垃圾分选

垃圾分选

山地出租-鳄鱼主机

2023年2月23日发(作者：机械生产实习报告)

成绩

固体废弃物处理与处

置课程设计

某城市生活垃圾综合分选处理系统设计

学生姓名唐敏

学院名称环境学院

学号***********

班级11环工1

专业名称环境工程

指导教师项玮

2014年11月11日

徐州工程学院课程设计

前言

随着经济的持续发展和城市化进程的加快,我国城市数量和规模在不断提高

和扩大,城市生活垃圾大量产生,越来越多的垃圾包围了城市。据有关资料统计,

全国663个城市,年产生活垃圾已达14500万吨,平均每天产垃圾40万吨,而且还

在以每年8%～10%的幅度增长。生活垃圾已成为一个污染环境、影响人们生活和

妨碍城市发展的社会问题。目前,我国城市生活垃圾的处理方式大多以卫生填埋

为主。由于部分垃圾不能自然分解,占用了大量土地,不但影响城市景观,而且给

附近的地表水、地下水、土壤、大气造成了严重的污染,危害人们健康、影响城

市化进程和城市的可持续性发展。

生活垃圾的综合利用已经成为垃圾处理的发展方向。对垃圾进行分选是垃圾

综合利用的前提。垃圾分选设备的研究已列为国家重点项目之一。

随着社会进步和经济的发展，垃圾资源化会越来越受到人们重视，垃圾分选

设备的研究也会越来越深入，垃圾分类也会越细化，以便更好的回收利用。比如

对塑料按类型分类，玻璃可以按颜色分类等等。实现这种超细化分类的机械可能

就涉及到光选设备和电选设备了。随着人类社会的进步和可持续发展观念的深入

人心，超细化分类必将成为未来生活垃圾处理的发展方向，我们也迫切需要在垃

圾机械化处理方面实现新的突破。

徐州工程学院课程设计

目录

1固体废物处理与处置课程设计任务........................................................................1

1.1课程设计的题目...............................................................................................1

1.2课程设计的目的................................................................................................1

1.3设计原始资料....................................................................................................1

1.4设计内容和要求................................................................................................1

2分选工艺物料衡算....................................................................................................3

2.1工艺流程图........................................................................................................3

2.2垃圾分选厂每小时的处理量...........................................................................3

2.3人工分选.........................................................................................................3

2.4磁选...................................................................................................................4

2.5选择性破碎机...................................................................................................4

2.6风选...................................................................................................................4

2.7滚筒筛分...........................................................................................................4

2.8废物全过程总的质量.......................................................................................5

3垃圾储仓计算.............................................................................................................6

3.1仓体容积...........................................................................................................6

3.2仓体尺寸的计算...............................................................................................6

4分选设备选型............................................................................................................7

4.1吊车、抓斗的设计选择...................................................................................7

4.2磁选设备的选择...............................................................................................7

4.3滚筒破碎机的选择...........................................................................................7

4.3.1选型..........................................................................................................8

4.3.2计算校核..................................................................................................8

4.4垃圾滚筒筛.......................................................................................................9

4.4.1滚筒筛的主要参数................................................................................10

4.4.2料在筛体内的停留时间........................................................................10

4.4.3筒筛有用功率........................................................................................10

4.5风选设备.........................................................................................................11

4.5.1气流速度确定........................................................................................11

4.5.2立式风选几何参数的确定....................................................................11

4.5.3旋风分离器选择....................................................................................12

4.6输送带............................................................................................................12

4.6.1输送带



...............................................................................................12

4.6.2输送带Ⅱ................................................................................................14

4.6.3输送带Ⅲ..............................................................................................15

5结束语......................................................................................................................17

参考文献...........................................................................................................................................................18

附图..............................................................................................................................19

附图1.......................................................................................................................19

附图2.......................................................................................................................20

附图3.......................................................................................................................21

