绿色包装与环保 第三章

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,第三章 包装材料的回收与回收处理,2,废弃物处理不当引发安全事故,*,美国的密苏里州事件：,70,年代，美国的密苏里州，将混有,2,，,3,，,7,，,8,TCDD,（,2,，,3,，,7,，,8,四氯二苯,-,对二噁英）有机有毒化学污泥废渣的沥青铺路，造成土壤中深达,60cm,的污染，致使大批牲畜死亡，人产生各种怪疾，后美国环保局花,3300,万美元，买下该城镇的全部地产，居民搬适，并赔偿。,美国的罗芙运河,（,Love Canal,）,事件：,1930,1953,年，美国胡克化学工业公司在纽约州尼亚加拉瀑布附近的罗芙运河废河谷填埋了,2800,多吨桶装有害固废，,1953,年填平覆土，在上面兴建了学校和住宅。,1978,年，由于大雨和融化的冰雪造成有害,废物,3,外溢，以后，陆续发现该地区井水变臭，婴儿畸型，居民身患怪疾。检测结果发现：该地区大气中有害物浓度超标,500,多倍，有毒物质,82,种，致癌物质,11,种。总统颁布紧急法令，封闭住宅，关闭学校，居民全部迁居，拨款,2700,万元补救治理。,*铁合金厂事件,:,我国一家铁合金厂的铬（,Cr chrome,）渣堆场缺乏防渗措施，,6,价铬污染了,20,多,km,2,的地下水，致使,7,个村,1800,多眼井无法饮用，工厂先后花费,7000,万元用于赔款和补救。,*锡矿事件：,我国某锡矿，含砷废渣长期堆放（,As arsenic,），渗滤污染水井，曾一次造成,308,人中毒，,6,人死亡。,*印尼万隆事件：,2005,年,2,月,22,日报道：印尼万隆一垃圾填埋场高,10m,，崩塌，造成,10,人死亡。,4,第一节 概述,包装材料回收,就是将使用后包装或用后包装材料，即将或已进入废物箱或垃圾场时对其收集起来的活动。,这些包装与包装材料收集后送往专门的地方进行有价值的处理与加工。,包装材料回收的意义,减少污染。,节约能源。,包装的回收可节约能源。其节约的能源量依其生产所耗的能量及所要回收的材料类别而定。,5,6,节省资源。,包装材料的回收可节省宝贵的资源。许多包装材料的回收再利用制造的包装与用原材料所生产的包装价值差异不大，或加入少量的原材料即可以提高其,性能（如强度和韧性等）。,全世界包装废弃物所形成的固体垃圾占城市垃圾的三分之一，在我国这个比例超过了百分之十。但是回收和综合资源利用率极低，例如，纸包装回收率仅为,20,25,，塑料包装回收率只有,15,。实现包装废弃物的正确流向可以带来不可估量的经济效益和社会效益，这对于经济实力仍有待提高，人均资源严重匮乏的我国尤为重要。,7,第二节 包装材料成功回收的衡量标准,包装材料的两种回收体制,政府行为的回收体制,由政府出面设立的相应机构，由该机构对包装废弃物进行回收专营。,像我国的环卫机构和废弃物回收公司。,市场行为的回收体制,完全由市场规律决定其运作，主要以价值与效益为目的。,回收品种具有选择性的特点，回收品种主要受市场价格的变动所影响。如自发形成的废品回收企业和废物回收个体经营者。,比较,政府行为受到很多因素的制约，表现突击性和被动性；市场行为的回收体制最具有生命力，但是需要管理部门建立健全的回收管理法规。,8,成功回收的标准,包装废物回收是否成功的衡量标准,有连续不断的包装废料来源,有可行的回收和再处理等,用废料再生产出来的产品有用途，并有市场,具有良好的经济效益,以上标准缺一不可。影响经济效益方面的因素包括收集的方便性和处理方法的成本。废料加工的产品的销售价格受市场左右，由于回收的废料和再加工产品价格的下跌，可能会使回收的经济性从获益转向亏损。,9,第三节 包装材料的回收方式,包装材料回收分别可从,管理,和,技术,角度加以分类。,包装材料的管理回收方式,组织回收,由专门的组织机构或企业团体所进行的回收。,政府组织团体回收方式,社会团体回收式,相关活动回收式,企业回收方式,自发回收,自发回收指那些以回收包装废物为主业所进行的经常性或临时性的回收。,10,被动回收,指受到相关政策的制约，或受到某些法规的限制而必须进行的包装废物回收方式。,税收制约,指某些包装的生产、销售通过加大税金来限制生产，而对其回收再生产则降低枧金。,回收指标制约,指有关执法部门对某些包装或某些地区所消费的包装确定回收量，或限制环境中的废弃包装总量。,污染指标制约,指环境中的污染物、有关执法或管理机构对其制定出严格的指际，限制其废弃物的总量，并作为一个评定或者处罚标准。,押金制约包装回收,又称保证金回收方式。它是按回收的百分比退还消费时所押的保证金，然后将回收的包装返回产品制造商。这种方法又称为,“,强制保证金法,”,。,主动回收,指那种给消费者带来某些好处和利益的回收措施。,集中分类收集回收,由相关的部门与消费者形成某种契约而进行的回收。,废物流动回收,从消费者那里收购包装废弃物，而不是要求他们把包装废弃物送到收集点。