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中北大学课程设计说明书学生姓名学号学院__________化工与环境工程专业______________环境工程题目生活垃圾综合分选处理系统设计(90吨/天)指导教师职称:年月日2023520生产能力t/h80〜120筛孔尺寸/mm50滚筒直径/m3提高板高度/mm300长度/m6电动机BJ0-72-型号2倾角/度34功率/kw转速1230/r/min/r/min1460⑵计算校核根据式s=g等s,取经验值廿,I,物料跌落所需时间为T=t+tt2180—22180-2x60=L67s3n3x12横断面装料面积为s=+万/2=M3m2二sin90-a-Jcos90-a;x sin90p-60x Jcos90,—60=
0.68527i
3.14则7=
1.67+
0.68=
2.35s当筛体倾斜安装时,实际物料轨迹为不规则日勺螺旋线,该螺旋线日勺螺距即物料跌落一次向前所走的距离,即I=4Hsin290-a・cosP0-a・tan9=4xl.5x sin290-60x cos000-60x tan30=
0.068lm物料沿滚筒轴向前的前进速度2幽=
0.0290T
2.35滚筒破碎机实际生产能力为e=3600S-v-/-A=3600xl.l3x
0.0290x
0.43/2x
0.41=
10.3916r//z9a//2则所选择的破碎机能满足处理量的规定
2.7垃圾滚筒筛垃圾滚筒筛筛分处理量为+=
3.87+
3.079=
6.166〃7滚筒筛重要参数确定如下产量m3/h简体规格简体简体转速筛孔尺寸最大进料粒电机功率型号筛孔筛孔m倾角转/分mm度mm kw2mm20mm网孔尺寸GTS1240
①L2X46°201-
20181205.5X
2.51设计筛体长度4m,筛体直径L2ni,筛孔取lOmniX10mm,安装倾角为42筛分效率和生产率根据“垃圾分选机-垃圾滚筒筛”行业原则CJ/T
5013.1-95,筛下物粒径/12mm,筛分效率之80%选用筛分效率为90%o3滚筒筛转速一般为了获得很好日勺筛分效率,应使物料在筛体内做较大日勺翻动滚筒筛临界转速ri0为根据试验表明,垃圾滚筒筛回转速度一般取临界转速口勺30%〜60%较为理想,则取滚筒筛转速为18r/min
①料在筛体内的停留时间根据研究表明,当筛分垃圾时,要得到75%o以上日勺筛分效率,停留时间应到达25〜30s,甚至更长因此取垃圾在滚筒内停留时间为50s,则物料在筛体内沿轴向运动日勺平均速度为L4v=—=——=
0.08m/s50T
②筒筛有用功率据资料推导,筛分机有用功率为N_L•兀R・g,9一8cos之90-a]8sin290-«-tan^x45_4x
3.14x
0.6x
9.8x9-8230°XCOS―8xsin230xtan4x45=
35.2048/:W实际使用的驱动电动功率还应考虑机械传动损失
2.8风选设备对本风选工艺,选用简易立式风选设备1气流速度确定风力分选重要将低密度、空气阻力大的塑料、废纸等和具有高密度、空气阻力小的J重质有机物分开部分物料密度如表2-5表2-5部分物料密度物质塑料玻璃砖干砂有机物密度kg/m39202500184025001200轻质物料以塑料为参照,中细块状风速的经验系数=21,其悬浮气速为旦才也面v=-=
6.36m/s,°100^1000重质物料以有机物为参照,取=23其悬浮气速为--ELJ7=^-71200=
7.97m/5v0100^100则选用气流速度为
6.36m/so⑵立式风选几何参数确实定有关风力分选设备的计算设计计算目前尚无成熟的措施可借鉴,对于立式分选垂直段重要目的是将纸类、塑料等轻质组分通过气流输送出来,可借鉴流化床气力输送设计进行经验设计,精确的计算还需要试验及有关的理论进行研究
①.选择气体速度根据气力输送设计原则确定垂直段管长7m,考虑所分选物料为不规则纸类、塑料等,选择管径例00加加设高压端气体密度为3kg/m\故所选气速相称于气体质量速度G=
6.36X3=
19.08kg/m2-s
②,估算气-固比垃圾分选重要清除塑料及纸类,设其堆积密度为y—500kg/m3b o气-固比为加=227(〃产.厂°万=227x(2叫)%x7°75=
182.4699G
19.08⑶.所需空气量计算「
1.067x1000……小G=—=------------------=
5.8475(奴/力)m
182.4699取空气重度为
1.29kg/m3,则空气体积流量为G_
5.8475t=
4.5329(m3/h)=
0.0755m3/min厂FT按所选管径100mm和气速,所需空气体积流量为=u・『Q2=636x x
0.仔=
0.0499//=
2.996m3/mins故可选用3m3/min空压机一台可以满足规定
④,压降计算设管内平均绝对压力为
2.5kg/n]2lkg/ni2=
9.8Pa,室温为=
2.9733(^/m3)297K,则气体平均重度为垂直管压降29x
2.
