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1、固体废弃物课程设计系别：环境工程班号：XX姓名:XXX1.序论1.1 设计目的和意义 (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。1.2 生活垃圾分选技术及发展现状生活垃圾的综合利用已经成为垃圾处理的发展方向。对垃圾进行分选是垃圾综合利用的前提。垃圾分选设备的研究已列为国家重点项目之一。目前，生活垃圾越来越多，处理越来越困难。垃圾处理方式中，传统的直接填埋方
2、式对土地占用大，垃圾填埋场通常设置在农村，占用大量农田。采用传统的直接填埋方式，不但浪费了垃圾中含有的大量可回收物质，而且容易对环境造成影响。现在推广实行的卫生填埋由于环境影响控制的需要，其投资成本为传统堆埋的5 倍，运行成本则为3 倍。随着社会的发展，生活垃圾的综合处理就得到越来越多的关注。生活垃圾中含有多种成分，很大一部分可以回收再利用。由于处理困难，这部分有用的物质一般都没有得到有效利用。随着我国改革开放的进一步深入，经济发展越来越快，生活节奏加快，人们产生的生活垃圾也越来越多。改革开放20余年，我国的城市垃圾的产生量年增长一直在10%左右。垃圾成份也越来越复杂，也越来越难处理。上世纪九
3、十年代我国就有人提出垃圾进行综合利用，但是由于当时技术不太成熟，而且没有得到的足够重视，资金严重不足，因此直到现在，生活垃圾的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。垃圾分选机研究的目的，就是将混合垃圾进行有效的分类，对某垃圾成分中的少量杂质进行分离，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。目前国内大部分使用的垃圾分选设备都是由国外进口。虽然国内也有人对此进行过研究，但多数都停留在理论阶段，很少有实际应用。随着大众对环境的重视，作为垃圾资源化的重要设备，生活垃圾分选设备的研究会越来越受到人们重视，在我国的应用也会越
4、来越广。为了对生活垃圾分选设备有更深了解，现在介绍几种国外的垃圾分选设备，对国外的垃圾分选设备的发展概况有进一步了解。 1.滚筒筛结构的SM318 E型滚筒筛式垃圾分选机该设备由德国DOPPSTADT 公司生产。DOPPSTADT 公司是一家专门生产垃圾处理设备的公司。SM318 E型垃圾分选机滚筒长度5000 mm，滚筒直径1800 mm，采用11kW 电机5。该设备采用模块化设计，机器维修方便，部件更换简单。结构组成有以下几部分。底座：有六根高度可以调节的支撑腿（便于运输，安装地点适应性号，平衡性易调节），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：配备带有事故急停开
5、关和安全开关电动接线箱的电机，可无极调节的液压泵控制液压系统和清理刷，调节阀启动清理刷汽缸，液压油缸配有整套的过虑和电冷却系统，筛鼓驱动机械调整装置，据负载大小改变的喂料控制装置，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：配有可根据负载控制喂料的振动带，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，并从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。拆换筛鼓时可以将整个喂料器液压提升。清洗刷：有支撑装置和刷体（刷架、刷轴和调节装置）。2.圆盘筛结构的EuRec?-D.S.K. 型盘筛垃圾分选机该设备由德国EuRec
6、公司生产6。该机可根据当地的具体情况，单独使用或作为整套筛分设备的一部分使用。可为固定式，也可为移动式，可适用各种型号的电机或内燃机驱动组。分选机传送带及转轴上的每一个驱动组采用净流体驱动。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的，这就减轻了单轴、联轴器和轴承的负担。当过载或两根轴的某一根卡住时，可以单独停转。随着新型加硬筛盘的设计，筛盘的使用寿命增长客观。筛盘的布置方式使得进入的物料可以充分旋转并完全分散，同时物料还有向上的运动。圆盘的这种设计使得向上运动的能量用于分离过程。很短的筛面就可有较大的产量。像传统的设备，用间隔套管来保持筛盘之间的距离，这里用的是双锥体系统专利技术
7、。如果垃圾中有长?或者录像带等缠绕在锥系上，会在锥的细端脱落，并被相对轴上的筛盘扯碎。这是由双锥体系统的旋转和设计来实现的。盘筛分选机的清理装置是耙式结构，由3个可移动耙齿组成。当物料突然堵在轴间时，耙齿可下降进行清理。耙齿亦可作水平方向的前后运动。这就减少了粘性、潮湿物料的堆积，减轻长物料的缠绕。利用这种自净系统，盘筛可以分类较难分离的物料（比如下脚料垃圾），而且产量大，分离效果相当好。采用风筛的WS 720 E TAIFUN 型固定风筛垃圾分选该设备由德国DOPPSTADT公司生产7。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