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1

1固体废弃物处理与处置课程设计任务书

1.1课程设计的题目

某城市生活垃圾综合分选处理系统设计

1.2课程设计的目的

通过课程设计进一步巩固本课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运

用所学理论知识进行城市生活垃圾综合分选处理系统设计的初步能力。通过设

计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定固废处理与处置系统的设

计方案，进行设计计算、绘制工程图，应用技术资料，编写设计说明书的能力。

1.3设计原始资料

设计规模为Xt/d的某城市生活垃圾分选系统。其中X=150+(学号后两位*5)

垃圾主要成分见表1。

表1垃圾成分设计参数取值

垃圾组分有机物无机物纸类金属塑料玻璃其他

含量/%56.728.92.882.384.89.1.32.95

有机物组分包括：食品残余、果皮、植物残余等。

无机物组分包括：砖瓦、炉灰、灰尘、粉尘等。

垃圾容重平均值为0.45t/m3，含水率为47.8%。

垃圾中塑料以超薄型塑料袋为主，废纸以卫生间的废纸为主。

垃圾热值：1923kJ/kg。

分选系统工作量为Xt/d；日工作时间为12h。

1.4设计内容和要求

（1）垃圾分选系统设计方案的分析确定。

（2）垃圾储料仓的设计计算。

（3）分选系统各设备选型计算：确定选择性破碎机、滚筒筛、简易风选机型

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2

号和规格，并确定其主要运行参数。

（4）皮带运输机计算及布置，并计算各段的长度、电机功率。

（5）编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定，设计

计算、设备选型计算和有关简图等内容。课程设计说明书应有封面、目

录、前言、正文、小结及参考文献等部分，文字应简明、通顺，内容正

确、完整，装订成册。

（6）图纸要求

①垃圾分选系统工艺流程图1张。流程图应按比例绘制，标出设备、管

件编号及标高，并附明细表。②分选系统平面布置图和分选系统剖面布

置图各1张，图中设备、管件应标注编号，图纸应按比例绘制，应能表

明建筑物外形和主要结构形式。在平面布置图中应有方位标志（指北针）

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3

2分选工艺物料衡算

2.1垃圾分选工艺流程

图2-1

2.2垃圾分选厂每小时的处理量

0

Q

T

Q

Q

0

式中Q—每天垃圾的处理量，Q=265t/d；

T—每天的工作时间，T=12h。

代入数据得

0

Q=

12

265

=22.08(t/h)

2.3人工分选

人工手选去除垃圾中的1%的大块金属、0.6%玻璃、2%的塑料和约0.5%其他无机物质，

即

金属

01

Qq×1%=22.08×1%=0.2208(t/h)

玻璃

%6.0

02

Qq

=22.08×0.6%=0.13248(t/h)

塑料

%2

03

Qq

=22.08×2%=0.4416(t/h)

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4

其他

%5.0

04

Qq=22.08×0.5%=0.1104(t/h)

通过以上计算可知通过人工手选的垃圾共有:



1

Q0.2208+0.13248+0.4416+0.1104.=0.90528(t/h)

2.4磁选

垃圾通过磁选滚筒理论上可以分选所有的金属。

02

QQ×(2.38%-1%)=22.08×(2.38%-1%)=0.305(t/h)

2.5选择性破碎机

a筛上物主要是纸、布、革、塑料、部分有机物等

mmu

d50的物质，所以：

03

QQ×(20%+2.88%+7.13%)=22.08×30.01%=6.63(t/h)

b筛下物主要是

mmu

d50的被破碎的无机物、无机物、玻璃及其他碎土等。

2.6风选

a轻组分主要为粉尘、塑料纸张等。

%)13.7%88.2(

04

QQ=22.08×10.01%=2.21(t/h)

b重组分主要是有机物。

%20

05

QQ

=4.42(t/h)

2.7滚筒筛分

滚筒筛分主要对选择性破碎机筛下物进行进一步分选，筛下物中主要有无机物、部分有

机物、碎玻璃等。选择筛孔为1010mm.

