固体废弃物资源化实验指导书-固体废弃物资源化实验教材

1、固体废弃物资源化 实验教材 马东 主编 资源与环境学院环境工程教研室 1实验一、固体废物的破碎实验一 、 实 验 目 的 和 意 义本 实 验 为 设 计 研 究 型 实 验 。 通 过 学 生 主 设 计 固 体 废 物 的 破 碎 实验 ，使 学 生 初 步 了 解 破 碎 技 术 的 原 理 和 特 点 ，掌 握 固 体 废 物 破 碎 设 备和 流 程 的 相 关 知 识 。二 、 实 验 原 理 及 概 述固 体 废 物 破 碎 是 利 用 外 国 克 服 固 体 废 物 质 点 间 的 内 聚 力 而 使 大块 固 体 废 物 分 裂 成 小 块 的 过 程 。磨 碎 是 使 小

2、块 固 体 废 物 颗 粒 分 裂 成 细粉 的 过 程 。固 体 废 物 经 破 碎 和 磨 碎 后 ，粒 度 变 得 小 而 均 匀 ，其 目 的 如下 。（ 1） 原 来 不 均 匀 的 固 体 废 物 经 破 碎 和 粉 磨 之 后 容 易 均 匀 一 致 ，可 提 高 焚 烧 、 热 解 、 熔 烧 、 压 缩 等 作 业 的 稳 定 性 和 处 理 效 率 。（ 2） 固 体 废 物 粉 碎 后 堆 积 密 度 减 少 ， 体 积 减 少 ， 便 于 压 缩 、 运输 、 贮 存 和 高 密 度 填 埋 和 加 速 复 土 还 原 。（ 3） 固 体 废 物 粉 碎 后 ， 原 来

3、 联 生 在 一 起 的 矿 物 或 联 结 在 一 起 的异 种 材 料 等 单 体 分 离 ， 便 于 从 中 分 选 、 拣 选 回 收 有 价 物 质 和 材 料 。（ 4）防 止 粗 大 ，锋 利 废 物 损 坏 分 选 、焚 烧 、热 解 等 设 备 或 炉 腔 。（ 5） 为 固 体 废 物 的 下 下 一 步 加 工 和 资 源 化 做 准 备 。在 工 程 设计 中 ，破 碎 比 常 采 用 废 物 破 碎 前 的 最 大 粒 度（ dma x）与破 碎 后 的 最 大 粒 度（ dma x）之 比 来 计 算 。这 一 破 碎 比 称 为 极 限 破 碎 比 。通 常 ，

4、根 据 最 大 物 料 直 径 来 选 择 破 碎 机 给 料 口 的 宽 度 。maxmaxddi破碎产物的最大粒度废物破碎前最大粒度=在 科 研 理 论 研 究 中 破 碎 比 常 采 用 废 物 破 碎 前 的 平 均 粒 度 （ dc p）与 破 碎 后 的 平 均 粒 度 （ dc p） 之 比 来 计 算 。2cpcpddi破碎产物的平均粒度废物破碎前平均粒度=这 一 破 碎比 称 为 真 实 破 碎 比 ， 能 较 真 实 的 反 映 废 物 的 破 碎 程 度 。三 、 破 碎 设 备 与 原 理破 碎 固 体废 物 常 用 的 破 碎 机 类 型 有 颚 式 破 碎 机 、

5、冲 击 式 破 碎 机 、辊 式 破 碎 机 、 剪 切 式 破 碎 机 、 球 磨 机 及 特 殊 破 碎 等 。1 颚 式 破 碎 机颚 式 破 碎 机 出 现 了 1858 年 。 它 虽 然 是 一 种 古 老 的 破 碎 设 备 ， 但是 由 于 具 有 构 造 简 单 、工 作 可 靠 、制 造 容 易 、维 修 方 便 等 优 点 ，所 以至 今 仍 获 得 广 泛 应 用 。颚 式 破 碎 机 通 常 都 是 按 照 可 动 颚 板（ 动 颚 ）的运 动 特 性 来 进 行 分 类 的 ， 工 业 中 应 用 最 广 的 主 要 有 以 下 两 种 类 型 。图 2-22 颚

6、式 破 碎 机 主 要 类 型1 固 定 颚 板 ； 2 动 颚 悬 挂 轴 ； 3 可 动 颚 板 ； 4 前 （ 后 ） 推 力 板 ；5 偏 心 轴 ； 6 连 杆 ； 7 连 杆 液 压 油 缸 ； 8 调 整 液 压 油 缸（ 1）动 颚 作 简 单 摆 动 的 双 肘 板 机 构（ 简 摆 式 ）的 颚 式 破 碎 机 图2-22 （ a） 。 （ 2） 动 颚 做 复 杂 摆 动 的 单 肘 板 机 构 （ 复 摆 式 ） 的 颚 式 破碎 机 图2-22 （ b） 。 近 年 来 ， 液 压 技 术 在 破 碎 设 备 上 得 到 应 用 ， 出现 了 液 压 颚 式 破 碎

7、机 图 2-22 （ c） 。（ 1） 简 单 摆 动 颚 式 破 碎 机图 2-23 为 国 产 2100mm1500mm简单 摆 动 颚 式 破 碎 机 的 构 造 图 。它 主 要 是由 机 架 、 工 作 机 构 、 传 动 机 构 、 保 险 装 置 等 部 分 组 成 。皮 带 轮 带 动 偏 心 轴 旋 旋 转 时 ，偏 心 顶 点 牵 动 连 杆 上 下 运 动 ，也 就 牵 动3前 后 推 力 板 作 舒 张 及 收 缩 运 动 ，从 而 使 动 颚 时 而 靠 近 固 定 颚 ，时 而 又离 开 固 定 颚 。动 颚 靠 近 固 定 颚 时 就 对 破 碎 腔 内 的 物

