4章 固体废物的分选技术解析
第四章 固体废物分选2

电选机中颗粒受力分析 • 电力(库仑力、非均匀电场吸引力、界面吸力等) • 机械力(重力、离心力等) 1、 电力 (1) 库仑力(f1):促使颗粒被吸引在辊筒表面上 f1=QE Q——颗粒上的电荷 E——颗粒所在位置的电场强度
(2)非均匀电场引起的作用力(f2) 可忽略不计 (3) 界面吸力(f3) 荷电颗粒的剩余电荷和辊筒表面相应位置的感 应电荷之间的吸引力 导体颗粒接近零;非导体颗粒反之 库仑力和界面吸力的大小主要决定于颗粒的剩 余电荷(决定于颗粒的界面电阻) 2、 机械力 (1) 重力(f4) f4=mg (2)离心力(f5) f5=mv2/R v——颗粒在辊筒表面上的运动速度 R——辊筒的半径
•结合其它分选方法组合回收工艺系统
二、综合分选回收系统举例来自图3-41第四节 固体废物的脱水
自学
作业
P90 2,4, 6,8,10,11
沿斜面滚动的条件: hGsinα≥bGcosα→ tgα≥b/h hGsina>bGcosa
G sina b h G cosa
常见分选设备 图3-39 •带式筛 •斜板运输分选机 •反弹滚筒分选机
2、光电分选 利用物质表面光反射特性的差异分离 应用:城市垃圾中回收 橡胶,塑料,金属,玻 璃等 图3-40 系统:给料系统、光检系统、分离系统(执行 机构) • 固废窄分级进入料斗 • 振动溜槽使颗粒均匀进入进料皮带,颗粒分散 开 •颗粒逐个进入光检箱。 • 当颗粒与标准色不同时,喷射压缩空气。颗粒 偏离运动轨道
五 电力分选 高压电场中电性的差异实现分选 ----分离 非导体与半导体固废 1 静电分选机 废物与电极直接接触。 • 导体获得同号电荷,被排斥。 • 非导体被极化与吸引 应用:塑料,橡胶,纤维纸,皮革回收
4.4固体废弃物磁力分选解析

F磁 排料
F机
固体废物颗粒通过磁选机的磁场时,同时受到磁力和机械力 (包括重力、离心力、介质阻力、摩擦力等)的作用。磁性
强的颗粒所受的磁力大于其所受的机械力,而非磁性颗粒所受的磁力很 小,则以机械力占优势。由于作用在各种颗粒上的磁力和机械力
的合力不同,使它们的运动轨迹也不同,从而实现分离。
磁性颗粒分离的必要条件是磁性颗粒所受的磁力必须大于与 它方向相反的机械力的合力,即 F磁 F 机
式中,F磁为磁性颗粒所受的磁力,F机为与磁力方向相反的机械力的合力。
该式不仅说明了不同磁性颗粒的分离条件,同时也说明了磁 选的实质,即磁选是利用磁力与机械力对不同磁性颗粒的不 同作用而实现的。
根据固体废物比磁化系数的大小,可将其中各种物质大致 分为以下三类:强磁性物质,其比磁化系数x0> 38×10-6 m3/kg,在弱磁场磁选机中可分离出这类物质;弱磁性物质, 其比磁化系数x0=(0.19~7.5)×10-6 m3/kg,可在强磁 场磁选机中回收;非磁性物质,其比磁化系数x0< 0.19×10-6 m3/kg,在磁选机中可以与磁性物质分离。
将固体废物均匀地输送到皮带 运输机上,当废物经过磁力滚 筒时,非磁性或磁性很弱的物 质在离心力和重力作用下脱离 皮带面。而磁性较强的物质受 磁力作用被吸在皮带上,并由 皮带带到磁力滚筒的下部,当 皮带离开磁力滚筒伸直时,由 于磁场强度减弱而落入磁性物 质收集槽中。
固体废物
运输皮带
分离块
磁性物质 分隔档板
• 带式除铁器:铁物数量多,通过胶带装置排除铁物。
图4.22 除铁器 (a)一般式除铁器;(b)带式除铁器 1-电磁铁;2-吸铁箱;3-胶带装置;4-接铁箱
4.吸持型磁选机
固废 -第4章-固体废物预处理-分选破碎

2.2 重力分选
