tacka-3-3

3.4 Mašine za usitnjavanje otpada

Q = k1k2k3 (150 + 750B) Lbn, t/sat(57)

gdje je:B – širina ulaznog otvora drobilice, mb – maksimalna širina izlaznog otvora, mn – nasipna gustina otpada, t/m3

k1, k2, k3 – korekcioni koeficijent za uslove drobljenja (tvrdoća, vlažnost i krupnoća materijala) (tabela 15).

Tabela 15. Korekcioni faktori za uslove drobljenja

Tvrdoća materijala Meki Srednje tvrdi Tvrdi Veoma tvrdik1 1,2 1,0 0,95 0,90Vlažnost w, % 4 5 6 7 8 9 10 11k2 1 1 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,65Sadržaj komada na ulazu u drobilicu koji su veći od 0,5 B, %

5 10 20 25 30 40 50 60 70 80

k3 1,10 1,08 1,05 1,04 1,03 1,00 0,97 0,95 0,92 0,89

Osnovni tehnički podaci čeljusnih drobilica, koje se danas nude na svjetskom tržištu za drobljenje otpada su [29]:- Ulazni otvor (B x L) do 2.500 x 1.800 mm - Kapacitet (kod b = 400 mm) do 1.100 m3/h - Instalisana snaga do 250 kW- Broj obrtaja: 140–180 min-1 (primarne drobilice)

275 - 400 min-1 (sekundarne drobilice)

- Stepen drobljenja: n = 6 – 9 (primarne drobilice) n = 3 – 6 (sekundarne drobilice)

- Masa: do 240 t

3.4.1.2 Čeljusne udarne drobilice

Čeljusne udarne drobilice drobe materijal pritiskom i udarom. Savremene čeljusne udarne drobilice koriste se za grubo i srednje (primarno i sekundarno) drobljenje. Za razliku od klasičnih čeljusnih drobilica, čeljusti ovih drobilica postavljene su pod određenim uglom. Pokretna čeljust gornjim krajem vezana je zglobno za osovinu koja omogućuje klaćenje pokretne čeljusti (slika 44) [30].

Donji kraj pokretne čeljusti vezuje se za spojne poluge krivajnog mehanizma preko gumenih amortizera, koje su približno normalne na osu čeljusti. Spojne poluge postavljaju se sa strane tijela drobilice i

74

3 PROCESI ZA RECIKLAŽU OTPADA

međusobno se vezuju traverznom, na koju se preko ležišta oslanja potisna ploča.

Slika 44. Čeljusna udarna drobilica: 1. klinasti remen, 2. ekscentrično vratilo sa zamajcem, 3. spojne poluge krivajnog mehanizma, 4. potisna ploča, 5. ležište potisne ploče, 6. klin, 7. gumeni amortizer, 8. traverzna, 9. osovina pokretne čeljusti, 10. zaštitne obloge, 11. klin za pritezanje zaštitnih obloga, 12. nepokretna čeljust, 13. sigurnosni svornjak

Materijal koji se drobi, za vrijeme praznog hoda pokretne čeljusti, kreće se po strmoj ravni (pokretna čeljust pod nagibom). Određeni broj obrtaja pokretne čeljusti i njen kosi položaj utiču da se između materijala i nepokretne čeljusti pojavi prazan prostor, kada se pokretna čeljust nađe u položaju maksimalnog izlaznog otvora. U hodu prema nepokretnoj čeljusti, pokretna čeljust nosi materijal koji udara u nepokretnu čeljust. Do udara dolazi i u toku samog procesa drobljenja, jer u trenutku kada pokretna čeljust naiđe na otpor materijala, dolazi do elastične deformacije gumenog amortizera i samih spojnih poluga krivajnog mehanizma i akumulacije potencijalne energije, koja se pretvara poslije drobljenja materijala u kinetičku energiju (dolazi do povećanja brzine pokretne čeljusti i udara u sljedeći komad materijala). Poljediica ovakvog drobljenja je visok kvalitet drobljenog materijala (kockast oblik) i mala količina sitnog materijala.

Osnovni tehnički parametri čeljusnih udarnih drobilica, koje se nude na svjetskom tržištu, a koje se kriste za usitnjavanje otpada su:- Ulazni otvor (B x L) do 2.000 x 1.250 mm (primarne drobilice)

do 1.000 x 200 (sekundarne drobilice)- Kapacitet (kod b = 300 mm) do 550 m3/h (primarne drobilice)- Kapacitet (kod b = 70 mm) do 80 m3/h (sekundarne drobilice)- Broj obrtaja ekscentričnog vratila: do 400 min-1

75


- Stepen drobljenja: n = 5 – 10

U posljednje vrijeme za primarno i sekundarno usitnajvanje nekih vrsta otpada, npr. dugih betonskih elemenata (betonskih cijevi, željezničkih betonskih pragova i sl.) razvijene su posebne horizontalne čeljusne udarne drobilice (slika 45). Kod ovih drobilica materijal za usitnjavanje se transportuje u prostor drobilice za usitnjavanje snažnim grabuljastim ili lančanim transprterom, koji se nalazi na stabilnoj podlozi i koji istovremeno ima funkciju nepokretne čeljusti. Osnovna prednost ovih drobilica je mogućnost reverzibilnog kretanja transportera, čime se rješava problem zaglava u radnom prostoru ovih drobilica.

