环保设备选择、运行与维护第二章环保设备的基础知识

第二章环保设备的基础知识第二章环保设备的基础知识•[内容提要]：•本章主要介绍了关于环保设备的基础知识。通过学习，了解环保设备的特点以及不同的分类方法；熟悉环保设备常用材料的性能及指标；掌握必要的环保设备各项技术指标及主要经济指标；使学生了解最新的环保设备标准管理方法，增强对环保设备的科学规范操作管理意识。第一节环保设备的分类•一、环保设备的概念•环保设备是指用于控制环境污染、改善环境质量而由生产单位或建筑安装单位制造和建造出来的机械产品、构筑物及其系统。•二、环保设备的分类•1.按照环保设备的功能分类•2.按设备的构成分类•﹙1﹚单体设备•﹙2﹚成套设备•﹙3﹚生产线•3.按设备的功能分类•环保主体设备•环保输送设备•监测监控仪器仪表设备•管道及管配件•三、环保设备的特点•1.产品体系庞大•2.设备与工艺之间的配套性强•3.设备工作条件差异大•4.部分设备具有兼用性第二节环保设备的常用材料•一、力学性能•1.拉伸实验•2.强度•3.刚度•4.塑性•5.硬度•6.韧性•7.疲劳极限•二、常用的金属材料•（一）钢•1.结构钢•（1）碳素结构钢•①普通碳素结构钢•②优质碳素结构钢•（2）低合金结构钢•（3）合金结构钢•2.工具钢•（1）碳素工具钢•（2）合金工具钢•①刃具钢•②模具钢•③量具钢•3.不锈钢•不锈钢属于特殊性能钢，通常是不锈钢(耐大气、蒸汽和水等弱腐蚀介质腐蚀的钢)和耐酸钢(耐酸、碱、盐等强度腐蚀介质腐蚀的钢)的统称，全称不锈耐酸钢。•（二）铸铁•铸铁是应用广泛的一种铁碳合金材料，基本上以铸件形式使用。当铸铁中的碳主要以Fe3C即渗碳体形式存在时，铸铁断口呈银白色，故称为白口铸铁。•1.灰铸铁•2.球墨铸铁•3.合金铸铁•三、有色金属及其合金•1.铝及铝合金•（1）变形铝合金•（2）铸造铝合金•2.铜及铜合金•（1）黄铜•（2）青铜•（3）白铜•3.钛及钛合金•钛呈银白色，密度4500kg／m3，熔点1668℃。纯钛的强度低，但比强度(强度与密度之比)高，塑性及低温性能好，耐蚀性很高．钛具有良好的压力加工工艺性能，切削性能较差。•三、金属材料的腐蚀与防护•（一）化学腐蚀•金属的化学腐蚀是指金属与周围介质直接发生化学反应而引起的变质和损坏的现象．化学腐蚀是一种氧化-还原反应过程，也就是腐蚀介质中的氧化剂直接同金属表面的原子相互作用而形成腐蚀产物。•金属的化学腐蚀主要发生在如下四种介质中•1.金属在干燥大气体中的腐蚀•2.金属在高温气体中的腐蚀•3.其他氧化剂引起的化学腐蚀•4.金属在非水电解质溶液中的腐蚀•（二）电化学腐蚀•金属电化学腐蚀指金属与介质发生电化学反应而引起的变质和损坏。其特点是在腐蚀过程中有电流产生。•1.电极电位•2.腐蚀电池•（三）金属腐蚀的防护措施•了解发生腐蚀的原因是为了提出防腐的有效措施，达到防腐、减蚀、缓蚀的目的，以控制腐蚀造成的破坏，延长金属材料或金属设备的使用寿命。腐蚀主要决定于两个方面，一是材料本身的性能，二是材料所处的环境或所接触的介质。•1.涂敷保护层•（1）金属保护层金属保护层常称为镀层，通常以涂敷工艺来命名。•（2）非金属保护层非金属保护层分为无机涂层和有机涂层。•2.电化学保护•根据电化学腐蚀原理，如果把要保护的金属的电极电位提高，或是把金屑的电极电位降低到一定程度，则可降低腐蚀速度，甚至使腐蚀完全停止。•阴极保护•阴极保护又分为外加电流法和牺牲阳极法。•（2）阳极保护阳极保护是把被保护设备与外加直流电源的正极相连，在一定电解质溶液中，把金属阳极的电位降低到一定程度，使金属表面生成一种阻止腐蚀的钝化膜，从而降低金属的腐蚀作用，使设备受到保护。•3.腐蚀介质的缓蚀•在腐蚀介质中加入缓蚀剂，改变介质的性质，可降低或消除对腐蚀介质金属的腐蚀作用。缓蚀剂就是能够阻止或减缓金属在环境介质中腐蚀的物质。•四橡胶和陶瓷材料•（一）橡胶•1.橡胶的组成•橡胶是以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增强材料制成的。•2.常用橡胶材料•橡胶根据原材料的来源可分为天然橡胶和合成橡胶。•①丁苯橡胶•②丁基橡胶•③氯丁橡胶•（二）塑料•塑料密度小，耐腐蚀，有着良好的电绝缘性、耐磨和减摩性、消声和隔热性、加工性等。但强度、硬度低，耐热性差，受热易变形、易老化、易蠕变等。