第三章固体废物的破碎和细磨

固体废物处理与处置第三章固体废物的破碎和细磨固体废物处理与处置固体废物处理与处置细磨2低温破碎3破碎1第三章固体废物的破碎和细磨固体废物处理与处置3.1破碎3.1.1破碎概念和目的3.1.2破碎理论3.1.3固体废物的机械强度和破碎方法3.1.4破碎设备固体废物处理与处置3.1.1破碎概念和目的固体废物进行破碎的目的减小固体废物的容积，便于运输和贮存为固体废物的分选工序提供适合的粒度，从而更有效地回收固体废物中的有用成分防止粗大、锋利的固体废物损坏后续处理工序（如分选、焚烧和热解）中的设备或炉膛固体废物处理与处置3.1.1破碎概念和目的固体废物进行破碎的目的增加固体废物的比表面积，提高焚烧、热分解、熔融等工序的稳定性和效率为后续处理和资源化提供合适的尺寸。破碎后的生活垃圾压实程度高，密度均匀，在进行填埋处置时，可以加快复土还原。固体废物处理与处置3.1.2破碎理论⒈层压破碎理论物料破碎的概念历史悠久，早在20世纪50年代关于破碎的研究工作就开始大规模展开，通过不断地寻求高效率的破碎技术，实现工矿业的节能减耗，降低成本。基于这两个认识形成的“层压破碎理论”，与传统的挤压破碎理论不同，后者认为物料的破碎是基于单颗粒，破碎发生在颗粒与衬板之间。固体废物处理与处置3.1.2破碎理论⒉自冲击破碎理论自冲击破碎理论是20世纪80年代提出的，和传统板锤与物料间发生冲击的破碎方式不同，自冲击破碎是物料与物料之间的冲击破碎。一部分物料通过高速旋转装置获得动能，与另一部分靠自身重力落下的物料产生冲击破碎，在破碎腔内还有一部分物料形成自衬式工作部件，防止机器本身受到磨损。固体废物处理与处置3.1.3固体废物的机械强度和破碎方法⒈固体废物的机械强度固体废物的机械强度是指固体废物抗破坏（包括破碎、磨损、挤压、弯曲、变形等）的能力，即固体废物受外力作用时，其单位面积上所能承受的最大负荷。通常用静载下测定的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度来表示。固体废物处理与处置3.1.3固体废物的机械强度和破碎方法⒉破碎方法⑴干式破碎a－挤压；b－劈碎；c－剪切；d－磨碎；e－冲击破碎图3.1机械能破碎几种方式固体废物处理与处置3.1.3固体废物的机械强度和破碎方法⑵湿式破碎图3.2湿式破碎机的结构原理1－电动机；2－筛网；3－含纸垃圾；4－转子；5－斗式脱水提升机；6－有色金属；7－铁；8－循环用水；9－浆液；10－减速机123456789104固体废物处理与处置3.1.3固体废物的机械强度和破碎方法⑶半湿式破碎图3.3半湿式破碎机结构原理投入垃圾第一段筛网第二段第三段I组II组III组刮板固体废物处理与处置3.1.3固体废物的机械强度和破碎方法⒊破碎比和破碎段在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比。破碎比表示废物粒度在破碎过程中减少的倍数，也表征废物被破碎的程度。其计算方法有两种：①固体废物破碎前的最大粒度（Dmax）与破碎后最大粒度（dmax）来计算破碎比i，即maxmax/iDd固体废物处理与处置3.1.3固体废物的机械强度和破碎方法②用固体废物破碎前的平均粒度（Dcp）与破碎后平均粒度（dcp）来计算破碎比i，即总破碎比等于各段破碎比的乘积：/cpcpiDd123niiiii固体废物处理与处置3.1.3固体废物的机械强度和破碎方法⒋破碎流程破碎筛下物筛上物筛分（a）单纯破碎工艺（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艺筛下物筛下物筛下物筛上物筛上物筛上物筛分筛分筛分破碎破碎破碎图3.4破碎的基本工艺流程固体废物处理与处置3.1.3固体废物的机械强度和破碎方法①单纯的破碎流程见图3.4中（a），具有组合简单、操作控制方便、占地面积少等优点，但破碎产品的粒度不高。②带有预先筛分的破碎流程由图3.4中（b）所示，其特点是预先筛分废物中不需要破碎的细粒，相对地减少了进入破碎机的总给料量，避免过度粉碎，有利于减耗节能。