1、第三章 固态废料的预处理技术,本章要点： 1、压实：掌握压实的原理、目的和主要设备。 2、破碎：掌握破碎的原理、目的、主要方法和设备。 3、分选 4、脱水：掌握脱水的主要方法原理与设备 5、热处理：了解热处理的主要方法原理与设备。,固态废料的预处理步骤：,收运,压实,破碎,分选,目的：使形状、大小结构和性质符合处理与处置的要求,脱水,第一节 固态废料的压实,一、概念与目的 1、概念：通过外力加压于松散的固态废料，以缩小其体积，使固态废料变得密实的操作简称为压实，又称为压缩。如若采用高压压实，除减少空隙外，在分子之间可能会产生晶格的破坏使物质变性。 2、目的：经过压实处理，一方面可增大容重、减少固态废料体积以便于装卸和运输，确保运输安全与卫生，降低运输成本；另一方面可制取高密度惰性块料，便于贮存、填埋或作为建筑材料使用。,二、压实的原理,大多数固态废料是由不同颗粒与颗粒间的空隙组成的集合体。自然堆放时，表观体积是废物颗粒有效体积与孔隙占有的体积之和，即: Vm为固态废料的表观体积； Vs为固体颗粒体积（包括水分）； Vv为孔隙体积。 进行压实操作时，随压力强度的 ，孔隙体积 ，表观体积也随

  2、之 ，而容重 。,容重就是固态废料的干密度，用d表示。 Ws为固态废料颗粒重； Wm为固态废料总重，包括水分重； Ww为固态废料中水分重。,空隙比,空隙率,固态废料经过压实处理后体积减少的程度叫压缩比，可用公式表示： R为固态废料体积压缩比；Vi为废物压缩前的原始体积；Vj为废物压缩后的最终体积。 一般固态废料压实后的压缩比为35，若破碎后再压实其压缩比可达510倍。固态废料的压缩比取决于废物的种类及施加的压力，通常能在几kg/cm2几百kg/cm2 (1kgf/cm2=98066.5Pa)。,压实的实质可看作是消耗一定的压力能，提高废物容重的过程。当固废受到外界压力时，各颗粒间相互挤压，变形或破碎，进而达到重新组合的效果。 适于压实处理的主要是压缩性能大而复原性小的物质。木材、金属、玻璃、塑料块等本身已经很密实的固体或焦油、污泥等半固态废料不宜作压实处理。,三、压实设备,类别：固定和移动 构造：容器单元和压实单元二部分,容器单元接受废物，压实单元具有液压或气压操作的压头，利用高压使废物致密化。,固定式压实器：凡用人工或机械方法（液压方式为主）把废物送进压实机械中进行压实的设备称为固

  3、定式压实器。如各种家用小型压实器、废物收集车上配备的压实器及中转站配置的专用压实机。 移动式压实器：是指在填埋现场使用的轮胎式或履带式压土机、钢轮式布料压实机以及其他专门设计的压实机具。,（一）固定式压实器,只能定点使用，通常由一个容器单元和一个压实单元构成。前者通过料箱或料斗接受废物，后者在液压或气压驱动下依靠压头，利用一定的挤压力将废物压成致密的块体。 分为小型家用压实器和大型工业压缩机两类。 前者大小为854560cm3，进行垃圾压缩或破碎。后者一般在废物转运站、高层住宅垃圾滑道的底部以及别的需要压实的场合，大到可压缩汽车。,1、常见的固定式压实器 (1)水平式压实器 (2)三向垂直压实器 (3)回转式压实器 (4)城市垃圾压实器,(1)、水平式压实器,靠做水平往复运动的压头将废物压到矩形或方形的钢制容器中。 适用于压实城市垃圾。先将垃圾加入装料室，启动具有压面的水平压头，使垃圾致密化和定形化，然后将坯块推出。推出过程中，坯块表面的杂乱废物受破碎杆作用而被破碎，不致防碍坯块移出。,水平压实器 A有效顶阜开口长度；B装料室长度；C压头行程；D压头导轨长度； E装料室宽度；F有效顶部

