年處理100萬噸的建筑垃圾再利用工藝設(shè)計(jì)計(jì)算過程案例分析1.1原材料一年去除法定節(jié)假日，按照330天工作日計(jì)算，年處理量為100萬噸，則日處理量為：Q式中：Q1—生產(chǎn)工藝的日處理建筑垃圾量，按照三班制原則，每班處理量為Q1.2主要設(shè)備選型1.2.1破碎機(jī)（粗碎）工廠的總部廠址主要選擇在中國(guó)山東菏澤，原礦粒徑最大為500mm，最小為50mm，為使產(chǎn)品規(guī)格符合《混凝土用再生粗骨料》（GB/T25177-2010），產(chǎn)品最大粒度為31.5mm，最小粒度為5mm。則總破碎比的范圍為：SS式中：S—總破碎比D—原礦粒度d—產(chǎn)品粒度取破碎比S表1各種破碎機(jī)在不同工作條件下的破碎比范圍破碎段破碎機(jī)型式工作條件破碎比范圍第=1\*ROMANI段顎式破碎機(jī)開路3-5第=1\*ROMANI段旋回破碎機(jī)開路3-5第=2\*ROMANII段標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)開路4-8第=3\*ROMANIII段對(duì)輥破碎機(jī)閉路3-15從表1可知，采用常規(guī)破碎流程，破碎比為15.9，一般情況只采用下一段破碎不可能達(dá)到要求，所以至少要采用兩段或者三段破碎來完成。建筑垃圾的粗碎,一般可以考慮采用下顎式破碎機(jī)或者旋回式破碎機(jī),一般是從設(shè)備的安裝功率、設(shè)備重量、進(jìn)料尺寸、設(shè)備價(jià)格以及各種設(shè)備性能等方面入手,擇優(yōu)配置。以下為顎式破碎機(jī)及旋回式破碎機(jī)的技術(shù)參數(shù)列表。表2顎式破碎機(jī)技術(shù)參數(shù)規(guī)格型號(hào)進(jìn)料尺寸mm進(jìn)料粒度mm出料粒度mm產(chǎn)量t/h電機(jī)功率kw外形尺寸mm價(jià)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旋回破碎機(jī)技術(shù)參數(shù)規(guī)格型號(hào)進(jìn)料口寬度mm最大給礦粒度mm處理量t/h電機(jī)功率kw外形尺寸mm價(jià)格元PXZ-700/100700580310-4001553400×3400×4315PXZ-900/90900750380-5102104060×4060×5130420000PXZ-900/130900750625-7702104060×4060×5130由于顎式破碎機(jī)的設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單,重量輕,價(jià)格比較低廉,便于日常設(shè)備維修和材料運(yùn)輸,在材料生產(chǎn)工藝以及設(shè)計(jì)控制方面,工作可靠,調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單安裝方便排礦和噴嘴方便,并且同時(shí)有著較高的材料生產(chǎn)利用效率,可以同時(shí)能夠接受少量大塊優(yōu)質(zhì)鋼筋混凝土(其中一般包括內(nèi)部基層含有大量?jī)?yōu)質(zhì)鋼筋的墻體混凝土)和大塊砌體上的破碎磚塊直接進(jìn)行破碎,所以一般都建議選擇顎式直接破碎機(jī)。(粗碎)。建筑垃圾原始粒徑最大為500mm,根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際,為防止物料進(jìn)入破碎機(jī)時(shí)發(fā)生堵塞現(xiàn)象,破碎機(jī)進(jìn)料口應(yīng)不小于3倍物料粒徑為宜,所以首選規(guī)格型號(hào)為PE-1500×1800的顎式破碎機(jī)。計(jì)算校核：進(jìn)料粒度1200mm＞500mm，符合。相比于顎式破碎機(jī)最大進(jìn)料粒度，物料粒度較小，設(shè)計(jì)中取出料粒度為220mm，則對(duì)應(yīng)產(chǎn)量約為q=500t/h。顎式破碎機(jī)一段破碎比為：S圖1顎式破碎機(jī)1.2.2破碎機(jī)（中碎）建筑垃圾中、細(xì)碎的設(shè)備,一般可以考慮選擇圓錐式破碎機(jī)或者反擊式破碎機(jī),以下列出的是圓錐式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)的技術(shù)參數(shù)表。