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生物油燃料的优缺点

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生物油燃料的优缺点范文第1篇

关键词:化工设备;清洗;质检

Abstract: With the development of science and technology, more and more chemical equipment, so the cleaning and maintenance of chemical equipment is more and more important, this paper firstly introduces the types of chemical cleaning of equipment, for example chemical cleaning equipment are analyzed, and lists the specific methods of cleaning quality inspection of chemical equipment.

Key words: chemical equipment; cleaning; quality inspection

中图分类号:F407.45

引言

化工设备所接触的介质在不同温度、压力等环境条件下,介质之间发生物理、化学或生物作用,常常会形成污染或覆盖层,如油垢、锈垢、灰垢、物料垢、生物垢和结焦等。清除这种污垢层使其恢复原来的表面状况的过程称为清洗。设备结垢轻则降低热效率增加燃料消耗,造成能源浪费,加剧污染,重则造成设备的损害事故,影响生产的正常进行,经济损失巨大。因此及时清理设备中的污垢,对确保管道的畅通,保障设备的正常运转,延长设备的使用寿命以及对生产过程的节能消耗意义重大。

一、清洗的种类介绍及优缺点分析

清洗分为在线清洗价和离线清洗两种

1.在线清洗:利用循环水系统中的凉水塔作为加药箱,往系统里面加药,进行自然循环。优点:设备不用停机,不影响正常生产使用。缺点:清洗效果相对于离线清洗来说不是很好。清洗时间长,对设备的腐蚀危害大等。

2.离线清洗又可以分为物理清洗和化学清洗。

(一)物理清洗:利用高压流水对设备进行清洗,需要高压清洗设备。

(二)化学清洗:把换热器单独拿出来,把循环水的进出口管路连接到清洗车上,进行循环。优点:减少了药剂的使用量,清洗效果好。缺点:需要相应的设备,如清洗车或者清洗水箱,高压泵,各种规格的连接阀门,电焊设备等。

化学清洗有酸洗和碱洗两种形式。碱洗:主要是为了清除设备内部的有机物、微生物、油污等附着物,如设备安装时的防锈剂等。碱洗还可以起到松化、松动、乳化及分散无机盐类的作用。常用清洗剂有氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠等。酸洗:主要是为了清除无机盐类的沉积,如碳酸盐、硫酸盐、硅垢等。常用清洗剂有盐酸,硫酸,氢氟酸等有机酸。

二、针对化工设备清洗举例

对汽轮机的清洗,汽轮机在线化学清洗在热电厂汽轮机的维护工作中,使用汽轮机专用清洗剂,在不开缸情况下进行在线循环清洗。

经过清洗的汽轮机恢复运行后,达到了明显的节能效果。从实际清洗的20多台次的汽轮机的清洗效果看,在同等工况下,清洗后的运行参数,包括调门开度、排气压力、汽耗率等均达到了较为理想的状态。目前,已经应用汽轮机在线清洗技术清洗热电厂汽轮机20多台次。实践证明,该技术已突破传统的汽轮机清洗方法和观念,可以大大缩短检修时间,降低检修和清洗的劳动强度。由于清洗后可大大降低汽耗,因此持续经济效益明显,对机组的安全经济运行也十分有益。

循环冷却水系统不停车清洗化工生产中,各种高温流体,炼油厂中各种高温油、裂解气体,化工厂中的各种高温工艺气体,电厂发电后的低压蒸汽等均需要用冷却水冷却。通常冷却在换热器中完成,经过长时间的运行,设备、管道表面形成这样那样的污垢,影响换热,从而影响生产的正常进行。传统的方法是根据设备和生产的具体情况定期停车检修。停车检修会严重的影响生产,较好的办法是在不停车的情况下,对设备进行化学清洗。此次不停车化学清洗步骤为:泥剥离剂清洗一中性除油除锈剂清洗一脱盐水置换。

结果表明:清洗的腐蚀速率非常小,经过清洗,换热器的入口温度升高,设备产能得到明显提高。

三、对清洗产品的质检方法

1、化工产品质量检验的特点:(一)、种类多 (二)、性质不稳定 (三)、危险性高

检验的方法:按原理分——(一)、仪器分析法 (二)、化学分析法

按生产要求不同分类——(一)、快速分析法 (二)、标准分析法

采样:从被检的总体物中取得有代表性的样品的过程。

制备:粉碎——过筛——混匀——缩分

2、密度的测定(相对密度法、密度瓶法、韦氏天平法)

相对密度法:依据阿基米德原理优缺点:简单便捷、但准确度不高

密度瓶法:原理:体积相同的情况下,物体的密度之比等于其质量之比。

优缺点:测量结果准确,操作稍显复杂。

韦氏天平法:原理:分别测量水和被测试样“浮锤”的浮力,由游码的读数来计算出试样的相对密度。 优缺点:准确性较好,操作简单快捷。

3、水分的测定:

(一)、 烘干法

原理:一定温度下,将试样烘干至恒量,测定试样减少的质量。

(二)、卡尔•费休法

原理:在水存在时,即样品中的水与卡尔费休试剂中的SO2与I2产生氧化还原反应。I2 + SO2 + 2H2O2HI + H2SO4

(三)共沸蒸馏法

原理:把不溶于水的有机溶剂和样品放入水分蒸馏器中加热,收集馏出液,由水的体积而得到样品的水分含量。

优点:⑴ 热交换充分⑵ 受热后发生化学反应比较少⑶ 设备简单,管理方便

缺点: ⑴ 水与有机溶剂易发生乳化现象 ⑵ 样品中水分可能没有完全挥发出来 ⑶ 水分附在冷凝管壁上,造成读数误差。

(四)永停法

原理:在侵入溶液中的两铂电级间加一电压,若溶液中有水存在,则阴极极化,两电极之间无电流通过。滴定终点时,溶液中同时有碘及碘化物存在,阴极去极化,溶液导电,电流突然增加至一最大值并稳定1min以上,此时为终点。

4、粘度:液体流动时内摩擦力的大小的程度。

绝对黏度:流体两平行面相隔单位距离时产生单位相对速度所需的单位面积上的力,也称为动力粘度。

运动黏度:流体的绝对粘度与流体密度之比。

使用意义:一是评价油品流动性能的指标,二是可决定加工工艺条件,确定馏分的切割范围,及判断油的精制深度,三是喷气燃料油的重要指标之一,四是柴油的重要性质之一,五是油最重要的质量指标。

5、 闪点:可燃性液体表面上的蒸汽和空气的混合物与火接触而初次发生闪燃时的温度。

闪点的测定方法:闭口杯法和开口杯法(<79℃)

6、燃点:可燃性液体表面上的蒸汽和空气的混合物与火接触而发生火焰能继续燃烧不少于5s时的温度。

燃点的测定方法:开口杯法

7、测硫酸:以甲基红-次甲基蓝为指示剂,用氢氧化钠标准溶液中和滴定,以测得硫酸含量。 由测得的硫酸含量换算成游离SO3含量。加入2~3滴甲基红-次甲基蓝混合指示剂,用NaOH标准溶液滴定至溶液呈灰绿色即为终点。

8、纯硫酸是一种无色透明的油状粘稠液体,其浓度以所含硫酸的质量分数来表示(SO3/H2O

9、聚合氯化铝的测定原理(络合滴定):

酸水解聚合氯化铝,再用过量的EDTA络合Al3+,用二甲酚橙作指示剂,用乙酸锌标准溶液滴定过量的EDTA。

10、蒸馏后滴定(仲裁分析):样品与强碱作用,经蒸馏后分解出氨,用过量硫酸标准溶液吸取氨,再以碱标准溶液返滴定过量酸至终点,依据酸碱两种标准溶液消耗的体积及浓度,计算样品含量。

11、甲醛法:中性溶液中,样品的铵盐与甲醛作用生成六次甲基四氨和相当于铵盐含量的酸,在指示剂存在下用氢氧化钠标准溶液滴定,根据消耗氢氧化钠标准溶液的浓度和体积,计算得到样品的含氮量。

结束语

从以上的介绍可知,化学设备清洗是一项谨慎仔细的工作,尤其是化工质检需要严格的按照工作流程,认真检验,才能实现清洗过程的高效、低成本与低污染等。化工设备清洗技术的应用不仅可提高企业的生产效率、同时还能带来巨大的经济效益和环境效益。所以,做好化工设备清洗检验工作尤为重要。

参考文献:

[1]俞晓慧,邱运仁.化工设备清洗技术进展[J].广东化工,2005,(7):28—30.

生物油燃料的优缺点范文第2篇

关键词:污泥;处理;减量化;资源化;

中图分类号:U664文献标识码: A

1、前言

城市化、工业化进程的加速,对环境的影响日益严重,城市水环境的保护比以往显得更加重要,大量城市污水处理厂的出现,有效缓解了水环境的压力,但同时也带来了污水处理厂污泥如何处理的问题。污泥由多种微生物形成的菌胶团及有机物、重金属和盐类及寄生虫卵等组成,处理不好,易造成二次污染。不妥善解决污泥的出路问题,会影响到污水处理厂的正常运行。因此应根据各地的实际情况,综合利用污泥处理技术,找出适合的处理方式,就此,谈一点自己的看法。

2、污水处理厂污泥处理的现状和面临的问题

2.1处理现状

以南京为例,城区目前已投入运行的大型污水处理厂共有4座,污水处理能力约100万吨,每天产生的含水率80%的脱水后污泥达数百吨,目前的方式为脱水后外运掺烧发电、填埋、堆肥等。

其中焚烧发电约占50%,污泥脱水后运送至电厂与煤按一定比例进行混合,后进入焚烧炉燃烧产生热量用于发电;其它的用于填埋和堆肥,污泥脱水后利用废矿坑进行填埋,或经过堆肥工艺制成肥料。

2.2面临问题

根据《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策》的相关要求,污泥处理技术总的目标是实现“四化”,既“稳定化、减量化、无害化、资源化”,目前南京在污泥处理方面还存在着问题,主要表现在以下几方面:

2.2.1处理方式比较单一,缺乏深度处理工艺

现各厂污泥处理工艺基本为机械脱水工艺,既将剩余污泥加高分子絮凝剂(聚丙烯酰胺)后直接脱水后,脱水后污泥含水率达80%左右,运输的大部分是水,造成运力浪费;且运输途中,撒漏在所难免,对沿途环境影响很大,不符合减量化的要求。其次是污泥中有机物含量高,易分解有恶臭,黏性大,不符合稳定化的要求。

2.2.2污泥处理处理运营单位缺乏有效的监管

根据水染污防治法,污水处理过程中产生的污泥也应当被有效处理,参与脱水后污泥的焚烧、堆肥、运输等相关处理的单位,均被定义为污水处理设施运营单位,应有相关资质和执行标准,与目前的实际情况相比,各相关处理单位大多处于起步阶段,有的还不是主营业务,与要求比有一定差距的。另外对这些污泥处理运营单位的监管方面,相关制度和政策还不是很明了。

2.2.3污泥处理处理经费和政策的支持

污泥的性质决定了污泥的处理是一个比较复杂的问题,要真正实现污泥处理的无害化和资源化,单独依靠污水处理厂自身是完成不了的,必须实现污泥深度处理的产业化工作。

要实现产业化首先要保证有充足的污泥处理资金,污泥处理费用应当在污水处理费中占一定的比例。其次是要有相应的推行污泥资源化的政策,才能有效促进产业健康发展。

3 污泥的资源化利用

3.1 污泥堆肥

污泥中含有大量的植物所需的养分,其含量高于农家肥,但是污泥中也含有有害成分,重金属离子易在土壤和植物体内积累,因此在土地利用之前,必须对污泥进行稳定化。堆肥化处理是采用较多的一种方法。

