日处理38t污泥制烧结砖车间设计.doc
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1、课程设计任务书学生姓名: 邓松林 专业班级:2011级环境工程1班 指导教师: 宁丰收 工作单位:环境与生物工程学院 题 目: 日处理38吨污泥制烧结砖车间设计已知技术参数和设计要求: 建设规模:日处理污泥38,每天24、全年320运行。 设计要求:生活污水处理厂污泥,pH=8.75,含水率78%,有机质含量468g/kg,污泥中重金属含量较低。设计内容包括原辅材料储存(7天)、工艺流程选择、工艺条件确定、设备选型、人员配备、技术经济等方面。要求完成的主要任务: (包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)设计说明书:要求分章节撰写,内容全面,包括设计原则和依据,生产方法和工艺
2、流程确定,工艺设计计算,设备主要结构尺寸设计计算,辅助设备选型,车间平面布置,以及对设计进行评述。设计说明书正文采用小四宋体,22磅行距,各级标题字体逐级增大一个字号。采用A4页面,上下左右页边距均为2.5厘米。说明书采用标准封面,有目录,正文不低于20页。图纸:严格按照国家标准和规范进行,完成1张1号CAD图纸,要求为制砖车间布置图(含平面和立面布置)。时间安排: 本次设计安排为9-11周,共3周时间。考虑到期间还有其他课程占用时间,本次设计任务提前安排,延后结束。2014.4.14 下达设计任务书,布置设计详细任务。 2014.4.1418熟悉设计任务,查找相关资料,拟定设计说明书大纲。2
3、014.4.215.9确定方法和工艺,选择厂址,设计计算,编制设计说明书设计计算章节内容,完成设计说明书撰写。2014.5.1222完成设计制图,修改完成全部设计工作,2014.5.23打印上交全部设计文件。 目录1 总则41.1项目来源41.2 设计要求51.3 设计原则51.4 设计依据51.5 原料性质51.6 产品要求62 生产方法和工艺选择62.1 生产方法62.2 工艺流程图63 工艺设计73.1 储料工段73.1.1 污泥计量73.1.2 原辅料储存库73.1.2.1 污泥储存73.1.2.2 辅料储存83.2 污泥干化93.2.1 进料系统93.2.2 污泥临时储存罐93.2.
4、3 污泥干化与成粒系统103.2.4 污泥干化物料衡算103.2.5污泥干化成粒辅助设施123.3 配料工段123.3.1 辅料筛分和破碎123.3.2 原辅料计量133.3.3 原辅料混合133.4 成型工段133.5 烧结工段143.5.1 烧结控制143.5.2 烧结衡算143.6 贮存工段154 其他工程设计154.1建筑工程154.1.1干化成粒车间154.1.2 砖坯室外风干棚154.1.3 砖坯烧结窑164.1.4 成品砖储存大棚164.1.5 办公楼设计164.1.6 食堂建设164.2 照明设计164.3 供电功率164.4 防雷设计174.5烟囱174.6景观设计174.7
5、给排水工程174.7.1 给水设计174.7.2 排水设计185 劳动定员及生产组织186 劳动保护197 环境保护及安全生产197.1 环境保护197.2 安全生产208分析检验208.1轻质砖的抗压强度208.2质量分析208.3放射性分析208.4吸水性实验209 投资概算及效益219.1 投资概算219.1.1 设备购买219.1.2 建设费用219.1.3 地皮及绿化费用229.1.4 建厂投资229.2 车间运行费用229.3 效益2310 结论231 总则1.1项目来源本设计来源于重庆工商大学课程设计。1.2 设计要求 日处理污泥38,每天24、全年320运行。生活污水处理厂污泥
