环保设备设计基础教材(共76页).ppt

环保设备设计根底大气：颗粒污染物：重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器、袋式除尘器、颗粒层除尘器、湿式除尘器、电除尘器重点气态污染物：吸收、吸附、冷凝、气固催化反响器集气罩、气体输送管网的设计、运行管理水：物理法及物理化学法相关设备：格栅、沉淀池、气浮设备、快滤池生物法处理设备：活性污泥法处理系统设备、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化处理装置重点讲授顺序噪声隔振装置、阻性消声器、抗性消声器固体废物：压实设备、破碎设备、分选设备、脱水设备、燃烧设备、热分解设备、堆肥化设备环保设备设计与应用的技术经济分析参考书目教材：金兆丰.?环保设备设计根底?.化学工业出版社胡洪营.?环境工程原理?.化学工业出版社郝吉明.?大气污染控制工程?.高等教育出版社高廷耀.?水污染控制工程?.高等教育出版社刘颖辉.?噪声污染控制技术?.科学出版社宁平.?固体废物处理与处置?.高等教育出版社标准：注册环保工程师专业考试复习教材第三版第三册.中国环境科学出版社绪论环境保护气水声渣隔振：橡胶隔振器、钢弹隔振器、螺旋压缩弹簧隔声:消声: 阻性消声器、抗性消声器减量化：压实、破碎、脱水无害化资源化：分选、堆肥、热分解、焚烧除尘：颗粒态污染物气态污染控制：吸收、吸附、冷凝、气固催化重力除尘器、惯性除尘器旋风除尘器颗粒层除尘器袋式除尘器湿式除尘器电除尘器物理法: 格栅、筛滤、离心、澄清、过滤、隔油生物法：活性污泥法、生物膜法化学法：中和、沉淀、氧化还原、催化氧化、电解、焚烧。

物理化学法：混凝、浮选、吸附、萃取、汽提生态修复污染防治节能减排1、掌握环境工程原理、环境工艺设计等根底知识2、熟悉环境工程中水、气、声、渣的各项治理方法、原理、设计要求3、了解材料设备的相关知识4、了解国家出台的政策、标准、设计手册和标准5、了解国内外相关的技术、设备开展状况环保设备设计根底的课程特点及学习要求：环保产业的界定美国(EBI)中国环保产业的意义n九十年代初期前的高速增长是兴旺国家污染治理投资带动的增长n环保产业的开展需要经济开展的支持；n兴旺国家有强大的环保产业；n拉美、东亚(包括中国)正在成为新的市场环保产业特点描述全球环保产业产值的变化全球环保产业区域排名全球环保产业的产值分布美国环保产业产值分布1231、环保产业2、环保工业3、环保设备环保产业主要是指以防治污染、改善生态、保护资源为目的所进行的技术开发、产品生产、商品流通、资源利用、信息效劳、工程承包等各项事业的总称当前的环保产业主要包括：环保设备制造业、环境工程和软件效劳业以及自然生态保护业环保产业 环保工业 环保设备n环境工程设备是以控制环境污染为主要目的的设备，也称环境保护设备或环保设备n由于目前我国的环保产业尚未健全，环保产业根本上等同于环保机械设备开发产业。

n1、按照环保设备的功能分类n2、按设备的构成分类n3、按设备的性质分类环保设备的概念及其分类分类类别：按照环保设备的功能分类 水污染治理设备 空气污染治理设备 固体废弃物处理处置设备 噪声与振动控制设备 放射性与电磁污染防护设备 机械类设备 工作性质 单体设备 容器类设备 通用设备 使用范围 专用设备 管道、阀门、压力表、流量计等 环保成套设备按环保设备构成分类按环保设备性质分类机械类环境工程设备由运动机械构件构成的设备通用设备标准设备/定型设备 按照国家、行业、部门标准生产的，可由不同厂家生产，假设干生产行业可以通用专用设备非标准设备 主要在环境保护行业使用的、经特殊设计、制造的设备 容器类环境工程设备 没有运动构件的静止设备，主要指设备的外部壳体按其承压形式可分为： 常压设备-仅仅承受容器内介质的静止压力，主要用来储存物料或充作常压反响器的壳体0.1MPa) 中低压设备-需承受较高的介质工作压力，主要是带封头的圆筒形、球形构件0.110MPa) 高压设备 (10100MPa) 需根据具体处理工艺的要求，专门进行设计和制造环保设备的特点n1、产品体系庞大拥有几千个品种、几万种规格，多数产品彼此之间结构差异大，专用性强，标准化难度大，难于形成批量产品。

