3-第三章-固体废物的破碎

第三章固体废物的破碎3.1破碎的基础理论①使固体废物的容积减小，便于运输和贮存。②为固体废物的分选提供所需的入选粒度，以便有效地回收固体废物中的某种成分。③使固体废物的比表面积增加，提高焚烧、热分解、熔融等作用的稳定性和热效率。④为固体废物的下一步加工准备。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，可以加块覆土还原。⑥防止粗大、锋利的固体废物损坏分选、焚烧和热解等设备或炉膛。一、破碎的目的破碎：利用外力克服固体废物质点间的内聚力而大块固体废物分裂成小块的过程。磨碎：使小块固体废物颗粒分裂成细粒的过程。二、固体废物的机械强度和破碎方法固体废物的机械强度是指固体废物抗破碎的阻力。评价方法：通常用静载下测定的抗压强度、抗剪强度、抗弯强度和抗拉强度来表示。其中抗压强度最大，抗剪强度次之，抗弯强度较小，抗拉强度最小。一般以固体废物的抗压强度为标准来衡量。坚硬固体废物：抗压强度大于250Mpa者；中硬固体废物：40-250Mpa者；软固体废物：小于40Mpa者。（一）固体废物的机械强度（二）破碎方法按消耗能量的形式分：①物理方法：利用电能、热能等对固体废物进行破碎的新方法。例如：低温破碎、热力破碎、超声波破碎等。②机械方法：利用机械能对固体废物破碎，即利用破碎工具（如破碎机的齿板、锤子；球磨机的钢球等）对固体废物施力而将其破碎。1、物理方法低温破碎――适用于废塑料及其制品、废橡胶及其制品、废电线等破碎超声波破碎――尚处于实验室或半工业试验阶段。2、机械方法包括：挤压、劈碎、弯曲、磨剥、冲击、剪切破碎等方法。机械破碎方法固体废物的破碎破碎方法湿式破碎干式破碎半湿式破碎非机械能破碎机械能破碎劈碎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间多种力综合作用的结果3、破碎方法选择：依据废物的机械强度，特别是废物的硬度而定。坚硬废物(如废石、废渣)：挤压、劈裂、冲击、磨碎等；柔韧性废物：剪切、冲击、磨碎或者低温破碎脆性废物：冲击、劈碎等含有大量废纸的城市垃圾：湿式或半湿式破碎。三、破碎比、破碎段、破碎流程1、破碎比破碎比：在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值。破碎比表示废物粒度在破碎过程中减小的倍数，即表示废物被破碎的程度。破碎比计算方法：（1）最大粒度法：i＝Dmax/dmax其中：Dmax－废物破碎前最大粒度；dmax―废物破碎后最大粒度。（2）平均粒度法：i＝Dcp/dcp其中：Dcp－废物破碎前平均粒度；dcp―废物破碎后平均粒度。（一）破碎比和破碎段2、破碎段破碎段：固体废物每经过一次破碎机或磨碎机称为一个破碎段。i总＝i1×i2×i3×……in破碎段数的确定：原废物的粒度；要求最终破碎产物粒度；各破碎段所能达到的破碎比。破碎工艺单纯破碎工艺带预先筛分和检查筛分破碎工艺带预先筛分破碎工艺带检查筛分破碎工艺破碎工艺选择需考虑节能、处理量及破碎产品粒径大小、粒度组成、形状等的要求。根据固体废物的性质（如破碎特性、硬度、密度、形状、含水率等）（二）破碎工艺（二）破碎工艺破碎机常和筛子配用组成破碎流程。1、单纯的破碎流程；－对产品粒度要求不高2、带有预先筛分的破碎流程；（节能）3、带有检查筛分的后两种破碎流程。3.2破碎机选择破碎机类型时，必须综合考虑下列因素：A所需要的破碎能力；B固体废物的性质和颗粒的大小；C对破碎产品粒径大小、粒度组成、形状的要求；D供料方式；E安装操作场所情况等。固体废物常用的破碎机类型颚式破碎机锤式破碎机冲击式破碎机剪切式破碎机辊式破碎机球磨机等。一、颚式破碎机颚式破碎机有简单摆动式和复杂摆动式两种类型。偏心轴连杆固定颚板可动颚板简摆式颚式破碎机复摆式颚式破碎机工作原理：皮带轮带动偏心轴旋转时，偏心顶点牵到连杆上下运动，也就牵动前后推力板作舒张及收缩运动，从而使动颚时而靠近固定颚，时而又离开固定颚。动颚靠近固定颚时就对破坏腔内的物料进行压碎、劈碎及折断。破碎后的物料在动颚后退时靠自重从破碎腔内落下。结构：机架、工作机构、传动机构、保险装置等部分组成。结构：（与简摆颚式破碎机相比）（1）少了一根动颚悬挂的心轴，动颚与连杆合为一个部分，没有垂直连杆。（2）肘板也只有一块。运动途径:动颚在水平方向有摆动，同时在垂直方向也运动，是一种复杂运动，固称复摆颚式破碎机。