6、,pH=8.75,含水率78%,有机质含量468g/kg,污泥中重金属含量较低。设计内容包括原辅材料储存(7天)、工艺流程选择、工艺条件确定、设备选型、人员配备、技术经济等方面。1.3 设计原则采用先进高效、成熟稳定、经济合理的工艺,保证处理效果,并节省投资和运行成本。设备选型兼顾通用性,运行可靠稳定、效率高、管理维修维护工作量少。系统运行灵活、管理方便、维修简单、减少操作劳动强度。实现变废为宝、综合利用、环境保护。1.4 设计依据(1)不同等级的烧结普通砖的国家标准(GB5101-85)(2)砌体结构设计规范(GB50003-2001)(3)中华人民共和国标准(GB4111-1997)(4)
7、排放标准(GB14554-93)(5)烧结砖瓦工厂设计规范(GB50701-2011)(6)城镇污水处理厂污泥处置CJ/T314-20091.5 原料性质污水处理厂污泥,无明显刺激性气味污泥制砖利用前,应满足GB 18918中的稳定化指标表1-1 控制项目指标序号控制项目限值1pH5-102含水率0.014蠕虫卵死亡率95%1.6 产品要求 产品规格和质量应符合国家GB5101-2003烧结普通砖、GB3544-2000烧结多孔砖质量标准,同时也符合GB6566-2001建筑材料放射性核元素限量标准的要求。2 生产方法和工艺选择2.1 生产方法污泥制烧结砖目前有两种工艺,一种是将污泥焚烧成灰,
8、再掺入一定量的辅料;另一种是直接用污泥制砖。由于第一种工艺成本较高,并且没有利用到污泥的热值,而第二种工艺成本较低,利用到了污泥的热值,所以本设计采用直接用污泥制砖。2.2 工艺流程图输送到临时储存罐污水处理厂地磅中转站与煤混合掺烧中转站辅料库搅拌机带式输送机烟囱引风机布袋除尘脱硫装置引风机电除尘锅炉成品库污泥干化装置分量式污泥进料机高压泵系统污泥储存库图1 污泥制烧结砖工艺流程图3 工艺设计3.1 储料工段3.1.1 污泥计量 本设计要求日处理量为38t,污泥含水率为78%,有机质含量为468g/kg污泥相对密度可根据公式(1) 式中:为污泥的相对密度;为污泥含水率;为污泥中干固体平均相对密
9、度,干固体中包括有机物和无机物,其中有机物相对密度为1,其所占的百分比值记为,无机物的相对密度约为2.5,则得公式(2)= 将(2)带入(1)得到(3) 则=1.10。满足条件。污泥体积为:污水处理厂的污泥运输采用罐装运输,罐装运输车整备质量为12200kg,额定质量为12605kg,加上驾驶人员总质量约为25t,对于污泥的计量,这里采用移动式汽车地磅,载重规格为35t,地磅的所测重量的上限为60t,台面尺寸为3m6m,地磅型号为scs,称量精度为III级。运污车进来称一次,卸料之后再称一次就能得每次出卸料量,完成每天38t的量需运输4次。3.1.2 原辅料储存库3.1.2.1 污泥储存在污泥
10、成型过程中,要经过几个工艺阶段,对比资料江阴康顺污泥干化工程日处理污泥的的测定资料,设计如下:表3-1污泥堆放阶段的含水率变化污泥处理阶段初始污泥堆放7d含水率/%7875污泥量/t3833.44蒸发水量/t04.56本设计要求污泥储存达到7天,装填系数取0.75,则污泥储存体积为:为节约用地和存放空间,将污泥储存料仓设计为圆柱形料仓,设料仓高h=4.2m,且埋在地下部分高2.7m,取半径为5m, 则实际容积为: 实际容积: 满足要求。 地埋式污泥储存料仓顶部设有进泥口(位置在边缘,正方形边长30cm)、紫外灯、引风机、底部设有圆形滑架的卸料口(内径R=20cm,与污泥泵采用法兰连接)进泥口设