堆肥化是利用微生物的作用,将不稳定的有机质降解和转化成稳定的有机质,并使挥发性有机质含量降低,减少臭气;通过堆肥化,污泥的物理性状明显改善(如含水率降低,呈疏松、分散、粒状),便于贮存、运输和使用;高温堆肥还可以杀灭病原菌、虫卵和草籽,使产物更适合作为土壤改良剂和植物营养源。

3.2 污泥燃料化

污泥燃料化方法目前有两种,一种是污泥能量回收系统(HERS法,Hyperion Energy Recovery System),另一种是污泥燃料化法(SF法,Sludge Fue1)。HERS法即利用污泥消化制沼气,将污泥进行厌氧消化,其中的有机物经厌氧细菌分解产生以甲烷为主的可燃性气体,经脱硫后即可用作发电燃料。SF法即污泥低温热解制燃料油,是将未消化的混合污泥经机械脱水后,加入重油,调制成流动性浆液进行多效蒸发,污泥有机质在加热条件下部分热裂解,产生衍生燃料。污泥燃料燃烧产生蒸汽还可作污泥干燥的热源和发电,回收能量。

污泥燃料化技术是一种适合处理所有污泥,又能利用污泥中有效成分,实现污泥减量化、无害化、稳定化和资源化的污泥处理技术,是当前污泥处理技术研究开发的方向。

3.3 剩余污泥制可降解塑料

1974年有人从活性污泥中提取到一类可完成生物降解、具有良好加工性能和广阔应用前景的新型热塑材料PHA,为利用活性污泥生产PHA奠定了基础。研究表明:活性污泥经过相关的培养后,可大幅度增加其中含有的可降解塑料。因此,利用剩余污泥制备可降解塑料可有效地解决化学合成塑料所造成的“白色污染”, 既让废物得到了利用又避免了对环境的二次污染,对环境保护及可持续发展作出了一定的贡献,创造了良好的环境效益和经济效益。

3.4 污泥的建材利用

污泥中的无机物主要由硅、铁、铝和钙等构成,含量约为20%-30%。因此即使采用传统的污泥焚烧工艺大幅度地实现污泥减量,但仍有较多以焚烧灰形式存在的无机物需做填埋处置。而污泥的建材利用可充分利用污泥中的有机物和无机物,实现污泥资源化。

污泥的建材利用主要有:制轻质陶粒、生产水泥、制熔融材料及熔融微晶玻璃等。污泥制轻质陶粒,是直接以脱水污泥为原料,将粉末状物料加热到熔点以上,使一部分物料变成液相,冷却后成为有相当强度的固体,烧结后物料相互之间往往产生化学结合,但大多是形成新的玻璃体或晶体。污泥中含有较多的灰分,其中的铝、铁成份是混凝法处理废水时形成的,可作为建筑材料添加剂。将污泥烘干研磨后,按照一定的质量比添加石灰并混合均匀,控制好温度条件和焚烧时间可制得水泥[9]。

污泥制轻质陶粒可用作混凝土的骨料、路基材料或花卉覆盖材料,也可作为污水厂生物滤池的滤料,微生物挂膜在陶粒上可有效降低污水中的BOD、COD及氨氮含量,效果良好;污泥制熔融材料也可用于路基路面、混凝土的骨料或地下管道的衬垫材料;污泥制微晶玻璃的外观、强度、耐热性优良,可应用于建筑内外的装饰材料;污泥生产水泥可用于素混凝土,地基的增强固化材料,以及用作道路铺装混凝土,大坝混凝土,重力式挡土墙,水泥竹纤维板等。

4、污泥处理方法的选用

一种有效的污泥处理方法,应当兼顾到环境生态效益、社会效益和经济效益,污泥的处理方法多种多样,各有优缺点,选用什么样的方法不但与当地的自然条件及经济社会发展水平有关外,还与污水处理工艺、污水来源等有很大关系。应根据污水处理厂的具体情况进行区别对待,统筹安排。

例如对于污水收集范围内无工业污染源以生活污水为主,污泥量较少的厂,完全可以考虑采取土地利用的方式,制成复合肥料后作为再生资源有效利用。

进厂污水既有工业污水又有生活污水的,如果污泥中有机物含量较高的,仍可以考虑采取土地利用的方式,作为再生林地和市政绿化的肥料利用,不易造成食物链的污染,也可成为污泥土地利用的有效方式。

如果污泥中重金属等污染较重,不符合农用污泥标准的污泥,需考虑采取焚烧的方法处理,以彻底消除二次污染。

对于城市有垃圾发电项目的,可考虑将污泥加入稳定剂后采用新技术脱水机将今水率降低至60%以下,作为覆盖土填埋入垃圾场,可有效利用其中含有的有机成份,产生沼气后用于发电,可低成本实现资源化目标。

5、结语

“十二五”期间,节能减排工作的标准进一步提高,城市污水处理厂污泥的处理工作得到重视,做好污泥的深度处理工作十分重要,需要创新思路,充分参考国内外情况,结合自身实际情况,找出一条适合的技术路线,实现污泥处理的 “减量化、无害化、资源化“的目标。

参考文献:

生物油燃料的优缺点范文第3篇

关键词:垃圾焚烧发电厂;循环流化床;炉排炉

Abstract: aimed at the mainstream way - currently the city life garbage disposal, incineration, this paper introduces the advantages and disadvantages of each combustion in circulating fluidized bed incineration and grate, then according to the different project environment and conditions, the paper proposed incineration for power generation projects, living garbage incineration investors reference.

Keywords: garbage incineration power plant; circulating fluidized bed; grate furnace

中图分类号:R124.3 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

随着国家现代化建设和各地城市化进程,城市人口不断地增长,相应的城市生活垃圾也在急剧增加,每年约有1.5亿吨垃圾产生,目前已堆积70亿吨,而且还在以8%递增。垃圾的增加和随意堆积带来了许多问题:垃圾堆放占用了大量的耕地;露天堆放的垃圾在腐化变质的过程中产生大量的废气,造成周边空气污染;垃圾在雨水冲刷下污染地表水及水源;有害的微生物大量滋生,危害居民健康。

从上个世纪中期开始,世界各国大力研究垃圾的无害化处理,而垃圾焚烧发电被认为是一种高效、环保的处理方式。早在20世纪70年代开始,法国和德国最早采用焚烧垃圾发电,以后日本、美国也迅速发展垃圾焚烧发电。世界上许多著名公司投入了大量精力研发焚烧技术和设备。目前国际上焚烧主要设备和辅机已定型配套,工艺和技术十分成熟,世界各国政府均采用免税、资金补助等优惠政策,鼓励垃圾焚烧发电的无害化处理。

国内的垃圾焚烧技术,以炉排焚烧技术和流化床焚烧技术为代表,二者占据国内垃圾焚烧项目90%以上的份额。国内的炉排焚烧技术最早从国外引进,而后开始国产化生产,目前已经比较成熟;而流化床焚烧技术是国内自主研发,完全具有自主知识产权且全部设备实现国产化的技术,以中科院和浙江大学技术为代表,经过近十年的发展,该技术目前已比较成熟,且在全国各地建有50座以上的垃圾焚烧发电厂。

目前国内外垃圾焚烧技术市场上可见的炉型主要有炉排焚烧炉、鼓泡流化床焚烧炉、循环流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉和热解气化炉等多种。回转窑和热解气化炉单炉处理量较小,难以满足大中城市现代化大型垃圾焚烧厂的建设需要。国内外目前应用最多的炉型是炉排焚烧炉和循环流化床焚烧炉,本文主要对这两种技术做比较分析及选择建议。

一、炉排焚烧炉

炉排焚烧炉的主要特征是被处理的垃圾堆放在炉排上,焚烧火焰从垃圾堆料层的着火面向未着火的料堆及内层传播,形成一层一层燃烧(层燃)的过程。

1、炉排型焚烧炉的优势

(1)技术成熟,设备的整体性较好,配套设备已定型、工作性能可靠。国内外已有较多的应用案例。

(2)垃圾一般不需要预分拣直接进入炉内焚烧,垃圾进料系统比较简单,操作人员易于掌握操作的基本要素。

(3)烟气中固体颗粒含量低,烟气中飞灰量少,飞灰处理成本较低。

(4)出渣设备为炉下水冷出渣,设备结构简单,故障率低。

(5)运行人员少。

(6)由于鼓风机压头小,风机所需功率小,故动力消耗少,厂用电量少。

2、炉排型焚烧炉存在的缺陷

由于经济发展水平、居民生活习惯和垃圾管理方式的差异,我国一般需要处理的垃圾与发达国家的垃圾焚烧炉所处理的垃圾有很大不同。在引进了国外发展的焚烧炉后,供应给它们的都是混合收集的原生垃圾,热值低、含水率和不可燃组分含量高,致使在运行效果上与在原产国的应用有很大差别。主要问题包括:

(1)由于垃圾燃料是堆放在炉排上以层燃方式燃烧,无论是滚动式、往复式和逆推式炉排炉,都不能保证垃圾内层与燃烧空气的充分接触和受热。特别是应用到焚烧我国混合收集的高水分、低发热量垃圾时,常常导致垃圾燃烧不充分,排出的底渣甚至仍有恶臭,热灼减率一般偏高,容易造成二次污染;

(2)混合收集的原生垃圾,不仅水分高、热值低,而且所有有关组成和燃烧特性随时间和地段变化都很大、很频繁。针对这样的入炉垃圾,炉膛设计实际上无所适从,炉排上垃圾堆层的燃烧进程也总是偏离设计情况,炉排和它上方炉膛温度的分布和燃烧条件都更不稳定和不均匀。局部低温将造成炉排以上烟气空间形成低温区,二噁英未能完全分解、氧化,导致二噁英的排放值偏高;局部高温区将造成NOx生成量过多,这些在炉排炉应用中也已经得到普遍证实;

(3)在炉排炉技术原产国,垃圾热值一般按8000kJ/kg左右设计,而我国生活垃圾热值低,采用炉排型焚烧炉时一般的作法是需将生活垃圾堆酵5~7d,将垃圾中大部分水分沥出,以提高进炉垃圾热值。堆酵过程中产生大量垃圾渗沥液,形成二次污染隐患。再一个必要的补充措施就是向焚烧炉膛大量喷入辅助燃料油,产生了“洋设备烧土垃圾,燃油消耗量大”的问题,造成运行成本大幅度提高;

(4)炉排焚烧炉关键是炉排,为了促进垃圾堆层的燃尽,各主要发展厂商都研发了有复杂运动机构的特殊炉排,对材料品质、加工条件、安装精度和日常维护都有更高的要求。目前炉排型焚烧炉的相关技术专利主要由三菱、西格斯、斯坦米勒、阿尔斯通等国外厂家掌握,引进国外的先进炉排型焚烧炉必须负担高额的专利使用费,即使是引进技术国内生产成本也比较高,造成投资和运行成本居高不下,阻碍了这类技术的应用和发展。

(5)过量空气系数高,一般达到1.8~2.0,因此烟气量大,尾气处理设备较大,且锅炉热效率低,一般为75%~80%。

(6)受氯化氢高温腐蚀影响,蒸汽温度低,一般不高于400℃,因此余热发电效率低。

二、循环流化床焚烧炉

流化床焚烧是完全不同于炉排炉那样以层燃方式实现燃烧的一大类新的燃烧技术,其主要特征是炉膛内始终存有大量的粒度适宜的高温惰性床料,因此炉膛具有很高的热容量。垃圾和惰性床料在由炉膛底部的布风板送入的流化空气的作用下呈均匀流化状态,垃圾送入炉膛后在处于流化状态的床料裹挟下,迅速分散、快速升温,很快地完成燃烧前的准备阶段,在流化料层内和料层上方实现持续的稳定燃烧。

1、循环流化床垃圾焚烧炉的优势

针对我国混合收集的生活垃圾发展的循环流化床垃圾焚烧技术,已经达到了商业化应用的阶段,并日趋成熟,形成了不同处理能力的系列化产品。给料、排渣、燃烧控制、尾气处理设备已有较好配套,入炉垃圾不需要复杂的前处理,产汽与常规汽轮发电设备参数配套,具有显著的环境和经济效益。

