--大学
课程设计说明书
学生姓名：学号：
学院：化工与环境学院
专业：环境工程
题目：生活垃圾综合分选处理系统设计
（110吨/天）
指导教师：职称: 副教授
2012年月日
中北大学
课程设计任务书
2011/2012 学年第二学期
学院：化工与环境学院
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
（110吨/天）
起迄日期：月日～月日
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:2012年月日
1 绪论
随着我国经济实力和技术储备的增强，各种生活垃圾处理处置技术在我国得到了不同程度、不同范围的研究和应用，很多经济发达地区已经建立了现代化填埋场、机械化堆肥厂和焚烧厂等多种处理设施。但对于某一地区来说，不同处理设施往往处理同样的混合生活垃圾。由于每种生活垃圾处理技术均具有各自的优势和局限性，从技术本身、经济性和环境影响角度分析，均只适宜处理生活垃圾中的某些组分，因此这种单一的处理模式不仅难以满足数量日益增长、成分日益复杂的生活垃圾无害化、减量化、资源化的处理要求，而且使得生活垃圾处理设施运行效果差，前处理和二次污染控制技术复杂，处理费用高。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。
2垃圾分选系统设计方案阐述
根据垃圾的组成成分、我国目前城市生活垃圾处理的现状、原生垃圾成分复杂以及劳动力资源丰富等因素，设计的垃圾分选方案主要是以机械分选为主，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，以分选产物作为填埋、堆肥和焚烧为目的。分选工艺流程如附图1所示。
3 分选工艺设计计算
3.1 垃圾分选厂每小时的处理量 T
Q
Q =
0 (3-1) 式中：Q ——每天的垃圾处理量，Q=110t/d
T ——每天的工作时间，T=10h h t Q /1110
110
0==
3.2 人工分选
人工手选去除垃圾中的大块金属、塑料、玻璃、砖瓦、炉灰等建筑材料以利于后续处理。据经验，经人工手选后大约1%的大块金属、0.6%的玻璃、2.0%的塑料和0.5%的其他无机物质被选出，即
ω?=0Q q (3-2) 式中：ω——各成分占垃圾的百分数 金属：h t Q q /11.0%111%101=?=?= 玻璃：h t Q q /066.0%6.011%6.002=?=?= 塑料：h t Q q /22.0%0.211%0.203=?=?= 其他：h t Q q /055.0%5.011%5.004=?=?=
则经过人工手选可分出的垃圾有
43211q q q q Q +++= (3-3) h t Q /451.0055.022.0066.011.01=+++= 3.3 磁选
垃圾经过磁选滚筒理论上可以分选所有的金属，则磁选分选的处理量 h t Q Q /1738.0%58.111%)1%58.2(02=?=-?=
3.4 选择性破碎机
（1）筛上物主要是纸、布、革、塑料、部分有机物等d μ>50mm 的物质
h t Q Q /8391.2%81.2511%]20%)2%13.5(%68.2[03=?=+-+?= （2）筛下物为μd <50mm 的被破碎的无机物、有机物、玻璃及其他碎土等。
3.5 风选
（1）轻组分物质主要为粉尘、塑料、纸张等，其量为 h t Q Q /6391.0%81.511%)13.3%68.2(04=?=+?= （2）重组分主要物质是有机物，其量为 h t Q Q /2.2%2011%2005=?=?=
3.6 滚筒筛分
滚筒筛分主要对选择性破碎机筛下的物质进一步分选，筛下物中主要有无机物、部分有机物、破碎玻璃等。选择性筛孔为10?10mm 。 筛上物为d p >10mm 的有机物
h t Q Q /773.3%3.3411%)20%3.54(06=?=-?= 筛下物为碎土、石渣等无机物和碎玻璃
h
t Q Q /7631.3%21.3411%)]5.0%81.2(%)6.0%2.1(%3.31[07=?=-+-+?=
3.7 废物全过程的总质量
765421Q Q Q Q Q Q Q +++++=总 (3-4)
h t Q /117631.3773.32.26391.01738.0451.0=+++++=
4垃圾储仓计算
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设备的处理量。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。通常出料仓的容量应可提供两天的最大处理量。 4.1 仓体容积的计算 ξσ
βQ
V =
（4-1） 式中：β——储存时间，d ；
Q ——最大日处理量，t/d ；
ξ——有效容积系数，在0.8~0.9之间； σ——垃圾有效密度，在1.1~1.3之间，t/m 3； V ——仓体体积，m 3；
360.50143
.02.185.0110
2m V =???=
4.2 仓体尺寸的计算
每个小仓体的体积为V 0，m 3 ；长度a ，m ；宽度b ，m ；深度c ，m 。
则每个仓体的容积
abc V =0 （4-2）
取a=20m ，b=7m ，c=4m 3306.5015604720m m V >=??= 可以满足要求 4.3 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，所以坑底部必须辅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%。 5 吊车与抓斗的设计计算
5.1 吊车
垃圾吊车的台数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300t 到600t 的采用常用和备用各一台，规模在600t 以上的要求常用2台，备用一台。在吊车的台数确定后，还要确定吊车卷起、放下、行走、横移及抓斗开关动作所需时间，以确定吊车运行周期。如果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 。吊车供给能力由下式计算。 T
PN
Q =
（5-1） 式中：Q ——吊车供给能力，t/h ；
P ——抓斗一次抓起量，t ； N ——1h 内吊车实际工作时间； T ——吊车运行周期，h 。 5.2 抓斗
根据垃圾最大日处理量选择吊车、抓斗，其工艺参数如下表
表1 吊车工艺参数
根据上式（5-1）的计算公式得抓斗一次抓起量
N
QT
P =
（5-2） t P 524.050
6014311=?
