城市生活垃圾综合分选处理系统设计

某城市生活垃圾综合分选处理系统设计某城市生活垃圾综合分选处理系统设计第第#页实际使用时的驱动电机功率还应考虑机械传动损失1o8分选设备对本工艺,选用简易立式分选设备。8.1气流速度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L3所示物质塑料玻璃石专干沙有机物密度/(kg/m3)9202500184025001200轻质物料以塑料为参考,其悬浮气速为al22,—=而税疝=6.67(m/s)重质物料以有机物为参考，其悬浮气速为a,- 22 vq=福小=1200^7.熨5/9则选取气流速度为6。7m/s.1。8.2立式风选几何参数的确定关于风力分选设备的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。1。8。2。1选择气体速度根据气力输送设计原则确定垂直段管长7m，考虑到所分选物料为不规则纸类、塑料等，选择管径中100mm.设高压段气体密度为3kg/11，故所选气速相当于气体质量速度G=6。7X3=20.1(kg//f).1.8.2。2估算气固比垃圾分选主要去除塑料及纸类，其堆积密度为!气固比为=186.7气固比为=186.71。8.2.3所需空气量。4 1.162X1000门、标=186,7 旬取空气重度广 ；•‘：」"••；；，则空气体积流量为Q出=F=125=4979(m%)=0.083按所选管径10mm和气速，所需空气体积流量为花r 工14 1 ,q、 ，飞、Qk=v-Df=6.7X X0.1^=0.0526(?nVs)=3.156(?n7mm)故可用3。讷空压机一台能够满足需求。1o802o4压降计算设管内平均绝对压力为2此自加＜室温300K,则气体平均重度为Mp29x2Y仃==八ccrr ZTT=2.3551白内门'FRT0.0821X300垂直管降压Ap=2my;7H=2x186,7x2355x7=615£5“9/m*1o803旋风分离器选择根据气体流量3。156m3/爪加和入口风速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750小。1o9输送带在垃圾分选工艺中，带式输送机时主要的运输机械，它连接各个分选设备.因此，各分选设备之间的输送带带宽、带长、带速及输送带的安装位置需要根据具体的情况分别估算。1o9.1输送带I1o9o1.1带宽确定输送带I主要从垃圾储坑送来经过初级子送入的及由输送带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。故带速不易选择过快，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。胶带输送机得输送能力由下式计算.Q=3600p,匚式中：Q 输送能力，由物料衡算知Q近似取20t/h；/ 物料在胶带的截面积，m2；v 输送带运行速度，取0。3m/s；P 物料的堆密度，对垃圾取0.45t/〃，,；c 倾角系数.对有人工手选输送带应水平放置，故c=1.对于槽形输送带上物料堆积的断面积为0.08 3.14 r r=Fl+F2=(2X——-sin(2X450)然召上+0.12X^Xtan200)si"45° 4其中，胶带的槽角a选取TD72型为20°。则20=3600X(0.2514-0.1531X%X0.3X0.45X1得带宽为：B=l.17(m),取带宽为1。2(m).1.9。1.2电动机功率的计算在确定胶带输送机的电动功率以前，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为No=g服(N。