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固体废物污染控制工程 张小平 二版 固体废物的预处理技术


轻产物
硫精矿
摇床分选
硫铁矿 石
劣质煤
Thank you
( 破 碎 机 )
【 破 碎 机 】 金 属 检 出 器
筛 选
【 筛 选 】 细 粒 ( 筛 选 )
含 纸 多 的 生 成 物
【 筛 选 】
细 粒中 等 大 粗 粒 小 粒 子
【 风 力 废 弃【 浮 选 】 分 选 】
细 粒中 等 大 粗 大 ( 废 弃 ) 小 粒 子 粒 子
破 碎 状 产 物
含 纸 多 的 生 成 物
固体废物的预处 理技术
内容
1.固体废物的压实
1.1 压实程度的量度;1.2 压实设备简介
2.固体废物的破碎
2.1 破碎的目的;2.2 破碎方法;2.3 破碎比(程度); 2.4 破碎流程;2.5 破碎机简介
3.固体废物的分选
3.1 筛分;3.2 重力分选;3.3 磁力分选;3.4 电力 分选;3.4 光电分选
(4)剪切式破碎机
3.固体废物的分选
> 目的:是将固体废物中可回收利用的或不利于后续 处理、处置工艺要求的物料用人工或机械方法分门 别类地分离出来,并加以综合利用 。
> 根据物料的物理或化学性质,采用不同的分选方法。 分选方法包括人工检选和机械分选,
> 机械分选又分为筛分,重力分选、磁力分选、电力 分选等。
填埋,加速土地还原利用。 2.2 破碎方法 固体废物破碎机的种类很多。 破碎方式分为冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎
等。此外还有专用的低温破碎和湿式破碎。
。 2.3 破碎比(程度)
原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比。 (1)最大粒度法 (2)平均粒度法 2.4 破碎流程 (1)单纯破碎工艺 (2)带预先筛分的破碎工艺 (3)先破碎后筛分工艺 (4)带预先筛分和检查筛分的破碎工艺 2.5 破碎设备 (1)辊式破碎机 (2)颚式破碎机 (3)冲击式破碎机
进料
风机
提到物 轻组分
重组分
空气
② 卧式(水平)风选机:物料在风选机内下降时,被水
平气流吹散,密度不同的组分沿不同的运动轨迹落入不同 的收集槽中而得以分离(见图4-5)。
进料
去除尘器
鼓风机 来空气
重质组分
中重质组分
轻质组分
3.3 磁力分选 3.3.1 磁选的基本原理
磁选是利用固体废物中各种物质的磁性差异在不均匀磁场 中进行分选的一种处理方法。将固体物料送入磁选设备之 后,磁性颗粒则在不均匀磁场的作用下被磁化,从而受到 磁场吸引力的作用,使磁性颗粒吸在磁选机的转动部件上, 被送至排料端排出,实现了磁性物质和非磁性物质的分离。 在磁选的过程中,固体颗粒在非均匀磁场中同时受到两种 力的作用——磁力和机械力(包括重力、摩擦力、介质阻 力、惯性力等)的作用。当磁性物质所受到的磁力大于与 它相反的机械力的合力时,则可以被分离出来。而非磁性 物质所受磁力很小,机械力的作用占优势,所以仍留在物 料层中。
【 浮 选 泡 沫 分 离 】【 流 化 床 分 选 机 】
玻 璃 类颗 粒有 机 物 状 物 ( 废 弃 )
金 属 产 物
注 : ① [ ]内 表 示 需 研 究 主 攻 技 术 方 向 ② 虚 线 表 示 今 研 究 可 能 采 用 的 技 术
4.2 粉煤灰分选回收系统
图4-13是粉煤灰分选回收系统图。
4.分选回收工艺系统
图4-11为城市垃圾分选回收系统图。
破 袋 解 包

> 13 < 50
回 转 筛
> 50 < 200
卧 式 风 选 机
粗 大 不 规 则 物 ( 废 弃 )
( > 200
废 弃 ( 填 埋 )
皮 带 输 磁 选 机
小 块 含 铁 皮 带 轮 磁 选 机 金 属 弹 跳 分 选
块 状 铁 马 口非 金 属 铁 盒
大块固体废物----小块固体废物。 2.1 破碎的目的 (1)使运输、焚烧、热解、熔化、压缩等操作能够或容易
进行,更经济有效; (2)为分选和进一步加工提供合适的粒度,有利于综合利
用; (3)增大比表面积,提高焚烧、热解、堆肥处理的效率; (4)破碎使固体废物体积减小,便于运输、压缩和高密度
3.4 电力分选图4-8 电力分选原理
3.4.1 电力分选原理
电力分选是利用固体废物中各种组 分在高压电场中电性的差异来实现 分选的一种方法。电力分选的原理 可用图4-8来说明。分选器由接地 的金属圆筒板(正极)和放电板 (负极)组成,放电极与圆筒间有 适当距离,而在极间发生电晕放电, 产生电晕电场区。物料随滚筒转动 进入电晕电场区后,由于空间带有 电荷使之获得负电荷。物料中的导 电颗粒荷电后立即在滚筒上放电, 当滚筒进入静电场之后,导电颗粒 负电荷释放完毕并从滚筒上获得正 电荷而被排斥,在电力、重力、离 心力的综合作用下排入料斗。而非 导体颗粒不易在滚筒上失去所荷负 电荷,因而与滚筒相吸被带到滚筒 后方用毛刷强制刷下,从而完成了 分选过程。
3.2 重力分选
① 定义:重力分选是在活动或流动的介质 中按颗粒的密度或粒度的不同进行分选的 过程。
② 方法:重力分选的方法很多,按作用原 理可分为:a. 气流分选;b. 惯性分选;c. 重介质分选;e. 摇床分选;f. 跳汰分选等
3.2.1 气流分选(风力分选)
(1)原理 在气流作用下,利用固体废物颗粒的密度和粒度差进行分选的方法。
R(Vi
Vf
) 10% 0
Vi
(4-7)
Vi— 压实前体积,m3;Vf —压实后体积,m3。
1.1.3 体积减少数百分比(R)
R=(Vi-Vf)/Vi × 100%
Vi— 压实前体积,m3;Vf —压实后体积,m3。
(4-7)
对由不同颗粒和颗粒间空隙所组成的集合体的固体废物,当受 到外界压力时,颗粒间就会相互挤压,变形和破碎,空隙率减 小,容重增大。
电晕电场区


