固体废物课程设计.docx

固体废弃物课程设计系别：环境工程班号：01010101XX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稳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开展现状生活垃圾的综合利用已经成为垃圾处理的开展方向。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工程之一。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，其投资本钱为传统堆埋的5倍，运行本钱那么为3倍。随着社会的开展，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，很大一局部可以回收再利用。由于处理困难，这局部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，经济开展越来越快，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，资金严重缺乏，因此直到现在，生活垃圾的处理也是在燃烧和填埋上设备研究比拟多，对垃圾分选研设备究比拟少。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别离，得到较为单一的组分，或是从混合垃圾中别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。目前国内大局部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。随着群众对环境的重视，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。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开展概况有进一步了解。1.滚筒筛结构的SM318E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。SM318E型垃圾分选机滚筒长度5000mm,滚筒直径1800mm,采用IIkW电机5。该设备采用模块化设计，机器维修方便，部件更换简雅。结构组成有以下几局部。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。动力局部：配备带有事故急停开关和平安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3200X1800mm,高度3200mm,喂料量为3.5m3,液压传送平台设计独立，并从前-直嵌入到振动喂料器，振动喂料器那么延伸到筛鼓内部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EuRec7-D.S.K.型盘筛垃圾分选机该设备由德国EUReC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局部使用。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，这就减轻了雅轴、联轴器和轴承的负担。当过载或两根轴的某一根卡住时一，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别离过程。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。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，盘筛可以分类较难别离的物料（比方下脚料垃圾）,而且产量大，别离效果相当好。采用风筛的WS720ETAIFUN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，比方水分含量过高时，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。凤筛的设计基于空气的压缩过程，由于别离物不需通过专门管道，而直接排出，所以操作平安性好。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。控制局部比拟集中，机器操作平安可靠。采用磁力分选的列式非铁金属垃圾分选机该设备由日本SHlNKOELECTRIC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；结构简雅紧凑。本机型可以有效地将铝、铜及其它非铁金属从混合垃圾中别离出来。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别离，但需要拆换筛面。而圆盘筛就可防止拆换的麻烦，可以通过调节圆盘轴之间的距离适应不同尺寸物料的别离，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开展方向，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别离，对某些轻质物料的别离非常适用。磁选机械工作原理比拟简单，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，可以使分选到达事半功倍的效果。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开展，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。比方对塑料按类型分类，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开展观念的深入人心，超细化分类必将成为未来生活垃圾处理的开展方向，我们也迫切需要在垃圾机械化处理方面实现新的突破。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，包括方案确实定，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，小结及参考文献等局部，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，能够说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250td的某城市生活垃圾分选系统，垃圾主要成分见表1-1.表2T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：食品剩余等、果皮、植物剩余等。无机物组分包括：砖瓦、炉灰、灰土、粉尘等。垃圾容量平均值为O.43tm3,换水率为49.4%o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：1923kJkg°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。