城市生活垃圾綜合分選處理系統(tǒng)設計

某城市生活垃圾綜合分選處理系統(tǒng)設計某城市生活垃圾綜合分選處理系統(tǒng)設計第第#頁實際使用時的驅動電機功率還應考慮機械傳動損失1o8分選設備對本工藝,選用簡易立式分選設備。8.1氣流速度風力分選主要將低密度、空氣阻力大的塑料、廢紙等和具有高密度、空氣阻力小的重質有機物分開。部分物料密度如表L3所示物質塑料玻璃石專干沙有機物密度/(kg/m3)9202500184025001200輕質物料以塑料為參考,其懸浮氣速為al22,—=而稅疝=6.67(m/s)重質物料以有機物為參考，其懸浮氣速為a,- 22 vq=福小=1200^7.熨5/9則選取氣流速度為6。7m/s.1。8.2立式風選幾何參數的確定關于風力分選設備的設計計算目前尚無成熟的方法可借鑒，對于立式分選垂直段主要目的是將紙類、塑料等輕質組分通過氣流輸送出來，可借鑒流化床氣力輸送設計進行經驗設計，精確的計算還需要實驗及有關的理論進行研究。1。8。2。1選擇氣體速度根據氣力輸送設計原則確定垂直段管長7m，考慮到所分選物料為不規(guī)則紙類、塑料等，選擇管徑中100mm.設高壓段氣體密度為3kg/11，故所選氣速相當于氣體質量速度G=6。7X3=20.1(kg//f).1.8.2。2估算氣固比垃圾分選主要去除塑料及紙類，其堆積密度為!氣固比為=186.7氣固比為=186.71。8.2.3所需空氣量。4 1.162X1000門、標=186,7 旬取空氣重度廣 ；?‘：」"??；；，則空氣體積流量為Q出=F=125=4979(m%)=0.083按所選管徑10mm和氣速，所需空氣體積流量為花r 工14 1 ,q、 ，飛、Qk=v-Df=6.7X X0.1^=0.0526(?nVs)=3.156(?n7mm)故可用3。訥空壓機一臺能夠滿足需求。1o802o4壓降計算設管內平均絕對壓力為2此自加＜室溫300K,則氣體平均重度為Mp29x2Y仃==八ccrr ZTT=2.3551白內門'FRT0.0821X300垂直管降壓Ap=2my;7H=2x186,7x2355x7=615￡5“9/m*1o803旋風分離器選擇根據氣體流量3。156m3/爪加和入口風速6。7m/s,選取XLP/A—3.0型旋風分離器,其允許進口風速12m/s,處理量750小。1o9輸送帶在垃圾分選工藝中，帶式輸送機時主要的運輸機械，它連接各個分選設備.因此，各分選設備之間的輸送帶帶寬、帶長、帶速及輸送帶的安裝位置需要根據具體的情況分別估算。1o9.1輸送帶I1o9o1.1帶寬確定輸送帶I主要從垃圾儲坑送來經過初級子送入的及由輸送帶至滾筒破碎機的垃圾，在這一段輸送帶上同時進行人工分選。故帶速不易選擇過快，選取帶速為0。3m/s.由于垃圾的密度較小和較松散,所以一般用槽式膠帶輸送帶。膠帶輸送機得輸送能力由下式計算.Q=3600p,匚式中：Q 輸送能力，由物料衡算知Q近似取20t/h；/ 物料在膠帶的截面積，m2；v 輸送帶運行速度，取0。3m/s；P 物料的堆密度，對垃圾取0.45t/〃，,；c 傾角系數.對有人工手選輸送帶應水平放置，故c=1.對于槽形輸送帶上物料堆積的斷面積為0.08 3.14 r r=Fl+F2=(2X——-sin(2X450)然召上+0.12X^Xtan200)si"45° 4其中，膠帶的槽角a選取TD72型為20°。則20=3600X(0.2514-0.1531X%X0.3X0.45X1得帶寬為：B=l.17(m),取帶寬為1。2(m).1.9。1.2電動機功率的計算在確定膠帶輸送機的電動功率以前，首先要計算傳動滾筒的軸功率。轉動滾筒軸功率的計算公式為No=g服(N。+No+No，￡血”4-廂yNo=k1L曲-0.0318X20X0.3=0,1908此WNo'=k2LhQ=5,45xWsx20x20=0,0218/c^No=0No=1.5X1,05X(0.1908+0.02180)+(1.4+1.5+0.23+2.25)X0.3+0.1xO.45=1.9939膠面?zhèn)鲃訚L筒n=o.90,因此，電動機功率為No1.9939N=k—二口9=2.215(AW)故選用Y100L-2型三相異步電動機，額定功率為3。