固体废物优秀课程设计.doc

固体废弃物课程设计

系别：环境工程
班号：01010101XX
姓名:XXX
1.序论
1.1 设计目标和意义
(1)经过设计深入消化和巩固本门课程所学内容，并使所学知识系统化，培养利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初步能力；
(2)了解工程设计内容、方法及步骤，培养学生确定固体废物处理和处理系统设计方案，进行设计计算、绘制工程图，应用技术资料，编写设计说明书能力。
1.2 生活垃圾分选技术及发展现实状况
生活垃圾综合利用已经成为垃圾处理发展方向。对垃圾进行分选是垃圾综合利用前提。垃圾分选设备研究已列为国家关键项目之一。
现在，生活垃圾越来越多，处理越来越困难。垃圾处理方法中，传统直接填埋方法对土地占用大，垃圾填埋场通常设置在农村，占用大量农田。采取传统直接填埋方法，不仅浪费了垃圾中含有大量可回收物质，而且轻易对环境造成影响。现在推广实施卫生填埋因为环境影响控制需要，其投资成本为传统堆埋5 倍，运行成本则为3 倍。伴随社会发展，生活垃圾综合处理就得到越来越多关注。生活垃圾中含有多个成份，很大一部分能够回收再利用。因为处理困难，这部分有用物质通常全部没有得到有效利用。
伴随中国改革开放深入深入，经济发展越来越快，生活节奏加紧，大家产生生活垃圾也越来越多。改革开放20余年，中国城市垃圾产生量年增加一直在10%左右。
垃圾成份也越来越复杂，也越来越难处理。上世纪九十年代中国就有些人提出垃圾进行综合利用，不过因为当初技术不太成熟，而且没有得到足够重视，资金严重不足，所以直到现在，生活垃圾处理也是在焚烧和填埋上设备研究比较多，对垃圾分选研设备究比较少。
垃圾分选机研究目标，就是将混合垃圾进行有效分类，对某垃圾成份中少许杂质进行分离，得到较为单一组分，或是从混合垃圾中分离出某种少含量垃圾组分，有利于垃圾回收再利用和后续处理。
现在中国大部分使用垃圾分选设备全部是由国外进口。即使中国也有些人对此进行过研究，但多数全部停留在理论阶段，极少有实际应用。伴随大众对环境重视，作为垃圾资源化关键设备，生活垃圾分选设备研究会越来越受到大家重视，在中国应用也会越来越广。
为了对生活垃圾分选设备有更深了解，现在介绍多个国外垃圾分选设备，对国外垃圾分选设备发展概况有深入了解。
1.滚筒筛结构SM318 E型滚筒筛式垃圾分选机
该设备由德国DOPPSTADT 企业生产。DOPPSTADT 企业是一家专门生产垃圾处理设备企业。SM318 E型垃圾分选机滚筒长度5000 mm，滚筒直径1800 mm，采取11kW 电机5。该设备采取模块化设计，机器维修方便，部件更换简单。结构组成有以下几部分。
底座：有六根高度能够调整支撑腿（便于运输，安装地点适应性号，平衡性易调整），筛鼓镶板开有侧门，有前侧镶板，前后滑轮及筛鼓移动导向轮。
动力部分：配置带有事故急停开关和安全开关电动接线箱电机，可无极调整液压泵控制液压系统和清理刷，调整阀开启清理刷汽缸，液压油缸配有整套过虑和电冷却系统，筛鼓驱动机械调整装置，据负载大小改变喂料控制装置，筛鼓过载，振动喂料带停止振动喂料，恢复正常后再行喂料。
喂料箱：配有可依据负载控制喂料振动带，喂料口面积3200 x 1800 mm，高度3200mm，喂料量为3.5m3，液压传送平台设计独立，并以前一直嵌入到振动喂料器，振动喂料器则延伸到筛鼓内部5。拆换筛鼓时能够将整个喂料器液压提升。
清洗刷：有支撑装置和刷体（刷架、刷轴和调整装置）。
2.圆盘筛结构EuRec?-D.S.K. 型盘筛垃圾分选机
该设备由德国EuRec企业生产6。该机可依据当地具体情况，单独使用或作为整套筛分设备一部分使用。可为固定式，也可为移动式，可适用多种型号电机或内燃机驱动组。
分选机传送带及转轴上每一个驱动组采取净流体驱动。这里没有用到链和齿轮，因为能耗较高。扭矩是直接传给转轴，这就减轻了单轴、联轴器和轴承负担。当过载或两根轴某一根卡住时，能够单独停转。伴随新型加硬筛盘设计，筛盘使用寿命增加客观。
筛盘部署方法使得进入物料能够充足旋转并完全分散，同时物料还有向上运动。圆盘这种设计使得向上运动能量用于分离过程。很短筛面就可有较大产量。像传统设备，用间隔套管来保持筛盘之间距离，这里用是双锥体系统专利技术。假如垃圾中有长?或录像带等缠绕在锥系上，会在锥细端脱落，并被相对轴上筛盘扯碎。这是由双锥体系统旋转和设计来实现。
盘筛分选机清理装置是耙式结构，由3个可移动耙齿组成。当物料忽然堵在轴间时，耙齿可下降进行清理。耙齿亦可作水平方向前后运动。这就降低了粘性、潮湿物料堆积，减轻长物料缠绕。利用这种自净系统，盘筛能够分类较难分离物料（比以下脚料垃圾），而且产量大，分离效果相当好。