(1)适于焚烧处理我国低热值、高水分的垃圾,燃烧后残渣中的未燃份(即炉渣热灼减率)<3%;

(2)可以同时处理多种废弃物:不仅可以焚烧处置生活垃圾,同时也可燃烧处置热值悬殊的工业废弃物,特别是可以焚烧处理污泥;

(3)为避免不同季节、不同街区收集的垃圾品质差异对焚烧状态和效果的影响,确保焚烧炉在任何时刻都处于良好的工作状态,在焚烧过程中添加适量的辅助燃料是必要的。对循环流化床焚烧炉而言,可以掺烧燃料煤而不一定用燃料油,并且添加量较少就可以达到良好的效果;

(4)由于炉内没有复杂的运动机构,设备故障率低。国内开发的一些新型循环流化床焚烧系统,包括了垃圾给料和底渣排出设备的配套研发,使循环流化床垃圾焚烧炉对垃圾的分选和预处理要求大为降低,甚至不需要特别复杂的预处理工艺就可以达到稳定运行的效果;

(5)单炉处理量较大。目前已形成单炉处理能力从100~800t/d的产品系列,能够适应大、中、小型垃圾焚烧厂的建设要求;

(6)环保性能良好。循环流化床焚烧炉因实现了均匀的燃烧温度,炉膛的温度也能长期稳定保持在850℃及以上,该温度能彻底分解有毒有害物质,有效控制NOx、SOx等各类污染物的生成;尤其对二噁英的控制,国外研究发现,流化床掺烧的煤对二噁英的生成具有抑制作用。实际运行结果也证明,流化床对二噁英的控制比炉排炉更有优势;

(7)过量空气系数低,为1.3~1.5,因此烟气量少,尾气处理设备较小,投资较省;且锅炉热效率较高,可达80%~83%。

(8)蒸汽温度可达到450℃以上,发电效率较高。

2、循环流化床垃圾焚烧技术的缺陷

(1)与机械炉排炉相比,发展历史不长,系统配套,特别是与原生垃圾不作分选处理相关的给料、排渣设备仍是系统中的较弱项,还需进一步完善;

(2)与引进(包括技术引进)的机械炉排炉相比,循环流化床焚烧炉的设备研发、加工制造和安装调试,多注重于系统的基本功能和工作可靠性,而对工作环境、厂区清洁、设备和厂房的外观造型等方面关注不够,投入不多。另外对加工工艺等经验积累和完善仍需付出持之以恒的努力;

(3)由于炉膛高速流化烟气的夹带作用,飞灰比例较高,灰量较大。按照我国目前有关法规,焚烧炉飞灰应一律视作危险废弃物,需按危险废弃物作专门处置;

(4)为保证流态化焚烧,一、二次风机压头较大,自耗电较高;

(5)进料及出渣设备复杂,运行维护要求高;

三、焚烧方式的选择建议

根据上述的分析比较可知,两种焚烧方式各有技术上的优缺点,策划一个项目的焚烧方式时,建议考虑以下几种情况:

1、如一个项目除了处理生活垃圾外,还有污泥需要处理,建议选择循环流化床焚烧方式;一般污泥干化后成粉末状,而炉排焚烧炉的炉排片间有间隙,不适合焚烧污泥;

2、如当地的经济条件比较差或者生活垃圾热值比较低(主要在北方地区),可能会导致炉排炉焚烧温度上不去而需采取喷油助燃的模式,带来运行成本的增加;建议采用循环流化床焚烧方式;

生物油燃料的优缺点范文第4篇

关键词:溢油处理装置;围油栏;撇油器;数值模拟

0引言

近几年来,由于海上石油工业和海上油运业的飞速发展,海上溢油事故频繁发生。溢油对海洋生态环境影响很大。如2010年发生在美国墨西哥湾的深海地平线石油钻井平台爆炸事故,事故导致大量石油泄漏入海,给当地造成了巨大的经济损失和严重的生态环境灾难。再如2011年发生在我国渤海海域发生的蓬莱溢油事件,造成超过6200平方千米海水污染,是我国海洋资源开发以来发生的最严重的事故。因此,一旦发现海上事故造成溢油后,就必须根据现场实际情况采取及时有效的措施对溢油进行处理,降低和消除溢油造成的危害。

1海上溢油的处理技术

海上溢油的处理方法通常可分为物理法、化学法和生物法。

1.1物理法

是指将溢油从水面分离出来而不改变其存在形态的物理形态,如采用围油栏围困溢油、撇油器回收溢油、收油网回收水面上乳化溢油等方法。

1.2化学法

是指通过使用化学制剂使溢油聚集或分散,即通过改变溢油在海面上中存在形态来达到降低污染的目的。化学法适用于溢油油膜很薄的情况,处理溢油的化学制剂包括溢油聚油剂、分散剂、吸油剂和凝油剂等。

1.3生物法

是指利用生物分解作用清除海域溢油的方法。生物法溢油清除时间较长,见效慢,但是对环境的影响小,是一种利用前景广阔的方法。

2溢油处理装置优化方法

为了减少对溢油海域的进一步污染,选择物理法是清除海面溢油时最好的。尤其是在处理大面积海上溢油时,围油栏和撇油器两种溢油处理设备是溢油回收中应用最为广泛的。对围油栏和撇油器的优化设计大体有三种思路:

一是直接将溢油处理装置放置于实际海况中, 测量其能够回收溢油的自然条件( 风速、波高和流速) 的最大标准。这种方法测试工作量大、费用高;二是在实验室中分别进行风、浪、流的测试,根据实验结果推算其性能。这一方法由于受到实验室条件限制, 往往只能对装置某一部分进行实验,并且因为实验室考虑到污染问题, 不可能投放溢油;三是应用数值模拟仿真的方法研究溢油处理装置。这一方法由于节省人工、物力及财力资源并且能够获得良好效果而被广泛应用于溢油处理装置的优化设计。

3海上溢油处理装置数值模拟

数值模拟的总体思路是是利用计算机绘图软件进行对溢油处理装置进行几何建模,然后将其导入计算流体动力学软件Fluent中的前处理器GAMBIT进行网格划分,然后确定计算模型,利用Fluent进行相关计算,最后得到仿真结果。具体的步骤概述如下所示:

3.1几何建模

利用计算机绘图软件如CAD或Solidworks,根据围油栏或者撇油器尺寸进行几何建模,CAD可进行二维几何建模,Solidworks可进行三维建模。如乔卫亮在对新型动态斜面式撇油器进行优化设计时,应用Solidworks软件对新型动态斜面式撇油器流道及集油箱进行了三维几何建模;戴瑞在船用内嵌式收油机流场数值模拟与结构优化中,利用CAD对内嵌式收油机内部的导流板进行了二维几何建模。

3.2导入Fluent进行网格划分

建立好几何模型后,将模型导入到Fluent软件的前处理器Gambit,进行区域剖分,形成符合CFD计算要求的网格形式。Gambit中网格划分方式主要有三种:自由网格划分、映射网格划分、体扫描划分,如表1所示:

3.3确立计算模型

3.3.1单相流模拟

根据流量和撇油器箱体的尺寸可以计算出撇油器箱体的流动区域内流体的流动状态,经过计算可以得知在进行溢油回收过程中,集油箱内部的流动为湍流流动状态,所以在选用计算模型时,应选择湍流计算模型,并需要对湍流模型进行数学描述。

湍流流场充满着尺度大小不同的漩涡,大的漩涡尺度可以与整个流场区域相当,而小的漩涡尺度往往只有流场尺度千分之一的数量级,流场中大小不同漩涡的不断产生和消失,相互之间强烈的掺混,使得湍流流场中的物理量表现出脉动性质,具有极强的不规则性和随机性。但无论湍流运动多么复杂,非稳态的连续方程和N—S方程在一般情况下仍适用于湍流的瞬时运动。在连续性方程和N—S方程基础上,人们不断引入新的算法,逐步发展成了多个湍流模型。

应用雷诺平均思想的湍流模型优缺点对比如表2所示:

科研人员在撇油器流道优化设计中,广泛应用雷诺平均思想的RNG k-ε湍流模型和Realizablek-ε模型,例如王国有在对动态曲面式撇油器流道优化设计研究中利用了RNGk-ε模型;乔卫亮在对新型动态斜面式撇油器流场数值模拟与结构优化研究中同样采用了RNGk-ε模型;戴瑞在对船用内嵌式收油机的流场数值模拟与结构优化时,选用了Realizable k-s瑞流模型来进行模拟计算。以上三者均取得了足够的精度和良好的模拟效果。

3.3.2多相流模拟

现在已有一些数值计算方法用于计算多相流流动问题,主要应用有两种:欧拉-拉格朗日方法和欧拉-欧拉方法。

(1)欧拉-拉格朗日方法

在欧拉-拉格朗日方法中,多相流由连续相和分散相组成。连续相代表连续流体介质,其运动方程是N-S方程,而分散相代表分散在连续相中的流体介质,其运动规律是在已计算得到的连续相流场的基础上,跟踪各离散粒子(颗粒、气泡或液滴)的运动而得到的。分散相和连续相之间可以有质量、动量和能量的交换。欧拉-拉格朗日方法的局限是分散相的体积组分不能太大。但它能较好的求解喷雾干燥、煤与液体燃料燃烧和一些粒子负载流动问题。

(2)欧拉-欧拉方法

在FLUENT中,共有三种欧拉-欧拉多相流模型,分别为混合物模型、欧拉模型及流体体积(VOF)模型。如表3所示:

其中VOF模型在溢油处理模拟仿真中应用广泛。VOF模型适用于两种或多种互不相融流体间界面的跟踪计算,不同的流体组分共用一套动量方程,计算时在全流场的每个计算单元内,都记录下各流体组分所占有的体积分数。

例如魏芳利用流体体积分数法( VOF) ,模拟计算传统围油栏的拦油性能, 分别成功地模拟出低黏度油类和高黏度油类在水流速度各自超过其临界值时发生的油滴夹带失效和累积失效并在此基础上改进了围油栏的外部结构,获得了良好的模拟效果。张政等人利用流体体积分数(VOF)法模拟计算了两种拦油失效的情形:低粘度的油类在水流速度超过某一临界值时发生了油滴夹带失效;粘度很大的油类在水流速度超过临界值时发生了临界累积失效。模拟结果在定性上与已有的实验结果相一致。

3.4边界条件确定和收敛判断

根据撇油器所选的计算模型,设置相应的初始条件和边界条件,并利用流体仿真软件FLUENT中的湍流模拟计算各模型内部流体的流动,得到模型计算收敛的结果。

3.5仿真结果分析

利用Fluent后处理功能,生成撇油器油水分离的过程中内部流场云图、线条图以及压力分布图、速度分布图等,可以对撇油器内部油水混合物流场分布情况进行直观的描述。并通过改变撇油器相关结构的尺寸,又可以获得不同的内部流场分析。选择最优的结构型式,从而达到对撇油器进行优化的目的。

4结论

机械溢油回收技术是一门复杂的技术,它涉及到机械设计、流体分析、流场模拟等方面。但其优化设计可以通过计算机绘图软件CAD或Solidworks几何建模,导入Fluent软件选择适当计算模型对其内部流场进行数值模拟,获得内部流场的数据和图形分析,从而为溢油回收装置的优化设计提供基本依据,同时可以节省大量的人力物力,因此具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]魏芳.围油栏性能优化的数值模拟[J].交通环保,2007:39-44.

[2]李长海.曲面式集油器内部流道结构的优化研究[D].大连市:大连海事大学,2013.

[3]张政.应用VOF方法对水流中拦油栅拦油失效进行数值模拟尝试[J].环境科学学报,1999,19(6):650-609.

[4]乔卫亮.新型动态斜面式撇油器流场数值模拟与结构优化研究[D].大连市:大连海事大学,2012.06.