  4、开口宽度；G出料口宽度；H压面高度； I装料室高度；J压头高度；K破碎杆高度；L出料口高度,(2)、三向联合式压实器 具有三个互相垂直的压头，依次施压。 适合于压实松散金属废物。 它具有三个互相垂直的压头，金属等类废物被置于容器单元内，而后依次启动1、2、3三个压头，逐渐使固态废料的空间体积缩小，容重增大，最终达到一定的尺寸。 压后尺寸一般在2001000mm之间。一般用作金属类废物压实器。,(3)、回转式压实器 具有两个压头和一个旋动式压头。适于体积小质量小的废物。废物装入容器单元后，先按水平式压头1的方向压缩，然后按箭头的运动方向驱动旋动式压头2,使废物致密化，最后 按水平压头3的运 动方向将废物庄至 一定尺寸排出。,(4)、城市垃圾压实器,a、高层住宅垃圾滑道下的压实器 (a)为压缩循环开始，从滑道中落下的垃圾进入料斗。(b)为压缩臂全部缩回处于起始状态，压缩室内充入垃圾。当压臂全部伸展，垃圾被压入容器中，如(c)图，当垃圾不断充人 最后在容器中压实。可以将 压实的垃圾装入袋内。,b、城市垃圾压实器 城市垃圾压实器与金属类废物压实器构造相似。常采用的有三向联合式压实器及水平式压实

  5、器。为避免垃圾中有机物腐败，要求在压实器的四周涂敷沥青。,2、压实器的选择 压实器的选择主要是针对压缩比，应当选择正真适合的压缩比和使用压力。此外，应注意压缩过程中的情况，如城市垃圾压缩过程中会出现水分，塑料热压时会粘在压头上等，应对不同废物采用不一样压缩机。 在城市垃圾的综合利用中，垃圾压实后产生水分，在风选分离纸时是不利的，因此，是否选用压实装置与后继处理过程也有关、应当考虑。,垃圾立式压缩机,垃圾压缩机,城市垃圾压缩处理工艺流程,多媒体演示,垃圾先装入四周垫有铁丝网的容器中，然后送入压缩机压缩，压力为160200kgf/cm2（1 kgf9.8N），压缩为1/5。压块由上向推动活塞推出压缩腔，送入180200沥青浸渍池10秒涂浸沥青防漏，冷却后经运输皮带装入汽车运往垃圾填埋场。压缩污水经油水分离器入活性污泥处理系统，处理水灭菌后排放。,（二）移动式压实设备,带有行驶轮或可在轨道上行驶的压实器称为移动式压实器。 按压实过程工作原理不同，可分为碾（滚）压、夯实、振动三种，相应的分为三大类。固态废料压实处理主要是采用碾（滚）压方式 大多数都用在填埋场，也安装在垃圾车上。现场常用的压实机主要包括

  6、胶轮式、履带式压土机和钢轮式布料压实机。,复习思考题,1、固态废料压实的目的是什么？压实设备有那几种？ 2、试简述城市垃圾压实处理的工艺流程。,第二节 固态废料的破碎,定义：在外力作用下破坏固态废料质点间的内聚力使大块的固态废料分裂为小块的过程。 作用：减小固态废料的颗粒尺寸；降低空隙率、增大废物容重，有利于后续处理与资源化利用。,目的 (1)使固态废料的容积减小，便于运输和贮存。 (2)为固态废料的分选提供所要求的入选粒度，以便有效地回收固态废料中某种成分。 (3)使固态废料的比表面积增加，提高焚烧、热分解，熔融等作业的稳定性和热效率。 (4)为固态废料的下一步加工作准备，例如，煤矸石的制砖、制水泥等，都要求把煤矸石破碎和磨碎到一定粒度以下，以便进一步加工制备使用。 (5)用破碎后的生活垃圾进行填埋处置时，压实密度高而均匀，可以加快复土还原。 (6)防止粗大、锋利的固态废料损坏分选、焚烧和热解等设备或炉膛。,一、固态废料破碎的基础理论,（一）固废破碎的难易程度 1、机械强度：指固废抗破碎的阻力，通常用静载下测定的抗住压力的强度为标准来衡量。（抗压抗剪抗弯抗拉）。 一般，抗压强度250MPa

  7、为坚硬固废；40250MPa为中硬固废；40MPa为软固废。 粒度越小，机械强度越高。,2、硬度：指固废抵抗外力机械侵入的能力。 （1）对照矿物硬度确定，按莫氏硬度分为十级。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。 （2）按废物破碎时的性状确定。分为最坚硬、坚硬、中硬和软质物料。 3、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。,（二）破碎方法,1、干式破碎 （1）机械能破碎：利用破碎工具对固废施力而将其破碎的方法。 破碎作用分为挤压、劈碎、剪切、磨剥、冲击破碎等。 （2）非机械破碎：利用电能、热能等对固废进行破碎的新方法。如低温、热力、减压及超声波破碎等。,2、湿式破碎 利用特制的破碎机将投入机内的含纸垃圾和大量水流一起剧烈搅拌和破碎成为浆液的过程。 3、半湿式破碎 破碎和分选一起进行。利用不一样物质在一定均匀湿度下其强度、脆性（耐冲击性、耐压缩性、耐剪切力）不同而破碎成不同粒度。,（四）破碎流程,破碎的基本工艺流程图 (a)单纯破碎；(b)带预先筛分破碎工艺；(c)带检查筛分破碎工艺；(d)带预先筛分和检查筛分破碎工