重力分选是利用混合固体在介质中的密度 差进行分选。 介质:空气、水、重液(密度比水大的液 体) 类型:风力分选、重介质分选、惯性分选 、跳汰分选
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(1)风力分选
❖ 基本原理
气流将较轻的物料在垂直方向或水平方向吹 向较远的地方,而重物料由于向上气流不能 支承它而沉降,或由于重物料的惯性而沉降 ,从而实现轻、重物料的分离。
❖ 设备
a. 立式风选机 b. 卧式风选机
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a.立式风选机
进料
提到物
轻组分
重组分
风机 空气
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b.卧式风选机
进料
鼓风机 来空气
除尘器
重质组分
中重质组分
轻质组分
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以风选工艺为基础的城市垃圾资源化流程
24
(2)重介质分选 ❖基本原理:将相对密度不
同的两种固体混合物用一 种相对密度介于两者之间 的重液(或重悬浮液)作 分选介质,使轻颗粒上浮 ,重颗粒下沉,实现轻、 重物料分离。
广泛用于城市垃圾处理厂(尤 其是堆肥厂),主要用于粗分 选
用于具有一定硬度和弹性的颗 粒物,如城市垃圾的一次分选 和二次分选,也可用于潮湿及 粘性废物的筛分
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筛分效率
筛分效率是指实际得到的筛下产品重量与入筛 废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料重量比。
m1 100% m
式中:m 1为筛下产物质量,kg; m为入筛固体废物质量, kg ;
振动筛
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表2 常用筛分设备的特点及应用范围
筛分设备 固定筛
滚筒筛
振动筛
特点
结构简单、不需动力; 筛分效率低,筛孔易堵 塞
不需很大动力,不易堵 塞,能有效将物料按粒 度分级筛选;筛分效率 不高(60%)
固体废弃物分选方法

固体废弃物分选方法一、重力分选1、重介质分选通常将密度大于水的介质称为重介质,重介质分选在固体废物处理中的应用广泛。
在重介质中使固体废物中的颗粒按密度分开的方法称为重介质分选。
为使分选过程有效地进行,需选择重介质密度在固体废物中的轻物料密度和重物料密度之间,凡颗粒密度大于重介质密度的重物料都下沉,集中于分选设备的底部成为重产物,颗粒密度小于重介质密度的轻物料都上浮,集中于分选设备的上部成为轻产物,它们分别排出,从而达到分选的目的。
重介质分选的精度很高,入选颗粒粒度范围也可以很宽,很适合各种固体废物的处理与分选。
必须指出:粒度过小,特别是重介质密度与分离物质密度相近时沉降速度很小,分离很慢,所以在实际分离前,应筛去细粒部分,对于大密度物料,粒度下限2—3mm,轻密度物料粒度下限3—6mm,采用重悬浮液时,粒度下限可降至0.5mm。
重介质选矿的主要设备是螺旋溜槽等。
2、摇床分选摇床分选是细料固体物料分选应用比较广泛的方法之一。
摇床的床面近似长方形,微向轻产物排除端倾斜,床面上刻有沟槽。
有给水槽给入的洗水沿倾斜方向成薄层流过。
传动机构使床面作往复不对称运动,当物料送入给料槽时,在水流和摇动作用下,不同密度的颗粒在床面上呈扇形分布,从而达到分选的目的。