[5]于桂峰.基于Fluent 典型结构围油栏适用条件数值实验[J].大连海事大学学报,2010,36(12):117-120.

[6]张国艳.磁流体油污海水分离回收装置中流动过程的数值模拟[D].北京市:中国科学院研究生院,2006.05.

[7]陈海泉.斜板间油水两相分层流动分析[J].大连海事大学学报,2008,34(4): 140-142.

[8]戴瑞.船用内嵌式收油机流场数值模拟与结构优化[D].大连市:大连海事大学,2013.

生物油燃料的优缺点范文第5篇

关键词: 茶皂素; 提取与纯化; 定量分析

中图分类号: TQ423 文献标识码: A 文章编号: 1009-8631(2011)02-0033-02

茶皂素(Tea Saponin)又称茶皂苷,是一种天然非离子型表面活性剂,由七种配基(C30H50O6)、四种糖体和两种有机羧酸组成的一种五环三萜类皂苷。

茶皂素市场前景看好,在农药、动物生产养殖及化工原料等方面都有很大的发展前景。在农药方面,主要作为农药的湿润剂、悬浮剂、增效剂和助溶剂等,并且可以直接作为天然无毒性生物农药使用[1];在畜禽养殖生产中可作为清塘剂、生长调节剂和肉质改进剂等[2];在化工原料的研究方面主要利用其表面活性作用作为起泡剂、乳化剂和清洁剂等使用[3];同时最近国内外不少学者又有报道其作为药剂[4]、污水中去除重金属离子剂[5]等使用。

我国是茶叶大国,茶叶种植面积达1431.2千公顷(2006年农业部统计),主要分布在浙江、福建、四川、云南等地,目前开发利用较少,大部分被当作燃料烧掉,或者廉价出口到日本、东南亚等国,造成了很大的浪费,同时积压的茶饼粕发霉生虫污染环境,这种局面应该得到改观。

一、茶皂素的性质

提纯后的茶皂素是无色微细柱状晶体,吸湿性比较强,由于茶皂素的结构比较复杂极易互变从而形成不同的同系物,所以国内外对其分子量测定还没有定论,目前大多数学者按照其平均分子量为1203来计算。茶皂素的主要生理活性有溶血性、鱼毒性、类生物激素性和明显的抗渗、消炎、止咳镇痛的效果。

二、茶皂素的提取与纯化

1931年日本学者青山新次郎首次提取出茶皂素,1952年日本东京大学学者石镐守山和上田阳才分离出茶皂素纯结晶[6]。国外的皂素产品主要有德国E.Merk公司出品的白皂素(Saponin White),日本居初油化株式会社出品的茶籽皂素和精制茶籽皂素等。1979年我国的夏春华等人开始研究茶皂素的工业化提取技术及定量检测方法并取得成功,把茶皂素的基础理论与开发研究推向了一个崭新的高度和广度。80年代初陆续建立了一批茶皂素加工厂,但大部分企业因生产成本高,产品纯度低,产品质量达不到消费者要求而停产。

现在已经发明了多种茶皂素提取方法,但总体上可以归纳为水提法[7]、醇提法[8]和超声波提取等方法。

(一)水提法研究

水浸法主要的工艺流程如下:

饼粕粉碎过筛热水浸提过滤滤液絮凝浓缩干燥茶皂素

水提法是最早开发的提取茶皂素的方法,该方法工艺简单、成本低、投资少、见效快、易于小型工厂接受,但是蒸发量大、能量高、生产周期长,干燥时茶皂素容易分解,且在水中大量淀粉糊化、蛋白质胶体化、造成固液分离困难,颜色深、纯度低。

(二)醇提法研究

饼粕粉碎过筛脱脂醇浸提过滤絮凝浓缩脱色干燥茶皂素

醇提取与水提法基本相似,由于杂质成分在醇类溶剂中,且醇类溶剂沸点低,因而工艺相对简单,产品纯度较水提法高些。醇类溶剂主要是甲醇、乙醇、丁醇三种工业上易得到的醇。甲醇溶解能力强,价格较低,共提取的杂质较多,产品质量低,往往最终产品为深黄色浸膏。丁醇虽然萃取效果较好,产品纯度高,但价格也高,提取成本高。乙醇性质介于两者之间,萃取茶皂素完全,产品质量也好,溶剂价格适中。目前工业上都采用以甲醇或乙醇等含水溶剂提取,或者是纯有机溶剂提取,产品纯度可达70%以上,呈黄色或淡黄色。但醇提法工艺一次性投资大,提取时间较长,且醇类溶剂有一定毒性,易对操作人员和环境造成污染,此外,生产茶皂素成本高,而产品得率却不高。提取后的滤液一般经过大孔树脂吸附法、薄层分离法、超滤膜过滤法等进行纯化。

(三)超声波提取

国内有学者采用超声波提取,并获得了较高的茶皂素得率,同时缩短了提取的时间,并且降低了能量消耗。超声波提取茶皂素工艺优势明显,具有良好的开发前景。主要工艺流程:

茶饼粕粉碎超声波提取过滤干燥茶皂素

三、茶皂素的定量分析

茶皂素的含量是衡量产品质量的重要指标,所以必须建立其含量的测定方法。但茶皂苷分子结构相当复杂,而且不同地区生长的作物所含皂苷的构成也不尽相同,难以获得一种统一的标准茶皂苷和平均分子量,给分析工作带来了较大困难,传统的定量方法主要有重量法、比色法等。而最近几年不少研究者又开发了新的定量方法:荧光分光光度法、速差分光光度法、薄层扫描法、反相液相色谱法等。

(一)重量分析法

重量分析是基于测量皂苷元含量的分析方法,该法经纯化水解最后得到的是皂苷元的重量,所以计算油茶皂素的含量还需要一个换算系数,朱全芬等最早详细研究了该法,采用水解测定的数据(皂素平均分子量为1203,苷元平均分子量为592),得出换算系数为0.4921。该法测定的数值重现性强、准确性较好,但分析所需时间长、操作繁复以及试剂消耗量大,难以满足工业上分析的需要。

(二)比色法

比色法是利用三萜类皂苷的显色反应,选择一种线性关系良好的显色剂,反应后,用分光光度计测其吸光度,用纯品皂苷的标准工作曲线定量。常用的显色剂有香草醛―浓硫酸、间苯三酚乙醇溶液、对―二甲氨基苯甲醛等。研究表明,此法消耗试剂少,操作简便,分析快,重现性及准确度也较好,适于工业分析。

(三)新方法的研究

荧光光度法是基于油茶皂素对铝-8-羟基喹啉的荧光有增敏作用。根据在一定浓度范围内皂素的量与荧光相对强度基本呈线性关系而定量。速差分光光度法是利用速差理论,三氯化铁―浓硫酸为显色剂,不需要分离除去酚类物质以排除干扰的定量方法。

此外,薄层扫描法、反相液相色谱法作为新的定量方法也有报道。

国内目前的定量方法主要是针对茶皂素这种混合物质,并未对其成分结构作详细的鉴定,且单一的定量方法不能很好的说明茶皂素的成分信息。茶皂素由于结构的复杂性,有不同中结构同系物,据报道目前在茶叶中分离出了Theasaponin E1,E2;茶根中分离出Assamsaponin A-I;茶籽中分离出了TR-saponins A-C;茶花中分离出了Floratheasaponins A-C 等不同的成分,国外学者运用核磁共振技术、红外检测技术、紫外检测技术、以及液相-质谱来鉴定其化学组成成分,国内对此报道较少。

四、茶皂素的应用

(一)在农药工业中的应用

根据目前已有的研究结果分析,茶皂素在农药工业中的应用范围可分为四大类:

一是在固体型农药中作为湿润剂与悬浮剂。化学农药的原药大多数不溶于水或难溶于水,所以在原药加工成液体农药时需加入溶剂和乳化剂;而在原药加工成固体时需加入一种湿润剂,制成可溶性粉,在施用时能使不溶解于水的农药原药悬浮于水中,发挥农药的使用效果。可湿性固体农药的悬浮率愈高,施用效果愈好[1]。而茶皂素作为农药可湿润剂的湿润性能好,提高农药悬浮率,各项指标都超过规定值。应用植物皂素作为农药湿润剂的突出优点是湿润速度快、分散性强,pH值为5.5-6.5,中性偏酸,不会引起农药的分散失效,有利于农药的储存,这些都是合成表面活性剂所不能相比的。

二是在乳油型农药中作为增效剂和展开剂。据国内胡绍海研究,茶皂素与灭多威、功夫菊酯、哒螨灵等乳油型农药配伍使用,效果好,并且可以减少农药的用量,有利环境保护。其主要机理是茶皂素可以降低药液的表面张力;使药液的液滴在植物和害虫的体表的接触角有所降低,从而提高药液在靶标体表的湿度力和附着,减少农药的损失,提高了药效。

三是在除草剂里农药或稍溶于水的农药中作为助溶剂。茶皂素可以改善这类农药的物理性能,提高药液在靶标生物或植物体表的附着力,提高农药的使用效果,由于茶皂素是天然产物,能够自动降解,无害无毒,有利于环境保护。

四是直接作为生物农药应用。

茶皂素在水产养殖中不仅可以作为清塘剂,而且在养殖过程中用于杀灭敌害鱼类。水质对其作用几乎没有影响。

同时茶皂素可以作为杀虫剂使用,早期文献报道了茶籽粕可以作为“土农药”使用,防止蚜虫、螟虫、飞虱、叶螨、小麦叶锈病和条锈病等等。近年来研究茶皂素对菜粉碟低龄幼虫有较好的杀伤效果。同时近年来研究发现茶皂素还对地下害虫有一定杀灭作用。

(二)在动物生产中的应用

茶皂素具有多种生理活性,在畜禽水产动物生产中可作为清塘剂、生长调节剂、肉质改进剂、免疫调节剂和抗应激剂等。

茶皂素常作为清塘剂应用于对虾养殖,茶皂素对冷血动物鱼等毒性很大,但对对虾几乎没有影响。茶皂素鱼毒作用发生的时间快, 但鱼毒活性持续的时间比较短,具备这种特性的物质非常适合于作清塘剂。需要注意的是在使用茶皂素作清塘剂时,要给水体增氧,因为茶皂素在水中降解的过程会使水体含氧量降低[2]。

低浓度的茶皂素可以促进动物生长,可以降低肌肉胆固醇含量、重金属铅和镉含量以改善肉品质。其机理可能是茶皂素可以与胆固醇形成不易吸收的复合物,因此低剂量茶皂素能降低动物肌肉中胆固醇的水平,生产出优质动物产品。同时国内外不少学者报道了在饲料中添加茶皂素可提高反刍动物日增重和饲料转化率。其机理是茶皂素能抑制瘤胃原虫的生长,原虫数量的减少,可增加瘤胃微生物蛋白的数量,同时降低氨态氮浓度,甲烷产量,提高丙烷产量,提高了饲料的转化率。

(三)在化工原料研究方面的应用

茶皂素是一种天然非离子表面活性剂,具有持久的发泡、乳化、分散和浸润的性能,因此可作为一种重要的化工原料。

在化工上应用主要是作为清洁剂、乳化剂、泡沫剂。

(四)其它方面的新应用

国外有文献报道从茶根中提取的茶皂素有抗炎、止痛和抗热病作用。且研究了LD50为100mg/kg(i.p)[4]。

水污染处理上的应用:传统污水中重金属离子处理主要是化学沉淀的方法,但是沉淀的处理又是需要解决的一个问题。传统的化学合成沉淀表面活性剂,由于其环境毒性作用、结合的不稳定性以及高费用等限制了它的使用。目前有文献报道茶皂素可以作为离子悬浮剂有效的去除污水中的重金属离子,而且不受水质的影响[5]。

五、研究展望

对茶皂素的研究方兴未艾,还有许多的问题有待解决。

1.在基础理论研究方面。茶皂素的各种表面活性和生理活性机理有待进一步深入研究,对各类茶皂素的活性差异以及与化学组成和结构的对应关系缺乏足够的认识。

2.茶皂素的提取工艺还不是很成熟,有待完善。特别是精制阶段的费用高、提取后的纯度达不到出口的需求。目前,我国提取茶皂素的主要原料是茶籽粕,而现在茶籽油料的加工方法多位压榨法,在加工过程,茶籽一般未先脱壳,因此种壳的残留量相当高。茶籽壳有大量色素存在,这些色素多属于醇溶性物质,在醇提取时,同皂素一起被提取出来,很难脱除,降低了皂素的使用价值。若要脱除这些色素,需要费用很高。

3.目前国内对茶皂素的应用研究开展的不够。茶皂素可以应用于动物生产养殖、农药、化工等方面。由于茶皂素目前的提取净化工艺,只适用于小规模的生产。因此我们应该进一步改进传统的油脂加工工艺,改压榨为低温预榨浸出法,这样可为茶皂素的提取提供理想的原料。同时改进完善茶皂素的提取与精制工艺。尽量减少提取费用,降低成本,使茶皂素与其他化工原料、生物农药相比,具有较强的竞争能力。

参考文献:

[1] 夏春华,杨钟鸣,朱伯荣等.茶皂素在农药工业中的应用研究[J].茶叶科学,2000,20(2):82-88.