50.0821x297邳=2my^H=2x
182.4699x
2.9733x7=
7595.5285(必/加)⑶旋风分离器选择根据气体流量
2.996m3/min=
179.76m7h和入口风速
6.36m/s,选用TXP-3型旋风分离器,详细参数如下型号规格入口风速m/s阻力系数参照阻力Pa效率%风量m3/hTXP-3700-100015-
256.4490-142080-
952.9输送带在垃圾分选工艺中,带式输送机是重要的I运送机械,它连接各个分选设备因此,各分选设备段之间的输送带带宽、带长、带速及输送带的安装位置需根据详细状况分别估算输送带I
1.带宽确定输送带I重要输送从垃圾储坑通过初级篦子送入的及由输送带送至滚筒破碎机的垃圾,在这一段输送带上同步进行人工分选故带速不适宜选择过快,选用带速为
0.25m/s由于垃圾的密度较小和较松散,因此一般用槽式胶带输送带胶带输送机的输送能力由下式计算Q=3600x Fxvx pxcBQ——输送能力,由物料恒算知Q取9t/h;Fb——物料在胶带日勺截面,Fb=Fi+F2;v输送带运行速度,取
0.25m/s;P——物料日勺堆密度,对垃圾取
0.45t/m3c——倾角系数,对有人工手选输送带应水平放置,故c=l对于槽型输送带上物料堆积的断面积其中F]=0,08x2x45/180x^-sin245xB2F=
0.12B2xtga=
0.032B2sin-452008o o07^=f]+7^=—r^2_x2x
3.14^4-sin2x45oxB2+
0.12xB22sin45°胶带的槽角选用TD70型为15°则9=3600x
0.2514-
0.1548xfi2求得带宽为£=
1.22mo取带宽
1.2m
2.电动机功率计算在确定胶带输送机的电功率此前,首先要计算传动滚筒的轴功率转动滚筒轴功率的计算公式式中参数数据取自文献为k——尾部改向滚筒功率系数,取
1.5;3k——中部改向滚筒功率系数;取
1.054No——传动滚筒的功率,kw;No——胶带空转的功率,kw;NJ——物料水平运送的功率,kw;N;——物料垂直提高的功率,kw;5Vb——犁式卸料器,胶带清料器和板料所需要的功率,kw;k y——物料加速率所需功率,8bk8=
0.1,九二
0.45G胶带的I空转速率N=K,L v=
0.0318x30x
0.25=
0.2385kwh对输送垃圾槽性胶带ki=
0.0318,胶带输送机水平投影长度Lb=30m,v=
0.25m/So⑸物料水平运送功率No=K L2=
5.45x1O-5x7x30=
0.11445kw2h物料水平运行功率系数;K2=
5.45x10-5,胶带输送机日勺输送量Q=9t/ho⑷物料的垂直提高功率N;=0©轴功率No=
1.5x
1.05x
0.2385+
0.11445+
1.4+
1.51+
0.23+
2.25x
0.25+
0.1x
0.45=
2.2178kw胶面传动滚筒的总传动效率〃=
0.90,功率安全系数一般取k=L0,因此,电动机功率为N=Zx=2278=
2.4642Z r/
0.9W故选用M32型三相异步电动机,额定功率为