Slika 45. Horizontalna čeljusna udarna drobilica: 1. pokretna čeljust, 2. ekscentrična pogonska osovina, 3. zamajac, 4. obloga pokretne čeljusti, 5. grabuljasti lančani ili pločasti transporter

3.4.1.3 Konusne drobilice

Konusne drobilice, kao i čeljusne, namijenene su za drobljenje srednje čvrstih i čvrstih materijala. Konusne drobilice se koriste za:- grubo drobljenje – primarne,- srednje drobljenje – sekundarne i- sitno drobljenje – sekundarne ili tercijalne.

U odnosu na čeljusne konusne drobilice imaju znatnu prednost: - neprekidnost procesa drobljenja, - uravnoteženost pokretnih dijelova, mogućnost puštanja u radu

kad je drobilica zapunjena materijalom, - veći stepen drobljenja, - sigurnost i pouzdanost u radu i dr.

Konusne drobilice za krupno drobljenje:

76


Drobljenje materijala u konusnoj drobilici za krupno drobljenje (slika 46) vrši se u prstenastom radnom prostoru koga obrazuju nepokretni (1) i pokretni zarubljeni konus (2) [17]. Pokreni konus (2) je navučen na osovinu (3) čiji donji kraj slobodno ulazi u otvor ekscentrične čaure (4). Kod starijih konstrukcija, gornji kraj osovine se vješa u tački (O), dok je kod novijih konstrukcija slobodno umetnut u ležište (O) na mostu (5) (slika 47). Eksentrična čaura (4) postavljena je u donji dio kućišta (6), a naziva se ekscentričnom jer se osa otvora ne poklapa sa osom rotacije čaure (OO1). Ovaj ekscentricitet kod drobilica za krupno drobljenje iznosi e = 12,70 – 44,45 mm. Rotacija čaure ostvaruje se pomoću tanjirastih zupčanika (7), pogonske osovine (8) i remenice (9) koja prima snagu od pogonskog motora. Pri rotaciji čaure, pokretni konus vrši kružno kretanje uz naizmjenično približavanje i udaljavanje od površine nepokretnog konusa. Zato se ove drobilice nazivaju i kružne drobilice. U dijelu radnog prostora gdje se konusi približavaju vrši se drobljenje komada materijala, dok se istovremeno u suprotnom dijelu konusa vrši pražnjenje izdrobljenih frakcija materijala.

Slika 46. Šematski presjek konusne drobilice za krupno drobljenje

Površine nepokretnog i pokretnog konusa obložene su zaštitnim oblogama od manganskog čelika (10). Kod novijih konstrukcija (slika 47) oblik obloga u zoni otvora pražnjenja stvara kratku paralelnu zonu, koja omogućava da se dobije ravnomjerniji granulometrijski sastav izdrobljenih frakcija i nešto veći stepen usitnjavanja. Stepen usitnjavanja u konusnim drobilicama za krupno drobljenje iznosi n = 3 – 4. Gornja granična krupnoća materijala na ulazu u drobilicu iznosi amax 0,85 B.

Regulacija širine izlaznog otvora (b), kod starijih konstrukcija, vrši se podizanjem ili spuštanjem osovine sa pokretnim konusom, uz pomoć

77


navrtke (11) (slika 46a). Ove drobilice nemaju posebnu zaštitu od upada metalnih predmeta.

Kod drobilica novije konstrukcija, regulacija širine izlaznog otvora vrši se pomoću hidrauličnog sistema (slika 47) koji istovremeno omogućava i zaštitu drobilice od upada trvrdih nedrobivih predmeta.

Slika 47. Šematski prikaz regulacije širine izlaznog otvora konusne drobilice pomoću hidrauličnog sistema

Teoretski kapacitet konusne drobilice određen je zapreminom izdrobljenih frakcija koje se prazne za jedan obrtaj ekscentrične čaure i brojem obrtaja čaure u minuti:

Q = 60 · V · n, m3/sat (58)

gdje je:Q – teoretski kapacitet, m3/satV – zapremina izdrobljenih frakcija materijala za jedan obrtaj ekscentrične osovine, m3

n – broj obrtaja ekscentrične osovine, min-1

Zapremina izdrobljenih frakcija materijala koje se prazne za jedan obrtaj ekscentrične osovine jednaka je zapremini prstena sa trapeznim poprečnim presjekom ABA1B1 (slika 48):

V = 2 · R F, m3

(59)

gdje je:F – površina trapeza ABA1B1, m2

R – rastojanje težišta trapeza (T) od ose drobilice (OO1), m

Sa slike 48 slijedi da je:

78


, m2 (60)

, m

(61)

kako je: 2 e = s i b0 + s = b, to je

, m (62)

Slika 48. Pražnjenje izdrobljenih frakcija materijala iz konusne drobilice pri optimalnom broju obrtaja ekscentrične osovine

Zamjenom izraza (59) i (60) u (58 ) dobije se:

(63)

odnosno, teoretski kapacite konusne drobilice iznosi:

79

A B

R

b

O 1

e e

s

s

a 1a 2

B

O

D

A 1 B 1

Th


, m3/sat (64)

ili

, t/sat (65)

gdje je:s – hod pokretnog konusa na nivou otvora pražnjenja (s= 2 e, m)e – ekscentricitet pokretnog konusa na nivou pražnjenja, mk – koeficijent rastresitosti materijala u radnom prostoru drobilicen – nasipna gustina materijala, t/m3

b – maksimalna širina otvora pražnjenja, mb0 – minimalna širina otvora pražnjenja, mD – prečnik osovine pokretnog konusa, m

U praksi se često eksploatacioni kapacitet konusne drobilice znatno razlikuje od kapaciteta dobivenog po ovim formulama. Međutim, ove formule omogućuju da se analizira uticaj pojedinih faktora na kapacitet konusne drobilice. U stručnoj literaturi često se daju i empirijske formule za određivanje kapaciteta konusnih drobilica.

