【《年处理100万吨的建筑垃圾再利用工艺设计计算过程案例分析》6200字（论文）】

年处理100万吨的建筑垃圾再利用工艺设计计算过程案例分析1.1原材料一年去除法定节假日，按照330天工作日计算，年处理量为100万吨，则日处理量为：Q式中：Q1—生产工艺的日处理建筑垃圾量，按照三班制原则，每班处理量为Q1.2主要设备选型1.2.1破碎机（粗碎）工厂的总部厂址主要选择在中国山东菏泽，原矿粒径最大为500mm，最小为50mm，为使产品规格符合《混凝土用再生粗骨料》（GB/T25177-2010），产品最大粒度为31.5mm，最小粒度为5mm。则总破碎比的范围为：SS式中：S—总破碎比D—原矿粒度d—产品粒度取破碎比S表1各种破碎机在不同工作条件下的破碎比范围破碎段破碎机型式工作条件破碎比范围第=1\*ROMANI段颚式破碎机开路3-5第=1\*ROMANI段旋回破碎机开路3-5第=2\*ROMANII段标准圆锥破碎机开路4-8第=3\*ROMANIII段对辊破碎机闭路3-15从表1可知，采用常规破碎流程，破碎比为15.9，一般情况只采用下一段破碎不可能达到要求，所以至少要采用两段或者三段破碎来完成。建筑垃圾的粗碎,一般可以考虑采用下颚式破碎机或者旋回式破碎机,一般是从设备的安装功率、设备重量、进料尺寸、设备价格以及各种设备性能等方面入手,择优配置。以下为颚式破碎机及旋回式破碎机的技术参数列表。表2颚式破碎机技术参数规格型号进料尺寸mm进料粒度mm出料粒度mm产量t/h电机功率kw外形尺寸mm价格元PE-900×1200900×120075095-210140-4501603789×2826×3025165000PE-1000×12001000×1200850110-235160-5501603889×2826×3025278000PE-1200×15001200300400-8001854590×3342×3553391000PE-1500×18001500350500-10002805160×3660×4248504000表3旋回破碎机技术参数规格型号进料口宽度mm最大给矿粒度mm处理量t/h电机功率kw外形尺寸mm价格元PXZ-700/100700580310-4001553400×3400×4315PXZ-900/90900750380-5102104060×4060×5130420000PXZ-900/130900750625-7702104060×4060×5130由于颚式破碎机的设备构造简单,重量轻,价格比较低廉,便于日常设备维修和材料运输,在材料生产工艺以及设计控制方面,工作可靠,调节简单安装方便排矿和喷嘴方便,并且同时有着较高的材料生产利用效率,可以同时能够接受少量大块优质钢筋混凝土(其中一般包括内部基层含有大量优质钢筋的墙体混凝土)和大块砌体上的破碎砖块直接进行破碎,所以一般都建议选择颚式直接破碎机。(粗碎)。建筑垃圾原始粒径最大为500mm,根据生产实际,为防止物料进入破碎机时发生堵塞现象,破碎机进料口应不小于3倍物料粒径为宜,所以首选规格型号为PE-1500×1800的颚式破碎机。计算校核：进料粒度1200mm＞500mm，符合。相比于颚式破碎机最大进料粒度，物料粒度较小，设计中取出料粒度为220mm，则对应产量约为q=500t/h。颚式破碎机一段破碎比为：S图1颚式破碎机1.2.2破碎机（中碎）建筑垃圾中、细碎的设备,一般可以考虑选择圆锥式破碎机或者反击式破碎机,以下列出的是圆锥式破碎机和反击式破碎机的技术参数表。表4圆锥式破碎机技术参数规格型号最大给料尺寸mm排料口宽度mm处理能力t/h电机功率kw外形尺寸mm价格元PYB220030030-60420-7008P280-2604622×3302×4470PYZ220023010-30130-4108P280-2604622×3302×4470300000PYD22001005-1580-2008P280-2604622×3302×4470表5反击式破碎机技术参数规格型号最大给料尺寸mm排料粒度mm处理能力t/h电机功率kw外形尺寸mm价格元PF-1072500-3015-30372170×2650×185015000PF-12102500-5040-80953357×2255×2460350002PF-12128502080-1501305514×5290×5000250000由于采用圆锥式二级破碎机的材料破碎处理能力大,重量轻,外形尺寸小,价格便宜,处理量大,破碎比较大,所以二级材料破碎处理机一般采用的是圆锥式二级破碎机。