垃圾分类处理系统设计.docx

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1、中北大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：化工与环境工程专业：环境工程题 目：生活垃圾综合分选处理系统设计（90吨/天）指导教师：职称:2023年5月20日生产能力(t/h)80 120筛孔尺寸/mm50滚筒直径/m3提高板高度/mm300长度/m6电动机型号BJ02-72-倾角/度3功率/kw4转速12/(r/min30/(r/min)1460计算校核根据式s=g等s,取经验值廿，I。,横断面装料面积为s =+万/2) =M3(m2)物料跌落所需时间为T=tt+t21802 2 180-2x603n3x12= L67(s)2 二 sin(90 - a)- Jcos(90。- a);x si

2、n(90p-60)x Jcos(90, 60)= 0.68(5)7i3.14则7 = 1.67 + 0.68 = 2.35(s)当筛体倾斜安装时，实际物料轨迹为不规则日勺螺旋线，该螺旋线日勺螺距即物料跌落一次向前所走的距离，即I = 4Hsin2(90。-a)cos(P0。-a)tan9= 4xl.5x sin2 (90-60)x cos 000-60)x tan 30 = 0.068 l(m)物料沿滚筒轴向前的前进速度2幽 =0.0290T 2.35滚筒破碎机实际生产能力为e = 3600S-v-/-A： = 3600xl.l3x0.0290x0.43/2x0.41 = 10.3916(r/

3、z)9a/2)则所选择的破碎机能满足处理量的规定。2. 7垃圾滚筒筛垃圾滚筒筛筛分处理量为&+。7 = 3.。87 + 3.079 = 6.166 (。)滚筒筛重要参数确定如下。型号简体规格 (m)简体 倾角简体转速 (转/分)筛孔尺寸 (mm)最大进料粒 度(mm)产量(m3/h)电机功率 (kw)筛孔 (2mm)筛孔 (20mm)GTS1240 L2X46201-20网孔尺寸X2. 5181205.5(1)设计筛体长度4m,筛体直径L2ni,筛孔取lOmniX 10mm,安装倾角为4。(2)筛分效率和生产率。根据“垃圾分选机-垃圾滚筒筛”行业原则(CJ/T5013.1-95),筛下物粒径/

4、12mm,筛分效率之80%。选用筛分效率为90% o(3)滚筒筛转速 一般为了获得很好日勺筛分效率，应使物料在筛体内做较大日勺翻动。滚筒筛临界转速ri0为根据试验表明，垃圾滚筒筛回转速度一般取临界转速口勺30%60%较为理想,则取滚筒筛转速为18r/mino料在筛体内的停留时间根据研究表明，当筛分垃圾时，要得到75%以上日勺筛 分效率，停留时间应到达2530s,甚至更长。因此取垃圾在滚筒内停留时间为 50s,则物料在筛体内沿轴向运动日勺平均速度为L4v = =0.08(m/s)t50筒筛有用功率 据资料推导，筛分机有用功率为N _ L 兀R g，9 一 8cos之(90 - a)8sin2(9

5、0? -)-tanx45_4x3.14x0.6x9.8x(9-8xcos2 30) 8xsin230xtan4x45=35.2048(/: W)实际使用的驱动电动功率还应考虑机械传动损失。2. 8风选设备对本风选工艺，选用简易立式风选设备(1)气流速度确定 风力分选重要将低密度、空气阻力大的塑料、废纸等和具有高密度、空气阻力小的J重质有机物分开。部分物料密度如表2-5。表2-5部分物料密度物质塑料玻璃砖干砂有机物密度(kg/m3)9202500184025001200轻质物料以塑料为参照，中细块状风速的经验系数。=21,其悬浮气速为v0=旦才-也面= 6.36(m/s), 100100重质物料

6、以有机物为参照，取。=23其悬浮气速为v -ELJ7 = -71200 = 7.97(m/5)0 100100则选用气流速度为6. 36m/so立式风选几何参数确实定 有关风力分选设备的计算设计计算目前尚无成熟 的措施可借鉴，对于立式分选垂直段重要目的是将纸类、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，精确的计算还需要试验 及有关的理论进行研究。.选择气体速度根据气力输送设计原则确定垂直段管长7m,考虑所分选物料为不规则纸类、塑料等，选择管径例00加加。设高压端气体密度为3kg/m故所选气速相称于气体质量速度G=6. 36X3=19. 08 (kg/m2 - s)

