环保设备设计基础讲义

环保设备设计基础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、气固催化反应器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、焚烧设备、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.《环保设备设计基础》.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》.高等教育出版社规范：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、环境工艺设计等基础知识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、设计手册和规范5、了解国内外相关的技术、设备发展状况环保设备设计基础的课程特点及学习要求：环保产业的界定环境服务环境设备环境资源环境检测和分析水设备&化学材料给水设施运营污水处理厂运营仪器&信息系统资源再生固态垃圾管理空气污染控制设备环境能源资源有害垃圾管理废物管理设备修复/工业服务工艺&防治技术环境咨询&工程环境保护产品生产洁净产品生产环境保护服务废物循环利用自然生态保护水污染治理设备空气污染治理设备固体废物处理处置与回收利用设备噪声与振动控制没备放射性与电磁波污染防护设备污染治理专用药剂和材料环境监测仪器低毒低害产品低排放产品可生物降解产品低噪声产品有机食品环境技术服务环境咨询服务污染设施运营管理废旧资源回收处置环境贸易与金融服务环境功能服务等对工业废物的再利用和资源化，包括工业固体废物、废水(液)、废气等的再利用和资源化。自然保护区建设生态示范区建设生态恢复与治理美国(EBI)中国环保产业的意义自然资源&资源工业：大气水土地&矿藏能源生态工业活动：生产输送消费废弃物和污染环境保护产业九十年代初期前的高速增长是发达国家污染治理投资带动的增长环保产业的发展需要经济发展的支持；发达国家有强大的环保产业；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行业分类2000比重增长率1999-2000复合增长率1995-2000环境服务102.349.9%环境检测和分析1.20.6%3.50%0.60%污水处理厂28.413.9%5.10%3.70%固态废物管理3919.0%3.00%2.50%有害废物管理5.12.5%-6.50%-3.80%修复/工业服务11.25.5%-0.10%0.60%环境咨询&工程17.48.5%5.10%1.20%环境设备52.125.4%水设备&化学材料19.89.7%3.30%4.10%仪器&信息系统3.61.8%3.60%4.20%空气污染控制设备17.68.6%3.70%2.20%废物管理设备9.94.8%4.40%0.60%工艺&防治技术1.20.6%8.30%10.00%环境资源50.524.6%给水设施30.314.8%3.20%3.20%资源再生167.8%2.00%3.60%环境能源资源4.22.0%17.80%6.00%总计204.9100.0%3.40%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、信息服务、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、环境工程和软件服务业以及自然生态保护业环保产业环保工业环保设备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。由于目前我国的环保产业尚未健全，环保产业基本上等同于环保机械设备开发产业。1、按照环保设备的功能分类2、按设备的构成分类3、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，若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应器的壳体。(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。（0.1~10MPa)高压设备(10~100MPa)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1、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。2、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，否则难以达到预期的治理目的。3、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。4、设备具有兼用行——环保设备与其他行业的部分机械设备结构相似，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发展趋势1993年以来我国环保产业的发展情况单位：亿元项目1993年1997年2000年2004年2008年（估值）行业单位数（个）86519090181443000035000年收入总额311.5459.21689.94572.17900环保产品103.9182.1236.9341.9700环境服务11.157.8108.0264.1600资源循环利用169.3181.4757.12787.44700洁净产品＜1021.6281.11178.71900自然生态保护27.116.3285.4－－注：1993～2004年数值来源于各年度的调查统计数据；2008年为估算值。环保设备组成与比例序号分类优势劣势1电除尘电除尘技术、设备处于国际先进水平，完全满足国内需求，免检出口，价格有优势。供电电源关键芯片尚需进口。2袋式除尘袋式除尘技术、设备处于国际先进水平，可以满足国内需求，免检出口，价格有优势。部分滤料、脉冲阀需进口。3脱硫中小锅炉烟气脱硫满足国内需求，电厂脱硫已有自主知识产权技术。电厂脱硫主要技术、设备需进口。4废气净化一般的废气净化技术设备满足国内需求。高端技术设备需进口，企业规模小，加工精度差。5机动车尾气净化可满足部分在用车尾气净化需求，摩托车大部分采用本国技术产品。新车基本采用国外技术产品，企业规模、技术水平不能满足机动车发展速度。6城市污水处理与再生利用自行设计、建设城市污水处理设施，技术与设备达到国际水平，能满足国内需求，价格有优势。部分关键设备、材料的质量与国际水平有差距，有的仍需进口，节能技术开发有待加强。7工业废水处理与循环利用工业废水处理技术基本与国际水平相当，基本能满足需求，价格有优势。部分含难降解难处理污染物的工业废水处理技术尚待开发，部分机械设备质量与国际水平有差距，部分高端技术设备、材料需进口。8噪声振动控制噪声振动控制技术水平处于国际先进水平，微穿孔板吸声材料吸声结构、微穿孔板消声器、小孔喷注高压排气消声器处领先水平，价格有优势。噪声与振动源分析预测技术、噪声与振动设备计算机辅助设计制造技术、高速运输系统噪声与振动控制设备研究、新材料研究开发与发达国家有差距，企业规模小，加工精度较差。9固体废物处理工业固废资源回收利用满足国内需求，垃圾卫生填埋、渗滤液处理均可满足要求。焚烧、堆肥技术设备尚不过关，关键零部件需进口。10监测仪器一般计量、监测仪器满足国内需求。关键零部件需进口，高端产品需进口。11环境服务业在城镇污水、垃圾处理以及工业污染治理设施市场化运营进行了有探索。市场化政策不完善，市场化程度低，市场化领域比较窄，发展不平衡。水处理技术与设备方面1、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，是处理工业废水的发展趋势。2、废水深度处理技术亦可称为水处理技术比较活跃的领域。3、城市污水处理设备向处理能力5×104m3-50×104m3/d的大型设备发展。大气污染防治领域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。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城市垃圾处理技术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，垃圾焚烧技术市场继续扩大。噪声控制技术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发展的新热点。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则：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。通用设备的选用原则差异性：价格、性能、使用寿命、安全维修方面。原因：制作材料、产地、生产厂家不同。原则：合理性（满足处理工艺的要求）先进性（设备各方面的性能达到先进水平）安全性（安全可靠，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则专用设备的设计原则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.汇集设计条件和参数；D.选定设备的基本结构形式；E.计算确定设备的基本尺寸；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，如有差错及时修改。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，TotalSuspendedParticles）：指悬浮在空气中的空气动力学直径≤100μm的颗粒物。2.可吸入颗粒物（PM10，InhalableParticles）：指悬浮在空气中的空气动力学直径≤10μm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基本概念36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