8、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。可以通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，可以调整振动滚来改善分选效果。垂直气流把轻物料集中起来，通过筛分室送到机器旁的收集箱内。风筛的设计基于空气的压缩过程，由于分离物不需通过专门管道，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
9、，机器操作安全可靠。采用磁力分选的列式非铁金属垃圾分选机该设备由日本SHINKO ELECTRIC 公司生产8。其特点是：列式电机和振动喂料保证了分选的高效性；大负荷及长时间工作仍具高可靠性；结构简单紧凑。本机型可以有效地将铝、铜及其它非铁金属从混合垃圾中分离出来。结论本文介绍了几种国外的垃圾分选设备。从资料可以看出，目前国外（特别是德国和日本）的垃圾分选机技术已经相当成熟。目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。滚筒筛的效率较高，适合不同尺寸物料的分离，但需要拆换筛面。而圆盘筛就可避免拆换的麻烦，可以通过调节圆盘轴之间的距离适应不
10、同尺寸物料的分离，且具有自净能力，无须另外的清理装置，所以可能是今后的一个发展方向，圆盘筛在垃圾分选中的应用会越来越广泛。再就是风选设备，也是一种很重要的分选器，可通过风速调节，实现不同密度垃圾物料的分离，对某些轻质物料的分离非常适用。磁选机械工作原理比较简单，利用金属的磁特性工作，但是在分选过程中的布置却非常关键，合理的布置分选设备，可以使分选达到事半功倍的效果。除了筛分机和磁选机外，其他一些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。总之，随着社会进步和经济的发展，垃圾资源化会越来越受到人们重视，垃圾分选设备的研究也会越来越深入，垃圾分类也会越细化，以便更好的回
11、收利用。比如对塑料按类型分类，玻璃可以按颜色分类等等。实现这种超细化分类的机械可能就涉及到光选设备和电选设备了。随着人类社会的进步和可持续发展观念的深入人心，超细化分类必将成为未来生活垃圾处理的发展方向，我们也迫切需要在垃圾机械化处理方面实现新的突破。1.3 设计内容垃圾分选系统设计方案的分析确定。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，并确定其主要运行参数。皮带运输机计算及布置，并计算各段的长度，点击功率。编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定，设计计算，设备选型计算和有关简图等内容。课程设计说明书应有封面,目录，前言，正
12、文，小结及参考文献等部分，文字应简明，通顺，内容正确，完整，装订成册。图纸 a.垃圾分选系统工艺流程及高程图一张。流程图按比例绘制，标出设备、管件编号及标高，并附明细表。b.分选系统平面、剖面布置图12张，图中设备、管件标注编号，图纸按比例绘制，能够表明建筑外形和主要结构形式。在平面布置图中有方位标志。2.设计计算2.1 设计依据设计规模250t/d的某城市生活垃圾分选系统，垃圾主要成分见表1-1. 表2-1 垃圾成分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他含量%54.331.32.682.585.131.22.81有机物组分包括：食品残余等、果皮、植物残余等。无机物组分包括：砖瓦
13、、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，废纸以卫生间的废纸为主。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，劳动力资源又丰富，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。分选工艺采用城市生活垃圾简易处理方法，以分选产物作为填埋、堆肥和焚烧为目的。分选工艺流程如图1-1所示。 图2-1 垃圾分选工艺流程 垃圾分选系统按
14、设计规模、每天工作时间、每个分选设备物料走向逐步计算。2.3 相关计算2.3.1垃圾分选工艺流程垃圾综合简易分选工艺流程见图1-1。2.3.2分选工艺物料恒算 (1) 垃圾分选厂每小时的处理量为 式中 每天的垃圾处理量，=250t/d; 每天的工作时间，=20h。（t/h) (2) 人工分选 人工手选去除垃圾中的大块金属、0.6%玻璃和约0.5%其他无机物质被选出，即 金属 玻璃 塑料 其他 则经过人工手选可分株的垃圾有=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可以分选所有的金属。 (4)选择性破碎机 a.筛上物主要是纸、布、革、塑料、部分有机物等的物质 b.筛下物为的被破碎的无机物、无机物、玻璃及其他碎土等。 (5)风选 a.轻组分主要为粉尘、塑料纸张等。 b.重组分主要是有机物。 (6)滚筒筛分 滚筒筛分主要对选择性破碎机筛下物进行进一步分选，筛下物中主要有无机物、部分有机物、碎玻璃等。选择筛孔为10mm. 筛上为的有机物。（t/h) 筛下物为碎土、石渣等无机物和碎玻璃。 (7)废物的全过程总的质量为2.3.3垃圾储料仓 (1)仓体容积 取 (2)仓体尺寸计算 每个小仓的体积V0,m3;长度a,m;宽度b,m;深度c,m。 则 V0=abc 取 a=30m, b=10m, c=7m;