8、料 进 行 压 碎 、劈 碎及 折 断 。 破 碎 后 的 物 料 在 动 颚 后 退 时 靠 自 重 从 破 碎 腔 内 落 下 。图 2-23 简 单 摆 动 颚 式 破 碎 机1 机 架 ； 2 破 碎 齿 板 ； 3 侧 面 衬 板 ； 4 破 碎 齿 板 ； 5 可 动 颚 板 ； 6 心 轴 ；7 飞 轮 ； 8 偏 心 轴 ； 9 边 杆 ； 10 弹 簧 ； 11 拉 杆 ； 12 砌 块 ； 13 后 推 力板 ； 14 肘 板 支 座 ； 15 前 推 力 板（ 2）复 杂 摆 动 颚 式 破 碎 机 。图 2-24 为 复 杂 摆 动 颚 式 破 碎 机 的 构造 。从

9、构 造 上 看 ，复 杂 摆 动 颚 式 破 碎 机 与 简 单 摆 动 颚 式 破 碎 机 的 区 别只 是 少 了 一 根 动 颚 悬 挂 的 心 轴 。动 顎 与 连 杆 合 为 一 个 部 件 ，没 有 垂 直连 杆 ，肘 板 也 只 有 一 块 。可 见 ，复 杂 摆 动 颚 式 破 碎 机 构 造 简 单 ，但 动颚 的 运 动 却 较 简 单 摆 动 颚 式 破 碎 机 复 杂 ，动 顎 在 水 平 方 向 有 摆 动 ，同时 在 垂 直 方 向 也 有 运 动 ， 是 一 种 复 杂 运 动 ， 故 称 复 杂 摆 动 颚 式 破 碎 机 。4图 2-24 复 杂 摆 动 颚

10、式 破 碎 机1 机 架 ； 2 可 动 顎 板 ； 3 固 定 颚 板 ； 4、 5 破 碎 齿 板 ； 6 偏 心 转 动 轴 ； 7轴 孔 ； 8 飞 轮 ； 9 肘 板 ； 10 调 节 楔 ； 11 楔 块 ； 12 水 平 拉 杆 ； 13 弹 簧复 杂 摆 动颚 式 破 碎 机 的 优 点 是 破 碎 产 品 较 细 ，破 碎 比 大（ 一 般 可达 4 8，简 摆 只 能 达 3 6） 。规 格 相 同 时 ，复 摆 型 比 简 摆 型 破 碎 能 力高 20% 30% 。2 冲 击 式 破 碎 机冲 击 破 碎 机 大 多 是 旋 转 式 ，都 是 利 用 冲 击 作 用 进

11、 行 破 碎 的 。其 工作 原 理 是 ：给 入 破 碎 机 空 间 的 物 料 块 被 绕 中 心 轴 高 速 旋 转 的 转 子 猛 烈冲 击 后 ， 受 到 第 一 次 破 碎 ， 然 后 从 转 子 获 得 能 量 高 速 飞 向 坚 硬 的 机 壁 ，受 到 第 二 次 破 碎 。在 冲 击 过 程 中 弹 回 的 物 料 再 次 被 转 子 击 碎 ，难 于 破解 的 物 料 被 转 子 和 固 定 型 板 挟 持 而 剪 断 。 破 碎 产 品 由 下 部 排 出 。冲 击 式 破碎 机 的 主 要 类 型 有 反 击 式 破 碎 机 、锤 式 破 碎 机 和 笼 式 破碎 机

12、 。这 三 类 破 碎 机 的 规 格 都 是 以 转 子 的 直 径 和 长 度 表 示 的 。下 面 介绍 目 前 国 内 外 应 用 较 多 的 、 适 用 于 破 碎 各 种 固 体 废 物 的 冲 击 式 破 碎机 。（ 1） 反 击 式 破 碎 机反 击 式 破 碎 机 是 一 种 新 型 高 效 的 破 碎 设 备 ，它 具 有 破 碎 比 大 、适 应 性 广（ 可 破 碎 中 硬 、软 、脆 、韧 性 、纤 维 性 物料 ） 、 构 造 简 单 、 外 形 尺 寸 小 、 安 全 方 便 、 易 于 维 护 等 许 多 优 点 ， 在我 国 水 泥 、火 电 、玻 璃 、化

13、工 、建 材 、冶 金 等 工 业部 门 广 泛 应 用 。反击 式 破 碎 机 生 产 率 和 电 动 机 功 率 按 下 面 的 公 式 计 算 。q = 60 k1z（ h+ ） bdnr （ t/h ）n = k2q（ kw ）式 中 ： k1 0.1 z 转 子 上 板 锤 的 数 目h 板 锤 的 高 度 ， m 板 锤 与 反 击 板 之 间 的 间 隙 ， m；b 板 锤 宽 度 ， m；d 排 料 粒 度 ， m；5n 转 子 转 数 ， r/min ；r 破 碎 产 品 堆 密 度 ， t/m3k2 约 为 0.5 1.4kw 。图 2-25 为 hazemag式 反 击

14、式 破 碎 机 。 该 机 装 有 两 块 反 击 板 （ 也叫 冲 撞 板 ） ， 形 成 两 个 破 碎 腔 。 转 子 上 安 装 有 两 个 坚 硬 的 板 锤 。 机 构内 表 面 装 有 特 殊 的 钢 制 衬 板 ， 用 以 保 护 机 体 不 受 损 坏 。图 2-25 hazemag式 反 击 式 破 碎 机 的 构 造固 体 废 物 从 上 部 给 入 ，在 冲 击 和 剪 切 作 用 下 被 破 碎 。该 机 主 要 用破 碎 家 具 、 器 具 、 电 视 机 、 草 垫 等 大 型 固 体 废 物 。 处 理 能 力 为5060m3/h， 碎 块 为30cm 。 也

15、可 以 用 来 破 碎 瓶 类 、 罐 头 等 不 燃 废 物 ， 处理 能 力 为 50 90m3/h。（ 2） 锤 式 破 碎 机锤 式 破 碎 机 可 分 为 单 转 子 和 双 转 子 两 种 。 单转 子 又 可 分 为 可 逆 和 不 可 逆 式 两 种 （ 图 2-26 ） 。 目 前 普 遍 采 用 的 为 可逆 式 单 转 子 破 碎 机 。6图 2-26 锤 式 破 碎 机1 检修孔；2 盖板；3， 4 螺栓； 5 盖板； 6 检修孔其 工 作 原理 是 固 体 废 物 自 上 部 给 料 口 给 入 机 内 ，立 即 遭 到 高 速 旋转 的 锤 子 的 打 击 、冲 击

