09级环保设备考试重点

1、09级环保设备考试重点第一章绪论环保产业：是指以防止环境污染、改善生态环境、保护自然资源为目的所进行的诸如技术开发、产品生产、商品流通、资源利用、信息服务、工程承包等经济活动并达到一定规模的总称。环保工业：是指从事环境保护工业产品的科研、设计、研制、生产和销售的完整体系。环保设备：是指以控制环境污染为主要目的的设备。第二章泵与风机的选择泵与风机：是指能提供流体流动动力的流体机械。通常把能提高液体机械能的机械称为泵，把提高气体机械能的机械称为风机C根据泵与风机的结构与工作原理，可分为：叶片式泵与风机、容积式泵与风机、其他类型的泵与风机。叶片式泵与风机：依靠装在主轴上的叶轮旋转，由叶轮上的叶片对流

2、体做功，从而式流体获得能量。根据流体在叶轮内的流动方向和所受力的性质不同，叶片式泵与风机又分为离心式、轴流式及混流式三种形式。容积式泵与风机：利用机械内部的工作室容积周期性的变化来吸入或排出流体。根据其结果不同，可分为往复式、回转式两种。根据泵产生的压力大小，可将泵分为：低压泵（全压小于2MPa）、中压泵（全压在26Mpa之间）、高压泵（全压大于 6MPa）。根据风机产生的全压大小，可将风机分为：通风机（全压小于14.709kPa）鼓风机（全压在14.709294kPa之间）、压缩机（全压大于294kPa）、真空泵（将低于大气压强的气体从容器设备内抽出的机械）。离心式泵与风机的主要结构部件是叶

3、轮和机壳。工作原理：叶轮旋转时叶片之间的流体也随叶轮旋转而获得离心力，并将以很高的速度流出叶轮挤入机壳，最后由出口排出（这一过程称为压出过程），同时叶轮屮心形成低压区，外界流体在大气压作用下经吸入管进入叶轮（这一过程成为吸入过程），由于叶轮不停地旋转，流体便不断地排出和进入，形成了泵与风机的连续工作。与其他形式的泵与风机相比，具有效率高、性能可靠、流量均匀、易于调节等优点，特别是可以制成各种压力和流量的泵与风机以满足不同的需耍，所以应用最为广泛。泵与风机的主要性能参数冇：流量、能头、功率、转速、比转速、允许吸上真空高度、允许汽蚀余量等。扬程：即泵的能头，是指泵所输送的单位质量流体从英进口至出口

4、的能量增值。常用H表示，单位为米流体柱，常简写为 molmmH2O=9.80665Pa, H=E2-El=（ p2/ P g+v22/2g+z2） -（ pl/pg+v12/2g+zl）全压：即风机的能头，是指单位体积气体流过风机的能力增量。常用p表示，单位为Pa或mmH20o包括静压和动压，全压 p= （ p2+ P v 22/2）-（ pl+ P v 12/2），动压 pd 二 P v 22静压 pj=p-pdo轴功率：是指电动机传到泵或风机轴上的功率。用N表示,单位为kWo有效功率：是指单位时间内通过泵或风机的流体所获得的能量。用Ne表示，单位为kW。对于泵，Ne二PQH/102；对于风

5、机，Ne二Qp/1000。效率：是指泵或风机的输出功率与输入功率之比的白分数。用八表示n= （Ne/N） X100%允许吸上真空高度：是指水泵内部开始发生汽蚀时，泵入口处所允许的最大真空值减去0.3的安全量后所得的数值。用 Hs表示。汽蚀：是指泵内反复出现液体汽化和凝聚过程，使金属材料表面受到破坏的现象。性能曲线：泵（或风机）的流量分别与扬程（或全压）、轴功率、效率的函数关系以曲线形式表示出来。有理想性能曲线和实际性能曲线两种，前者是在无限多的且无限薄的叶片和不计流动损失情况下得出的，后者是/考虑了实际运行时的机内损失（包括水力损失、容积损失和机械损失）。由Q?H、Q? N、Q? n三条曲线组