Osnovni tehnički podaci konusnih drobilica za krupno drobljenje otpada, koje se danas nude na svjetskom tržištu su [29]:- Ulazni otvor (B) do 2.000 mm- Kapacitet (kod b = 300 mm) do 6.000 t/sat- Širina otvora pražnjenja: do 300 mm- Broj obrtaja: 70 – 200 min-1

- instalisana snaga do 750 kW

Konusne drobilice za srednje i sitno drobljenje:

Za srednje i sitno drobljenje najširu primjenu u praksi imaju Symons drobilice koje su konstruisane početkom 20. vijeka (pronalazači braća Symons). Ove drobilice imaju ista konstruktivna rješenja kao i konusne drobilice za krupno drobljenje, a razlukuju se jedino po konfiguraciji radnog prostora za drobljenje. Stepen drobljenja ovih drobilica iznosi n = 10 – 20.

Osnovne karakteristike konusnih drobilica za srednje i sitno dorbljenje su prečnik osovine pokretnog konusa (D), paralelna dužina (l) i širina paralelne izlazne zone (b0) kroz koju mora da prođe svaki izdrobljeni komad materijala ( slika 3.27). Maksimalna krupnoća komada materijala koji se drobi ne smije biti veći od dužine paralelne zone (l). Drobilica će to ostvariti ako je vrijeme jednog obrta ekscentrične čaure

80


jednako ili manje od vremena klizanja komada materijala po kosoj površini pokretnog konusa u paralenoj zoni dužine (l). Pri ispunjavanju ovog uslova, svaki komad materiajla biće najmanje jednom usitnjen u paralenoj zoni dužine (l). Pri kretanju kroz paralenu zonu, komadi materijala klize po površini pokretnog konusa koji je nagnut prema horizontali pod uglom, koji se mijenja od ( - ) do (+ ). Ugao () je mali (oko 20) te se može smatrati da komadi materijala klize po kosoj površini pokretnog konusa pod uglom ().

Slika 49. Zahvati ugao konusne drobilice za srednje i sitno drobljenje

Za vrijeme jednog obrta ekscentrične čaure, iz radnog prostora drobilice izlazi izdrobljene frakcije materijala zapremine prstena opisanog pravougaonikom l x b0 (slika 49) oko ose OO. Saglasno teoriji Guldena, zapremina ovog prstena iznosi:

V = Ds b0 l, m3 (66)gdje je:

Ds – prečnik kruga koga opisuje težište pravougaonika l x b0, mb0 – širina paralelne zone, ml – dužina paralene zone, m

Može se približno usvojiti da je Ds = D, gdje je D – prečnik osnove pokretnog knusa. Tada slijedi da kapacitet drobilice iznosi:

Q = 60 n D l b0 kp, m3/sat (67)

odnosno: Q = 60 n D l b0 kp · n, m3/sat

(68)

gdje je:

81


n – broj obrtaja ekscentrične čaure, min-1

D – prečnik osnove pokretnog konusa, ml – dužina paralelne zone, mb0 – širina paralelne zone, mn - nasipna gustina materijala u radnom prostoru drobilice, t/m3

kp – koeficijent punjenja radnog prostora drobilice (kp = 0,25 – 0,50)

Eksploatacioni kapacitet konusnih drobilica za srednje i sitno drobljenje kreće se od 1,0 do 2,3 m3 po toni mase drobilice.

Osnovni tehnički podaci konusnih drobilica za srednje i sitno drobljenje otpada, koje se danas nude na svjetskom tržištu su [29]:- Ulazni otvor (B) do 1.200 mm- Kapacitet (kod b = 300 mm) do 3.000 t/sat- Širina otvora pražnjenja: 15 – 60 mm- Broj obrtaja: 230 – 500 min-1

- Stepen usitnjavanja n = 3 – 15

3.4.1.4 Drobilice sa valjcima

Drobilice sa valjcima sastoje se iz dva međusobno paralena valjaka (1) koji se obrću jedan nasuprot drugom i gnjiječenjem drobe materijal (slika 50). Valjci su zaštićeni zaštitnim oblogama koje se izrađuju od manganskog čelika (2). Razmak između valjaka podešava se pomicanjem ležišta (3) osovine jednog valjka, a ležišta drugog valjka su fiksna. Opruge (4) omogućavaju razmicanje valjaka u slučaju upada metalnih i nedrobivih predmeta. Drobilice sa valjcima su jednostavne konstrukcije, zauzimaju mali građevinski prostor i sigurne su u ekspoloatraciji.

Slika 50. Šematski prikaz drobilice sa valjcima

Drobilice sa glatkim valjcima daju frakcije drobljenja sa malo sitneži, ali sa više počastih zrna. Ove drobilice se koriste za drobljenje mekih i srednje čvrstih otpada. Posebno su pogodne za drobljenje materijala sa

82


povećanim sadržajem glinovitih čestiica. Zbog izraženog trenja između komada materijala koji se drobi i valjaka, ne preporučuje se za drobljenje jako tvrdih i abrazivnih materijala, jer je tada habanje obloga valjaka veliko. Za ravnomjerno habanje obloga, ove drobilice treba da rade pod zasipom materijala, mada se tada povećava brzina habanja. Stepen usitnjavanja materijala sa ovim drobilicama iznosi oko n = 2.