0kWo1.9o2輸送帶II1.9o2.1帶寬的確定輸送帶n主要用于輸送由滾筒破碎機篩上物(主要為廢紙、塑料及部分有機物)至分選設備。其計算方法如(1)，由物料恒算，此時輸送量Q=5o162t/ho輸送帶傾角150,傾角系數c取0.885,帶速取1。Om/s,則輸送帶帶寬為5O162=3600X(0.2514—0。1531XB2)Xlo0X0.45X0。885B=lo28m取帶寬為1。2m1o9o2o2電動機功率計算已知以=40m,v=LOm/s,Q=5。162t/h,H二知m.采用滾動軸承,查得3二0。030,蚪二0.0318,^2=8.17x10-5,后二1。03,麗二1.005,導料擋板二2。25,打空段清掃器=0.23,彈環(huán)清掃器七=1.5,小二m八20。18。將以上各數據帶入計算式，轉動滾筒軸功率為No=(0.0318X40XL0+8,17X10-5X5.162X40+0.00273X5.162X10)X1.03X1,005+(2.25+0.23+1.5)X1.0+0.18X0.45=5,541(klV)電動機功率為No5.541N=k-= =6,157(/cIT)故選用Y132M-4型電動機，額額定功率為7.5k肌1.9o3輸送帶III1o9o3o1寬度確定輸送帶ni主要用于輸送自滾筒破碎機篩下物(主要為無機物、碎石渣、玻璃及部分有機物)送至滾筒篩.取帶速為1。5m/s,輸送傾角,傾角系數為0。957,由物料衡算此時輸送量為13.702t/h,則輸送帶寬為13o702=3600X(0o2514-0o1531XB2)Xlo5X0。45X0。957

B=l.27m取帶寬為1.2m.1.9o3o2電動機功率計算Lh=20m,v=l.5m/s,Q=13o702t/h,H=5m,采用滾動軸承，查得3=0。030,近二0.0318,七二8.17X1。一，七二］。03,^4=1,005,導料擋板后二2。25,空段清掃器螞=0.23,彈環(huán)清掃器七二1。5,他二0。36。將以上各數據帶入計算式，轉動滾筒軸功率為No=(0.0318X20X15+8.17X10-5X13-702X20+0.00273X13-702X5)X1.08X1.005+(2.25+0.23+1.5)X1.5+0.36X0.45=7394(哂電動機功率為No7.394N=k—= =8.22(AW)故選用Y160M—4型電動機,額定功率11k肌第2章生產成本分析2。1直接成本(1)設備購置費用根據市場價格和網上相關產品報價而定，具體如下表所示:表2—1設備購置費設備 數量 價格(元)

吊機1臺168000風機若干臺20000垃圾儲存?zhèn)}1個11200垃圾料斗1個2000皮帶輸送機3臺6000滾筒篩1臺120202滾筒破碎機2臺250500風力分選機1臺350000金屬儲存?zhèn)}1個2500可燃物儲倉1個4500根據上表可知，所有設備購置費用為83萬元。（2）工程建設費用包括廠房建設、道路修建、配套設施建設、綠化等費用，交專業(yè)預算人員處理，預計在300萬元左右。（3）直接費用總計：設備費用83萬元+建設費用300萬元=合計383萬元2。2間接費用概算間接費用主要包括設計費、調試費、安裝費、稅金及不可預見費等。其中，垃圾分選場的在建設前需進行環(huán)境影響評價、設計、審批等步驟，期間收費預計支出10萬元。建設過程中需安裝費、運輸費、調試費、設備運行損耗等，預計支出30萬元。在建設與使用過程中有不可預計費用，約50萬元?？傆嫾s90萬元.2。3運行費用表2—2預處理成本核算序號項目內容單耗每噸成本備注1電耗23。57度13.0元/噸電價0.55元/度2水耗0。5噸1。75元/噸水價3。5元/噸總計14。75元/噸備注：日處理量為200t/d每月的預處理成本=14.75X200X26=7.67萬元（每月按26天計算）2。4項目效益分析垃圾分選場的建成雖然在前期投入較大,運行成本也較高，但其分選產品的收益也不容小覷.而且，垃圾分選場屬于市政設施，其后續(xù)使用過程中也可享受國家優(yōu)惠政策.特別是其對于環(huán)境的有利作用,于國于民都有相當重要的作用.