采取风筛WS 720 E TAIFUN 型固定风筛垃圾分选
该设备由德国DOPPSTADT企业生产7。本机用来清理掉堆肥产品或堆肥原料垃圾和建筑垃圾中轻质杂质。给料装置设计成振动输送带，利用其振动可使轻重物料分层，纵向鼓风机鼓风使轻质物浮于重质物上，有利于后续分选工作继续进行。能够经过调整鼓风机速度，适合不一样分选目标对于尤其难分选物料，比如水分含量过高时，能够调整振动滚来改善分选效果。垂直气流把轻物料集中起来，经过筛分室送到机器旁搜集箱内。
风筛设计基于空气压缩过程，因为分离物不需经过专门管道，而直接排出，所以操作安全性好。尤其是在处理湿重物料时，就消除了风管堵塞和风机过载问题。两块机械挡板可依据物料差异进行风向调整。
为降低灰尘，风筛实现了空气循环。轻质物料卸载后，含尘空气被吸回机器内，就可免去了单独除尘设备。侧门较大，轻易进入，采取中央润滑，维护方便。控制部分比较集中，机器操作安全可靠。
采取磁力分选列式非铁金属垃圾分选机
该设备由日本SHINKO ELECTRIC 企业生产8。其特点是：列式电机和振动喂料确保了分选高效性；大负荷及长时间工作仍具高可靠性；结构简单紧凑。本机型能够有效地将铝、铜及其它非铁金属从混合垃圾中分离出来。
结论
本文介绍了多个国外垃圾分选设备。从资料能够看出，现在国外（尤其是德国和日本）垃圾分选机技术已经相当成熟。现在垃圾分选机械关键是筛分机和磁选机，分别是按物料尺寸和磁特征进行工作，将垃圾物料进行分类回收利用。
滚筒筛效率较高，适合不一样尺寸物料分离，但需要拆换筛面。而圆盘筛就可避免拆换麻烦，能够经过调整圆盘轴之间距离适应不一样尺寸物料分离，且含有自净能力，无须另外清理装置，所以可能是以后一个发展方向，圆盘筛在垃圾分选中应用会越来越广泛。再就是风选设备，也是一个很关键分选器，可经过风速调整，实现不一样密度垃圾物料分离，对一些轻质物料分离很适用。
磁选机械工作原理比较简单，利用金属磁特征工作，不过在分选过程中部署却很关键，合理部署分选设备，能够使分选达成事半功倍效果。
除了筛分机和磁选机外，其它部分设备也开始在垃圾分选中使用。如红外线技术和近红外技术分选玻璃瓶和塑料瓶。
总而言之，伴随社会进步和经济发展，垃圾资源化会越来越受到大家重视，垃圾分选设备研究也会越来越深入，垃圾分类也会越细化，方便愈加好回收利用。比如对塑料按类型分类，玻璃能够按颜色分类等等。实现这种超细化分类机械可能就包含到光选设备和电选设备了。伴随人类社会进步和可连续发展观念深入人心，超细化分类必将成为未来生活垃圾处理发展方向，我们也迫切需要在垃圾机械化处理方面实现新突破。
1.3 设计内容
垃圾分选系统设计方案分析确定。
垃圾储料仓设计计算。
分析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，并确定其关键运行参数。
皮带运输机计算及部署，并计算各段长度，点击功率。
编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写，包含方案确实定，设计计算，设备选型计算和相关简图等内容。课程设计说明书应有封面,目录，序言，正文，小结及参考文件等部分，文字应简明，通顺，内容正确，完整，装订成册。
图纸
a.垃圾分选系统工艺步骤及高程图一张。步骤图按百分比绘制，标出设备、管件编号及标高，并附明细表。
b.分选系统平面、剖面部署图1～2张，图中设备、管件标注编号，图纸按百分比绘制，能够表明建筑外形和关键结构形式。在平面部署图中有方位标志。
2.设计计算
2.1 设计依据
设计规模250t/d某城市生活垃圾分选系统，垃圾关键成份见表1-1.
表2-1 垃圾成份设计参数取值
垃圾组分
有机物
无机物
纸类
金属
塑料
玻璃
其它
含量%
54.3
31.3
2.68
2.58
5.13
1.2
2.81
有机物组分包含：食品残余等、果皮、植物残余等。
无机物组分包含：砖瓦、炉灰、灰土、粉尘等。
垃圾容量平均值为0.43t/m3,换水率为49.4%。
垃圾中塑料以超薄型塑料袋为主，废纸以卫生间废纸为主。
垃圾热值：1923kJ/kg。
分选系统工作量为250t/d；日工作时间为10h。
2.2 设计方案
此次课程设计确定工艺从中国现在城市生活垃圾处理现实状况出发，考虑到原生垃圾成份复杂，劳动力资源又丰富，采取机械为主，辅以人工粗选方法；废塑料和废纸关键为塑料袋和卫生间废纸，回收利用经济效率不高。故可直接将这部分作为垃圾焚烧原料。分选工艺采取城市生活垃圾简易处理方法，以分选产物作为填埋、堆肥和焚烧为目标。分选工艺步骤图1-1所表示。