筛上物为

mmp

d10的为有机物：

%)20%7.56(

06

QQ

=8.10(t/h)

筛下物为碎土、石渣等无机物和碎玻璃

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5

08.7%))6.0%3.1(%)5.0%95.2(%9.28(

07

QQ(t/h)

2.8废物全过程总的质量

7654321

QQQQQQQQ

总

=0.90528+0.305+6.63+2.21+4.42+8.10+7.08=29.65(t/h)

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6

3垃圾储仓计算

3.1仓体容积

Q

V





式中—储存时间，dQ—最大日处理量，t/h；—

有效容积系数，在0.8～0.9之间；—垃圾有效密度，在1.1～1.3之间，t/m3；

则在本设计中仓体容积为：

Q

V





3.1691

1.145.085.0

65.29122







m3

取容积V=17003m。

3.2仓体尺寸的计算

0

abcV

式中V—每个小仓体的体积,3m；

a—长度，m；

b—宽度，m；

c—深度，m；

取a=20m，b=15m，c=10m，

则每个仓体的容积为3

0

3000101520mV>18003m

，

满足设计要求。

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7

4分选设备选型

4.1吊车、抓斗的设计选择

垃圾吊车的台数是根据垃圾最大日处理量来确定的。一般日处理量在300t以下的采用

一台吊车，日处理量在300t到600t的采用常用和备用各一台，规模在600t以上的要求常

用2台，备用一台。在吊车的台数确定以后还要确定吊车卷起、放下、行走、横移及抓斗开

关动作所需时间，以确定吊车运行周期。如果分选设备有足够的处理能力，吊车的运行时间

为60min/h,设计时一般取45～55min/h。吊车供给能力：

PN

Q

T



式中Q—吊车供给能力，t/h；

P—抓斗一次抓起量，t；

T—吊车运行周期，h；

根据垃圾最大日处理量选择吊车、抓斗，其工艺参数如表5-1所示：

表4-1吊车工艺参数

项目参数设计依据

数量2台垃圾最大日处理量

吨位1.25t抓斗容量

跨度7m储料坑跨度

运行周期143s吊车运行各种动作的速度

实际运行时间50min/h

供给能力21.5t/h抓斗抓起量

抓斗一次抓起量为：

）（t05.1

6050

14308.22

0







N

TQ

P

可知抓斗一次抓起量1.05t即可满足生产需求，选择一次抓起量为1250kg的抓斗。

4.2磁选设备的选择

经过人工分选后进入磁选机进行分选的垃圾量为：

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8





10

QQQ22.08-0.91=21.17(t/h)

已知垃圾的含水率为47.8%，根据以上数据选择CTB-69永磁筒式磁选机，其主要技术

参数如表所示：

表4-2CTB-69永磁筒式磁选机主要技术参数

磁选机的规格型

号

CTB-69圆筒转速(r/min)40

规格φ600×900电动机规格型号Y90L-4

槽体行式半逆流电机功率（kw）1.5

磁场强度（oe）1450给料粒度(mm)0～0.2

生产能力(t/h)8～15机重(kg)910

4.3滚筒破碎机的选择

4.3.1选型

根据垃圾破碎分选工艺要求选择国产滚筒破碎机，具体技术特征如表5-2。

表4-3滚筒破碎机技术特征

规格3300×5000规格3300×5000

生产能力

/(t/h)

滚筒

直径/m

长度/m

倾角/度

转数

/(r/min)

80～120

3.3

5

3.5

12.1

筛孔尺寸/min

提升板高度/min

电动机功率/kw

转数

/(r/min)

