固废课程设计样本.doc

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中北大学
课 程 设 计 说 明 书

学生姓名: 学 号:
学 院:
专 业: 环境工程
题 目: 生活垃圾综合分选处理系统设计
( 100吨/天)

指导教师: 职称:

年月 日

中北大学
课程设计任务书

年第 学期

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
( 100吨/天)
起 迄 日 期: 6月13日～6月26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:年月日

课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的:
(1)经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理系统的设计方案, 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
其它
含量/%
54.3
31.3
2.68
2.58
5.13
1.2
2.81
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100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:
(1)芈振明等编.《固体废物处理与处理》.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—固体废物卷》.化学工业出版社
(3)宁平等编.《固体废物处理与处理实践教程》. 化学工业出版社,

5．设计成果形式及要求:
(1)设计说明书一份;
(2)相关设计图纸。
6．工作计划及进度:
6月13日: 布置题目, 发放课程设计任务书, 讲解设计方法;
6月14日 —6月20日: 查阅资料, 设计计算;
6月21日—6月24日: 绘制设计图, 撰写说明书;
6月25日—6月26日: 答辩或成绩考核。
系主任审查意见:

签字:
年 月 日

目录
1 绪论 2
1.1 垃圾分选目的和意义 2
1.2 国外分选技术举例 2
1.3 垃圾分选设计内容 3
2 垃圾的破碎 3
3 分选设备及原理 4
3.1 物料分选理论 4
3.2 筛选( 筛分) 4
3.2.1 筛分原理 4
3.2.2 常见筛分设备类型 5
3.3 重力分选 5
3.4 磁力分选( 磁选) 6
3.4.1 磁力分选原理 6
3.5 电选 6
4 总体设计 7
4.1 设计依据 7
4.2 设计方案 7
4.3 设计计算 8
4.3.1 分选系统的物料恒算 8
4.3.2 垃圾储料仓 8
4.3.3 排水坡度 9
4.3.4 吊车与抓斗 9
4.3.6 滚筒破碎机 10
4.3.7 垃圾滚筒筛 11
4.3.8 风选设备 12
4.3.9 输送带 13
5 具体计算 16
5.1 分选工艺物料恒算 16
5.2 垃圾储料仓 18
5.3 吊车与抓斗 18
5.4 磁选设备 19
5.5 滚筒破碎机 19
5.6 垃圾滚筒筛 21
5.7 风选设备 22
6 技术可行性分析 27
6.1 技术可行性 27
6.2 缺点与不足 27
7 设计总结及体会 28

