子锤式破碎机型双转子锤式破碎机 1 1细粒级产品出口；细粒级产品出口；2 2风力分级器；风力分级器；3 3物料入口物料入口 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 冲击式破碎机冲击式破碎机 图图3.17 3.17 Un

15、iversaUniversa型冲击式破碎机型冲击式破碎机 1 1板锤；板锤；2 2筛条；筛条；3 3研磨板；研磨板；4 4冲击板；冲击板；5 5链幕链幕 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 图图3.18 3.18 HazemagHazemag型冲击式破碎机型冲击式破碎机 1 1固体废物；固体废物；2 2一级冲撞板（固定刀）；一级冲撞板（固定刀）； 3 3二级冲撞板（固定刀）；二级冲撞板（固定刀）；4 4排出口；排出口； 5 5旋转打击刀旋转打击刀 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 图图3.19 3.19 内通道式破碎机结构示意图内通道式破碎机结

16、构示意图 1 1进料斗；进料斗；2 2机盖；机盖；3 3主轴；主轴；4 4筒体；筒体；5 5上转子；上转子； 6 6下转子；下转子；7 7底盘；底盘；8 8机座；机座； 9 9带轮；带轮；1010下料斗；下料斗；1111张紧装置；张紧装置；1212电动机电动机 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 剪切式破碎机剪切式破碎机 Von Roll型往复剪切破碎机 图图3.20 Von Roll3.20 Von Roll型往复剪切破碎机型往复剪切破碎机 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 Lindemann型剪切破碎机 图图3.21 3.21 Lindem

17、annLindemann型剪切破碎机型剪切破碎机 1 1剪切刀片；剪切刀片；2 2压紧器；压紧器；3 3送料器；送料器； 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 旋转剪切破碎机 图图3.22 3.22 旋转剪切式破碎机旋转剪切式破碎机 1 1旋转刀；旋转刀；2 2固定刀固定刀 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 油压式剪切破碎机 图图3.23 3.23 油压式剪切破碎机油压式剪切破碎机 1 1加料仓；加料仓；2 2推料装置；推料装置；3 3预压缩装置；预压缩装置；4 4推料板；推料板； 5 5给料台；给料台；6 6压紧装置（冲压）；压紧装置（冲压）；

18、7 7横向剪切刀；横向剪切刀； 8 8纵向剪切刀（横切）；纵向剪切刀（横切）；9 9剪切装置（刀具）剪切装置（刀具） 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 辊式破碎机 图图3.24 3.24 光面双辊式破碎机光面双辊式破碎机 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 辊式破碎机 （a a）双齿辊破碎机；）双齿辊破碎机； （b b）单齿辊破碎机）单齿辊破碎机 图图3.25 3.25 齿辊破碎机工作原理齿辊破碎机工作原理 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 颚辊破碎机 图图3.26 3.26 颚辊破碎机破碎原理图颚辊破碎机破碎原理图

19、1 1颚式破碎机；颚式破碎机；2 2破碎物料；破碎物料；3 3对辊破碎机；对辊破碎机；4 4减振弹簧减振弹簧 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 自冲击破碎机自冲击破碎机 图图3.27 “3.27 “石打石石打石”自破碎自破碎 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 废钢破碎机废钢破碎机 废钢铁已被公认为理想的炼钢原料，随着国民经济的发 展和人民生活水平的提高，机械设备、汽车、家用电器 等不但数量增多，而且更新周期缩短，产生了大量的含 有废钢铁的固体垃圾，这也促进了废钢铁加工业的发展。 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 破碎

20、机破碎机 处理后的处理后的 废钢的特点废钢的特点 料形整齐，规格相近 有较高的堆比重 有较高的堆比重 纯度较高 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 利用破碎钢利用破碎钢 进行钢铁冶炼进行钢铁冶炼 的优点的优点 收得率高 钢水的化学成份稳定，硫 磷含量低 冶炼周期缩短 炉内衬里寿命延长 空气污染和炉渣减少 每吨钢水的耗电量降低 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 利用破碎机利用破碎机 进行废钢的进行废钢的 加工回收，加工回收， 存在的优势存在的优势 扩大了加工回收范围 价值空间高 运输方便、高效 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破

21、碎设备 废钢破碎机是废钢破碎线的主体设备。 Newell公司的SHD型破碎机 图图3.28 SHD3.28 SHD型破碎机构造图型破碎机构造图 1 1安全帘；安全帘；2 2进料滚筒；进料滚筒；3 3不可破碎物排放门；不可破碎物排放门； 4 4转子；转子；5 5筛；筛；6 6钢砧；钢砧；7 7废钢料废钢料 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.1.4 破碎设备 Lindemann公司ZK型破碎机 图图3.29 ZK3.29 ZK型破碎机构造图型破碎机构造图 1 1废钢；废钢；2 2进料辊；进料辊；3 3压盖；压盖；4 4转动压臂；转动压臂；5 5转子；转子； 6 6旋转格栅；旋转格栅；7 7

