城市生活垃圾综合分选处理系统设计说明书.docx
《城市生活垃圾综合分选处理系统设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市生活垃圾综合分选处理系统设计说明书.docx（78页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
城市生活垃圾综合分选处理系统设计说明书
城市垃圾分选系统设计说明书
1、城市生活垃圾的分选··············································3
2、垃圾分选技术····················································3
3、生活垃圾分选的发展现状··········································4
4、垃圾分选的设计内容··············································5
4.1课程设计题目···············································5
4.2课程设计的目的··············································5
4.3设计原始资料···············································5
4.4设计内容和要求··············································6
5、厂址选择························································6
6、垃圾分选的设计计算过程··········································6
6.1分选工艺流程图··············································6
6.2分选工艺物料恒算············································8
6.3垃圾储料仓·················································9
6.4吊车、抓斗的选择···········································9
6.5磁选设备的选择·············································10
6.6滚筒破碎机的选择···········································11
6.7垃圾滚筒筛·················································12
6.8风选设备···················································13
6.9输送带·····················································15
7、成本分析·······················································18
7.1直接成本···················································18
7.2间接费用概算···············································19
7.3运行费用···················································19
8、环境保护·······················································19
9、效益分析·······················································20
9.1可行性分析···············································20
9.2经济效益分析··············································20
9.3环境效益分析··············································22
-1-
城市垃圾分选系统设计说明书
9.4社会效益分析··············································22
10、结束语························································22
11、参考文献······················································23
-2-
城市垃圾分选系统设计说明书
前言
固体废弃物处理通常是指通过物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。
垃圾分选，是垃圾处理技术的瓶颈，不管是焚烧、填埋处理工艺，还是综合处理工艺，很多失败案例都是因为垃圾分选不彻底，导致下工序无法处理而使整条生产线都不能正常运行。
本文以设计处理量为140t/天的某城市生活垃圾分选处理系统为目标，确定了垃圾分选系统中的垃圾储料车间，行车与抓斗，磁选，破碎，筛分，风选等的工艺设计参数以及设计依据。
同时确定了整个垃圾综合分选处理系统的工作流
程、以及厂址的选择，厂区的布置。
每天可产生金属9.03t/天、玻璃2.1t/天、可以进行堆肥的190.05t/天、需要进行填埋的148.82t/天。
具有很好的环境效益、经济效益和社会效益。
1、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、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
-3-
城市垃圾分选系统设计说明书
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：
①固体废物中颗粒间必须存在密度的差异；②分选过程都是在运动介质中进行的；③在重力、介质动力及机械力的综合作用下，使颗粒群松散并按密度分层；④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、导电性的差异，
使不同组分分离，这也是一种“磁化水方法”。
3、生活垃圾分选的发展现状
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
-4-
城市垃圾分选系统设计说明书
综合利用的前提。
垃圾分选设备的研究已列入为国家重点项目之一。
目前，生活垃圾越来越多，处理困难越来越大。
垃圾处理方法中，传统的直
接填埋方式存在许多弊端，对环境也容易造成危害。
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。
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。
4、垃圾分选的设计内容
4.1课程设计题目:
生活垃圾综合分选处理系统设计
（140吨/天，，日工作时间6h）
4.2课程设计的目的
（1）通过课程设计进一步消化和巩固本门课程所学内容，并使所学的知识系统化，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）通过设计，了解工程设计的内容，方法及步骤，培养学生确定固废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。
4.3设计原始资料
垃圾主要成分见下表1
表1垃圾成分设计参数取值
垃圾组有机物无机物纸类金属塑料玻璃其它
分
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。
-5-
城市垃圾分选系统设计说明书
无机物组分包括：
砖瓦、炉灰、灰土、粉尘等。
垃圾容重平均值为0.43t/m3，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/kg。
分选系统工作量140t/d；工作时间为6h。
4.4设计内容和要求
（1）垃圾储料仓设计计算。
（2）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。
（3）皮带运输机计算及布置，并计算各段的长度、电机功率。
（4）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。
（5）图纸要求
垃圾分选系统流程图及高程图1张。
分选系统平面,剖面布置图1-2张
5、厂址选择
根据相关标准规定，厂址的选择具体要求如下：
（1）当地城市总体规划、区域环境规划及城市环境卫生专业规划等专业规划要求；
（2）与当地的大气防护、水土资源保护、大自然保护及生态平衡要求一致；（3）库容应保证填埋场使用年限在10年以上，特殊情况下不应低于8年；（4）交通方便、运距合理；
（5）人口密度、土地利用价值及征地费用均较低；
（6）位于地下水贫乏地区、环境保护目标区域的地下水流向下游地区及夏季主导风向下风向；
6、垃圾分选的设计计算过程
6.1分选工艺流程图
-6-
城市垃圾分选系统设计说明书
分选工艺流程图如图
1，2所示。
简易气流分选
轻组分
燃料
垃圾接受
筛上
生活
重组分
有机堆肥
人工手选
磁选
选择性破碎机
垃圾
筛下
筛上
（有机物）
滚筒筛
筛下碎石、玻璃等
填埋
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
-7-
城市垃圾分选系统设计说明书
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。
6.2分选工艺物料恒算
（1）垃圾分选厂每小时的处理量为
Q
Q0
T
式中Q每天的垃圾处理量，Q=140t/d;
T每天的工作时间，T=6h。
Q0140623.33（t/h）
（2）人工分选据经验，人工手选去除垃圾中大约1%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
q1
Q0
1%
23.331%0.23
（t/h）
玻璃
q2
Q0
0.6%
23.33
0.6%
0.14（t/h）
塑料
q3
Q0
2.0%
23.33
2.0%
0.467
（t/h）
其他
q4
Q0
0.5%
23.33
0.5%
0.117
（t/h）
则经过人工手选可分出的垃圾有
Q1=0.23+0.14+0.467+0.117=0.954（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。
Q2Q01.58%23.332.58%0.612（t/h）
（4）选择性破碎机
①.筛上物主要是纸、布、革、塑料、部分有机物等du50mm的物质
Q3Q0（20%2.68%3.13%）3525.81%9.0335（t/h）
②.筛下物为du50mm的被破碎的无机物、无机物、玻璃及其他碎土等。
（4）风选
①.轻组分主要为粉尘、塑料纸张等。
Q4Q0（2.68%3.13%）23.335.81%1.355（t/h）
②.重组分主要是有机物。
Q5Q020%23.3320%4.667（t/h）
（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1010mm.
