第3章固态废料的预处理120131119pdf

  第3章固态废料的预处理120131119,固态废料的预处理手段,固态废料预处理,固态废料的预处理,固体废弃物预处理设备,危险废物预处理措施,第十届固态废料,第十届国际固体废弃物,固态废料,固体废弃物

  主讲主讲一三年一三年秋季秋季固态废料种类非常之多、组成复杂，其形状、大小、结构、性质等均有很大的差异。使物料性质满足后续处理、处置或资源化的工艺技术要求，有必要对废物进行预处理。预处理是以机械处理为主涉及废物中某些组分的简易分离与浓集的废物回收处理方法。预处理的目的是方便废物后续的资源化、减量化和无害化处理与处置操作。预处理技术包括：压实、破碎、分选、脱水、浓缩、……废物的处理、处置、资源化目的不同，需采用不一样的预处理技术：对于以填埋为主的废物——压实对于以焚烧或堆肥为主的废物——破碎、分对于资源化回收处理的废物——破碎、分选对于浆状废物——浓缩、脱水【概念】压实压缩比硬度破碎比破碎段低温破碎筛分效率重介质加重磁流体磁流体动力分选【理论和方法】压实效果的度量；压实设备评价；影响破碎效果的因素；破碎方法及工艺；常见分选方法及原理；影响筛分效率的因素；磁流体分选原理；常见分选设备；固态废料水分存在方式；脱水浓缩方法及常见机械。脱水分选破碎用机械方法增加固态废料聚集程度，增大容重减少表观体积，提高运输与管理的一种操作技术。具有减容和预稳定的作用3.13.1固态废料的压实固态废料的压实固态废料压实的目的固态废料压实的原理固态废料压实程度的度量固态废料的压实设备固态废料压实设备的选用固态废料的密度过小，运输和处理处置均不经济，需对其进行减容化处理——“压实”预处理。压实的目的及操作原理压实的目的及操作原理压实的目的是减小体积、增加密度。压实的原理是减少空隙率，将空气挤掉。城市生活垃圾压实体积变化：压前：密度0.1~0.6t/m左右，通过压实，体积减少为原体积的1/3~1/10。例：高压压实成捆处理工艺：垃圾预压缩金属铁丝网包紧主压缩（压力16~20MPa、压缩比为1/5）捆扎沥青中浸渍约10秒进行沥青（180~200压缩处理的优点：便于装卸、运输、储存，减小运输成本；压缩捆包使填埋更容易、布料更均匀；压缩捆包填埋可减少轻质物、碎屑飞扬危害；减少昆虫滋生，减少疾病传播与虫害。3.13.1固态废料的压实固态废料的压实固态废料压实的目的固态废料压实的原理固态废料压实程度的度量固态废料的压实设备固态废料压实设备的选用VmVvVs若忽略空气中的气体质量,则固态废料的总质量(m)就等于固体物质质量（m）质量之和。3.13.1固态废料的压实固态废料的压实固态废料压实的目的固态废料压实的原理固态废料压实程度的度量固态废料的压实设备固态废料压实设备的选用n与r互为倒数，n越大，压实效果越好压缩倍数r越小，压实效果越好。压缩比越大越好100%体积减少百分比干密度较适用空隙率空隙比与空隙率越低，表明压实程度越高，相应的密度越大。空隙比3.13.1固态废料的压实固态废料的压实固态废料压实的目的固态废料压实的原理固态废料压实程度的度量固态废料的压实设备固态废料压实设备的选用固定式：凡用人工或机械方法（液压方式为主）把废物送到压实机械中进行压实的设备称为固定式压实器。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门压实机等，均属于固定式压实设备。移动式：在填埋现场使用的轮胎式或履带式压实机、钢轮式布料压实机以及其他专门设计的压实机具。图3-1水平压头压实器常作为转运站固定式压实器操作使用。后装式压缩式收集车垃圾立式压缩机垃圾立式压缩机小型垃圾压缩机小型垃圾转运站压实流程贮存型转运站压实流程基本信息参数（P50)（1）装料截面尺寸：应使所需压实的垃圾毫无困难的被容纳。（2）循环时间：指压头从完全缩回位置对垃圾做挤压，然后压头返回到原位置所需的时间。