+No+No，£血”4-厢yNo=k1L曲-0.0318X20X0.3=0,1908此WNo'=k2LhQ=5,45xWsx20x20=0,0218/c^No=0No=1.5X1,05X(0.1908+0.02180)+(1.4+1.5+0.23+2.25)X0.3+0.1xO.45=1.9939胶面传动滚筒n=o.90,因此，电动机功率为No1.9939N=k—二口9=2.215(AW)故选用Y100L-2型三相异步电动机，额定功率为3。0kWo1.9o2输送带II1.9o2.1带宽的确定输送带n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)至分选设备。其计算方法如(1)，由物料恒算，此时输送量Q=5o162t/ho输送带倾角150,倾角系数c取0.885,带速取1。Om/s,则输送带带宽为5O162=3600X(0.2514—0。1531XB2)Xlo0X0.45X0。885B=lo28m取带宽为1。2m1o9o2o2电动机功率计算已知以=40m,v=LOm/s,Q=5。162t/h,H二知m.采用滚动轴承,查得3二0。030,蚪二0.0318,^2=8.17x10-5,后二1。03,丽二1.005,导料挡板二2。25,打空段清扫器=0.23,弹环清扫器七=1.5,小二m八20。18。将以上各数据带入计算式，转动滚筒轴功率为No=(0.0318X40XL0+8,17X10-5X5.162X40+0.00273X5.162X10)X1.03X1,005+(2.25+0.23+1.5)X1.0+0.18X0.45=5,541(klV)电动机功率为No5.541N=k-= =6,157(/cIT)故选用Y132M-4型电动机，额额定功率为7.5k肌1.9o3输送带III1o9o3o1宽度确定输送带ni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1。5m/s,输送倾角,倾角系数为0。957,由物料衡算此时输送量为13.702t/h,则输送带宽为13o702=3600X(0o2514-0o1531XB2)Xlo5X0。45X0。957

B=l.27m取带宽为1.2m.1.9o3o2电动机功率计算Lh=20m,v=l.5m/s,Q=13o702t/h,H=5m,采用滚动轴承，查得3=0。030,近二0.0318,七二8.17X1。一，七二］。03,^4=1,005,导料挡板后二2。25,空段清扫器蚂=0.23,弹环清扫器七二1。5,他二0。36。将以上各数据带入计算式，转动滚筒轴功率为No=(0.0318X20X15+8.17X10-5X13-702X20+0.00273X13-702X5)X1.08X1.005+(2.25+0.23+1.5)X1.5+0.36X0.45=7394(哂电动机功率为No7.394N=k—= =8.22(AW)故选用Y160M—4型电动机,额定功率11k肌第2章生产成本分析2。1直接成本(1)设备购置费用根据市场价格和网上相关产品报价而定，具体如下表所示:表2—1设备购置费设备 数量 价格(元)

吊机1台168000风机若干台20000垃圾储存仓1个11200垃圾料斗1个2000皮带输送机3台6000滚筒筛1台120202滚筒破碎机2台250500风力分选机1台350000金属储存仓1个2500可燃物储仓1个4500根据上表可知，所有设备购置费用为83万元。（2）工程建设费用包括厂房建设、道路修建、配套设施建设、绿化等费用，交专业预算人员处理，预计在300万元左右。（3）直接费用总计：设备费用83万元+建设费用300万元=合计383万元2。2间接费用概算间接费用主要包括设计费、调试费、安装费、税金及不可预见费等。其中，垃圾分选场的在建设前需进行环境影响评价、设计、审批等步骤，期间收费预计支出10万元。建设过程中需安装费、运输费、调试费、设备运行损耗等，预计支出30万元。在建设与使用过程中有不可预计费用，约50万元。总计约90万元.2。3运行费用表2—2预处理成本核算序号项目内容单耗每吨成本备注1电耗23。