摇床按密度不同分选颗粒,但粒度和形状也影响分选的精确化,入摇床之前,需将物料用水力分级机分级,然后对多粒级单独选剔。
摇床分选用于分选细粒和微粒物料。
在固体废物处理中,目前主要用于从含硫铁矿较多的煤矸石中回收硫铁矿,这是一种分选精度很高的单元操作。
在摇床分选设备中最常用的是平面摇床。
二、磁力分选固体废物的磁力分选是借助磁选机产生的磁场是铁磁物质组分分离的一种方法。
在固体废物的处理系统中,磁选主要用做回收或富集黑色金属,或是在某些工艺中排除物料中的铁质物质。
固体废物按磁性可分为强磁性、中磁性、弱磁性和非磁性等组分。
这些不同磁性的组分通过磁场时,磁性较强的颗粒(通常为黑色金属),会被吸附到磁选设备上,而磁性弱的或非磁性颗粒就会被输送设备带走或受自身重力或离心力的作用掉落到预定的区域,从而完成分选过程。
第四章 固体废物分选

4.2.1 筛选的基本原理
表4.1 颗粒透筛概率P与颗粒相对粒度d/L的关系
d/L
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
P
0.810 0.640 0.490 0.360 0.250 0.160
N
2 2 2 3 4 7
d/L
0.7 0.8 0.9 0.95 0.99 0.999
P
0.090 0.040 0.010 0.002 5 0.000 1 0.000 001
固体废物处理与处置
第四章 固体废物分选
固体废物处理与处置
第四章 固体废物分选
1 2 3 4 5 6 7 8
固体废物处理与处置
分选方法 筛 选 重力分选 磁力分选 电力分选 浮 选 其他分选方法 分选处理系统
4.1 分选方法
1. 人工分选是最早采用的方法,适用于废物产源地、收 集站、处理中心、转运站或处置场,其成本主要取决 于劳动力费用,其效益主要取决于回收物资的市场价 格。
PXi
xi 100 % xi yi
7.第i个出料口中XI物料的回收率RXIi: RXIi
xIi 100 % xI0
8.第i个出料口中XI物料的纯度PXIi:P XIi
xIi 100 % x1i x 2i xNi
固体废物处理与处置
4.2 筛选
4.2.1 筛选的基本原理
费用低和维修方便,在固体废物回用中广泛应用。
固体废物处理与处置
4.2.3 筛选设备
⑵滚筒筛 滚筒筛也称转筒筛,其筛面是侧壁设筛孔的圆柱或圆锥 形筒,如图4.3所示。
图4.3 滚筒筛筛面 1—给料;2—运动方向;3—排出物;4—筛出物
固体废物处理与处置
4固体废物的压实破碎和分选

单纯破碎工艺
带预先筛分破碎工艺
带检查筛分破碎工艺
带预先筛分和检查筛分破碎
图3‐5 破碎基本工艺流程 工艺
4.2.3
固体废物破碎设备
剪切破碎机 Von Roll型往复式
Lincle‐mann型 旋转剪切式
冲击式破碎机 Universa型 Hazemag型
粉磨机 球磨机 自磨机
常见破 碎设备
颚式破碎机 简单摆动式 复杂摆动式 综合摆动式
Vv
Vs
Vm
压实程度的度量
空隙比 空隙率 湿密度 干密度 体积减少 百分比 压缩比 压缩倍数
空隙比和空隙率越小, 压实程度越高,密度 越大
一般密度均指湿密 度,容易测定,较 实用
越大越好
r越小,压实越好 n越大,压实越好 实际中一般使用n
Vi‐压实前废物的体积;Vf_压实后废物的体积;
4.1.2 压实器
复杂摆动颚式破碎机 机架;2一可动颚板;3一固定颚板; 4、5一破碎齿板; ·偏心转动轴·;7一轴孔;8一飞轮;9 一肘板;10一调节楔;11一楔块 12一水平拉杆;13一弹簧