压缩速度快，循环时间短，压实比小。（3）压面上的压力：由压实器的额定压力确定；（4）压面行程长度：行程长度大，垃圾装填量大。（5）体积排率:指压头每次可压缩的废物体积与1h内机器循环次数的乘积。单位m移动式：在填埋现场使用的轮胎式或履带式压实机、钢轮式布料压实机以及其他专门设计的压实机具。填埋场压实机3.13.1固态废料的压实固态废料的压实固态废料压实的目的固态废料压实的原理固态废料压实程度的度量固态废料的压实设备固态废料压实设备的选用针对固态废料的压实要求，选择正真适合的压缩比和使用压力。其次，应针对不一样的废物，采用不一样的压实方式，选用不同的压实设备。此外，应注意压实过程中的情况，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的压缩设备；第四，压实过程与后续处理过程有关，应当考虑是否选用压实设备。习题：压实的原理及固态废料压缩后的优点？习题：压实的原理及固态废料压缩后的优点？原理：利用机械的方法对松散的固态废料施加压力，使废物颗粒变形或破碎，挤除废物颗粒之间的间隙，减少固态废料的空隙率，从而减小固态废料表观体积。优点：固态废料经过压实处理后，表观体积大幅度减少，可使收集容器与运输工作的装载效率大为提高，并且便于装卸、运输、贮存和填埋。脱水分选破碎利用外力克服废物质点间的内聚力使大块变小块的过程。小块分裂成细粉过程为磨碎。用机械方法增加固态废料聚集程度，增大容重减少表观体积，提高运输与管理的一种操作技术。具有减容和预稳定的作用3.13.1固态废料的破碎固态废料的破碎破碎的目的影响破碎效果的因素破碎方法破碎产物的特性表示破碎工艺破碎设备其他破碎方法使固态废料的容积减小，便于运输和贮便于有效地回收固态废料中的某成分；提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和热效率；在进行填埋处置时，可提高压实密度，可加快复土还原；防止粗大、锋利的固态废料损坏分选、焚3.13.1固态废料的破碎固态废料的破碎破碎的目的影响破碎效果的因素破碎方法破碎产物的特性表示破碎工艺破碎设备其他破碎方法二、影响破碎效果的因素1、硬度表示物料抵抗外界机械力侵入的性质。硬度越高，破碎愈困难。硬度反映了物料的坚固性。硬度指标：邦德功指数、岩矿硬度；我国通常用莫式硬度和普氏硬度系数表示物料坚固性。影响破碎过程的因素是物料机械强度和破碎力。选取10种标准矿物作硬度等级2、韧性表示物料抗冲击能力的大小。包括脆性、延展性、柔性、挠性、弹性等力学性质。物料韧性高，则脆性小；反之亦然。矿物的硬度分为十级，其硬度从小到大排列如下：(1)滑膏：(2)石膏：(3)方解石；(4)萤石；(5)灰石；(6)长石：(7)石英：(8)黄玉石；(9)刚玉；(10)金刚石。各种固态废料的硬度可通过与这些矿物相比较来确定。如何比较？3、解理物料在外力作用下沿一定方向破裂成光滑平面的性质。结晶物料特有的性质。解理发育的物料容易破碎，产品粒子往往呈片状、纤维状等特殊形状。4、结构缺陷对粗块物料影响显著。物料粒度减小，裂缝及裂纹逐渐消失，力学均匀性提高。5、强度:固体物质抗破碎的阻力。 强度与废物种类有关；同一种废物，粒度小强度高。 抗住压力的强度抗剪强度抗弯强度抗拉强度。一般以废 物的抗住压力的强度来衡量。 