生活垃圾风选实验

1.　实验目的

风力分选是在风力分选设备中，以空气为分选介质，在气流作用下使固体废物颗粒按密度和力度进行分选的一种方法。目前，该方法已被许多国家广泛地用在城市生活垃圾的分选中，本实验以水平气流为分选设备，通过实验达到以下目的：

（1） 了解风力分选的原理、方法和影响风力分选的主要因素。

（2） 确定风力分选的主要条件。

2.　实验原理

分选又称气流分选，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做相对运动，就会受到介质阻力的作用。在空气介质中，任何固体废物颗粒在静止空气中都做向下的沉降运动，受到的空气阻力与它的运动方向相反。

颗粒粒度一定时，密度大的颗粒沉降末速度大。因此，可借助于颗粒沉降末速度的不同，分离不同密度的固体颗粒。当颗粒密度相同时，直径大的颗粒沉降末速度大，也可据此分离不同直径的固体颗粒。

为了提高分选效率，在分选之前需先将固体废物进行分级或破碎，使颗粒均匀，然后按密度差异进行分选。

由于固体废物中大多数颗粒的颗粒密度差别不大，因此，它们的颗粒沉降末速度不会差别很大。为了扩大固体颗粒间颗粒沉降末速度的差异，分选常在运动气流中进行，提供不同颗粒的分离精度。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。

可通过控制上升气流速度，控制不同密度固体颗粒的运动状态，使固体颗粒有的上浮，有的下沉，从而将这些不同密度的固体颗粒加以分离。另外结合控制水平气流速度，就可控制不同密度颗粒的沉降位置，从而最终分离不同密度的固体颗粒。

3.　实验设备及仪器

（1） 卧式风力分选机一台。

（2） 手筛子（规格100 mm×40 mm），筛孔80 mm、50 mm、20 mm、10 mm、5 mm、3 mm各一个。

（3） 烘箱一台。

（4） 台式天平（10 kg）一台。

（5） 磅秤（50 kg）一台。

（6） 铁面盆（φ 50 mm）。

（7） 铁铲。

4.　实验步骤

（1） 实验准备。

①　仔细检查风力分选机组连接是否正确与恰当。

②　检查实验所需的仪器材料是否齐全。

（2） 实验过程。

①　将生活垃圾烘干后进行破碎，以保证分选的顺利进行。

②　按筛孔80 mm、50 mm、20 mm、10 mm、5 mm、3 mm筛分分级，保证物料粒度均匀。

③　调整风力分选机的各种参数，使之能满足风力分选的需要。

④　将破碎和筛分分级后的固体废物定量分别给入风力分选机内，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，取出各收集槽内的固体废物分别称量。

⑤　分析各收集槽中不同成分的含量。

⑥　记录整理实验数据，并计算分选效率。

（3） 实验数据的处理。

固体废物的分选效率通常用回收率和纯度两个指标来评价。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。纯度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组分的质量之比。

①　测定各产品各类成分的含量。

②　计算固体废物分选后各产品的质量分数：

③　计算分选效率（回收率）：

将实验数据和计算结果分别记录在表5-1和表5-2中。

表5-1　不同级别物料分选实验记录表

续表

表5-2　不同气流流速风选分选实验记录表

5.　讨论

（1）分析风选的原理，并对风选设备进行分类。

（2）根据实验结果分析影响风力分选的主要因素。