它是由两个复式钢架构成,二钢架之间活动联结,打开时呈V字形。 破碎刀刃是由特种钢材制成的,每条刀具上有四个刃口,每次只用一个 刃口,当其磨钝后,不须立即重磨,可以换上另一新刃口。 该机的处理能力因废物种类而异,一般为80-150米3/小时。这种机械适于 破碎机松散状的废物,如废弃的大段木材、塑料以及电冰箱、车身框架等金 属制品,连200毫米厚的普通钢材也可以剪断。 这种机械的噪音比前述的冲击式破碎机小,粉尘逸出量也不大。国外一 些垃圾焚烧场大都采用这种破碎机。
锤式破碎机的缺点是噪音大,振动大,故需采取隔离和防震措施。
21
4-第四章 固体废物分选(1)

(三)重介质分选设备 分选设备:目前常用的是鼓形重介质分选机。 结构与:外形是一圆筒转鼓, 由四个辊轮支撑,通过 圆筒腰间的大齿轮由传动装置带动旋转(转速2r/min)。 在圆筒的内壁沿纵向设有扬板,用以提升重物到溜槽 内。圆筒水平安装。 工作原理:固体废物和重介质一起由圆筒一端给入, 在向另一端流动过程中,密度大于重介质的颗粒沉于 槽底,由扬板提升落入溜槽内,被排出槽外成为重产 物;密度小于重介质的颗粒随重介质流从圆筒溢流口 排出成为轻产物。 应用:鼓形重介质分选机适用于分离粒度较粗(40- 60mm)的固体废物。
扬板
二、跳汰分选
(一)跳汰分选原理 跳汰分选是垂直变速介质流中按密度分选固体废物的一种 方法。通常使用水为介质,故称为水力跳汰分选。水力跳 汰分选设备称为跳汰机。 固体废物给入跳汰机的筛板上,在水介质中受到脉冲力作 用,于是,整个筛面上的物料层不断地被冲起又落下,逐 渐形成一按密度分层的床面。一个脉冲循环中包括这样两 个过程:床面先是浮起,然后被压紧。在浮起状态,轻颗 粒加速较快,运动到床面物上面;在压紧状态重颗粒比轻 颗粒加速快,钻入床面物的下层中,脉冲作用使物料分 层,。分层后,密度大的重颗粒群集中于底层,其中小而 重的颗粒会透筛成为筛下重产物,密度小的轻物料群进入 上层,被水平水流带到机外成为轻产物。
d 3 2 ( S ) g d 2 v0 6
式中:d-颗粒直径;ρS-颗粒密度;ρ-空气密度;ψ-阻 力系数;g-重力加速度。
又因:ρ<<ρS,ρS-ρ=ρS,移项得:
d S g v0 6
结论:由上式可看出, 颗粒沉降末速与颗粒的密度、粒度及形状有关。 当颗粒粒度一定时,密度大的颗粒沉降末速大; 当颗粒密度相同时,直径大的颗粒沉降末速大。 等降颗粒:在同一介质中,密度、粒度和形状不同的颗粒 在特定的条件下,可以具有相同的沉降速度,这样的颗粒 称为等降颗粒。 等降比(e0):密度小的颗粒粒度(dr1)与密度大的颗粒 粒度(dr2)之比,以e0表示。
固体废物的分选

固体废物的分选固体废物的分选,就是把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分选出来,并加以综合利用的过程。
这是工业固体废物处理过程中重要的技术环节之一。
根据物料的物理或化学性质(包括粒度、密度、重力、磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性和表面湿润性等)采用不同的分选方法。
分选方法包括人工拣选和机械分选,机械分选又分为筛分、重力分选、浮选、磁力分选、电力分选、光电分选,以及摩擦及弹性分选等技术。
一、固体废物分选的一般理论为了从一种混合物料中将各种纯净物质选别出来,分选过程可以按两级识别(两个排料口)或多级识别(两个以上排料口)来确定。
回收率:单位时间内某一排料口中排出的某一组分的量与进入分选机的此组分量之比。
——排出物料中某一组分的含量;式中,X1——入料中某一组分的含量。
