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1、生活垃圾滾筒篩分實驗指導書
一、實驗目的
(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、實驗原理
滾筒篩是在固體廢物處理中最常用的篩分設備之一。利用筒形篩體將固體廢物按粒度進行分級,工作時筒形篩體傾斜安裝。進人滾筒篩內(nèi)的固體廢物隨篩體的轉(zhuǎn)動作螺旋狀的翻動,在重力作用下,粒度小于篩孔的固體廢物透過篩孔而被篩下,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
物料在滾筒篩的運動呈現(xiàn)三種狀態(tài),即①沉落狀態(tài):這時篩子的轉(zhuǎn)速很低,無聊顆粒由于篩子的圓周運動而被帶起,然后滾落到向上運動的顆粒上面,物料混合
2、很不充分,不易使中間的細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):當轉(zhuǎn)速足夠高但又低于臨界速度時,物料顆??朔亓ψ饔醚赝脖谏仙?,直至到達轉(zhuǎn)筒最高點之前,此時重力超過了離心力,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):當篩子的轉(zhuǎn)速進一步增大時,達到某一臨界速度,物料由于離心作用附著在筒壁上而無法下落、翻滾,因而造成效率相當?shù)汀?
分選生活垃圾的滾筒篩,是在普通滾筒篩的基礎之上增設一些分選或清理機構(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)的運動可以分解為沿
3、篩體軸線方向的運動和垂直于篩體軸線平面內(nèi)的平面運動。沿篩體軸線方向的直線運動是由于篩體的傾斜安裝而產(chǎn)生的,其速度即為垃圾通過篩體的速度。垃圾在垂直于篩體軸線平面內(nèi)的運動與篩體的轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。當筒體總以較低于臨界速度轉(zhuǎn)動時,垃圾被帶至一定高度后作拋物線下落,這種運動有利于篩分的進行。一般滾筒篩的轉(zhuǎn)動速度為臨界速度的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
篩子有兩個重要工藝指標:一是處理能力,即孔徑一定的篩子一定時間一定單位面積上處理能力;另外一個就是篩分效率,它表明篩分工作的質(zhì)量指標。
從理論上講,固體廢物中凡是粒度小于篩孔
4、尺寸的細粒都應該透過篩孔成為篩下產(chǎn)品,而大于篩孔尺寸的粗粒應全部留在篩上排出成為篩上產(chǎn)品。但是,實際上由于篩分過程中受各種因素的影響,總會有一些小于篩孔的細粒留在篩上隨粗粒一起排出成為篩上產(chǎn)品,篩上產(chǎn)品中未透過篩孔的細粒越多,說明篩分效果越差。為了評定篩分設備的分離效率,引入篩分效率這一指標。
篩分效率是指實際得到的篩下產(chǎn)品質(zhì)量與入篩廢物中所含小于篩孔尺寸的細粒物料質(zhì)量之比,用百分數(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、小于篩孔的細粒含量,%。
但是,在實際篩分過程中要測定Q1和Q是比較困難的(見圖),因此,必須變換成便于應用的計算式。按圖測定出篩下產(chǎn)品中小于篩孔尺寸的粗粒,可列出以下兩個方程式:(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粒質(zhì)量分數(shù),%。
將式1代人式2得
6、 (式3)
將Q1值代人式3得
3、滾筒篩的設計
垃圾滾筒篩是城市生活垃圾預分選和堆肥處理中應用較廣泛的一種分選設備(見下圖)。傳統(tǒng)的滾筒篩的篩筒由4個滾輪支承,工作時,由電機、減速器等帶動筒體一側(cè)的兩個主動滾輪旋轉(zhuǎn),依靠摩擦力作用,主動滾輪帶動筒體回轉(zhuǎn),而另一側(cè)的兩個滾筒輪則起從動作用。滾筒篩的傾角會影響垃圾物料在篩筒內(nèi)的滯留時間,一般認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(進料斗)進入筒內(nèi),由于筒體的回轉(zhuǎn),物料沿筒內(nèi)壁滑動,小于筒體篩孔的細物料落到接收槽中,而大于篩孔的粗物料則從筒體的另一端排出。滾筒篩設計中
7、的幾何參數(shù)包括篩體長度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、實驗步驟
本實驗測定不同粒徑的生活垃圾在不同的轉(zhuǎn)動條件下的分選效果。
(1)將生活垃圾進行常規(guī)破碎處理。
(2)a的測定 取一定量破碎好的垃圾,在固定的轉(zhuǎn)速下過篩,將篩上物稱重后繼續(xù),篩分,直到兩次篩上物的質(zhì)量變化小于1%,此時認定篩分完全。則有:
(3)開啟滾筒篩,運行穩(wěn)定后開始進料實驗。首先,固定進料量(70kg/h),固定轉(zhuǎn)速,觀察垃圾在滾筒篩中運動狀態(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)進料量分別為50kg/h、70kg/h、90kg/h和110kg/h,觀測垃圾在滾筒篩中運動狀態(tài),并比較不同轉(zhuǎn)速下篩分效率的高低。
實驗一:固定進料量(固定進料):4斤/次、6斤/次、8斤/次、10斤/次,分別測定α,篩分效率E;
實驗二:進料量/(kg/h)(連續(xù)進料):將4斤、6斤、8斤、10斤,采用四分法,評分成四等份,每份固定時間連續(xù)進料,測定篩分效率E。
四、實驗結(jié)果
實驗測得各數(shù)據(jù),可參照下表記錄。
滾筒篩篩分實驗記錄表
次數(shù)
9、固定進料量
篩分效率
篩上產(chǎn)品Q1/g
篩下產(chǎn)品Q2-1/g
篩下產(chǎn)品Q2-2/g
篩下產(chǎn)品Q2-3/g
Q
α
E
1
2
……
序號
進料量/(kg/h)
篩上產(chǎn)品Q1/g
篩下產(chǎn)品Q2-1/g
篩下產(chǎn)品Q2-2/g
篩下產(chǎn)品Q2-3/g
Q
E
1
2
3
五、實驗結(jié)果討論
(1)討論轉(zhuǎn)速和進料量對篩分的影響,如何提高篩分效率?
(2)改變傾斜角度對篩分效率有和影響?
(3)滾筒篩操作有哪些注意事項?