,11,包装材料的技术回收方式,定点容器式回收,可移定点容器式,实施要求：,回收点的选择,回收容器的选择,固定构筑物式,特点：,有大有小,设置分类隔栅和进出阀门,排水干燥附件,清运难度大，不易于机械化回收利用,12,大楼型居住区的垃圾楼道收集方式是构筑物式的一种特殊形式，节约了居民的家务劳动量，实现了容量化。,13,定时容器式回收,不设置固定的回收点，直接用清运车回收居民区包装废料。,定时专用容器式 配合高级住宅区独家院式的生活方式设置的,定时普通容器式 一般与垃圾回收站用的设备相配套,特殊包装废物回收装置回收,为特殊区域包装废物回收服务的装置。一般与垃圾回收系统配套使用。,楼道式,气动输送式 是一种气动元件与机械装置组合而成的废物回收装置。,分类收集装置回收,来源于垃圾收集分类，具体是按照类别设置回收装置。,人工分类,智能分类,14,包装的其它回收方式,包装的级数回收方式,一级回收,指按相同使用或类似于原来用途的方式利用回收包装。包装材料不降级使用。,二级回收,指按回收后的包装改作与原包装用途不同的产品回收方式。包装材料降级使用。,三级回收,指将回收的包装制成原料，而这种原料用作生产什么尚未确定的回收方式。,四级回收,指将回收的包装焚烧掉作能源使用的回收。,包装的回路式回收方式,“,闭合回路,”,回收,回收的材料仍旧发挥其原来用途，不考虑得到的过程。,“,非闭合回路,”,回收,材料回收之后重新利用不同于原来的用途。,15,第四,节,包装材料,收集系统分析,收集系统分析,（,analysis of collection systems),是针对不同收集系统和收集方法，研究完成所需要的车辆、劳力和时间。,分析的方法是将收集活动分解成几个单元操作，根据过去的经验与数据，并估计与收集活动有关的可变因素，研究每个单元操作完成的时间。,16,生活垃圾的收集系统有两种方式：一是拖曳容器系统；二是固定容器系统。,一、拖曳容器系统,(hauled container system),17,工作模式：垃圾桶放在固定的收集点，垃圾车从调度站出来将装满废物的容器用牵引车拖拽到处置场倒空后再送回原收集点，车子再开到第二个收集点重复操做，直至一天工作日结束。,18,1,、牵引车从调度站出发到此收集线路一天的工作开始,2,、拖曳装满垃圾的垃圾桶,3,、空垃圾桶返回原放置点,4,、垃圾桶放置点,5,、提起装了垃圾的垃圾桶,6,、放回空垃圾桶,7,、开车至下一个垃圾桶放置点,8,、牵引车回调度站,9,、垃圾处理场或转运站加工场,图 拖曳容器系统 （,a,）简便模式,19,1,、垃圾桶放置点,2,、从调度站带来的空垃圾桶，一天收集线路的开始,3,、从第一个垃圾桶放置点拖到处置场,4,、处置场,5,、出空垃圾桶送到第二个垃圾桶放置点,6,、放下空垃圾桶再提起装了垃圾的垃圾桶,7,、牵引车带着空垃圾桶回调度站,图 拖曳容器系统 （,b,）交换模式,20,二、固定容器系统,(stationary container system),工作模式,：垃圾桶放在固定的收集点，垃圾车从调度站出来将垃圾桶中垃圾出空，垃圾桶放回原处，车子开到第二个收集点重复操做，直至垃圾车装满或工作日结束，将车子开到处置场出空垃圾车，垃圾车开回调度站。图是固定容器系统示意图。,21,图 固定容器系统示意图,1,、垃圾桶放置点,2,、垃圾车辆从调度站来，开始收集垃圾,3,、收集线路,4,、放置点中垃圾桶中的垃圾放到垃圾车上,5,、垃圾车驶往下一个收集点,6,、处,置场或中继站、加工场,7,、垃圾车回调度站,22,三、回收系统收集回收时间分析,意义：,23,“,拾取,”,时间,拖曳系统简便模式 ：包括牵引车从放置点到下一个放置点所需的时间,(dbc),，提起装满垃圾的垃圾桶的时间,(pc),和放下空垃圾桶的时间,(uc),。,拖曳系统的交换模式：包括提起装满垃圾的垃圾桶的时间和在另一个放置点放下空垃圾桶的时间,。,固定容器系统：包括从收集线路上所有装了垃圾的垃圾桶中将垃圾出空到垃圾车上所花费的时间。,24,2,运输时间,拖曳容器系统,:,指牵引车将装满垃圾的垃圾桶从放置点拖到处置场和将空垃圾桶从处置场拖到垃圾桶放置点所需要的时间。,固定容器系统,:,指垃圾车装满后或从收集线路的最后一个放置点开车到处置场和出空垃圾后再从处置场开车到下一个收集线路的第一个放置点所需的时间。,25,3,在处置场所花费的时间,包括在处置场等待卸车的时间和出空垃圾的时间,。,26,4,非生产时间,27,一,),拖曳容器系统,在拖曳容器系统中，每收集一桶垃圾所需时间用下式表示：,T,hcs,=,（,P,hcs,+S+h,）,/,（,1,）,-1,式中：,T,hcs,拖曳垃圾桶每个双程所需时间，,h,；,P,hcs,每个双程拾取花费的时间，,h,；,h,每个双程运输花费的时间，,h,；,S,在处置场花费的时间，,h,；,非生产性时间因子（,%,）。,28,当拾取时间与在处置场的时间相对稳定时，运输时间决定于车辆速度和运输距离。从不同的收集车辆得到的数据，用下式可近似的求得运输时间：,h = +bx-,-2,式中：,h-,每个双程运输的时间，,h,；,a-,经验常数，,h,；,b-,经验常数，,h,km,；,x-,每个双程的运输距离,km,。