-8-
城市垃圾分选系统设计说明书
筛上为dp
10mm的有机物。
Q6Q034.3%23.33
34.3%8.002（t/h）
筛下物为碎土、石渣等无机物和碎玻璃。
（t/h）
Q7Q0
（31.3%0.6%2.31%）
23.3334.21%7.9812（t/h）
（7）废物的全过程总的质量为Q总
Q总Q1Q2Q4Q5Q6Q7
0.9540.6129.03351.3554.6678.002
24.6235th
6.3垃圾储料仓
（1）
3
仓体容积（m）
V
Q
2140
3
）
0.85
0.45
665.48（m
1.1
存储时间，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，1.1-1.3之间，t/（m3）
（2）仓体尺寸计算
每个小仓的体积
0
3
长度a,m;宽度b,m;深度c,m。
V,m;
则V0=abc
取a=25m,b=10m,c=3m;
33
V0=25×10×3=750（m）>665（m）
通过计算结果可知可以满足要求。
6.4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2（日处理量为
140t/d，采用常用和备用各一台）
表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
2台
垃圾最大日处理量
运行周期
143s
吊车运行各种动作的速度
吨位
2.5t
抓斗容量
实际运行时间
50min/h
跨度
15m
储料坑跨度
供给能力
10t/h
抓斗抓起量
-9-
城市垃圾分选系统设计说明书
抓斗一次抓起量为
Q0T
23.33
143
P
50
1.11（t）
N
60
T-运行时间，s;
N-实际运行时间，min/h;
即抓斗一次抓起量1.11t即可满足生产需求。
选择一次抓起量为2000kg的抓斗。
6.5磁选设备的选择
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。
磁体
皮带输送机
图2皮带机磁滚筒式经过人工分选后进入磁选机进行分选的垃圾量为
Q'Q0Q123.33-0.95422.376（t/h）
已知垃圾的含水率为49.4%，根据以上数据选择CTB-7518永磁筒式磁选机，
其主要技术参数如表3所示。
表3
CTB7518永磁筒式磁选机主要技术参数
磁选机的规格型号
CTB7518
圆筒转速（r/min）
<35
规格
φ750×1800
生产能力（t/h）
20～45
槽体行式
半逆流（CTB）
电机功率（kw）
2.2
-10-
城市垃圾分选系统设计说明书
磁场强度（oe）1450给料粒度（mm）2～0
6.6滚筒破碎机的选择
（1）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4。
表4滚筒破碎机技术特征
规格
3000×6000
规格
3000×
6000
生产能力
80～120
筛孔尺寸/min
50
/（t/h）
直径/m
4
提升板高度
300
滚筒
长度/m
8
/min
型号
BJO2-72-4
倾角/度
3
电动机
功率/kw
30
转
数
12
转数
1460
/（r/min）
/（r/min）
Rα
r
β
图3
滚筒内断面示意图
（2）计算校核
根据式S
（R2
r2）（
/2），取经验
600，
100，
2
横断面装料面积为
（22
1.22）（
/3/18
/2）
2
）
S
2
3.57（m
物料跌落所需时间为
T=t1+t2
-11-
城市垃圾分选系统设计说明书
t
180
2
180
2
60
1
3n
3
12
1.67（s）
t2
4Rsin（900
）
cos（900
）
4
2
sin（900
600）
cos（900
600）0.84
3.14
则
T
1.67
0.84
2.51（s）
当筛体倾斜安装时，实际物料轨迹为不规则的螺旋线，该螺旋线的螺距即物
料跌落一次向前所走的距离，即
l4Rsin2（900
）cos（900
）
tan
42sin2（900
600）cos（900
600）tan30
0.0908（m）
物料沿滚筒轴向前的前进速度
v为
l
0.0908
（m/s）
v
0.0362
T
2.51
滚筒破碎机实际生产能力为
Q3600SvK3600
3.57
0.03620.45
0.41/242.92t/h23.33t/h
则所选择的破碎机能满足生产要求。
6.7垃圾滚筒筛
垃圾滚筒筛筛分处理量为
Q6
Q7
8.0027.981215.9832（
t
/
）
h
滚筒筛主要参数确定如下。
（1）设计筛体长度4m，筛体直径1.6m，筛孔取10mm×10mm，安装倾角40。
（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）滚筒筛转速通常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nc为
nc
30g
30
9.81
R
3.14
33.4634（r/min）
0.8
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，
则取滚筒筛转速为12r/min。
①料在
升级会员 