1 绪论
1.1 垃圾分选目的和意义
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。业内人士以称其为第四种垃圾处理方式。
垃圾分选的意义在于提高垃圾处理的有效性。垃圾中有机成分分选出后进行厌氧消化, 剩余的无机矿化成分填埋, 能够避免填埋处理过程中的种种弊端。同时推行垃圾分选, 让可焚烧的进行焚烧, 可厌氧消化或堆肥的制作肥料, 可回收再生的进行回收再生, 最终的残渣进行填埋, 以及有害垃圾被单独分类收集和处理, 从而提高垃圾处理的有效性[1]。
1.2 国外分选技术举例
采用风筛的WS720ETAIFUN 型固定风筛垃圾分选机。该设备由德国DOPPSTADT公司生产。本机用来清理掉堆肥产品或堆肥原料垃圾以及建筑垃圾中的轻质杂质。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, 有助于后续分选工作的继续进行。能够经过调整鼓风机的速度, 适合不同的分选目的对于特别难分选的物料, 比如水分含量过高时, 能够调整振动滚来改进分选效果。垂直气流把轻物料集中起来, 经过筛分室送到机器旁的收集箱内[2]。
风筛的设计基于空气的压缩过程, 由于分离物不需经过专门管道, 而直接排出, 因此操作安全性好。特别是在处理湿重物料时, 就消除了风管的堵塞和风机的过载问题。两块机械挡板可根据物料的差异进行风向的调整。
为减少灰尘, 风筛实现了空气的循环。轻质物料卸载后, 含尘空气被吸回机器内, 就可免去了单独的除尘设备。侧门较大, 容易进入, 采用中央润滑, 维护方便。控制部分比较集中, 机器操作安全可靠。
从资料能够看出, 当前国外( 特别是德国和日本) 的垃圾分选机技术已经相当成熟。当前垃圾分选机械主要是筛分机和磁选机, 分别是按物料尺寸和磁特性进行工作的, 将垃圾物料进行分类回收利用。
1.3 垃圾分选设计内容
⑴ 垃圾分选系统设计方案的分析确定。
⑵ 垃圾储备仓设计计算。
⑶ 分选系统各部分选型计: 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。
⑷ 皮带运输机设计计算及布置, 并计算各段的长度、 电机功率。
⑸ 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。
⑹ 绘制图纸。
2 垃圾的破碎
固体垃圾的破碎是指经过外力的作用, 破坏固体废物物质点间的内聚力, 使大块固体废物分裂成小块, 小块固体废物分裂成细粉的过程。破碎的目的如下[3]:
⑴ 使垃圾均匀化。可提高焚烧、 热解、 熔烧、 压缩等作业的稳定性和处理效率。
⑵ 增加垃圾的容重、 减少垃圾的体积, 以便于垃圾的压缩, 降低运输费用。
⑶ 便于经过风选、 磁选等方法回收有价值的物质和材料。
⑷ 防止粗大、 锋利的废物损坏分选、 焚烧、 热解等处理处理设备。
固体废物破碎方法按原理可分为物理方法和机械方法。物理方法包括低温冷冻破碎和湿式破碎; 机械方法包括剪切破碎、 冲击破碎和挤压破碎。破碎固体废物常见的破碎机有颚式破碎机、 冲击式破碎机、 剪切式破碎机、 球磨机及特殊破碎设备等。
3 分选设备及原理
3.1 物料分选理论
将混合物料中的各种物质分选出来, 其分选过程能够按两级识别, 也能够按多级识别。例如磁选机属于两级识别的分选则装置只能分选出磁性与非磁性物质; 具有一系列不同大小筛孔的筛分机属于多级分选装置, 能够分选出多种不同粒度的产品[4]。
3.2 筛选( 筛分)
3.2.1 筛分原理
筛分是利用筛子将不同粒度范围的固体废物颗粒分离出来的过程, 是适用于松散物料的干式分离方法。筛分过程由物料分层和细粒透过筛子两个阶段组成, 物料分层是完成分离的条件, 细粒透过筛子是分离的目的。
为了使不同粒度的废物颗粒经过筛分产生分离, 必须使颗粒与筛面间产生相对运动, 这种相对运动能够使筛面上的固体废物处于相对松散状态, 颗粒较大的废物位于筛面的上层, 颗粒较小的废物位于筛面的下层, 小颗粒废物经过筛孔达到与大颗粒废物分离的目的; 另外, 这种相对运动还能够使堵在筛孔上的颗粒脱离筛孔, 有利于细颗粒废物经过筛孔。
固体废物透筛的难易程度与废物的粒度有关, 如果粒度小于筛孔尺寸的四分之三, 则很容易经过粗粒形成的间隙达到筛面而透筛, 这样的废物颗粒称为”易筛粒”; 如果粒度大于大于筛孔尺寸的四分之三, 则很难经过粗粒形成的间隙到达筛面, 且尺寸越接近筛孔尺寸就越难透筛, 这种废物颗粒称为”难筛粒”。
3.2.2 常见筛分设备类型
固体废物处理中常见的筛分设备主要有固定筛、 滚筒筛、 振动筛、 和摇动筛。