Za drobljenje mekih i žilavih otpada koriste se drobilice sa nazubljenim valjcima. Drobljenje komada ovih materijala u ovim drobilicama moguće je i pri D = 2 a, (a – prečnik komada materijala, m). To omogućava da se ove drobilice koriste i za krupno drobljenje. Stepen usitnjavanja u ovim drobilicama je veći i iznosi n = 4 – 6.

Veličina drobilica sa valjcima označava se prečnikom (D) i dužinom valjka (L), odnosno (D x L).

Kapacitet drobilica sa valjcima proporcionalan je površini otvora pražnjenja (L x b) i broju obrtaja valjaka:

Q = 3.600 v L b n, t/sat (69)

gdje je:Q – kapacitet drobilice sa valjcima, t/satD – prečnik valjaka, mL – dužina valjaka, mb – razmak između valjaka, mn – nasipna gustina materijala u zoni drobljenja, t/m3

n – broj obrtaja valjaka, min-1

(70)

3.4.1.5 Udarno-rotacione drobilice i mlinovi

Po konstrukciji osnovnog radnog organa, kojim se vrši drobljenje materijala, udarno-rotacione drobilice i mlinovi dijele se na:- drobilice i minove sa čekićoma i - drobilice i mlinove sa gredama.

Udarno-rotacione drobilice i mlinovi sa čekićima:

Radni prostor ovih drobilica, odnosno mlinova sa čekićima (slika 51) čini kućište koje je obloženo zaštitnim oblogama i rotor [31]. Rotor čini slog diskova koji su pričvršećeni na horizontalnoj osovini. Po obodu diskova nalaze se otvoti kroz koje su provučene osovine, na koje su slobodno navučeni čekići. Čekići pod djelovanjem centrifugalne sile

83


udaraju u materijal, djelimično ga lome i odbacuju na zaštitne obloge kućišta. Usitnjene frakcije materijala prolaze kroz rešetku, koja se postavlja na donji dio kućišta. Rešetke se postavljaju na ramove koji se mogu vrlo brzo i prosto zamijeniti. U zavisnosti od veličine otvora na rešetki zavisi i granulometrijski sastav usitnjenih frakcija materijala.

Slika 51. Udarno-rotaciona drobilica (mlin) sa čekićima: 1. disk, 2. čekić, 3. vratilo, 4. rešetka, 5. zaštitne obloge, 6. pogonski motor, 7. remenica, 8. distantne čaure

Čekići se zglobno postavljaju između diskova rotora. Zbog velike brzine obrtanja rotora potrebno je uravnotežiti sve obrtne mase. Kod ovih mašina za usitnjavanje važnu ulogu ima ulazna brzina materijala. Velika ulazna brzina materijala brzo dovodi do zagušenja radne zone drobilice, odnosno do smanjenja kapaciteta, jer materijal ne dolazi u zonu punog udara čekića.

Udarno-rotacione drobilice i mlinovi pogodni su za usitnjavanje mekših otpada, odnosno za srednje drobljenje i mljevenje ovih materijala. Veličina ulaznog komada ograničava se odgovarjućim rešetkama na prijemnom lijevku ovih mašina. Iz lijevka materijal pada u radnu zonu drobilice ili mlina, u kojoj se obrće rotor sa zglobno vezanim čekićima sa obodnom brzinom od 30 – 50 m/s i sa brojem obrtaja rotora od 500 – 800 min-1.

Prečnik rotora po obodu čekića i dužina rotora određuje se po formuli:

Dr = 3 amax + 500, mm (71)

Lr = (0,8 – 1,2) Dr, mm (72)

gdje je:Dr – prečnik rotora po obodu čekića. mmLr – dužina rotora, mmamax – maksimalni prečnik ulaznog komada materijala, mm

84


Udarno-rotacione drobilice i mlinovi sa gredama:

Udarno-rotacione drobilice i mlinovi sa gredama, za razliku od drobilica i mlinova sa čekićima, sastoje se od rotora na koji se čvrsto vezuju udarne grede (slika 52).

Slika 52. Udarno - rotaciona drobica (mlin): 1. zaštitne obloge, 2. rotor, 3. vijak, 4. udarne grede, 5. odbojne ploče, 6. lančana zavjesa

Udarno-rotacione drobilice i mlinovi koriste se za:- krupno usitnjavanje, primaju materijal krupnoće amax 0,3 Dr,

- srednje usitnjavanje, primaju materijal krupnoće amax = 0,1 – 0,3 Dr i

- sitno usitnjavanje, primaju materijal krupnoće amax 0,1 Dr.

Materijal koji se usitnjava pada u radnu zonu drobilice ili mlina, gdje ga udara rotor sa udarnim gredama i odbacuje ga na odbojne ploče. Zazor između odbojnih ploča i udarnih greda na rotoru, koji se reguliše nosećim vijcima na odbojnim pločama određuje granulomerijski sastav usitnjenog materijala. Na granulometrijski sastav usitnjenog materijala veliki uticaj ima obodna brzina rotora sa udarnim gredama (slika 53).