图2-1 垃圾分选工艺步骤
垃圾分选系统按设计规模、天天工作时间、每个分选设备物料走向逐步计算。
2.3 相关计算
2.3.1垃圾分选工艺步骤
垃圾综合简易分选工艺步骤见图1-1。
2.3.2分选工艺物料恒算
(1) 垃圾分选厂每小时处理量为

式中 天天垃圾处理量，=250t/d;
天天工作时间，=20h。
（t/h)
(2) 人工分选 人工手选去除垃圾中大块金属、0.6%玻璃和约0.5%其它无机物质被选出，即
金属
玻璃
塑料
其它
则经过人工手选可分株垃圾有
=0.125+0.075+0.24+0.0625=0.5025(t/h)
(3) 磁选 垃圾经过磁选滚筒理论上能够分选全部金属。

(4)选择性破碎机
a.筛上物关键是纸、布、革、塑料、部分有机物等物质

b.筛下物为被破碎无机物、无机物、玻璃及其它碎土等。
(5)风选
a.轻组分关键为粉尘、塑料纸张等。

b.重组分关键是有机物。

(6)滚筒筛分 滚筒筛分关键对选择性破碎机筛下物进行深入分选，筛下物中关键有没有机物、部分有机物、碎玻璃等。选择筛孔为10mm.
筛上为有机物。
（t/h)
筛下物为碎土、石渣等无机物和碎玻璃。

