实验十六固体废物的风力分选实验.doc

实验十六 固体废物的风力分选实验 实验目的和意义 了解风力分选的原理、方法和影响风力分选效果的主要因素； 确定风力分选的适宜条件。 实验原理 风选又称气流分选，包括两个过程：一是分离出具有低密度、空气阻力大的轻质部分和具有高密度、空气阻力小的重质部分；二是进一步将轻颗粒从气流中分离出来。 任何颗粒一旦与介质作相对运动，就会受到介质阻力的作用。在空气介质中，任何固体废物颗粒的密度均大于空气密度。因此，任何固体废物颗粒物在静止空气中都作向下的沉降运动，受到的空气阻力与它的运动方向相反。 空气阻力 有效重力 式中 ——阻力系数 d——颗粒粒度 ——沉降速度 ——空气密度 ——颗粒密度 g——重力加速度 根据牛顿定律有 则刚开始沉降时，v=0,此时得到的dv/dt为球形颗粒的初始加速度，也是最大加速度。随着沉降时间的延长，v逐渐增大，导致dv/dt逐渐减小。到dv/dt=0时，沉降速度达到最大，固体颗粒在、R的作用下达到动态平衡而作等速沉降运动。设最大沉降速度为，称为沉降末速，则有. 可见，当颗粒粒度一定时，密度大的颗粒沉降末速度大，因此，也可借助于沉降末速度的不同分离不同粒度的固体颗粒。当颗粒密度相同时，直径大的颗粒沉降末速大，也可借助于沉降末速度的不同分离不同粒度的固体颗粒。 由于颗粒的沉降末速同时与颗粒的密度、粒度及形状有关，因而在同一介质中，密度、粒度和形状不同的颗粒在特定的条件下，可以具有相同的沉降速度，称这样具有相同的沉降速度的颗粒为等降颗粒。其中，密度小的颗粒粒度（）与密度大的颗粒粒度（）之比成为等降比，用表示。 显然 若两颗粒等降，则根据 有 可见，等降比将两种颗粒飞密度差（）的增大而增大；而且还是阻力系数的函数。理论与实践都表明，将随颗粒粒度的变小而减小。因此，为了提高分选效率，在风选之前需要将废物进行分级或破碎使粒度均匀，然后按照密度差异进行分选。 固体颗粒在静止介质中具有不同的沉降末速，可借助沉降末速的不同分离不同密度的固体颗粒。但是由于固体废物中大多数颗粒的差别不大，因此，它们的沉降末速不会差别很大。为了扩大固体颗粒间沉降末速的差异，提高不同颗粒的分离精度，风选常在运动气流中进行。气流运动方向常为向上（称为上升气流）或水平（称为水平气流）。在运动气流中，固体颗粒的沉降速度大小或方向会有所改变，从而使分离精度得到提高。 设存在上升气流时，固体颗粒沉降速度为 式中，为上升气流速度。 则有 当时，v0，颗粒向下作沉降运动； 当=时，v=0，颗粒作悬浮运动； 当时，v0，颗粒向上作漂浮运动。 因此，可通过控制上升气流速度，控制不同密度颗粒固体的运动状态，使有的固体颗粒上浮，有的下沉，从而将这些不同密度的固体颗粒加以分离。 设存在水平气流时，固体颗粒的实际运动方向，则在一定时，对窄级别固体颗粒，其密度越大，沉降距离离出发点越近。沿着气流运动方向，固体颗粒的密度是逐渐减小的，因此，通过控制水平气流速度，就可控制不同密度颗粒的沉降位置，从而有效地分离不同密度的固体颗粒。 实验设备、仪器和原料 主要实验设备、仪器 卧式风选机组1台； 手筛筛子规格100mm×40mm，筛孔80mm，50mm，20mm，10mm，5mm，3mm各一个； 烘箱1台； 台式天平（10kg）1台； 磅秤（50kg)1台； 搪瓷盆（）10个； 铁铲2把； 实验物料 以城市垃圾作为风力分选实验的原料 分析测试 采用拣块分类、称重的方法测得城市垃圾中每类成分的含量。 实验方法和步骤 实验准备 仔细检查风选机组连接是否正确与恰当； 检查实验所需的仪器材料是否齐全。 实验过程 将城市垃圾烘干后进行破碎，以保证分选的顺利进行； 按筛孔80mm，50mm，20mm，10mm，5mm，3mm筛分分级，保证物料粒度均匀； 调整风力分选机的各种参数，使之能满足风力分选的需要； 将破碎和筛分分级后的固体废物定量分别给入风机内，待固体废物中的各成分在风力的作用下沿着不同运动轨迹落入不同的收集槽中后，取出收集槽内的固体废物，分别称重计量； 分析各收集槽中不同成分的含量； 记录整理实验数据，并计算分选效率。 实验数据的记录和处理 实验数据的处理 固体废物的分选效率通常用回收率和品位两个指标来评价。回收率是指从某种分选过程中排出的某种成分的质量与进入分选过程的这种成分的质量之比。品味是指从某种分选过程中排出的某种成分的质量与该分选过程中排出物料的所有的组分质量之比。 测定各产品各类成