50

300

17

970

图4-4滚筒内断面示意图

4.3.2计算校核

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9

横断面装料面积为

2

)2/)((22



rR

S

取经验值

001060，

，代入数据得：

)(46.2

2

)2/18/3/)(98.065.1(

2

22

mS







物料跌落所需时间为：

12

t+tT

式中t

1

=

n3

2180

=

1.123

602180





=1.65（s）

）（）（s761.0-90cos)-90sin(

R4

oo

2





t

代入数据得)(411.2761.065.1sT

当筛体倾斜安装时，实际物料轨迹为不规则的螺旋线，该螺旋线的螺距即物料跌落一次向前

所走的距离，即：

0749.0tan)90cos()90(sin402oRl

物料沿滚筒轴向前的前进速度v为

0312.0

411.2

0749.0



T

l

vm/s

滚筒破碎机实际生产能力为：

71.4841.043.00312.046.236003600ksvQ（t/h）>22.08（t/h）

则所选择的破碎机能满足处理量的要求。

4.4垃圾滚筒筛

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10

图4-4-1

4.4.1滚筒筛的主要参数

垃圾滚筒筛筛分处理量为18.1508.710.8

76

QQ（t/h）

滚筒筛主要参数确定如下：

(1)设计筛体长度4m，筛体直径1.6m，筛孔取10mm×10mm，安装倾角100。

(2)筛分效率和生产率。根据“垃圾分选机-垃圾滚筒筛”行业标准（CJ/T5013.1-95),

筛下物粒径12mm，筛分效率80%。选取筛分效率为90%。

(3)滚筒筛转速通常为了获得较好的筛分效率，应使物料在筛体内做较大的翻动。

滚筒筛临界转速nc为

min)/(3446.33

8.0

81.9

14.3

3030

r

R

g

n

c





根据实验表明，垃圾滚筒筛回转速度一般取临界转速的30%～60%较为理想，则取滚筒

筛转速为12r/min。

4.4.2料在筛体内的停留时间

根据研究表明，当筛分垃圾时，要得到75%以上的筛分效率，停留时间应达到25～30s,

甚至更长。所以取垃圾在滚筒内停留时间为50s，则物料在筛体内沿轴向运动的平均速度为

)(2.0

50

10

sm

L

v



4.4.3筒筛有用功率

据资料推导，取600，筛分机有用功率为





)67.46

4510tan30sin8

30cos8981.98.014.310

45tan-90sin8

-90cos89

2

2

2

2

kw

gRL

N

（

）（

π









•

••••







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11

实际使用的驱动电动功率还应考虑机械传动损失。

4.5风选设备

对本风选工艺，选用简易立式风选设备

4.5.1气流速度确定

风力分选主要将低密度、空气阻力大的塑料、废纸等和具有高密度、空气阻力小的重质

有机物分开。部分物料密度如表5-4。

表4-5部分物料密度

物质塑料玻璃砖干砂有机物

密度/(kg/m3）9201200

轻质物料以塑料为参考，其悬浮气速为

)/(67.6920

100

22

1000

smv

s





重质物料以有机物为参考，其悬浮气速为

)/(62.71200

100

22

1000

smv

s





则选取气流速度为6.7m/s。

4.5.2立式风选几何参数的确定

关于风力分选设备的计算设计计算目前尚无成熟的方法可借鉴，对于立式分选垂直段主

要目的是将纸类、塑料等轻质组分通过气流输送出来，可借鉴流化床气力输送设计进行经验

设计，精确的计算还需要实验及有关的理论进行研究。

(1)选择气体速度根据气力输送设计原则确定垂直段管长7m，考虑所分选物料为不规

则纸类、塑料等，选择管径mm100。设高压端气体密度为3kg/m3,故所选气速相当于气体

质量速度G=6.7×3=20.1（kg/m2·s)。

(2)估算气-固比垃圾分选主要去除塑料及纸类，设其堆积密度为3/560mkg

b

。

气-固比为186.77

1.20

560

(227)(2270.75-0.3875.038.0）L

G

mb



(3)所需空气量G计算

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12

3