16、 、剪 切 、研 磨 等 作 用 而 被 破 碎 。锤 子 以 铰 链 方式 装 在 各 圆 盘 之 间 的 销 轴 上 ， 可 以 在 销 轴 上 摆 动 。 电 动 机 带 动 主 轴 、圆 盘 、销 轴 以 及 锤 子 以 高 速 旋 转 。这 个 包 括 主 轴 、圆 盘 、销 轴 和 锤 子的 部 件 称 为 转 子 。在 转 子 的 下 部 设 有 筛 板 ，破 碎 物 料 中 小 于 筛 孔 尺 寸的 细 小 颗 粒 通 过 筛 板 排 出 ；大 于 筛 孔 尺 寸 的 粗 粒 被 阻 留 在 筛 板 上 并 继续 受 到 锤 子 的 打 击 和 研 磨 ，最 后 经 过 再 次

17、 破 碎 后 由 筛 板 排 出 。图 2-26（ a） 是 不 可 逆 式 破 碎 机 ， 转 子 的 转 动 方 向 如 箭 头 所 示 。图 2-26（ b）是 可 逆 式 锤 式 破 碎 机 。转 子 首 先 向 某 一 个 方 向 移 动 。该 方 向 的 衬 板 、筛 板 和 锤 子 端 部 受 到 磨 损 。磨 损 到 一 定 程 度 后 ，转 子改 为 另 一 个 方 向 旋 转 ，利 用 锤 子 的 另 一 端 有 另 一 个 方 向 的 衬 板 和 筛 板继 续 工 作 ， 从 而 使 机 器 连 续 工 作 的 寿 命 几 乎 提 高 了 一 倍 。锤 子 是 破 碎 机

18、 的 主 要 工 作 机 件 ，通 常 用 高 锰 钢 或 其 他 合 金 钢 等 制成 。由 于 锤 子 的 前 端 磨 损 较 快 ，设 计 时 应 考 虑 到 锤 子 磨 损 后 能 上 下 或前 后 调 养 。目 前 专 用于 破 碎 固 体 废 物 的 锤 子 破 碎 机 有 以 下 几 种 类 型 。 bjd 型 普 通 锤 式 破 碎 机图 2-27 为 bjd 型 普 通 锤 式 破 碎 机 的构 造 图 。该 机 主 要 用 于 破 碎 废 旧 家 具 、厨 房 用 具 、床 垫 、电 视 机 、冰7箱 、洗 衣 机 等 大 型 废 物 ，可 以 破 碎 到 50mm 左 右

19、 ，不 能 破 碎 的 废 物 从旁 路 排 出 。 bjd 型 破 碎 金 属 切 屑 式 锤 式 破 碎 机图 2-28 是 bjd 型 破 碎 金属 切 屑 式 锤 式 破 碎 机 的 构 造 图 。经 该 机 破 碎 后 ，金 属 切 屑 的 松 散 体 积减 少 3 8 倍 ， 便 于 运 输 至 冶 炼 厂 冶 炼 。 锤 子 呈 勾 形 ， 对 金 属 切 屑 施加 剪 切 、 拉 撕 等 作 用 而 破 碎 。图 2-27 bjd型普通锤式破碎机构造图 2-28 bjd 型破碎金属切屑式锤式破碎机构造1-衬板； 2-弹簧； 3-锤子； 4-筛条；5-小门； 6-非破碎物收集区；

20、7-进料口 hammer mills 型 锤 式 破 碎 机 hammer mills型 锤 式 破 碎 机的 构 造 如 图2-29 所 示 。 机 体 由 压 缩 机 和 锤 碎 机 两 部 分 组 成 ， 大 型 固体 废 物 先 经 压 缩 机 压 缩 ，再 给 入 锤 碎 机 破 碎 。转 子 由 大 小 两 种 锤 子 组成 。大 锤 子 磨 损 后 可 转 用 小 锤 子 破 碎 。锤 子 铰 接 悬 挂 在 绕 中 心 旋 转 的转 子 上 作 高 速 旋 转 ，转 子 半 周 下 方 装 有 筛 板 ，筛 板 两 端 装 有 固 定 反 击板 起 二 次 破 碎 和 剪 切

21、作 用 。该 机 主 要 用 于 废 汽 车 等 粗 大 固 体 废 物 的 破碎 。8图 2-29 hammer mills型 锤 式 破 碎 机 构 造1-破 碎 机 本 体 ； 2- 小 锤 头 ； 3- 大 锤 头 ； 4- 压 缩 给 料 机 ； 5-切 断 垫 圈 ； 6-栅 条 novorotor型 双 转 子 锤 式 破 碎 机这 种 破 碎 机（ 见 图 2-30 ）具有 两 个 旋 转 方 向 的 转 子 ，转 子 下 方 均 装 有 研 磨 板 。物 料 自 右 方 给 料 口关 入 机 内 ，经 右 方 转 子 破 碎 后 排 入 左 方 的 破 碎 腔 ，经 左 方

22、研 磨 板 运 动3/4 圆周 后 借 助 风 力 排 至 上 部 旋 转 式 风 力 分 级 机 ， 分 级 后 的 细 粒 产 品自 上 方 排 出 机 外 ，粗 粒 产 品 返 回 破 碎 机 再 度 破 碎 。该 机 的 破 碎 比 可 达30 。图 2-30 novorotor型双转子锤式破碎机构造图 2-31 辊式破碎机构造1-细料级产品出口；2-风力分级机；3-物料入口3 辊 式 破 碎 机辊 式 破 碎机 又 称 对 辊 破 碎 机 ，具 有 结 构 简 单 、紧 湊 、轻 便 、工 作可 靠 、价 格 低 廉 等 优 点 ，广 泛 用 于 处 理 脆 性 物 料 和 含 泥

