环保设备选择运行与维护环保设备的基础知识

1、1 第二章第二章 环保设备的基础知识环保设备的基础知识 化学与环境学院化学与环境学院 2 第二章第二章 环保设备的基础知识环保设备的基础知识 内容提要： ?了解环保设备的特点以及不同分类方法； ?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。 3 第一节第一节 环保设备的分类环保设备的分类 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。 4 二

2、、环保设备的分类 1.按照环保设备的功能分类 5 1单体设备 2成套设备 3生产线 二、环保设备的分类 2.按设备的构成分类 6 1环保主体设备 2环保输送设备 3监测监控仪器仪表设备 4管道及管配件 二、环保设备的分类 3.按设备的用途分类 7 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 8 第二节第二节 环保设备的常用材料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 9 二、常用的金属材料 （一）钢 1.结构钢 （1）碳素结构钢 普通碳素结构钢 优质碳素

3、结构钢 （2）低合金结构钢 （3）合金结构钢 10 二、常用的金属材料 （一）钢 1.结构钢 2.工具钢 （1）碳素工具钢 （2）合金工具钢 刃具钢 模具钢 量具钢 11 二、常用的金属材料二、常用的金属材料 （一）钢 1.结构钢 2.工具钢 3.不锈钢 ?不锈钢属于特殊性能钢，通常是不锈钢属于特殊性能钢，通常是 不锈钢( (耐大气、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碱、盐等强度腐蚀介质腐蚀的钢 ) )的统称，全称不的统称，全称不 锈耐酸钢。 12 二、常用的金属材料 （一）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

4、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 13 三、有色金属及其合金 1.铝及铝合金 （1）变形铝合金：是通过冲压、弯曲、轧、挤压等 工艺使其组织、形状发生变化的铝合金。 （2）铸造铝合金：可用金属铸造成形工艺直接获得 零件的铝合金。 14 三、有色金属及其合金三、有色金属及其合金 1.1.铝及铝合金铝及铝合金 2.2.铜及铜合金铜及铜合金 （1 1）黄铜：是由）黄铜：是由铜和锌所组成的合金。 （2）青铜：是金属冶铸史上最早的合金，在纯铜 （紫铜）中加入锡或铅的合金。的合金。 （3 3）白铜：是以）

5、白铜：是以镍为主要添加元素的铜基合金，呈为主要添加元素的铜基合金，呈 银白色，有金属光泽。 15 三、有色金属及其合金 1.铝及铝合金 2.铜及铜合金 3.钛及钛合金 ?钛呈银白色，密度 4500kg/m 3，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。 16 四、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

6、化学腐蚀主要发生在如下四种介质中： 1.干燥大气2.高温气体 3.其他氧化剂4.非水电解质溶液 17 四、金属材料的腐蚀与防护 （一）化学腐蚀 （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。 ?特点：在腐蚀过程中有电流产生。 1.电极电位 2.腐蚀电池 18 四、金属材料的腐蚀与防护四、金属材料的腐蚀与防护 （一）化学腐蚀（一）化学腐蚀 （二）电化学腐蚀（二）电化学腐蚀 （三）金属腐蚀的防护措施（三）金属腐蚀的防护措施 ?了解发生腐蚀的原因。了解发生腐蚀的原因。 ?目的：提出防腐的有效措施，达到防腐、减蚀、目的：提出防腐的有效措施，达到防腐、减蚀、 缓蚀的目

7、的，以控制腐蚀造成的破坏，延长金属缓蚀的目的，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：腐蚀主要决定于两个方面： 材料本身的性能、所处的的性能、所处的环境或所接触的介质。 19 四、金属材料的腐蚀与防护 （一）化学腐蚀 （二）电化学腐蚀 （三）金属腐蚀的防护措施 1.涂敷保护层 （1）金属保护层（镀层）：以涂敷工艺来命名 （2）非金属保护层：分为无机涂层和有机涂层 20 四、金属材料的腐蚀与防护 （一）化学腐蚀 （二）电化学腐蚀 （三）金属腐蚀的防护措施 1.涂敷保护层 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根据电化学腐蚀原理，

8、如果把要保护的金属的电 极电位提高，或把金属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。 21 四、金属材料的腐蚀与防护 （一）化学腐蚀 （二）电化学腐蚀 （三）金属腐蚀的防护措施 1.涂敷保护层 2.电化学保护 （1）阴极保护 ?分为：外加电流法 牺牲阳极法 22 四、金属材料的腐蚀与防护 （一）化学腐蚀 （二）电化学腐蚀 （三）金属腐蚀的防护措施 1.涂敷保护层 2.电化学保护 （1）阴极保护 （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

9、腐蚀作用，使设备受到保护。 23 四、金属材料的腐蚀与防护 （一）化学腐蚀 （二）电化学腐蚀 （三）金属腐蚀的防护措施 1.涂敷保护层 2.电化学保护 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，可降低或消除腐蚀 介质对金属的腐蚀作用。 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。 24 五、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。 25 五、橡胶和陶瓷材料五、橡胶和陶瓷材料 （一）橡胶（一）橡胶 1.1.橡胶的组成橡胶的组成 2.2.常用橡胶材料常用橡胶材料 ?橡胶按原材料的来源分为橡胶按原材料的来

