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固体废物的破碎实验

实验一固体废物的破碎实验

一、实验目的

本实验为验证型实验。通过学习设计固体废物的破碎实验，使学生初步了解破碎技术的原理和特点，掌握固体废物破碎设备和流程的相关知识。

二、实验原理

固体废物破碎是利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程。磨碎是使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程。固体废物经破碎和磨碎后，粒度变得小而均匀，其目的如下：

（1）原来不均匀的固体废物经破碎和粉磨之后容易均匀一致，可提高焚烧、热解、熔烧、压缩等作业的稳定性和处理效率。

（2）固体废物粉碎后堆积密度减少，体积减少，便于压缩、运输、贮存和高密度填埋和加速复土还原。

（3）固体废物粉碎后，原来联生在一起的矿物或联结在一起的异种材料等单体分离，便于从中分选、拣选回收有价物质和材料。

（4）防止粗大、锋利废物损坏分选、焚烧、热解等设备或炉腔。

（5）为固体废物的下一步加工和资源化做准备。

在工程设计中，破碎比常采用废物破碎前的最大粒度（Dmax）与破碎后的最大粒度（dmax）之比来计算。这一破碎比称为极限破碎比。

在科研理论研究中破碎比常采用废物破碎前的平均粒度（Dcp）与破碎后的平均粒度（dcp）之比来计算。这一破碎比称为真实破碎比，能较真实的反映废物的破碎程度。

通常，根据最大物料直径来选择破碎机给料口的宽度。

三、破碎设备与原理

破碎固体废物常用的破碎机类型有颚式破碎机、冲击式破碎机、辊式破碎机、剪切式破碎机、球磨机及特殊破碎等。本实验采用的是颚式破碎机。

固体废物处理设备

颚式破碎机出现于1858年。它虽然是一种古老的破碎设备，但是由于具有构造简单、工作可靠、制造容易、维修方便等优点，所以至今仍获得广泛应用。

颚式破碎机通常都是按照可动颚板（动颚）的运动特性来进行分类的，工业中应用最广的主要有以下两种类型：动颚作简单摆动的双肘板机构（简摆式）的颚式破碎机、动颚做复杂摆动的单肘板机构（复摆式）的颚式破碎机。

近年来，液压技术在破碎设备上得到应用，出现了液压颚式破碎机。

（1）简单摆动颚式破碎机图1为国产2100mm×1500mm简单摆动颚式破碎机的构造图。

它主要是由机架、工作机构、传动机构、保险装置等部分组成。皮带轮带动偏心轴旋旋转时，偏心顶点牵动连杆上下运动，也就牵动前后推力板作舒张及收缩运动，从而使动颚时而靠近固定颚，时而又离开固定颚。动颚靠近固定颚时就对破碎腔内的物料进行压碎、劈碎及折断。破碎后的物料在动颚后退时靠自重从破碎腔内落下。

图1 简单摆动颚式破碎机

1－机架； 2－破碎齿板； 3－侧面衬板； 4－破碎齿板；5－可动颚板； 6－心轴； 7－飞轮；

8－偏心轴； 9－边杆；10－弹簧；11－拉杆；12－砌块；13－后推力板；14－肘板支座；15－前推力板

（2）复杂摆动颚式破碎机。图2为复杂摆动颚式破碎机的构造。从构造上看，复杂摆动颚式破碎机与简单摆动颚式破碎机的区别只是少了一根动颚悬挂的心轴。动顎与连杆合为一个部件，没有垂直连杆，肘板也只有一块。可见，复杂摆动颚式破碎机构造简单，但动颚的运动却较简单摆动颚式破碎机复杂，动顎在水平方向有摆动，同时在垂直方向也有运动，是一种复杂运动，故称复杂摆动颚式破碎机。

图2复杂摆动颚式破碎机

1－机架； 2 -可动板； 3－固定颚板； 4、5－破碎齿板； 6－偏心转动轴； 7－轴

孔；8－飞轮；9－肘板；10－调节楔；11－楔块；12－水平拉杆； 13－弹簧

复杂摆动颚式破碎机的优点是破碎产品较细，破碎比大（一般可达4～8，简摆只能达3～6）。规格相同时，复摆型比简摆型破碎能力高20%～30%。

四、实验内容及步骤

1．实验设备

颚式破碎机主要用于破碎各种中等硬度的岩石、矿石和固体废物，是冶金、环境、建材化工等行业及其实验室中的重要设备。

本实验采用的是复摆型颚式破碎机。要求被破碎物料的抗压强度不超过1500kg/cm3。EP60×100型破碎机主要技术参数：

进料口尺寸	EP60×100
最大进料尺寸	50mm
排料口尺寸	1~8mm
主轴转速	360r/min
生产能力	0.15~0.5t
配套动力	1.5kW
额定电压	380V
机器重量	135kg

2．设备使用时应该注意的事项

（1）机体安装基础必须牢靠、平整，以防机体受力不均引起破裂。

（2）试车前必须检查破碎机的各个紧固件是否紧固，用手转动皮带轮观其是否灵活，发现不正常，查明原因应予以排除方可试车。

（3）试车必须空载试车，空载试车时旋动小手轮以检查调节机构是否灵活、有无润滑油，空载 10分钟后无异常现象方可使用。

（4）破碎物料的硬度最好不要超过中等硬度，以免加快零件的损坏减少寿命。

（5）为了出料方便，安装时可适当提高整机的安装高度。

3．实验材料的准备及实验

（1）自备典型城市生活垃圾、工业垃圾、建筑垃圾等0.5kg左右。

（2）分选可以用颚式破碎机破碎的垃圾，最大尺寸小于50mm。

（3）实验操作过程要做好记录：根据破碎机使用说明，确定实验步骤，观察破碎前后物料的物理尺寸和表面化学变化，并对实验材料破碎前后体积和质量进行详细的记录。

（4）启动破碎机数分钟后，将垃圾投入破碎机进行破碎。

（5）将破碎样品收集，用孔径2mm的筛子进行筛分。

（6）根据以上实验记录及数据计算，完成实验报告，并对实验结果进行讨论，分析误差产生原因，并提出实验改进意见与建议。

4．实验结果处理

（1）实验结果计算：根据实验过程的数据记录，对固体废物堆积密度及变化、体积减少百分比、破碎比进行计算。

（2）计算筛下物质量占总质量的百分比。

数据的记录及部分数据计算填入下表：

破碎	破碎前	破碎后	破碎后物料筛分	筛上物	筛下物
固体废物总质量/g			质量/g
固体废物总体积/ml			总体积/ml
堆积密度/g/m3			堆积密度/g/m3
最大粒径/mm