* 由固定刀（1～2片）和旋转刀（3～5片）组成。固态废料给入料斗，依靠高速转动的旋转刀和固定刀之间的间隙挤压和剪切破碎，破碎产品经筛缝排出机外。该机的缺点是当混入硬度较大的杂物时，易发生操作事故。这种破碎机适合家庭生活垃圾的破碎。 回转式剪切机结构示意图 固态废料 固定刀 旋转刀 筛网 * （5）粉磨机 球磨机（介质是钢球） 自磨机（无其他介质） 干式 湿式 * 筒体 端盖 给料 轴承 大齿圈 排料 筒体 筒体内装有直径25～150mm钢球，装入量为筒体有效容积的25%～50%。 当筒体转动时，在摩擦力、离心力和衬板共同作用下，钢球和废物被衬板提升。当提升到一定高度后，在钢球和废物本身重力作用下，产生自由泻落和抛落，从而对筒体内底角区废弃物产生冲击和研磨作用，使废物粉碎。 球磨机 * 干式自磨机由给料斗、短筒体、传动部分和排料斗等组成。 给料粒度一般300～400mm，一次磨细到0.1mm以下，粉碎比可达3000～4000， 比球磨机等有介质磨机大数十倍。 自磨机 * 破碎小结 破碎的作用和目的 几个概念：机械强度、硬度、破碎比、破碎段 几种机械破碎方法 几中常用的破碎机 固态废料处理与资源化 * 重 介 质 分 选 重 液 重 悬 浮 液 密度高的有机溶液或无机盐溶液 特点：稳定性好，但贵 各种磨细的颗粒与水组成的混合物(悬浮液中固体颗粒又叫加重质) 特点：稳定性差，无毒、价廉、易回收 有机或无机盐溶液 加 重 质 CaCl2—水: 1.3 g/m3 ZnCl2—水: 2.07 g/m3 四溴甲烷—四氯化碳: 2.9 g/m3 硅铁 : 3.9 g/m3 ，磁选回收 磁铁矿: 2.1 g/m3 ，价廉 * 2.3 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。 固体废物按其磁性大小分为强磁性、中磁性、弱磁性和非磁性等组分。 磁选设备 带式磁选机 辊筒式磁选机 * * 辊筒式磁选机 ⅰ结构示意图 ⅱ分选原理图 * 分选小结 机械分选的方法有哪些？ 筛分的原理和影响筛分效率的因素？筛分的设备有哪些？ 重力分选主要有哪些方法？ 磁选设备有哪些？ * 二、固体废物的破碎 本节重点： 掌握固体废物破碎的原理、作用和方法。 了解几种主要的破碎设备的结构、工作原理和应用 * 1. 破碎的作用 破碎是利用外力克服固体废物质点间的内凝力而使大块固体废物分裂成小块的过程。若再进一步的加工，使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程称为磨碎。 破碎的主要作用有： 粒度变小、变均匀，利于压缩、节约空间 提高分选效率 利于高密度填埋 利于进一步加工和资源化 * 2. 破碎难易程度的衡量 （1）机械强度 指固体废物抗破碎的阻力，通常用抗压强度来衡量。 抗压强度250MPa为坚硬固废； 抗压强度40~250MPa为中硬固废； 抗压强度40MPa为软固废。 * （2）硬度 硬度是指固废抵抗机械外力侵入的能力。 有两种表示方法： 对照矿物硬度确定（按莫氏硬度分为十级） 由软→硬排列顺序为：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄玉石、刚玉和金刚石。固体废物与矿物相比较来确定硬度。 按废物在破碎时的性状，分为最坚硬、坚硬、中硬和软质物料。 一般情况下，机械强度越小，硬度越小，越容易破碎。但有些固废在常温下呈现较高的韧性和塑性，难以破碎，需要特殊的破碎方法。 * 3.破碎比 在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比。表示废物粒度在破碎过程中减小的倍数，也表征废物被破碎的程度。 极限破碎比 真实破碎比 破碎比 计算 最大粒度法： 平均粒度法： * * 多次（段）破碎总破碎比： 固体废物每经过一次破碎机或磨碎机称为一个破碎段。 * 4.破碎方法 破碎方法 干式破碎： 湿式破碎：在大量溶液中的破碎 机械能破碎：利用破碎工具如齿板、锤子、钢球 非机械能破碎：利用电能、热能等，如低温破碎、热力破碎、减压破碎及超声波破碎 * (a)压碎 (b) 劈碎 (c) 剪断 (d) 磨剥 （e）冲击破碎 常见的机械能破碎方法 * 5. 破碎工艺流程 单纯 破碎工艺 带预先筛分 的破碎工艺 带检查筛分 的破碎工艺 带预先和检查筛分 的破碎工艺 * 6. 