[2] 杨强,张石蕊.茶皂素在动物生产中的应用[J].中国饲料,2007,8(4):8-10.

[3] 张国运,曹丽云,吴建鹏等.茶皂素提取工艺及其应用研究进展[J].日用化学工业,2006,36(3):174-177.

[4] P.Chattopadhyay,S.E.Besra,A.Gomes,M.Das,P.Sur,S.Mitra,J.R. Vedasiromon.Anti-inflammatory activity of tea(Camellia sinensis)root extract. Life science,2004,74,1839-1849.

[5] X.Z.Yuan,Y.T. Meng, G.M. Zeng, Y.Y. Fang, J.G. Shi. Evaluation of tea-derived biosurfactant on removing heavy metal ions from dilute wastewater by ion flotation, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng.2007,6,1-6.

[6] 吕永,何庭玉,黄永芳.油茶皂素提取纯化及定量方法研究进展[J].湖南林业科技,2004,31(6):42-44.

生物油燃料的优缺点范文第6篇

【关键词】城市生活垃圾;垃圾分类;垃圾处理;垃圾收费;收缴方式

近年来,随着我国城镇化建设的不断发展、城市人口急剧增加导致城市生活垃圾排放量增加,严重威胁着城市发展和居民的健康。因此,怎样更好的管理垃圾成为我国目前各大城市所亟待解决的问题。本文根据垃圾处理所依循的制度原则及其从垃圾的分类收集、运用的处理技术到经济政策的运用进行简单的分类及总结,以便对城市生活垃圾的处理有着更好的指导意义。

一、城市生活垃圾管理政策法规体系

(一)法律

我国关于城市生活垃圾管理的法律制度有1989年颁布的《环境保护法》,其规定了要防治包括城市垃圾在内的环境污染和其他公害;2005年4月1日修订的《固体废物污染环境防治法》中提出对垃圾要进行分类管理。

(二)国务院文件

1984年国务院颁布了《城市建设技术》绿皮书;1992年,国务院颁布了《城市市容和环境卫生管理条例》,批转了建设部等部门《关于解决中国城市生活垃圾问题的几点意见》,主要从城市建设和改善环境的角度,对垃圾管理提出要求;2010年的《关于加强地沟油整治和餐厨废弃物管理的意见》,旨在规范餐厨废弃物处置、加强餐厨废弃物收运管理、建立餐厨废弃物管理台账制度;2011年国务院颁布实施的《废弃电器电子产品回收处理管理条例》使废弃电子产品回收处理得到规范。

(三)部门规章和文件

1986年颁布的《关于处理城市垃圾改善环境卫生面貌的报告》中涉及垃圾污染及防治对策;1992年颁布的《关于解决我国城市生活垃圾问题几点意见的通知》中涉及到城市生活垃圾分类收集的具体内容;2007年颁布的《城市生活垃圾管理办法》中对城市生活垃圾分类收集有了较详细的规定;2011年环境保护部颁布实施的《废弃电器电子产品处理资格许可管理办法》,对废弃电器电子产品处理资格许可做出规定。

(四)地方法规和文件

各地区根据自身的具体情况,陆续颁布了一些与垃圾分类收集与垃圾收费相关的地方性法律文件。例如,2002年6月《北京市生活垃圾分类收集和处理的通知》、2011年l0月南京市公布《生活垃圾分类工作试点方案》等。

二、城市生活垃圾的分类

随着我国城市生活垃圾成分越来越复杂,给垃圾回收利用提出了较高要求,垃圾的分类显得特别重要。城市生活垃圾分类收集即通过“分类投放、分类收集、分类运输、分类预处理”的生活垃圾收运处理体系。

2000年4月,建设部选定北京、上海、广州、南京、深圳、杭州、厦门、桂林8个城市作为垃圾分类收集的试点城市。虽然目前我国垃圾分类回收已经全面展开,但是收效甚微。而且,各地的分类标准也不一致。如2008年2月,上海市将城市生活垃圾分为:有害垃圾、玻璃、可回收物和其他垃圾4类收集;2010年,广州市将生活垃圾该分为厨余垃圾、其它垃圾和有害垃圾3类收集等。因垃圾分类的标准在各城市并不一致,盛装垃圾的容器上的标识也只有可回收或不可回收字样,很难引导人们去准确分清垃圾可回收的种类,加上居民缺乏垃圾分类的知识,大部分城市在垃圾分类方面还是举步维艰。

我国学者分析了垃圾分类的紧迫性和必要性。如王子彦(2008)分析目前采用的垃圾处理方式主要是露天堆放和卫生填埋,必然带来垃圾污染、垃圾处理场地紧张等问题,而解决上述问题的最好出路是垃圾分类回收;田立娇等(2010)分析了我国城市生活垃圾分类的可行性和必要性。

三、城市生活垃圾的处理技术

城市生活垃圾的处理利用,在很大程度上取决于垃圾的物理成分,再就是经济水平和技术条件以及地理、水文、城市规划等方面的因素。目前我国普遍采用的是卫生填埋、焚烧、堆肥处理。

(一)卫生填埋处理

卫生填埋是采取防渗、铺平、压实、覆盖和导气对城市生活垃圾进行填埋,以及对填埋气体、渗滤液等进行治理并达标排放的处理方法。卫生填埋是一种最常用的处理方法,其处理费用低,方法较为简单,但却容易造成地下水和大气的二次污染。目前主要是施工和建设不能严格执行有关设计和建设标准。如果能做到分区建设与填埋、雨污分流、场底防渗、填埋气体的收集并利用(发电或提纯)以及渗沥液浓缩(用填埋气燃烧提供热能)或回灌到填埋场,是非常合理及实用的垃圾处理技术。我国城市垃圾大多采用这种处理方法,但是由于占地面积大,随着城市建设的不断发展和可利用土地的减少,填埋场地选址越来越困难,此种处理方法在我国东部沿海和经济发达城市已受到限制。

(二)焚烧处理

垃圾焚烧处理是使可燃垃圾与氧进行燃烧反应,将可燃垃圾转换成残渣的过程,燃烧后的残渣量只有原垃圾量的5%~10%。这是垃圾减量化最好的手段,并且垃圾中的病原体和寄生虫卵被彻底杀灭,释放的热量可以转化成其他形式的能量而进行有效的利用。

但是垃圾焚烧主要适用于可燃垃圾,对于无机物含量较高、水分较高、发热量较低、需要添加辅助燃料才能燃烧的生活垃圾具有一定的局限性。

(三)堆肥处理

堆肥是依靠自然界中广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生物,人为地、可控制地促进有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。堆肥包括好氧堆肥和厌氧堆肥两种方式。堆肥是生化处理,是废物的一种无害化的稳定形式。从我国的城市生活垃圾成分构成变化趋势中可以看出,经济较发达的城市,垃圾中灰渣含量显著降低,厨余类垃圾成为垃圾中最主要的成分,而从资源循环利用和环境保护的角度出发,厨余类有机物垃圾处理的最佳方式就是使其转化为稳定的有机肥料。但是目前我国的城市垃圾大都采用混合收集的方式,很难实现堆肥处理。虽理论上可以通过预分选将厨余垃圾类有机物分选出来,但不仅增加了运行成本,而且也难以保证堆肥产品的质量,加上单纯的厨余类有机物水分高,需要添加骨料才适宜进行堆肥,是目前我国城市垃圾堆肥处理面临的主要困境之一。

对于城市到底应选择哪一种处理方法,各学者观点不尽相同:姚为等(2010)结合我国城市生活垃圾的性质、处理技术和经济发展水平,认为卫生填埋应作为其重点发展方向;而王丰春(2003)认为应因地制宜。如,我国北方地区雨水较少、选址又不太困难,应考虑卫生填埋技术;而我国东部沿海地区,经济发达、土地资源较宝贵,应考虑采用垃圾焚烧处理技术。陈晓艳等(2009)提出应发展垃圾综合集成处理系统,包括:可用物资的回收再利用、易腐有机物的堆肥处理、高热值不易腐烂有机物的能量利用和灰渣固化处理。虽然目前因为技术问题,利用率较低,但更适合中国的国情,也拥有广阔的市场前景。笔者认为综合利用的处理方式,发展垃圾综合集成处理系统能更好的实现垃圾的减量化、资源化和无害化。

四、城市生活垃圾管理的经济政策

城市生活垃圾管理经济政策是指根据价值规律利用价格、税收、信贷、投资、微观刺激和宏观调节等经济杠杆调整和影响城市生活垃圾的生成、处置,使其最大限度地被综合利用以及处置后对环境形成最小限度影响的政策。

随着环境质量和对资源的可持续利用成为全人类的关注点,监督者和决策者都在寻找能真正实现可持续发展目标的管理手段。陶表红(2006)总结出当前国际上城市生活垃圾管理中常用的经济激励机制有价格配给(包括排污收费、产品税、补贴)、责任制(包括罚款、押金退换制度)和数量配给即可交易污染许可证。我国所采用的经济政策常用的是对垃圾收运处理收费制度。我国1991年开始提出要对垃圾处置实行服务收费,1993年规定生活垃圾管理费用要逐步扩展至居民,2002年明确指出要实行城市生活垃圾收费。

目前,许多城市已实行了生活垃圾收费制度,按照计费方式不同包括:定额收费、从量收费、水消费系数法。对于上述方式,各学者分别进行了论述和研究。陈科、梁进社(2002)以北京市为例,得出从垃圾收集到堆肥、填埋、焚烧处理的价格,作为计量收费的基础;陈海滨等(2005)提出了收取生活垃圾处理费的水消费系数法,与收取水费挂钩,并以中山市为例说明了该方法的优缺点。但目前我国城市大都采用定额按户征收方式;部分城市采用水消费量折算系数收取。例如:中山市、昆明、厦门等。这种方式征收垃圾费可以体现“排污者付费”的原则,实施简单具有可控性。但该方式并不是直接计量收费,折算系数的确定也会存在一定的误差。但陈海滨(2005)认为水消费系数法的有利于解决垃圾处理收缴率低和收费成本高的矛盾。目前,我国的垃圾收费制度仍处于起步阶段,还存在种种不完善之处。当前最大的问题就是垃圾费与处理成本之间存在巨大的缺口。