23、黏 性 物 料 ，作为 中 、 细 破 碎 之 用 。如 图 2-31 所 示 ， 该 机 工 作 过 程 是 ： 旋 转 的 工 作 转 辊 借 助 摩 擦 力将 给 到 它 上 面 的 物 料 块 拉 入 破 碎 腔 内 ，使 之 受 到 挤 压 和 磨 剥 作 用（ 有时 还 兼 有 劈 碎 和 剪 切 作 用 ）而 破 碎 ，最 后 由 转 辊 带 出 破 碎 腔 成 为 破 碎产 品 排 出 。按 辊 子 表 面 构 造 分 为 光 滑 辊 面 和 非 兴 滑 辊 面（ 齿 辊 或 沟 槽辊 ） 两 大 类 。 前 者 处 理 硬 性 物 料 ， 后 者 处 理 脆 性 物 料 。光

24、 滑 辊 面只 能 是 双 辊 机 ；非 光 滑 辊 面 则 可 以 是 单 辊 、双 辊 和 三 辊9机 ， 但 在 通 常 的 生 产 工 艺 中 很 少 使 用 三 辊 机 。各 种 对 辊 机又 可 分 为 固 定 轴 承 、单 可 动 和 双 可 支 轴 承 三 种 。固 定轴 承 对 辊 机 因 异 物 落 入 后 容 易 被 破 坏 ，现 在 已 经 不 应 用 于 生 产 实 践 中了 ；双 可 动 轴 承 对 辊 机 的 优 点 是 机 座 不 受 破 碎 力 的 影 响 ，但 因 为 构 造相 对 复 杂 现 在 也 经 不 应 用 于 生 产 实 践 中 了 。对 辊 机

25、 按 两个 辊 的 转 速 一 般 分 为 快 速 （ 周 速 4 7.5m/s ） 、 慢 速 （ 周速 2 3m/s ） 和 差 速 三 种 。 快 速 对 辊 机 生 产 率 高 ，是 工 业 中 最 常 用 的一 种 。辊 式 破 碎机 传 动 装 置 分 为 单 式 传 动 和 复 式 传 动 两 种 。规 格 用 辊 子直 径 d 长 度 l 表 示 。辊 式 破 碎 机 生 产 率 q（ t/h ）和 电 动 机 功 率 n 可用 正 式 表 示 。q=188 dr0lnd 式 中 n 辊 子 转 速 ， r/min ；r0 破 碎产 品 的 堆 密 度 ， t/m3；d 破 碎

26、 产 品 的 最 大 粒 度 ， m；l 辊 子 长 度 ， m；d辊 子 直 径 ，m； 辊 子 长 度 利 用 系 数 和 排 料 松 散 度 系 数 （ 对 于 中 硬 物 料为0.2 0.3， 对 于 黏 性 和 潮 湿 物 料 ，为 0.4 0.6 ） 。n1= 1.08 klv (马 力 )（ 1 马 力=735.499w）式 中v 辊 皮 的 圆 周 速 度 ， m/s ；d ， l 分 别 为 辊 子 直 径 和 长 度 ， m；k 系 数 （ k=0.6dd+0.15 ； d和 d为 给 料 与 排 料 粒 度 ） ；n1， n2 分 别 为 光 辊 和 齿 辊 电 动 机

27、功 率 ， kw ；n 辊 子 转 速 ， r/min 。图 2-32为 双 辊 式 （ 光 面 ） 破 碎 机 结 构 图 ， 它 由 破 碎 辊 、 调 整 装置 、弹 簧 保 险 装 置 、传 动 装 置 和 机 架 等 组 成 。辊 式 破 碎 机 的 特 点 是 能耗 低 、 产 品 过 度 粉 碎 程 度 小 、 构 造 简 单 、 工 作 可 靠 等 。4 剪 切 式 破 碎 机 10这 类 破 碎机 安 装 固 定 刃 和 可 动 刃 ， 可 动 刃 分 为 往 复 刃 和 回 转 刃 ，将 固 体 废 物 剪 切 成 段 或 块 。（ 1）往 复 剪 切 破 碎 机 。其 结

28、 构 构 造 如 图 2-33 ，固 定 刃 和 可 动刃 通 过 下 端 活 动 铰 轴 连 接 ， 像 一 把 无 柄 剪 刀 。 开 口 时 侧 面 呈v 形 破碎 腔 。固 体 废 物 投 入 后 ，通 过 液 压 装 置 缓 缓 将 活 动 刃 推 向 定 刃 ，将 固体 废 物 剪 成 碎 片 （ 块 ） 。图 2-32 双辊式（光面）破碎机结构图 2-33 von roll 型往复剪切式破碎机往 复 剪 切 破 碎 机一 般 具 有 7 片 固 定 刃 和 6 片 活 动 动 刃 。刃 的 宽 度为30mm ， 由 特 殊 钢 制 成 ， 磨 损 后 可 以 更 换 。 液 压

29、油 泵 最 高 压 力 为130kgf/cm2（ 1 kgf/cm2=98.0665kpa ） ， 功 率 为 37kw ， 电 压 220v 。 该机 处 理 时 为 80 150m3/h （ 固 废 物 种 类 而 异 ） ，可 将 厚 度 为 200mm 的普 通 钢 板 剪 至 30mm ， 适 用 城 市 垃 圾 焚 烧 厂 的 废 物 破 碎 。（ 2） lindemann式 剪 切 破 碎 机 。 如 图 2-34 所 示 ， 该 机 分 为 预 备压 缩 机 和 剪 切 机 两 部 分 。固 体 废 物 送 入 后 先 压 缩 ，再 剪 切 。预 备 压 缩机 通 过 一 对

30、钳 形 压 块 开 闭 将 固 体 废 物 压 缩 。 压 块 一 端 固 定 在 机 座 上 ，另 一 端 由 液 压 杆 推 进 或 拉 回 。剪 切 机 由 送 料 器 、压 紧 器 和 剪 切 刀 片 组成 。送 料 将 固 体 废 物 每 推 进 一 次 ，压 块 就 将 废 物 压 紧 定 位 ，剪 刀 从 上往 下 将 废 物 剪 断 ， 如 此 往 复 工 作 。 11图 2-34 lindemann式剪切破碎机图 2-35 旋转剪切破碎机（ 3） 旋 转 剪 切 破 碎 机 。 其 结 构 构 造 示 于 图 2-35 ，该 机 由 固 定 刃（ 1 2 片 ） 和 旋 转

