城市垃圾分选工艺设计说明书

1、城市垃圾分选工艺设计说明书1.1 垃圾的来源与危害垃圾按来源大致可分为生活垃圾、一般工业固体废物、和危险废物三种。生活垃圾是指 在人们日常生活中产生的废物，包括食物残渣、纸屑、灰土、包装物、废品等。固体废物如 不加妥善收集、利用和处理处置，将会污染大气、水体和土壤，危害人体健康。垃圾的气味 是最直观的气体污染，但是更为严重的是垃圾燃烧形成的二嗯英等致癌性毒物。垃圾的填埋 会污染土壤以及地下水。垃圾的危害直接使人们的生活环境降低，间接的影响健康，比之水 污染和空气污染带来的危害轻但也不容忽视。1.2 设计目的和意义(1)通过设计进一步消化和巩固本门课程所学容，并使所学知识系统化，培养运用所学 理

2、论知识进行城市生活垃圾综合分选处理系统设计的初步能力；(2) 了解工程设计的容、方法及步骤，培养确定固体废物处理与处置系统的设计 方案，进 行设计计算、绘制工程图，应用技术资料，编写设计说明书的能力。2 .原始资料设计规模140t/d的某城市生活垃圾分选系统垃圾主要成分见表1。表1垃圾成分设计参数取值垃圾组分有机物无机物纸类金属塑料玻璃其他含量外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。垃圾容量平均值为0. 43t/m 3,换水率为49. 4%。垃圾热值：1923kJ/kgo分选系统工作

3、量为140t/d ;日工作时间为9h。3 .分选工艺流程本次课程设计确定工艺从我国目前城市生活垃圾处理现状出发，考虑到原生垃圾成分复杂，劳动力资源又丰富，采用机械为主，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，回收利用经济效率不高。故可直接将这部分作为垃圾焚 烧原料。分选工艺采用城市生活垃圾简易处理方法，以分选产物作为填埋、堆肥和焚 烧为目的。分选工艺流程如图1所示。轻泪;一易气那分选 燃料申市r.忧圾按燮II I匝御井I牛活垃圾一科人工手选I 一ra *选择性豳机；1一和机堆肥腔T埔上辉卜*有机物一滇忙:冷I端卜”碎孔玻璃V M图i垃圾分选工艺流程4 .分选工艺系统的设计计

4、算及设备选用1 .垃圾分选系统设计方案的分析确定。2 .垃圾储料仓设计计算。3 .分析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。4 .皮带运输机计算及布置，并计算各段的长度，点击功率。5 .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容。课程设计说明书应有封面 ，目录，前言，正文，小结 及参考文献等部分，文字应简明，通顺，容正确，完整，装订成册。6 .图纸垃圾分选系统工艺流程及高程图一。流程图按比例绘制，标出设备、管件编号及标高，并附明细表。分选系统平面、剖面布置图1,平面布置图中应有方位标志。

5、5.工艺设计计算5. 1分选工艺物料衡算以 140t/d垃圾分选系统按设计规模、每天工作时间，每个分选设备物料走向逐步计算。 处理能力进行计算(1) 垃圾分选厂每小时的处理量QoTQ每天的垃圾处理量，Q =140t/d;T 天的工作时间，T =9h/doQ Q 140 一 T 915,5(t/h)(2)人工分选人工手选去除垃圾中的大块金属、塑料、玻璃瓶、建筑材料等，以利于后续处理。据经验，经人工手选后大约1%大块金属、0.6%玻璃、2. 0%塑料和约0. 5%其他无 机物质被 选出，即：金属 q Qo 1. 0%15. 5 1.0% 0. 155 (t/h)玻璃Q2Qo 0. 6% 15. 5

6、 0. 6%0. 093 (t/h)塑料 q3 Qo 2. 0%15. 5 2. 0%其他 Qi Qo 0. 5%15.5 0. 5%0. 31 (t/h)0. 0775 (t/h则经过人工手选可分出的垃圾有Qi =Qi+q2+q3+qF0. 155+0. 093+0. 31+0. 0775=0. 6355 (t/h)磁选垃圾经过磁选滚筒理论上可以分选所有的金属：Q2 Qo 1. 58% 15. 5 1. 58% 0. 2449 (t / h)(4)选择性破碎机 筛上物主要是纸、布、革、塑料、部分有机物等 4 50mm的物质Q3 Qo (20% 2. 68% 3. 13%) 15. 5 25.