Udarne grede izrađuju se od specijalnih čelika (hrom mangan ili hrom silicijum). Obodna brzina rotora sa udarnim gredama iznosi do 50 m/s, što odgovara broju obrtaja rotora od oko n = 1.400 min-1.

85


Prečnik rotora određuje se u zavisnosti od krupnoće materijala koji se usitnjava i iznosi:- Dr = (1,5 – 3,0) amax - za krupno usitnjavanje- Dr = (1 – 10) amax - za srednje usitnjavanje - Dr = 10 amax - za sitno usitnjavanjegdje je:

Dr – prečnik rotora, mamax – maksimalna krupnoća materijala, m

Slika 53. Granulometrijske krive usitnjenih frakcija materijala u zavisnosti od obodne brzine rotora

Dužina rotora L zavisi od prečnika rotora i iznosi:

L = (0,5 – 1,5) Dr, m (73)

Broj udarnih greda određuje se iz odnosa:

(74)

gdje je:t – korak udarnih greda (t = 300 – 500 mm za krupno usitnjavanje i t = 170 – 300 mm za srednje i sitno usitnjavanje)

U praksi se najčešće ove drobilice i mlinovi izrađuju sa parnim brojem udarnih greda, jer izborom iste mase ovih greda lako se postiže

86

4 8 12 20 30 50 70Pre m mčnik otvora sita ,

Pro

lazn

ost m

ate

rija

la, %

0

20

40

60

80

100

v 15 m /s

=

v 25 m

/s

=

v 33 m

/s

=

v 38 m

/s

=

v 42 m

/s

=v 49 m

/s

=v 50 m

/s

=


uravnoteženje obrtnih masa rotora. Visina udarne ploče iznad rotora (visina udarne površine) usvaja se između:

0,18 Dr h 0,1 Dr (75)

Osnovni tehnički parametri udarno-rotacionih drobilica i mlinova koji se najčešće koriste za usitnjavanje otpada dati su u tabeli 16.

Tabela 16. Osnovni parametri udarno-rotacionih drobilica i mlinova

Parametar Mlinovi DrobiliceBroj rotoraPrečnik rotora, mmŠirina rotora, mmObodna brzina, m/sInstalirana snaga, kW

najčešće 1100 – 650100 – 800

15 – 607,5 – 45

najčešće 1, rijetko dva650 – 2.500800 – 2.500

30 – 6030 – 1.200

Za usitnjavanje srednje čvrstih i čvrstih otpada najviše se koriste čeljusne i udarno-rotacione drobilice. Osnovne prednosti i nedostaci i oblast primjene ovih mašina dati su u tabeli 17.

Tabela 17. Uporedni pregled čeljusnih i udarno-rotacionih drobilica za usitnjavanje otpada

Čeljusne drobilice Udarno-rotacione drobiliceOblast primjene - Predusitnjavanje kod

višestepenog usitnjavnaja- Usitnjavanje tvrdih materijala čvrstoće do p = 500 N/mm2

- Kod jednostepenog usitnjavanja- Naknadno (sekundarno) kod višestepenog usitnjavanja- Usitnjavanje krtih, tvrdih i srednje tvrdih otpada čvrstoće do p = 300 N/mm2

Prednosti - mali troškovi habanja obloga- neznatna emisija prašine- mala potrošnja energije- mali sadržaj sitnih frakcija u usitnjenom materijalu

- visok stepen usitnjavanja- mali zastoji kod zaglave- mala sopstvena masa- kubični oblik zrna usitnjenog materijala- selektivno usitnjavanje armiranog betona

Nedostaci - mali stepen usitnjavanja- velika sopstvena masa

- visoki troškovi habanja udarnih greda i ploča- visoka specifična potrošnja energije- veliki udio sitnih frakcija u usitnjenom materijalu

87


- nisu podesne za veoma tvrde materijale

3.4.1.6 Protočne udarne drobilice

Za usitnjavanje građevinskog otpada kod većih kapaciteta često se koriste protočne udarne drobilice (slika 54). Grabuljastim lančanim ili pločastim transporterom materijal se tansporuje u pravcu djelovanja protočne udarne drobilice, odnosno ovim transporterima materijal se transportuje ispod rotora na kome su čvrsto vezane udarne grede. Udarne grede pri obrtanju zahvataju, odnosno udaraju samo komade materija čija krupnoća je veća od željene. Veličina usitnjenih komada materijala se određuje veličinom zazora između udarnih greda i korita grabuljastog ili pločastog transportera. Obodna brzina rotora sa udarnim gredama (najčešće dvije grede) iznosi od 15 do 35 m/s. Prednost ovih drobilica je u jednostavnom punjenju te mogućnosti reverzibilnog kretanja grabuljastog ili pločastog transportera kod eventualne zaglave i nema građevinskih radova.