,a,、,b,二个数值是由经验取得，称为车辆速度常数，它们的数值与车辆速度极限有关，它们的关系见表。,29,将式,2,代入式,1,，得到每个双程的时间；,T,hcs,=(P,hcs,+S+a+bx),(1,) -3,30,在拖曳容器系统，每个双程的拾取时间按定义为；,P,hcs,=,pc,+,uc,+,dbc,-4,式中：,pc,提起装满垃圾的垃圾桶需要的时间，,h,；,uc,放下空垃圾桶需要的时间，,h,；,dbc,牵引车驶于垃圾桶放置点之间需要的时间，,h,。,在计算每个双程拾取时间时，如果牵引车驶于垃圾桶放置点之间需要的平均时间不知道，可利用式,2,估计出时间，式中垃圾桶之间距离代替双程旅程的运输距离。,31,拖曳容器系统每日每辆车的双程旅程次数可由下式决定。,N,d,=(1,)H,(P,hcs,+S+a+bx),-5,式中：,N,d,每日每辆车的双程旅程次数，,H,每个工作日的时间，,h,d,。,其他符号与前面相同。,数值在之间变化，一般操作取，在某些情况，特别是长距离，如从调度站出发及回调度站花费时间较长，应从工作日的时间中扣除。但需注意,值也应作相应的调整。,32,若已知每周需要出空的垃圾桶的数目，利用式,4,，可以计算出每辆车每周工作日：,D,w,=t,w,（,P,hcs,+S+a+bx,）,/,（,1-,）,H,-6,式中：,D,w,每周需要工作日，,d,；,t,w,每周双程旅程次数（整数）。,如果一周的旅程次数不知，可以利用下式估计：,N,w,= V,w,/ C*f,-7,式中：,N,w,一周的旅程次数；,V,w,一周废物产生量，,m,3,C,垃圾桶的平均大小；,m,3,f,加权平均垃圾桶利用因子。,33,垃圾桶的利用因子被定义为垃圾桶体积被垃圾占据的分数。因为这个分数是随垃圾桶的大小而变化的，因而在式,6,中应用了加权平均垃圾桶利用因子。加权平均垃圾桶利用因子由下式求得：,各种尺寸的垃圾桶数目乘上每种垃圾桶的利用因子的和被垃圾桶的总数去除即得加权平均垃圾桶利用因子。,34,由式,7,求得,N,W,不一定是整数，如舍去小数取低的整数，则意味着有一个或多个的容器比平时满，如将小数四舍五入取较高整数，则有一个或多于,1,个的垃圾桶不及平时满。,每周需要的劳动量可由每周工作日乘收集人员数而得。需要的收集车辆数可由下列方法决定：用每周工作天数除每周需要的次数（,D,w,），其整数即为需要的收集车辆数。如,D,w,，。圆整的结果分别为,1,，,2,，,4,。,35,二）固定容器系统,1.,机械装卸垃圾的垃圾车,2.,人工装卸垃圾的垃圾车,36,固定容器系统时间分析：,“,拾取,”,花费的时间是指在收集线路上将一个空垃圾车收集满垃圾所需要的时间，包括收集过程中将所有垃圾桶中的垃圾出空到垃圾车上所花费的时间和垃圾车在收集点之间运行的时间两部分。,运输时间是指垃圾车装满后从收集线路的最后一个放置点开车到处置场，倒空垃圾后再从处置场开车到下一个收集路线的第一个放置点所需的时间。,在处置场所花费的时间、非生产性时间同上。,37,与拖曳容器系统相似，在固定容器系统中，每个双程旅程所需的时间用下式表示：,式中：,T,scs,每个双程旅程需要的时间，,h,；,P,scs,每个双程旅程拾取所需时间，,h,；,S,在处置场的时间，,h,；,a,、,b,经验常数；,x,每个双程旅程运输距离，,km,；,非生产性时间因子。,-8,38,固定容器收集的“拾取”时间,P,scs,与拖曳容器系统的“拾取”时间,P,hcs,内容不同，其中的出空垃圾桶所需时间受装卸方式影响较大，计算方法也有所差别，下面以,机械装卸垃圾的垃圾车为例，进行,讨论。,39,对固定容器系统拾取时间由下式得到：,P,scs,=C,t,（,u,c,）,+(n,p,-1)(dbc),-9,式中：,P,scs,每个双程旅程拾取时间，,h,；,C,t,每个双程旅程出空垃圾桶的数目；,u,c,每个垃圾桶出空垃圾所需时间，,h,；,n,p,每个双程旅程垃圾桶放置点的数目；,dbc,车辆驶于垃圾桶放置点之间所花费的平均时间，,h,。,40,每个双程旅程倒空垃圾桶的数目与车辆的容积和能达到的压缩比有关。可利用下列关系式求得：,C,t,=V,r,(C,f),-10,中：,C,t,每个双程旅程出空的垃圾桶的数目；,V,一垃圾车的容积，,m,3,；,r,压缩比,;,C,垃圾桶的体积，,m,3,；,f,加权垃圾桶利用因子。,41,每周需要双程旅程次数由每周需要收集的垃圾量决定。,N,w,= V,w,/,（,V,r,）,-11,式中：,N,w,每周双程旅程次数；,V,w,每周垃圾产生量，,m,3,；,V,垃圾车的容积，,m,3,；,r,压缩比。,每周需要工作的时间可用下式计算；,D,w,= (N,w,)P,scs,+ t,w,(S+a+bx),(1-,)H ,-12,式中：,D,w,每周工作的日数，,d,；,N,w,每周双程旅程次数；,t,w,N,w,圆整后的整数；,H,工作日的时数，,h,d,。,其余符号与前面相同。,42,第五节 包装回收处理,包装回收处理定义,43,包装材料回收处理,方式：,1,、分选、,2,、清洗、,3,、材料分离、,4,、干燥,5,、破碎、,6,、压实。