Оборудование для классификации и сортировки твердых отходов

Разделение сыпучих материалов отходов по размеру кусков или зерен производится путем классификации (сортировки) материалов. При классификации сыпучая смесь разделяется на классы (фракции), ограниченные определенными пределами размеров кусков или зерен.

Применяются три вида классификации материалов:

1) грохочение – механическая классификация на ситах;

2) гидравлическая классификация – разделение смеси на классы (фракции) зерен, обладающие одинаковой скоростью падения в воде;

3) воздушная сепарация – разделение смеси на фракции зерен, обладающие одинаковой скоростью падения в воздухе.

Разделение крупных и средних по размерам кусков производится на машинах-грохотах, мелких кусков - на грохотах и в классификаторах, тонкое разделение - преимущественно в классификаторах.

Грохоты.Отделение кусков определенной крупности на грохоте происходит при движении материала относительно рабочей поверхности грохота. Относительное движение материала создают либо на неподвижном сите грохота, установленным под углом к горизонту, большим, чем угол трения материала, либо при движении сита грохота в наклонной или горизонтальной плоскости.

В результате грохочения получают два продукта: 1) куски, прошедшие через сито, - просев (или нижний продукт), и куски, не прошедшие через сито, - отсев (или верхний продукт).

Эффективность грохочения характеризуется отношением массы полученного нижнего продукта к массе кусков того же класса в исходном материале.

Грохочение производится через одно сито или последовательно через несколько сит (многократное грохочение).

Многократное грохочение проводится тремя способами:

1) от мелкого к крупному – через расположенные в одной плоскости сита, размеры отверстий которых увеличиваются от каждого сита к последующему (рис. а);

2) от крупному к мелкому – через расположенные друг над другом сита, размеры отверстий которых уменьшаются от верхнего сита к нижнему (рис. б);

3) комбинированным способом (рис. в).

Способы многократного грохочения:

– от мелкого к крупному; – от крупного к мелкому; – комбинированный

Плоские (гирационные) качающиеся грохоты. Плоские качающиеся грохоты применяются для классификации сухим и мокрым способом материалов с размером кусков не более 50 мм.

Горизонтальный качающийся грохот на стойках

Частоту вибраций выбирают такой, чтобы частицы материала передвигались относительно сита грохота, а не качались вместе с ним. Для этого число оборотов эксцентрикового вала, об/мин, должно быть больше минимального числа оборотов , определяемого по уравнению:

,

где - коэффициент трения материала о желоб грохота в покое (примерно 0,5); - угол наклона пружин грохота к вертикали; ^о.

Чтобы избежать подбрасывания материала над ситом, частота вращения вала, об/мин, не должна превышать некоторого максимального значения :

,

где м - эксцентриситет.

Средняя скорость перемещения материала по грохоту , м/с, составляет:

,

где - коэффициент трения материала о короб ( ).

Обычно величина находится в пределах м/с.

Часовая производительность , кг/ч, качающегося грохота:

,

где - площадь поперечного сечения короба, м²; – насыпная плотность сортируемого материала, кг/м³; - коэффициент заполнения короба.

Вибрационные (инерционные) грохоты. В вибрационных грохотах плоское и наклонное сито совершает при помощи специального механизма (вибратора) частые колебания небольшого размаха. Число вибраций сита находится в пределах 900…1500 в 1 мин при амплитуде колебаний от 0,5 до 12 мм.

Конструктивно-кинематическая схема вибрационного грохота:

— общий вид; — разрез по оси вибровоз­будителя; 1 – опорная рама; 2 – амортизаторы; 3 – сита; 4 – короб; 5 – шкив; 6 – дебалансы; 7 – эксцентриковый вал; 8 – подшипники; 9 – вибровозбудитель; 10 - вал

Барабанные грохоты.Барабанные грохоты представляют собой сортировочную сетку в виде открытого барабана, вращающуюся вокруг оси и составляющую небольшой угол (4…7^о) с горизонталью.

Цилиндрический барабанный грохот:

1 – патрубок; 2 – барабан; 3 – приводной механизм

Для одновременного выделения различных классов крупности концентрически устанавливают несколько сеток с ячейками разного размера. Барабаны могут иметь форму цилиндра, конуса, призмы, усеченных конуса или пирамиды.

Окружная скорость барабанных грохотов находится в пределах 0,6…1,25 м/с.

Число оборотов барабанных грохотов , об/мин, зависит от радиуса барабана , м, и находится в пределах

.

Массовую производительность барабанных грохотов , т/ч, определяют по формуле:

,

где – коэффициент разрыхления материала; – насыпная масса материала, кг/м³; – угол наклона барабана к горизонту, град.; - высота слоя материала в барабане, м.

Мощность , кВт, потребляемая грохотом, равна:

,

где и - соответственно масса барабана и загруженного материала, кг.

Гидравлические классификаторы. Гидравлическая классификация производится под действием силы тяжести либо в поле центробежных сил. В качестве центробежных классификаторов используют гидроциклоны и центрифуги.

Гидроциклоны используют для классификации суспензий отходов с размерами частиц в пределах 15…100 мкм.

Гидроциклон-классификатор:

1 — корпус; 2 — центральный (сливной) патрубок; 3 — камера для слива; 4 — песковая насадка; 5 — резиновый вкладыш; 6 — резиновая манжета

Для классификации применяются конические стандартные гидроциклоны с углом конусности 20^о. Гидроциклоны малого диаметра (менее 150 мм), предназначенные для самой тонкой классификации, используются с углом конусности 10^о.

Выведена расчетная формула производительности , л/мин, гидроциклонов:

,

;

.

где - эквивалентный диаметр питающей насадки, см; - диаметр сливного патрубка, см; - ускорение силы тяжести, м/с²; - потери давления в циклоне, кгс/см²; - ускорение силы тяжести, м/с²; - диаметр гидроциклона, см; – угол конусности циклона, град.