11、有钢筋方格网,网眼边长30cm,进泥口上面设有移动式盖板,运送污泥的罐装车直接将污泥卸入其中。污泥储存料仓内的紫外灯起灭菌作用,遏制污泥在储存过程中因微生物作用继续产生臭气,选择型号TUV-PL-36W,数量一个。引风机用来将污泥储存料仓内的臭气送入沸腾炉里高温消除,同时使料仓内保持负压,防止臭气外泄,选择型号DF-7-0.75KW,最大风量800/h,一台。要将污泥储存库的污泥直接送入分量式污泥进料装置,采用污泥泵,泵的出料口与运输管道连接,泵系统的管道连接采用法兰连接,当与后续的分量式污泥进料装置连接时采用法兰连接。污泥泵的型号JYWQ,口径100mm,流量范围,可调节,功率2.2kw,该
12、泵运送的污泥含固量可达50%,运输管道直径为100mm,提升功率取2t/h,一台。3.1.2.2 辅料储存本工艺采用污泥、煤渣和黏土混合制砖。污泥掺量不超过15%时,坯料达到塑性成型要求,含水率较低,有利于提高挤压成型坯体密实度,干燥和烧结过程中不易变形收缩产生裂纹缺陷,烧结后质量较好,所以本设计污泥掺量为15%,黏土掺量为70%,煤渣为15%。污泥经过第二干化后,含水率为40%, 本设计采用粘土含水率为30%,则粘土质量,M=55.72t 煤渣含水率可忽略不计,煤渣质量=,M1=8.358t。 则储存7天的粘土量为55.72*7=390.04t,煤渣量为8.358*7=58.5t。所开采地的
13、粘土密度,粘土7天贮存390.04t,所需贮存体积:粘土储存库设计长为10m,宽8m,高3.5m,实际体积为,满足条件。煤渣的密度,煤渣7天贮存58.5t,所需体积:煤渣储存库设计为长4m,宽3.5m,高3m的长方形辅料库,实际体积:体积: 36.6 ,符合条件。 煤渣和粘土直接由运输车辆倾倒入库房。3.2 污泥干化3.2.1 进料系统进料系统由输送设备和分量式污泥进料机组成,通过分量式进料机,污泥被均匀地输送到第一干化装置,为污泥在干化过程中自然成粒创造条件。分量式进料机地设计生产能力为1.5t/h。污泥经过储存,在自然蒸发7天后,剩余33.44t,则每天进料机需要工作22.3h。本设计采用
14、分量式污泥进料机,料斗容积3.14 m,半径为1m,高1m。搅拌双螺旋直径320mm,减速器型号ZQ500-40.17-I,电机型号YCT280-4A。3.2.2 污泥干化第一污泥干化装置污泥进料量设为1.5t/h,污泥在第一污泥干化成粒装置停留时间为35min,第二污泥干化成粒装置停留时间为35min。所以第一干化装置1.5t/h含水率为75%的污泥变为含水62%,出口污泥量为0.99t/h,脱水量为0.51t/h。第二干化装置进料量设为0.99t/h,出口污泥量为0.627t/h,脱水量为0.363t/h。3.2.3 污泥干化系统与临时储泥罐(1)设备选型送入第一污泥干化成粒装置的污泥其特
15、征和技术要求如下:污泥含水率一般为75%,外形呈团快状,满足要求。污泥的温度与室温大体一致。进泥量本设计采用的1.5t/h,符合要求。完成第一段干化过程后,污泥含水率为62%针对上述特征和要求,按照干化设备技术参数,第一干化污泥成粒装置的直径设计为2.4m,长度25m,运行装置的速度3r/min。减速器型号ZL65-22.4-I,电机型号YCT315-4B电磁调速电机。经过第一段干化过程后送入第二污泥干化成粒装置进行第二段干化的污泥,其物理特征及技术要求如下:污泥含水率一般为62%,外形基本呈粒状,满足要求。完成第二段干化后,污泥的含水率为,外形是粒径为mm的颗粒。故第二污泥干化成粒装置的直径
16、设计为2m,长度为20m,进泥量为0.99t/h,装置运行速度为3r/min。减速器型号ZL65-22.4-I,电机型号YCT280-4A电磁调速电机。(2)第一干化装置在运行时,输送机也在输送,在35min内运送的污泥量为1.50.875t此时污泥含水率为75%,根据公式和=得出污泥相对密度为1.12则相应污泥体积为0.78,所以临时储存罐底面直径取1m,则高为1m。临时储存器顶端连接为无轴螺旋污泥输送机的出料口,底端连接第一污泥干化成粒装置的进料口,底端与第一污泥干化成粒装置的进料口处有开关阀门,进料的时候不需要动力,只需把阀门打开,利用势能转化成动能进料。3.2.4 污泥干化物料衡算(1