⑴ 固定筛 固定筛筛面由许多平行排列的筛条组成, 能够水平安装或倾斜安装。固定筛又能够分为格筛和棒条筛。
格筛一般安装在粗碎机之前, 保证粗碎机入料的块度适宜。棒条筛主要安装在粗碎和中碎之前, 安装倾角应大于废物对筛面的摩擦角, 一般为300～500, 筛孔尺寸一般不小于50mm, 适用于筛分粒度大于50mm的大颗粒废物。
⑵ 滚筒筛 滚筒筛是一个倾角的圆筒倾角(30～50),圆筒的侧壁上开有许多筛孔。在传动装置的带动下, 筛筒绕轴转动( 10～15r／min) ,固体废物由筛筒的一端给入, 随着筛筒的转动不断翻滚, 较小的颗粒由筛孔筛出, 筛上产品由筛筒的另一端排出。滚筒筛的主要特点是不易堵塞。
⑶ 振动筛 振动筛是工业部门广泛采用的一种筛分设备。振动筛的振动方向与筛面垂直或近似垂直, 振幅比较小, 频率高。振动筛的倾角一般控制在80～400之间。振动筛主要有惯性振动筛和共振筛两种。
3.3 重力分选
重力分选是根据固体废物中不同物质之间密度的差异, 在运动介质中利用重力、 介质动力或机械力的作用使固体废物颗粒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。重力分选的介质有空气、 水、 重夜( 密度大于水的液体) 和中悬浮液等。
固体废物重力分选的方法较多, 按作用介质不同可分为风力分选、 跳汰分选、 重介质分选、 摇床分选等。
3.4 磁力分选( 磁选)
3.4.1 磁力分选原理
磁力分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。将固体废物输入磁选机后, 磁性颗粒在不均匀磁场的作用下被磁化, 从而受到磁场吸引力的作用, 使磁性颗粒吸附在圆筒上, 并随圆筒进入排料端排出。非磁性颗粒由于所受的磁场作用力很小, 仍留在废物中而被排出。
固体废物颗粒经过磁选机磁场时, 同时受到磁力和机械力( 包括重力、 离心力、 摩擦力等) 的作用。磁性强的颗粒所受的磁力大于其所受的机械力, 而非磁性颗粒所受的磁力很小, 机械力占优势。由于作用在各种颗粒上的磁力和机械力的合力不同, 使它们的运动轨迹也不同。磁颗粒分离的必要条件是磁性颗粒所受的磁力必须大于与它方向相反的机械力的合力。
磁选机内能使磁体产生磁力作用的空间, 成为磁选机的磁场。磁场可分为均匀磁场与非均匀磁场两种。均匀磁场中各点的磁场强度大小、 方向一致; 非均匀磁场中各点的磁场强度大小和方向都是变化的, 这种非均匀性可用磁场梯度来表示。磁性颗粒在均匀磁场中只受转矩的作用, 其长轴方向平行于磁场方向, 在磁场中只发生转动; 非均匀磁场中磁性颗粒同时受转矩与磁力的作用, 因而它既发生转动, 也发生向磁场梯度增大方向的平移运动, 最终被吸附在磁极的外表面上, 实现磁性不同的固体废物颗粒之间的分离。
3.5 电选
电选是利用固体废物中各组分在高压电场中电性的差异而实现分选的一种方法。物质根据其电性, 分为导体、 半导体和非导体三种。大多数固体废物属于半导体和非导体, 因此, 电选实际是分离半导体与非导体的固体废物的过程[5]。
电选过程是在电选设备中进行的, 当废物均匀进入电场后, 导体和非导体颗粒都获得电荷, 导体颗粒界面电阻接近于零, 把电荷传给辊筒, 放电速度快; 而非导体颗粒界面电阻大, 放电速度慢。当固体废物颗粒随辊筒转动离开电场区而进入静电场区时, 导体颗粒的剩余电荷少, 非导体颗粒的剩余电荷多, 而且导体颗粒继续放电, 直至放完全部电荷, 并从辊筒上获得正电荷而被辊筒排斥, 在重力、 电力和离心力的综合作用下, 其运动轨迹偏离辊筒, 在辊筒前方落下; 而非导体颗粒由于有较多的剩余电荷, 将与辊筒相吸, 被吸附在辊筒上, 带到辊筒后方, 被毛刷强制刷下; 半导体颗粒的运动轨迹介于导体与非导体颗粒之间, 成为产品落下, 从而完成电选分离过程。
分选方法还包括磁流体分选、 摩擦分选和弹跳分选等。
4 总体设计
4.1 设计依据
垃圾主要成分见表4-1:
表 4-1 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
其它
含量/%
54.3
31.3
2.68
2.58
5.13
1.2
2.81
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100吨/天, 日工作时间为10小时。
4.2 设计方案
本次课程设计确定工艺从中国当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4-1所示。
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