以下是我們從經濟、環(huán)境、社會三個角度的分析。2。4。1經濟效益2。4。1。1廢金屬市場分析金屬制品使用過程中的新舊更替現象是必然的，由于金屬制品的腐蝕、損壞和自然淘汰,每年都有大量的廢舊金屬產生。如果隨意棄置這些廢舊金屬，既造成了環(huán)境的污染，又浪費了有限的金屬資源。資料說明:回收一個廢棄的鋁質易拉罐要比制造一個新易拉罐節(jié)省20%的資金，同時還可節(jié)約90%?97%的能源?；厥?t廢鋼鐵可煉得好鋼0。9t,與用礦石冶煉相比，可節(jié)約成本47%,同時還可減少空氣污染、水污染和固體廢棄物.［12—14］可見，樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念、加強垃圾的分類處理、回收并循環(huán)利用廢舊金屬有著巨大的經濟效益和社會效益。2.4.1。2塑料市場分析塑料是石油產業(yè),在能源日趨緊張、石油大幅漲價的當今時代,塑料的市場價格也在逐步攀升。經市場調查及垃圾成分分析,塑料在垃圾中的含量均達10%以上，有的地區(qū)高達15%以上，目前混合廢舊塑料的市場價格已達每噸700元以上,分類較好的塑料市場價格均達每噸千元以上。［19—22］而垃圾中分選出來的塑料大部分以薄膜塑料為主，此類塑料再生次數少，品質較好，是塑料煉油或制粒最理想的原料,因其價格、品質優(yōu)勢，市場供不應求.2。4。1。3生態(tài)有機肥市場分析我國是農業(yè)大國，我國農民自古就有使用農家肥的習慣，而垃圾中選出的有機物經堆肥處理產生的生態(tài)有機肥不僅具有農家肥的所有特點，而且比農家肥營養(yǎng)更安全更充分。與使用化肥相比較，其優(yōu)勢更是顯而易見，-——-改良土壤、克服土壤板結、改善農產品口感、產出遠大于投入。［16］另外，由于人民生活水平的不斷提高、人民的生態(tài)意識、保健意識的日益增強，對于無化肥、農藥污染的糧食、蔬菜、肉類以及其綠色食品的需求越來越大，作為綠色食品主要肥料的生態(tài)有機肥，其市場前景必將越來越廣闊。經濟效益計算分析:由上面相關費用分析估算可知：項目建設總投資=直接費用+間接費用=470。97萬元每月運行費用約為4。9萬元，即年運行費用為4.9X12=58。8萬元。垃圾分選的效益包括垃圾處理的費用、出售金屬、有機物的費用.每噸垃圾處理收費為20元，每天為20X200=4000元；出售有機物給堆肥廠按每噸20元計算，每天共計20X2。715X10=543元/天；回收的金屬出售(0.05+0.079)X10X800=1032元/天；磚瓦等無機物運至填埋場填埋；塑料、紙類((0.1+0。2905)X10X700=2734元/天)被送至火力發(fā)電廠發(fā)電，也會有一定的經濟效益，月收益為(4000+543+1032+2734)X26=21。6萬元，即年收益為21。6X12=259.2萬元。經分析可知：該垃圾分選工藝3年后即可處于純盈利狀態(tài).我們可以得出城市生活垃圾分選處理是必要可行的。2.4。2環(huán)境效益垃圾分選是垃圾處理的初始步驟，是垃圾減量化、無害化、資源化、產業(yè)化的最終出路.通過垃圾分選把有用物資，如紙張、塑料、玻璃、瓶罐、金屬等從垃圾中分離出來重新回收、利用，變廢為寶。既提高垃圾資源利用水平，又可減少垃圾處置量.它是實現垃圾減量化和資源化的重要途徑和手段。垃圾通過分選后便于對不同類垃圾進行分類處置。如對有機垃圾進行堆肥發(fā)酵處理,把有機垃圾制成農田用肥和綠化用肥，對沒有回收利用價值的無機垃圾進行填埋處置,對熱值較高的可燃垃圾進行焚燒處置。垃圾分選是對垃圾收集處置傳統(tǒng)方式的改革，是對垃圾進行有效處置的一種科學管理方法。[12—14]人們面對日益增長的垃圾產量和環(huán)境狀況惡化的局面，如何通過垃圾分類管理,最大限度地實現垃圾資源利用，減少垃圾處置量,改善生存環(huán)境質量，是當前世界各國共同關注的迫切問題之一。垃圾分選的優(yōu)越性被越來越多的人所認識，垃圾分類的管理辦法正在文明國家、地區(qū)普遍推廣，成為當前和今后垃圾管理變革的發(fā)展趨勢。