,44,分选,主要指将回收来的包装及包装材料按其品质类别所进行的挑选，具体的分选方式按其复用要求进行。,分选类别,材质分选,45,结构分选,复用用途分选,46,分选方法,（,1,）手工分选,47,48,清洗,包装废物的清洗可以分为型材清洗和碎材清洗。,49,塑料包装材料的清洗步骤,50,碎片。,51,材料分离,包装废物回收过程中进行分离，为尽量得到单一材料，以便之后更好的进行利用的过程叫做材料分离。,52,53,该方法适用于密度相差较大的废材料。,（一）密度分离技术,包装废物根据密度不同而进行分离的技术。,54,该法需要使用表面活性剂，适用于密度相差小的塑料。,55,56,57,58,59,60,（五）温度分离技术,根据不同塑料具有不同的温度特性而进行包装废物分离的技术叫做温度分离技术。,冷分离,各种塑料材料具有不同的玻璃化温度。利用塑料材料不同的脆化温度，将废旧塑料材料混合物分阶段逐级冷却而达到分离效果。,61,62,63,64,65,（七）,光学分离技术,根据塑料本身的物理及化学光学特性对包装废物分离的技术。,普通光学分离,66,67,68,69,附：,70,干燥,为便于贮存、运输、加工和使用，需要将生产的产品或半成品进行,除湿的操作叫做干燥。,71,划分依据：材料所含水分能否用干燥方法除去。,材料中的水分与一定温度,t,、相对湿度,的不饱和湿空气达到平衡状态，此时材料所含水分称为该空气条件,(,t,、,),下材料的,平衡水分,。,在干燥过程中能除去的水分只是材料中超出平衡水分的那一部分，称为,自由水分,。,平衡水分随材料的种类及空气的状态,(,t,，,),不同而异。,平衡水分代表材料在一定空气状况下可以干燥的限度。,平衡水分,(,equilibrium water,),和自由水分,(,free water,),72,划分依据：根据材料与水分结合力的状况,(a),结合水分,包括材料细胞壁内的水分、材料内毛细管中的水分、及以结晶水的形态存在于固体材料之中的水分等。,特点：籍化学力或物理化学力与材料相结合的，由于结合力强，其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压，致使干燥过程的传质推动力降低，故除去结合水分较困难。,结合水分,(,bound water,),与非结合水分,(,unbound water,),(b),非结合水分,包括机械地附着于固体表面的水分，如材料表面的吸附水分、较大孔隙中的水分等。,特点：材料中非结合水分与材料的结合力弱，其蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸汽压相同，干燥过程中除去非结合水分较容易。,73,材料的结合水分和非结合水分的划分只取决于材料本身的性质，而与干燥介质的状态无关；,平衡水分与自由水分则还取决于干燥介质的状态。干燥介质状态改变时，平衡水分和自由水分的数值将随之改变。,强调：,74,材料的总水分、平衡水分、自由水分、结合水分、非结合水分之间的关系见图示。,总水分,自由水分,平衡水分,非结合水分,结合水分,x,*,x,0,x,1,空气相对湿度,100%,材料的含水量,0,75,在干燥过程中材料内外的温度不一致，温度梯度促使水分传递（称为热导湿），方向是从高温到低温。,湿度梯度的形成,以上两种梯度导致的水分传递称为,内部扩散,。,湿材料表面水分的汽化，遂形成材料内部与表面的湿度差，促使材料内部的水分向表面移动。,温度梯度的形成,76,造成该分压的原因是：,外部的传质推动力：,水分由材料内部扩散到表面后，便在,表面气化,，可认为在表面附近存在一层气膜，在气膜内水蒸气分压等于材料中水分的蒸气压，水分在气相中的传质推动力为此蒸气压与气相主体中水蒸气分压之差。,对对流干燥，由于介质的不断流动，带走气化的水分；,对真空干燥而言，则是气化的水分被真空泵抽走。,水分的内部扩散,和,表面汽化,是同时进行的，但在干燥过程的不同阶段其速率不同，从而控制干燥速率的机理也不相同。原因在于受到材料的结构、性质、湿度等条件和干燥介质的影响。,77,强化措施（对对流干燥而言） ：提高空气的温度，降低相对湿度，改善空气与材料的接触和流动情况，均有助于提高干燥速率。,在干燥过程中，当材料中水分表面汽化的速率小于内部扩散的速率时，称为,表面汽化控制,；,当材料中水分表面汽化的速率大于内部扩散的速率，称为,内部扩散控制,。,强化措施：从改善内部扩散着手，如：减少材料厚度、使材料堆积疏松、搅拌或翻动材料、采用微波干燥等。,78,干燥速率：单位时间内在单位干燥面积上汽化的水分量,W,。,恒定干燥条件：干燥介质的温度、湿度、流速及与材料的接触方式，在整个干燥过程中均保持恒定。,u=dw/Ad,式中,:,u,干燥速率，,kg/m,2,h,；,W,汽化水分量，,kg,A,干燥面积，,m,2,；,干燥所需时间，,h,干燥速率,79,影响干燥速率的因素,湿材料的性质与形状：包括物理结构、化学组成、形状大小、料层厚薄及水分结合方式。,材料的湿度：材料的水分活度与湿度有关，因而影响干燥速率。,材料的温度：温度与水分的蒸气压和扩散系数有关。