破碎设备——破碎机 剪切式破碎机 颚式破碎机 辊式破碎机 冲击式破碎机 （锤式破碎机、 反击式破碎机） 粉磨机 * （1）颚式破碎机 类型 简单摆动颚式破碎机 （运动轨迹简单，结构复杂） 复杂摆动颚式破碎机 （运动轨迹复杂，结构简单） * 机架 破碎齿板 可动鄂板 心轴 飞轮 偏心轴 连杆 弹簧 拉杆 后推力板 前推力板 简摆结构图 * 复摆结构图 * 颚式破碎机的特点和应用 特点：结构简单、坚固、维护方便、高度小、工作可靠。 应用：破碎强度及韧性高、腐蚀性强的废物 * （2）辊式破碎机 工作原理 旋转的工作转辊借助摩擦力将给到它上面的物料块拉入破碎腔内，使之受到挤压和磨剥作用(兼有劈碎和剪切作用)而破碎，最后由转辊带出破碎腔成为破碎产品排出。 * 根据辊子的 特点分类 光辊破碎机： 辊子表面光滑 齿辊破碎机： 辊子表面有破碎齿牙 单齿辊 双齿辊 类型： * 光辊破碎机 破碎形式是挤压和研磨； 适宜处理硬性物料 * 双齿轮 单齿轮 齿辊破碎机 物料从上方给入两齿辊中间，两齿辊同步相对转动，齿牙将物料咬住并加以破碎，破碎后产品随齿辊转动从下部排出。 由破碎板和齿辊之间形成上宽下窄的破碎腔，物料给入破碎腔，大块物料在破碎腔上部被长齿劈碎，小块物料在下部被进一步破碎，破碎产品从下部缝隙排出。 破碎形式是劈碎； 适宜处理脆性物料 * （3）锤式破碎机 * 单转子锤式破碎机 双转子锤式破碎机 按转子数目 可逆 不可逆 按破碎轴 安装方式 卧轴锤式破碎机 立轴锤式破碎机 锤式破碎机的类型 * 细粒级产品出口 风力分级机 物料入口 不可逆单转子 可逆单转子 双转子 * 卧轴锤式破碎机 * 立轴锤式破碎机 * 锤式破碎机的特点和应用 特点 破碎产物的粒度均匀 缺点 噪声大、安装要采取防震、隔音措施 适用固体废物 大体积、硬质 中等硬度且腐蚀性弱的固体废物 含水及油质的有机物、纤维结构、弹性和韧性较强的木块、石棉水泥废料、回收石棉纤维和金属切屑 * （4）剪切式破碎机 工作原理： 靠一组固定刀与一组(或两组)活动刀之间的剪切作用完成固体废物的破碎过程。 分类： 根据活动刀的运动方式 回转式 往复式 * 往复式剪切机结构示意图 固定刀 活动刀 固定刀和活动刀交错排列，通过下端活动铰轴连接，尤似一把无柄剪刀。当呈开口状态时，从侧面看固定刀和活动刀呈V字形。固体废物由上端给入，通过液压装置缓缓将活动刀推向固定刀，当V字形闭合时，废物被挤压破碎，破碎物大小约30cm。这种破碎机适合松散的片、条状废物的破碎。 固体废物回收处理与资源化 固态废料处理与资源化 固态废料处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste KUST Faculty of Environmental Science and Engineering 固态废料处理与资源化 固态废料处理与资源化 固态废料处理与资源化 固态废料处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 环境工程本科课程 昆明理工大学环境科学与工程学院 KUST Faculty of Environmental Science and Engineering ?2006 宁 平 陈建中 瞿广飞 第4章 固态废料预处理 ——固体废弃物处理与资源化 * 固态废料的预处理通常是指通过物理、化学或生物方法，将固态废料转变成便于运输、贮存、回收利用和处置的形态。 常用的固态废料的预处理技术有压实、破碎、分选、脱水等。 本章重点介绍破碎和分选技术：两种技术的原理、方法、设备及应用 * 本章主要内容 一、固体废物的分选 二、固体废物的破碎 * 一、固体废物的分选 分选的作用： 挑出有用物质 工矿渣中的金属；生活垃圾里的纸张、玻璃等 改善可处理性 生物处理（可生物降解性）、焚烧处理（去除灰土等无机物，去除聚氯乙烯等） 提高破碎效率 * 分选方法： 人工分选 机械分选 劳动强度大， 卫生条件差， 但识别能力强 筛分（筛选） 重力分选 磁力分选 电力分选 光电分选 摩擦分选 弹跳分选 粒度差异 密度差异 磁性差异 导电性差异 光电性差异 摩擦性差异 弹性差异 * 分选技术 分选的物科 预处理要求 应用评述 固体废物产源地：手工捡选 废纸、钢铁类、非铁金属木材等 不需要 适用于商业、工业与家庭垃圾收集站捡选绉纹纸、高质纸、金属、木材等。经济效益取决于市场价格。 固体废物转运站、处理中心分选： 手工捡选 风力分选 废报纸绉纹纸等 可燃性物料 不需要 比在产源地分选更加经济，取决于劳动力费用。除适于轻组分中的可燃性物料分选，也可用于重组分中的金属，玻璃等资源的分选 筛 分 玻璃类 可不预处理，或先破碎与风力分选 在分选碎玻璃时，一般要先经破碎处理，然后风选， 主要适用于由重组分中分选玻璃 磁 选 铁金属 破碎，风选 大规模应用于工业固体废物与城市垃圾的分选 静电分选 重介质分选 玻璃类 铝及其他非铁金属 破碎、风选、筛选 必须通过实验后才能选用 通过调整介质的比重，分离多种不同金金，每种物质需用一组介质分离单元。 