7、。,估算气-固比垃圾分选重要清除塑料及纸类，设其堆积密度为yb 500kg/m3o气-固比为加=227（产.厂万=227x（2叫）。% x775 =182. 4699G19.08.所需空气量计算1.067x1000 小G = = 5.8475（奴/力）m 182.4699Gt _ 5.8475 厂FT取空气重度为1. 29kg/m3,则空气体积流量为=4.5329 （m3/h） = 0.0755 m3/min按所选管径100mm和气速，所需空气体积流量为=u Q2 = 6 36xx 0.仔=0.0499(/ / s)= 2.996m3/ min故可选用3m3/min空压机一台可以满足规定。,压

8、降计算 设管内平均绝对压力为2.5kg/n2(lkg/ni2=9.8Pa),室温为297K,则气体平均重度为29x2.5 0.0821x297= 2.9733（/m3）垂直管压降邳=2myH = 2x182.4699x2.9733x7 = 7595.5285（必/加）旋风分离器选择 根据气体流量2. 996m3/min=179. 76 m7h和入口风速6.36m/s,选用TXP-3型旋风分离器，详细参数如下型号规格风量 m3/h入口风速m/s阻力系数。参照阻力Pa效率%TXP-3 700-100015-256.4490-142080-952. 9输送带在垃圾分选工艺中，带式输送机是重要的I运送

9、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详细状况分别估算。输送带I1 .带宽确定 输送带I重要输送从垃圾储坑通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步进行人工分选。故带速不适宜选择过快，选用带速为0.25m/s。由于垃圾的密度较小和较松散，因此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。Q = 3600 x FBxvx pxcQ输送能力，由物料恒算知Q取9t/h；Fb物料在胶带日勺截面,Fb=Fi+F2；v输送带运行速度，取0.25m/s；P物料日勺堆密度，对垃圾取0.45t/m3c倾角系数，对有人工

10、手选输送带应水平放置，故c=l对于槽型输送带上物料堆积的断面积其中F = 0,08x(2x45/180x-sin245)xB2F2= 0.12B2 xtga =0.032B2 sin-450 08oo07 =f+7 =r2_x(2x3.144-sin(2x45o)xB2+0.12xB22 sin 45胶带的槽角。选用TD70型为15。则9 = 3600 x(0.2514 - 0.1548 xfi2求得带宽为：=1.22 (m)o取带宽1.2m2.电动机功率计算在确定胶带输送机的电功率此前，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k3尾部改向滚筒功率系数，取

11、1.5；k4中部改向滚筒功率系数；取1.05No传动滚筒的功率，kw；No胶带空转的功率，kw；NJ物料水平运送的功率，kw；N；物料垂直提高的功率，kw；5Vb犁式卸料器，胶带清料器和板料所需要的功率，kw；k8yb物料加速率所需功率，k8=0.1,九二0.45。G胶带的I空转速率N。= K,Lhv= 0.0318 x 30 x 0.25 = 0.2385kw对输送垃圾槽性胶带ki=0.0318,胶带输送机水平投影长度Lb=30m,v=0.25m/So物料水平运送功率 No = K2 Lh2 = 5.45 x 1 O-5 x 7 x 30=0.11445kw物料水平运行功率系数；K2=5.4

12、5x 10-5,胶带输送机日勺输送量Q=9t/ho物料的垂直提高功率N；=0轴功率 No=1.5x 1.05 x (0.2385+0.11445)+ (1.4+1.51 +0.23+2.25) x 0.25+0.1 x 0.45 =2.2178kw胶面传动滚筒的总传动效率=0.90,功率安全系数一般取k=L0,因此，电动机功率为 N = Zx= 2278=2.4642Zw r/ 0.9故选用M 32型三相异步电动机，额定功率为3.0kW。输送带n1 .带宽确实定 输送带n重要用于输送有滚筒破碎机筛上物(只要为废纸、塑 料及部分有机物)至风选设备。同理，由物料衡算，此时输送量Q=Q4+Q5=0.

13、523+L8=2.323t/h。倾角 15。，倾角系数 c 取 0.9。带速取 L0m/s,则 输送带带宽为 2.323 = 3600 x (0.2514 - 0.1548 x B2)x0.45 x0.9解得 B=L27 (m),取带宽为L3m。2 .电动机功率计算采用滚动轴承，轴功率k3尾部改向滚筒功率系数，取1.03；k4中部改向滚筒功率系数；取1.005No传动滚筒的功率，kw；No胶带空转H勺功率，kw；NJ物料水平运送日勺功率，kw；N”。物料垂直提高的功率，kw；Z心乜犁式卸料器，胶带清料器和板料所需要的功率，导料挡板k5=2.25, 空段打扫器k5=0.23,弹环打扫器k5=1.