,干燥介质的状态：温度越高，相对湿度越低，干燥速率越大。,干燥介质的流速：由边界层理论可知，流速越大，气膜越薄，干燥速率越大。,介质与材料的接触状况：主要是指介质的流动方向。流动方向垂直于材料表面时，干燥速率最快。,80,材料预热区；,衡速干燥区；,降速干燥区,a,初始点；,b,与干燥条件相平衡的温度点；,c,临界含水率点；,d,干燥速率降速下降点；,e,平衡含水率点,c,81,a,初始点；,b,与干燥条件相平衡的温度点；,c,临界含水率点；,d,干燥速率降速下降点；,e,平衡含水率点,82,恒速干燥阶段,和,降速干燥阶段,恒速干燥阶段,：,除去的水分是非结合水；,属于表面汽化控制阶段；,材料表面的温度始终保持为湿球温度；,干燥速率的大小，主要取决于空气的性质，而与材料的性质关系很小。,83,临界点：,临界含水量,Xc,，该点的干燥速率,Uc,等于等速阶段的干燥速率。,X,c,越大，则会过早的转入降速干燥阶段，使在相同的干燥任务下所需的干燥时间加长。临界含水量与材料的性质、厚度、干燥速率有关。,84,第二降速阶段,（,de,段）：水分的汽化面逐渐向材料内部移动，从而使热、质传递途径加长，阻力增大，造成干燥速率下降变缓。,降速干燥阶段特点：,干燥速率主要决定于材料本身的结构、形状和大小等。而与空气的性质关系很小。,材料表面的温度不断上升，而最后接近于空气的温度。,第一降速阶段,（,cd,段）：材料内部水分扩散速率小于表面水分在湿球温度下的汽化速率，这时材料表面不能维持全面湿润而形成“干区”，导致干燥速率下降。,降速干燥阶段：如,ce,段所示,85,86,87,88,干燥器的分类,按操作压强分：,常压干燥器、真空干燥器,；,按供热方式分：,对流、传导、辐射、介电加热；,按操作方式分：,连续式、间歇式；,按介质和材料的相对运动方向分：,并流、逆流、错流干燥器,89,箱式干燥器,a,厢式干燥器（盘式干燥器）,90,车厢式干燥器,b,91,92,湿材料进口,干燥产品,热空气,废气,带式干燥器是使用环带作为输送材料的干燥器。运输带通常用帆布、橡胶、金属丝网制成，以金属丝网居多。,带式干燥器,93,湿材料,气流式干燥系统,干燥管,干材料,旋风分离器,蒸汽,冷凝水,冷空气,热空气,板式换热器,废气,风机,94,流化床式干燥器,沸腾床干燥器（,流化床干燥,）,95,多室式流化床干燥器,96,喷动床干燥器,干材料,干材料,废气,风机,旋风分离器,喷动床干燥器,湿材料,97,废气,干材料,旋风分离器,蒸汽,冷凝水,冷空气,热空气,板式换热器,喷雾干燥器（,spray dryer,）,98,离心式喷雾器,压力式喷雾器,气流式喷雾器,99,例,某材料在,20,和,j,=60%,的空气中的平衡湿含量为,X,水分,/kg,干料,。今有湿含量,w,1,=79%,（湿基）的该材料,1t,，问在上述介质中进行干燥可能除去的最大水分含量是多少？不能除去的水分含量是多少？,100,101,固体废物的机械强度,是指固体废物抗破碎的阻力。通常,用,静载下测定的,抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度来表示,。其中抗压强度最大，抗剪强度次之，抗弯强度较小，抗拉强度最小。一般以固体废物的抗压强度为标准衡量。抗压强度大于,250MPa,者为,坚硬固体废物,；,40,250MPa,者为,中硬固体废物,；,小于,40MPa,者为,软固体废物,。,102,结构,缺陷,硬度,韧性,解理,影响破碎,效果因素,邦德功指数；莫氏硬度（,10,级）；普氏硬度系数,f,压,极完全、完全、中等、不完全和极不完全解理,脆性,柔性,延展性挠性,弹性等,细块材料机构缺陷少，难磨；粗块多，易碎,抗压强度,抗剪切强度,抗弯强度,抗拉强度,103,固体废物的机械强度与废物颗粒的粒度有关，粒度小的废物颗粒，其宏观和微观裂缝比大粒度颗粒要少，因而机械强度较高。在实际工程中，鉴于固体废物的硬度在一定程度上反应废物破碎的难易程度，,因而可以用废物的硬度表示其可碎性,。,在需要破碎的废物中，大多数呈现脆性，废物在断裂之前的塑性变形很小。但有一些需要破碎的废物在常温下呈现较高的韧性和塑性，这些废物用传统的破碎机难以破碎，需要采取特殊的措施。,如,废橡胶在压力作用下能产生较大的塑性变形而不断裂，但可利用其低温变脆的特性而有效地破碎。,又如,破碎金属切削下来的金属屑，压力只能使其压实成团，但不能随成小片或小条、粉末，必须采用特制的金属切削破碎机进行有效地破碎。,104,（一）破碎比与破碎段,在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比，表示废物粒度在破碎过程中减小的倍数，即表征废物被破碎的程度。,破碎机的能量消耗和处理能力都与破碎比有关。破碎比的计算方法如下：,用废物破碎前的最大粒度,(D,max,),与破碎后最大粒度,(d,max,),的比值来确定破碎比（,i,）：,i,D,max,/ d,max,用该法确定的破碎比称为,极限破碎比,，在工程设计中常被采用。根据最大块直径来选择破碎机给料口宽度。