31、刃 （ 3 5） 片 及 投 入 装 置 等 构 成 ， 固 体 废 物 在 固定 刃 和 旋 转 刃 之 间 被 剪 断 。该 机 的 缺点 是 当 混 进 硬 度 较 大 的 杂 物 时 ， 容 易 发 生 操 作 事 故 。5 球 磨 机图 2-36是 球 磨 机 的 构 造 示 意 图 。 该 设 备 主 要 由 圆 柱 形 筒 体 、 端盖 、中 空 轴 承 、轴 承 和 传 动 大 齿 轮 组 。筒 体 内 装 有 直 径 为 25 150mm的 钢 球 ，两 端 装 有 中 空 轴 颈 。中 空 轴 颈 有 两 个 作 用 ：一 是 起 轴 承 的 支承 作 用 ，使 球 磨 机

32、 全 部 重 量 经 中 空 轴 颈 传 给 轴 承 和 机 座 ；二 是 起 给 料和 排 料 的 漏 斗 作 用 ，电 动 机 通 过 联 轴 器 和 小 齿 轮 带 动 大 齿 圈 和 筒 体 慢慢 转 动 。当 筒 体 转 动 时 ，在 摩 擦 力 、离 心 力 和 衬 板 共 同 作 用 下 ，产 生自 由 下 落 和 抛 落 ， 从 而 对 筒 体 内 底 脚 区 内 的 物 料 产 生 冲 击 和 研 磨 作用 ， 使 物 料 粉 碎 。 物 料 达 到 磨 碎 细 度 后 由 风 机 抽 出 。图 2-36 球 磨 机 的 构 造 示 意 121 简体； 2 端盖； 3 轴承；

33、 4大齿轮磨 碎 在 固 体 废 物 处 理 与 利 用 中 占 有 重 要 地 位 。例 如 ，用 煤 矸 石 生产 水 泥 、 砖 瓦 、 矸 石 棉 、 化 肥 和 提 取 化 工 原 料 等 ， 用 钢 渣 生 产 水 泥 、砖 瓦 、化 肥 、溶 剂 以 及 对 垃 圾 堆 肥 深 加 工 等 过 程 都 离 不 开 球 磨 机 对 固体 废 物 的 磨 碎 。 13四 、 实 验 内 容 及 步 骤1实 验 设 备颚 式 破 碎 机 主 要 用 于 破 碎 各 种 中 等 硬 度 的 岩 石 、 矿 石 和 固 体 废物 ， 是 冶 金 、 环 境 、 建 材 化 工 等 行 业

34、及 其 实 验 室 中 的 重 要 设 备 。100 （ 150 ） 破 碎 机 主 要 技 术 参 数进 料 口 尺 寸100 （ 150 ） mm 最 大 进 料 尺 寸100 （ 150 ） mm 排 料 口 尺 寸525mm 电 动 机 型 号 yo314 转速1400 转 /分功率2.2 千 瓦外 形 尺 寸 (长 宽 高 )：615380620mm 重量 190kg 生产率 480-1800kg/h 本 机器 主 要 由 机 体 、偏 心 轴 、连 杆 、颚 板 以 及 调 节 机 构 等 主 要 部份 组 成 ， 通 过 三 角 皮 带 将 动 力 传 给 连 杆 ， 带 动 活

35、 动 颚 板 进 行 破 碎 物 料 。出 料 粒 度 通 过 手 轮 ， 横 杆 等 进 行 调 节 。机 体 1 是 由 铸铁 制 成 ，上 部 有 支 承 偏 心 轴 6 的 孔 ，前 壁 装 有 固 定颚 板 2， 壁 装 有 调 节 螺 杆 12 等 装 置 ， 两 侧 均 装 有 衬 板 3。偏 心 轴 6 两侧 的 圆 锥 滚 子 轴 承 支 撑 于 机 体 上 ；两 端 安 装 皮 带 轮 8及 飞 轮 ， 间 的 两 圆 锥 滚 子 轴 承 与 连 杆 5 连 接 。连 杆 5 是 由 球 墨 铸 铁 制 成 ，上 面 装 有 活 动 鄂 板 4，下 面 的 凹 槽 作调 节

36、 机 构 的 支 撑 点 ，调 节 机 构 作 用 是 调 节 。控 制 出 料 粒 度 它 是 通 过转 动 小 乎 轮 9 带 动 螺 母 10 与 调 节 螺 杆 12 产 生 相 对 运 动 从 而 达 到 调 节和 控 制 的 目 的 ， 调 节 机 构 的 一 端 支 撑 在 连 杆 上 ， 另 一 端 通 过 横 杆11支 撑 于 机 体 上 。板 2、 4 采 用 耐 磨 性 好 的 高 锰 钢 铸 成 。 142设 备 使 用 时 应 该 注 意 的 事 项1.机 体 安 装 基 础 必 须 牢 靠 、 平 整 ， 以 防 机 体 受 力 不 均 引 起破 裂 。2.试 车

37、前 必 须 检 查 破 碎 机 的 各 个 紧 固 件 是 否 紧 固 ， 用 手 转动 皮 带 轮 观 其 是 否 灵 活 ， 发 现 不 正 常 ， 查 明 原 因 应 予 以 排 除方 可 试 车 。3.试 车 必 须 空 载 试 车 ， 空 载 试 车 时 旋 动 小 手 轮 以 检 查 调 节机 构 是 否 灵 活 、 有 无 润 滑 油 ， 空 载 10 分 钟 后 无 异 常 现 象 方 可使 用 。4.破 碎 物 料 的 硬 度 最 好 不 要 超 过 中 等 硬 度 ， 以 免 加 快 零 件的 损 坏 减 少 寿 命 。5.为 了 出 料 方 便 ， 安 装 时 可 适 当

