固体废物破碎

固体废物破碎第1页，共44页，2023年，2月20日，星期一本章重点【概念】破碎比、破碎段、低温破碎【理论和方法】破碎的基本理论；破碎方法及工艺

第2页，共44页，2023年，2月20日，星期一一、破碎的目的定义：通过外力克服固废破坏物体点间内聚力使大块分裂为小块即破碎，进一步分裂为细粉即磨碎。目的意义：有利于三化处理

☆固体废物经破碎之后，尺寸减小，粒度均匀，有助于固体废物的焚烧、堆肥和资源化利用处理；

☆固体废物经破碎之后，体积减小，容重和密实性增加，便于运输、压缩、贮存和高密度填埋及土地还原利用等；

☆固体废物经破碎之后，有助于不同组分单体分选与回收利用。第一节破碎的基础理论第3页，共44页，2023年，2月20日，星期一二、固体废物的机械强度和破碎方法机械强度的概念固体废物的机械强度是指固体废物抗破碎的阻力。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。抗压强度>抗剪强度>抗弯强度>抗拉强度。机械强度的表征(1)——抗压强度一般以固体废物的抗压强度为标准来衡量。抗压强度>250MPa坚硬固体废物；40-250MPa中硬固体废物；<40MPa软固体废物。第4页，共44页，2023年，2月20日，星期一表3-1各种硬度物料的分类第5页，共44页，2023年，2月20日，星期一机械强度的表征(2)——莫式硬度在实际工程中，鉴于固体废物的硬度在一定程度上反映被破碎的难易程度，因而可以用废物的硬度表示其可碎性。矿物的硬度可按莫式硬度分为十级，其硬度从小到大排列如下：(1)滑膏：(2)石膏：(3)方解石；(4)萤石；(5)灰石；(6)长石：(7)石英：(8)黄玉石；(9)刚玉；(10)金刚石。各种固体废物的硬度可通过与这些矿物相比较来确定。(一)固体废物的机械强度第6页，共44页，2023年，2月20日，星期一影响破碎效果因素韧性解理硬度结构缺陷莫氏硬度：十级极完全、完全、中等、不完全、极不完全脆性柔性延展性挠性弹性等细块物料机构缺陷少，难磨；粗块多，易碎第7页，共44页，2023年，2月20日，星期一

(二)破碎方法第8页，共44页，2023年，2月20日，星期一图3-1机械能破碎方法第9页，共44页，2023年，2月20日，星期一破碎方法的选择选择破碎方法时，需视固体废物的机械强度，特别是废物的硬度而定。坚硬物挤压破碎和冲击破碎十分有效；脆性废物劈碎、冲击破碎为宜。一般破碎机都是由两种或两种以上的破碎方法联合作用对固体废物进行破碎的，例如压碎和折断、冲击破碎和磨碎等。△注：物料的破碎难易程度不单与物质的机械强度有关，还与物质的韧性，即断裂前的变形能力有关。第10页，共44页，2023年，2月20日，星期一1、破碎比1）定义：指破碎过程中原废物粒度与破碎产物粒度比值，即废物粒度在破碎过程中减少的倍数与破碎机能量消耗和处理能力有关。2）计算方法★极限破碎比：即破碎前最大粒度与破碎后最大粒度的比值所的到的破碎比，即：I=Dmax/dmax。★真实破碎比：即破碎前平均粒度与破碎后平均粒度的比值所得到的破碎比，即：I=Dcp/dcp。

△一般破碎机的真实破碎比在3—30之间，磨碎机真实破碎比可达40—400以上。三、破碎比、破碎段与破碎流程第11页，共44页，2023年，2月20日，星期一2、破碎段固体废物每经过一次破碎机或磨碎机称为一个破碎段。若要求破碎比不大，一段破碎即可满足。但对固体废物的分选，例如，浮选、磁选、电选等工艺来说，如要求的入选粒度很细，破碎比很大，需要几台破碎机串联，或根据需要把破碎机和磨碎机依次串联。对固体废物进行多次(段)破碎，其总破碎比等于各段破碎比(i1，i2，……，in)的乘积。破碎段数是决定破碎工艺流程的基本指标，它主要决定破碎废物的原始粒度和最终粒度。破碎段数越多，破碎流程就越复杂，工程投资相应增加。第12页，共44页，2023年，2月20日，星期一根据固体废物的性质、粒度大小，要求的破碎比和破碎机的类型，每段破碎流程可以有不同的组合方式。★单纯破碎工艺：简单、操控方便、占地少等优点，但只适用于对破碎产品粒度要求不高的场合；