五、结语

目前,生活垃圾已经成为我国最严重的环境问题之一,生活垃圾排放总量以大约每年8%-10%的速度激增,因此尽快解决垃圾带来的环境问题,更好的管理垃圾将刻不容缓。综合目前国内研究及实践,我国城市居民生活垃圾管理还存在以下不足:首先,我国还没有较为完善的环境保护法律法规体系,包括对城市垃圾分类收集、处理的法律制度;其次,我国目前垃圾处理技术还停留在较为初级的阶段,国内学者研究垃圾处理技术的有很多,取得了一定的成果,但实践性不强,且与发达国家相比存在较大差距;再次,对于垃圾收费的标准,各个地方都相应地出台了法规来规定垃圾处置的费用,但是收取的费用和处置垃圾的费用还存在很大的空缺,收取多少费用或采用其他何种经济政策可更好的弥补这个空缺,深入研究的很少。而且,各城市的收费标准不尽相同,随着经济的发展和人们对于生活质量的要求,利用税收的强制性来对垃圾征收垃圾税是否可能,鲜有学者来专门研究垃圾费改革或垃圾税的问题。

参考文献

[1]王子彦.中国城市生活垃圾分类回收问题研究[J].东北大学学报.2008(11)

[2]田立娇,张健,宋静,张传义,袁丽梅.中国城市垃圾分类收集的可行性与必要性[J].环境科技.2010(12)

[3]王丰春,田新珊,蔡广宇.城市垃圾处理方法综述[J].电力环境保护.2003(3)

[4]李礼.如何处理城市中暴露垃圾之我见[J].企业导报.2009(1):109

[5]陈科,梁进社.北京市生活垃圾定价及计量收费研究[J].资源科学.2002(9)

生物油燃料的优缺点范文第7篇

1.实习的性质和目的

1.1实习性质

认识实习是我们在完成两年公共课程学习之后,进入专业课学习之前进行的一次认识性、实践性的活动,是实现建筑环境与设备工程专业培养目标的重要手段和内容,是我们学习的重要环节。

1.2实习目的

1)了解本专业的主要内容,加深对本专业的了解,提高我们的专业兴趣和专业学习的主观能动性。

2)建立有关工艺过程、系统原理和设备的感性认识,初步了解有关系统和设备的操作步骤和方法,提高我们的实践能力,为后续专业基础课程、专业课程的学习打下良好的基础。

3)初步了解研究和解决工程实际问题的基本方法,培养我们树立正确的工程意识和工程观点。

4)培养我们团结协作、吃苦耐劳的精神,增强我们为社会进步和经济发展服务的使命感和责任感。

5) 初步了解本专业的发展现状和前景,培养我们树立正确的专业思想和学习态度,明确学习的方向。

2.实习的基本内容

通过去热电厂参观,以及老师和工人师傅的讲解,了解水处理车间的工作流程和工作原理,了解各个处理过程的作用和目的;了解锅炉的基本构造和工作原理,锅炉制气的流程、装置设备以及对烟气处理的方法和灰渣,灰粉的灰回收利用;换热站的组成设备及各自的作用,工作原理和流程,遥控室中自动控制压力、温度的控制器等;

2.1专题实习

1)通过参观热电厂和校供暖系统了解供热系统的组成及相关设备。供热系统有热源、热网和热用户三部分构成。了解热源的种类,工作流程,主要设备及其工作原理,控制原理和控制方式;热网形式,各种形式的优缺点;热用户的种类,用热设备及其工作原理,热计量方式和计量设备及原理等。

2)通过对泰能集团人工制气厂的参观及工人师傅的讲解了解燃气制造及输配的有关知识。了解燃气的种类、主要成分及其特点;天然气成气机理及输配的有关知识;人工制气的工艺流程及设备组成及制气、输气和用气的相关的安全的知识。

3)通过参观校园教师公寓和贡供水系统以及徐老师的讲解了解城市给排水系统和建筑给排水系统。城市给水系统的组成,水处理方式及相关设备;城市排水系统的组成,常用污水处理设备;建筑给排水系统的组成及相应设备和附件。

4)通过参观阳光大厦的地下室空调制冷系统了解空调系统的有关知识。空调系统的组成,系统形式,主要空气处理设备及其工作原理;冷冻站、热力站的系统组成、工作原理及控制措施等。了解系统的运行情况。了解工业通风系统的有关知识。

5)通过参观阳光大厦地下室通风系统了解工业通风系统的常见形式,系统特点,主要设备形式,空间气流组织形式及控制方式等。

2.2一般了解

通过听专题报告、工人讲解、参观等方式,了解企业的基本概况,生产产品,管理模式,生产规模和经济效益等情况;了解专业与企业生产的关系。

2.3参观校内的建筑工地

了解建筑物的分类;各种建筑物的功能、布局、建筑造型;建筑的构件组成及其功能。

3.实习的时间地点

9月4号上午,参加实习动员会议。

9月5号下午,校内参观实习。

9月6号下午2:30到达青岛市管道燃气公司、泰能集团热电公司。

9月7号上午8:40 参观热电厂的锅炉制气装置。

9月7号下午3:00 青岛泰能集团热电公司电气一次系统。

9月8号上午9:30 参观阳光大厦地下通风、中央空调、给排水。

9月11号校内参观供水、供暖系统。

9月12号下午听取报告

9月13号上午参观教师公寓分户计量的装置。

第一章 供热系统相关知识

通过对泰能集团热电厂、学校供热站及教师公寓分户热计量方式的参观实习,工人师傅的精彩解说以及徐老师的解答疑问,我初步了解了供热系统的组成和相关设备。

集中供热是指一个或几个热源通过热网向一个区域(居住小区或厂区)或城市的各热用户供热的方式,集中供热系统是由热源、热网和热用户三部分组成的。

1.1.热源

在热能工程中,热源是泛指能从中吸取热量的任何物质、装置或天然能源。供热系统的热源是指供热热媒的来源。

集中供热系统的热源主要有以下几种:热电厂,区域锅炉房,工业与城市余热,核能、地热等。建筑物独立热源主要有燃气炉、热泵、太阳能等。

1.1.1热电厂集中供热系统

以热电厂作为热源的供热系统称为热电厂集中供热系统。由热电厂同时供应电能和热能的能源综合供应方式称为热电联产。热电厂是联合生产电能和热能的发电厂。热电厂供热系统是以利用汽轮机同时生产电能和热能的热电合供系统作为热源。以热电厂作为热源实现热点联产,不仅热能利用效率高,同时利于环保。

1.1.1.1热电厂水处理系统

通过参观热电厂水处理车间,工人师傅的讲解和我们问题的解答,我了解了水处理车间的组成和设备,工作流程和工作原理,了解了各个处理过程的作用和目的

自来水中或多或少都含有各种杂质。 固态杂质,它包括有悬浮固体、胶溶固体、溶解于水的盐类及有机物等。气体杂质,对锅炉影响较大的有二氧化碳和氧气。液态杂质,主要有油类、酸等。水处理系统就是为了产出电导率<0.6 us/cm的锅炉用水。

除盐水箱

混床

反渗透

中间水池

原水箱(工业自来水)

多介质过滤器

活性炭过滤器

(图一)热电公司水处理流程图

多介质过滤器设有大流量,低压力的反洗系统,并配有压缩空气对滤料进行擦洗,使出水sdi<4,还设有混凝剂加药系统,用于除去水中的细小杂质及铁等。活性炭是用含有碳的原料制成的,其材料包括煤、果壳、木屑等。经过高温炭化和活化后,形成了含有丰富孔隙结构的活性炭产品。吸附水中的一些细小杂质。反渗透主要设备为保安过滤器、高压泵、反渗透设备。进一步除去残存的细小杂质,还有除去铁和硅杂质的功能。混床中含有混合离子交换器,处理酸碱盐离子,把电导率降低到0.5us/cm。

1.1.1.2热电厂锅炉制气系统

锅炉在生活中经常见到,但要说出它的种类、组成设备、工作原理及工作流程并不容易,通过去热电厂参观锅炉制气车间和工人的讲解以及查阅各种资料,我了解了锅炉制气系统。

锅炉是一种把煤炭、石油或天然气等能源所储藏的化学能转变为水或蒸汽热能的热力设备。锅炉设备由锅炉本体和辅助设备两大部分组成。其中,锅炉本体是锅炉设备的主体,包括汽锅、炉子、蒸汽过热器和炉墙构架等。辅助设备是为了维持锅炉的正常运行而设置的,包括给水设备,如给水泵和水处理等设备;通风设备,主要是鼓风机、引风机及风烟道等;燃料供应与除灰设备,如上煤、磨粉、除尘器;仪表和控制设备等。它们分别由相应的管路或机械电子装置与锅炉连接,构成各自的工作系统。

设备的工作主要包括燃料的燃烧,热量的传递,水的汽化和蒸汽的过热这样几个同时进行的过程。

处理后的水

处理后的煤

高压蒸汽

锅炉

发电

低压蒸汽

换热站

高温烟气

灰渣

灰渣斗

烟筒

除尘器

排到大气

(图二)热电厂锅炉制气工艺流程图:

1.1.1.3热电厂换热站

进入热电厂换热站就感觉特别新鲜,许多疑问在脑海中产生:电脑上的图是什么?各种管子流的是什么?大的罐子是干什么的等等。带着这些疑问询问老师、工人。通过他们的解答,我解决了这些疑问,了解了换热站的组成设备、工作原理和工作流程。

集中热水供应系统主要由热媒系统,热水供应系统和附件三部分组成。

热媒系统(第一循环系统)由热源,换热器和热媒管网组成。由锅炉生产的蒸汽通过热媒管网送到换热器加热冷水,变成高温水通过热媒管网供暖。经过热交换蒸汽变成冷凝水,大部分和新补充的软化水经冷凝循环泵再送回锅炉加热为蒸汽,如此循环完成热的传递过程。

热水供水系统(第二循环系统)由热水配水管网和回水管网组成。被加热到一定温度的冷水,从换热器出来,经配水管网送至各个热水配水点,而换热器的冷水由高位水箱或给水管网补给。供热后的热水经回水管使一定量的热水经过循环水泵流回换热器。

热电厂中的换热站有专门的遥控室和控制台,通过遥控站可以清楚的掌握各处蒸汽、热水的压力和温度等,并且可以通过控制器来进行调节

高压蒸汽

高压换热器

低压换热器

低压蒸汽

冷凝水

补水箱

锅炉

高温水

循环泵

(气轮机带动)

冷水

凝结水箱

用户供暖

过滤器

回水管

气轮机做功

(图三)热电厂换热站工作流程示意图

1.1.2区域锅炉房供热系统

以区域锅炉房(内装置热水锅炉或蒸汽锅炉)为热源的供热系统称为区域锅炉房的供热系统,包括区域热水锅炉房供热系统、区域蒸汽锅炉房供热系统和区域蒸汽—热水锅炉房供热系统。在区域蒸汽——热水锅炉房供热系统中,锅炉房内分别装设蒸汽锅炉和热水锅炉或换热器,使之各自组成独立的供热系统。

1.2.供热管网

通过参观实习、观察和实习后查阅资料,我了解了供热管网的相关知识。

由热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统称为热网。区域热水锅炉房供热系统的热网是有一条供水管和一条回水管组成;在蒸汽供热系统中,蒸汽可采用单管式(同一蒸汽压力参数)或多根蒸汽管(不同蒸汽压力参数)供热,凝结水可采用回收或不回收的方式进行。蒸汽供热管网采用单管式(一根蒸汽管)供热时,在一般情况下多采用凝结水返回热源的双管制,及一根蒸汽管、一根凝结水管。根据需要,有时还采用三管制,如在有供暖、通风空调、生活热水和生产工艺系统的热用户中,生产工艺与供暖所要求的蒸汽参数相差很大,或供暖热负荷所占比例较大,经技术经济比较认为合理的,可采用双管供汽,其中一根管道供生产工艺和加热生活热水用汽,一根管道供应供暖通风用汽,而它们的回水则共同通过一根凝结水管道返回热源。这种按全年负荷变化分别设置供汽管的形式,实际上在非供暖季节仍为双管制运行。在一些工业企业内当生产工艺用热有特殊要求时。可单独设置蒸汽管和凝结水管,与其他用热分开。