表4圓錐式破碎機(jī)技術(shù)參數(shù)規(guī)格型號(hào)最大給料尺寸mm排料口寬度mm處理能力t/h電機(jī)功率kw外形尺寸mm價(jià)格元PYB220030030-60420-7008P280-2604622×3302×4470PYZ220023010-30130-4108P280-2604622×3302×4470300000PYD22001005-1580-2008P280-2604622×3302×4470表5反擊式破碎機(jī)技術(shù)參數(shù)規(guī)格型號(hào)最大給料尺寸mm排料粒度mm處理能力t/h電機(jī)功率kw外形尺寸mm價(jià)格元PF-1072500-3015-30372170×2650×185015000PF-12102500-5040-80953357×2255×2460350002PF-12128502080-1501305514×5290×5000250000由于采用圓錐式二級(jí)破碎機(jī)的材料破碎處理能力大,重量輕,外形尺寸小,價(jià)格便宜,處理量大,破碎比較大,所以二級(jí)材料破碎處理機(jī)一般采用的是圓錐式二級(jí)破碎機(jī)。由于考慮進(jìn)料管中顆粒的破碎速率及其固化處理后的性能,考慮及到防止顆粒出料時(shí)管道堵塞,選擇型號(hào)為PYB2200的圓錐式破碎機(jī)。圖2圓錐式破碎機(jī)1.2.3篩分機(jī)及篩分方案比選據(jù)經(jīng)驗(yàn)，建筑垃圾放在堆場(chǎng)時(shí)，通過人工進(jìn)行揀選，可挑選出其中大約0.5%的木材、塑料等輕質(zhì)物質(zhì)，所以QQ式中：Q如若設(shè)置一臺(tái)顎式破碎機(jī)，則其每天工作時(shí)間為：T=根據(jù)破碎比，經(jīng)過鄂式破碎后物料最小粒徑是：d所以經(jīng)過一級(jí)粗碎，物料粒徑范圍是21.7mm-220mm，包含所需要的粗骨料粒徑。初次破碎后，再次進(jìn)行人工分選，分選出約1.5%的金屬等其他無機(jī)材料。則此時(shí)處理量為：QQ式中：QQ4—顎式破碎機(jī)破碎的產(chǎn)物顆粒度的特性曲線如下圖:圖3顎式破碎機(jī)破碎產(chǎn)物粒度特性曲線由于出料最大粒度為220mm，選擇排礦口尺寸為280mm，選擇31.5mm尺寸的方孔篩，由此可得篩孔尺寸與排礦口之比為0.11，由圖可得篩上量累積產(chǎn)率為90%，則粒徑為21.7mm-31.5mm的骨料約占比10%。篩分方案比選如下：1.2.1.1預(yù)先篩分方案先將粒徑為21.7mm-31.5mm的骨料篩選出來，則進(jìn)入二級(jí)破碎的日處理量為Q5=2969.92?2969.92×圖4標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)破碎后的產(chǎn)物顆粒度特征曲線由于出料最大粒度為31.5mm，選擇排礦口尺寸為35mm，選擇31.5mm尺寸的方孔篩，由此可得篩孔尺寸與排礦口之比為0.9，由圖可得篩上量累積產(chǎn)率約為23%，這些篩上骨料需要重新進(jìn)行二次破碎。同理可得，由篩孔尺寸20mm和排礦口30mm，可得篩孔尺寸與排礦口之比為0.67，由圖可得篩上量累積產(chǎn)率約為37%，則出料粒度為20mm-31.5mm的骨料所占比為14%。同理可得其他粒度占比，結(jié)果如下：表6出料粒度比例表出料粒度（mm）所占比例（%）產(chǎn)量（t/h）0-52730.075-101516.710-202121.3920-31.51415.59≥31.52325.62篩分機(jī)技術(shù)參數(shù)表如下：表7YK-振動(dòng)式分選篩技術(shù)參數(shù)規(guī)格型號(hào)寬×長(zhǎng)mm篩床重量kg電機(jī)功率kw產(chǎn)量t/h最大進(jìn)料mm2YK15501500×5000290015kw-470-5001502YK1860IV1800×6000495022kw-4120-6001503YK1860IV1800×6000625030kw-4120-600150圖5振動(dòng)篩分曲線圖表8不同類型篩子篩分效率篩子類型篩分效率（%）固定篩50-60轉(zhuǎn)筒篩60搖動(dòng)篩70-80振動(dòng)篩90以上由進(jìn)料量，選擇2臺(tái)型號(hào)為2YK1550的雙層振動(dòng)篩，篩網(wǎng)寬D=1500mm，取寬長(zhǎng)比1：3，篩網(wǎng)長(zhǎng)為4500mm。