X纯度:仅用回收率不能说明分选的效率,因此引入第二个工作参数——纯度。
——排出物料中另一组分的含量。
式中,Y1二、筛分1.筛分原理筛分一般适用于粗粒物料的分离,是利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料通过筛面(筛下产品),而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上(筛上产品),完成粗、细粒物料分离的过程,也是利用筛子将粒度范围较宽混合物料按粒度大小分成若干不同级别的过程。
筛分可分为两个阶段:物料分层(条件)和细粒透筛(目的)。
它主要与物料的粒度或体积有关,密度和形状对它的影响很小。
2.筛分效率筛分效率是指实际得到的筛下产品质量与入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料的质量之比。
通常用筛分效率来描述筛分过程的优劣。
筛分效率:式中,Q——筛下物质量;——入筛原料质量;Qα——原料中小于筛孔尺寸的颗粒质量的百分含量。
3.影响筛分的因素影响筛分的因素主要有:①固体废物性质;②筛分设备性能(固定筛是50%,旋转筛是60%,摇动筛是70%,振动筛是90%);③筛分操作条件。
4.筛分设备(1)固定筛:筛面由许多平行排列的筛条组成,多为倾斜安装。
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(2)筛分设备性能的影响:筛孔形状、 筛面、筛子运动方式及运动强度、筛面 宽度和长度、筛面倾角(15º -25º 为易)。 (3)筛分操作条件的影响:注意连续均 匀给料、及时清理和维修筛面。
(二)筛分设备
1、固定筛 2、滚筒筛 3、振动筛 (1)惯性振动筛 (2)共振筛
1、固定筛
筛分物料时,筛面固定不动的筛分设备。筛面 由许多平行排列的筛条组成,可以水平或倾斜安装。 (1)棒条筛:由平行排列的棒条组成,筛孔尺寸为 筛下粒度的1.1~1.2倍(一般不小于50mm),棒条宽 度应大于固体废物中最大快块度的2.5倍。适于筛分 粒度大于50mm的粗粒废物,主要用在初碎和中碎之 前,安装倾角一般为30~35°。 (2)格筛:由纵横排列的格条组成,一般安装在初 碎机之前,以保证入料块度适宜。
共振筛构造及工作原理图
1、上筛箱2、下机体3、传动装置4、共振弹簧5、板簧6、支撑弹簧
二、风选
又称气流分选,是最常用的一种按固体废物密度分 离固体废物中不同组分的重选方法。 (一)风选原理 风选,以空气为分选介质,气流将轻物料向上 带走或水平带向较远的地方,重物料沉降或抛出较 近距离。通常成为“竖向气流分选”和“水平气流 分选”。 实质上包含两个过程: 分离出具有低密度、空气阻力大的轻质部分 (提取物)和具有高密度、空气阻力小的重质部分 (排出物); 再进一步将轻颗粒从气流中分离出来,常采用 旋流器(除尘)。
3、振动筛 振动方向与筛面垂直或近似垂直,振动次数 600~3600r/min,振幅0.5~1.5mm。物料在筛面 上发生离析现象,密度大而粒度小的颗粒穿过 密度小而粒度大的颗粒间隙,进入下层到达筛 面,大大有利于筛分地进行。安装倾角一般控 制在8~40°之间。 (1)惯性振动筛 (2)共振筛
(1)惯性振动筛
通过由不平衡的旋转所产生的离心惯性力使筛箱产 生振动的一种筛子。由于筛面作强烈的振动 ,消 除了堵塞筛孔的现象,有利于湿物料的筛分。适用 于0.1~0.15mm的粗中细粒废物的筛分。还可用作 脱水振动和脱泥筛分。
惯性振动筛构造及工作原理图 (a ) 振动筛构造图; (b)工作原理图
(2)共振筛