图4-1 垃圾分选工艺流程图
4.3 设计计算
4.3.1 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。
4.3.2 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、 设备的操作计划等因素来决定。一般储料仓的容量应可提供三到七天的最大处理量。
⑴ 仓体容积

式中: ——储存时间, d;
——最大日处理量, t/d;
ε——有效容积系数, 在0.8～0.9之间;
σ——垃圾有效密度( 有效密度系数在1.1～1.3) , t/m3。
⑵ 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

4.3.3 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, 因此坑底部必须铺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%。
4.3.4 吊车与抓斗
⑴ 吊车
垃圾吊车的数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300～600t采用常见和备用各一台, 规模在600t以上的, 要求常见吊车两台, 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45～55min/h.吊车共给能力由下式计算。

式中; ——吊车供给能力, t/h;
——抓斗一次抓起量, t;
——1小时内吊车实际运行时间, h/h;
——吊车运行周期, h。
⑵ 抓斗
桥式抓斗起重机具有机动灵活的特点, 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。
4.3.5 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。

图4-2 皮带机磁滚筒式
4.3.6 滚筒破碎机
⑴ 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, 它取决于入料量的多少, 物料密度及粒度等, 另外, 还与滚筒转速的大小, 物料在滚筒内的摩擦系数有关。当前, 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1.5～2.5倍。
⑵ 滚筒破碎机的生产能力计算
滚筒破碎机实际生产能力为:

式中; ——滚筒横断面装料面积, m2;
——物料沿滚筒轴向的前进速度, m/s;
——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;
——装满系数, 虽滚筒内提升板个数的增加而变大; 当提升板为6对时, 垃圾取0.41。

图4-3 滚筒内断面图
如图4-3所示, 横断装料面积可由下式计算

物料沿滚筒轴向的前进速度为:

式中: ——物料自A提升B再跌落到底所需时间, s;
——物料在滚筒内每跌落一次向前所走距离, m。
物料跌落所需时间仅为:

式中: n——滚筒转速, r/min。

4.3.7 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4°～8°。其结构及设计原理同选择性破碎机类似, 只是没有提升板。
⑴ 筛分效率和生产率 根据研究表明, 垃圾滚筒筛的筛分效率根据筛分图同性质的垃圾选择在85%～95%之间。
⑵ 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:

⑶ 物料在筛体内停留时间:
式中: ——筛体长度, m;
——物料在筛体内沿轴向运动的平均速度, m/s。
4.3.8 风选设备
⑴ 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) 。在缺乏物料悬浮速度资料的情况下, 可有下面公式估算沉降末速。

式中: ——物料重度, N/m;
——经验系数, 按表4-2选取。

表4-2 风速的经验系数
物料品种
颗粒大小mm
值
灰状
0～1
10～16
均匀颗粒
1～10
16～20
细块状
10～20
20～22
中块状
40～80
22～25
⑵ 风选设备

图4-4 立式风力分选机工作原理
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4-4。
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。
4.3.9 输送带
⑴ 输送带的宽度的确定
由于垃圾的密度较小和较松散, 因此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:

式中: ——输送能力;
——物料在胶带的截面积, m3;
——输送带运行速度, 取0.3m/s;
——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。

图4-5 物料在胶带上堆积的断面积
如图4-5, 对于槽形输送带上物料堆积的断面积能够近似地认为是由面积及等腰梯形所组成。面积、 分别为:

式中: ——皮带宽度, m;
——物料的堆积角, 对垃圾可取45°;
——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, 这种情况能够用倾角系数来考虑。
⑵ 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。转动滚筒轴功率的计算公式为:

式中: ——尾部改向滚筒功率系数;
——中部改向滚筒功率系数;
——传动滚筒的功率, KW;
——胶带空转的功率, KW;
——物料水平运输的功率, KW;
——物料垂直提升功率, KW;
——梨式卸料器, 胶带清料器和料板所需的功率, KW;
——物料加速率所需功率, KW。
① 胶带空转的功率

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取=0.0318;
——胶带输送机水平投影长度, =30m;
——胶带运行速度, m/s。
② 物料水平运输功率

式中: ——物料水平运行功率系数;
——胶带输送机的输送量, t/h。
③ 物料垂直提升功率

式中: ——提升高度, m。
因此, 电动机功率为:

式中: ——传动滚筒的功率, KW;
——功率安全系数, 满载启动稀疏, 一般=1.0;
——总传动效率, 对光面传动滚筒取0.08, 对胶面传动滚筒, 取0.90。
5 具体计算
5.1 分选工艺物料恒算
⑴ 垃圾分选厂每小时的处理量为:

式中: Q—每天的垃圾处理量
T—每天的工作时间
⑵ 人工分选 人工分选去除垃圾中的大块金属、 塑料、 玻璃瓶、 建筑材料等, 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％的塑料和约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出的垃圾有:
;
⑶ 磁选 垃圾经过磁选滚筒理论上能够分选所有的金属, 则:
;
⑷ 选择性破碎机
① 筛上物主要是纸布革塑料部分有机物等dµ>50mm的物质, 设定留在筛上的部分有机物的含量为20%, 则:
;
② 筛下物为dμ<50mm的被破碎的无机物、 有机物、 玻璃及其它碎土等。
⑸ 风选
①轻组分主要为粉尘、 塑料、 纸张等, 则:
;
②重组分主要是有机物, 则:
;
⑹ 滚筒筛分 滚筒筛分主要对选择性破碎机筛下物进一步分选, 筛下物中主要有无机物、 部分有机物、 碎玻璃等。选择筛孔为10×10mm。
① 筛上为dp>10mm的有机物, 则:
;
② 筛下物为碎土、 石渣等无机物和碎玻璃。则:
;
⑺ 废物的全过程总的质量为, 则:

5.2 垃圾储料仓
(1) 仓体容积

取=500m3
(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 取=20m, =7m, =4m;

能够满足要求。
5.3 吊车与抓斗
根据垃圾最大日处理量选择吊车、 抓斗, 其工艺参数如表4-2所示。 抓斗一次抓起量为:

即抓斗一次抓起量0.8103t即可满足生产需求。选择一次抓起量为1250kg的抓斗。
表5-1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
跨度
1.25t
7m
抓斗容量
储料坑跨度
运行周期
143s
吊车进行各种动作的速度
实际运行时间
供给能力

50min／h
10t／h

抓斗抓起量

5.4 磁选设备
根据生产能力=10/h及处理组分含量, 选择永磁筒式磁选机其工艺参数如表5-2所示
表5-2磁选机工艺参数
型号
规格(mm×mm)
槽体行式
圆筒转速(r/min)
处理能力(t/h)
电动机
重量(kg)
型号
功率(KW)
CTB-612
φ600×1200
半逆流
40
10～20
JTC-561
2.2
50
5.5 滚筒破碎机
⑴ 选型根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5-3所示:
⑵ 计算校核
根据式, 经验取值=60°,=10°
横断面装料面积:

物料跌落所需时间仅为:
s

则:
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
料跌落一次向前所走的距离, 即

物料沿滚筒轴向的前进速度为:

滚筒破碎机实际生产能力为:

则所选择的破碎机能满足处理量的要求。

表5-3 滚筒破碎机技术特证
规格 3000×6000
生产能力/(t·h-1) 80~120
滚筒 直径／m 3
长度／m 6
倾角／度 3
转数／(r／ min-1) 12
筛孔尺寸/mm 50
提升板高度/mm 300
电动机 型号 BJQ2-72-4
功率／kw 30
转数／(r˙min-1) 1460
5.6 垃圾滚筒筛
⑴ 垃圾滚筒筛筛分处理量为