38、 提 高 整 机 的 安 装 高 度 。3实 验 材 料 的 准 备 及 实 验1.自 备 典 型 城 市 生 活 垃 圾 、 工 业 垃 圾、 建 筑 垃 圾 等 1kg 。2.分 选 可 以 用 颚 式 破 碎 机 破 碎 的 垃 圾 ， 最 大 尺 寸 小 于100mm 。3.实 验 操 作 过 程 要 做 好 记 录 ： 根 据 破 碎 机 使 用 说 明 ， 确 定实 验 步 骤 ， 观 察 破 碎 前 后 物 料 的 物 理 尺 寸 和 表 面 化 学 变 化 ，并 对 实 验 材 料 破 碎 前 后 体 积 和 质 量 进 行 详 细 的 记 录 。4.启 动 破 碎 机 数 分

39、 钟 后 ， 将 垃 圾 投 入 破 碎 机 进 行 破 碎 。5.将 破 碎 样 品 收 集 ， 进 行 筛 分 。6. 根 据 以 上 实 验 记 录 及 数 据 计 算 ， 完 成 实 验 报 告 ， 并 对 实 验 结果 进 行 讨 论 ， 分 析 误 差 产 生 原 因 ， 并 提 出 实 验 改 进 意 见 与 建议 。4实 验 结 果 处 理1.实 验 结 果 计 算 ： 根 据 实 验 过 程 的 数 据 记 录 ， 对 固 体 废 物堆 积 密 度及 变 化 、 体 积 减 少 百 分 比 及 破 碎 比 进 行 计 算 。2.计 算 生 产 率 。 15五 、 讨 论1.

40、简 述 各 种 破 碎 机 的 特 点 。2. 简 述 固 体 废 物 堆 积 密 度 及 变 化 、 体 积 减 少 百 分 比 、 破 碎 比 的 计算 方 法 。3. 提 出 实 验 改 进 意 见 与 建 议 。 16实验二固体废物的压实实验一 、 实 验 目 的 和 意 义随 着 社 会 经 济 的 高 速 发 展 ，我 国 城 市 化 进 程 不 断 加 快 ，城 市 生 活固 体 废 物 的 数 量 和 体 积 急 剧 增 加 ，固 体 废 物 的 收 运 方 式 也 随 之 发 生 改变 。固 体 废 物 经 压 实 处 理 ，增 加 密 度 并 减 小 体 积 后 ，可 以

41、提 高 收 集 容器 与 运 输 工 具 的 装 载 效 率 ，在 填 埋 处 理 时 也 同 时 可 以 提 高 场 地 的 利 用率 ，从 而 可 以 满 足 城 市 固 体 废 物 产 量 日 益 增 加 的 要 求 ；同 时 也 有 助 于根 本 解 决 城 市 生 活 固 体 废 物 清 运 与 城 市 快 速 发 展 之 间 的 矛 盾 ，摆 脱 传统 的 劳 力 型 环 卫 作 业 模 式 。本 节 中 通 过固 体 废 物 的 压 实 实 验 ，使 学 生 了 解 固 体 废 物 压 实 技 术的 原 理 和 特 点 ，掌 握 固 体 废 物 压 实 设 备 以 及 压 实 流

42、 程 的 有 关 原 理 和 操作 知 识 。二 、 实 验 原 理压 实 也 称压 缩 ，是 利 用 机 械 的 方 法 减 少 固 体 废 物 的 孔 隙 率 ，将 其中 的 空 气 挤 压 出 来 增 加 固 体 废 物 的 聚 集 程 度 。以 城 市 固 体 废 物 为 例 ， 压 实 前 密 度 通 常 在 0.1 0.6t/m3范 围 ， 经过 压 实 器 或 一 般 压 实 机 械 压 实 后 密 度 可 提 高 到1t/m3左 右 ， 因 此 ， 固体 废 物 填 埋 前 通 常 需 要 进 行 压 实 处 理 ，尤 其 对 大 型 废 物 或 中 空 性 废 物事 先 压

43、碎 显 得 更 为 必 要 。压 实 操 作 的 具 体 压 力 大 小 可 以 根 据 处 理 废 物的 物 理 性 质（ 如 易 压 缩 性 、脆 性 等 ）而 定 。一 般 开 始 阶 段 ，随 压 力 的增 加 ，物 料 的 密 度 会 较 迅 速 增 加 ，以 后 这 种 变 化 会 逐 步 减 弱 ，且 有 一定 限 度 。 实 践 证 明 末 经 破 碎 的 原 状 城 市 垃 圾 ， 压 实 密 度 极 限 值 约 为1.1t/m3。比 较 经 济 的 办 法 是 先 破 碎 再 进 行 压 实 ，这 样 可 以 很 大 程 度 上提 高 压 实 效 率 ，即 用 比 较 小

44、的 压 力 取 得 相 同 的 增 加 密 度 效 果 。目 前 压实 已 成 为 一 些 国 家 处 理 城 市 垃 圾 的 一 种 现 代 化 方 法 。该 方 法 不 仅 便 于运 输 ，而 且 还 具 有 可 减 轻 环 境 污 染 、可 快 速 安 全 造 地 和 节 省 填 埋 或 储存 场 地 等 优 点 。固 体 废 物 压 实 处 理 后 ，体 积 减 小 的 程 度 叫 压 缩 比 。废 物 压 缩 比 决 17定 于 废 物 的 种 类 及 施 加 的 压 力 。 一 般 压 缩 比 为3 5。 同 时 采 用 破 碎与 压 实 技 术 可 使 压 缩 比 增 加 到 5

45、 10。为 判 断 压实 效 果 ，比 较 压 实 技 术 与 压 实 设 备 的 效 率 ，常 用 下 述 指标 来 表 示 废 物 的 压 实 程 度 。 孔 隙 比 与 孔 隙 率固 体 废 物 可 设 想 为 各 种 固 体 物 质 颗 粒 及 颗粒 之 间 充 满 空 气 孔 隙 共 同 构 成 的 集 合 体 。 由 于 固 体 颗 粒 本 身 孔 隙 较大 ，而 且 许 多 固 体 物 料 有 吸 收 能 力 和 表 面 吸 附 能 力 ，因 此 废 物 中 水 分子 主 要 都 存 在 于 固 体 颗 粒 中 ，而 不 存 在 于 孔 隙 中 ，不 占 据 体 积 。因 此固