篩孔尺寸分別為5mm，10mm，20mm，31.5mm。由振動(dòng)篩分曲線圖可得以下結(jié)果：表92YK1550振動(dòng)篩參數(shù)表型號(hào)篩網(wǎng)孔徑（mm）通過量（t/h）2YK1550580101502020031.5250篩分效率計(jì)算如下：E式中：E—篩分效率，Q—Qα—QQ′QQ′QQ′QQ′式中：E—篩分效率，%；W1、W2、W3、W4—入篩物料質(zhì)量，kg；Q1、Q2、Q3、Q4—篩下產(chǎn)品質(zhì)量，kg；Q′1、Q′2、Q′3、Q′4—實(shí)際得到的篩上產(chǎn)品質(zhì)量，kg；表10篩分后不同粒徑產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)品粒徑（mm）產(chǎn)量（t/h）所占比例（%）＜528.8725.925-1016.0314.3910-2022.4520.1620-31.514.9711.45＞31.529.0526.08由于之前先篩選出了粒徑為21.7mm-31.5mm的骨料，約占比10%，產(chǎn)量為11.137t/h，所以粒徑為20mm-31.5mm的骨料最終產(chǎn)量為26.1t/h。先篩選型為1臺(tái)型號(hào)為2YK1550的雙層振動(dòng)篩，篩孔尺寸為31.5mm。因此最終所用設(shè)備為3臺(tái)型號(hào)為2YK1550的雙層振動(dòng)篩。由于產(chǎn)品粒徑＞31.5mm的骨料所占比較大，考慮繼續(xù)進(jìn)行二次破碎，由于出料最大粒度為31.5mm，選擇排礦口尺寸為35mm，選擇31.5mm尺寸的方孔篩，由此可得篩孔尺寸與排礦口之比為0.9，由圖可得篩上量累積產(chǎn)率約為23%，由于所得結(jié)果中粒徑≥31.5mm的骨料含量還是挺大，考慮進(jìn)行三次二次破碎，所得結(jié)果如下表：表11出料粒度比例出料粒度（mm）所占比例（%）產(chǎn)量（t/h）0-52710.065-10155.5910-20217.8220-31.5145.23≥31.5230.35則最終所得產(chǎn)品產(chǎn)量如下表：表12產(chǎn)品產(chǎn)量匯總產(chǎn)品粒徑（mm）產(chǎn)量（t/h）＜538.935-1021.6210-2030.2720-31.531.33＞31.50.351.2.1.2初碎后直接進(jìn)入中碎方案初次破碎后的骨料全部進(jìn)入二級(jí)破碎，日處理量為Q5=2969.92t/d=123.75t/h。假設(shè)二級(jí)破碎設(shè)備連續(xù)工作，一天工作時(shí)間為24h。由進(jìn)料粒度及處理能力，考慮到防止出料堵塞，選擇型號(hào)為P由于出料最大粒度為31.5mm，選擇排礦口尺寸為35mm，選擇31.5mm尺寸的方孔篩，由此可得篩孔尺寸與排礦口之比為0.9，由圖可得篩上量累積產(chǎn)率約為23%，這些篩上骨料需要重新進(jìn)行二次破碎。同理可得，由篩孔尺寸20mm和排礦口30mm，可得篩孔尺寸與排礦口之比為0.67，由圖可得篩上量累積產(chǎn)率約為37%，則出料粒度為20mm-31.5mm的骨料所占比為14%。同理可得其他粒度占比，結(jié)果如下表：表13出料粒度比例出料粒度（mm）所占比例（%）產(chǎn)量（t/h）0-52731.415-101518.5610-202125.9920-31.51417.33≥31.52328.46由進(jìn)料量，選擇2臺(tái)型號(hào)為2YK1550的雙層振動(dòng)篩，篩網(wǎng)寬D=1500mm，取寬長(zhǎng)比1：3，篩網(wǎng)長(zhǎng)為4500mm。篩孔尺寸分別為5mm，10mm，20mm，31.5mm。由振動(dòng)篩分曲線圖可得以下結(jié)果：表142YK1550振動(dòng)篩參數(shù)表型號(hào)篩網(wǎng)孔徑（mm）通過量（t/h）2YK1550580101502020031.5250篩分效率計(jì)算如下：E式中：E—篩分效率，本設(shè)計(jì)選擇鋼絲編織篩網(wǎng)，取96%；Q—入篩物料質(zhì)量，kg；Q1—篩下產(chǎn)品質(zhì)量，kg；α—入篩物料中小于篩孔的細(xì)粒含量，%；QQ′QQ′QQ′QQ′式中：E—篩分效率，%；W1、W2、W3、W4—入篩物料質(zhì)量，kg；Q1、Q2、Q3、Q4—篩下產(chǎn)品質(zhì)量，kg；Q′1、Q′2、Q′3、Q′4—