⑵ 垃圾滚筒参数确定如下:
① 设计筛体长度4m, 筛体直径1.6m, 筛孔取10mm×10mm, 安装倾角4°。
② 筛分效率和生产率。根据”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%。选取筛分效率为90%。
③ 滚筒筛转速 一般为了获得较好的筛分效率, 应使物料在筛体内做较大的翻动。滚筒筛临界转速为:

⑶ 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, 则取滚筒转速为18 r/min。
① 料在筛体内停留的时间 根据研究表明, 当筛分垃圾时, 要得到以上的筛分效率, 停留时间应达到25～30s, 甚至更长。因此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的速度为:

② 筒筛有用功率 据资料推导, 筛分机有用功率为:

实际使用时的驱动电机功率还应考虑机械传动损失。
5.7 风选设备
对本分选工艺, 选用简易立式分选设备见图5-4。
表5-4 部分物料密度
物质
塑料
玻璃
砖
干砂
有机物
密度/( kg·m-3)
920
2500
1840
2500
1200
⑴ 气流速度确定 风力分选主要将低浓度, 空气阻力大的塑料, 废纸等和具有高密度的, 空气阻力小的重质有机物分开。部分物料浓度如表2-6所示:
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:

则选取气流速度为6.7m/s。
⑵ 立式分选几何参数的确定
关于风力分选设备的计算当前尚未成熟的方法可借鉴, 对于立式风选垂直段主要目的是将纸类, 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, 精确的计算还需要试验有关的理论进行研究。
① 选择气体速度: 根据气力输送设计原则确定垂直管长7m, 考虑到所分选物料的不规则纸类, 塑料等, 选择管径Ф100mm, 设高压端气体密度为3 kg/m3, 故所选气速相当于气体质量速度

②估算固气比: 垃圾风选主要去除塑料及纸类, 设其堆积密度为=560kg/m3。固-气比为:

③ 所需空气量的计算

取空气重度为kg/m3, 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:

故可选用3.2 m3/min空压机一台能够满足要求。
④ 压降计算 设管径平均绝对压力为2 kg/m2 (1kg/m2=9.8Pa), 室温为300K, 则气体平均重度:

垂直管压降:

⑶ 旋风分离器选择 根据气体流量3.156 m3/min 和人口风速6.7m/s, 选取XLP/A-3.0旋风分离器, 其允许进口风速12m/s, 处理量为750m3/h。
5.8 输送带
在垃圾分选工艺中, 带式输送机是主要的运输机械, 它连接各个风选设备。因此, 各个分选设备段之间的输送带的宽度, 带长, 带速及输送带的安装位置需根据具体情况分别估算。物料在传送带上的堆积截面积见图4-5。
⑴ 输送带Ⅰ
① 带宽确定 输送带Ⅰ主要输送从垃圾储坑送来的经过初级篦子送入的及由输送带送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。故带速不易选择太快, 选取带速为0.3m/s。
由于垃圾的密度较小和较松散, 因此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:

式中: ——输送能力, 由物料衡算知近似取10t/h;
——物料在胶带的截面积, m3;
——输送带运行速度, 取0.3m/s;
——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。
对于槽形输送带上物料堆积的断面积能够进市的认为是由面积基等要梯形所组成。

则总面积:

其中: 胶带的槽角选取TD72型为20°。则:

由上两式求得带宽为B=1.22m, 取带宽为1.2m。
② 电动机功率计算 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。转动滚筒轴功率的计算公式为:

胶面传动滚筒, 因此, 电动机功率为:

故选用Y100L-2型三相异步电动机, 额定功率为3.0KW。
⑵ 输送带Ⅱ
① 带宽的确定 输送带Ⅱ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) 至风选设备, 输送带简图见图2-6。其计算方法如⑴, 由物料衡算3=2.581t/h。输送带的布置如图2-7示, 倾角15°, 倾角系数=0.885。带速取1.0m/s则输送带宽为:

解得:
=1.40m

图5-1 输送带简图
②电动机功率计算 已知=40m/s, =1.0m/s, 3=2.581t/h, =10m, 采用滚动轴承, 查得=0.030, =0.0318, =8.17×10-5,