供热管网的布置形式有以下几种:

1.2.1枝状布置

枝状布置是一种常用的形式。管网形式简单,投资少,运行管理方便。其管径随着其与热源距离的增加和热用户的减少而逐步减少。但枝状管网不具有后备供热的性能。当供热管网某处发生故障时,在故障点以后的热用户都将停止供热。但由于建筑物具有一定的蓄热能力,通常可采用迅速消除热网故障的办法,以使建筑物室温不致大幅度的降低。因此,枝状管网是热网最普遍采用的方式。

1.2.2环状布置

将其主干线连成环状管网。特别是在城市中多热源联合供热时,各热源连在环状主管网上。这种方式投资高,但运行可靠、安全。

1.2.3放射壮布置,

实际上跟枝状管网接近,当主热源在供热区域中心地带时,可采用这种方式,从主热源往各方向敷设好几条主干线,以辐射状形式供给各用户。这种方式虽然减少了主干线的管径,但又增加了主干线的长度。总体而言,投资增加不多,但对运行管理带来较大方便。

1.2.4网格状布置

这种方式由很多小型环状管网组成,并将各小环状网之间相互连接在一起。这种方式投资大,但运行管理方便、灵活、安全可靠。

1.3.热用户

利用集中供热系统热能能的用户称为热用户。区域热水锅炉房供热系统热用户包括供暖系统、生活用热水供应系统等。

1.3.1集中供热的热用户热计量的方式。

热计量设备和控制装置有热量表、热量分配表、散热器温控阀、动态平衡阀、气候补偿器。由热源供应的热水以较高温度流入热交换系统(散热器、换热器或由它们组成的复杂系统),以较低的温度流出,在此过程中,通过热量交换向用户提供热量。热量表是由热水流量计(用以测量流经换热系统的热水流量),一对温度传感器(分别测量供水温度和回水温度,并进而得到供回水温差),积算仪(根据与其相连的流量计和温度传感器提供的流量及温度数据,通过对公式cm(t1-t2)积分计算出用户从热交换系统中获得的热量。

散热器按其材料分有灰铸铁散热器、钢制散热器、铝制及钢(铜)铝复合散热器等多种。现在广泛使用的是钢铝复合散热器。散热器恒温阀是实现采暖房间温度控制和采暖系统节能的主要部件。散热器上还安有排气阀,当散热器内热水没有充满时,打开排气阀就会是热水充满散热器,充分散热。

第二章 燃气制造及输配的有关知识。

通过对泰能集团人工制气厂的参观及工人师傅的讲解了解了燃气制造的过程,粗煤气的净化处理装置、原理和工艺流程及煤气输配的有关知识。

燃气的种类按其来源及生产方式大致可分为四大类:天然气,人工燃气,液化石油气和沼气。

2.1.天然气

天然气是古代动植物遗体在不同的地质条件下,通过生物化学作用以及地质变质作用生成的可燃气体。天然气生成之后,是呈分散状态存在于地下岩石的空隙、裂缝中或以溶解状态存在于地下水中。其主要成分是甲烷,含量约为80%-90%,还有少量的二氧化碳、硫化氢、氮及微量的氦、氖、氩等气体。

天然气开采系统基建投资少、建设工期短、见效快,新建的气井一般当年可投产。天然气从地下开采出来时压力很高,有利于远距离输送,并且热值高,容易燃烧且燃烧效率高,是优质的气体燃料。

天然气集输系统的主要设施有、集气站、矿场压气站、天然气处理厂和输气等。主要工艺流程包括油气分离、处理、计量、储存、输送、轻质油回收、污水处理等。

井场装置

井场装置

集气站

天然气处理厂

矿场压气站

干线首站

进入输气干线

(图四)天然气集输系统流程示意图

一般在城市都有天然气门站,经过调压进入城市管网。

2.2.人工燃气

人工燃气是指以固体或液体可燃物为原料加工生产的气体燃料。一般以煤为原料加工制成的燃气称为煤气,主要成分一氧化碳、二氧化氮、二氧化碳,还有少量的甲烷和硫化氢。

2.2.1煤的炼焦过程

煤的炼焦过程既是将煤置于焦炉中进行高温干馏的过程,一般在1300度左右,最终产物是:焦炭和焦炉煤气。

配煤

炼焦炉

焦炭

粗煤气

(图五)炼焦制气厂生产流程图

2.2.2粗煤气的净化

从焦炉炭化室逸出的煤气称为粗煤气,其中含有大量的杂质。煤气的净化就是将粗煤气中的焦油、氨、萘、硫化氢等杂质脱除,使其含量降低到城镇燃气质量标准允许的含量以下,以防止堵塞、腐蚀管道和设备,保证煤气的正常输送和使用。同时粗煤气中的焦油、粗苯等又是化学工业的重要原料。所以,煤气的净化副产品的回收是紧密结合在一起的。

粗苯

脱萘

脱氨

冷煤气

粗煤气

硫磺

液氨

硫铵

(图六)粗煤气的净化流程示意图

煤气的净化主要是由鼓风冷凝、焦油雾的脱除,氨的脱除、萘的脱除以及硫化氢的脱除等部分组成。

2.2.3煤气的输送和使用的安全知识

煤气的输送主要靠管道,为了克服管道阻力,输送煤气时要加压,压力越高,危险性就越大,煤气管与各种构筑物及建筑物的距离就要越远。

居民生活、公共建筑、庭院和室内煤气管为低压煤气管道;输送焦炉煤气时,压力不应大于200kpa;输送天然气时,压力不应大于350kpa;输送气态液化石油气时,压力不应大于500kpa。

室内煤气管道与人的安全息息相关,因此,室内煤气管道的设计及施工有严格的安全要求:

1)室内煤气管道应为明装。当有特殊原因必须暗装时,应便于安装、维修并保证通风良好。

2)室内煤气管道不应敷设在潮湿或有腐蚀性的房间内。当必须通过,应采取防腐措施。

3)不应穿过卧室、浴室或地下室。

4)力求设在厨房内。

5)水平安装高度一般大于2米。

2.3.液化石油气

液化石油气是石油开采加工过程中的副产品,通常来自炼油厂。主要成分是丙炔、丙烯、丁烷和丁烯。

液化石油气作为一种炔类混合物,具有常温加压或常压降温即可变为液态,以进行储存和运输,升温或减压即可气化使用的显著特征。

第三章 城市给排水系统和建筑给排水系统的有关知识

通过参观阳光大厦给水系统、校园教师公寓给排水管道和学校的供水系统以及徐老师的讲解了解了城市给排水系统和建筑给排水系统的分类、给排水方式和管道铺设的相关知识。

3.1.城市给排水工程系统

3.1.1 城市给水工程系统

通常可分为三部分:取水工程,净水工程,输配水工程。

给水处理的目的是除去原水中的悬浮物、胶体、病菌以及水中其他有害人体身体健康和影响工业生产的有害杂质,使处理后水质满足现行生活饮用水水质标准和工业生产用水水质的要求。其基本方法:水混凝、沉淀、过滤和消毒(有液氯消毒和漂白粉消毒)。主要用到反应室、沉淀池、过滤池和离子交换器等设备。

格栅

沉淀池

沉砂池

消化池

沉渣

污泥脱水设备

农肥

灌溉或养殖

原水

(图七)城市给水处理工艺流程图

3.1.2城市排水系统

污水排除系统通常是指以收集和排除生活污水为主的排水系统。它包括:

1.室内(房屋内)污水管道系统及卫生设备。

2.室外(房屋外)污水管道系统,包括庭院(或街坊内)管道和街道下污水管道系统。

3.污水管泵站及压力管道。

4.污水处理厂

5.污水出口设施,包括出水口(渠)事故出水口及灌溉渠等。

3.2.建筑给排水系统

3.2.1建筑给水系统

建筑给水系统根据用户对水质、水压、水量、水温的要求,并结合外部给水系统情况进行划分有三种基本给水系统,即生活给水系统,生产给水系统、消防给水系统。

3.2.1.1建筑内部给水系统的组成

建筑内部给水系统一般由引入管,给水管道,给水附件,给水设备,配水设施和计量仪表组成。

1)引入管就是从室外给水管网的接管点引至建筑物内的管段。引入管段上一般设有水表、阀门等附件。

2)给水管道包括干管,立管和分支管,用于输送和分配用水。目前我国给水管道可采用钢管、铸铁管、塑料管和复合管等。近年来给水塑料管的开发在我国取得很大进展,用的也很多。塑料管具有耐化学腐蚀性能强,水流阻力小,重量轻,运输安装方便等优点。埋地给水管道可用、有衬里的铸铁给水管和经。室内给水管道可采用塑料给水管、塑料和金属复合管、钢管、不锈钢管及可靠防腐处理的钢管。生产和消火栓给水管一般采用非镀锌钢管或给水铸铁管。

3)给水附件是管道系统中调节水量、水压、控制水流方向、改善水质,以及关断水流,便于管道、仪表和设备检修的各类阀门和设备。给水附件包括各种阀门、水锤消除器、过滤器、减压孔板等管路附件。

3.2.1.2给水方式

给水方式就是指建筑内给水系统的供水方案。基本形式有以下几种

1)依靠外网压力的给水方式,有直接给水方式,设水箱的给水方式。

2)依靠水泵升压给水方式,有设水泵的给水方式,设水泵、水箱联合的给水方式,气压给水方式,分区给水方式。

如何选择给水方式呢?尽量利用外部给水管网的水压直接供水。除高层建筑和消防要求较高的大型公共建筑和工业建筑外,一般情况消防给水系统易与生活或生产给水系统共用一个系统。生活给水系统中,卫生器具处静水压力不能大于。各分区最低卫生器具配水点静水压力不宜大于0.45mpa,水压大于的入户管,宜设减压或调压设施。

生产给水系统的最大静水压力,应根据工艺要求、用水设备、管道材料、管道配件、附件、仪表的工作压力确定。消火栓给水系统最低处消火栓,最大静水压力不能大于0.80mpa,且超过0.50mpa时应采取减压措施。

3.2.1.3给水管道布置

给水管道的布置受建筑结构、用水要求、配水点和室外给水管道的位置,以及供暖、通风、空调和供电等其他建筑设备工程管线布置等的影响。管道布置应确保供水安全和良好的水力条件,经济合理。不受损坏,不影响安全生产和建筑物的使用,便于安装维修,管道敷设要采取一些防腐,防冻,防漏措施。

3.2.1.4高层建筑给水系统

整幢高层建筑若采用同一给水系统供水,则垂直方向管线过长,下层管道中的静水压力很大,需要采用耐高压的管材、附件和配水器材,费用高,开启龙头水流喷溅,既浪费水量,又影响使用,同时由于配水龙头前压力过大,水流速度加快,出流量增大,水头损失增加。使设计工况与实际的不符,不但会产生水流噪音,还将直接影响供水的安全可靠性。所以高层建筑给水系统采取竖向分区供水,即在建筑物的垂直方向按层分段,各段为一区,分别组成各自的给水系统。基本形式有串联供水方式,减压供水方式(减压水箱供水方式、减压阀供水方式),并列式(水泵、水箱并列式,变频调速泵并列式和气压给水设备并列式)。

我们参观的阳光大厦,给水方式就是采用分区并联给水方式,每一分区分别设置一套独立的水泵和高位水箱,向各区供水。其水泵集中设置在大厦的地下室水泵房内。这种方式的优点是:各区自成一体,互不影响;水泵集中,管理维护方便;运行费用较低。缺点是:水泵型号较多,设备费用偏高。

3.2.2建筑内部排水系统

功能是将人们在日常生活和工业生产过程中使用过的、受到污染的水以及降落到屋面的雨水和雪水收集起来,及时排到室外。可分为以下三种:生活排水系统,工业废水排水系统,屋面雨水排水系统。

建筑内部污废水排水系统应满足:

1)系统能迅速畅通的将污废水排到室外。

2)排水管道系统内的气压稳定,有毒有害气体不能进入室内,保持室内良好的环境卫生。

3)管道布置合理,简短顺直,工程造价低。基本组成部分有:卫生器具和生产设备的受水器、排水管道、清通设备和通气管道,在有些建筑物的污废水排水系统中,根据需要还设有污废水的提升设备和局部处理构筑物。

建筑内部排水系统绝大部分都属于重力非满流排水,利用重力作用,水由高处向低处流动,不消耗动力,节能且管理简单。在建筑物中,排水立管顶端设有伸顶通气管,其顶端应装设风帽或网罩,避免杂物落入排水管中。

在有些建筑物附近建有化粪池,它是一种利用沉淀和厌氧发酵原理,去除生活污水中悬浮性有机物的处理设施,需要定期清理。

建筑屋面雨水排水系统按照建筑物内部是否有雨水管道分为内排水系统和外排水系统。我们学校一号教学楼的雨水管道就安装在内部。教师公寓的雨水排水管道安装在外部。

第四章 空调系统的有关知识

通过参观阳光大厦的地下室空调制冷系统及阅读相关书籍我了解了空调系统的有关知识。

4.1空调系统的组成

中央空调系统通常由以下5部分组成:空气处理设备、冷源和热源、空调风系统、空调水系统及控制检测系统。

空调系统按负担室内热温负荷所用介质可分为全空气系统、空气-水系统、全水系统和制冷剂直接蒸发系统。按空气处理设备的设置情况可分为集中式、半集中式和全分散式空调系统。集中式系统将所有空气处理设备(包括风机、表冷器、加热器、加湿器和过滤器等)都集中在空调机房内。被处理空气的温度、湿度,在空气处理机内进行集中调节后,经风管(道)输送到空调房间。根据季节的和室内热湿负荷的变化,可在空气处理机内及时进行切换和调整。

4.2空调系统的空气处理设备

空气处理设备有空气净化处理设备和空气热湿处理设备。

4.2.1空气净化处理设备

空气净化处理设备:对于进入空调房间的空气,除了满足温度、湿度和气流速度外,还要满足空气净化的要求,即除去空气中的尘埃、烟雾、微生物等悬浮污染物,消除各种异味,最好有足够的负离子含量等。

空调系统所处理的空气,通常是由室外新风和回风组成。空气中的悬浮污染物来自新风和回风两个方面。空气净化的目的就是要除去上述两个方面的污染。

空气净化设备可按室内污染物存在的状态分为处理悬浮颗粒物的除尘式和处理气态污染物的除气式两类。在除尘式空气净化处理设备当中以纤维过滤器为核心,另外还有驻极体静电过滤器等。其特点是主要利用纤维过滤技术或静电过滤技术等来处理悬浮颗粒物。在除气式空气处理设备中,主要有活性炭过滤器、光催化过滤器和空气净化器等。其特点主要是利用吸附技术,光催化技术和离子化技术等来处理气态污染物。

常用的空气过滤器

1)粗效过滤器:过滤对象是10~100um的大颗粒尘埃,用于空调系统的初级过滤,保护中效过滤器。

2)中效过滤器:过滤对象是1~10um的大颗粒尘埃,用于空调系统的中级过滤,保护末级过滤器。

3)高效空气过滤器:过滤对象是1~5um的尘埃,用于大于10万级的洁净室送风的末级过滤或高洁净度要求场合的中间级过滤器。

4)高效空气过滤器:过滤对象是小于1um的尘埃,用于普通100级以上洁净室送风的末级过滤。

空气净化器是将纤维过滤技术、静电过滤技术、活性炭过滤技术、负离子技术、臭氧技术集成为一体的空气净化设备。其工作原理是:由高速旋转的离心风机在机器体内产生负压,受到污染的空气被吸入机内,依次通过具有杀菌功能的粗过滤网,装填有高效空气过滤材料的过滤层和具有高效催化作用的活性炭过滤层,这样三重过滤净化后由送风口送出洁净的空气。

4.2.2空气热湿处理设备

空气热湿处理设备,可分为直接接触式和间接接触式。

直接接触式热湿交换包括喷水室、蒸汽加湿器、局部补充加湿装置以及使用液体吸湿剂的装置等。其特点是与空气进行热湿交换的介质直接与空气接触。

间接式热湿交换包括光管式、翅片管式和肋管式空加湿器及空气冷却器等。其特点是与空气进行热湿交换的介质不与空气直接接触,换热介质(热水、水蒸气、冷水、制冷剂)在间壁式换热管内流动,被处理空气在管外流过,两者通过固体臂面进行热交换或热湿交换。

4.3空调冷却水系统

空调冷却水系统,是指利用冷却塔向冷水机组的冷凝器供给循环冷却水的系统。由冷却塔、冷却水箱、冷却水泵和冷水机组冷凝器等设备及其连接管路组成。

4.4冷凝水系统

冷凝水系统。不论空调末端设备的冷凝水盘是位于机组的正压段还是负压段,冷凝水盘出水口处均需设置水封,水封高度应不大于冷凝水盘处正压或负压值。正压段是为了防止漏风,负压段是为了顺利排出冷凝水。

4.5冷冻站系统

4.5.1冷水机组

冷水机组: 将压缩机、冷凝器、冷水用蒸发器、泵以及自动控制元件等组合成一个整体的系统。

冷却塔

冷凝器

蒸发器

压缩机

节流阀

循环水泵

空调机组

冷空气

(图八)空调系统的流程图

4.5.2蒸气压缩式制冷

液体汽化过程中要吸收汽化潜热,而且液体的压力不同,其饱和温度不同,压力越低,饱和温度越低,只要创造一定的低压,就可以利用液体的汽化获取低温。蒸气压缩式制冷系统就是利用制冷剂的这一原理,创造一定的低压,获取液态制冷剂较低的蒸发温度吸收周围空气或物体的热量使之汽化而达到制冷的目的。

制冷压缩机是蒸气压缩机制冷装置的一个重要设备,在制冷系统中压缩机的主要作用是:从蒸发器中吸出蒸气以保证蒸发器内一定的蒸发压力;提高蒸气压力(压缩),以创造在较高温度下冷凝的条件;输送制冷剂,使制冷剂完成冷循环。

冷凝器,是制冷系统的主要组成部分。过热的制冷剂蒸气经过冷凝器壁面时将热量传递给环境介质,本身变成了液体。根据冷却介质的不同,可以分为水冷式、风冷式、蒸发式冷凝器。

蒸发器是使液体制冷剂在其中沸腾成为气体而使被冷却介质(空气或水)降温制冷的设备。

4.6热力站

主要由换热器、过滤器、水泵以及自动控制元件组合而成。

热泵机组一般均自带一套完善的控制系统,其基本的功能为温度控制和风量调节。水环热泵机组的出风温度和冷、热转换根据室内温控器设定自动调节,风量由三速调节器手动调节。机组自身还配置一些安全保护装置,如高温停机、过载限制、缺水停机等。热泵机组的控制可由厂家选配直接数字式(ddc)控制系统,通过通讯线路,把信息送至中央控制室,可以检测每台机组的运行状态如压缩机状态、送风机状态、换向阀位置、区域温度、送风温度、出水温度、高压限制等,还可以控制每台机组的运行方式如启停控制、温度设定、夜间设定控制、早晨预热(冷)控制等。

第五章 工业通风系统的有关知识

通风的任务是以通风换气的方法改善车间的空气环境。概括地说,是把局部地点或整个房间内的污浊空气排到室外(必要时经过净化处理),把新鲜(或经过处理)空气送入室内。前者称为排风,后者称为送风。由实现通风任务所需要的设备、管道及其部件组成的整体,称之为通风系统。

工业通风常见的形式有全面通风、置换通风、自然通风、局部通风、隧道通风等

5.1全面通风

全面通风是对整个房间进行通风换气,其基本原理是:用清洁空气稀释(冲淡)室内空气中的有害物浓度,同时不断地把污染空气排至室外,保持室内空气环境达到卫生标准。全面通风又叫稀释通风。

5.1.1全面通风的气流组织形式

全面通风量不仅取决于通风量,还与通风气流的组织有关。在不少情况下,尽管通风量相当大,但因气流组织不合理,仍不能全面而有效地把有害物稀释;在局部地点的有害物质因积聚,浓度反而增加。因此,合理设计气流组织是通风设计的重要内容。

全面通风气流组织设计的最基本原则是:将新鲜空气送到作业地带或操作人员经常停留的工作地点,应避免将有害物吹向工作区;同时有效地从有害物源附近或者有害物浓度最大的部位排走污染空气。

通风房间气流组织的主要方式有:上送下排、下送上排和中间送上下排等。具体工程采用哪种方式,则根据操作人员位置、有害源分布情况、有害物性质及其浓度分布、有害物运动趋向等因素综合考虑。

在工程设计中,一般采用以下的气流组织方式:

1)有害物源散发的有害气体温度比周围空气温度高,或者车间存在上升热气流,不论有害气体密度大小,均应当采用下送上排的方式。

2)如果没有热气流的影响,当散发的有害气体密度比空气小时,则应采用下送上排的方式;比空气密度大时,应当采用上下两个部位同时排出的方式,并在中间部位将清洁空气直接送到工作地带。

5.2置换通风

有别于传统的混合通风的混合稀释原理,置换通风是通过把较低风速(紊流度)的新鲜空气送入人员工作区,利用挤压的原理把污染的空气挤到上部空间排走的通风方法,它能在改善室内空气品质的基础上与辐射吊顶(地板)技术结合实现节能的目的。

5.3局部通风

局部通风是利用局部气流,使局部工作地点不受有害物的污染,造成良好的空气环境。这种通风方法所需要的风量小、效果好,是防止工业有害物污染室内空气和改善作业环境最有效的通风方法,设计时应优先考虑。局部通风又分为局部排风和局部送风。局部排风就是在有害物产生地点直接把他们捕集起来,经过净化处理,排至室外。它由局部排风罩、风管、除尘或净化设备、风机、排气筒或烟筒组成。局部送风某些高温车间,没有必要对整个车间进行降温,只需向个别的局部工作地点送风,在局部地点造成良好的空气环境,这种通风方法称为局部送风。有系统式和分散式两种。

第六章 校供排水及供暖系统的有关知识

通过对我们校园的参观和听校水电暖管理办公室孙主任的报告以及老师的讲解,我了解了我们学校的供水系统和供暖系统。

6.1供水系统

我们学校共有两个供水水源,分别是南边的小珠山水厂、北边的管家楼水厂。供水压力稳定,水量充足。采用直接供水方式(无副压供水设备),自来水通过供水机组直接进入学校的管网,完全实现零接触无污染。

供水系统设计规划合理,供水设备安全先进,购买进口水泵,分东西两个区供水。东区地势低,采用大流量低压式;西区(家属区和行政楼)地势高,用水量少,供水扬程较高。无副压供水设备可以实现变量、变压供水,遇到用水高峰时自动增压。泵房设在用水量大的学生公寓区。并且学校里采取了许多节水措施,如厕所里安装了许多自动感应节水器,b区浴室安装了淋浴卡式节水器,有效的减少了水资源的浪费。

6.2供暖系统

学校的供暖系统分区越来越合理,配置越来越先进,共分四个区供暖,分别设在中心浴室附近、体育馆附近、教师公寓b区和d区。设有四个换热站,有四套供暖机组。中心浴室的主区换热站有两组壳管式换热器,三台水泵,两台补水泵,采用自动补水方式。

第七章 总结

紧张而又充满乐趣的认识实习在不知不觉中过去了。

认识实习是我们学习专业课的基础,我们能够学到很多在书本中学不到的东西。我们常见的各种建筑物内外的给水、排水、供热、消防等管道,只是略知其一,对于他们为什么这样安装而不那样安装,工作原理是什么,靠什么提供动力等等并不是很清楚。