n2、设备与工艺之间的配套性强必须结合现场数据进行专门的工艺设计，采用形影最经济的工艺方法和合理选择设备，否那么难以到达预期的治理目的n3、设备工作条件差异大由于各种污染源的具体情况不同，环保设备在污染源中的工作条件有较大的差异n4、设备具有兼用行环保设备与其他行业的局部机械设备结构相似，存在着相互兼用性，即环保设备可以应用于其他行业，其他行业的有关机械设备也可以应用于治理环境污染我国环保设备的现状和开展趋势1993年以来我国环保产业的开展情况单位：亿元 注： 19932004年数值来源于各年度的调查统计数据；2021年为估算值环保设备组成与比例水处理技术与设备方面n1、生物法与物化法结合，生物法中厌氧工艺与好氧工艺相结合，是处理工业废水的开展趋势n2、废水深度处理技术亦可称为水处理技术比较活泼的领域n3、城市污水处理设备向处理能力5104m3-50104m3/d的大型设备开展大气污染防治领域n燃煤烟气净化技术 在实验室研究和实际应用中，适合中小型锅炉的网膜塔除尘脱硫系统、双击式除尘脱硫工艺、旋转喷雾半干法烟气脱硫小型试验装置等都取得初步成效n烟气脱氮进展 整体分级低NOX燃烧技术2000年1月通过鉴定目前在新建300MW及以上锅炉上已装有低氮燃烧器。

固体废弃物处理处置技术n城市垃圾处理技术n 城市垃圾处理技术市场仍以填埋处置占主导地位，约占90%，混合垃圾堆肥由于二次污染和生产的肥料市场不通畅，呈下降趋势，垃圾燃烧技术市场继续扩大噪声控制技术n除交通噪声与震动控制工程建设市场继续增长外，室内建筑声环境设计，特别是高层住宅建筑配套设备噪声与震动污染控制称为市场开展的新热点n工业噪声污染治理仍然是噪声控制的主导市场成套设备中的单体设备 原那么：按照处理工艺的要求，逐一对它们进行选型或设计，然后再组成具有某种处理功能的成套设备通用设备的选用原那么 差异性：价格、性能、使用寿命、平安维修方面 原因：制作材料、产地、生产厂家不同 原那么：合理性满足处理工艺的要求 先进性设备各方面的性能到达先进水平 平安性平安可靠，无事故隐患 经济性具有合理的性价比环境工程设备的选用与设计原那么专用设备的设计原那么A.根据处理工艺流程确定处理设备的类型；B.确定制造设备的材料；C.聚集设计条件和参数；D.选定设备的根本结构形式；E.计算确定设备的根本尺寸；F.选择标准图纸和设备的标准化G.汇总列出设备一览表；H.向有关专业人员提出设备设计的技术要求和进度要求；I.设计完成后应核对工艺要求，如有过失及时修改。

大气污染物的种类 按污染物存在的形态可分为两大的类：1. 气溶胶状态颗粒态的污染物2. 气体状态的污染物我国环境空气质量标准中，按颗粒大小分为：1. 总悬浮颗粒物TSP，Total Suspended Particles：指悬浮在空气中的空气动力学直径100m的颗粒物2. 可吸入颗粒物PM10，Inhalable Particles ：指悬浮在空气中的空气动力学直径10m的颗粒物主要气态污染物：含硫化合物以SO2为主、含氮化合物以NO和NO2为主、碳氧化合物CO和CO2、有机化合物及卤素化合物等温习大气污染控制工程中的几个根本概念36n一 粉尘的粒径粉尘的粒径单一粒径(1)投影粒径：用光学显微镜或电子显微镜测得的粒径；包括定向粒径dF：粉尘在某一确定方向上的最大投影距离；定向面积等分粒径dM：在某一确定方向上将粉尘投影面积二等分的线段长度；投影圆等值粒径dH：与粉尘投影面积相等的圆的直径；2几何当量直径球等体积粒径dv；等外表积径；体面积径；周长径等等37(2)物理当量径：与被测粉尘的某一物理量相同的球形粉尘的直径； 包括Stokes粒径ds：指与被测尘粒密度相同、沉降速度相同的球形粒子直径；空气动力径da：指与被测尘粒在空气中的沉降速度相同、密度为1000kg/m3的球形粒子的直径；Stokes粒径和空气动力径是除尘技术中应用最多的两种粒径，原因在于它们都与尘粒在流体中运动的动力特性有关。