Osnovni tehnički parametri protočnih udarnih drobilica koje se kriste za usitnjavanje otpada su [29]:- Prečnik rotora, mm do 1.600 mm- Širina rotora, mm 700 – 1.500 mm- Broj udarnih greda 2 (pod 1800)- Kapacitet 800 - 2.000 m3/h - Broj obrtaja 350 – 420 min-1

- Snaga pogona, kW 100 – 320

Slika 54. Princip djelovanja protočne udarne drobilice: 1. rotor sa udarnim gredama, 2. grabuljasti lančani ili pločasti transporter, 3. korito transportera

3.4.2 Mašine za usitnjavanje otpada sa žilavim lomom

Usitnjavanje materijala sa žilavim lomom odnosi se prije svega na čiste otpade iz procesa proizvodnje (proizvodni otpad) i potrošnje (otpadi

88


plastičnih masa, papira i tekstila te željeznog i čeličnog otpada). Zbrinjavanje komunalnog otpada, odnosno njegovih komponenti, npr. ambalažni otpad, kompostabilni otpad zahtijeva njegovu prethodnu pripremu za naredne procese zbrinjavanja (odlaganje, kompostiranje, obrada korisnih komponenti). Kod produkcije većih količina otpada različitog sastava, npr. stari automobili, kućanski aparati, elektronički otpad, vezani kartoni i sl., potrebno je razdvajanje pojedinih komponenti ovih otpada. Ovi zahtjevi uslovili su razvoj više vrsta i tipova mašina za usitnjavanje na principu mlinova sa čekićima (npr. Shredder mašina). Podjela mašina za usitnjavanje sa žilavim lomom može se izvršiti prema vrsti naprezanja (tabela 18). Usitnjavanje nekih vrsta otpada, npr. kabelskog i elektroničkog otpada može se vršiti i mašinama koje se koriste za usitnjavanje materijala sa krtim lomom.

U posljednje vrijeme najveću primjenu za usitnjavanje otpada sa žilavim lomom imaju mašine sa:- velikom obodnom brzinom radnog organa za usitnjavanje (npr.

Shredder mašina) i- malim brzinama kretanja radnog organa za usitnjavanje (npr.

rotacione makaze, rotacioni i spiralni sjekač i sl.). Investiciona ulaganja za nabavku mašina za usitnjavanje sa malim brzinama kretanja radnog organa najčešće su relativno mala, kao i specifična potrošnja energije.

Tabela 18. Podjela mašina za usitnjavanje otpada sa žilavim lomom

Brzina radnog organa

"Jednostavno" naprezanje na

Kombinovana naprezanja na

rezanje istezanje pritisak i smicanje

rezanje i istezanje

kompleksnanaprezanja

mala - Giljotinske makaze- Rotacione makaze

- Spiralni sjekač

- Rotacioni sjekač

velika - Mlin sa noževima

- Mašine za kidanje

- Mašine za brušenje

- drobilice i mlinovi sa čekićima (Shredder)

Ove mašine imaju relativno malu emisiju buke i prašine sa velikim

stepenom raspoloživosti.

Za usitnjavanje velikih i debelih komada čeličnog i otpada nemagnetičnih metala, npr. čelični profili i cijevi, čelični armirani kablovi i sl., koriste se specijalne makaze (Giljotina, Aligator). Rezanje ovih komada otpada odvija se djelovanjem sile rezanja, a princip rada ovih

89


mašina dat je na slici 36, pri čemu se proces usitnjavanja odvija u tri faze:- faza elastične i plastične deformacije,- faza rezanja sa pojavom pukotine i- faza loma do odvajanja komada.

Pri ovim fazama obrazuje se površina rezanja. Kod veoma plastičnih materijala (npr. olovo, cink i sl.) odvajanje komada vrši se bez pojave pukotine.

Princip djelovanja giljotinskih makaza dat je na slici 55. Dovođenje metalnog otpada u zonu rezanja vrši se pomoću odgovarajućeg potiskivača pri čemu se otpad prethodno zbija (presuje), a zatim se na stolu reže na željenu veličinu komada pomoću sistema noževa (donjeg i gornjeg). Kretanje gornjeg noža u vođici vrši se djelovanjem sile koja se ostvaruje pomoću hidrauličnog cilindra. Za usitnjavanje krupnog metalnog otpad sa malom gustinom (npr. stari putički automobili i sl.) ili krupnih komada otpada, u nekim tipovima giljotinskih makaza nalazi se horizontalni potiskivač koji zbija (presuje) ovaj otpad na 50 do 60 % širine makaza. Zbijanje (presovanje) ovih otpada može se vršiti u jednoj ili dvije ravni i to u unutrašnjosti prese. Izbor giljotinskih makaza zavisi od vrste metalnog otpada, potrebnog kapaciteta, krupnoće i gustine usitnjenih komada ovog otpada [32].

Slika 55. Giljotinske makaze, firma Thyssen-Henschel: 1. nosač makaza, 2. prijemno korito za otpad, 3. presa, 4. potiskivač, 5. vođice gornjeg noža, 6. držač gornjeg noža, 7. sto za rezanje, 8. gornji i donji nož, 9. hidraulični cilindar

Za usitnjavanje krupnog otpada iz domaćinstava (namještaj, tepisi, dušeci, bicikli i sl.), drvenog otpada, biootpada i sl., sve veću primjenu imaju rotacione makaze. Ove makaze se izrađuju sa jednim ili dva rotora sa obodnom brzinom od 0,5 do 1,0 m/s (slika 56). Ubacivanje materijala u radni prostor ovih makaza vrši se prinudno preko dozirnog nazubljenog valjka. Proces usitnjavanja se vrši sa sječivima koji su radijalno

90


raspoređeni po obodu rotora i to djelovanjem sile rezanja i smicanja. U zavisnosti od vrste materijala koji se usitnjavanja (metalni limovi, debeli kartoni i sl.) zavisi i primjena ovih makaza, koje se uzrađuju sa jednim ili dva rotora i određenim brojem sječiva na ovim rotorima. Širina rotora i broj sječiva zavisi od potrebne veličine usitnjenih komada materijala.