3.0kW输送带n
1.带宽确实定输送带n重要用于输送有滚筒破碎机筛上物只要为废纸、塑料及部分有机物至风选设备同理,由物料衡算,此时输送量Q=Q4+Q5=
0.523+L8=
2.323t/h倾角15,倾角系数c取
0.9带速取L0m/s,则输送带带宽为
2.323=3600x
0.2514-
0.1548x B2x
0.45x
0.9解得B=L27m,取带宽为L3m
2.电动机功率计算采用滚动轴承,轴功率k3——尾部改向滚筒功率系数,取
1.03;k——中部改向滚筒功率系数;取
1.0054No——传动滚筒的功率,kw;No——胶带空转H勺功率,kw;NJ——物料水平运送日勺功率,kw;N”——物料垂直提高的功率,kw;Z心乜——犁式卸料器,胶带清料器和板料所需要的功率,导料挡板k5=
2.25,空段打扫器k5=
0.23,弹环打扫器k5=
1.5k8yb——物料加速率所需功率,k=
0.18o8
①胶带的I空转速率乂=KJ/=
0.0318x40x1=
1.272^对输送垃圾槽性胶带ki=
0.0318,胶带输送机水平投影长度Lb=40m,v=
1.0m/so
⑤物料水平运送功率=长乙0=
5.45x10-5x40x
2.323=
0.00506kw2物料水平运行功率系数;K2=
5.45x10-5,胶带输送机日勺输送量Q=
2.323t/ho
④物料的I垂直提高功率NJ=0⑷轴功率No=
1.03x
1.005=
5.383kw胶面传动滚筒的总传动效率〃=
0.90,功率安全系数一般取k=
1.0,因此,电动机功率为N=左x=型邑=
5.981kw
770.9因此选用“3^4型电动机,额定功率为
7.5kW输送带HI
1.宽度确定输送带ni重要用于输送自滚筒破碎机筛下物重要为无机物、碎石渣、玻璃及部分有机物送至滚筒筛取带速为
1.5m/s,输送倾角15°,倾角系数为
0.9,由物料衡算此时输送量为
3.079t/h,
3.079=3600x
0.2514-
0.1548xB2因止匕B=L271m取带宽为
1.3m
2.电动机功率计算采用滚动轴承,轴功率k——尾部改向滚筒功率系数,取
1.08;3k——中部改向滚筒功率系数;取
1.0054No——传动滚筒的功率,kw;N,o——胶带空转的功率,kw;No——物料水平运送日勺功率,kw;物料垂直提高日勺功率,kw;5Vb——犁式卸料器,胶带清料器和板料所需要日勺功率,导料挡板k5=
2.25,空段打扫器k5=
0.23,弹环打扫器k5=L5出九——物料加速率所需功率,k8=
0.36
①胶带时空转速率N=K Lv=
0.0318x20x
1.5=
0.954人卬x h对输送垃圾槽性胶带Ki=
0.0318,胶带输送机水平投影长度Lb=20m,v=
1.5m/So©物料水平运送功率N;=〃=
8.17x10-5x20x
3.079=
0.00503kw物料水平运行功率系数;K=
8.1710-5,胶带输送机日勺输送量Q=
3.079t/hoX2©物料的J垂直提高功率N;=
0.00273xQx Ho=O.OO273x
3.079x5=
0.042kw提高高度Ho=5m⑷轴功率No=l.O8x