7、 81% 4. 0005 (t/h) 筛下物为du 50mm的被破碎的无机物、无机物、玻璃及其他碎土等。风选轻组分主要为粉尘、塑料纸等Q4Qo (2. 68% 3. 13%) 15. 5 5. 81% 0. 9005 (t/h)重组分主要是有机物Q5 Qo 20% 15. 5 20% 3. 1 (t/h)(6) 滚筒筛分滚筒筛分主要对选择性破碎机筛下物进行进一步分选，筛下物中主要有无物、部分有机物、碎玻璃等。选择筛孔为 10 10 mm筛上为dP 10mm的有机物Q6 Qo 34. 3% 15. 5 34. 3% 5. 3165 (t/h)筛下物为碎土、石渣等无机物和碎玻璃Q7Qo (31.

8、3% 0. 6% 2. 31%) 5. 303 (t/h)(7) 废物的全过程总的质量为Q总Q 总 Qi Q2 Q Qs Q6 Q70. 6355 0. 2449 0. 9005 3. 1 5. 3165 5.303 15. 5004 (t/h)5. 2垃圾储料仓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 理量的。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 的容量应可提供两天的最大处理量。1 .仓体容积式中：B 储存时间，d ；q 最大日处理量，t/d ;E一有效容积系数，在0. 8-0.9之间；c一垃圾有效密度(有效密度的系数在L

9、 1-1.3 ), t/m3取：B =2d, q=140t/d, E =0. 85, c =0. 43 x 1.2 t/m ,贝 U2 14030. 85 0.43 1.2638. 4 (m )圆整后取V 640(m3)2 .仓体尺寸计算每个小仓的体积V,一；长度a, m;宽度b, m;深度c, m贝 |J： V=ax bx c取 a=20m, b=8m, c=4m;V=20X 8x 4=640 (n3) =640m3可以满足要求。3 .3吊车、抓斗的选择根据垃圾最大日处理量选择吊车、抓斗、其工艺参数如表2p QT 0. 953 (t)N 50 60表2吊车工艺参数项目参数设计依据项目参数设计

10、依据数量1台垃圾最大日处理量运行周期143s吊车运行各种动作的速度吨位1.25t抓斗容量实际运行时间50mi n/h跨度7m储料坑跨度供给能力20t/h抓斗抓起量吊车供给能力由下式计算P T 0式中：Q 一吊车的供给能力，t/hP一抓斗一次抓起量，t;Nlh吊车实际工作时同T一吊车运行周期，h ；贝U即抓斗一次抓起量0. 953t即可满足生产需求。选择一次抓起量为1500kg的抓斗4 .4磁选设备的选择(a)带式磁选机(b)皮带机磁流筒式做选机(c)独立鼓式磁选机经过人工分选后进入磁选机进行分选的垃圾量为Q Qo Qi15.5-0.635514.8645( t/h)已知垃圾的含水率为49. 4

11、%,垃圾容量平均值为0.43t/m ,根据以上数据选择CT612永磁筒式磁选机，其主要技术参数如表3所示。表3 CT612永磁单筒磁选机主要技术参数型号CT612筒径(mrh600给料粒度(mm220筒长(mm1200电机功率(kw)1. 5筒表场强(KA/m80 -400分选粒度(mm)0 0. 6处理能力(t/h)10 20机重(kg)15005. 5滚筒破碎机选择滚筒破碎机其机身主体的形状是用筛板做成的圆筒， 工作过程中既有破碎又有筛分的作用，并能达到选分的作用。(1) 选型根据垃圾破碎分选工艺要求选择国产滚筒破碎机，具体技术特征如表表4滚筒破碎机技术特征规格3000 x 6000规格3

