生活垃圾综合分选处理系统设计

1、-大学课程设计说明书学生姓名：学号：学 院：化工与环境学院专 业：环境工程题 目: 生活垃圾综合分选处理系统设计（110 吨 /天）指导教师：职称： 副教授2012年 月 日中北大学课程设计任务书2011/2012 学年第 二 学期学院：化工与环境学院专业：环境工程学生姓名：学号：课程设计题目：生活垃圾综合分选处理系统设计（110吨/天）起迄日期：月 日月 日课程设计地点：环境工程专业实验室指导教师：系 主 任：下达任务书日期:2012年 月曰课程设计任务书1. 设计目的： ！n TFB TFB TK R TK ! TK *0Te TK *= TK bl!(1) 通过设计进一步消化和巩固本门课

2、程所学内容，并使所学知识系统化，培养运用所学理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) 了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生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. 设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等)：(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

3、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/kg分选系统工作量为 110吨/天，日工作时间为 10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。3. 设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等：(1 )撰写课程设计说明书；(2)垃圾分选系统工艺流程及高程

4、图一张；分选系统平面、剖面布置图1-2张。课程设计任务书4. 主要参考文献：! ! ! N N 4 U (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一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5. 设计成果形式及要求:FKBVHBa vr BTBHaenBaa-FBBawBaa-r BTBHaenBaB-FBBaHBaa-r (1) 设计说明书一份；(2) 相关设计图纸。6. 工作计划及进度："« br"!« ！lra "« br

5、"!« ！lra *«-*«->= 2012年6月4日：布置题目，发放课程设计任务书，讲解设计方法; 6月5日一6月10日：查阅资料，设计计算； 6月11日一6月15日：绘制设计图，撰写说明书； 6月16日一6月17日：答辩或成绩考核。系主任审查意见：签字：年 月 日1绪论随着我国经济实力和技术储备的增强，各种生活垃圾处理处置技术在我国得到了不同程度、不同范围的研究和应用，很多经济发达地区已经建立了现代化填埋场、机械化堆肥厂和焚烧厂等多种处理设施。但对于某一地区来说，不同处理设施往往处理同样的混合生活垃圾。 由于每种生活垃圾处理技术均具有各自的优势

6、和局限性，从技术本身、经济性和环境影响角度分析，均只适宜处理生活垃圾中的某些组分，因此这种单一的处理模式不仅难以满足数量日益增长、成分日益复杂的生活垃圾无害化、减量化、资源化的处理要求，而且使得生活垃圾处理设施运行效果差， 前处理和二次污染控制技术复杂，处理费用高。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。2垃圾分选系统设计方案阐述根据垃圾的组成成分、我国目前城市生活垃圾处理的现状、 力资源丰富等因素， 设计的垃圾分选方案主要是以机械分选为主， 塑料和废纸主要为塑料袋和卫生间废纸，回收利用经济效益不高,圾焚烧原料。分选工艺采用城市生活垃圾简易处理方法，

7、为目的。分选工艺流程如附图1所示。原生垃圾成分复杂以及劳动 辅以人工粗选的方法；废 故可直接将这部分作为垃以分选产物作为填埋、堆肥和焚烧3分选工艺设计计算3.1垃圾分选厂每小时的处理量QT式中：Q每天的垃圾处理量，Q=110t/dQo(3-1)T每天的工作时间，T=10h11011t/h10Qo3.2人工分选人工手选去除垃圾中的大块金属、塑料、玻璃、砖瓦、炉灰等建筑材料以利于后续处理。据经验，经人工手选后大约 1%的大块金属、0.6%的玻璃、2.0%的塑料和0.5%的其他无机物质被选出，即q Qo(3-2)式中：3各成分占垃圾的百分数金属：q1Q。1% 111%0.11t/h玻璃：q2Q。0.

8、6%110.6%0.066t/h塑料：q3Q。2.0%112.0%0.22t/h其他：q4Q。0.5%110.5%0.055t/h则经过人工手选可分出的垃圾有Q1 q1 q2 q3 q4(3-3)Q1 0.11 0.066 0.22 0.055 0.451t /h3.3 磁选垃圾经过磁选滚筒理论上可以分选所有的金属，则磁选分选的处理量Q2 Q0 (2.58% 1%) 11 1.58% 0.1738t /h3.4 选择性破碎机(1)筛上物主要是纸、布、革、塑料、部分有机物等d>50mm的物质Q3 Q0 2.68% (5.13% 2%) 20% 11 25.81% 2.8391t / h(

9、2)筛下物为 d <50mm 的被破碎的无机物、有机物、玻璃及其他碎土等。3.5 风选( 1 )轻组分物质主要为粉尘、塑料、纸张等，其量为Q4 Q0 (2.68% 3.13%) 11 5.81% 0.6391t /h( 2)重组分主要物质是有机物，其量为Q5 Q0 20% 11 20% 2.2t/h3.6 滚筒筛分滚筒筛分主要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。选择性筛孔为 10 10mm。筛上物为 dp>10mm 的有机物Q6 Q0 (54.3% 20%) 11 34.3% 3.773t /h筛下物为碎土、石渣等无机物和碎玻璃Q7

