固体废物处理课程设计.doc
《固体废物处理课程设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《固体废物处理课程设计.doc(29页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 1设计目的: (1)通过设计进一步消化和巩固本门课程所学内容,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
2、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/ 分选系统工作量为 300 吨/天,日工作时间为 20 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
3、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图一张;分选系统平面、剖面布置图 1-2 张。 目录目录 1 1 城市生活垃圾的分选城市生活垃圾的分选 1 1 2 2 垃圾分选技术及其意义垃圾分选技术及其意义1 1 3 3 垃圾分选设计内容垃圾分选设计内容2 2 4 4 总体设计总体设计3 3 4.14.1 设计依据设计依据 3 3 4.24.2 设计方案设计方案 3 3 4.34.3 设计计算设计计算 4 4 4.3.14.3.1 分选系统的物料恒算分选系统的物料恒算4 4 4.3.24.3.2 垃圾储料仓垃圾储料仓4 4
4、 4.3.34.3.3 吊车与抓斗吊车与抓斗5 5 4.3.44.3.4 磁选设备磁选设备6 6 4.3.54.3.5 滚筒破碎机滚筒破碎机6 6 4.3.64.3.6 垃圾滚筒筛垃圾滚筒筛8 8 4.3.74.3.7 风选设备风选设备8 8 4.3.84.3.8 输送带输送带1010 4.44.4 具体计算具体计算 1313 4.4.14.4.1 分选工艺物料恒算分选工艺物料恒算1313 4.4.24.4.2 垃圾储料仓垃圾储料仓 1515 4.4.34.4.3 吊车与抓斗吊车与抓斗1515 4.4.44.4.4 磁选设备磁选设备1616 4.4.54.4.5 滚筒破碎机滚筒破碎机1616
5、4.4.64.4.6 垃圾滚筒筛垃圾滚筒筛1818 4.4.74.4.7 风选设备风选设备1919 4.4.84.4.8 输送带输送带2121 5 5 结束语结束语2525 6 6 参考文献参考文献2626 第 1 页 1 1 城市生活垃圾的分选城市生活垃圾的分选 垃圾的分选是指根据物质的密度、粒度、磁性、电性、光电性、摩擦性、 弹性以及表面润湿性的差异,采用相应的手段将其分离的过程。分选的方法有 筛分、重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、摩擦分选、弹性分选和浮 选等。 垃圾分选的目的就是将混合垃圾进行有效的分类,对垃圾成分中的不同组 分进行分离,得到较为单一的组分,或是从混合垃圾中分离出
6、某种少含量垃圾 组分,有利于垃圾的回收再利用和后续处理。分选系统拣出部分可回收物资, 经简单 处理后进行二次加工回用。垃圾分类是垃圾减量化、无害化、资源化、 产业化的最终出路。垃圾分类回收最终创造的是一个无垃圾的社会,一个资源 循环、永续利用的社会。 2 2 垃圾分选技术垃圾分选技术 垃圾分选技术方法可概括为人工分选和机械分选。人工分选是最早采用的 分选方法,适用于废物原产地、收集站、处理中心、转运站或处置场。机械分 选是利用物料的某些性质方面的差异,将其分选开。例如利用废弃物中的磁性 和非磁性差别进行分离,利用粒径尺寸差别进行分离利用比重差别进行分离。 根据不同性质,可以设计制造各种机械对固
7、体废弃物进行分选2。 (1) 筛分:其原理是依据固体废物的粒径不同,利用筛子将物料中小于筛 孔的细粒物料透过筛面,而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上,完成粗细物料的 分离过程。 (2) 重力分选:重力分选简称重选,是根据固体废物中不同物质颗粒间的 密度差异,在运动介质中受到重力、介质动力和机械力的作用,使颗粒群产生 松散分层和迁移分离,从而得到不同密度产品的分选过程。按介质不同,固体 废物的重选可分为重介质分选、跳汰分选、风力分选和摇床分选等。废弃物进 行重力分选的条件: 第 2 页 固体废物中颗粒间必须存在密度的差异; 分选过程都是在运动介质中进行的; 在重力、介质动力及机械力的综合作用下,使颗
8、粒群松散并按密度分层; 分好层的物料在运动介质流的推动下互相迁移,彼此分离,并获得不同 密度的最终产品。 (3) 风力分选:是重力分选的一种。是以空气为分选介质,在气流作用下 使固体废物颗粒按密度和粒度进行分选的方法。其基本原理是气流能将较轻的 物料向上带走或水平带向较远的地方,而重物料则由于上升气流不能支持它们 而沉降,或由于惯性在水平方向抛出较近的距离。这就是我们通常所说的竖向 气流分选和水平气流分选。 4 (4) 浮选:其原理是依据物料表面性质的差异在浮选剂的作用下,借助于 气泡的浮力,从物料的悬浮液中分选物料的过程。浮选法分离与物质的密度无 关,而取决于物质的表面性质。能浮出液面的物质