57度13.0元/吨电价0.55元/度2水耗0。5吨1。75元/吨水价3。5元/吨总计14。75元/吨备注：日处理量为200t/d每月的预处理成本=14.75X200X26=7.67万元（每月按26天计算）2。4项目效益分析垃圾分选场的建成虽然在前期投入较大,运行成本也较高，但其分选产品的收益也不容小觑.而且，垃圾分选场属于市政设施，其后续使用过程中也可享受国家优惠政策.特别是其对于环境的有利作用,于国于民都有相当重要的作用.以下是我们从经济、环境、社会三个角度的分析。2。4。1经济效益2。4。1。1废金属市场分析金属制品使用过程中的新旧更替现象是必然的，由于金属制品的腐蚀、损坏和自然淘汰,每年都有大量的废旧金属产生。如果随意弃置这些废旧金属，既造成了环境的污染，又浪费了有限的金属资源。资料说明:回收一个废弃的铝质易拉罐要比制造一个新易拉罐节省20%的资金，同时还可节约90%〜97%的能源。回收1t废钢铁可炼得好钢0。9t,与用矿石冶炼相比，可节约成本47%,同时还可减少空气污染、水污染和固体废弃物.［12—14］可见，树立可持续发展的观念、加强垃圾的分类处理、回收并循环利用废旧金属有着巨大的经济效益和社会效益。2.4.1。2塑料市场分析塑料是石油产业,在能源日趋紧张、石油大幅涨价的当今时代,塑料的市场价格也在逐步攀升。经市场调查及垃圾成分分析,塑料在垃圾中的含量均达10%以上，有的地区高达15%以上，目前混合废旧塑料的市场价格已达每吨700元以上,分类较好的塑料市场价格均达每吨千元以上。［19—22］而垃圾中分选出来的塑料大部分以薄膜塑料为主，此类塑料再生次数少，品质较好，是塑料炼油或制粒最理想的原料,因其价格、品质优势，市场供不应求.2。4。1。3生态有机肥市场分析我国是农业大国，我国农民自古就有使用农家肥的习惯，而垃圾中选出的有机物经堆肥处理产生的生态有机肥不仅具有农家肥的所有特点，而且比农家肥营养更安全更充分。与使用化肥相比较，其优势更是显而易见，-——-改良土壤、克服土壤板结、改善农产品口感、产出远大于投入。［16］另外，由于人民生活水平的不断提高、人民的生态意识、保健意识的日益增强，对于无化肥、农药污染的粮食、蔬菜、肉类以及其绿色食品的需求越来越大，作为绿色食品主要肥料的生态有机肥，其市场前景必将越来越广阔。经济效益计算分析:由上面相关费用分析估算可知：项目建设总投资=直接费用+间接费用=470。97万元每月运行费用约为4。9万元，即年运行费用为4.9X12=58。8万元。垃圾分选的效益包括垃圾处理的费用、出售金属、有机物的费用.每吨垃圾处理收费为20元，每天为20X200=4000元；出售有机物给堆肥厂按每吨20元计算，每天共计20X2。715X10=543元/天；回收的金属出售(0.05+0.079)X10X800=1032元/天；砖瓦等无机物运至填埋场填埋；塑料、纸类((0.1+0。2905)X10X700=2734元/天)被送至火力发电厂发电，也会有一定的经济效益，月收益为(4000+543+1032+2734)X26=21。6万元，即年收益为21。6X12=259.2万元。经分析可知：该垃圾分选工艺3年后即可处于纯盈利状态.我们可以得出城市生活垃圾分选处理是必要可行的。2.4。2环境效益垃圾分选是垃圾处理的初始步骤，是垃圾减量化、无害化、资源化、产业化的最终出路.通过垃圾分选把有用物资，如纸张、塑料、玻璃、瓶罐、金属等从垃圾中分离出来重新回收、利用，变废为宝。既提高垃圾资源利用水平，又可减少垃圾处置量.它是实现垃圾减量化和资源化的重要途径和手段。垃圾通过分选后便于对不同类垃圾进行分类处置。如对有机垃圾进行堆肥发酵处理,把有机垃圾制成农田用肥和绿化用肥，对没有回收利用价值的无机垃圾进行填埋处置,对热值较高的可燃垃圾进行焚烧处置。垃圾分选是对垃圾收集处置传统方式的改革，是对垃圾进行有效处置的一种科学管理方法。