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1、1 昆山市生活垃圾综合分选系统工艺设计概述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 建设项目周围环境概况1.3 现有垃圾性质、成份及产生量随着经济的高速发展和城市化进程加速，城市人民物质生活不断提高， 垃圾的产生量迅速增加，其组成成分也在发生较大变化。因此，垃圾的组成成分在一定程度上反映出该地区的经济发展水平和人民的生活水准。城市
2、生活垃圾的产生量和组成成分对制定垃圾的收集、运输和处理处置规划，配备相应的设备设施具有重要的作用。同时，也是选择垃圾处理处置技术的依据，了解垃圾组成成分对环境、社会、经济效益分析具有重要的意义。设计规模 200t/d 的昆山市城市生活垃圾分选系统，垃圾主要成分见表1-1. 表 1-1 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 % 49.0 4.0 19.0 3.0 3.0 3.0 19.0 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。垃圾容量平均值为0.45t/m3, 换水率为 49.4%。垃圾热值： 1923kJ/kg 。分选
3、系统工作量为200t/d ；日工作时间为 10h。2. 工艺方案选择2.1 生活垃圾分选技术及发展现状2 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
4、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
5、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来越广。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
6、的麻烦， 可以通过调节圆盘轴之间的距离适应不同尺寸物料的分离，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3 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
7、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。2.2 各种分选技术的比较随着消费者生活水平的提高，生活垃圾中的有用物质（如废纸、塑料、玻璃、金属等）所占的比例不断增加， 鉴于目前环境资源不断萎缩，除了节约资源本身外，从人类生活的废弃物中回收有用资源也非常重要。目前城市垃圾处理的方法主要3中，即填埋、焚烧和堆肥。从节约资
8、源的角度出发，在进行这3 种垃圾处理之前，均需对垃圾中的有用物质进行分选，从中提取有用的再生原料重新加以综合利用，以减少垃圾的最终处理量。垃圾分选的目的就是， 要把无机物和有机物分离， 从而更好地回收能源与物质。目前垃圾分选技术主要有筛选、重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、摩擦及弹跳分选、浮选、溶剂分选等。1 人工分选2 筛分3 重力分选4 磁力分选4 5 电力分选6 风力分选7浮选2.3 设计内容1. 垃圾分选系统设计方案的分析确定。2. 垃圾储料仓设计计算。3. 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。4. 皮带运输机计算及布
9、置，并计算各段的长度，点击功率。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。课程设计说明书应有封面, 目录，前言，正文，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。6. 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。2.4 设计依据设计规模 200t/d 的昆山市城市生活垃圾分选系统，垃圾主要成分见表2-1. 表 2-1 垃
10、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 % 49.0 4.0 19.0 3.0 3.0 3.0 19.0 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。垃圾容量平均值为0.45t/m3, 换水率为 49.4%。5 垃圾热值： 1923kJ/kg 。分选系统工作量为200t/d ；日工作时间为 10h。2.5 工艺流程的确定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
11、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2-1 所示。图 2-1 垃圾分选工艺流程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。3工艺设计计算3.1 垃圾分选工艺流程垃圾综合简易分选工艺流程见图2-1。3.2 分选工艺物料恒算(1) 垃圾分选厂每小时的处理量为TQQ0式中Q每天的垃圾处理量， Q =200t/d; 6 T每天的工作时间， T =10h。2010200 0TQQ（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)/(20.0%0
12、 .120%0. 101htQq玻璃)/(12. 0%6 .020%6 .002htQq塑料)/(40. 02.0%20%0 .203htQq其他)/(10. 0%5 .020%5 .004htQq则经过人工手选可分株的垃圾有1Q=q1+q2+q3+q4=0.20+0.12+0.40+0.10=0.82(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。)/(40.0%0.220%0. 202htQQ(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mmud50的物质)/(0.8%4020%)0. 1%19%20(03htQQb.筛下物为mmud50的被破碎的无机物
13、、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。)/(0. 4%2020%)0. 1%19(04htQQb.重组分主要是有机物。)/(0.4%2020%2005htQQ(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，筛下物中主要有无物、部分有机物、碎玻璃等。选择筛孔为1010mm. 7 筛上为mmpd10的有机物。8. 5%2920%2906QQ（t/h) 筛下物为碎土、石渣等无机物和碎玻璃。)/(98. 4%)5 .18%4. 2%0. 4(07htQQ(7)废物的全过程总的质量为总Q)/(0.2098.48.50 .40.440. 082.07654
14、21htQQQQQQQ总3.3 垃圾储料仓垃圾储料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的。储料仓的容量应根据计划收入分选厂的垃圾量、设备的操作计划等因素来决定，通常储仓的容量应可提供两天点的最大处理量。(1) 仓体容积V=q/ 式中: 储存时间， d；q最大日处理量， t/d ；有效容积系数，在0.8-0.9之间；垃圾有效密度（有效密度的系数在1.1-1.3 ） ，t/m3。取：=2d，q=20t/d, =0.85, =0.441.2 t/m3,则)(3.8912.144.085.020023mQV圆整后取)(9003mV(2) 仓体尺寸计算每个小仓的体积V0,m3;
15、长度 a,m; 宽度 b,m;深度 c,m。则 V0=abc 取 a=25m, b=10m, c=4m; 8 V0=25104=1000（m3)900m3 可以满足要求。3.4 吊车、抓斗的选择根据垃圾最大日处理量选择吊车、抓斗、其工艺参数如表3-1 表 3-1 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 吊车运行各种动作的速度抓斗抓起量吊车供给能力由下式计算Q=PN/T 式中：Q吊车的供给能力， t/h ；P抓斗一次抓起量， t ；N1h 内吊车实际工作时间
16、， h/h ；T吊车运行周期， h；则抓斗一次抓起量为)(9533.06050143200tNTQP即抓斗一次抓起量0.9533t 即可满足生产需求。选择一次抓起量为1250kg的抓斗。3.5 磁选设备的选择经过人工分选后进入磁选机进行分选的垃圾量为)/19.180.82-2010htQQQ（已知垃圾的含水率为49.4%，垃圾容量平均值为0.45t/m3, 根据以上数据选择CTN-618永磁筒式磁选机，其主要技术参数如表2.3 所示。表 3-2 CTN-618 永磁单筒磁选机主要技术参数磁选机的规格型号CTN-618 圆筒转速 (r/min) 40 9 筒径（ mm ）600 外形尺寸（ mm ）288515401375 筒长（ mm ）1800 电机功率（ kw）2.2 筒表磁感应强度（mT ）260 分选粒度 (mm) 00.6 处理能力 (m3/h) 50 机重(kg) 1330 永磁单筒磁选机外形示意图：3.6 滚筒破碎机选择滚筒破碎机其