14、5k8yb物料加速率所需功率，k8=0.18o胶带的I空转速率乂 = KJ/= 0.0318 x 40x1 = 1.272对输送垃圾槽性胶带ki=0.0318,胶带输送机水平投影长度Lb=40m, v=1.0m/so物料水平运送功率=长2乙0 = 5.45x 10-5x40x2.323=0.00506kw物料水平运行功率系数；K2=5.45x 10-5，胶带输送机日勺输送量Q=2.323t/ho物料的I垂直提高功率NJ=0轴功率 No= 1.03x1.005=5.383kw胶面传动滚筒的总传动效率=0.90,功率安全系数一般取k=1.0,因此，电动机 功率为N =左x=型邑=5.981 kw7

15、70.9因此选用“34型电动机，额定功率为7.5kW。输送带HI1 .宽度确定输送带ni重要用于输送自滚筒破碎机筛下物(重要为无机物、 碎石渣、玻璃及部分有机物)送至滚筒筛。取带速为1.5m/s,输送倾角15 , 倾角系数为0.9,由物料衡算此时输送量为3.079t/h,3.079 = 3600 x (0.2514 - 0.1548 xB2因止匕 B=L271(m)取带宽为1.3m。2 .电动机功率计算采用滚动轴承，轴功率k3尾部改向滚筒功率系数，取1.08；k4中部改向滚筒功率系数；取1.005No传动滚筒的功率，kw；N,o胶带空转的功率，kw；No物料水平运送日勺功率，kw；物料垂直提高

16、日勺功率，kw；5Vb犁式卸料器，胶带清料器和板料所需要日勺功率，导料挡板k5=2.25,空段打扫器k5=0.23,弹环打扫器k5=L5出九物料加速率所需功率，k8=0.36。胶带时空转速率N。= KxLhv=0.0318 x 20x1.5 = 0.954人卬对输送垃圾槽性胶带Ki=0.0318,胶带输送机水平投影长度Lb=20m,v=1.5m/So 物料水平运送功率 N；= &。= 8.17 x 10-5 x20x 3.079=0.00503kw物料水平运行功率系数；K2=8.17x 10-5，胶带输送机日勺输送量Q=3.079t/ho 物料的J 垂直提高功率 N； =0.00273 xQx

17、 Ho=O.OO273 x 3.079 x 5=0.042kw提高高度Ho=5m 轴功率 No=l.O8 x 1.005 x (0.954+0.00503+0.042)+ ( 2.25+0.23+1.5 )x 1.5+0.36x0.45 =7.219kw胶面传动滚筒欧I总传动效率77=0.90,功率安全系数一般取k=1.0,因此，电动机功率为 n = Zx = W = 8.021人卬rj 0.9因此 选用型电动机，额定功率为11左W。中北大学课程设计任务书2023/2023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（90吨/天）

18、起迄日期：5月20日6月17日课程设计地点：环境工程专业试验室指导教师：系 主 任：下达任务书日期：2023年5月20日课程设计任务书1 .设计目的:(1)通过设计深入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 学理论知识进行都市生活垃圾综合分选处理系统设计的初步能力；(2)理解工程设计,的I内容、措施及环节，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，编写设计阐明书的能力。2 .设计内容和规定(包括原始数据、技术参数、条件、设计规定等)：(1)原始资料垃圾重要成分见表：其他垃圾组分有机物 无机物纸类 金属 塑料含量1. 22.81,

19、54.331.32.682.585. 13/%有机物组分包括：食品残存、果皮、植物残存等。无机物组分包括：徜瓦、炉灰、灰土、粉尘等。垃圾容重平均值为0.43吨/立方米，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分选系统工作量为90吨/天，日工作时间为10小时。垃圾分选系统设计方案欧I分析确定；(2)设计内容及规定垃圾储料仓设计计算；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，并确定其重要运行参数；皮带运送机计算及布置，并计算各段的长 度、电机功率。编写设计阐明书：设计阐明书按设计程序编写，包括方案确实定

20、，设计 计算、设备选型计算和有关简图等内容。3 .设计工作任务及工作量的规定包括课程设计计算阐明书(论文)、图纸、实物样品等)：(1)撰写课程设计阐明书；(2)垃圾分选系统工艺流程及高程图一张；分选系统平面、剖面布置图1-2张。课程设计任务书4 .重要参照文献：(1)芈振明等编.固体废物处理与处置.高等教育出版社，1993年(2)聂永丰主编.三废处理工程技术手册一固体废物卷.化学工业出版社(3)宁平等编.固体废物处理与处置实践教程.化学工业出版社，2023年5 .设计成果形式及规定:(1)设计阐明书一份；(2)有关设计图纸。6 .工作计划及进度：2023年5月20日：布置题目，发放课程设计任务