12、000 x 6000生产能80 -120筛孔尺寸/mm50(t/h -1)直径/m3提升板高度300滚筒长度/m6/mm型号BJ02-72-4倾角/度3电动机功率/kw30转数12转数1460/(r/mi n)/(r/mi n)滚筒断面示意图(2)计算校核根据式s T断面装料面积为(1/3. 5?珂物料跌落所需时间为180 2113n sin(90), cos(90)t2T 1.672 2虫,取经验值 60 ,10,横/18/2)1. 13 (m2)T ti t21.67(s)3 124 1.5o o、sin (9060 ) cos (90 60)0.68 (s)3. 140. 68 2. 3

13、5 (s)当筛体倾斜安装时，实际物料轨迹为不规则的螺旋线，该螺旋线的螺距即物料跌落一次向前所走的距离，即I 4Rsin2(90) cos (900) tan4 1.5 sin190。60。)cos (90 60) tan3。0. 0681 (m)物料沿滚筒轴向前的前进速度v为1 0.0681 vT 2.350. 0290滚筒破碎机实际生产能力为Q 3600S v 3600 1. 13 0. 0290 0.45 0.4121.76(t/h) 15. 5t/h则所选择的破碎机能满足处理量的要求。5. 6垃圾滚筒筛垃圾滚筒筛利用做回转运动的筒形筛体将垃圾按粒度进行分级，工作时，筒形筛体倾斜安装，倾角

14、一般在4。8。其结构及设计原理同选择性破碎机类似，只是 没有提升 板。垃圾滚筒筛设计参数主要有几何参数、运动参数和动力参数。几何参数包括筛体长度、 筛体直径、安装倾角和筛孔尺寸，运动参数指筛体转速；动力参数为筛体的驱动功率。滚筒筛的筛孔尺寸的确定是根据被筛分的垃圾组成及对筛上、筛下物的要求和它的具体 用途来确定。若用于除去垃圾中的渣土等效粒级物料时筛孔可取较小值。当除去粗大物料 时，筛孔尺寸可取较大值。筛体支撑筛子机架垃圾滚筒筛示意垃圾滚筒筛筛分处理量为Q6 Q7 5.3165 5. 303 10. 6195(t/h)滚筒筛主要参数确定如下：(1)设计筛体长度4n,筛体直径1. 6m,筛孔取1

15、0mm 10mm安装倾角4。(2)筛分效率和生产率。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12mni筛分效率80%选取筛分效率为90%(3)滚筒筛转速通常为了获得较好的筛分效率，应使物料在筛体做较大的翻动，滚筒筛临界30 fg 30 (9.81 “ 必根据实验表明，垃圾滚筒筛回转速度一般取临界转速的30%- 60液为理想，则取滚筒筛转速为12r/mino料在筛体的停留时间根据研究表明，当筛分垃圾时，要得到75%上的筛分效率，停留时间应达到25s30s,甚至更长。所以取垃圾在滚筒停留时间为50s,则物料在筛体沿轴向运动的平均速度为0. 08 (m /

16、s)筒筛有用功率据资料推导，筛分机有用功率为cos (908sin (90tan 453. 14 0. 8 9. 81 (9 8 cos230j ) sin- 30，tan 40 4546. 96 (kW)实际使用的驱动电动功率还应考虑机械传动损失。(4)选型根据以上计算，选用DS型系列垃圾滚筒式筛分机，是从我国城市垃圾处理工作的需要出发，研究的适合我国国情的、价格低廉的滚筒筛选机，型号为 DS-60,外形 尺寸6.5 X2. 5 X2.2m,倾角为4。，设备质量7. 5kg,功率(7.5+L5 ) KV,滚筒转 速 18. 5r/min,垃圾含水率为35%-55%筛分率可达80%-90%可用