(7)废物全过程总质量为

2.3.3垃圾储料仓
(1)仓体容积

取
(2)仓体尺寸计算 每个小仓体积V0,m3;长度a,m;宽度b,m;深度c,m。
则 V0=abc
取 a=30m, b=10m, c=7m;
V0=30×10×7=2100（m3)>m3
能够满足要求。
2.3.4吊车、抓斗选择
依据垃圾最大日处理量选择吊车、抓斗、其工艺参数如表2-2
表2-2 吊车工艺参数
项目
参数
设计依据
项目
参数
设计依据
数量
吨位
跨度
1台
1.25t
7m
垃圾最大日处理量
抓斗容量
储料坑跨度
运行周期
实际运行时间
供给能力
143s
50min/h
10t/h
吊车运行多种动作速度

抓斗抓起量

抓斗一次抓起量为

即抓斗一次抓起量0.5958t即可满足生产需求。选择一次抓起量为1250kg抓斗。
2.3.5 磁选设备选择
经过人工分选后进入磁选机进行分选垃圾量为

已知垃圾含水率为49.4%，依据以上数据选择CTB-69永磁筒式磁选机，其关键技术参数如表2.3所表示。
表2-3 CTB-69永磁筒式磁选机关键技术参数
磁选机规格型号
CTB-69
圆筒转速(r/min)
40
规格
φ600×900
电动机规格型号
Y90L-4
槽体行式
半逆流
电机功率（kw）
1.5
磁场强度（oe）
1450
给料粒度(mm)
0～0.2
生产能力(t/h)
8～15
机重(kg)
910

2.3.6滚筒破碎机选择
(1)选型 依据垃圾破碎分选工艺要求选择国产滚筒破碎机，具体技术特征如表2-4.

表2-4 滚筒破碎机技术特征
规格

3000×6000
规格

3000×6000
生产能力/(t/h)
滚筒

直径/m
长度/m
倾角/度
转数/(r/min)
80～120
3
6
3
12
筛孔尺寸/min
提升板高度/min
电动机

型号
功率/kw
转数/(r/min)
50
300
BJO2-72-4
30
1460

图2.2 滚筒内断面示意图
(2)计算校核 依据式，取经验值，横断面装料面积为

物料跌落所需时间为
T=t1+t2

(s)
则
当筛体倾斜安装时，实际物料轨迹为不规则螺旋线，该螺旋线螺距即物料跌落一次向前所走距离，即

物料沿滚筒轴向前前进速度v为

滚筒破碎机实际生产能力为

则所选择破碎机能满足处理量要求。
2.3.7垃圾滚筒筛
垃圾滚筒筛筛分处理量为
滚筒筛关键参数确定以下。
(1)设计筛体长度4m，筛体直径1.6m，筛孔取10mm×10mm，安装倾角40。
(2)筛分效率和生产率。依据“垃圾分选机-垃圾滚筒筛”行业标准（CJ/T5013.1-95), 筛下物粒径12mm，筛分效率80%。选择筛分效率为90%。
(3)滚筒筛转速 通常为了取得很好筛分效率，应使物料在筛体内做较大翻动。滚筒筛临界转速nc为

依据试验表明，垃圾滚筒筛回转速度通常取临界转速30%～60%较为理想，则取滚筒筛转速为12r/min。
料在筛体内停留时间 依据研究表明，当筛分垃圾时，要得到75%以上筛分效率，停留时间应达成25～30s,甚至更长。所以取垃圾在滚筒内停留时间为50s，则物料在筛体内沿轴向运动平均速度为

b.筒筛有用功率 据资料推导，筛分机有用功率为 取600

实际使用驱动电动功率还应考虑机械传动损失。
2.3.8风选设备
对本风选工艺，选择简易立式风选设备
气流速度确定 风力分选关键将低密度、空气阻力大塑料、废纸等和含有高密度、空气阻力小重质有机物分开。部分物料密度如表2-5。
表2-5 部分物料密度
物质
塑料
玻璃
砖
干砂
有机物
密度/(kg/m3）
920
2500
1840
2500
1200
轻质物料以塑料为参考，其悬浮气速为

