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摘要：以溧阳市城市固体废弃物焚烧发电水泥窑协同处置项目（以下简称：溧阳工程）为实例，设计了装修垃圾处理工艺，为装修垃圾变废为宝、循环利用提供了设计参考。
关键词：装修垃圾；处理工艺；设计研究
0引言
随着我国城市化、工业化发展速度的加快，城市建设实行外延式开发与内涵式大规模旧城区改造并举的模式，城市人均装修垃圾产生量已经超过发达国家装修垃圾人均产生量（0.3～0.5t/人）水平，城市每年由装修产生的建筑固体废弃物总量超过4亿t。按照可获得系数为50％计，约为2亿t，可制作骨料1.7亿t。溧阳工程是江苏金峰水泥集团在江苏省投资的第一个环保清洁能源循环经济发展示范项目。
1装修垃圾物理特性
装修垃圾是房屋装修过程中产生的混凝土、砂浆、砖瓦、陶瓷、石材、石膏、加气混凝土砌块、金属、木材、玻璃、塑料等废弃物。装修垃圾的密度、流动性等物理特性对其处理工艺有很大影响。
1.1堆积密度
堆积密度是把颗粒间空隙算作物质的体积所计算的物质密度，一般在自然堆积的状态下测量，它反映了单位体积物料的质量。装修垃圾的堆积密度差别较大，可燃物的堆积密度为40～200kg/m3，磁性物质堆积密度为60～1000kg/m3，骨料堆积密度为500～1500kg/m3。根据成分和比较估算，装修垃圾堆积密度为440～1320kg/m3。
1.2自然堆积角
堆积角是物料自然堆积时料堆的坡度(即料堆与地面夹角)，在静态时的堆积角称静态堆积角。自然堆积角反映了物料的流动特性，自然堆积角的大小反应物料流动性的好坏。可燃物自然堆积角一般在60°左右，再生骨料的自然堆积角一般在42°左右。根据成分和比较估算装修垃圾自然堆积角在44.7°左右。
2工艺系统设备方案设计
2.1工程规模
溧阳工程筛分设备来自江苏科选环境科技有限公司，输送设备来自溧阳市山湖实业有限公司。物料为装修垃圾，每小时处理量100t，日处理量500t，年处理量15×104t，该工程在2019年7月投产。
2.2处理工艺
装修垃圾处理环节包括给料、输送、筛分、破碎、人工分拣、除铁、降噪、除尘等。本工程的厂房全封闭，长100m，宽50m，净高12m。厂房内设置进料区、处理区、成品区。装修垃圾进厂房后，先将大件垃圾分拣出由专人或大件破碎机进行处理，处理后的物料由3t的铲运机上料，通过处理区，出来即进入成品区。成品区设置小于50mm的骨料区2处，可燃物区1处。成品主要通过卡车转运到水泥厂替代原料、燃料。处理区分离出来的磁性物质，经过打包后运输到钢铁厂作为原料。进料区和成品区各有1000m2作为应急堆放区。处理区工艺流程是装修垃圾由铲车上料、板式给料机给料，再由带式输送机输送到振动棒条筛上，振动棒条筛分两路走物料：一路是振动棒条筛上物，为大件物品，经过风选机将大轻物料、大重物料分开；另外一路是振动棒条筛下物，与风选机选出的大轻物料一起通过输送带输送到弹跳筛进行分选。小于50mm的物料直接输送到成品区转运卡车上。可燃物料也直接通过输送机输送到可燃物料堆放区转运卡车上。大的重物料通过人工分拣、除铁、颚式破碎机、反击式破碎机等设备处理后输送到成品区转运卡车上。
2.3处理设备
2.3.1给料设备
在地下设置1台板式给料机，型号：B1200×L4000-11kW。
2.3.2输送设备
装修垃圾处理过程中的输送设备主要是带输送机，带宽有1200mm、1000mm、800mm，带速是0.8m/s,出力是100t/h。
2.3.3筛分设备
筛分环节设置粗细二级筛分。大件分选筛：筛面规格是1500mm×4200mm，筛面角度是30°，筛孔尺寸是80mm，电机型号是YZS-50-8。弹跳筛:型号TTC845-16.5kW，筛面尺寸2800mm×4500mm，筛面倾角3～20°，筛孔尺寸50mm，功率P=16.5kW。
2.3.4破碎设备
破碎环节采用粗细二级破碎。初碎用颚式破碎机，细碎用反击式破碎机。颚式破碎机：型号JC340A，进料尺寸≤400mm×400mm×400mm，出料尺寸50（50～145）mm，电机型号1TL0001-315M-8。反击式破碎机：型号HCS255，进料尺寸≤150mm×150mm×150mm，出料尺寸≤50mm×50mm×50mm，电机型号1TL0001-315L2-6。
2.3.5分拣、风选设备
分拣分为智能化分拣、机械分拣、人工分拣。智能分拣是使用智能分拣设备，通过颜色辨识或材质识别等手段，实现金属类、塑料类、纸类和砖块类等垃圾的分拣。优点是分拣效率高；缺点是技术不成熟，投入成本高。本工程主要采用机械分拣为主、人工分拣为辅，预留智能分拣条件。机械分拣主要包括二级筛分、三级除铁、一级风选。人工分拣一般设置6个工位左右。风选设备主要作用是将大件分选的筛上物进行风选，将物料分为大重物料、大轻物料两类。风选机型号：1VDF120A，工作宽度B=1200mm，喂料、轻料、拨料、风机功率分别是P1=2.2kW、P2=3kW、P3=2.2kW、P4=22kW。