21、书，讲解设计措施;5月21日一5月26日：查阅资料，设计计算；5月27日一6月9日：绘制设计图，撰写阐明书；6月10日一6月17日：答辩或成绩考核。系主任审查意见：签字：年 月 日一.序言二.课程设计的目的三.垃圾分选系统方案确实定1 .初始数据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外54.331.32.685. 139. 131.22.81有机物组分包括：食品残存等、果皮、植物残存等。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. 43t/m3,含水率为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：1923kJ/kgo

22、分选系统工作量为100t/d；日工作时间为10h。2 .设计计算1 .1垃圾分选工艺流程轻组分渊料2 . 2分选工艺物料恒算(1)垃圾分选厂每小时的处理量为以4式中Q每天日勺垃圾处理量，。=90t/d;T每天的工作时间，T = 10hoQ =90/10=9 (t/h)(2)人工分选 人工手选清除垃圾中的I大块金属、塑料、玻璃瓶、建筑材料等，以利于后续处理。据经验，人工手选后大概1%的大块金属、2%的塑料、0.6%玻璃和约0.5%其他无机物质被选出，即金属 d =QoXl% = 9xl% = O.O9(/z)玻璃 % = 2 x0.6% = 9x0.6% = 0.054(t/h)塑料 / =Qo

23、x2.O% = 9x2.O% =。.18(用)其他 / = Qo x。.5% = 9 x 0.5% = 0.045 (，/ h)则通过人工手选可分株的垃圾有Q=0. 09+0. 054+0. 18+0. 045=0. 369 (t/h)(3)磁选垃圾通过磁选滚筒理论上可以分选所有的J金属。= & X (2.58 % 1 %) = 9 X (2.58 % 1 %) = 0.142 (，/ h)(4)选择性破碎机 .筛上物重要是纸、布、革、塑料、部分有机物等4, 50”的物质。3 =Q0x (20% + 2.68% + 3.13%) = 9x25.81% = 2.323( 力) .筛下物为4 10

24、频的有机物。6=。0*34.3% = 9x34.3% = 3.087 (t/h)筛下物为碎土、石渣等无机物和碎玻璃。7 = Qo x(31.3% + 0.6% + 2.31 %) = 9x34.21 % = 3.079(t/h)(7)废物的全过程总的质量为。总。=+。2 +。4 +。5 +。6 +。7=0.369 + 0.142 + 0.523 + 1.8 + 3.087 + 3.079=9( 力)2. 3垃圾储料仓仓体容积V =丝=2x90=447 706(rn3)8取 V = 500(m3)(2)仓体尺寸计算 每个小仓的I体积V。, m;长度a, m;宽度b, 口;深度c, m。则 V0=

25、abc取 a=10m,b=10m, c=5m;V0=10X 10X5=500 (m3)447. 706m3可以满足规定。2.4吊车、抓斗日勺选择根据垃圾最大日处理量选择吊车、抓斗、其工艺参数如表吊车工艺参数项目参数设计根据项目参数设计根据数量1台垃圾最大日处理量运行周期143s吊车运行多种动作的1速度吨位1.25t抓斗容量实际运行时间50min/h跨度7m储料坑跨度供应能力10t/h抓斗抓起量抓斗一次抓起量为：P=2立=9x143/60= 0.429N50可知抓斗一次抓起量0.5958t即可满足生产需求，选择一次抓起量为1250kg 的抓斗。磁选设备就构造而言可分为带式和鼓式两种。鼓式又分为皮

26、带机磁选滚筒和 独立鼓式。根据处理垃圾量，经济和处理所规定效果等条件选用对应的设备。就 本课程生活垃圾处理量和分类，含水率49. 4%等状况，磁选设备需要处理的垃圾 量大概 Q=Qo-Ql9-O. 369=8.613 (t/h),金属约 0. 1422 (t/h),可选用 CTB6012 湿 式永磁筒式磁选机或者定做所要设备。对应参数如表CTB6012湿式永磁筒式磁选机型号 规格规格转速 r/min筒表磁感应强度mT处理能力电机功率 kw重量 kg筒径mm筒长mmT/hm3 /hCTB60126001200W30按垃圾 状况定10-2030-701.522002. 6滚筒破碎机选择(1)选型 根据垃圾破碎分选工艺规定选择国产滚筒破碎机，详细技术特性如滚筒破碎机技术特性型号圆筒直 径mm圆筒长 度mm处理能力 m3/h电机功 率kw外形尺寸mm重量kgCT60186001800402.2600x1800800滚筒破碎机技术特性规格3000 X6000规格3000 X6000