重质物料以有机物为参考，其悬浮气速为

则选择气流速度为6.7m/s。
立式风选几何参数确实定 相关风力分选设备计算设计计算现在尚无成熟方法可借鉴，对于立式分选垂直段关键目标是将纸类、塑料等轻质组分经过气流输送出来，可借鉴流化床气力输送设计进行经验设计，正确计算还需要试验及相关理论进行研究。
a.选择气体速度 依据气力输送设计标正确定垂直段管长7m，考虑所分选物料为不规则纸类、塑料等，选择管径。设高压端气体密度为3kg/m3,故所选气速相当于气体质量速度G=6.7×3=20.1（kg/m2·s)。
b.估算气-固比 垃圾分选关键去除塑料及纸类，设其堆积密度为。
气-固比为
c.所需空气量计算

取空气重度为1.25kg/m3,则空气体积流量为

按所选管径100mm和气速，所需空气体积流量为

故可选择3.2m3/min空压机一台能够满足要求。
d.压降计算 设管内平均绝对压力为2kg/m2(1kg/m2=9.8Pa)，室温为300K，则气体平均重度为

垂直管压降

(3)旋风分离器选择 依据气体流量3.156m3/min和入口风速6.7m/s,选择XLP/A-3.0型旋风分离器，其许可进口风速12m/s,处理量750m3/h。
2.3.9输送带
在垃圾分选工艺中，带式输送机是关键运输机械，它连接各个分选设备。所以，各分选设备段之间输送带带宽、带长、带速及输送带安装位置需依据具体情况分别估算。
输送带
a 带宽确定 输送带关键输送从垃圾储坑经过初级篦子送入及由输送带送至滚筒破碎机垃圾，在这一段输送带上同时进行人工分选。故带速不宜选择过快，选择带速为0.3m/s。
因为垃圾密度较小和较松散，所以通常见槽式胶带输送带。胶带输送机输送能力由下式计算。

式中 输送能力，由物料衡算知近似取12.5t/h；
物料在胶带截面积，；
输送带运行速度，取0.3m/s；
物料堆密度，对垃圾取0.45t/;
c 倾角系数。对有些人工手选输送带应水平放置，故c=1

图2.3 物料在胶带上堆积断面积
对于槽型输送带上物料堆积断面积为

其中，胶带槽角选择型为。
则

则带宽为：=1.21（m），取带宽为1.2m。
b 电动机功率计算 在确定胶带输送机电功率以前，首先要计算传动滚筒轴功率。转动滚筒轴功率计算公式（式中参数数据取自文件）为

胶面传动滚筒=0.90，所以，电动机功率为

故选择型三相异步电动机，额定功率为0.3。
(2) 输送带Ⅱ
a 带宽确实定 输送带Ⅱ关键用于输送有滚筒破碎机筛上物（只要为废纸、塑料及部分有机物）至风选设备。其计算方法如(1)，由物料衡算，此时输送量=2.581t/h。倾角，倾角系数c取0.885。带速取1.0m/s，则输送带带宽为

=1.27(m)
取带宽为1.3m。
b 电动机功率计算 已知采取滚动轴承，查得=0.030，，导料挡板，空段清扫器，弹换清扫器，。将以上各数据带入计算式，转动滚筒轴功率为

