Обоснование оборудования технологической линии утилизации отходов

В мировой практике известны более 20 методов обезвреживания, переработки и утилизации твёрдых отходов. Методы обезвреживания и переработки отходов до конечной цели можно разделить на ликвидационные (решающие в основном санитарно-гигиенические задачи) и утилизационные (решающие как санитарно-гигиенические, так и задачи использования вторичных материальных ресурсов).

Выбор технологии обезвреживания отходов от состава и свойств ТБО, а также факторов, среди которых определяющими должны быть охрана окружающей среды и здоровья населения, экономическая целесообразность.

По технологическому принципу методы переработки твёрдых отходов подразделяются на механические, биологические, химические, термические и смешанные (рисунок 2.8).

 

 

 

 

По технологическому Комбинированные По конечной цели

принципу

 

 

Рисунок 2.8 – Классификация методов переработки твёрдых бытовых отходов

 

Выбор и расчёт оборудования УТБЖО.

Расчёт оборудования рекомендуется производить в порядке установки отдельных аппаратов в технологическом потоке переработки отходов. Если процесс переработки объединяет несколько операций, то расчёт аппаратов и оборудования следует производить по отдельным модулям (сгруппированным по технологической принадлежности переработки). Это не только упрощает расчёты, но и позволяет учитывать взаимосвязь отдельных машин в выполнении технологических операций, а также исключает пропуски каких-либо машин в линии.

При расчётах и выборе типов аппаратов и оборудования следует в основном ориентироваться на аппараты отечественного производства, серийно выпускаемые нашей промышленностью.

Необходимое количество аппаратов и другого оборудования определяют по формуле:

 

M_n = П_ч^П / П_n· K, (2.1)

 

где M_n– количество аппаратов, подлежащих установке;

П_ч^П – требуемая часовая производительность по данному технологическому переделу;

П_n – паспортная или расчётная часовая производительность аппарата выбранного типоразмера;

К – номинальный коэффициент использования оборудования по времени (принимаетс равным 0,92).

Расчёт дробильного оборудования. Выбор типа и мощности дробилок зависит от физических свойств перерабатываемого материала, требуемой степени дробления и производительности. Учитываются размеры максимальных кусков материала, поступающего на дробление, его прочность и сопротивляемость дроблению и дробимость, влажность, наличие включений и другое.

Максимальный размер кусков материала не должен превышать 0,80…0,85 ширины загрузочной щели дробилки.

Одной из основных характеристик дробилок, определяющих эффективность их работы, является показатель степени дробления (измельчения). Он характеризует изменение размеров кусков материала в процессе дробления и численно равен:

i = D / d, (2.2)

где D – максимальный размер кусков в поперечнике по дроблению, мм;

d – то же после дробления, мм.

В зависимости от применяемого оборудования и аппарата степень дробления в среднем составляет, мм:

щековых дробилок – 3…3,5;

конусных дробилок среднего дробления – 3…4;

конусных дробилок мелкого дробления – 4…5;

валковых – 3…4;

молотковых, роторных и самоочищающихся – 3…12;

ударно-отражательных – 15…25.

В зависимости от требуемого степени дробления материал измельчают в одну, две или три стадии. Число стадий дробления устанавливают по формуле:

 

i_об = i₁ · i₂ · ……… · i_n, (2.3)

 

где i_об – требуемая общая степень дробления материала;

i₁ · i₂ · ……… · i_n – степень дробления, в первой, второй … и последней дробилке.

Расход электроэнергии устанавливают расчётным путём, исходя из технических характеристик основного и транспортного оборудования. Расчёт расхода электроэнергии для каждой группы электродвигателей ведётся по форме таблицы 2.1.

В случаях, когда определение фактического коэффициента использования по времени затруднено, его величина по группе оборудования (при работе в течение смены) может быть принята:

- оборудование технологическое непрерывно действующее (мельницы, дробилки, вентиляторы и т.д.) – 0,8…0,9;

- оборудование периодического действия (дозаторы и т.п.) – 0,5…0,6;

- оборудование транспортное непрерыно-действующее (элеваторы, конвейеры, шнеки) – 0,8…0,9;

- оборудование транспортное и грузоподъёмное повторно-кратковременного режима (краны, кран-балки, подъёмники и т.д.) – 0,3…0,4.

 

Таблица 2.1 – Форма расчёта расхода электроэнергии

№ п/п	Наименование электрооборудования с электродвигателем	Количество единиц оборудования	Мощность электродви-гателей, В	Продолжительность работы в смену, ч	Коэффициент использования во времени	Коэффициент загрузки по мощности	Часовой расход электроэнергии с учётом коэффициента использования загрузки по мощности, кВт/ч
единицы	общая

 

Коэффициент загрузки по мощности отражает использование мощности двигателя, установленного при данном оборудовании в зависимости от степени его загрузки в период работы. Если оборудование загружается и двигатель работает на полную мощность, то коэффициент равен 1, а если полностью не используется, то он будет меньше единицы. Величину коэффициента условно можно определить по формуле:

К_з.м. = П_ф / П_т · α, (2.4)

где К_з.м. – коэффициент загрузки мощности двигателя;

П_ф, П_т – производительность оборудования фактическая и техническая;

α – коэффициент, зависящий от степени использования производительности оборудования, принимается по таблице 2.2.

 

Таблица 2.2 – Значение коэффициента α

Пф	0,20-0,30	0,4-0,5	0,6-0,7	0,8-0,9
Пт	1,3	1,2	1,1	1,0

Коэффициент загрузки по времени технологического и транспортного оборудования, связанного между собой без промежуточных ёмкостей (бункеров), принимается одинаковым для всех машин. Например, питатели непрерывного действия, мельница и винтовой конвейер, ведущий выдачу измельчённого продукта, могут работать лишь одинаковое время. Часовой расход электроэнергии в кВт/ч получают умножением общей мощности каждой машины на коэффициент загрузки и использования во времени.

Расход электроэнергии в смену, в сутки и в год устанавливают умножением часового расхода на соответствующее количество рабочих часов в смену, сутки, год.