9、对空气的表面亲和力比对水 的表面亲和力大。颗粒能否附着在气泡上,关键在于能否最大限度地提高颗粒 的表面疏水性。因此,在浮选法中首先就是考虑加入合适的浮选剂,增加物质 的可浮性能。 (5) 磁力分选:磁选是利用固体废物中各种物质的磁性差异在不均匀磁场 中进行分选的一种处理方法。磁选有两种类型:其一是传统的磁选法,即利用 磁力与机械力对不同磁性颗粒的不同作用而实现的;其二是磁流体分选(MHS) , 利用磁流体(某种能够在磁场或磁场和电场联合作用下磁化,呈现似加重现象, 对颗粒产生磁浮力作用的稳定分散液)作为分选介质,在磁场或磁场和电场的 联合作用下产生“加重”作用,按固体废物各组分的磁性差异或磁性
10、、导电性 的差异,使不同组分分离,这也是一种“磁化水方法”3。 3 3 垃圾分选设计内容垃圾分选设计内容 (1) 垃圾分选系统设计方案的分析确定。 第 3 页 (2) 垃圾储备仓设计计算。 (3) 分选系统各部分选型计算:确定磁选机、选择性破碎机、滚筒筛、简 易分选机型号和规格,并确定其主要运行参数。 (4) 皮带运输机设计计算及布置,并计算各段的长度、电机功率。 (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内容。 (6) 绘制图纸。 4 4 总体设计总体设计 4.14.1 设计依据设计依据 垃圾主要成分见表 2-1: 表表 2-12-
11、1 垃圾组分明细表垃圾组分明细表 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/; 分选系统工作量为 300 吨/天,日工作时间为 20 小时。 第 4 页 4.24.2 设计方案设计方案 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,劳动力资源丰富,采用机械为主,辅
12、以人工粗选的方法;废 塑料和废纸主要以塑料袋和卫生间废纸,回收利用经济效益不高,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,为填埋、 堆肥和焚烧作预处理5。分选工艺流程图如图 2-1 所示。 图图 2-12-1 垃圾分选工艺流程图垃圾分选工艺流程图 4.34.3 设计计算设计计算 4.3.14.3.1 分选系统的物料恒算分选系统的物料恒算 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 4.3.24.3.2 垃圾储料仓垃圾储料仓 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处理设备的处理 量。出料仓的容量应根据计划收入分选长的垃圾量、设
13、备的操作计划等因素来 决定。通常储料仓的容量应可提供三到七天的最大处理量。 (1) 仓体容积 筛下碎石、玻璃等 筛上 (有机物) 筛下 筛上 垃圾接受 人工手选磁选选择性破碎机 简易气流分选 生活 垃圾 滚筒筛 填埋 轻组分 重组分 燃料 有机堆肥 第 5 页 Q V 式中:储存时间,d; 最大日处理量,t/d;Q 有效容积系数,在 0.80.9 之间; 垃圾有效密度(有效密度系数在 1.11.3) ,t/m3。 (2) 仓体尺寸计算 每个小仓的体积,m3;仓体长度,m;宽度,m;深度 ,m;则 0 Vabc abcV 0 4.3.34.3.3 吊车与抓斗吊车与抓斗 (1) 吊车 垃圾吊车的数
14、量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 300600t 采用常用和备用各一台,规 模在 60t 以上的,要求常用吊车两台,备用一台。在吊车的参数确定后,还要 确定吊车的卷起、放下、行走、横移及抓斗开关动作所用时间以确定吊车运行 时间。如果各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 4555min/h.吊车共给能力由下式计算。 T PN Q 式中;吊车供给能力,t/h;Q 抓斗一次抓起量,t;P 1 小时内吊车实际运行时间,h/h;N 吊车运行周期,h。T 第 6 页 (2) 抓斗 桥式抓斗起重机具有机动灵活的
15、特点,可在移动空间的任意点装卸物 料。根据设计规模要求选择适当的起重设备。 4.3.44.3.4 磁选设备磁选设备 用于固体废物分选的磁选设备就结构形式而言主要分文带式和鼓式两种。 鼓式磁选机又分为皮带机 磁滚筒式和独立鼓式。对城市生活垃圾简易分选系统, 在经过人工手选之后,大件的磁性物质已被选出,可将磁选机设置在选择破碎 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磁铁性物质 破坏。 皮带输送机 磁体 图图 2-22-2 皮带机磁滚筒式皮带机磁滚筒式 4.3.54.3.5 滚筒破碎机滚筒破碎机 (1) 滚筒破碎机主要结构参数的确定 滚筒破碎机的直径和长度是最主要的结构参数,它取