46、体 废 物 的 总 体 积（ vm）就 等 于 包 括 水 分 在 内 的 固 体 颗 粒 体 积（ vs）与 孔 隙 体 积 （ vv） 之 和 。 即 ：vm= vs+ vv则 废 物 的 孔 隙 比 （ e） 可 以 定 义 为：svvve =在 实 际 的 生产 操 作 中 用 的 最 多 的 参 数 是 孔 隙 率（ ） ，可 以 定 义 为 : mvvv=孔 隙 比 或 孔 隙 率 越 低 ，则 表 明 压 实 程 度 就 越 高 ，相 应 的 密 度 就 越大 。在 这 里 顺 便 指 出 的 一 点 是 ，孔 隙 率 的 大 小 对 堆 肥 化 工 艺 供 氧 、透气 性 及

47、焚 烧 过 程 物 料 与 空 气 接 触 效 率 也 是 重 要 的 评 价 参 数 。 湿 密 度 与 干 密 度忽 略 空 气 中 的 气 体 质 量 ， 固 体 废 物 的 总 质量 （ wh） 就 等 于 固 体 物 质 质 量 （ ws） 与 水 分 质 量 （ ww） 之 和 ， 即 ：wh= ws+ ww则 固 体 废 物 的 湿 密 度 （ dw） 可 以 由 下 式 确 定 。mwwvwd=固 体 废 物 的 干 密 度 （ dd） 可 用 下 式 确 定 。msdvwd=实 际 上 ， 废 物 收 运 及 处 理 过 程 中 测 定 的 物 料 质 量 通 常 都 包 括

48、 了 水 18分 ，故 一 般 密 度 均 是 湿 密 度 。压 实 前 后 固 体 废 物 密 度 值 及 其 变 化 率 大小 ， 是 度 量 压 实 效 果 的 重 要 参 数 ， 也 相 对 容 易 测 定 ， 因 此 比 较 实 用 。 体 积 减 少 百 化 比体 积 减 少 的 百 分 比 （ r） 一 般 用 下 式 表 示 ：r= （ vi-vf） /vi 100% 式 中r 体 积 减 少 百 分 比 ， %；vi 压 实 前 废 物 的 体 积 ， m3；vf 压 实 后 废 物 的 体 积 ， m3。 压 缩 比 与 压 缩 倍 数压 缩 比 （ r） 可 以 定 义

49、为()1=rvvrfi显 然 ， r 越 小 ， 证 明 压 实 效 果 越 好 。压 实 倍 数 （ n） 可 定 义 为()1fnvvnfi=由 此 可 知 ， n 与 r 互 为 倒 数 ， n 越 大 证 明 压 实 效 果 越 好 。 在 工 程上 ， 一 般 以 习 惯 用 n 来 说 明 压 实 效 果 的 好 坏 。三 、 压 实 设 备 与 流 程固 体 废 物 压 缩 机有 多 种 类 型 ，根 据 操 作 情 况 分 类 ，可 以 将 压 实 设备 分 为 固 定 式 和 移 动 式 两 大 类 。 凡 用 人 工 或 机 械 方 法 （ 液 压 方 式 为 主 ）把 废

50、 物 送 入 压 实 机 械 里 进 行 压 实 的 设 备 将 其 称 为 固 定 式 ，而 移 动 式 是指 在 填 埋 现 场 使 用 的 轮 胎 式 履 带 式 压 土 机 、钢 轮 式 布 料 压 实 机 以 及 其他 专 门 设 计 的 压 实 机 械 。1 压 实 设 备以 城 市 垃圾 压 实 机 为 例 ， 小 型 的 家 用 压 实 机 可 安 装 在 櫥 柜 下 面 ；大 型 的 可 以 压 缩 整 辆 汽 车 ，每 日 可 压 缩 成 千 吨 的 垃 圾 。不 论 何 种 用 途的 压 实 机 ，其 构 造 主 要 由 容 器 单 元 和 压 实 单 元 两 部 分 组

51、 成 。容 器 单 元接 受 废 物 ；压 实 单 元 具 有 液 压 或 气 压 操 作 之 分 ，利 用 高 压 使 用 废 物 致密 化 。移 动 式 压 实 机 一 般 安 装 在 收 集 垃 圾 的 车 上 ，接 受 废 物 后 即 行 压缩 ， 随 后 送 往 处 理 处 置 场 地 。 固 定 式 压 实 机 一 般 设 在 处 理 废 物 运 转 站 、 19高 层 住 宅 垃 圾 滑 道 底 部 以 及 需 要 压 实 废 物 的 场 合 。按 固 体 废 物 种 类 不同 ， 它 可 分 为 金 属 类 废 物 压 实 机 和 城 市 垃 圾 压 实 机 两 类 。（ 1）

52、 金 属 类 废 物 压 实 机金 属 类 废物 压 实 机 主 要 有 三 向 联 合 式 和 回 转 式 两 种 。 三 向 联 合 式 压 实 机图 2-18 是 适 合 于 压 实 松 散 金 属 废 物 的 三向 联 合 式 压 实 机 。它 具 有 三 个 互 相 垂 直 的 压 头 ，金 属 等 被 置 于 容 器 单元 内 ，而 后 依 次 启 动 1、2、3 三 个 压 头 ，逐 渐 使 固 体 废 物 的 空 间 体 积缩 小 ，密 度 增 大 ，最 终 达 到 一 定 尺 寸 。压 后 尺 寸 一 般 在 200 1000mm之 间 。图 2-18 三向联合式压实机示意图