t

=

m

Q

G51.35

7.186

100063.6







取空气重度为1.25kg/m3,则空气体积流量为

min)/(47.0/41.28

25.1

51.35

33mhm

G

Q

f

t

K

）（



按所选管径100mm和气速，所需空气体积流量为：

min/156.3)/(0526.01.0

4

14.3

7.6

4

332

2msmDvQ

tk





故可选用3.2m3/min空压机一台能够满足要求。

(4)压降计算

管内平均绝对压力为2kg/m2(1kg/m2=9.8Pa)，室温为300K，则气体平均重度为：

)/(355.2

3000821.0

229

3mkg

RT

Mp

q









垂直管压降：

)/(5.61557355.27.186222mkgHmp

g



4.5.3旋风分离器选择

根据气体流量3.156m3/min和入口风速6.7m/s,选取XLP/A-3.0型旋风分离器，其允许

进口风速12m/s,处理量750m3/h。

4.6输送带

在垃圾分选工艺中，带式输送机是主要的运输机械，它连接各个分选设备。因此，各分

选设备段之间的输送带带宽、带长、带速及输送带的安装位置需根据具体情况分别估算。

4.6.1输送带



（1）带宽确定输送带主要输送从垃圾储坑经过初级篦子送入的及由输送带送至滚筒

破碎机的垃圾，在这一段输送带上同时进行人工分选。故带速不宜选择过快，选取带速为

0.3m/s。

由于垃圾的密度较小和较松散，所以一般用槽式胶带输送带。胶带输送机的输送能力由

下式计算。

c3600

b

FQ

式中Q输送能力，由物料衡算知Q近似取22.08t/h；

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13

b

F物料在胶带的截面积，2m；

输送带运行速度，取0.3m/s；

物料的堆密度，对垃圾取0.45t/3m;

c倾角系数。对有人工手选输送带应水平放置，故c=1。

图4-6物料在胶带上堆积的断面积

对于槽型输送带上物料堆积的断面积为

















2012.0452sin

4

14.3

2

45sin

08.0

22

2

21

tgBBFFF

b

其中，胶带的槽角选取72TD型为20。

则

145.03.0)1531.02514.0(360008.222B

则带宽为：B=1.16（m）。

（2）电动机功率计算在确定胶带输送机的电功率以前，首先要计算传动滚筒的轴功率。

转动滚筒轴功率的计算公式（式中参数数据取自文献）为

8

5

'''

0

''

0

'

0430

kvkNNNkkN

kWvLkN

h

1908.03.0200318.0

1

'

0



kWLQkN

h

0109.020101045.55

2

''

0



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14

0'''

0

N

1.970.450.10.32.250.231.51.40.01090.19081.051.5

0

N

胶面传动滚筒=0.90，因此，电动机功率为

kW

N

kN196.2

9.0

9766.1

0



故选用2-100LY型三相异步电动机，额定功率为0.3kW。

4.6.2输送带Ⅱ

（1）带宽的确定输送带Ⅱ主要用于输送有滚筒破碎机筛上物（只要为废纸、塑料及

部分有机物）至风选设备。其计算方法如(1)，由物料衡算，此时输送量Q=6.63t/h。倾角

15，倾角系数c取0.885。带速取1.0m/s，则输送带带宽为

885.045.00.1)1531.02514.0(360063.62B

解得B=1.27（m），

取带宽为1.3m。

图4-7输送带简图

（2）电动机功率计算

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15

已知mHhtQsmvmL

h

10,/63.6,/0.1,40采用滚动轴承，查得=0.030，

00.103.11017.80318.0

43

5

21

kkkk，，，，导料挡板25.2

5

k，空段清扫器

23.0

6

k，弹换清扫器5.1

7

k，18.0

8

k。将以上各数据带入计算式，转动滚筒轴功率

为：

0.1)5.123.025.2(005.103.1)1063.600273.04063.61017.80.1400318.0(5

0

N

+0.18×0.45=5.59

电动机功率为21.6

9.0

59.5

0.10



N

KN(kw)