17、于粗细分选，也可 用于有机物、 无机物的分选。5. 7风选设备对本风选工Z,选用简易立式风选设备给料重质组分简易立式风选设备气流速度确定 风力分选主要将低密度、空气阻力大的塑料、废纸等和具有高密度、空气阻力小的重质有机物分开。部分物料密度如表 5表5部分物料密度物质塑料玻璃砖干砂有机物密度 / (kg/m 3)9202500184025001200轻质物料以塑料为参考，其悬浮气速为6. 67 ( m/s)Vo. s .920100 100重质物料以有机物为参考，其悬浮气速为Vos 22 1200 7. 62 (m/s)100 100则选取气流速度为6. 7m/so(2)立式风选几何参数的确定关

18、于风力分选设备的计算设计计算目前尚无成熟的方法可借鉴，对于立式分选垂直段主要目的是将纸类、塑料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，精确的计算还需要实验及有关的理论进行研究。选择气体速度根据气力输送设计原则确定垂直段管长7nl考虑所分选物料为不规则纸类、塑料等，选择管径lOOmmo设高压端气体密度为3kg/nA故所选气速相当于气体质量速度G=6. 7X 3=20. 1 (kg/m2 s)。估算气-固比垃圾分选主要去除塑料及纸类，设其堆积密度b 560kg/m3m7气-固比为勿者牙175初(詈严陵7所需空气量计算Q14.0005 1000Gt - 21.43(kg/

19、h)m 186.7取空气重度为1. 25kg/m3,则空气体积流量为30. 29m /minGt 21.43317. 144 (m /h)车 1. 25按所选管径lOOmn和气速,所需空气体积流量为2Qk v Dt 6. 743. 1420. I230. 0526 (m3/s)33. 156m3/min故可选用3. 2m7min空压机一台能够满足要求。室温为300K,则气体压降计算 设管平均绝对压力为2kg/n)2(lkg/ni2=9.8Pa),平均重度为Mp q2. 355(kg/m3) RT 0.0821 300 垂直管压降p 2m gH 2 186. 7 2. 355 7 6155. 5

20、 (kg / m2)(3)旋风分离器选择根据气体流量3. 156m7min和入口风速6. 7m/s,选取XLP/A-3.0型旋风分离器，其允许进口风速12m/s,处理量750riVh。5. 8输送带在垃圾分选工艺中，带式输送机是主要的运输机械，它连接各个分选设备。因此，各 分选设备段之间的输送带带宽、带长、带速及输送带的安装位置需根据具体情况分别估 算。(1)输送带I带宽确定输送带I主要输送从垃圾储坑经过初级篦子送入的及由输送带送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。故带速不宜选择过快，选取带速为0. 3m/s 。由于垃圾的密度较小和较松散，所以一般用槽式胶带输送带。胶带输送机

21、的输送 能力由下式计算。Q=3600 Fb v p c式中输送能力，由物料衡算知Q近似取15. 5t/h ；邑物料在胶带的截面积，m；-输送带运行速度，取0.3m/s ；物料的堆密度，对垃圾取0.43t/m 3；-倾角系数。对有人工手选输送带应水平放置，故 c=l物料在胶带上堆积的断面积1 on输送机倾角系数与倾角的关系对于槽型输送带上物料堆积的断面积为F F 2 sin2 45 o 12 tg20Fb i 2 J45 亏B2B2其中，胶带的槽角a选取TD72型为20。则15. 5=3600 X (0. 2541-0. 1531 X B) X 0. 3 X 0. 43 X 1则带宽为：B=l.