利用连杆上装有弹簧的曲柄连杆机构驱动,使筛子在共 振状态下进行筛分的。 优点:处理能力大,筛分效率高、耗电少以及结构紧凑 缺点:工艺复杂、机体重大、橡胶弹簧易老化。
第四章固体废物的分选
固体废物的分选技术
在固体废物处理、处置与回用之前应该进行分选,将 有用的组分加以分选回收,将有害的成分分离出来, 对固体废物进行分选有很重要的意义。
固体废物的分选就是将固体废物中各种可回收利用 废物或不利于后续处理工艺要求的废物组分采用适当技 术分离出来的过程。 手工拣选:转运站或处理中心的废物传送带两边。 分类 机械分选:一般先经过破碎,包括:筛选(分)、 风选、浮选、磁选、电选、摩擦与 弹跳分选、光电分选和涡电流分选。
2、筛分效率:筛选时实际得到的筛下产物的质量与原料中 所含粒度小于筛孔尺寸的物料的质量比,用百分数表示。
(此时筛下产物全部为小于筛孔尺寸的颗粒 )
式中: Q 1为筛下产物质量,kg; Q为入筛固体废物质量, kg ; α 入筛固体废物中小于筛孔尺寸的细粒含量,%。 实际要测定Q 、 Q1比较困难。设: Q Q1 Q2 (4-2) Q 100%Q1 Q2 (4-3) 式中: Q2为筛上产物质量,kg;θ、β分别为筛上、筛下产 品中小于筛孔尺寸的细粒含量,%。
一、筛选
(一)筛选原理 1、筛选过程:利用一个或一个以上的筛面, 将不同粒径颗粒的混合废物分成两组或两组 以上颗粒组的过程。 该过程由物料分层和细粒透筛两个阶段组成。 条件 目的 易筛粒:粒度小于筛孔尺寸3/4的颗粒,越易通 过粗粒形成的间隙到达筛面而透筛。 难筛粒:粒度大于筛孔尺寸3/4的颗粒,粒度越 接近筛孔尺寸就越难透筛。
静止空气中的颗粒受力分析
空气阻力 R d 2 v 2 有效重力 NhomakorabeaG
空气阻力,R
6 3
d 3 (S )g
沉降速度,v 有效重力,G0
6
d S g
根据牛顿定律:
dv 6 v 则有: dt g d s
b、含水率和含泥量(含水量小于5%且含泥质较少时, 影响不大,属干式筛分;含水量达5%~8% ,且颗粒粒度 较细又含泥质时,颗粒间以及颗粒与网丝间产生较大凝 聚力,堵塞筛孔,使筛分无法继续进行;含水量达 10%~14% 时,颗粒形成泥浆,凝聚力下降,颗粒团聚体 散成单体颗粒,筛分效率提高,属湿式筛分。) c、颗粒形状(球形最易,片状或条状颗粒,难通过圆形或 方形筛孔的筛子,但易通过长方形筛孔的筛子。)
Q1 H 100% Q
(4-1)
Q Q1 Q2
入筛固体废物 Q ,α 筛上 产品 Q2,θ
Q 100%Q1 Q2
将式(4-2)代入 式(4-3),得
( ) Q1 Q (100% )
筛下产品 Q1, β
将其代入式 (4-1),得
( ) H 100% (100% )
实际生产中由于筛网磨损而常有部 分大于筛孔尺寸的粗粒进入筛下产 品,此时,筛下产品不是100% Q1 , 而是β Q1,筛分效率的计算公式为:
H
( ) 100% ( )
3、影响筛分效率的因素(P72)
(1)固体废物性质的影响:
a、粒度组成(易筛粒含量越高,筛分效率越高);
2、滚筒筛
亦叫转筒筛,筛面为带孔的圆柱形筒体或截 头的圆锥体。筛网一般为冲击板。安装倾角 3~5°。 物料在滚筒筛中的运动有三种状态: (1)沉落状态:颗粒被圆周运动带起,滚落 到向上运动的颗粒层表面。 (2)抛落状态:筛筒转速足够高时,颗粒沿 筒壁上升,沿抛物线轨迹落回筛底。 (3)离心状态:转速进一步提高,颗粒附着 在筒壁上不再落下,此转速称为临界转速。 物料处于抛落状态时效果最佳,一般,物料在 筒内滞留25~30S,转速5~6r/min时筛分效率 最佳。