各种硬度物料的分类 各种硬度物料的分类 花岗岩、刚 玉、硬质熟 料、烧结镁 抗住压力的强度＞1000MPa 铁矿物、金 属矿石、碳 化硅、矿渣、 烧结产品、 韧性化工原 抗住压力的强度＞250MPa 石灰石、白 云石、电石、 泥灰石、岩 抗压强度40-250MPa 石棉矿、石 石、砂岩、软质石膏板、 烟煤、褐煤、 抗压强度＜40MPa 最坚硬物料 坚硬物料 中硬物料 软质物料 结构 缺陷 影响破碎 效果因素 F.C邦德功指数；莫氏硬度（10 级）；普氏硬度系数fδ 极完全、完全、中等、不完全和极不完全解理 脆性 柔性 延展 料机构缺陷 易碎抗压强度 抗剪强度 抗弯强度 抗拉强度 硬度 韧性 解理 3.1 3.1 固态废料的破碎 固态废料的破碎 破碎的目的 影响破碎效果的因素 破碎方法 破碎产物的特性表示 破碎工艺 破碎设备 其他破碎方法 破碎机械 冲击破碎剪切破碎 磨剥破碎 挤压破碎 超声破碎 减压破碎 热力破碎 低温破碎 一般的破碎 机兼有多种 破碎方法， 通常是破碎 机的组件与 物料及物料 2、湿式破碎：（P60)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：（P61) 利用不一样物质在一定湿度下其强度、脆性不同 而破碎成不同粒度的过程。 机械能破碎是对固态废料施力而将其破碎。 包括： 冲击破碎 挤压破碎 剪切破碎 摩擦破碎 选择原则：根据固态废料的机械强度、硬度及其它物化性能做出合理的选择。如： 硬而脆废物：挤压破碎、冲击破碎； 软而韧废物：剪切破碎、摩擦破碎； 图3-4 常用破碎机的破碎方式 (a)压碎 （e）冲击破碎非机械能是利用电能、热能等对固态废料 进行破碎的方法。包括： 低温破碎 湿式破碎 热力破碎 减压破碎 超声波破碎 选择原则：低温硬、脆化物（如橡胶、塑料）：低温破 遇湿则烂废物（如纸）：湿式破碎。3.1 3.1 固态废料的破碎 固态废料的破碎 破碎的目的 影响破碎效果的因素 破碎方法 破碎产物的特性表示 破碎工艺 破碎设备 其他破碎方法 1、粒径和粒度分布 球体等效直径：与不规则颗粒具有一样体积的直径。 有效直径：与颗粒密度相同，并在相同流体中具有 相同沉降速度球形颗粒的直径 统计直径：例如定向直径。筛径：物料通过筛子的筛孔的孔径。 粒径 颗粒形状：球形、片状、柱状等 累积曲线：某一粒径大或小的颗粒量占总颗粒质量分 数的曲线。 频度曲线：某一粒径范围内的颗粒占总颗粒量的质量 分数与粒径间隔的比对应于各粒径范围所作的曲线。 粒度 分布 频度分布曲线 累积分布曲线 、破碎比与破碎段、破碎比与破碎段 （1）破碎比 破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值。 极限破碎比：废物破碎前最大粒度与破碎后最大粒度的 比值。 根据最大废物直径选择破碎机给料口宽度。 真实破碎比：物破碎前平均粒度与破碎后平均粒度比值。 真实地反映破碎程度，在科研及理论研究中应用。 （2）破碎段 固态废料每经过一次破碎机或磨碎机称为一个破碎段。 总破碎比等于各段破碎比的乘积,即：i=i 破碎段数取决于废物的原始粒度和最终粒度。思考：破碎比与破碎段的关系？ 因为 破碎机所能达到的破碎比受很多因素限制（一般 i=3～30） 固态废料的破碎粒度又是根据要确定的。 所以 当要求的破碎比大于所适用破碎机的破碎比时， 就需要2段以上的破碎； 则一次破碎即为一个破碎段，或叫一段破碎。 对于二段以上的破碎，其破碎比为各段破碎比的乘积 颗粒有球形、片状、柱状等 表征不同粒级的颗 粒相对量 破碎机，3~30 磨碎机，40~400 表示废物被破碎 的程度 球体等效直径、 有效直径和筛径 累积曲线 频度曲线 真实破碎比 极限破碎比 破碎段 破碎比 粒度 分布 粒径 、破碎参数、破碎参数 破碎比：在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度之间的比值。表征废物被破碎的程度。 两种计算方式：极限破碎比：i= 废物碎碎后的最大粒度真实破碎比：i= 废物碎碎后的平均粒度3.1 3.1 固态废料的破碎 固态废料的破碎 破碎的目的 影响破碎效果的因素 破碎方法 破碎产物的特性表示 破碎工艺 破碎设备 其他破碎方法 3.1 3.1 固态废料的破碎 固态废料的破碎 破碎的目的 影响破碎效果的因素