[12—14]人们面对日益增长的垃圾产量和环境状况恶化的局面，如何通过垃圾分类管理,最大限度地实现垃圾资源利用，减少垃圾处置量,改善生存环境质量，是当前世界各国共同关注的迫切问题之一。垃圾分选的优越性被越来越多的人所认识，垃圾分类的管理办法正在文明国家、地区普遍推广，成为当前和今后垃圾管理变革的发展趋势。2。4.3社会效益(1)垃圾焚烧厂是城市建设的重要基础设施，是以创造环境效益和社会效益为主的公益性工程。(2)垃圾分选场能实现资源的回收与利用，是固体废物资源化、减量化、无害化的重要步骤.(3)垃圾分选厂能充分回收生活垃圾中的资源与能源。回收的金属可以运往冶炼厂进行磁选后能继续铸造金属制品，能量除满足垃圾分选厂自用外，尚可向市网供电，经济效益明显。(4)通过采取有效措施后，垃圾分选厂产生的废气、污水、废渣、噪声和恶臭等均不会危害周围环境和造成二次污染。(5)垃圾分选厂建成后对改善环卫工作条件，提高环卫管理水平，促进环卫科技发展均将起到积极作用.[15]第3章结论本设计利用磁选、破碎、风选等工艺方法组成城市生活垃圾分选系统，此系统将生活垃圾不同组分中的无机物、有机物、玻璃、金属、纸、塑料等物质有效的分离，最后无机物填埋，有机物堆肥,其他可燃物做燃料。下面对本设计的各方面作如下几点总结:(1)设计中所选用的主要设备：设计体积容量为1080m3的垃圾储料仓，抓斗容量为1。25t、跨度为10。5m的吊车，XLP/A—3.0型旋风分离器,Y160M—4型电动机,Y132M—4型电动机，Y100L-2型三相异步电动机效益分析：经以上计算分析可知，该垃圾分选工艺主要着眼于环境效益和社会效益,项目本身的经济效益较低,必须通过征收垃圾处理费或财政补贴的形式才能运营,但是,在减免所有税收的情况和争取上级无息或贴息贷款的条件下，可以基本上达到收支平衡并略有节余，3年后可处于纯盈利状态,因此，对于维护地区环境平衡，节约有用资源，减轻垃圾填埋场、焚烧厂负担,降低废水、废气、废物对于环境的影响有积极意义,建议引起相关部门重视并得到支持.总之,对城市生活垃圾分选处理是采用多种方法进行综合处理，从而避免了因处理不当对环境造成的二次污染和资源的浪费.并且,随着人民生活水平的提高，垃圾中的有用成分逐渐增多,不加以回收也是资源的一种浪费.因此,需要对城市的生活垃圾进行回收、分类和处理,提高垃圾作为资源循环利用的价值。通过各项分析，该城市生活垃圾分选处理系统设计从整体上看是必要可行的。相信，随着人民环保意识的加强和国家环保资金的加大投入，在不久的将来,我国将会在这方面取得很好的发展.同时，这也是一个蕴藏很大商机的大市场。参考文献聂永丰.三废处理工程技术手册—固体废物卷.北京:化学工业出版社,2000李国建、赵爱华、张益主编。城市垃圾处理工程.北京:科学出版社，2003宁平、张承中、陈建中主编。固体废物处理与处置实践教程.北京：化学工业出版社，2005钱学德，现代卫生填埋场的设计与施工。中国建筑工业出版社，2001杨慧芬。固体废物处理技术及工程应用.北京：机械工业出版社，2003国家环境保护局.21世纪环境保护议程。北京：中国环境科学出版社，1995[7]徐国华。城市垃圾问题及处理对策J].环境科学与管理,2006,6(31)：29—31[8]黄兴华，张益，秦峰。城市生活垃圾综合处理模式的研究[J]。上海建设科技，2005，(2)：30—36[9]付晓婷，何周坤，丁明明等.废旧塑料的回收和增值利用[J].塑料工业，2007,35(9)：4—6[10]张禄文，孙可伟.城市垃圾资源化分选工艺[J]。中国资源综合利用，2004，(01)：10-12盛奎川,林福呈，闵航。城镇生活垃圾综合处置系统及关键技术的研究进展J]。浙江大学学报:农业与生命科学版，2005,31(2):125-130[12]张荣，施昱.城市生活垃圾自动分选技术J].环境科学与技术，2008,31(2)：104—107

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