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1、生活垃圾滾筒篩分實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
(1)了解影響篩分效率的主要因素;
(2)掌握滾筒篩篩分的基本原理和基本方法。
二、實(shí)驗(yàn)原理
滾筒篩是在固體廢物處理中最常用的篩分設(shè)備之一。利用筒形篩體將固體廢物按粒度進(jìn)行分級(jí),工作時(shí)筒形篩體傾斜安裝。進(jìn)人滾筒篩內(nèi)的固體廢物隨篩體的轉(zhuǎn)動(dòng)作螺旋狀的翻動(dòng),在重力作用下,粒度小于篩孔的固體廢物透過(guò)篩孔而被篩下,大于篩孔的固體廢物則在篩體底端排出。
1、滾筒篩篩分原理
物料在滾筒篩的運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)三種狀態(tài),即①沉落狀態(tài):這時(shí)篩子的轉(zhuǎn)速很低,無(wú)聊顆粒由于篩子的圓周運(yùn)動(dòng)而被帶起,然后滾落到向上運(yùn)動(dòng)的顆粒上面,物料混合
2、很不充分,不易使中間的細(xì)料翻滾物移向邊緣而觸及篩孔,因而篩分效率極低。②拋落狀態(tài):當(dāng)轉(zhuǎn)速足夠高但又低于臨界速度時(shí),物料顆粒克服重力作用沿筒壁上升,直至到達(dá)轉(zhuǎn)筒最高點(diǎn)之前,此時(shí)重力超過(guò)了離心力,顆粒沿拋物線軌跡落回篩底,因而物料顆粒的翻滾程度最為劇烈,很少發(fā)生堆積現(xiàn)象,篩子的篩分效率最高。③離心狀態(tài):當(dāng)篩子的轉(zhuǎn)速進(jìn)一步增大時(shí),達(dá)到某一臨界速度,物料由于離心作用附著在筒壁上而無(wú)法下落、翻滾,因而造成效率相當(dāng)?shù)汀?
分選生活垃圾的滾筒篩,是在普通滾筒篩的基礎(chǔ)之上增設(shè)一些分選或清理機(jī)構(gòu),使之更適于生活垃圾的篩分,主要有臥式旋轉(zhuǎn)滾筒篩、立式滾筒篩和葉片滾筒篩三種。垃圾在滾筒篩內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可以分解為沿
3、篩體軸線方向的運(yùn)動(dòng)和垂直于篩體軸線平面內(nèi)的平面運(yùn)動(dòng)。沿篩體軸線方向的直線運(yùn)動(dòng)是由于篩體的傾斜安裝而產(chǎn)生的,其速度即為垃圾通過(guò)篩體的速度。垃圾在垂直于篩體軸線平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)與篩體的轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。當(dāng)筒體總以較低于臨界速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),垃圾被帶至一定高度后作拋物線下落,這種運(yùn)動(dòng)有利于篩分的進(jìn)行。一般滾筒篩的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為臨界速度的30%~60%,該數(shù)值比垃圾物料獲得最大落差所需的轉(zhuǎn)速要略低一些。
2、篩分效率
篩子有兩個(gè)重要工藝指標(biāo):一是處理能力,即孔徑一定的篩子一定時(shí)間一定單位面積上處理能力;另外一個(gè)就是篩分效率,它表明篩分工作的質(zhì)量指標(biāo)。
從理論上講,固體廢物中凡是粒度小于篩孔
4、尺寸的細(xì)粒都應(yīng)該透過(guò)篩孔成為篩下產(chǎn)品,而大于篩孔尺寸的粗粒應(yīng)全部留在篩上排出成為篩上產(chǎn)品。但是,實(shí)際上由于篩分過(guò)程中受各種因素的影響,總會(huì)有一些小于篩孔的細(xì)粒留在篩上隨粗粒一起排出成為篩上產(chǎn)品,篩上產(chǎn)品中未透過(guò)篩孔的細(xì)粒越多,說(shuō)明篩分效果越差。為了評(píng)定篩分設(shè)備的分離效率,引入篩分效率這一指標(biāo)。
篩分效率是指實(shí)際得到的篩下產(chǎn)品質(zhì)量與入篩廢物中所含小于篩孔尺寸的細(xì)粒物料質(zhì)量之比,用百分?jǐn)?shù)表示,即
式中 E——篩分效率,%;
Q——入篩固體廢物質(zhì)量,kg;
Q1——篩下產(chǎn)品質(zhì)量,kg;
Α——入篩固體廢物中
5、小于篩孔的細(xì)粒含量,%。