22、活动铁砧；活动铁砧；8 8抽尘装置抽尘装置 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.2 细磨 3.2.1 3.2.1 细磨原理和方法细磨原理和方法 3.2.2 3.2.2 细磨设备细磨设备 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.2.1 细磨原理和方法 细磨是固体废物破碎过程的后续，在固体废物处理与资 源化中得到广泛的应用。通常细磨有三个目的： 对废物进行最后一段粉碎，使其中各种成分单体分离， 为下一步分选创造条件； 对多种废料原料进行粉磨，同时起到把它们混合均匀 的作用； 制造废物粉末，增加物料比表面积，加速物料化学反 应的速度。 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.2.2 细磨设

23、备 球磨机 图图3.30 3.30 球磨机结构球磨机结构 （a a）和工作原理；（）和工作原理；（b b）示意图）示意图 1 1筒体；筒体；2 2端盖；端盖；3 3轴承；轴承；4 4大齿轮；大齿轮；5 5钢球钢球 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.2.2 细磨设备 球磨机中钢球被提升的高度与抛落的运动轨迹，主要由 筒体的转速和筒内的装载量决定。当装载量一定时，球 磨机以不同转速回转时，筒体内的磨介可能出现三种基 本运动状态。 （a a）泻落状态；（）泻落状态；（b b）抛落状态；（）抛落状态；（c c）离心状态）离心状态 图图3.31 3.31 磨介的运动状态磨介的运动状态 固体废物处

24、理与处置固体废物处理与处置 3.2.2 细磨设备 溢型球磨机 图图3.32 3.32 流溢型球磨机构造图流溢型球磨机构造图 1 1筒体；筒体；2 2端盖；端盖；3 3大齿圈；大齿圈；4 4轴承；轴承；5 5、6 6衬板；衬板； 7 7给料器；给料器；8 8给料管；给料管；9 9排料管；排料管；1010人孔人孔 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.2.2 细磨设备 格子型球磨机 图图3.33 3.33 格子型球磨机工作原理示意图格子型球磨机工作原理示意图 1 1格子板；格子板；2 2举板举板 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.2.2 细磨设备 图图3.34 3.34 格子型球磨机构

25、造图格子型球磨机构造图 1 1给料器；给料器；2 2进料管；进料管；3 3主轴承；主轴承；4 4端衬板；端衬板；5 5端盖；端盖； 6 6筒体；筒体；7 7筒体衬板；筒体衬板； 8 8人孔；人孔；9 9楔形压条；楔形压条；1010中心衬板；中心衬板；1111排料格子板；排料格子板； 1212大齿轮；大齿轮；1313端盖；端盖； 1414锥形体；锥形体；1515楔铁；楔铁；1616联轴节；联轴节；1717电动机电动机 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.2.2 细磨设备 风力排料球磨机 图图3.35 3.35 风力排料球磨机构造图风力排料球磨机构造图 1 1给料口；给料口；2 2密封装置；

26、密封装置；3 3筒体；筒体；4 4石棉垫；石棉垫； 5 5毛毡；毛毡；6 6端盖；端盖；7 7排料口排料口 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.2.2 细磨设备 给料器 （a a）鼓式：）鼓式：1 1壳体；壳体；2 2盖子；盖子；3 3隔板隔板 （b b）蜗式：）蜗式：1 1勺子；勺子；2 2勺头勺头 （c c）联合式：）联合式：1 1壳体；壳体；2 2勺子；勺子；3 3勺头；勺头；4 4盖子盖子 图图3.36 3.36 给料器示意图给料器示意图 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.2.2 细磨设备 棒磨机棒磨机 棒磨机和溢流型球磨机结构基本类似，但是前者采用钢 棒作为细磨介质。为

27、了防止筒体旋转时钢棒歪斜而产生 乱棒现象，棒磨机的锥形端盖敷上衬板后，内表面是平 直的。钢棒长度一般比筒体长度短2050 mm。 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.2.2 细磨设备 砾磨机砾磨机 砾磨机是一种用砾石或卵石作细磨介质的细磨设备，是 古老的细磨设备之一。由于细磨机的生产率与细磨介质 的比重成正比，因此砾磨机的筒体尺寸要比相同生产率 的球磨机大。同时，其衬板一般要求能够夹住细磨介质， 形成“自衬”，以减少衬板磨损，加强提升物料能力和 固体废物间的粉碎作用。 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.2.2 细磨设备 自磨机自磨机 自磨机又称无介质磨机，分干磨与湿磨两种。干式自

28、磨 机的物料粒度一般为300400 mm，一次磨细到0.1 mm 以下，粉碎比可达30004000，比球磨机等有介质磨机 大数十倍。 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.3 低温破碎 3.3.1 3.3.1 低温破碎原理和流程低温破碎原理和流程 3.3.2 3.3.2 低温破碎的应用低温破碎的应用 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.3.1 低温破碎原理和流程 常温破碎装置噪声大、振动强、产生粉尘多，此外还具 有爆炸性、污染环境以及过量消耗动力等缺点。在选用 不同类型的机械设备时，需要根据实际情况，通过多种 方案的比较，尽量减少弊病，满足处理的需要。 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 3.3.1 低温破碎原理和流程 将固体废物如钢丝胶管、 汽车轮胎、塑料或橡胶 包覆电线电缆、废家用 电器等复合制品