故可直接将这局部作为垃圾燃烧原料。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、堆肥和燃烧为目的。分选工艺流程如图IT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。2.3相关计算垃圾分选工艺流程垃圾综合简易分选工艺流程见图1-1»分选工艺物料恒算(1)垃圾分选厂每小时的处理量为式中Q每天的垃圾处理量，Q=250t/d;每天的工作时间，r=20h。0=250/20=12.5(th)(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ql=×l%=12.5×l%=0.125(r)玻璃=QX0.6%=12.5×0.6%=0.075()塑料=2X2.0%=12.5×2.0%=0.24()其他=2>X0.5%=12.5X0.5%=0.0625()那么经过人工手选可分株的垃圾有Ql=O.125+0.075+0.24+0.0625=0.5025(th)(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、局部有机物等4>50mttl的物质b.筛下物为4<50,","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、局部有机物、碎玻璃等。选择筛孔为IOXlonm筛上为/10加的有机物。0,=Q,X34.3%=12.5X34.3%=4.29(th)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Qti垃圾储料仓(1)仓体容积取V=2()00(m3)仓体尺寸计算每个小仓的体积V0,/;长度a,m;宽度b,m;深度c,m。那么V0=abc取a=30m,b=10m,c=7m;Vo=3O×1O×7=21OO(m3)>2000m3可以满足要求。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2-2表2-2吊车工艺参数工程参数设计依据工程参数设计依据数量1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1.25t抓斗容量实际运行时间50minh跨度7m储料坑跨度供应能力I0th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的抓斗。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垃圾的含水率为49.4%,根据以上数据选择CTB-69永磁筒式磁选机，其主要技术参数如表2.3所示。表2-3CTB-69永磁筒式磁选机主要技术参数磁选机的规格型号CTB-69圆筒转速(r/min)40规格600X900电动机规格型号Y90I-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(nm)0-0,2生产能力(t/h)875机重(kg)910滚筒破碎机选择(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2-4.生产能力80120筛孔尺寸/min50/(th)直径/m3提升板高度/min300滚筒长度/m6电动机型号BJ02-72-4倾角/度3功率/kw30转数12转数1460/(rmin)/(r/mim)规格3000×6000规格3000X6000图2.2滚筒内断面示意图(2)计算校核根据式S=(*二户)(空尸士2),取经验值a=6O°,=IO0,横断面2装料面积为物料跌落所需时间为T=t+t2那么口=4sin(9o_a).s(90°三)=-Xsin(9()0-60°)cos(90n-60°)=0.68(s)T=1,67+0.68=2,35()当筛体倾斜安装时，实际物料轨迹为不规那么的螺旋线，该螺旋线的螺距即物料跌落一次向前所走的距离，即物料沿滚筒轴向前的前进速度V为滚筒破碎机实际生产能力为那么所选择的破碎机能满足处理量的要求。垃圾滚筒筛垃圾滚筒筛筛分处理量为2,+07=4.29+4.276=8.566()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IommXlomn),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280乳选取筛分效率为90乳(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。滚筒筛临界转速必为根据实验说明，垃圾滚筒筛回转速度一般取临界转速的30%60%较为理想，那么取滚筒筛转速为12rmin<>料在筛体内的停留时间根据研究说明，当筛分垃圾时，要得到75%以上的筛分效率，停留时间应到达2530s,甚至更长。所以取垃圾在滚筒内停留时间为50s,那么物料在筛体内沿轴向运动的平均速度为b.筒筛有用功率据资料推导，筛分机有用功率为a 取 60"实际使用的驱动电动功率还应考虑机械传动损失。风选设备对本风选工艺，选用简易立式风选设备气流速度确定风力分选主要将低密度、空气阻力大的塑料、废纸等和具有高密度、空气阻力小的重质有机物分开。局部物料密度如表2-5。表2-5局部物料密度物质塑料玻璃砖干砂有机物密度/(kgm')9202500184025001200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，其悬浮气速为那么选取气流速度为6.7m/so立式风选几何参数确实定关于风力分选设备的计算设计计算目前尚无成熟的方法可借鉴，对于立式分选垂宜段主要目的是将纸类、塑料等轻质组分通过气流输送出来，可借鉴流化床气力输送设计进行经验设计，精确的计算还需要实验及有关的理论进行研究。a.选择气体速度根据气力输送设计原那么确定垂直段管长7m,考虑所分选物料为不规那么纸类、塑料等，选择管径0100"""。设高压端气体密度为3kg/m1故所选气速相当于气体质量速度G=6.7X3=20.1(kgm2s)。b.估算气-固比垃圾分选主要去除塑料及纸类，设其堆积密度为九=560依/m气-固比为m=227(¾038-£75=227X(当)038X7075=186.7G20.1C.所需空气量计算取空气重度为1.25kgm3,那么空气体积流量为按所选管径100nInl和气速，所需空气体积流量为故可选用3.2m3min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(lkg/mJ9.8Pa),室温为300K,那么气体平均重度为垂直管压降(3)旋风别离器选择根据气体流量3.156rn3/min和入口风速67m/s,选取XLP/A-3.0型旋凤别离器，其允许进口风速12ms,处理量75(W/h。输送带在垃圾分选工艺中，带式输送机是主要的运输机械，它连接各个分选设备。