10、源分为 天然橡胶天然橡胶和和合成橡胶合成橡胶。 丁苯橡胶丁苯橡胶 丁基橡胶丁基橡胶 氯丁橡胶氯丁橡胶 26 五、橡胶和陶瓷材料 （一）橡胶 （二）塑料 ?优点：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。 ?缺点：强度、硬度低，耐热性差，受热易变形、 易老化、易蠕变等。 27 五、橡胶和陶瓷材料 （一）橡胶 （二）塑料 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。 28 五、橡胶和陶瓷材料 （一）橡胶 （二）塑料 1.塑料的组成 2.常用塑料 ?塑料按受热时的

11、性质分为 热塑性和热固性塑料。 ?塑料按功能和用途分为 通用、工程和特种塑料。 （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 29 五、橡胶和陶瓷材料 （一）橡胶 （二）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。 ?现代陶瓷材料是无机非金属材料的统称。 30 五、橡胶和陶瓷材料五、橡胶和陶瓷材料 （一）橡胶（一）橡胶 （二）塑料（二）塑料 （三）陶瓷（三）陶瓷 1.1.陶瓷的分类和性能陶瓷的分类和性能 ?按原料分为：按原料分为：普通陶瓷( (硅酸盐材料硅酸盐材料) )和和特种陶瓷特种陶瓷 (人

12、工合成材料)。 ?按用途分为：按用途分为：日用陶瓷、结构陶瓷和和功能陶瓷等等 31 五、橡胶和陶瓷材料 （一）橡胶 （二）塑料 （三）陶瓷 1.陶瓷的分类和性能 ?按性能分为：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。 32 五、橡胶和陶瓷材料 （一）橡胶 （二）塑料 （三）陶瓷 1.陶瓷的分类和性能 2.常用陶瓷材料 ?普通陶瓷：是指以黏土、长石、石英等为原料烧 结而成的陶瓷。 ?普通工业陶瓷 33 五、橡胶和陶瓷材料 （一）橡胶 （二）塑料 （三）陶瓷 1.陶瓷的分类和性能 2.常用陶瓷材料 3.特种陶瓷 （1）氧化铝陶瓷（2）氮化硅陶瓷 （

13、3）碳化硅陶瓷（4）氮化硼陶瓷 34 五、橡胶和陶瓷材料 （一）橡胶 （二）塑料 （三）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。 35 五、橡胶和陶瓷材料 （一）橡胶 （二）塑料 （三）陶瓷 （四）复合材料 1.复合材料的分类和性能 ?分成两个基本组成相：分成两个基本组成相： ?一是连续相（基体相），起粘接和固定作用； ?另一相是分散相（增强相），起承受载荷作用。 36 五、橡胶和陶瓷材料 （一）橡胶 （二）塑料 （三）陶瓷 （四）复合材料 1.复合材料的分类和性能 ?按基体材料分为：树脂基、金属基、陶瓷基复合 材料等。

14、?按增强材料的类型和形态分为：纤维增强、颗粒 增强、叠层、骨架、涂层复合材料等。 37 五、橡胶和陶瓷材料 （一）橡胶 （二）塑料 （三）陶瓷 （四）复合材料 1.复合材料的分类和性能 2.常用复合材料 （1）树脂基复合材料 玻璃纤维增强塑料碳纤维增强塑料 石棉纤维增强塑料 38 五、橡胶和陶瓷材料 （一）橡胶 （二）塑料 （三）陶瓷 （四）复合材料 1.复合材料的分类和性能 2.常用复合材料 （1）树脂基复合材料 （2）金属基复合材料 （3）陶瓷基复合材料 39 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、

15、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映实际 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。 40 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 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。 41 第三节环保设备的技术指标 一、设置技术指标的

16、意义与原则 1.意义 2.设备技术指标的原则 （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。 42 二、技术指标的构成 1.设备更新改造指标 43 二、技术指标的构成 1.设备更新改造指标 2.设备利用指标 44 二、技术指标的构成 1.设备更新改造指标 2.设备利用指标 3.设备技术状态指标 45 二、技术指标的构成 1.设备更新改造指标 2.设备利用指标 3.设备技术状态指标 46 二、技术指标的构成 1.设备更新改造指标 2.设备利用指标 3.设备技术状态指标 4.设备维修管理指标 47 三、

17、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（标态） Q 1 除尘器进口气体标态下的体积流量； Q 2 除尘器出口气体标态下的体积流量； Q 除尘器处理气体标态下的体积流量； 48 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 （1）除尘器总效率 49 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 （1）除尘器总效率 （2）串联运行时的总除尘效率 50 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 （1）除尘器总效率 （2）串联运行时的总除尘效率 （3）分级效率

18、 51 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 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。 52 三、技术指标的应用 （一）废气处理设备的技术指标 （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 53 三、技术指标的应用 （一）废气处理设备的技术指标 （二）污水处理设备的技术指标 1.综合技术指标 2.污水水质指标 （1）温度