,105,2.,用废物破碎前的平均粒度（,D,cp,）与破碎后平均粒度（,d,cp,）的比值确定破碎比（,i,）,i,D,cp,/ d,cp,该法确定的破碎比称为,真实破碎比,，能较真实地反映破碎程度，所以，在科研及理论研究中常被采用。,一般破碎机的平均破碎比在,3,30,之间；磨碎机破碎比可达,40,400,以上。,106,固体废物每经过一次破碎机或磨碎机称为一个破碎段。若要求的破碎比不大，一段破碎即可满足。但对固体废物的分选，例如，浮选、磁选、电选等工艺来说，由于要求的入选粒度很细，破碎比很大，往往需要把几台破碎机依次串联，或根据需要把破碎机和磨碎机依次串联组成破碎和磨碎流程。对固体废物进行多次（段）破碎，其总破碎比等于各段破碎比（,i,1,，,i,2,，,，,i,n,）的乘积，即：,i,i,1, i,2,i,3,i,n,破碎段数是决定破碎工艺流程的基本指标，它主要决定破碎废物的原始粒度和最终粒度。破碎段数越多，破碎流程就越复杂，工程投资相应增加，因此，在可能的条件下，应尽量采用一段或两段破碎流程。,107,（二）破碎流程,根据固体废物的性质、粒度大小，要求的破碎比和破碎机的类型，每段破碎流程可以由不同的组合方式。破碎机常和筛子配用组成破碎流程。,1.,单纯的破碎流程,具有流程和破碎机组合简单、操作控制方便、占地面积少等优点，但只适用于对破碎产品粒度要求不高的场合。,2.,带有预先筛分的破碎流程,其特点是预先筛除废物中不需要破碎的细粒，相对地减少了进入破碎机的总给料量，同时有利于节能。,3.,带有检查筛分的后两种破碎流程,其特点是能够将破碎产物中一部分大于所要求的产品粒度颗粒分离出来，送回破碎机进行再破碎，因此，可获得全部符合粒度要求的产品。,108,湿式破碎,湿式破碎是利用特制的破碎机将投入机内的含纸垃圾和大量水流一起剧烈搅拌和破碎成为浆液的过程，从而可以回收垃圾中的纸纤维。这种使含纸垃圾浆液化的特制破碎机称为湿式破碎机。,在该机原形槽底设有多孔筛，靠筛上安装的切割回转器的旋转使投入的含纸垃圾随大量水流一起在水槽中剧烈回旋搅拌和破碎成为浆液。浆液由底部筛孔排出，经固液分离将其中残渣分离出来，纸浆送至纸浆纤维回收工序进行洗涤、过筛脱水。难以破碎的筛上物质（入金属等）从破碎机侧口排出，再用斗式脱水提升机送至装有磁选器的皮带运输机，将铁与非铁物质分离。,109,优点,在化学物质、纸和纸浆、矿物等处理中均可使用，可以回收纸纤维、玻璃、铁和有色金属，剩余泥土等可做堆肥,脱水有机残渣，无论质,量、粒度大小等变化都小,不会产生噪声、发,热和爆炸的危险性,垃圾变均质浆状物，,可按流体处理,不会孳生蚊蝇和恶,臭，符合卫生条件,湿式破碎,110,半湿式选择性破碎分选是利用城市垃圾中各种不同物质的强度和脆性的差异，在一定湿度下破碎成不同粒度的碎块，然后通过不同筛孔加以分离的过程。该过程是在半湿（加少量水）状态下，通过兼有选择性破碎和筛分两种功能的装置中实现的，因此，把这种装置称为,半湿式选择性破碎分选机,。,半湿式破碎,111,设备,该机由两段不同筛孔的外旋转圆筒筛和筛内与之反向旋转的破碎板构成。垃圾给入圆筒筛首端，并随筛壁上升尔后在重力作用下抛落，同时被反向旋转的破碎板撞击，垃圾中脆性物质（如玻璃、陶瓷等）被破碎成细粒碎片，通过,第一段筛网,排出，剩余垃圾进入第二段筒筛，此段喷射水分，中等强度的纸类被破碎板破碎，从,第二段筛网,排出。最后剩余的垃圾（主要是金属、塑料、橡胶、木材、皮革等）从,第三段,排出。,112,半湿式选择性破碎分选的,优点,能使各种废弃物在一台设备中同时进行破碎和分选作业；,可有效地回收废弃物中的有用物质。从第一组产物中可得到纯度为,80,的堆肥原料厨房垃圾；从第二组产物中可回收纯度为,85,95,的纸类；从第三组产物中可得纯度为,95,的塑料类，回收非铁纯度达,98,；,对进料的适应性好，易破碎的废物首先破碎并及时排出，不会产生过粉碎现象。,113,低温破碎,对于在常温下难以破碎的固体废物（如汽车轮胎、包覆电线、废家用电器等），可利用其低温变脆的性能而有效地破碎；亦可利用不同的物质脆化温度的差异进行选择性破碎，即所谓低温破碎技术。,低温破碎通常采用,液氮,作致冷剂。液氮具有致冷温度低、无毒、无爆炸危险等优点。但制备液氮需耗用大量能源，故低温破碎的对象仅限于常温难破碎的废物，如橡胶和塑料。,低温破碎时，将固体废物如钢丝胶管、汽车轮胎、塑料或橡胶包覆电线电缆、废家用电器等复合制品，先投入预冷装置，再进入浸没冷却装置，橡胶、塑料等易冷脆物质迅速脆化，送入高速冲击破碎机破碎，使易碎物质脱落粉碎。破碎产物再进入各种分选设备进行分选。,低温破碎与常温破碎相比，动力消耗可减至,1/4,以下噪声降低,4dB,，振动减轻,1/4 1/5,。,114,1.,塑料低温破碎,对塑料低温破碎的结果表明：各种塑料的脆化点聚氯乙稀为,-5,-20,、聚乙烯为,-95,-135,、聚丙烯为,0,-20,。将塑料放在,4m,长皮带运输机上，再装有,300mm,厚隔热板的冷却槽内移动。从槽顶喷入液氮，,4min,后温度降至,-75,；,62min,后温度降至,-167,。采用仅具有拉伸、弯曲、压缩作用力的破碎机时，所需动力大于常温破碎。