  8、艺,二、固态废料破碎设备,处理固态废料的破碎机通常有颚式、锤式、剪切式、冲击式、辊式破碎机和粉磨机、球磨机。,（一）颚式破碎机,挤压形破碎机械，适于坚硬和中硬废物。 主要部件：固定鄂板、可动鄂板、连动于传动轴的偏心转动轮。两块鄂板构成破碎腔。 根据可动鄂板分：简单摆动、复杂摆动颚式破碎机。,偏心轴带动连杆作上下运动，连杆带动前后推力板作张、缩运动，前推力板带动颚板作水平运动，从而对废物进行破碎。 简单摆动型给 料口水平行程 小，因此压缩 量不够，生产 率较抵。,1、简单摆动颚式破碎机,简单摆动型颚式破碎机的区别是少了一根动颚悬挂的心轴，没有垂直连杆，轴板也只有一块，动颚与连杆合为一个部件（被偏心转动轴带动在垂直水平方向上均有作复杂运动）。可见，复杂摆动型颚式破碎机构造简单。 复杂摆动型动颚上部行程 较大，能够完全满足物料破碎 时所需要的破碎量，动颚 向下运动时有促进排料的 作用，因而比简单摆动颚 式破碎机的生产率高30% 左右。但是动颚垂直行程 大，使颚板磨损加快。,2、复杂摆动型颚式破碎机,3、颚式破碎机的特点及应用,特点：结构相对比较简单、坚固、维护方便、高度小、工作可靠等。 应用：破碎强度及

  9、韧性高、腐蚀性强的废物,颚式破碎机的规格用给料口宽度长度来表示。国产系列为 PEF150250， PEF250400， PEJ9001200， PEJ12001500等。 其中P代表破碎机， E代表颚式，F代表 复杂摆动，J代表简 单摆动。送入颚式破 碎机中的料块，最大 许可尺度D应比宽度 B小15%20%。,4、颚式破碎机的规格和功率,（二）锤式破碎机,1、主体破碎部件包括多排重锤和破碎板。锤头以铰链方式装在各圆盘之间的销轴上，可以在销轴上摆动。电动机带动主轴、圆盘、销轴及锤头（合成转子）非常快速地旋转。 2、类型： a、按转子数目可分为两类： 单转子锤式破碎机（可逆式和不可逆式）； 双转子锤式破碎机。 b、按破碎轴安装方法分为卧轴和立轴两种。,（1）BJD型普通锤式破碎机 （2）BJD型破碎金属切屑锤式破碎机 （3）Hammer Mills型锤式破碎机 （4）Novorotor型双转子锤式破碎机,3、目前专用于破碎固态废料的锤式破碎机类型：,它大多数都用在破碎家具、电视机、电冰箱、洗衣机、厨房用品等大型废物，破碎块可达到50mm左右。该机设有旁路，不能破碎的废物由旁路排出。转子转速1500450r/min，处理量为755t/h。,(1) BJD普通锤式破碎机（P30）,锤头呈钩形，对金属切屑施加剪切拉撕等作用而破碎。经该机破碎后，可使金属切屑的松散体积减小38倍，便于运输。,（2）BJD型金属切屑锤式破碎机,机体分成两部分：压缩机部分和锤碎机部分。大型固态废料先经压缩机压缩，再给入锤式破碎机，转子由大小两种锤子组成，大锤子磨损后，改作小锤用，锤子铰接悬挂在绕中心旋转的转子上做非常快速地旋转。转子下方半周安装有箅子筛板，筛板两端安装有固定反击板，起二次破碎和剪切作用。这种锤式破碎机用于破碎废汽车等粗大固态废料。,（3） Hammer Mills式锤式破碎机,该破碎机具有两个旋转方向相同的转子，转子下方均装有研磨板。物料自右方给料口送入机腔内，经右方转子破碎后颗粒排至左方破碎腔。再沿左方研磨板运动3/4圆周后，借风力排至上部的旋转式风力分级板排出机外。该机破碎比可达30。,（4） Novorotor型双转子锤式破碎机,锤式破碎机,锤式破碎机实物图,4、应用,5、优点： 缺点：,中等硬度

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