1.005x
0.954+
0.00503+
0.042+
2.25+
0.23+
1.5x
1.5+
0.36x
0.45=
7.219kw胶面传动滚筒欧I总传动效率77=
0.90,功率安全系数一般取k=
1.0,因此,电动机功率为=Z=W^=
8.021人卬N Xrj
0.9因此选用型电动机,额定功率为11左W中北大学课程设计任务书2023/2023学年第二学期学院化工与环境学院专业________________环境工程学生姓名学号课程设计题目生活垃圾综合分选处理系统设计(90吨/天)起迄日期5月20日6月17日〜课程设计地点环境工程专业试验室指导教师___________________________________________系主任下达任务书日期2023年5月20日课程设计任务书
1.设计目的:1通过设计深入消化和巩固本门课程所学内容,并使所学知识系统化,培养运用所学理论知识进行都市生活垃圾综合分选处理系统设计的初步能力;2理解工程设计,的I内容、措施及环节,培养学生确定固体废物处理与处置系统的设计方案,进行设计计算、绘制工程图,应用技术资料,编写设计阐明书的能力
2.设计内容和规定包括原始数据、技术参数、条件、设计规定等1原始资料垃圾重要成分见表垃圾组分有机物无机物纸类金属塑料其他含量,
54.
331.
32.
682.
585.
131.
22.81/%有机物组分包括食品残存、果皮、植物残存等无机物组分包括徜瓦、炉灰、灰土、粉尘等垃圾容重平均值为
0.43吨/立方米,含水率为
49.4%垃圾中塑料以超薄型塑料袋为主,废纸以卫生间的废纸为主垃圾热值1923kJ/kg分选系统工作量为90吨/天,日工作时间为10小时垃圾分选系统设计方案欧I分析确定;2设计内容及规定垃圾储料仓设计计算;分选系统各设备选型计算确定选择性破碎机、滚筒筛、简易风选机型号和规格,并确定其重要运行参数;皮带运送机计算及布置,并计算各段的长度、电机功率编写设计阐明书设计阐明书按设计程序编写,包括方案确实定,设计计算、设备选型计算和有关简图等内容
3.设计工作任务及工作量的规定[包括课程设计计算阐明书论文、图纸、实物样品等1撰写课程设计阐明书;2垃圾分选系统工艺流程及高程图一张;分选系统平面、剖面布置图1-2张课程设计任务书
4.重要参照文献1芈振明等编.《固体废物处理与处置》.高等教育出版社,1993年2聂永丰主编.《三废处理工程技术手册一固体废物卷》.化学工业出版社3宁平等编.《固体废物处理与处置实践教程》.化学工业出版社,2023年
5.设计成果形式及规定:1设计阐明书一份;2有关设计图纸
6.工作计划及进度2023年5月20日布置题目,发放课程设计任务书,讲解设计措施;5月21日一5月26日查阅资料,设计计算;5月27日一6月9日绘制设计图,撰写阐明书;6月10日一6月17日答辩或成绩考核系主任审查意见签字___________年月日一.序言二.课程设计的目的三.垃圾分选系统方案确实定
1.初始数据垃圾成分设计参数取值垃圾组分有机物无机物纸类金属塑料玻璃其他含量外
54.
331.
32.
685.
139.
131.