但是,在實(shí)際篩分過(guò)程中要測(cè)定Q1和Q是比較困難的(見(jiàn)圖),因此,必須變換成便于應(yīng)用的計(jì)算式。按圖測(cè)定出篩下產(chǎn)品中小于篩孔尺寸的粗粒,可列出以下兩個(gè)方程式:(1)物料入篩質(zhì)量(Q)等于篩上產(chǎn)品質(zhì)量(Q2)和篩下產(chǎn)品質(zhì)量(Q1)之和,即
Q=Q1+Q2 (式1)
(2)固體廢物中小于篩孔尺寸的細(xì)粒質(zhì)量等于篩上產(chǎn)品與篩下產(chǎn)品中所含有小于篩孔尺寸的細(xì)粒質(zhì)量之和,即 Qα=100Q1+Q2θ (式2)
式中,θ為篩上產(chǎn)品中有含有小于篩孔尺寸的細(xì)粒質(zhì)量分?jǐn)?shù),%。
將式1代人式2得
6、 (式3)
將Q1值代人式3得
3、滾筒篩的設(shè)計(jì)
垃圾滾筒篩是城市生活垃圾預(yù)分選和堆肥處理中應(yīng)用較廣泛的一種分選設(shè)備(見(jiàn)下圖)。傳統(tǒng)的滾筒篩的篩筒由4個(gè)滾輪支承,工作時(shí),由電機(jī)、減速器等帶動(dòng)筒體一側(cè)的兩個(gè)主動(dòng)滾輪旋轉(zhuǎn),依靠摩擦力作用,主動(dòng)滾輪帶動(dòng)筒體回轉(zhuǎn),而另一側(cè)的兩個(gè)滾筒輪則起從動(dòng)作用。滾筒篩的傾角會(huì)影響垃圾物料在篩筒內(nèi)的滯留時(shí)間,一般認(rèn)為滾筒篩篩筒的傾斜角度在2o~5o范圍內(nèi)。被篩物料從筒體的一端(進(jìn)料斗)進(jìn)入筒內(nèi),由于筒體的回轉(zhuǎn),物料沿筒內(nèi)壁滑動(dòng),小于筒體篩孔的細(xì)物料落到接收槽中,而大于篩孔的粗物料則從筒體的另一端排出。滾筒篩設(shè)計(jì)中
7、的幾何參數(shù)包括篩體長(zhǎng)度L(1.5~2m)、篩筒直徑D(400-600mm)、安裝傾角(2o~5o)及篩孔直徑d(120mm、80mm和40mm)。
三、實(shí)驗(yàn)步驟
本實(shí)驗(yàn)測(cè)定不同粒徑的生活垃圾在不同的轉(zhuǎn)動(dòng)條件下的分選效果。
(1)將生活垃圾進(jìn)行常規(guī)破碎處理。
(2)a的測(cè)定 取一定量破碎好的垃圾,在固定的轉(zhuǎn)速下過(guò)篩,將篩上物稱(chēng)重后繼續(xù),篩分,直到兩次篩上物的質(zhì)量變化小于1%,此時(shí)認(rèn)定篩分完全。則有:
(3)開(kāi)啟滾筒篩,運(yùn)行穩(wěn)定后開(kāi)始進(jìn)料實(shí)驗(yàn)。首先,固定進(jìn)料量(70kg/h),固定轉(zhuǎn)速,觀察垃圾在滾筒篩中運(yùn)動(dòng)狀態(tài),將得到的篩上和篩下部分垃圾質(zhì)量記錄與下表中,并計(jì)算出篩分效
8、率。
(4)根據(jù)步驟(3)中得到的最優(yōu)轉(zhuǎn)速(該轉(zhuǎn)速下物料的篩分效率最高),調(diào)節(jié)進(jìn)料量分別為50kg/h、70kg/h、90kg/h和110kg/h,觀測(cè)垃圾在滾筒篩中運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并比較不同轉(zhuǎn)速下篩分效率的高低。
實(shí)驗(yàn)一:固定進(jìn)料量(固定進(jìn)料):4斤/次、6斤/次、8斤/次、10斤/次,分別測(cè)定α,篩分效率E;
實(shí)驗(yàn)二:進(jìn)料量/(kg/h)(連續(xù)進(jìn)料):將4斤、6斤、8斤、10斤,采用四分法,評(píng)分成四等份,每份固定時(shí)間連續(xù)進(jìn)料,測(cè)定篩分效率E。
四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)測(cè)得各數(shù)據(jù),可參照下表記錄。
滾筒篩篩分實(shí)驗(yàn)記錄表
次數(shù)
9、固定進(jìn)料量
篩分效率
篩上產(chǎn)品Q(chēng)1/g
篩下產(chǎn)品Q(chēng)2-1/g
篩下產(chǎn)品Q(chēng)2-2/g
篩下產(chǎn)品Q(chēng)2-3/g
Q
α
E
1
2
……
序號(hào)
進(jìn)料量/(kg/h)
篩上產(chǎn)品Q(chēng)1/g
篩下產(chǎn)品Q(chēng)2-1/g
篩下產(chǎn)品Q(chēng)2-2/g
篩下產(chǎn)品Q(chēng)2-3/g
Q
E
1
2
3
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
(1)討論轉(zhuǎn)速和進(jìn)料量對(duì)篩分的影響,如何提高篩分效率?
(2)改變傾斜角度對(duì)篩分效率有和影響?
(3)滾筒篩操作有哪些注意事項(xiàng)?