由于考虑进料管中颗粒的破碎速率及其固化处理后的性能,考虑及到防止颗粒出料时管道堵塞,选择型号为PYB2200的圆锥式破碎机。图2圆锥式破碎机1.2.3筛分机及筛分方案比选据经验，建筑垃圾放在堆场时，通过人工进行拣选，可挑选出其中大约0.5%的木材、塑料等轻质物质，所以QQ式中：Q如若设置一台颚式破碎机，则其每天工作时间为：T=根据破碎比，经过鄂式破碎后物料最小粒径是：d所以经过一级粗碎，物料粒径范围是21.7mm-220mm，包含所需要的粗骨料粒径。初次破碎后，再次进行人工分选，分选出约1.5%的金属等其他无机材料。则此时处理量为：QQ式中：QQ4—颚式破碎机破碎的产物颗粒度的特性曲线如下图:图3颚式破碎机破碎产物粒度特性曲线由于出料最大粒度为220mm，选择排矿口尺寸为280mm，选择31.5mm尺寸的方孔筛，由此可得筛孔尺寸与排矿口之比为0.11，由图可得筛上量累积产率为90%，则粒径为21.7mm-31.5mm的骨料约占比10%。筛分方案比选如下：1.2.1.1预先筛分方案先将粒径为21.7mm-31.5mm的骨料筛选出来，则进入二级破碎的日处理量为Q5=2969.92−2969.92×图4标准圆锥破碎机破碎后的产物颗粒度特征曲线由于出料最大粒度为31.5mm，选择排矿口尺寸为35mm，选择31.5mm尺寸的方孔筛，由此可得筛孔尺寸与排矿口之比为0.9，由图可得筛上量累积产率约为23%，这些筛上骨料需要重新进行二次破碎。同理可得，由筛孔尺寸20mm和排矿口30mm，可得筛孔尺寸与排矿口之比为0.67，由图可得筛上量累积产率约为37%，则出料粒度为20mm-31.5mm的骨料所占比为14%。同理可得其他粒度占比，结果如下：表6出料粒度比例表出料粒度（mm）所占比例（%）产量（t/h）0-52730.075-101516.710-202121.3920-31.51415.59≥31.52325.62筛分机技术参数表如下：表7YK-振动式分选筛技术参数规格型号宽×长mm筛床重量kg电机功率kw产量t/h最大进料mm2YK15501500×5000290015kw-470-5001502YK1860IV1800×6000495022kw-4120-6001503YK1860IV1800×6000625030kw-4120-600150图5振动筛分曲线图表8不同类型筛子筛分效率筛子类型筛分效率（%）固定筛50-60转筒筛60摇动筛70-80振动筛90以上由进料量，选择2台型号为2YK1550的双层振动筛，筛网宽D=1500mm，取宽长比1：3，筛网长为4500mm。筛孔尺寸分别为5mm，10mm，20mm，31.5mm。由振动筛分曲线图可得以下结果：表92YK1550振动筛参数表型号筛网孔径（mm）通过量（t/h）2YK1550580101502020031.5250筛分效率计算如下：E式中：E—筛分效率，Q—Qα—QQ′QQ′QQ′QQ′式中：E—筛分效率，%；W1、W2、W3、W4—入筛物料质量，kg；Q1、Q2、Q3、Q4—筛下产品质量，kg；Q′1、Q′2、Q′3、Q′4—实际得到的筛上产品质量，kg；表10筛分后不同粒径产品质量产品粒径（mm）产量（t/h）所占比例（%）＜528.8725.925-1016.0314.3910-2022.4520.1620-31.514.9711.45＞31.529.0526.08由于之前先筛选出了粒径为21.7mm-31.5mm的骨料，约占比10%，产量为11.137t/h，所以粒径为20mm-31.5mm的骨料最终产量为26.1t/h。先筛选型为1台型号为2YK1550的双层振动筛，筛孔尺寸为31.5mm。因此最终所用设备为3台型号为2YK1550的双层振动筛。由于产品粒径＞31.5mm的骨料所占比较大，考虑继续进行二次破碎，由于出料最大粒度为31.5mm，选择排矿口尺寸为35mm，选择31.5mm尺寸的方孔筛，由此可得筛孔尺寸与排矿口之比为0.9，由图可得筛上量累积产率约为23%，由于所得结果中粒径≥31.5mm的骨料含量还是挺大，考虑进行三次二次破碎，所得结果如下表：表11出料粒度比例出料粒度（mm）所占比例（%）产量（t/h）0-52710.065-10155.5910-20217.8220-31.5145.23≥31.5230.35则最终所得产品产量如下表：表12产品产量汇总产品粒径（mm）产量（t/h）＜538.935-1021.6210-2030.2720-31.531.33＞31.50.351.2.1.2初碎后直接进入中碎方案初次破碎后的骨料全部进入二级破碎，日处理量为Q5=2969.92t/d=123.75t/h。