因此，各分选设备段之间的输送带带宽、带长、带速及输送带的安装位置需根据具体情况分别估算。输送带Ia带宽确定输送带I主要输送从垃圾储坑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。故带速不宜选择过快，选取带速为0.3m/s。由于垃圾的密度较小和较松散，所以一般用槽式胶带输送带。胶带输送机的输送能力由下式计算。式中Q输送能力，由物料衡算知Q近似取12.5t/h:居物料在胶带的截面积，"3V输送带运行速度,取0.3m/s；pM#的堆密度，对垃圾取0.45t/n?;C倾角系数。对有人工手选输送带应水平放置，故C=I图2.3物料在胶带上堆积的断面积对于槽型输送带上物料堆积的断面积为其中，胶带的槽角选取">72型为20，那么那么带宽为：B=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(式中参数数据取自文献)为胶面传动滚筒v=0.90,因此，电动机功率为应选用打00心2型三相异步电动机，额定功率为0.3kW。(2)输送带Ila带宽确实定输送带11主要用于输送有滚筒破碎机筛上物(只要为废纸、塑料及局部有机物)至风选设备。其计算方法如(1),由物料衡算，此时输送量Q=2.581t/h。倾角15,倾角系数C取0.885。带速取1.Os,那么输送带带宽为8=1.27(m)取带宽为1.3m<,b电动机功率计算4=40,，u=LO"is,Q=2.581f,=10m。采用滚动轴承，查得0=0.030,Jt1=0.0318,Jt2=8.17×105,=1.03,Jt4=1.005,导料挡板自=2.25,空段清扫器%=0.23,弹换清扫器27=|5,%=0.18。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N=上8=1.0X斗丝=6.065OtW)70.9应选用Y132-M4型电动机，额定功率为7.5kW。输送带nIa宽度确定图2.4输送带简图输送带III主要用于输送自滚筒破碎机筛下物（主要为无机物、碎石渣、玻璃及局部有机物）送至滚筒筛。取带速为L5m/s,输送倾角10,倾角系数为0.957,由物料衡算此时输送量为8.566th,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4=20,，V=1.5/5.Q=8.5661/h,/=5,。采用滚动轴承，查得=0.030,K=O.0318,Jt2=8.17×105,Jtj=1.08,抬=1.005,导料挡板&=2.25,空段清扫器左6=023,弹换清扫器左=1.5,%=0.36。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应选用Y160-M4型电动机，额定功率为UAW。3可行性分析根据垃圾的垃圾组成和含量，以及处理系统的工作量，设计方案采用了生活垃圾简易处理方法。从理论上讲，对于经过人工手选的垃圾，原先的大块金属、塑料、玻璃品、建筑材料等可以被有效的除去，之后剩余的金属可以利用磁选技术通过适宜型号的磁选机有效的被选出，再通过选择性破碎机将d>50mm未被破碎和d<50mm被破碎的物质分开，这个也是能够到达的。筛上物质主要是纸、布、革、塑料及局部有机物等，其中有些是重质组分有些是轻质组分，符合重力分选的要求，采用风选技术较为适宜，最终选出的效果也比拟好。筛下局部主要是无机物和剩下的有机物，碎玻璃等，可以通过滚筒筛将d<50mm被破碎的物质继续筛分成d>10mm和MlOmm两局部，这对于技术比拟成熟的筛分也是可以到达的。从技术角度看，所设计的分选工艺流程是可以满足对于处理量和处理效果的要求的。4结束语4.1设计总计本次课程设计我的题目是生活垃圾综合分选处理系统设计(250td),通过对垃圾成分及含量的分析，我设计的分选工艺采用了生活垃圾简易处理方法，以到达使垃圾资源化的目的。该工艺的特点是流程比拟简单，设备较为常见，而且通过计算校核，理论上能够满足垃圾处理量和分选效果的要求，到达垃圾资源化的目的。但其缺陷在于设计依靠的是大量的文献资料，缺乏实际的实验或者是生产实践验证，所以满意确定在实际中是否也可以满足要求，此外没有考虑设备的费用和处理本钱等经济问题，只是从理论技术水平上考虑方案的可行性，不能够保证设计方案最优化。我想，在以后的设计中，我会更加注重考虑影响设计方案的各种因素，争取使自己的设计到达最优化，符合理论和实际的要求。4.2个人感想程设计的。同时我也为我自己所付出的努力所带来的收获感到快乐，这是我第二次做课程设计，我积累了很多珍贵的经验，这也为我将来从课事这门行业打下了坚实的根底。这次课程设计也让我看到了团队合作的重要性，我们几个同学经常在一起讨论计算过程，设计工艺流程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的缺乏失落过类生存生活永恒不变的话题。虽然这只是一次的极简单的课程制作(生活垃圾综合分选处理系统设计)，可是平心而论，也消耗了我们不少的心血，这就让我不得不佩服专，也曾经仿真成功而热情高涨。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人门搞单片机开发的技术前辈，才意识到老一辈对我们社会的付出，为了人们的生活更美好，他们为我们社会所付出多少心血啊。通过这次课程设计，我想说：为完成这次课程设计我们确实很辛苦这次课程设计历时一个星期左右，通过这一个星期的学习，发现了自己的很多缺乏，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比拟缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。，但苦中仍有乐，和团队人员这十几天的一起工作的日子，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，大学里一年的相处还赶不上这十来天的实习，我感觉我和同学们之间的距离更加近了。这个工程确实很累，但当我们仿真实验成功的时候，当我们连好线，按下按钮，LED亮了起来，喇叭响起的是我一生以来最好听的声音，我们的心中就不免兴奋，不免冲动。以前种种艰辛这时就变成了最甜美的回忆！对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。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非常美好的回忆参考文献1宁平主编固体废物处理与处置M.北京；高等教育出版社，20072宁平等编.固体废物处理与处置实践教程阳.北京：化学工业出版社，20053聂永丰主编.三废处理工程技术手册-固体废物卷M.北京：化学工业出版社，20004芈振明等编固体废物处理与处置M.北京：高等教育出版社，19935范玉宏，胡国华，邓明萌，高永华，黄健.城市垃圾处理前分选技术在工程中的应用J环境科学动态，2003,36张禄文，孙可伟.城市垃圾资源化分选工艺J.中国资源综合利用，2003,97林桦-,李娟，矫智超.我国城市垃圾处理问题和分选技术的研究J中国环境管理,2006,6