38其他特殊表示的粒径：分割粒径dc50：指某除尘器的分级效率为50%的尘粒粒径；它是一种表示除尘器性能的很有代表性的粒径筛分粒径：即尘粒能够通过的最小筛孔的宽度；众径：粒径分布中频度最大时对应的粒径；中位径：粒径分布的累积频率质量等于50%时对应的粒径平均粒径算术平均粒径：所有单一颗粒粒径的算术平均值； M1=(dini)/ni几何平均粒径 M2=(nilndi)/ni平均平方根粒径、平均立方根粒径39n二 粒径分布粉尘的粒径分布u频率分布 定义：指粒径由dp至dp+dp之间的尘样占尘样总质量的百分数n显然有：u频率密度分布 定义：单位粒径间隔宽度时的频率分布，即粒径间隔宽度 dp=1m时尘样质量占尘样总质量的百分数40粉尘的密度真密度定义：将粉尘间及其内部的空气排出后，粉尘自身单位体积的质量，以P表示；堆积密度定义：自然堆积状态下单位体积粉尘的质量，以b表示；两者之间的关系：b=1-Pn三 粉尘的物理性质粉尘的比外表积比外表积定义：单位体积或质量的粉尘所具有的外表积；=S/Vcm2/cm3以堆积体积表示的比外表积b可表示为：b=S(1-)/V=(1-)cm2/cm3大局部烟尘的质量比外表积在100010000cm2/g的范围内变化。

41粉尘的润湿性润湿性定义：粉尘与液体通常为水相互附着的难易程度的性质；润湿性分类亲水性粉尘：容易被水润湿的粉尘；如锅炉飞灰、石英粉尘等疏水性粉尘：难以被水润湿的粉尘；如石墨、炭黑等粉尘的润湿性还随温度的升高而减小，随压力升高而增大，随液体外表张力的减小而增强水硬性粉尘有些粉尘如水泥、石灰等与水接触后，会发生粘结变硬而形成硬垢，这种粉尘称为水硬性粉尘水硬性粉尘的弊端水硬性粉尘易使湿式除尘装置和排水管道结垢而堵塞，所以不宜采用湿法除尘42粉尘的安息角与滑动角u安息角 粉尘自漏斗连续落到水平面上，堆积成圆锥体，圆锥体的母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角，或堆积角、静安置角； 一般粉尘的安息角为3550；u滑动角自然堆放在光滑平板上的粉尘，随光滑平板以其一端为轴转动，平板上粉尘开始发生滑动时平板相对于水平面的倾斜角； 有时也称之为动安置角； 一般粉尘的滑动角为304043粉尘的粘附性粘附性粉尘附着在固体外表上或粉尘彼此相互附着难易程度的性质；粉尘的磨损性u磨损性 是指粉尘在流动过程中对器壁和管壁的磨损程度的性质； 磨损量与含尘气流速度的23次方成正比粉尘的荷电性和导电性u荷电性 是指粉尘荷电能力的性质； 荷质比：单位质量粉尘所带有的电荷量，单位为：C/g或C/kg。

u导电性 粉尘的导电性通常用粉尘层的比电阻表示 比电阻：截面积为1cm2、厚度为1cm的粉尘层所具有的电阻值，单位为cm44粉尘的荷电性和导电性外表导电在较低温度时约低于100度，粉尘的导电主要靠粉尘外表吸附的水分和化学膜进行，称之为外表导电容积导电在较高温度时约高于200度，粉尘的导电主要靠粉尘内部的电子或离子进行，称之为容积导电外表比电阻在外表导电占优势的低温范围内，粉尘比电阻称为外表比电阻；其值随温度升高而增大，随含水率增大而减小；容积比电阻在容积导电占优势的高温范围内，粉尘比电阻称为容积比电阻；其值随温度升高而减小；在两种导电机制皆重要的中间温度范围内，粉尘比电阻是外表比电阻和容积比电阻的合成，其值最高4546工业粉尘的比电阻值变化范围很广， 低者碳黑约为103cm； 高者105石灰石粉可达1014cm； 注意：粉尘的比电阻对电除尘器的工作有很大影响，过低或过高都会使除尘效率显著下降，最适宜的范围为： 104cm1010cm 当粉尘的比电阻不利于电除尘器捕集粉尘时，需要采取措施来调节粉尘的比电阻，使其处于适合于电除尘器捕集的范围47粉尘的自燃性u自燃的定义 可燃粉尘在没有外部火源的作用时，仅因受热或自身发热并蓄热所产生的自然燃烧的性质；u自燃的分类。