53、图 2-19 回转式压实机示意图 回 转 式 压 实 机图 2-19 是 回 转 式 压 实 机 的 示 意 图 。废 物 装 入容 器 单 元 后 ，先 按 水 平 式 压 头 1 的 方 向 压 缩 ，然 后 按 箭 头 的 运 动 方 向驱 动 旋 转 压 头 2，最 后 按 水 平 压 头 3 的 运 动 方 向 将 废 物 压 至 一 定 尺 寸排 出 。（ 2） 城 市 垃 圾 压 实 机 高 层 住 宅 垃 圾 压 实 机图2-20 是 这 种 压 实 机 的 工 作 示 意 图 ， （ a） 为 开 始 压 缩 ， 从 滑 道中 落 下 的 垃 圾 进 入 料 斗 。 （ b）

54、为 压 臂 全 部 缩 回 处 于 起 始 状 态 ，垃 圾 充入 压 缩 室 内 。 压 臂 全 部 伸 展 ， 垃 圾 被 压 入 容 器 中 ， 如 图 （ c） 所 示 ，垃 圾 不 断 充 入 ， 最 后 在 容 器 中 压 实 ， 将 压 实 的 垃 圾 装 入 袋 内 。 20图 2-20 压实机工作示意（ a） 1 垃 圾 投 入 口 ； 2 容 器 ； 3 垃 圾 ； 4 压 臂 （ b） 1 垃 圾 ； 2 压 臂全 部 缩 回 （ c） 1 已 压 实 的 垃 圾 ； 2 压 臂 城 市 垃 圾 压 实 机城 市 垃 圾 压 实 机 常 采 用 与 金 属 类 废 物 压

55、 实器 构 造 相 似 的 三 向 联 合 式 压 实 器 及 水 平 式 实 器 。其 他 装 在 垃 圾 收 集 车辆 上 的 压 实 机 、废 纸 包装 机 、塑 料 热 压 机 等 结 构 基 本 相 似 ，原 理 相 同 。2 工 艺 流 程图 2-21 为 国 外 城 市 垃 圾 压 缩 处 理 工 艺 典 型 流 程垃 圾 先 装入 四 周 垫 有 铁 丝 网 的 容 器 中 ，然 后 送 入 实 机 压 缩 ，压 力为 160 200kgf/cm2（ 1kgf 9.8n ） ，压 缩 为 1/5。压 块 由 上 向 推 动 活 塞推 出 压 缩 腔 ，送 入 180 200沥

56、青 浸 渍 池 10s涂 浸 沥 青 防 漏 ，冷 却 后经 运 输 皮 带 装 入 汽 车 运 往 垃 圾 填 埋 场 。压 缩 污 水 经 油 水 分 离 器 入 活 性 21污 泥 处 理 系 统 ， 处 理 水 灭 菌 后 排 放 。1972年 以 来 ， 美 国 和 日 本 等 国 家 广 泛 应 用 了 上 述 流 程 。 日 本 甲府 、横 须 贺 、滨 松 、大 阪 等 市 都 已 采 用 ，其 中 以 大 阪 市 大 正 压 缩 工 场为 最 大 ， 处 理 量 为 600t/d ， 可 处 理 该 市 12%的 垃 圾 ， 从 1972 年 3 月底 投 产 以 来 运 转

57、 情 况 良 好 。 22四 、 实 验 内 容 及 步 骤1 实 验 材 料 的 准 备典 型 城 市 生 活 垃 圾 适 量 、工 业 垃 圾 适 量 、容 器 2 个 、实 验 材 料 质量 、 体 积 测 量 工 具 各 1 组 ， 检 查 实 验 仪 器 的 各 工 作 部 件 运 转 是 否 正 常 。2 实 验 过 程 操 作 并 记 录根 据 仪 器 使 用 说 明 书 ，确 定 实 验 步 骤 ，并 对 实 验 材 料 进 行 压 缩 前和 压 缩 后 的 质 量 、 体 积 和 实 验 产 物 的 质 量 进 行 详 细 的 记 录 。3 实 验 结 果 计 算根 据 实

58、验 过 程 的 数 据 记 录 ，对 固 体 废 物 压 缩 前 后 的 孔 隙 率 、湿 密度 、 体 积 减 少 百 分 、 压 缩 比 和 压 实 倍 数 进 行 计 算 。五 、 讨 论1 对 实 验 结 果 进 行 讨 论 ， 分 析 误 差 产 生 原 因 。2 提 出 实 验 改 进 意 见 与 建 议 。 23 24实验三重金属的电解法回收实验一 、 实 验 目 的了 解 铜 电 解 原 理和 方 法 。二 、 基 本 原 理铜 电 解 的基 本 原 理 是 铜 与 阳 极 中 各 种 杂 质 的 电 位 不 同 ，当 通 过 直流 电 时 ，在 阳 极 上 一 些 杂 质（

59、如 贵 重 金 属 ）由 于 比 铜 的 电 位 更 高 ，因此 不 能 电 化 溶 解 而 以 泥 渣 形 态 沉 入 电 解 槽 底 ；比 铜 正 电 性 较 小 或 者 负电 性 的 金 属 杂 质 ，虽 然 能 与 铜 一 道 在 阳 极 上 电 化 溶 解 ，但 却 不 能 在 阴极 上 放 电 析 出 。因 此 通 过 电 解 就 能 将 铜 与 杂 质 分 离 ，而 在 阴 极 上 得 到纯 度 相 当 高 的 电 解 铜 。三 、 铜 电 解 精 炼 的 电 极 过 程铜 电 解 精 炼 时 的 电 化 学 体 系 是 ： 阳 极 为 粗 铜 ， 阴 极 为 纯 铜 镀 片 ，

60、电 解 液 主 要 含 有 cuso4和 h2so4， 电 解 精 炼 时 的 总 反 应 为 ：cu( 粗 ) cu( 纯 ) 电 解 液 中 各 组 成 分 都 全 部 或 部 分 电 离 而 给 出 许 多 阳离 子 及 阴 离 子 ：1.阳极2.阴极3.导电杆 25图 4-1 电 解 过 程 示 意 图cuso4cu2 +so42-h2so42h+ so42-h2o h+ +oh-没 有 电 流通 过 时 ，在 电 解 液 中 的 各 个 阴 离 子 及 阳 离 子 是 处 于 无 秩序 的 热 运 动 中 ；当 与 直 流 电 源 接 通 时 ，则 在 外 界 电 场 的 作 用 下