22.81有机物组分包括食品残存等、果皮、植物残存等无机物组分包括砖瓦、炉灰、灰土、粉尘等垃圾容量平均值为
0.43t/m3,含水率为
49.4%o垃圾中塑料以超薄型塑料袋为主,废纸以卫生间的废纸为主垃圾热值1923kJ/kgo分选系统工作量为100t/d;日工作时间为10h
2.设计计算
1.1垃圾分选工艺流程轻组分渊料
2.2分选工艺物料恒算1垃圾分选厂每小时的处理量为以4式中Q每天日勺垃圾处理量,=90t/d;T——每天的工作时间,T=10hoQ°=90/10=9t/h2人工分选人工手选清除垃圾中的I大块金属、塑料、玻璃瓶、建筑材料等,以利于后续处理据经验,人工手选后大概1%的大块金属、2%的塑料、
0.6%玻璃和约
0.5%其他无机物质被选出,即金属d=QoXl%=9xl%=O.O9〃/z玻璃%=2x
0.6%=9x
0.6%=
0.054t/h塑料/=Qox
2.O%=9x
2.O%=.18〃用其他/=Qo x.5%=9x
0.5%=
0.045,/h则通过人工手选可分株的垃圾有Q=
0.09+
0.054+
0.18+
0.045=
0.369t/h3磁选垃圾通过磁选滚筒理论上可以分选所有的J金属
2.58%—1%=
92.58%—1%=
0.142,/h=X X4选择性破碎机
1.筛上物重要是纸、布、革、塑料、部分有机物等4,50〃”的物质=Q0x20%+
2.68%+
3.13%=9x
25.81%=
2.323〃力
32.筛下物为
450.的被破碎的无机物、无机物、玻璃及其他碎土等5风选
1.轻组分重要为粉尘、塑料纸张等x
2.68%+
3.13%=9x
5.81%=
0.523〃/4=
22.重组分重要是有机物2〃=Q2O%=92O%=
1.8/OOX X6滚筒筛分滚筒筛分重要对选择性破碎机筛下物进行深入分选,筛下物中重要有无机物、部分有机物、碎玻璃等选择筛孔为10x10mm.筛上为4,10频的有机物0*
34.3%=9x
34.3%=
3.087t/h6=筛下物为碎土、石渣等无机物和碎玻璃=Qo x
31.3%+
0.6%+
2.31%=9x
34.21%=
3.079t/h77废物的全过程总的质量为总=+++++24567=
0.369+
0.142+
0.523+
1.8+
3.087+
3.079=9〃力
2.3垃圾储料仓⑴仓体容积V=丝=——2x90——=44706rn378取V=500m32仓体尺寸计算每个小仓的I体积V,m;长度a,m;宽度b,口;深度c,m则V=abc0取a=10m,b=10m,c=5m;V=10X10X5=500m
3447.706m3可以满足规定
02.4吊车、抓斗日勺选择根据垃圾最大日处理量选择吊车、抓斗、其工艺参数如表吊车工艺参数项目参数设计根据项目参数设计根据数量1台垃圾最大日处理量运行周期143s吊车运行多种动作的1速度吨位抓斗容量实际运行时间
1.25t50min/h跨度储料坑跨度供应能力抓斗抓起量7m10t/h抓斗一次抓起量为P=2立=9x143/60=
0.429⑴N50可知抓斗一次抓起量
0.5958t即可满足生产需求,选择一次抓起量为1250kg的抓斗磁选设备就构造而言可分为带式和鼓式两种鼓式又分为皮带机磁选滚筒和独立鼓式根据处理垃圾量,经济和处理所规定效果等条件选用对应的设备就本课程生活垃圾处理量和分类,含水率
49.4%等状况,磁选设备需要处理的垃圾量大概Q=Q-Q9-O.369=
8.613t/h,金属约
0.1422t/h,可选用O LCTB6012湿式永磁筒式磁选机或者定做所要设备对应参数如表CTB6012湿式永磁筒式磁选机筒表磁规格处理能力型号规格转速r/min感应电机功率kw重量kg筒径筒长T/h m3/hmm mm强度mT按垃圾状CTB60126001200W3010-2030-
701.52200况定
2.6滚筒破碎机选择1选型根据垃圾破碎分选工艺规定选择国产滚筒破碎机,详细技术特性如滚筒破碎机技术特性圆筒长圆筒直处理能电机功外形尺寸型号径mm度mm力m3/h率kw mm重量kgCT
60186001800402.2600x1800800滚筒破碎机技术特性规格3000X规格3000X60006000。