實(shí)際得到的篩上產(chǎn)品質(zhì)量，kg；表15篩分后不同粒徑產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)品粒徑（mm）產(chǎn)量（t/h）所占比例（%）＜532.0725.925-1017.8214.3910-2024.9520.1620-31.516.6411.45＞31.532.2726.08由于產(chǎn)品粒徑＞31.5mm的骨料所占比較大，考慮繼續(xù)進(jìn)行二次破碎，由于出料最大粒度為31.5mm，選擇排礦口尺寸為35mm，選擇31.5mm尺寸的方孔篩，由此可得篩孔尺寸與排礦口之比為0.9，由圖可得篩上量累積產(chǎn)率約為23%，由于所得結(jié)果中粒徑≥31.5mm的骨料含量還是挺大，考慮進(jìn)行三次二次破碎，所得結(jié)果如下表：表16出料粒度比例出料粒度（mm）所占比例（%）產(chǎn)量（t/h）0-52711.175-10156.2110-20218.720-31.5145.8≥31.5230.39則最終所得產(chǎn)品產(chǎn)量如下：表17產(chǎn)品產(chǎn)量匯總產(chǎn)品粒徑（mm）產(chǎn)量（t/h）＜541.245-1024.0310-2031.6520-31.522.44＞31.50.391.2.1.3方案比選結(jié)果分析表18產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)產(chǎn)品名稱再生粗骨料再生細(xì)骨料單價(jià)20元/t30元/m320元/t30元/m3由產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可得，再生粗骨料和再生細(xì)骨料成本單價(jià)一樣，且再生細(xì)骨料綜合效益較高，因此本設(shè)計(jì)選擇方案2的直接破碎，所得細(xì)骨料較多。1.2.4帶式輸送裝置本次設(shè)計(jì)工藝中，皮帶輸送機(jī)在原材料處理中起著主要的運(yùn)輸作用，它連接給料機(jī)與破碎機(jī)、破碎機(jī)與篩分機(jī)以及篩分機(jī)與產(chǎn)品堆場(chǎng)之間，因此應(yīng)根據(jù)不同運(yùn)輸量和運(yùn)輸條件來確定。1.2.4.1輸送帶1(1)帶寬的確定本條輸送帶作用是將混凝土塊從給料機(jī)運(yùn)輸?shù)筋€式破碎機(jī)，故可選取帶速為1m/s，則皮帶的輸送能力為：Q=3600?式中，Q—為輸送能力，該段為502.5t/hFb—v—輸送帶運(yùn)行速度，取1m/sρ—物料的堆積密度，取建筑垃圾密度約0.7t/mc—系數(shù)，取c=1對(duì)于槽型輸送帶上物料堆積的斷面積為：F圖6物料在膠面上的斷面積其中，膠帶的槽角a=20則帶寬為：B=0.6m，取帶寬為650mm。(2)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算NNNNN又由于傳動(dòng)滾筒的η=0.90，因此電動(dòng)機(jī)功率為：

N=1.2.4.2輸送帶2(1)帶寬的確定本條輸送帶作用是將經(jīng)過初次破碎的物料輸送到圓錐破碎機(jī)進(jìn)行二次破碎，圓錐破碎機(jī)連續(xù)工作，皮帶的帶速取1m/s，安裝的角度為10°，則皮帶的輸送能力為：Q=3600?式中，Q—為輸送能力，該段為123.75t/hFb—v—輸送帶運(yùn)行速度，取1m/sρ—物料的堆積密度，約0.7t/mc—系數(shù)，取c=0.95對(duì)于槽型輸送帶上物料堆積的斷面積為F其中，膠帶的槽角a選取10°則0.05=0.16×（1.57?0.96×B2）所以帶寬為：B=1.14m，取帶寬為1200mm。(2)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算NNNNN又由于傳動(dòng)滾筒的η=0.90，因此電動(dòng)機(jī)功率為：N=1.2.4.3輸送帶3(1)帶寬的確定本條輸送帶作用是將經(jīng)過二次破碎的物料輸送到振動(dòng)式篩分機(jī)進(jìn)行篩分，皮帶的帶速取1m/s，安裝的角度為10°，則皮帶的輸送能力為：Q=3600?式中，Q—為輸送能力，該段為123.75t/hFb—v—輸送帶運(yùn)行速度，取1m/sρ—物料的堆積密度，約0.7t/mc—系數(shù)，取c=0.95對(duì)于槽型輸送帶上物料堆積的斷面積為F其中，膠帶的槽角a選取10°則0.05=0.16×（1.57?0.96×B2）所以帶寬為：B=1.14m，取帶寬為1200mm。