采用冲击式破碎时，则低温破碎所需动力比常温破碎要小得多。,2.,从有色金属混合物、废轮胎、包覆电线等废物中回收铜、铝及锌的低温破碎,研究结果表明，对,25,75mm,大小的混合金属用锤碎机低温破碎（,-72,，,1min,）,25mm,以下产物中可回收,97,的铜，,100,的铝（不含锌）；,25mm,以上产物中可回收的铜，,100,的锌（不含铝），说明能进行选择性破碎分选。,3.,汽车轮胎的低温破碎,经皮带运输机送来的废轮胎采用穿孔机穿孔后，经喷洒式冷却装置预冷，再送浸没冷却装置冷却。通过辊式破碎机破碎分离成,“,橡胶和夹丝布,”,与,“,车轮圆缘,”,两部分。然后送至安有磁选机的皮带运输机进行磁选。前者经锤碎机二次破碎后送筛选机分离成不同粒度的产品，送至再生利用工序。,115,颗粒有球形、片状、,柱状等,表征不同粒级的颗,粒相对量,破碎机，,330,磨碎机，,40400,表示废物被破碎,的程度,球体等效直径、,有效直径和筛径,累积曲线,频度曲线,真实破碎比,极限破碎比,破碎段,破碎比,颗粒级分布,颗粒的粒度,破碎效果及度量,116,常见破,碎设备,颚式破碎机,简单摆动式,复杂摆动式,综合摆动式,锤式破碎机,Hammer Mills,式,BJD,型,Movorotor,型双转子,辊式破碎机,光辊、齿辊,单齿辊,双齿辊,粉磨机,球磨机,自磨机,剪切破碎机,Von Roll,型往复式,Lincle-mann,型,旋转剪切式,冲击式破碎机,Universa,型,Hazemag,型,117,1,、颚式破碎机颚式破碎机有简单摆动式和复杂摆动式两种类型。,（一）简单摆动颚式破碎机,国产简单摆动式颚式破碎机,主要由机架、工作机构、传动机构、保险装置等部分组成。工作原理是，皮带轮带动偏心轴,旋转时，偏心顶点牵引连杆上下运动，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材料进行压碎、劈碎及折断。破碎后的材料再动颚后退时靠自重从破碎腔内落下。,118,（二）复杂摆动颚式破碎机,复杂摆动颚式破碎机与简单摆动颚式破碎机的区别是少了一根动颚悬挂的心轴，动颚与连杆合为一个部件，无垂直连杆，肘板也只有一块。可见，复杂摆动颚式破碎机结构简单。但动颚的运动却较简单摆动颚式破碎机复杂，动颚在水平方向有摆动，同时在垂直方向也运动，是一种复杂运动，故称复杂摆动颚式破碎机。,其优点是破碎产品较细，破碎比大（一般可达,4,8,、简摆型只能达,3,6,）。规格相同时，复摆型比简摆型破碎能力高,20,30,。,119,特点即应用,颚式破碎机,具有结构简单、坚固、维修方便、高度小、工作可靠等特点。,在固体废物破碎处理中，主要用于破碎强度及韧性高、腐蚀性强的废物。,例如，煤矸石作为沸腾炉燃料，制砖和水泥原料时的破碎等。既可用于粗碎，也可用于中、细碎。,120,2,、锤式和冲击式破碎机（一）锤式破碎机,（,1,）,.,锤式破碎机类型,按转子数目可分为两类：一类是单转子锤式破碎机（只有一个转子）；另一类是双转子锤式破碎机（有两个作相对回转的转子）。单转子破碎机根据转子的旋转方向，又可分为可逆式（转子可两个方向转动）和不可逆式（转子只能一个方向转动）。工作原理：固体废物自上部给料口给入机内，立即遭受高速旋转的锤子的打击、冲击、剪切、研磨等作用而被破碎。锤子以铰链方式装在各圆盘之间的销,121,轴上，可以在销轴上摆动。电动机带动主轴、圆盘，销轴及锤子以高速旋转。这个包括主轴、圆盘、销轴和锤子的部件称为转子。在转子的下部设有筛板，破碎材料中小于筛孔尺寸的细粒通过筛板排出；大于筛孔尺寸的粗粒被阻留在筛板上并继续受到锤子的打击和研磨，最后通过筛板排出。,目前专用于破碎固体废物的颚式破碎机有：,（,1,）,BJD,型普通锤式破碎机；,（,2,）,BJD,型破碎金属切屑锤式破碎机；,（,3,）,Hammer Mills,型锤式破碎机；,（,4,）,Novorotor,型双转子锤式破碎机；,122,（,2).,锤式破碎机的应用,锤式破碎机主要用于破碎中等硬度且腐蚀性弱的固体废物。,例如，煤矸石经过一次破碎后小于,25mm,的粒度达,95,可送至球磨机磨细制造水泥。还可破碎含水分及油脂的有机物、纤维结构、弹性和韧性较强的木块、石棉水泥废料、回收石棉纤维和金属切屑等。,123,（二）冲击式破碎机,(1).,冲击式破碎机的类型,a. Unixersa,型冲击式破碎机；,型冲击式破碎机,(2).,冲击式破碎机的特点和应用,冲击式破碎机,具有破碎比大、适应性强、构造简单、外形尺寸小、操作方便、易于维护等特点。,适用于破碎中等硬度、软质、脆性、韧性以及纤维状等多种固体废物,。我国在水泥、火力发电、玻璃、化工、建材、冶金等工业部门广泛应用。,124,3,、剪切式破碎机,剪切式破碎机,是通过固定刀和可动刀（往复式刀或旋转式刀）之间的齿和作用，将固体废物切开或割裂成适宜的形状和尺寸，特别,适合破碎低二氧化硅含量的松散材料,。,（一）,Von Roll,型剪切式破碎机,它由可动机架和固定框架构成。往复刀和固定刀交错排列。开口状态时，从侧面看，往复刀与固定刀呈,V,字形。