=
即抓斗一次抓起量为0.524t 即可满足生产要求，选择一次抓起量为1250kg 的抓斗。 6 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为袋式和鼓式两种。鼓式磁选机又可分为皮带机磁滚筒式和独立鼓式。磁力滚筒又称磁滑轮，磁系与圆筒固定在同一个轴上，安装在皮带运输机头部。将固体废物均匀给在皮带运输机上，当废物经过磁力滚筒时，非磁性或磁性很弱的物质在离心力和重力的作用下
脱离皮带面，而磁性较强的物质受磁力作用被吸在皮带上，并由皮带带到磁力滚筒的下部，当皮带离开磁力滚筒伸直时，由于磁场强度减弱而落入磁性物质收集槽中。磁力分选机在分选工艺中可一点或多点布置，一般可设置在破碎机的前后、筛分机之后或风选机的前后等处。对城市生活垃圾简易分选系统，在经过人工手选之后，大件的磁性物质已经被选出，可将磁选机设在选择性破碎机之前，基本上可将磁性物质选择出来，同时避免后续分选设备被此贴性物质破坏。
7 滚筒破碎机（选择性破碎机）
滚筒破碎机其机身主体的形状是用筛板做成的圆筒，工作过程中既有破碎又有筛分的作用，并能达到选分的作用。
7.1 滚筒破碎机主要结构参数的确定
根据垃圾破碎比分选工艺要求选择国产滚筒破碎机，具体技术特征如下表。
7.2 滚筒破碎机生产能力计算
K
S
Qγv
3600
=（7-1）式中：Q——垃圾生产能力，t/h；
S——滚筒横断面装垃圾面积，m2；
v——物料在滚筒轴向前进速度，m/s；
γ——无聊散密度，t/m3，对城市垃圾散密度可取垃圾容重的1/2；
K——装满系数，随滚筒内提升板个数的增加而变大；当提升板为6个时，对垃圾K取0.41。
其中，横断装料面积
()
22
r2 2
?
?
?
?
?
+
+
-=
π
β
α
R
S（7-2）
取经验值α=60°，β=10°
32213.12
2183)2.15.1(m S =?
??
??++-=
πππ 物料沿滚筒轴向的前进速度 T
l
=
v （7-3） 式中：v ——物料在滚筒内每跌落一次向前所走的距离，m ； l ——物料自A 提升到B 在跌落到底所需时间，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
()()θααtan 90cos 90sin 4l 2--=o o R （7-4） ()()m
l o o o o o 0681.03tan 6090cos 6090sin 5.142=?-?-??=
21t t T += （7-5） n 32-1801α
=
t （7-6） 式中：n ——滚筒转速，r/min ； s t 67.112
360
21801=??-=
()()ααπ
-?-?=
90cos 90sin 4t 2R
（7-7）
()()
s t o o o o 68.06090cos 6090sin 14
.35
.142=-?-?=
所以：s 35.268.067.1=+=T 0290.035
.20681
.0v ==
h t Q /40.1041.02
43
.00290.013.13600=??
??= 8 垃圾滚筒筛
垃圾滚筒筛利用作回转运动的筒形筛体将垃圾按粒度进行分级。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。垃圾滚筒筛设计参数主要有几何参数、运动参数和动力参数。几何参数包括筛体长度、筛体直径、
安装倾角和筛孔尺寸；运动参数指筛体转速；动力参数为筛体的驱动功率。
4 参考文献
[]1宁平主编固．体废物处理与处置．北京：高等教育出版社，2007.1 ：63 []2赵勇胜，董军，洪梅等编．北京：化学工业出版社，2009．1 ：23
[]3聂永丰主编．三废处理工程技术手册——固体废物卷．北京：化学工业出版社，2001.1