表1 固体废物分选技术与应用评价 * 1.人工分选 2.机械分选 2.1 筛分 2.2 重力分选 2.3 磁力分选 本节重点： 掌握筛分、重力分选、磁力分选等分选方法 的原理及特点，了解各类分选设备的应用。 * 1.人工分选 人工分选的功能 ： 回收有价值的物品（硬纸板、成捆报纸、大块金属等） 清除危险物品（易爆炸、不宜进行破碎机） * 人工分选平台 给料皮带输送机 单侧拣选，皮带宽不超过60cm; 双侧拣选，皮带宽90~120cm 皮带运动速度不大于9m/min * 2.机械分选 2.1 筛分 筛分定义 固体废物在具有一定孔径的筛网上振动，利用固体废物的粒度差，实现大颗粒和小颗粒的分离。 * 筛分过程（原理） 物料分层: 要使物料分离，必须使物料和筛面之间具有适当的相对运动，使筛面上的物料层处于松散状态，即按颗料大小分层，形成粗粒位于上层，细粒位于下层的规则排列。 细粒透筛: 位于下层的细粒到达筛面并透过筛孔。 * 筛分设备 固定筛 滚筒筛 振动筛 * 固定筛 * 滚筒筛 * 振动筛 * 筛分设备 特点 应用范围 固定筛 结构相对比较简单、不需动力；筛分效率低，筛孔易堵塞 适用于粗作业，筛分粒度大于50mm的废物 滚筒筛 不需很大动力，不易堵塞，能有效将物料按粒度分级筛选；筛分效率不高（60%） 广泛用于城市垃圾处理厂（尤其是堆肥厂），主要用于粗分选 振动筛 构造简单、工作可靠、生产能量大，筛分效率高（90%）；清筛困难 用于具有一定硬度和弹性的颗粒物，如城市垃圾的一次分选和二次分选，也可用于潮湿及粘性废物的筛分 表2 常用筛分设备的特点及应用范围 * 筛分效率 筛分效率是指实际得到的筛下产品重量与入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料重量比。 式中：m 1为筛下产物质量，kg； m为入筛固态废料质量， kg ； w为入筛固态废料中小于筛孔尺寸的细粒含量，%。 * 影响筛分效率的因素： 筛分物料性质 粒度组成: 易筛粒、难筛粒、阻碍粒 含水率和含泥量 颗粒形状： 球形、多角形、片状、柱状等 筛分设备性能 筛面种类(冲孔、编织及棒条) 筛孔形状 筛孔尺寸 筛子运动状况 筛子宽度和长度 筛面倾角 筛分操作条件 连续、均匀给料 给料量 及时清理和维修筛面 * 颗粒组成： 易筛粒：小于0.75d; 难筛粒：大于0.75d; 阻碍粒：1~1.5d 颗粒形状和筛孔形状： 圆形颗粒易通过方孔、圆孔筛 多角形不易通过圆孔筛，易通过长方孔筛 板状、条状、片状颗粒易通过长方孔筛 筛面倾角： 固定筛0~45°；振动筛5 ° ~25°；滚动筛5 ° * 2.2 重力分选 重力分选是利用混合固体在介质中的密度差进行分选。 介质：空气、水、重液（密度比水大的液体） 类型：风力分选、重介质分选、惯性分选、跳汰分选 * (1)风力分选 基本原理 气流将较轻的物料在垂直方向或水平方向吹向较远的地方，而重物料由于向上气流不能支承它而沉降，或由于重物料的惯性而沉降，从而实现轻、重物料的分离。 设备 立式风选机 卧式风选机 * a.立式风选机 * b.卧式风选机 * 以风选工艺为基础的城市垃圾资源化流程 * (2)重介质分选 基本原理：将相对密度不同的两种固体混合物用一种相对密度介于两者之间的重液（或重悬浮液）作分选介质，使轻颗粒上浮，重颗粒下沉，实现轻、重物料分离。 固态废料处理与资源化 固态废料处理与资源化 固态废料处理与资源化 固体废物回收处理与资源化 固态废料处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste KUST Faculty of Environmental Science and Engineering 固体废物回收处理与资源化 固态废料处理与资源化 固体废物回收处理与资源化 固态废料处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 环境工程本科课程 昆明理工大学环境科学与工程学院 KUST Faculty of Environmental Science and Engineering ?2006 宁 平 陈建中 瞿广飞 固体废物回收处理与资源化

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