Slika 56. Rotacione makaze: a) sa dva rotora, b) sa jednim rotorom: 1. rotor sa sječivima za rezanje, 2. nakovanj, 3. dozirni nazubljeni valjak

Za usitnjavanje otpada u raznim oblastima industrije koriste se razni oblici mlinova sa sječivima, koji rade na princpu međusobnog djelovanja rotacionih sječiva na statoru i rotoru, odnosno na principu djelovanja sila rezanja (slika 36). Na slici 57 dat princip djelovanja rotacionih makaza sa horizontalnim rotorom.

Na rotoru se postavlja najčešće 3 do 5 sjekača, rijetko do 12. Odnos broja sjekača na rotoru i statoru iznosi od 4 : 3 do 5 : 4, a rastojanje između sjekača iznosi od 0,1 do 0,3 mm. Brzina obrtanja rotora kod standardne izvedbe ovih mlinova iznosi 12 do 30 m/s, a kod posebnih izvedbi od 5 do 7 m/s (tzv. sporohodni mlinovi) koji emituju neznatnu buku i malo prašine. Širina sjekača iznosi od 15 do 150 mm. Usitnjavanje materijala sa ovim mlinovima ostvaruje se do veličine komada od 100 do 300 mm [33].

Za usitnjavanje različitih vrsta otpada razvili su se različiti konstruktivni oblici rotora (slika 58). Za ove materijale sa malom gustinom, odnosno velikom zapreminom, npr. plastične folije, pjenasti materijali i sl., koriste se otvoreni rotori, dok za kompaktne otpade, npr. za visoko polimerne materijale koriste se zatvoreni rotori.

91

b)a)


Slika 57. Rotacione makaze sa horizonatalnim rotorom: 1. rotor sa sječivima, 2. sječiva na statoru, 3. podesiva odbojna ploča, 4. rešetka

Slika 58. Oblici rotora mlinova sa sječivima, firme Alpine: a) otvoreni rotor sa sječivima, b) rotor sa ravnim sječivima, c) zatvoreni rotor sa sječivima, d) V – rotor sa duplim sječivima, e) vertikalni masivni rotor

Za usitnjavanje tekstilnog otpada (vuna, pamuk, mješavina pamuka i sintetičkih vlakana i sl.) koriste se mašine za kidanje, tzv. kidalice (slika 59). Tekstilni materijal se preko dozirnog valjaka kontinuirano dozira na

92


valjak za kidanje. U kontaktu sa zubcima na valjku tekstilni materijal se čvrsto "zakači" i djelovanjem sile kidanja dolazi do rastezanja i na kraju do kidanja ovih materijala na sitne komade. Odvajanje usitnjenih komada ovih materijala od valjaka vrši se djelovanjem centrifugalne sile ili djelovanjem komprimiranog zraka. Kvalitet usitnjenih komada ovih materijala zavisi od geometrijskog odnosa dozirnog valjak i valjka za kidanje, sistema odvajanja usitnjenih komada materijala od zubaca na valjku za kidanje, brzine doziranja, homogenosti materijala kao i od broja i oblika (poprečni presjek i dužina) zubaca te kvaliteta zubaca na valjku za kidanje kao i od obodne brzine valjaka koja iznosi od 20 do 30 m/s. Za usitnjavanje tekstilnog otpada često se koriste i spiralne mašine za kidanje, tzv. spiralne kidalice (slika 3.39).

Slika 59. Mašine za usitnjavanje tekstilnog otpada: a) mašina sa odvajanjem usitnjenog otpada djelovanjem centrifugalne sile, b) mašina sa odvajanjem usitnjenog otpada pomoću komprimiranog zraka: 1. dozirni valjak, 2. valjak sa zupcima, T- transportna traka, Z – komprimirani zrak, O - usitnjeni komadi otpada

Za usitnjavanje biootpada, kućnog i njemu sličnog otpada te drvenog otpada koristi se spiralne kidalice, koje usitnjavaju ove materijale djelovanjem kompleksnih sila naprezanja (slika 60). Povećanje efikasnosti usitnjavanja sa ovim mašinama može se ostavriti dodatnom ugradnjom sječiva na kućištu ovih mašina.

Takođe, za usitnjavanje kućnog i njemu sličnog otpada, biootpada, drvenoog i njima sličnih otpada najčešće se koriste razni oblici spiralnih mlinova, koji usitnjavaju ove otpade kompleksnim silama naprezanja, npr. naprezanje na savijanje, istezanje, rezanje i uvijanje. Ovi mlinovi rade sa malim brzinama naprezanja (slično roratcionim makazama), pri čemu se prvo vrši cijepanje, a zatim kidanje materijala. Spirala se u kućištu ovih mlinova najčešće postavlja horizontalno, a rijetko vertikalno.

93


Nekoliko vrsta spiralnih mlinova za usitnajvanje kućnog i njemu sličnog otpada šematski su dati na slici 61.

Slika 60. Spiralna kidalica, firme Herbold

Slika 61. Vrste spiralnih mlinova: a, b i c) za kućni i njemu sličan otpad, d) za aluminijski i otpad starih automobila, d) za strugotinu metala

Za usitnjavanje starih putničkih automobila, strugotina metala, drvenog otpada, starog papira, kućnog otpada i sl., koriste se razni modeli i tipovi Shredder mašina.