•1.塑料的组成•塑料是以树脂为主要成分，添加能改善性能的填充剂、增塑剂，稳定剂、固化剂、润滑剂、发泡剂、着色剂、阻燃剂、防老化剂等制成的。•2.常用塑料•塑料按受热时的性质可分为热塑性塑料和热固性塑料。•塑料按功能和用途可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料•（1）聚乙烯•（2）聚氯乙烯•（3）聚苯乙烯•（4）聚酰胺•（5）聚甲醛•（6）酚醛塑料•（7）氨基塑料•（三）陶瓷•1.陶瓷的分类和性能•传统的陶瓷材料是黏土、石英、长石等硅酸盐类材料，而现代陶瓷材料是无机非金属材料的统称．按原料可分为普通陶瓷(硅酸盐材料)和特种陶瓷(人工合成材料)．按用途可分为日用陶瓷、结构陶瓷和功能陶瓷等．按性能可分为高强度陶瓷、高阻陶瓷、耐磨陶瓷、耐酸陶瓷、压电陶瓷、光学陶瓷、半导体陶瓷、磁性陶瓷等。•2.常用陶瓷材料•普通陶瓷普通陶瓷是指以黏土、长石、石英等为原料烧结而成的陶瓷。•3.特种陶瓷•（1）氧化铝陶瓷•（2）氮化硅陶瓷•（3）碳化硅陶瓷•（4）氮化硼陶瓷•（四）复合材料•由两种或两种以上在物理和化学上不同的物质结合起来而得到的一种多相固体材料称为复合材料。•1.复合材料的分类和性能•复合材料是由两种或两种以上的物质组成的，通常分成两个基本组成相：一是连续相，称为基体相，主要起粘接和固定作用；另一相是分散相，称为增强相，主要起承受载荷作用。复合材料按基体材料可分为树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等，按增强材料的类型和形态可分为纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料、叠层复合材料、骨架复合材料、涂层复合材料等．•2.常用复合材料•（1）树脂基复合材料•①玻璃纤维增强塑料•②碳纤维增强塑料•③石棉纤维增强塑料•（2）金属基复合材料•（3）陶瓷基复合材料第三节环保设备的技术指标•一、设置技术指标的意义与原则•1.意义•（1）在管理过程中起监督、调控和导向的作用，通过指标考核、分析，发现偏差及时采取措施调整、控制，制定新的考核指标；•（2）通过指标考核，定量评价管理工作的绩效；•（3）指标通过数据的形式反应实际工作的水平，评价与考核的绩效与企业及个人的利益挂钩，起到激励和促进的作用。•2.设备技术指标的原则•（1）在内容上，既有综合指标，又有单项指标；既有重点指标，又有一般性指标。•（2）在形态上，既有实物指标，又有价值指标；既有相对指标，又有绝对指标。•（3）在层次上，既有政府宏观控制指标，又有企业微观及车间、个人执行的指标。•（4）在结构上，从系统观点设置设备全过程各环节的指标，既要完整，又力求精简。•（5）在考核上，应按照企业的生产性质、装备特点等分等级考核。•二、技术指标的构成•1.设备更新改造指标•三、技术指标的应用•（一）废气处理设备的技术指标•1.含尘气体处理量•2.除尘效率•（2）串联运行时的总除尘效率•（3）分级效率•3.除尘装置的压力损失•除尘装置的压力损失是一项重要的经济技术指标，含尘气体经过除尘装置后会产生压力降，被称为除尘装置的压力损失，单位是Pa。•（二）污水处理设备的技术指标•1.综合技术指标•（1）处理污水量•（2）污染物去除指标•（3）出水水质达标率•（4）设备完好率和设备使用率•（5）污水、渣、沼气产量及其利用指数•2.污水水质指标•（1）温度•（2）色度•（3）嗅和味•（4）溶解性固体和悬浮性固体•（5）生化需氧量(BOD)•（6）化学需氧量(COD)•（7）总需氧量(TOD)•（8）N和P含量•（9）有毒有害有机物•(10)细菌总数和总大肠菌群数第四节环保设备的主要经济指标•一、保设备经济指标的分类•（一）环保设备的收益类指标•1.处理能力•2.处理效率•3.设备运行寿命•4.“三废”资源化能力•5.降低损失水平•6.非货币计量效益•(二)环保设备的耗费类指标。•1.投资总额•2.运行费用•3.设置耗用时间•4.有效运行时间•(三)环保设备的综合指标。•1.寿命周期费用•2.环境效益指数•3.投资回收期•设备选型时要考虑的经济性影响因素主要有：①初期投资；②对产品的适应性；③生产效率；④耐久性；⑤能源与原材料消耗；⑥维护修理费用等。二、设备经济指标的构成