假设二级破碎设备连续工作，一天工作时间为24h。由进料粒度及处理能力，考虑到防止出料堵塞，选择型号为P由于出料最大粒度为31.5mm，选择排矿口尺寸为35mm，选择31.5mm尺寸的方孔筛，由此可得筛孔尺寸与排矿口之比为0.9，由图可得筛上量累积产率约为23%，这些筛上骨料需要重新进行二次破碎。同理可得，由筛孔尺寸20mm和排矿口30mm，可得筛孔尺寸与排矿口之比为0.67，由图可得筛上量累积产率约为37%，则出料粒度为20mm-31.5mm的骨料所占比为14%。同理可得其他粒度占比，结果如下表：表13出料粒度比例出料粒度（mm）所占比例（%）产量（t/h）0-52731.415-101518.5610-202125.9920-31.51417.33≥31.52328.46由进料量，选择2台型号为2YK1550的双层振动筛，筛网宽D=1500mm，取宽长比1：3，筛网长为4500mm。筛孔尺寸分别为5mm，10mm，20mm，31.5mm。由振动筛分曲线图可得以下结果：表142YK1550振动筛参数表型号筛网孔径（mm）通过量（t/h）2YK1550580101502020031.5250筛分效率计算如下：E式中：E—筛分效率，本设计选择钢丝编织筛网，取96%；Q—入筛物料质量，kg；Q1—筛下产品质量，kg；α—入筛物料中小于筛孔的细粒含量，%；QQ′QQ′QQ′QQ′式中：E—筛分效率，%；W1、W2、W3、W4—入筛物料质量，kg；Q1、Q2、Q3、Q4—筛下产品质量，kg；Q′1、Q′2、Q′3、Q′4—实际得到的筛上产品质量，kg；表15筛分后不同粒径产品质量产品粒径（mm）产量（t/h）所占比例（%）＜532.0725.925-1017.8214.3910-2024.9520.1620-31.516.6411.45＞31.532.2726.08由于产品粒径＞31.5mm的骨料所占比较大，考虑继续进行二次破碎，由于出料最大粒度为31.5mm，选择排矿口尺寸为35mm，选择31.5mm尺寸的方孔筛，由此可得筛孔尺寸与排矿口之比为0.9，由图可得筛上量累积产率约为23%，由于所得结果中粒径≥31.5mm的骨料含量还是挺大，考虑进行三次二次破碎，所得结果如下表：表16出料粒度比例出料粒度（mm）所占比例（%）产量（t/h）0-52711.175-10156.2110-20218.720-31.5145.8≥31.5230.39则最终所得产品产量如下：表17产品产量汇总产品粒径（mm）产量（t/h）＜541.245-1024.0310-2031.6520-31.522.44＞31.50.391.2.1.3方案比选结果分析表18产品技术经济指标产品名称再生粗骨料再生细骨料单价20元/t30元/m320元/t30元/m3由产品技术经济指标可得，再生粗骨料和再生细骨料成本单价一样，且再生细骨料综合效益较高，因此本设计选择方案2的直接破碎，所得细骨料较多。1.2.4带式输送装置本次设计工艺中，皮带输送机在原材料处理中起着主要的运输作用，它连接给料机与破碎机、破碎机与筛分机以及筛分机与产品堆场之间，因此应根据不同运输量和运输条件来确定。1.2.4.1输送带1(1)带宽的确定本条输送带作用是将混凝土块从给料机运输到颚式破碎机，故可选取带速为1m/s，则皮带的输送能力为：Q=3600∙式中，Q—为输送能力，该段为502.5t/hFb—v—输送带运行速度，取1m/sρ—物料的堆积密度，取建筑垃圾密度约0.7t/mc—系数，取c=1对于槽型输送带上物料堆积的断面积为：F图6物料在胶面上的断面积其中，胶带的槽角a=20则带宽为：B=0.6m，取带宽为650mm。(2)电动机功率计算NNNNN又由于传动滚筒的η=0.90，因此电动机功率为：