22、2 (m,取带宽为L 2m电动机功率计算在确定胶带输送机的电功率以前，首先要计算传动滚筒的轴功率。转动滚筒轴功 率的计算公式（式中参数数据取自文献）为I II IIIN k k N N Nk v k0 3 4 0 0 058ks 尾部该向滚筒功率系数；k 4 一中部该向滚筒功率系数；No -传动滚筒的功率，kw；N。一胶带空转的功率，kw；N。一物料水平运输的功率NJ 一物料垂直提升的功率，kw；XVb一梨式卸料器，胶带清料器和料板所需的功率，kw,丫 b一物料加速率所需功率，kwo胶带空转的功率N； =kiLhV式中：取决于胶带宽和托银阻力系数，对输送垃圾的槽型胶带可取ki=0. 0318；

23、L一胶带输送机水平投影长度，mV胶带运行速度，m/s；则No =kiLhV=O. 0318X 20X 0. 3=0. 1908kw物料水平运输功率IINo =Qk2 Lh式中：k2一物料水平运动功率系数，5. 45X 10-5；Q一胶带输送机的输送量，t/h ;贝UN0=Qk2Lh=5. 45 X 10 X 15. 5 X 20=0. 016895kw物料垂直提升功率No =0. 00273 X QH)式中：H)一提升高度，m则No =0. 00273 X QH)=O. 00273 X 15. 5 X 0=0kw因此 ：nUNo k3k4No No No kv ks=1. 5 X 1.05 X

24、 (0. 1908+0. 016895) + (1. 4+1. 5+0. 23+2. 25) X 0. 3 +0. 1 X 0. 45=1. 99kw电动机功率为kN式中：k一功率安全系数，满载起动系数，一般k=1.0 ； n总传动效率，对胶面传动滚筒，n取0.90因此，电动机功率为199N12.21 kW0. 90故选用Y100L-2型三相异步电动机，额定功率为3.0 kWo输送带U带宽的确定输送带U主要用于输送由滚筒破碎机筛上物（主要为废纸、塑料及部分有机物）至风选设备。其计算方法如（1）,由物料衡算，此时输送量Q =4.0005t/h。倾角15 倾角系数C取0.885。带速取l.Om/s

25、,则输送带带宽为4. 0005 3600 0. 2514-0. 1531 B2 1.0 0.43 0. 885得带宽为:B=l.27(m)取带宽为1.3mo电动机功率计算已知 Lh 40m, v 1.0m/s, Q 4. 0005t/h, H 10m。采用滚动轴承，查得 3 =0. 030,.0. 0318, k2 8. 17 10 5, k3 1.03, k4 1.005,导料挡板 k5 2. 25,空段 清扫器 k6 0. 23,弹换清扫器k7 1.5, ks 0. 18o将以上各数据带入计算式，转动 滚筒轴功率为 XalaNo ks ki No No Nokv ks得到传动滚筒轴功率为：

26、5No 0.0318 40 1.0 8. 17 104. 0005 40 0. 00273 4. 0005 10 1.03 1.0052. 25 0. 23 1.0 1.0 0. 18 0. 43 5. 0 kW电动机功率为No5.0N k01.05. 55 kW0.9故选Y132M-4型电动机，额定功率为7.5kW。输送带川宽度确定输送带川主要用于输送自滚筒破碎机筛下物(主要为无机物、碎石渣、玻璃及部分有机物)送至滚筒筛。取带速为L5m/s,输送倾角10,倾角系数为0.957,由物 料衡算 此时输送量为Q=Q+Q=5. 3165+5. 303-10. 6195t/h,计算方法同上。经计算取 输送带宽为 1. 3m o电动机功率计算取 Lh 20m, v 1. 5m/s, Q 10. 6195t/h, H 5m。采用滚动轴承，查得=0. 030, kI0. 0318, k2 8. 17 10 5, ks 1. 08,1.005,导料挡板2. 25,空段清扫器k6 0.23,弹换清扫器k7 1.5, ks 0. 36o将以上