16、决于入料量的多少, 物料密度及粒度等,此外,还与滚筒转速的大小,物料在滚筒内的摩擦系数有 关。目前,滚筒直径和长度主要是按经验公式估计。滚筒长度为滚筒直径的 1.52.5 倍。 第 7 页 (2) 滚筒破碎机的生产能力计算 滚筒破碎机实际生产能力为: KSvQ3600 式中;滚筒横断面装料面积,m2;S 物料沿滚筒轴向的前进速度,m/s;v 物料散密度,t/m3,对城市生活垃圾散密度可取垃圾容重的 1/2; 装满稀疏,虽滚筒内提升板个数的增加而变大;当提升板为K 6 对时,垃圾取 0.41。K r R 图图 2-32-3 滚筒内断面图滚筒内断面图 如图 2-3 所示,横断装料面积可由下式计算
17、2 2 2 ) 2 )( 22 22 rR rR S 物料沿滚筒轴向的前进速度 为:v T l v 第 8 页 式中:物料自 A 提升 B 再跌落到底所需时间,s;T 物料在滚筒内每跌落一次向前所走距离,m。 l 物料跌落所需时间仅为: 21 ttT n t 3 2180 1 式中:n滚筒转速,r/min。 90cos90sin 4 2 R t 4.3.64.3.6 垃圾滚筒筛垃圾滚筒筛 垃圾滚筒筛利用作回转运动的筒形筛体将垃圾按颗粒进行分选。工作时筒 形筛体倾斜安装,倾角一般在 48。其结构及设计原理同选择性破碎机类 似,只是没有提升板。 (1) 筛分效率和生产率 根据研究表明,垃圾滚筒筛的
18、筛分效率根据筛分 图同性质的垃圾选择在 85%95%之间。 (2) 滚筒筛转速 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%较为理想。 滚筒筛临界转速为: c n R g nc 30 (3) 物料在筛体内停留时间: v L 式中: 筛体长度,m;L 第 9 页 物料在筛体内沿轴向运动的平均速度,m/s。v 4.3.74.3.7 风选设备风选设备 (1) 设计参数 风力分选主要将低密度、空气阻力大的轻质部分(塑料、废纸等)和具有 高密度、空气阻力小的重质部分分开。风力分选中气流的流动速度是重要的设 计参数,确定气流流速的依据是被选物料的悬浮速度(沉降速度) 。在缺乏物料 悬浮速
19、度资料的情况下,可有下面公式估算沉降末速。 s v 100 0 式中:物料重度,N/m; s 经验系数,按表 2-2 选取。 表表 2-22-2 风速的经验系数风速的经验系数 物料品种颗粒大小 mm值 灰状011016 均匀颗粒1101620 细块状10202022 中块状40802225 (2) 风选设备 第 10 页 风机 空气 轻质组分 给料 旋 流 器 重质组分 图图 2-52-5 立式风力分选机工作原理立式风力分选机工作原理 1 风选设备分成水平气流风力分选机(卧式风力分选机)上升气流风力分选机 (立式风力分选机) 。风机形式根据所要分选垃圾原料组成及分选目的来确定。 立式风力分选比
20、机卧式风力分选机分选精度要高。本课程设计采用立式风力分 选机其结构如图 2-5。 风选机附带的的旋风分离器根据分选物料性质,分选料率等选择适当的型 号、种类及规格,确定相应的运行参数。 4.3.84.3.8 输送带输送带 (1) 输送带的宽度的确定 由于垃圾的密度较小和较松散,所以一般用储槽式胶带输送带。胶带输 送机的输送能力由下式计算: cvFQ b 3600 式中:输送能力;Q 物料在胶带的截面积,m3; b F 输送带运行速度,取 0.3m/s;v 第 11 页 物料的堆密度,对垃圾取 0.43t/m3; 倾角系数,对有人工手选输送带应水平放置,故 =1。cc B d 图图 2-62-6
21、 物料在胶带上堆积的断面积物料在胶带上堆积的断面积 如图 2-6,对于槽形输送带上物料堆积的断面积可以近似地认为是由面积 及等腰梯形所组成。面积、分别为: 1 F 2 F 1 F 2 F 1 F 2 2 2sin2 sin 08 . 0 Bdd d tan12 . 0 2 2 BF 式中:皮带宽度,m;B 物料的堆积角,对垃圾可取 45;d 胶带的槽角。 对倾斜的输送机,物料堆积面积随皮带的安装倾角的增加而减少,这种情 况可以用倾角系数 来考虑。c (2) 输送带功率计算 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 第 12 页 滚筒轴功率的计算公式为: 85000430
22、kvkNNNkkN 式中:尾部改向滚筒功率系数; 3 k 中部改向滚筒功率系数; 4 k 传动滚筒的功率,KW; 0 N 胶带空转的功率,KW; 0 N 物料水平运输的功率,KW; 0 N 物料垂直提升功率,KW; 0 N 梨式卸料器,胶带清料器和料板所需的功率,KW;vk 5 物料加速率所需功率,KW。 8 k 胶带空转的功率 vLkN h10 式中:取决于胶带宽度和托辊阻力的系数,对输送垃圾槽性胶带可 1 k 取=0.0318; 1 k 胶带输送机水平投影长度,=30m; h L h L 胶带运行速度,m/s。v 物料水平运输功率 h QLkN 20“ 式中:物料水平运行功率系数; 2 k
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 固体废物 处理 课程设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-5020062.html