10、Q0 31.3% (1.2% 0.6%) (2.81% 0.5%) 11 34.21%3.7631t / h3.7 废物全过程的总质量Q 总 Qi Q2 Q4 Q5 Q6 Q7(3-4)Q 0.451 0.1738 0.6391 2.2 3.773 3.7631 11t/h4垃圾储仓计算垃圾储仓是用来暂时储放进入处理系统的垃圾并用来调节设备的处理量。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 常出料仓的容量应可提供两天的最大处理量。4.1仓体容积的计算V （ 4-1）式中：0储存时间，d;Q最大日处理量，t/d;E有效容积系数，在0.80.9之间；0垃圾有效密度，

11、在1.11.3之间，t/m3;V仓体体积，m3;2 110 3V501.60m30.85 1.2 0.43m3 ;长度a, m；宽度b, m；深度c, m。4.2仓体尺寸的计算每个小仓体的体积为 V0，则每个仓体的容积V0 abc(4-2)取 a=20m, b=7m，c=4mV020 7 4560m3501.6m3可以满足要求4.3排水坡度垃圾在储料坑内时间过长（一般超过2d）便会有渗滤液产出，所以坑底部必须辅设有排水坡度流向垃圾渗出水坑收集渗滤液，排水坡度取1%。5吊车与抓斗的设计计算5.1吊车垃圾吊车的台数是根据垃圾最大日处理量来确定的。一般日处理量在300t以下的采用一台吊车，日处理量在

12、 300t到600t的采用常用和备用各一台，规模 在600t以上的要求常用2台，备用一台。在吊车的台数确定后，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4555mi n/h。吊车供给能力由下式计算PNT(5-1)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，h5.2抓斗根据垃圾最大日处理量选择吊车、抓斗，其工艺参数如下表表1吊车工艺参数项目参数设计依据数量1台垃圾最大日处理量吨位1.25t抓斗容量跨度7m储料坑跨度运行周期143s

13、吊车运行各种动作的速度实际运行时间50mi n/h供给能力20.98t/h抓斗抓起量QT根据上式（5-1）的计算公式得抓斗一次抓起量(5-2)11空60500.524t即抓斗一次抓起量为0.524t即可满足生产要求，选择一次抓起量为1250kg的抓斗6磁选设备用于固体废物分选的磁选设备就结构形式而言主要分为袋式和鼓式两种。鼓 式磁选机又可分为皮带机磁滚筒式和独立鼓式。 磁力滚筒又称磁滑轮，磁系与圆 筒固定在同一个轴上，安装在皮带运输机头部。将固体废物均匀给在皮带运输机 上,当废物经过磁力滚筒时，非磁性或磁性很弱的物质在离心力和重力的作用下 脱离皮带面，而磁性较强的物质受磁力作用被吸在皮带上，

14、并由皮带带到磁力滚 筒的下部，当皮带离开磁力滚筒伸直时，由于磁场强度减弱而落入磁性物质收集 槽中。磁力分选机在分选工艺中可一点或多点布置， 一般可设置在破碎机的前后、 筛分机之后或风选机的前后等处。对城市生活垃圾简易分选系统，在经过人工手 选之后，大件的磁性物质已经被选出，可将磁选机设在选择性破碎机之前， 基本 上可将磁性物质选择出来，同时避免后续分选设备被此贴性物质破坏。7滚筒破碎机(选择性破碎机)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。7.1滚筒破碎机主要结构参数的确定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

15、如下表。规格参数规格参数生产能力/ (t/h)80120筛孔尺寸/mm50滚筒直径/m3提升板高度/mm300滚筒长度/m6电动机型号BJO2-72-4滚筒倾角/度3电动机功率/kw30滚筒转数/(r/mi n)12转数 /(r/mi n)14607.2滚筒破碎机生产能力计算Q 3600Sv K( 7-1)式中：Q垃圾生产能力，t/h；S滚筒横断面装垃圾面积，m2;v物料在滚筒轴向前进速度，m/s;Y一一无聊散密度，t/m3,对城市垃圾散密度可取垃圾容重的1/2;K装满系数，随滚筒内提升板个数的增加而变大；当提升板为6个时,对垃圾K取0.41。其中，横断装料面积R2r2(7-2)取经验值 =6

16、0=102 2(1.51.2 )1.13m331822物料沿滚筒轴向的前进速度v 丄(7-3)T式中：v物料在滚筒内每跌落一次向前所走的距离，m；l物料自A提升到B在跌落到底所需时间，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l 4Rsin2 90°cos90otan(7-4)l 4 1.5 sin2 90° 60° cos90° 60° tan3° 0.0681mt1t1180-23n式中：n滚筒转速,r/min ；t1180 2 603 121.67st2乞Rsin 90c°s 90(7-5)(7-6)(7-7)t23 sin 90°3.14°60.c°s 90° 60°0.68s所以：T1.67 0.68 2.35s皿 0.02902.353600 1.13 0.02900 430.41 10.40t/h8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按粒度