导电性物料
不导电物料 图4-9 电力分选原理
3.4.2 电力分选设备 静电分选机
十电荷 一电荷
电极 转鼓
非导体产品受槽
导体产品受槽
图4-10 静电分选机结构图
3.4 光电分选
电子放大装置
振动溜槽
料斗
标准色板
光验箱
光电池
压缩空气喷管
有高速沟的进料皮带
分离板
号号
分离物分离物
图4-1图 0 4- 光11电光 分电选分选 过过 程程 示示意意图 图
风 力 分 选 器 ( 粗 粒 ) 轻 质 含 纸 多
的 生 成 物
湿 的 固 液 分 选
轻 质 含 有 机 物 多 的
切 割 机 【 洗 涤 】
锤 式 粉 碎 机
废 物 ( 废 弃 )
浮 选 含 有 机 物 多
干 净 的 马 口 铁
风 力 分 选 器 重 物 质 ( 细 粒 )
的 浮 游 物 质 脱 水 ( 废 弃 )
4.分选回收工艺系统
4.1 城市垃圾;4.2 粉煤灰;4.3 从煤矸石中分选回 收硫铁矿
1.固体废物的压实
目的:提高废物的容重和减小废物体积。 应用场合:
(1)压缩性能大而恢复性能小的固体废物。 (2)而对于某些较密实的固体,如木头、玻璃、 金属、硬质塑料块等则不宜采用。 (3)对于有些弹性废物也不宜采用压实处理,因 为它们在解压后,体积又会增大。
由于不同物质的密度不同,因而其在一定气速的气流中有不同的沉降 速度,从而达到轻重颗粒分离的目的。 (2)气流分选装置 按照气流吹入分选设备的方向不同,分选设备可分为立式风力分选设 备和卧式分选装置2种。 ① 立式风选机:物料在上升气流作用下,重组分沉降到分选机底部排 出,轻组分随上升气流一起从顶部排出,然后经旋风分离器进行气固 分离,这样就使轻重组分得到了分离(见图4-4)。
粉煤灰 重力分选
重质产物 磁选
轻质产物 电选 或浮选
铁质微珠 密实玻璃体
炭粒
空间微珠
4.3 从煤矸石中分选回收硫铁矿系统
图4-14是从煤矸石中回收硫铁矿的工艺系统。
-25mm
煤矸石(<50mm)
筛分 φ25mm
+25mm
破碎
跳汰分选
重产物
破碎(<6mm)
筛分 φ6mm
中重产物 筛分
φ6mm 破碎(<6mm)
1.1 压实程度的量度
1.1.1 空隙比和空隙率
(1)空隙比:固体废物可看成由各种固体物质颗粒及 颗粒间充满气体的空隙所构成的集合体。
固体总体积(Vm)=固体(颗Vv粒)体积(VS)+空隙体积
(4-1)
则废物的空隙比(e)可定义为:
e=Vv/Vs
(2)空隙率ε:
(4-2)
ε=Vv/Vm
(4-3)
(3)ε、е与容重的关系:ε或е越小,则垃圾压实
程度越高,容重越大。
1.1.2 湿密度与干密度
忽=固略体空颗隙粒中的的质气量体(质W量s),+则水总分质质量量((包Ww括)水,分即质量)(Wm)
Wm密度w
ρw=Wm / Vm
② 干密度d
d Ws /Vm
1.1.3 体积减少数百分比(R)
( 4-5) (4-6)
3.3.2 磁选设备
(1)磁力滚筒有两种型式,如图4-6所示。
给料
电磁铁
刮片 磁性材料
非磁性材料
a.滚 筒 式 吸 持 磁 选 机
皮带
圆筒
多极磁丝
b.带 式 吸 持 磁 选 机
(2)悬吊磁铁器有一般式和带式两种,其结构如图4-7所 示。
电磁铁
吸铁箱 胶带装置
、一般式除铁器
图4-8 悬吊磁铁器
接铁箱 铁物 、带式除铁器
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