电动机功率为
故选择型电动机，额定功率为7.5。
(3)输送带Ⅲ
a 宽度确定

图2.4 输送带简图
输送带Ⅲ关键用于输送自滚筒破碎机筛下物（关键为无机物、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8.566t/h，计算方法同上。经计算去输送带宽为1.3m。
b 电动机功率计算
取采取滚动轴承，查得=0.030，，导料挡板，空段清扫器，弹换清扫器，。将以上各数据带入计算式，转动滚筒轴功率为

电动机功率为

故选择型电动机，额定功率为11。
3 可行性分析
依据已知垃圾垃圾组成和含量，和处理系统工作量，设计方案采取了生活垃圾简易处理方法。从理论上讲，对于经过人工手选垃圾，原先大块金属、塑料、玻璃品、建筑材料等能够被有效除去，以后剩下金属能够利用磁选技术经过适宜型号磁选机有效被选出，再经过选择性破碎机将d>50mm未被破碎和d<50mm被破碎物质分开，这个也是能够达成。筛上物质关键是纸、布、革、塑料及部分有机物等，其中有些是重质组分有些是轻质组分，符合重力分选要求，采取风选技术较为适宜，最终选出效果也比很好。筛下部分关键是无机物和剩下有机物，碎玻璃等，能够经过滚筒筛将d<50mm被破碎物质继续筛分成d>10mm和d<10mm两部分，这对于技术比较成熟筛分也是能够达成。从技术角度看，所设计分选工艺步骤是能够满足对于处理量和处理效果要求。
4 结束语
4.1 设计总计
此次课程设计我题目是生活垃圾综合分选处理系统设计（250t/d），经过对垃圾成份及含量分析，我设计分选工艺采取了生活垃圾简易处理方法，以达成使垃圾资源化目标。该工艺特点是步骤比较简单，设备较为常见，而且经过计算校核，理论上能够满足垃圾处理量和分选效果要求，达成垃圾资源化目标。但其缺点在于设计依靠是大量文件资料，缺乏实际试验或是生产实践验证，所以满意确定在实际中是否也能够满足要求，另外没有考虑设备费用和处理成本等经济问题，只是从理论技术水平上考虑方案可行性，不能够确保设计方案最优化。我想，在以后设计中，我会愈加重视考虑影响设计方案多种原因，争取使自己设计达成最优化，符合理论和实际要求。
4.2 个人感想
程设计。同时我也为我自己所付出努力所带来收获感到快乐，这是我第二次做课程设计，我积累了很多宝贵经验，这也为我未来从课事这门行业打下了坚实基础。
这次课程设计也让我看到了团体合作关键性，我们多个同学常常在一起讨论计算过程，设计工艺步骤比单干确实省了很多时间。
在这个过程中，我也曾经因为实践经验缺乏失落过类生存生活永恒不变话题。即使这只是一次极简单课程制作（生活垃圾综合分选处理系统设计），可是平心而论，也花费了我们不少心血，这就让我不得不佩服专，也曾经仿真成功而热情高涨。生活就是这么，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人门搞单片机开发技术前辈，才意识到老一辈对我们社会付出，为了大家生活更美好，她们为我们社会所付出多少心血啊。
经过这次课程设计，我想说：为完成这次课程设计我们确实很辛劳这次课程设计历时一个星期左右，经过这一个星期学习，发觉了自己很多不足，自己知识很多漏洞，看到了自己实践经验还是比较缺乏，理论联络实际能力还急需提升。，但苦中仍有乐，和团体人员这十几天一起工作日子，让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里十二个月相处还赶不上这十来天实习，我感觉我和同学们之间距离愈加近了。这个工程确实很累，但当我们仿真试验成功时候，当我们连好线，按下按钮，LED亮了起来，喇叭响起是我一生以来最好听声音，我们心中就不免兴奋，不免激动。以前种种艰辛这时就变成了最甜美回想！
对我而言，知识上收获关键，精神上丰收愈加可喜。让我知道了学无止境道理。我们每一个人永远不能满足于现有成就，人生就像在爬山，一座山峰后面还有更高山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个很美好回想

参考文件
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