N=1.2.4.2输送带2(1)带宽的确定本条输送带作用是将经过初次破碎的物料输送到圆锥破碎机进行二次破碎，圆锥破碎机连续工作，皮带的带速取1m/s，安装的角度为10°，则皮带的输送能力为：Q=3600∙式中，Q—为输送能力，该段为123.75t/hFb—v—输送带运行速度，取1m/sρ—物料的堆积密度，约0.7t/mc—系数，取c=0.95对于槽型输送带上物料堆积的断面积为F其中，胶带的槽角a选取10°则0.05=0.16×（1.57−0.96×B²）所以带宽为：B=1.14m，取带宽为1200mm。(2)电动机功率计算NNNNN又由于传动滚筒的η=0.90，因此电动机功率为：N=1.2.4.3输送带3(1)带宽的确定本条输送带作用是将经过二次破碎的物料输送到振动式筛分机进行筛分，皮带的带速取1m/s，安装的角度为10°，则皮带的输送能力为：Q=3600∙式中，Q—为输送能力，该段为123.75t/hFb—v—输送带运行速度，取1m/sρ—物料的堆积密度，约0.7t/mc—系数，取c=0.95对于槽型输送带上物料堆积的断面积为F其中，胶带的槽角a选取10°则0.05=0.16×（1.57−0.96×B²）所以带宽为：B=1.14m，取带宽为1200mm。(2)电动机功率计算NNNNN又由于传动滚筒的η=0.90，因此电动机功率为：N=1.2.4.4输送带4(1)带宽的确定本条输送带作用是将经过初次筛分的大于31.5mm的骨料运输到圆锥破碎机再次进行二次破碎，皮带的带速取1m/s，安装的角度为10°，则皮带的输送能力为：Q=3600∙式中，Q—为输送能力，该段为32.27t/hFb—v—输送带运行速度，取1m/sρ—物料的堆积密度，约0.7t/mc—系数，取c=0.95对于槽型输送带上物料堆积的断面积为F其中，胶带的槽角a选取10°则0.01=0.16×（1.57−0.96×B²）所以带宽为：B=1.25m，取带宽为1400mm。(2)电动机功率计算NNNNN又由于传动滚筒的η=0.90，因此电动机功率为：N=1.2.4.5输送带5(1)带宽的确定本条输送带作用是将经过初次筛分的20-31.5mm的骨料运输到产品堆场中进行堆放储存，皮带的带速取1m/s，安装的角度为10°，则皮带的输送能力为：Q=3600∙式中，Q—为输送能力，该段为16.64t/hFb—v—输送带运行速度，取1m/sρ—物料的堆积密度，约0.7t/mc—系数，取c=0.95对于槽型输送带上物料堆积的断面积为F其中，胶带的槽角a选取10°则0.007=0.16×（1.57−0.96×B²）所以带宽为：B=1.27m，取带宽为1400mm。(2)电动机功率计算NNNNN又由于传动滚筒的η=0.90，因此电动机功率为：N=1.2.4.6输送带6(1)带宽的确定本条输送带作用是将经过初次筛分的0-20mm的骨料运输到下一级筛分机中进行筛分，皮带的带速取1m/s，安装的角度为10°，则皮带的输送能力为：Q=3600∙式中，Q—为输送能力，该段为77.96t/hFb—v—输送带运行速度，取1m/sρ—物料的堆积密度，约0.7t/mc—系数，取c=0.95对于槽型输送带上物料堆积的断面积为F其中，胶带的槽角a选取10°则0.03=0.16×（1.57−0.96×B²）所以带宽为：B=1.19m，取带宽为1200mm。(2)电动机功率计算NNNNN又由于传动滚筒的η=0.90，因此电动机功率为：N=1.2.4.7输送带7(1)带宽的确定本条输送带作用是将经过筛分的10-20mm的骨料运输到产品堆场进行堆放储存，皮带的带速取1m/s，安装的角度为10°，则皮带的输送能力为：Q=3600∙式中，Q—为输送能力，该段为24.95t/hFb—v—输送带运行速度，取1m/sρ—物料的堆积密度，约0.7t/mc—系数，取c=0.95对于槽型输送带上物料堆积的断面积为F其中，胶带的槽角a选取10°则0.01=0.16×（1.57−0.96×B²）所以带宽为：B=1.25m，取带宽为1400mm。(2)电动机功率计算NNNNN又由于传动滚筒的η=0.90，因此电动机功率为：N=1.2.4.8输送带8(1)带宽的确定本条输送带作用是将经过筛分的5-10mm的骨料运输到产品堆场进行堆放储存，皮带的带速取1m/s，安装的角度为10°，则皮带的输送能力为：Q=3600∙式中，Q—为输送能力，该段为17.82t/hFb—v—输送带运行速度，取1m/sρ—物料的堆积密度，约0.7t/mc—系数，取c=0.95对于槽型输送带上物料堆积的断面积为F其中，胶带的槽角a