2。4.3社會效益(1)垃圾焚燒廠是城市建設的重要基礎設施，是以創(chuàng)造環(huán)境效益和社會效益為主的公益性工程。(2)垃圾分選場能實現資源的回收與利用，是固體廢物資源化、減量化、無害化的重要步驟.(3)垃圾分選廠能充分回收生活垃圾中的資源與能源?；厥盏慕饘倏梢赃\往冶煉廠進行磁選后能繼續(xù)鑄造金屬制品，能量除滿足垃圾分選廠自用外，尚可向市網供電，經濟效益明顯。(4)通過采取有效措施后，垃圾分選廠產生的廢氣、污水、廢渣、噪聲和惡臭等均不會危害周圍環(huán)境和造成二次污染。(5)垃圾分選廠建成后對改善環(huán)衛(wèi)工作條件，提高環(huán)衛(wèi)管理水平，促進環(huán)衛(wèi)科技發(fā)展均將起到積極作用.[15]第3章結論本設計利用磁選、破碎、風選等工藝方法組成城市生活垃圾分選系統(tǒng)，此系統(tǒng)將生活垃圾不同組分中的無機物、有機物、玻璃、金屬、紙、塑料等物質有效的分離，最后無機物填埋，有機物堆肥,其他可燃物做燃料。下面對本設計的各方面作如下幾點總結:(1)設計中所選用的主要設備：設計體積容量為1080m3的垃圾儲料倉，抓斗容量為1。25t、跨度為10。5m的吊車，XLP/A—3.0型旋風分離器,Y160M—4型電動機,Y132M—4型電動機，Y100L-2型三相異步電動機效益分析：經以上計算分析可知，該垃圾分選工藝主要著眼于環(huán)境效益和社會效益,項目本身的經濟效益較低,必須通過征收垃圾處理費或財政補貼的形式才能運營,但是,在減免所有稅收的情況和爭取上級無息或貼息貸款的條件下，可以基本上達到收支平衡并略有節(jié)余，3年后可處于純盈利狀態(tài),因此，對于維護地區(qū)環(huán)境平衡，節(jié)約有用資源，減輕垃圾填埋場、焚燒廠負擔,降低廢水、廢氣、廢物對于環(huán)境的影響有積極意義,建議引起相關部門重視并得到支持.總之,對城市生活垃圾分選處理是采用多種方法進行綜合處理，從而避免了因處理不當對環(huán)境造成的二次污染和資源的浪費.并且,隨著人民生活水平的提高，垃圾中的有用成分逐漸增多,不加以回收也是資源的一種浪費.因此,需要對城市的生活垃圾進行回收、分類和處理,提高垃圾作為資源循環(huán)利用的價值。通過各項分析，該城市生活垃圾分選處理系統(tǒng)設計從整體上看是必要可行的。相信，隨著人民環(huán)保意識的加強和國家環(huán)保資金的加大投入，在不久的將來,我國將會在這方面取得很好的發(fā)展.同時，這也是一個蘊藏很大商機的大市場。參考文獻聶永豐.三廢處理工程技術手冊—固體廢物卷.北京:化學工業(yè)出版社,2000李國建、趙愛華、張益主編。城市垃圾處理工程.北京:科學出版社，2003寧平、張承中、陳建中主編。固體廢物處理與處置實踐教程.北京：化學工業(yè)出版社，2005錢學德，現代衛(wèi)生填埋場的設計與施工。中國建筑工業(yè)出版社，2001楊慧芬。固體廢物處理技術及工程應用.北京：機械工業(yè)出版社，2003國家環(huán)境保護局.21世紀環(huán)境保護議程。北京：中國環(huán)境科學出版社，1995[7]徐國華。城市垃圾問題及處理對策J].環(huán)境科學與管理,2006,6(31)：29—31[8]黃興華，張益，秦峰。城市生活垃圾綜合處理模式的研究[J]。上海建設科技，2005，(2)：30—36[9]付曉婷，何周坤，丁明明等.廢舊塑料的回收和增值利用[J].塑料工業(yè)，2007,35(9)：4—6[10]張祿文，孫可偉.城市垃圾資源化分選工藝[J]。中國資源綜合利用，2004，(01)：10-12盛奎川,林福呈，閔航。城鎮(zhèn)生活垃圾綜合處置系統(tǒng)及關鍵技術的研究進展J]。浙江大學學報:農業(yè)與生命科學版，2005,31(2):125-130[12]張榮，施昱.城市生活垃圾自動分選技術J].環(huán)境科學與技術，2008,31(2)：104—107

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