★带预筛分破碎工艺：相对减少了进入破碎机的总给料量，有利于节能；★带检查筛分破碎工艺：可获得全部符合粒度要求的产品；★带预筛分和检查筛分破碎工艺3、破碎流程第13页，共44页，2023年，2月20日，星期一第14页，共44页，2023年，2月20日，星期一粒径：固体废物颗粒大小通常经粒径（particlesize）表示，用筛网孔径来衡量，又称粒度。粒径大小表示方法：筛孔直径或筛网数目，其中筛目是lin（≈25.4mm）长度上的筛孔数，简称为“目”。粒度分布表示法：有累积曲线法和频度曲线法两种。★累积曲线法（Accumulativecurve）：是以比某一粒径大或小的颗粒量占总颗粒量的百分率（R）对应于该粒径所作的曲线，是一条连续曲线。★频度曲线(Frequencycurve)：是以某一粒径范围内的颗粒量（△W）占颗粒总量（W）的百分率与粒径间隔（△D）的比值对应于各自粒径范围所得到的曲线，为不连续的直方图。4、破碎产物的特性表示法第15页，共44页，2023年，2月20日，星期一第二节破碎机选择破碎机类型时，必须综合考虑下列因素：1）所需要的破碎能力；2）固体废物的性质(如破碎对形状、硬度、密度、形状、含水率等)和颗粒的大小；3）对破碎产品粒径大小、粒度分布、形状上的要求；4）供料方式：5）安装操作场所情况等。第16页，共44页，2023年，2月20日，星期一第17页，共44页，2023年，2月20日，星期一颚式破碎机及鄂板实物图颚式破碎机“吃硬不吃软”一、颚式破碎机第18页，共44页，2023年，2月20日，星期一颚式破碎的特点及应用颚式破碎机具有结构简单、坚固、维护方便、高度小、工作可靠等特点。在固体废物破碎处理中，适用于坚硬和中硬物料的破碎。例如，煤矸石作为沸腾炉燃料，制砖和水泥原料时的破碎等。既可用于粗碎，也可用于中、细碎。第19页，共44页，2023年，2月20日，星期一二、锤式破碎机第20页，共44页，2023年，2月20日，星期一锤式破碎机及锤子实物图二、锤式和冲击式破碎机第21页，共44页，2023年，2月20日，星期一

工作原理是固体废物自上部给料口给入机内，立即遭受高速旋转的锤于的打击、冲击、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。电动机带动主轴、圆盘、销轴及锤子一起以高速旋转。这些一起旋转的部件合称为转子。在转子的下部设有筛板，破碎物科中小于筛孔尺寸的细粒通过筛板排出；大于筛孔尺寸的细粒被阻留在筛板上并继续受到锤于的打击。第22页，共44页，2023年，2月20日，星期一锤式破碎的特点及应用锤式破碎机以高速旋转(约1000r／min)，锤子、内壁、筛子都有很大的磨损，其中尤以锤子前端磨损最为严重。锤子通常由高锰钢或其他的合金钢制成，并且有各种形式。若将锤子制成钩形，则也可对金属切屑类物质施加剪切、撕拉等作用而将其破碎。锤式破碎机主要用于破碎中等硬度且腐蚀性弱、体积较大的固体废物，还可用于破碎含水分及各油质的有机物、纤维结构物质、石棉水泥废料，及废家电、废汽车等。第23页，共44页，2023年，2月20日，星期一冲击式破碎机第24页，共44页，2023年，2月20日，星期一冲击式破碎机冲击式破碎机大多是旋转式的，都是利用冲击作用进行破碎，这与锤式破碎机很相似。但设有冲击板，物料被多次破碎，效率更高。冲击式破碎机具有破碎比大、适应性强、构造简单、外形尺寸小、操作方便、易于维护等特点。适用于破碎中等硬度、软质、脆性、韧性以及纤维状等多种固体废物。第25页，共44页，2023年，2月20日，星期一图3-14往复剪切式破碎机三、剪切式破碎机第26页，共44页，2023年，2月20日，星期一工作原理是通过固定刀和可动刀(往复式刀或旋转式刀)之间的啮合作用，将固体废物切开或割裂适宜的形状和尺寸。不管物料是软的还是硬的，有无弹性，破碎总是发生在切割边之间。刀片宽度或旋转剪切破碎饥的齿面宽度(约为0.1mm)决定了物料尺寸减小的程度。若物料附于刀片上时，破碎不能充分进行。适合范围：破碎松软但粘性不大的物料。在剪切破碎机运行前，人工去除坚硬的大块物体如金属块、轮胎及其他的不可破碎物，这样可有效地确保系统正常运行。第27页，共44页，2023年，2月20日，星期一图3-7齿辊破碎机四、辊式破碎机第28页，共44页，2023年，2月20日，星期一