Prema konstruktivnim karakteristikama Shredder mašine se izrađuju sa vertikalnim i horizonatalnim rotorom. Shredder mašine sa vertikalnim rotorom nemaju rešetku (slika 62a), dok Shredder mašine sa horizonatlnim rotorom imaju rešetku kroz koju prolaze komadi usitnenog

94


otpada (slika 62b). Kod Shredder mašina sa horizonatalnim rotorom u prostoru za usitnjavanje se pored usitnajvanja vrši i djelimično kompaktiranje sitnih komada otpada na veličinu otvora rešetke. Iznošenje materijala koji se ne mogu usitniti u radnom prostoru Shredder mašine vrši kroz posebi otvor pomoću odgovarajuće dizalice.

Slika 62. Vrste Shredder mašina: a) sa vertikalnim rotorom, firme Thyssen-Henschel, b) sa horizonatlnim rotorom, firme Lindemann: 1. rotor, 2. prizmatični udarni organ, 3. prstenasti udarni organ, 4. izlazni otvor za usitnjene komade, 5. otvor za iznošenje komada otpada koji se ne mogu usitniti, 6. sistem za doziranje otpada, 7. nakovanj, 8. udarni čekić, 9. rešetka za prolaz usitnjenih komada otpada

Nekoliko vrsta Shredder mašina dato je šematski na slici 63, koje se razlikuju prema obliku grede za usitnjavanje. Shredder mašine na slici 63a primjenjuju se za usitnjavanje starih olovnih akumulatora. Za usitnjavanje strugotina metala koristi se Shredder mašina data na slici 63d, dok se Shredder mašina na slici 63e koristi za usitnajvanje starog kartona i papira. Kod Shredder mašine čija je šema data na slici 63b u gornjoj polovini rotora nalazi se povećani prostor, tzv. dozirni prostor, koji služi kao rezerva za povećani protok materijala u prostoru za usitnjavanje, odnosno za povećanje kapaciteta. Shredder mašina na slici 63c razvijena je s ciljem smanjenja zadržavanja materijala u prostoru za usitnjavanje, što uslovljava povećanje kapaciteta i malje habanje radnih organa (čekića).

95


Slika 63. Vrste Shredder mašina sa horizontalnim rotorom, šematski: a) Shredder mašina bez rešetke, b) Shredder mašina, firme Lindemann, c) Shredder mašina, firme Thyses-Henschel, d) Shredder mašina za usitnjavanje strugotine metala, firme Lindemann, e) Shredder mašina za usitnjavanje papira, firme Lindemann

Kapacitet Shredder mašina zavisi od parametara rotora, osobina otpada i sistema doziranja otpada. Potrošnja energije kod usitnajvanja metalnog otpada zavisi od vrste otpada i iznosi od 15 do 30 kWh/t. Tehnički parametri jednog tipa Shredder mašine za usitnjavanje kompletnih karoserija putničkih automobila sa maksimalnom debljinom lima do 3 mm dati su u tabeli 18, a normativi potrošnje pojedinih habajućih radnih elemenata ove Shredder mašine dati su u tabeli 20.

3.5 Uređaji za prosijavanje otpada

3.5.1 Parametri koji karakterišu proces prosijavnja

Prosijavanje je proces razdvajanja komponenti ili procesa obrade otpada po krupnoći, zasnovan na geometrijskom upoređenju oblika i veličine zrna sa oblikom i veličinom otvora prosjevene površine. Cilj procesa prosijavanja otpada može biti:- proizvodnja produkata otpada sa poznatom krupnoćom,Tabela 19. Važniji tehnički parametri Shredder mašine tip 210 x 260

- Tip- Instalisana snaga, kW- Kapacitet, t/sat

210 x 2601.470 kW62 t/sat za 70 % stari putnički automobili i 30 % miješani metani

96


otpad sa max. debljinom lima 3 mmUtovarna skliznica- svijetla širina- dužina

2.500 mm7.000 mm

Dozirni valjci- svijetla visina- brzina doziranja- Sila pritiska- Instalisana snaga hidraulike

980 mm158 – 426 mm/s500 kN90 kW

Kućište- svijetla širina- svijetla ulazna visina- otvor rešetke- površina rešetke

2.600 mm700 mm175 x 206 mm2,16 m2

Rotor- Broj obrtaja- Obodna brzina- Prečnik dejstva čekića- Broj čekića- Masa čekića- Odstojanje vanjskog kruga

čekića od rešetke

600 ob-1

66 ms-1

2.100 mm1693 kg

25 mm- Gustina usitnjenog otpada- Sadržaj metala u ulaznom otpadu

1,0 t/m3

75 mas. %

Tabela 20.Normativi habajućih elementa Sredder mašine tip 210 x 260

Habaljući elementi Normativ, tona24 komada podnih ploča 25.000 – 35-0004 komada nakovnja 20.000 – 25.0004 komada odbojnih ploča 25.000 – 40.00010 komada ploča (d = 75 mm) na kućištu 30.000 – 40.00012 komada ploča (d = 50 mm) u ulaznoj zoni 40.000 – 60.00038 komada ploča (d = 35 mm) na bočnim stranama

ca. 40.000

56 komada ploča (d = 25 mm) u gornjoj zoni oko 75.000 1 rešetka oko 120.00016 komada čekića 4.000 – 6.0006 komada osovina za čekiće oko 20.000Zaštitna mreža 40.000 – 80.000

97

tacka-3-3

Documents