所以选用4132MY型电动机，额定功率为7.5kW。

4.6.3输送带Ⅲ

（1）宽度确定

输送带Ⅲ主要用于输送自滚筒破碎机筛下物（主要为无机物、碎石渣、玻璃及部分有机

物）送至滚筒筛。取带速为1.5m/s，输送倾角10，倾角系数为0.957，由物料衡算此时输

送量为15.18t/h，

885.045.00.11531.0-2514.0360018.162）（B

所以B=1.26(m)

取带宽为1.3m。

（2）电动机功率计算

取

mHhtQsmvmL

h

5,/18.15,/5.1,20采用滚动轴承，查得=0.030，

00.180.11017.80318.0

43

5

21

kkkk，，，，导料挡板25.2

5

k，空段清扫器

23.0

6

k，弹换清扫器5.1

7

k，36.0

8

k。将以上各数据带入计算式，转动滚筒轴功率

为

005.103.1)1018.1500273.02018.151017.80.1200318.0(5

0

N

）（）（kw65.645.036.05.15.123.025.2

电动机功率为

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)(39.7

9.0

65.6

0.10kw

N

kN



所以选用4601MY型电动机，额定功率为11kW。

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5结束语

根据已知垃圾的垃圾组成和含量，以及处理系统的工作量，设计方案采用了

生活垃圾简易处理方法。从理论上讲，对于经过人工手选的垃圾，原先的大块金

属、塑料、玻璃品、建筑材料等可以被有效的除去，之后剩余的金属可以利用磁

选技术通过合适型号的磁选机有效的被选出，再通过选择性破碎机将d>50mm未

被破碎和d<50mm被破碎的物质分开，这个也是能够达到的。筛上物质主要是纸、

布、革、塑料及部分有机物等，其中有些是重质组分有些是轻质组分，符合重力

分选的要求，采用风选技术较为合适，最终选出的效果也比较好。筛下部分主要

是无机物和剩下的有机物，碎玻璃等，可以通过滚筒筛将d<50mm被破碎的物质

继续筛分成d>10mm和d<10mm两部分，这对于技术比较成熟的筛分也是可以达到

的。从技术角度看，所设计的分选工艺流程是可以满足对于处理量和处理效果的

要求的。

本设计利用磁选、破碎、风选等工艺方法组成城市生活垃圾分选系统，此

系统将生活垃圾不同组分中的无机物、有机物、玻璃、金属、纸、塑料等物质有

效的分离，最后无机物填埋，有机物堆肥，其他可燃物做燃料。下面对本设计的

各方面作如下几点总结：

(1)设计中所选用的主要设备：设计体积容量为2000m3的垃圾储料仓，抓斗容

量为1.25t、跨度为7m的吊车,CTB-69永磁筒式磁选机，3300×5000滚筒破碎机，

(2)效益分析：经以上计算分析可知，该垃圾分选工艺主要着眼于环境效益和

社会效益，项目本身的经济效益较低，必须通过征收垃圾处理费或财政补贴的形

式才能运营，但是，在减免所有税收的情况和争取上级无息或贴息贷款的条件

下，可以基本上达到收支平衡并略有节余，3年后可处于纯盈利状态，因此，对

于维护地区环境平衡，节约有用资源，减轻垃圾填埋场、焚烧厂负担，降低废水、

废气、废物对于环境的影响有积极意义，建议引起相关部门重视并得到支持

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参考文献

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[6]曹本善.垃圾焚化厂兴建与操作实务.北京:中国建筑工业出版社,2002

[7]国家环境保护总局污染控制司.城市固体废物管理与处理处置技术.北京:中国石化出

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[8]龚佰勋.环保设备设计手册:固体废物处理设备.北京:化学工业出版社,2004