优点：（1）破碎产品较细（2）破碎比大，一般达4-8,(简摆型只达3－6)（3）规格相同时，复摆型比简摆型破碎能力高20％—30％。1、简摆颚式破碎机2、复摆颚式破碎机颚式破碎机特点：结构简单、坚固、维护方便、高度小、工作可靠等。应用：用于破碎强度及韧性高、腐蚀性强的固体废物。即可用于粗碎，也可用于中、细碎。如：煤矸石作为沸腾炉燃料、制砖和水泥原料时的破碎。二、锤式和冲击式破碎机1.锤式破碎机1.锤式破碎机按转子数目分：（1）单转子锤式破碎机（只有一个转子）（2）双转子（有两个作相对回转的转子）单转子破碎机根据转子的旋转方向分：可逆式：转子可两个方向转动不可逆式：转子只能一个方向转动转子组成：主轴、圆盘、销轴和锤子组成，（锤子可是固定的也可是摆动的）目前普遍采用可逆式单转子锤式破碎机.锤式破碎机工作原理:固体废物自上部给料口给入机内，立即遭受高速旋转的锤子的打击、冲击、剪切、研磨等作用而被破碎。在转子下部设有筛板，破碎物料中小于筛孔尺寸的细粒通过筛板排出，大于筛孔尺寸的粗粒被阻留在筛板上并继续受到锤子的打击和研磨，最后通过筛板排出。(转子转速约1000r/min）应用：破碎中等硬度且腐蚀性弱的固体废物。锤式破碎机2、冲击式破碎机结构：有冲击板（与锤式破碎机相比）P60特点：具有破碎比大、适应性强、构造简单、外形尺度小、操作方便、易于维护等特点。工作原理：通过固定刀和可动刀之间的齿合作用，将固体废物切开或割裂成适宜形状或尺寸，特别适合破碎低二氧化硅含量的松散物料。三、剪切式破碎机四、辊式破碎机单齿辊破碎机由一个旋转的齿辊和一个固定的弧形破碎板组成。破碎板与齿辊之间形成上宽下窄的破碎腔。固体废物由上方给入破碎腔，大块物料在破碎腔上部被长齿劈碎，随后继续落在破碎腔下部进一步被齿辊轧碎，合格破碎产品从下部缝隙排出。1、双齿辊破碎机该机由两个相对转动的齿辊组成，固体废物由上方给入两齿辊中间，当两齿辊同步相对转动时，辊面上的齿牙将物料咬住并加以劈碎，破碎后产品随齿辊转动从下部排出。破碎产品粒度由两齿辊的间隙决定。2．单齿辊破碎机球磨机的构造构造：主要由圆柱形筒体、端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿圈等部件组成。筒体内装有直径为25-150mm钢球，其装入量为整个筒体有效容积的25-50％。筒体内壁敷设有衬板，除防止筒体磨损外，兼有提升钢球的作用。工作原理：当筒体转动时，在摩擦力、离心力和衬板共同作用下，钢球和物料被衬板提升。当提升到一定高度后，在钢球和物料本身重力作用下，产生自由泻落和抛落，从而对筒体内底脚区内的物料产生冲击和研磨作用，使物料粉碎。物料达到磨碎细度要求后，由风机抽出。（p62）五、粉碎机应用：磨碎在固体废物处理与利用中占有重要地位。对于矿业废物和工业废物尤其是这样。1、球磨机2.自磨机（无介质磨机）分干磨和湿磨（p62）3.3低温破碎与湿式破碎对于在常温下难以破碎的固体废物如汽车轮胎、包覆电线、废家用电器等，可利用其低温变脆的性能而有效地破碎。亦可利用不同的物质脆化温度的差异进行选择性破碎，即所谓低温破碎技术。低温破碎与常温破碎相比，动力消耗可减至1/4以下，噪声降低4dB，振动减轻1/4-1/5。低温破碎的工艺流程（见书62）：预冷—冷却—破碎—分选（一）低温破碎原理和流程一、低温破碎（二）低温破碎的应用1、塑料低温破碎2、从有色金属混合物、废轮胎、包覆电线等废物中回收铜、铝及锌的低温破碎3、汽车轮胎的低温破碎二、湿式破碎湿式破碎是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，从而可以回收垃圾中的纸纤维。这种使含纸垃圾浆液化的特制破碎机称为湿式破碎机。（P63）（一）湿式破碎原理和设备（二）湿式破碎的优点湿式破碎具有以下优点：A使含纸垃圾变成均质浆状物，可按流体处理；B不孽生蚊蝇、无恶臭、卫生条件好；C噪声低、无发热、爆炸、粉尘等危害；D适用于回收垃圾中的纸类、玻璃及金属材料等。三、半湿式选择性破碎分选半湿式选择性破碎分选是利用城市垃圾中各种不同物质的强度和脆性的差异，在一定湿度下破碎成不同粒度的碎块，然后通过不同筛孔加以分离的过程。由于该过程是在半湿状态下，通过兼有选择性破碎和筛分两种功能的装置中实现的，因此，把这种装置称为半湿式选择性破碎分选机。（P63）特点A能使城市垃圾在一台设备中同时进行破碎和分选作业；B可有效地回收垃圾中的有用物质。C对进料的适应性好，易破碎的废物首先破碎并及时排出，不会产生过粉碎现象。D动力消耗低，适应性强。作业p90：1、2、3