固体废物处理与处置3.1.3固体废物的机械强度和破碎方法③带有检查筛分的后两种破碎流程由图3.4中（c）和（d）所示，其特点是能够将破碎产物中大于所要求尺寸的产品颗粒分选出来，送回破碎机进行再破碎。因此，该流程可获得完全符合粒度要求的产品。固体废物处理与处置3.1.4破碎设备⑴颚式破碎机①简单摆动型颚式破碎机156234789101112图3.5简单摆动型颚式破碎机1－机架；2－固定齿板；3－动颚齿板；4－前肘板；5－可动颚板；6－心轴；7－偏心轴；8－连杆；9－飞轮；10－后肘板；11－拉杆；12－调整千斤顶固体废物处理与处置3.1.4破碎设备图3.6简摆颚式破碎机工作原理示意图1－心轴；2－偏心轴；3－连杆；4－后肘板；5－前肘板给料排料动颚固定颚12345固体废物处理与处置3.1.4破碎设备②复杂摆动型颚式破碎机图3.7复杂摆动型颚式破碎机1－机架；2－可动颚板；3－固定颚板；4，5－破碎齿板；6－偏心转动轴；7－轴孔；8－飞轮；9－肘板；10－调节楔；11－模块；12－水平拉杆；13－弹簧543911101312876固体废物处理与处置3.1.4破碎设备图3.8复摆颚式破碎机工作原理示意图1－固定颚板；3－可动颚板；4－前（后）推力板；5偏心轴5341固体废物处理与处置3.1.4破碎设备③新型颚式破碎机图3.9新型颚式破碎机1－飞轮；2－偏心轴；3－动颚；4－定颚（机体）；5－转子；6－齿轮箱；7－下料斗；8－联轴器；9－电机；10－三角带；11－皮带轮；12－进料斗123478659111012出料进料固体废物处理与处置3.1.4破碎设备④双腔颚式破碎机图3.10双腔颚式破碎机机构示意图1－固定颚板a；2－活动颚板a；3－动颚；4－偏心轴；5－连杆；6－活动颚板b；固定颚板b；I－破碎腔a；II－破碎腔bI1234567II固体废物处理与处置3.1.4破碎设备⑤振动颚式破碎机图3.11振动颚式破碎机1－机座；2－颚板；3－不平衡振动器；4－扭力轴412固体废物处理与处置3.1.4破碎设备⑵锤式破碎机图3.12单转子锤式破碎机的示意图1－检修孔；2－盖板；3－螺栓锤头（a）不可逆式123324(b)可逆式固体废物处理与处置3.1.4破碎设备目前专用于破碎固体废物的锤式破碎机有以下几种类型：①BJD型普通锤式破碎机图3.13BJD型普通锤式破碎机1－锤子；2－旁路；3－格栅；4－测量头1234固体废物处理与处置3.1.4破碎设备②BJD型破碎金属切屑的锤式破碎机图3.14BJD型破碎金属切屑的锤式破碎机1－衬板；2－弹簧；3－锤子；4－筛条；5－小门；6－非破碎物收集区；7－给料口1234567固体废物处理与处置3.1.4破碎设备③HammerMills型锤式破碎机图3.15HammerMills型锤式破碎机1－切碎机本体；2－锤头（小）；3－锤头（大）；4－压缩给料机；5－切断垫圈；6－栅条；7－输送器1234567固体废物处理与处置3.1.4破碎设备④Novorotor型双转子锤式破碎机图3.16Novorotor型双转子锤式破碎机1－细粒级产品出口；2－风力分级器；3－物料入口213固体废物处理与处置3.1.4破碎设备⑶冲击式破碎机图3.17Universa型冲击式破碎机1－板锤；2－筛条；3－研磨板；4－冲击板；5－链幕53124固体废物处理与处置3.1.4破碎设备图3.18Hazemag型冲击式破碎机1－固体废物；2－一级冲撞板（固定刀）；3－二级冲撞板（固定刀）；4－排出口；5－旋转打击刀12345固体废物处理与处置3.1.4破碎设备图3.19内通道式破碎机结构示意图1－进料斗；2－机盖；3－主轴；4－筒体；5－上转子；6－下转子；7－底盘；8－机座；9－带轮；10－下料斗；11－张紧装置；12－电动机固体废物处理与处置3.1.4破碎设备⑷剪切式破碎机①VonRoll型往复剪切破碎机图3.20VonRoll型往复剪切破碎机固体废物处理与处置3.1.4破碎设备②Lindemann型剪切破碎机图3.21Lindemann型剪切破碎机1－剪切刀片；2－压紧器；3－送料器；a闭开闭开b321固体废物处理与处置3.1.4破碎设备③旋转剪切破碎机图3.22旋转剪切式破碎机1－旋转刀；2－固定刀废物12固体废物处理与处置3.1.4破碎设备④油压式剪切破碎机图3.23油压式剪切破碎机1－加料仓；2－推料装置；3－预压缩装置；4－推料板；5－给料台；6－压紧装置（冲压）；7－横向剪切刀；8－纵向剪切刀（横切）；9－剪切装置（刀具）1234567压缩剪切后垃圾89垃圾固体废物处理与处置3.1.4破碎设备⑸辊式破碎机图3.24光面双辊式破碎机固体废物处理与处置3.1.4破碎设备⑸辊式破碎机（a）双齿辊破碎机；（b）单齿辊破碎机图3.25齿辊破碎机工作原理(a)(b)固体废物处理与处置3.1.4破碎设备③颚辊破碎机图3.26颚辊破碎机破碎原理图1－颚式破碎机；2－破碎物料；3－对辊破碎机；4－减振弹簧1234固体废物处理与处置3.1.4破碎设备⑹自冲击破碎机图3.27“石打石”自破碎转子固体废物处理与处置3.1.4破碎设备⑺废钢破碎机废钢铁已被公认为理想的炼钢原料，随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，机械设备、汽车、家用电器等不但数量增多，而且更新周期缩短，产生了大量的含有废钢铁的固体垃圾，这也促进了废钢铁加工业的发展。固体废物处理与处置3.1.4破碎设备破碎机处理后的废钢的特点料形整齐，规格相近有较高的堆比重有较高的堆比重纯度较高固体废物处理与处置3.1.4破碎设备利用破碎钢进行钢铁冶炼的优点收得率高钢水的化学成份稳定，硫磷含量低冶炼周期缩短炉内衬里寿命延长空气污染和炉渣减少每吨钢水的耗电量降低固体废物处理与处置3.1.4破碎设备利用破碎机进行废钢的加工回收，存在的优势扩大了加工回收范围价值空间高运输方便、高效固体废物处理与处置3.1.4破碎设备废钢破碎机是废钢破碎线的主体设备。①Newell公司的SHD型破碎机图3.28SHD型破碎机构造图1－安全帘；2－进料滚筒；3－不可破碎物排放门；4－转子；5－筛；6－钢砧；7－废钢料1273456固体废物处理与处置3.1.4破碎设备②Lindemann公司ZK型破碎机图3.29ZK型破碎机构造图1－废钢；2－进料辊；3－压盖；4－转动压臂；5－转子；6－旋转格栅；7－活动铁砧；8－抽尘装置13248657固体废物处理与处置3.2细磨3.2.1细磨原理和方法3.2.2细磨设备固体废物处理与处置3.2.1细磨原理和方法细磨是固体废物破碎过程的后续，在固体废物处理与资源化中得到广泛的应用。通常细磨有三个目的：①对废物进行最后一段粉碎，使其中各种成分单体分离，为下一步分选创造条件；②对多种废料原料进行粉磨，同时起到把它们混合均匀的作用；③制造废物粉末，增加物料比表面积，加速物料化学反应的速度。固体废物处理与处置3.2.2细磨设备⒈球磨机图3.30球磨机结构（a）和工作原理；（b）示意图1－筒体；2－端盖；3－轴承；4－大齿轮；5－钢球固体废物处理与处置3.2.2细磨设备球磨机中钢球被提升的高度与抛落的运动轨迹，主要由筒体的转速和筒内的装载量决定。当装载量一定时，球磨机以不同转速回转时，筒体内的磨介可能出现三种基本运动状态。（a）泻落状态；（b）抛落状态；（c）离心状态图3.31磨介的运动状态固体废物处理与处置3.2.2细磨设备①溢型球磨机图3.32流溢型球磨机构造图1－筒体；2－端盖；3－大齿圈；4－轴承；5、6－衬板；7－给料器；8－给料管；9－排料管；10－人孔固体废物处理与处置3.2.2细磨设备②格子型球磨机图3.33格子型球磨机工作原理示意图1－格子板；2－举板排料线21固体废物处理与处置3.2.2细磨设备图3.34格子型球磨机构造图1－给料器；2－进料管；3－主轴承；4－端衬板；5－端盖；6－筒体；7－筒体衬板；8－人孔；9－楔形压条；10－中心衬板；11－排料格子板；12－大齿轮；13－端盖；14－锥形体；15－楔铁