废物由上方给入，当,V,字形闭合时，废物被挤压破碎。虽然驱动速度慢，但驱动力很大。当破碎阻力超过最大值,125,时，破碎机自然开启，避免损坏刀具。处理量,80,150m3/h,（因废物种类而异），剪切尺寸,300mm,。剪切普通钢废物时厚度达,200mm,。适用于城市垃圾焚烧厂的废物破碎。,（二）,Lindemann,型剪切式破碎机,它借助预压机压缩盖的闭合将废物压碎，然后再经剪切机剪断，剪切长度由推杆控制。,（三）旋转剪切式破碎机,废物给入料斗，被夹在旋转刀和固定刀之间的间隙内而被剪切破碎，破碎产品下落经筛缝排出机外。该机的缺点是当混进硬度大的杂物时，易发生操作事故。,126,4,、辊式破碎机,（一）辊式破碎机类型,按辊子特点分为光辊破碎机和齿辊破碎机。光辊破碎机的辊子表面光滑，靠压挤破碎兼有研磨作用，用于硬度大的固体废物的中碎和细碎。齿辊破碎机辊子表面有齿牙，主要破碎形式是劈碎。,用于破碎脆性和含泥粘性废物。,齿辊破碎机按齿辊数目又可分为单齿辊和双齿辊破碎机两种。,a.,双齿辊破碎机,它由两个相对转动的齿辊组成，固体废物由上方给入两齿辊中间，当两齿辊同步相对转动时，辊面上,127,的齿牙将材料咬住并加以劈碎，破碎后产品随齿辊转动从下部排出。破碎产品粒度由两齿辊的间隙决定。,b.,单齿辊破碎机,单齿辊破碎机由一个旋转的齿辊和一个固定的弧形破碎板组成。固体废物由上方给入破碎腔，大块材料在破碎腔上部被长齿劈碎，随后继续落在破碎腔下部进一步被齿辊轧碎，合格破碎产品从下部缝隙排出。,（二）辊式破碎机的特点,辊式破碎机的特点是能耗低、产品过度粉碎程度小，构造简单，工作可靠等。,128,5,、球磨机,（一）球磨机的构造和工作原理,主要由圆柱形筒体、端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿圈等部件组成。筒体内装有直径为,25,150mm,钢球，其装入量为整个筒体有效容积的,25,50,。筒体内壁设有衬板，除防止筒体磨损外，兼有提升钢球的作用。筒体两端的中轴颈有两个作用：一是起轴颈的支撑作,129,用，使球磨机全部重量经中空轴颈传给轴承和机座；二是起给料和排料的漏斗作用。电动机通过联轴器和小齿轮带动大齿圈和筒体缓缓转动。当筒体转动时，在摩擦力、离心力和衬板共同作用下，钢球和材料被衬板提升。当提升到一定高度后，在钢球和材料本身重力作用下，产生自由泻落和抛落，从而对筒体内底脚区内的材料产生冲击和研磨作用，使材料粉碎。材料达到磨碎细度要求后，由风机抽出。,130,（二）,球磨机,的应用,磨碎在固体废物处理与利用中占有重要地位。,非常适合处理矿业废物和工业废物。,例如，在煤矸石生产水泥、砖瓦、矸石棉、化肥和提取化工原料等；在硫铁矿烧渣炼铁制造球团，回收有色金属、制造铁粉和化工原料、生产铸石等；电石渣生产水泥、砖瓦、回收化工原料等；钢渣生产水泥、砖瓦、化肥、溶剂等过程都离不开球磨机对固体废物的磨碎。,131,总之，选择破碎机类型时，必须综合考虑下列因素：,所需要的破碎能力以及处理量；,固体废物的性质（如破碎特性、硬度、密度、形状、含水率等）和颗粒的大小；,对破碎产品粒径大小、粒度组成、形状的要求；,供料方式；,安装操作场所情况等；,需考虑节能。,132,133,压实的三个阶段为：,1.,低压下颗粒的重排，密度稍有增加；,2.,在颗粒的屈服强度以上，颗粒间的结构孔因为颗粒破碎或变形而减少；,3.,颗粒间的结构孔大多数得到消除，颗粒内的粒子重排引起高压下的密度增长。,屈服强度：,材料在应力下发生应变。在应力不增加的情况下持续应变，这个应力就是材料的屈服点，应力和材料横截面积的比值就是屈服强度。,134,135,136,137,138,139,压,实,器,固定式压实器,卧式压实器、三向联合压实器、回转式压实器、袋式压实器。,基本参数：装料截面尺寸、循环时间、压面上的压力、压面行程长度、体积排率,移动式压实器,碾（滚压）压实机、夯实压实机、振动压实机。轮胎式或履带式压土机、钢轮式布料压实器等。,垃圾填埋场或垃圾车使用。,根据废物性质如含水率、后续处理要求（压缩比）选用不同设备,140,141,2,、回转式压实器,图是回转式压实器的示意图。废物装入容器单元后，先按水平式压头,1,的方向压缩，然后按箭头的运动方向驱动旋动式压头,2,，使废物致密化，最后按水平压头,3,的运动方向将废物庄至一定尺寸排出。,142,143,3,三向联合式压实器,图是适合于压实松散金属废物的三向联合式压实器。它具有三个互相垂直的压头，金属等类废物被置于容器单元内，而后依次启动,1,、,2,、,3,三个压头，逐渐使固体废物的空间体积缩小，容重增大，最终达到一定的尺寸。压后尺寸一般在,200,1000mm,之间。,144,145,146,附：,方法一：加热减压,方法二：溶剂处理,147,本章结束,148,第,2,章：包装材料的回收与回收处理,第一节 概述,包装材料回收,包装材料回收的意义,第二节 包装材料成功回收的衡量标准,包装材料的两种回收体制,成功回收的标准,第三节 包装材料的回收方式,第四节 包装材料收集系统分析,第五节 包装回收处理,