工作原理：辊式破碎机主要靠剪切和挤压作用。根据辊子的特点，可将辊式破碎机分为光辊破碎机和齿辊破碎机。光辊破碎机的辊子表面光滑，主要作用为挤压与研磨、可用于硬度较大的固体废物的中碎与细碎。而齿辊破碎机辊子表面有破碎齿牙，使其主要作用为劈裂，可用于脆性或粘性较大的废物，如堆肥物料的破碎。

辊式破碎机的特点是能耗低，构造简单，工作可靠等。但其运行时间长，破碎效果不如锤式破碎等高速破碎设备。第29页，共44页，2023年，2月20日，星期一五、球磨机第30页，共44页，2023年，2月20日，星期一球磨机具有很高的破碎效率（破碎比可达400），通常是作为多段破碎的最后一步，在工业废物处理中得到了广泛的应用。球磨机工作原理：筒体内装有钢球和被磨物料，其装入量为筒体有效容积的25％-50％。当筒体转动时，钢球和破碎物料在摩擦力、离心力和衬板的共同作用下，被衬板带动提升，在升到一定高度后，由于自身重力的作用使得钢球和物料产生自由泻落和抛落，从而对筒体内底脚区的物料产生冲击和研磨作用，物料粒径达到要求后，由风机抽出。第31页，共44页，2023年，2月20日，星期一

适用范围：球磨机适用于可资源化程度较高的固体废物。通过对物料的粉磨，起到使其各种活性成分混合均匀的作用；同时制造出粉末，增加物料比表面积，加速物料后处理化学反应的速度。第32页，共44页，2023年，2月20日，星期一第三节其它破碎方法一、低温破碎二、湿式破碎三、半湿式破碎四、超声破碎第33页，共44页，2023年，2月20日，星期一一、低温破碎

1、原理利用固体废物低温变脆的性能而有效地破碎或着利用不同的物质脆化温度的差异进行选择性破碎，即所谓低温破碎技术。该技术适用于常温难破碎的废物，如橡胶和塑料。第34页，共44页，2023年，2月20日，星期一2、低温破碎

的工艺流程致冷剂：液氮（致冷温度低、无毒、无爆炸危险，但能耗大）第35页，共44页，2023年，2月20日，星期一3、低温破碎的应用塑料低温破碎：对塑料低温破碎的研究结果表明：各种塑料的脆化点聚氯乙烯为-5～-20℃、聚乙烯为-95～-135℃、聚丙烯为0～-20℃从有色金属混合物、废轮胎、包覆电线等废物中回收铜、铝及锌的低温破碎汽车轮胎（废橡胶）的低温破碎第36页，共44页，2023年，2月20日，星期一二、湿式破碎1、湿式破碎原理

湿式破碎是利用特制的破碎机将投入机内的含纸垃圾和大量水流一起剧烈搅拌和破碎成为浆液的过程，从而可以回收垃圾中的纸纤维。这种使含纸垃圾浆液化的特制破碎机称为湿式破碎机。第37页，共44页，2023年，2月20日，星期一2、纸类垃圾的湿式破碎流程第38页，共44页，2023年，2月20日，星期一3、湿式破碎的特点湿式破碎具有以下优点：①使含纸垃圾变成均质浆状物，可按流体处理；②不孽生蛟蝇、无恶臭、卫生条件好；③噪声低、无发热、爆炸、粉尘等危害；④适用于回收垃圾中的纸类、玻璃及金属材料等。第39页，共44页，2023年，2月20日，星期一三、半湿式选择性破碎分选1、工作原理

半湿式选择性破碎分选是利用城市垃圾中各种不同物质的强度和脆性的差异，在一定湿度下破碎成不同粒度在碎块，然后通过不同筛孔加以分离的过程。该过程通过兼有选择性破碎和筛分两种功能的装置实现，称之为半湿式破碎分选机。第40页，共44页，2023年，2月20日，星期一2、半湿式选择性破碎分选设备垃圾进入后沿筛壁上升，而后在重力作