(2)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算NNNNN又由于傳動(dòng)滾筒的η=0.90，因此電動(dòng)機(jī)功率為：N=1.2.4.4輸送帶4(1)帶寬的確定本條輸送帶作用是將經(jīng)過初次篩分的大于31.5mm的骨料運(yùn)輸?shù)綀A錐破碎機(jī)再次進(jìn)行二次破碎，皮帶的帶速取1m/s，安裝的角度為10°，則皮帶的輸送能力為：Q=3600?式中，Q—為輸送能力，該段為32.27t/hFb—v—輸送帶運(yùn)行速度，取1m/sρ—物料的堆積密度，約0.7t/mc—系數(shù)，取c=0.95對(duì)于槽型輸送帶上物料堆積的斷面積為F其中，膠帶的槽角a選取10°則0.01=0.16×（1.57?0.96×B2）所以帶寬為：B=1.25m，取帶寬為1400mm。(2)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算NNNNN又由于傳動(dòng)滾筒的η=0.90，因此電動(dòng)機(jī)功率為：N=1.2.4.5輸送帶5(1)帶寬的確定本條輸送帶作用是將經(jīng)過初次篩分的20-31.5mm的骨料運(yùn)輸?shù)疆a(chǎn)品堆場(chǎng)中進(jìn)行堆放儲(chǔ)存，皮帶的帶速取1m/s，安裝的角度為10°，則皮帶的輸送能力為：Q=3600?式中，Q—為輸送能力，該段為16.64t/hFb—v—輸送帶運(yùn)行速度，取1m/sρ—物料的堆積密度，約0.7t/mc—系數(shù)，取c=0.95對(duì)于槽型輸送帶上物料堆積的斷面積為F其中，膠帶的槽角a選取10°則0.007=0.16×（1.57?0.96×B2）所以帶寬為：B=1.27m，取帶寬為1400mm。(2)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算NNNNN又由于傳動(dòng)滾筒的η=0.90，因此電動(dòng)機(jī)功率為：N=1.2.4.6輸送帶6(1)帶寬的確定本條輸送帶作用是將經(jīng)過初次篩分的0-20mm的骨料運(yùn)輸?shù)较乱患?jí)篩分機(jī)中進(jìn)行篩分，皮帶的帶速取1m/s，安裝的角度為10°，則皮帶的輸送能力為：Q=3600?式中，Q—為輸送能力，該段為77.96t/hFb—v—輸送帶運(yùn)行速度，取1m/sρ—物料的堆積密度，約0.7t/mc—系數(shù)，取c=0.95對(duì)于槽型輸送帶上物料堆積的斷面積為F其中，膠帶的槽角a選取10°則0.03=0.16×（1.57?0.96×B2）所以帶寬為：B=1.19m，取帶寬為1200mm。(2)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算NNNNN又由于傳動(dòng)滾筒的η=0.90，因此電動(dòng)機(jī)功率為：N=1.2.4.7輸送帶7(1)帶寬的確定本條輸送帶作用是將經(jīng)過篩分的10-20mm的骨料運(yùn)輸?shù)疆a(chǎn)品堆場(chǎng)進(jìn)行堆放儲(chǔ)存，皮帶的帶速取1m/s，安裝的角度為10°，則皮帶的輸送能力為：Q=3600?式中，Q—為輸送能力，該段為24.95t/hFb—v—輸送帶運(yùn)行速度，取1m/sρ—物料的堆積密度，約0.7t/mc—系數(shù)，取c=0.95對(duì)于槽型輸送帶上物料堆積的斷面積為F其中，膠帶的槽角a選取10°則0.01=0.16×（1.57?0.96×B2）所以帶寬為：B=1.25m，取帶寬為1400mm。(2)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算NNNNN又由于傳動(dòng)滾筒的η=0.90，因此電動(dòng)機(jī)功率為：N=1.2.4.8輸送帶8(1)帶寬的確定本條輸送帶作用是將經(jīng)過篩分的5-10mm的骨料運(yùn)輸?shù)疆a(chǎn)品堆場(chǎng)進(jìn)行堆放儲(chǔ)存，皮帶的帶速取1m/s，安裝的角度為10°，則皮帶的輸送能力為：Q=3600?式中，Q—為輸送能力，該段為17.82t/hFb—v—輸送帶運(yùn)行速度，取1m/sρ—物料的堆積密度，約0.7t/mc—系數(shù)，取c=0.95對(duì)于槽型輸送帶上物料堆積的斷面積為F其中，膠帶的槽角a