17、)第一污泥干化平衡计算 污泥经过第一干化装置后蒸发水量为=0.51t/h 水从1000C汽化热为2258.4kJ/kg,从200C升至1000C吸收的热量为335.2kJ/kg,则干化成粒装置内水分蒸发的平均吸收热量h为2593.6kJ/kg。蒸发水分需要的热量设污泥干化成粒装置干化效率为75%,其他的热损失如下:加热污泥和剩余水分的能耗,约占提供污泥干化总热量Q的3%。设备散热的能耗,约占Q的17%。为防止干化成粒装置内烟气外溢,必须在负压下运行,在出料口等与外界连通的部位会有部分常温空气吸入,加热这部分空气的能耗,约占Q的2.5%。其他能耗,约占Q的2.5%。则烟气需要提供的总热量Q。以标
18、准煤得燃烧值7000kcal/kg和燃烧热的利用率为90%计,每小时耗煤量为时烟气的比重,烟气从T1为降到T2为左右时的平均比热,则为理论上需要的温降,即: 则需要的理论烟气量为=33312.2。本阶段设置一台引风量为35000的引风机。型号Y5-47-10D。污泥从第一干化装置出来后,采用螺旋运输机运输到第二干化装置。选择运输机长2m,宽300mm,型号SCG300。(2)第二污泥干化平衡计算经过第二干化装置后水分蒸发量为=0.363t/h水从1000C汽化热为2258.4kJ/kg,经过第一段干化后,污泥温度约为600C,污泥从600C升至1000C吸收热量为167.98kJ/kg,干化成
19、粒装置内水分蒸发的平均吸热量h为2426.38kJ/kg,蒸发363kg水分所需热量 烟气需要提供的总热量Q=1.17kJ/h以标准煤得燃烧值7000kcal/kg和燃烧热的利用率为90%计,每小时耗煤量为 理论烟气量为22145. 本阶段设置一台引风量为25000的引风机,型号Y5-47-10D。 第一、第二干化装置每天需要的煤为3t。采用直接加热方式。3.2.5污泥干化成粒辅助设施星形卸料器为了避免污泥在进入污泥干化成粒装置时带入外界的冷空气,引起干化成粒装置内的温度下降,从而影响污泥干化效果,可以在污泥进料口安装星形卸料器。采用TGFZ10立升,组合型关风器,规格高长宽452696310
20、,进口内径中径外径170215245,出料口185180,减速电机功率1.1KW。 干化后污泥与辅料直接搅拌混合。3.3 配料工段3.3.1 辅料筛分和破碎(1)原料破碎 辅料的筛分与粉碎在辅料储存库进行,采取先破碎后筛分的方式。筛分机的型号GTS830,筛孔尺寸1-20mm,电功率3kw;破碎机型号SCF600400,破碎能力为10t/h,破碎机每天对煤渣和粘土破碎共需要需要工作6.4h,功率22kw,破碎时间安排在白天。表3-3-1破碎机技术参数型号最大进料粒度(mm)出料粒度(mm)生产能力(t/h)电机功率(kw)外形尺寸(mm)SCF600*400=110=310222450x102
21、0x1700 (2)原料筛分由于粘土中含有较大的颗粒物,需要进行筛分,采用GTS830型筛分机,筛孔选择20mm。设两台筛分机(一台备用),一天筛分粘土55.72t,煤渣8.4t。表3-3-2滚筒筛技术参数型号简体规格(m)简体倾角简体转速(转/分)筛孔尺寸(mm)最大进料粒度(mm)产量(m3/h)电机功率(kw)筛孔(2mm)筛孔(20mm)GTS8300.8X3按实际321-20网孔尺寸X2.5105033.3.2 原辅料计量(1)污泥计量(计量均为间歇式操作):污泥颗粒材料由人工运输到密封皮带机供入箱式给料机进行计量,选择型号为XGD20,尺寸0.8m1m3m,最大生产能力16t/h,
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