2.3.6除铁设备
除铁环节采用带式永磁自卸式除铁器，型号：RCYD-10P=3kW，RCYD-8P=2.2kW。
2.3.7降噪设备
降噪环节采用：①隔音材料对主机设备进行隔离；②聚氨酯筛网降低振动筛产生的噪音；③在建筑内墙附加吸声材料。
2.3.8除尘设备
为降低粉尘减少污染，在带式输送机的转运环节、破碎机料口等产生严重粉尘的部位，采用干雾抑尘和布袋除尘器，除尘器型号：FSMC64-5B、FSMC64×4B。FSMC64-5B处理风量23040m3/h，运行阻力780～1500Pa，清灰压力0.4～0.7MPa，耗气量0.45m3/min，过滤风速1.0m/min，滤袋材质是覆膜涤纶针刺毡，清灰方式是分室离线逐行喷吹清灰，排放浓度≤10mg/Nm3，功率P=22kW。干雾抑尘装置：型号F-300，功率P=10.5kW。
3工艺设备研究
南京凯盛开能工程技术部和江苏金峰集团组织设计人员、技术人员，针对装修垃圾处理出现的问题进行技术攻关。溧阳工程装修垃圾输送系统由板式给料机、带式输送机、筛分机、破碎机、风选机、除铁器、除尘器、干雾抑尘等组成，为单路布置，不设备用。输送机带宽为800～1200mm，带速为0～0.8m/s,输送量为0～100m3/h。在带式输送机中部设置了4台自卸式除铁器，可以除去装修垃圾中含铁的杂物，保证物料连续、高质量供给，防止划伤胶带。
3.1板式给料机
板式给料机由驱动机构、张紧装置、牵引链、板条、驱动及改向链轮、机架等组成。
3.2带式输送机
由于所输送物料容重较小，且物料大小、成分特性差异较大，因此带式输送机的带速宜选取小值，减少扬尘。
3.3筛分机
棒条式振动筛，由激振源(振动电机)、机体、减振弹簧、前后支架等组成。其作用是分离筛选装修垃圾中的可燃物、大块与小块物料。棒条式振动筛的棒条缝隙可调，能在给料同时将泥土和细碎物料分离出去。棒条筛具有结构简单、维护方便、强度高、耐冲击、耐磨损、低噪音等特点。弹跳筛，是一种固体物料分选核心设备，能把装修垃圾中3D物、2D物、细物质进行分离的分选设备。其原理是由于分选物料中不同的成份、尺寸、密度和形状的差异，在斜面上运动或与斜面碰撞弹跳时，产生不同的运动速度和弹跳轨迹而实现彼此分离。出料分为三个料斗，第一个料斗是3D物；第二料斗是细物质；第三料斗是2D物。弹跳筛作为装修垃圾筛分设备是一个尝试，其优点：①可多方位进行筛分物料；②筛板角度、速度可手动或自动调节；③可根据筛分物料类别选择不同筛板及筛孔尺寸；④适用于各种装修垃圾的干、湿场合筛分，分级粒度0～50mm；⑤运转平稳可靠、噪音小、维护、检修方便。
3.4破碎机
颚式破碎机用于初碎骨料，反击式破碎机用于细碎骨料。颚式破碎机的特点：①产能高、噪音低、粉尘少，排料口液压无级调节；②适用于混凝土或砖混建筑废弃物破碎生产线，一般作为粗碎设备。反击式破碎机的特点：①反击板与板锤间隙能方便调节，有效控制出料粒度，颗粒形状好；②破碎功能全、抗冲击、抗磨损、冲击力大、生产率高、机件磨耗小、综合效益高；③适用于砖混或装修类建筑废弃物破碎生产线，一般作为中碎及细碎设备。
3.5风选机
风选机是装修垃圾处理工艺中的重要设备，主要原理是利用空气动力学，在可控正压气流和负压气流的共同作用下，将物料中的轻、小物质与重物质分离出来，向上带走或在水平方向带入沉降室，将轻物质与空气分离出来。轻物质通过轻物质出料输送机输出，重物质由于向上气流不能支持其重力而沉降于重物质出料输送机上被输出。用于装修垃圾处理工艺也是一个尝试。风选机的优点：①适用密度、比重相差较大的混合物料；②负压分选，无灰尘外泄；③风速无极调节，满足不同属性物料，包括高湿度物料；④能耗低，结构简单，维护方便，使用寿命长。
3.6除铁、降噪、除尘设备
带式永磁自卸式除铁器的选择，主要注意的是采用磁场强度三级≥150mT，其余要求与其它行业一样。降噪主要应符合相关要求。除尘设置主要是采用电磁布袋除尘器收尘和干雾抑尘降尘。
4结语
装修垃圾处理后主要制成骨料，作为水泥厂的替代原料，属国家鼓励项目，但其应用尚属初级阶段，目前还无成熟的装修垃圾处理工艺设计方法。本工程设计是根据已有工程的实际经验及装修垃圾处理有关设备厂家的设备制造水平，对装修垃圾处理工艺进行了探讨性设计。还需要不断借鉴国内外装修垃圾处理工艺的先进经验，依托各级科研部门的技术支持，进一步做好装修垃圾处理的工艺设计工作。
作者:徐亮 单位:南京凯盛开能环保能源有限公司