6、成，其屮最重耍的是 Q? H曲线（大致趋向 分 为三种：平坦型、陡降型、驼峰型），Q? n曲线上冇一最高效率点n max,泵或风机在此工况下运转经济性最佳。空转状态：是指泵或风机的阀门为关闭时的工况。水泵的选择步骤：搜集原始资料，确定泵的类型；确定泵的流量与扬程；根据确定的流量和扬程查阅产品性能表，选出合适的型号；流量和扬程的校核；泵安装高度的计算与校核；确定泵的效率及功率，选用电动机及其他附属。风机的选择步骤：了解整个工程工况装置的用途、管路布置、装机位置、被输送气体性质等；确定使用工况要求的风量和风压（全压）；根据所输送气体的性质与风压范围，确定风机类型；将使用工况下的风量Q和风压p换算成

7、实测标准状态下的风量 Q0和风压p0 （一般风机的 标准状态 是大气压强p0=101.3kPa大气温度t0=20 °,空气密度P0=1.2kg/m3,相对湿度50%）;选定风机类型后，根据标准状态下的风量和风压查阅产品性能表，选择合适的机号和转数；根据风机的安装位置，确定风机旋转方向和风口角度；若所输送气体密度大于1.2kg/m3则 需核算轴功率。第三章环保设备材料及防腐设备材料的性能包括：力学性能、物理性能、化学性能和加工工艺性能等。材料的力学性能：是指材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力。包括强度、硬度、弹性、塑性、韧性等。材料的强度：一般来讲，仅指材料达到允许变形程度或断裂前所

8、能承受的最大应力。包括弹性极限 （op）、屈服极限（os）、强度极限（ob）、疲 劳极限和蠕变极限等。弹性极限：是保证材料不发生不可恢复变形的最大应力（外力消失后， 材料恢复原状）。屈服极限：表示材料抵抗开始产生不可逆变形的应力。强度极限：表示材料抵抗外力而不致发生断裂的最大应力。材料的硬度：是指材料在表面上不大体积内抵抗变形或破裂的能力。不是金属独立的基本性能，而是反应材料弹性、强度与塑性等的综合性指标。材料的幫性：是指材料受力时，当应力超过屈服点后，能产生显著的变形而不即行断裂的性质。工程上以延伸率 5 （反映材料均匀变形的能力）、 和断面收缩率e （反映材料局部变形的能力）作为材料的塑性

9、指标。材料的韧性：是指材料在外加动载荷突然袭击时的一种及吋并迅速塑性力的变形的能力。冲击韧性是衡量其的一个指标，表示材料抵抗冲击载荷能 大小，以每单位横断面积所消耗的功表示。材料的物理性能有密度、熔点、比热容、导热系数、膨胀系数、导电性、磁性等。材料的化学性能：是指材料在所处介质中的化学稳定性。主要指标有耐腐蚀性和抗氧化性。耐腐蚀性：材料对周围介质，如大气、水汽、各种电解液浸蚀的抵抗/能力。材料的加工工艺性能主耍有可铸性、可锻性、焊接性、可切削加工性等。常用金属材料有：铸铁、碳钢、合金钢、有色金属材料等。铸铁：含碳量在 2%以上，并含有 S、P、Si、Mn等杂质。可分为灰铸 铁、球墨铸铁、高硅

10、铸铁等。铸铁的特点冇：在一些介质（浓硫酸、醋 酸、盐溶液、有机溶液）屮具有相当好的耐腐蚀性；具有良好的铸造性、 耐磨性、减震性和切削加工性能；成本低，应用广泛。碳钢：含碳量介于0.02%2%Z间，杂质元素的含量较铸铁低。杂质元素对钢材的影响：硫以硫化铁（低熔点 985°）的形态存在 于 钢中，使钢材加工过程中出现“热脆”现象，含量一般在 0.02%0.7%之间； 磷使钢材强度、硬度增高，但引起幫性、冲击韧性显著降低，含量一般在0.025%0.085%之间；镒对钢材起到除硫、脱氧作用，降低脆性，提高强度和硬度，含量一般在0.5%-1.2%;硅对刚才起到脱氧作用，提高强度,降低塑性和韧性

11、，含量一般在 0.1%0.5%之间；氧以FeO MnO、Si02、AI2O3等形式夹杂，降低强度、塑性，对疲劳强度、冲击韧性等有严重影响；氮使钢材提高强度、硬度，降低塑性，产生时效；氢会引起钢的氢脆、白点，使用时易发生突然断裂。碳钢按冶炼质量可分为普通碳素钢、优质碳素钢和高级优质钢。碳钢的品种冇钢板、钢管、型钢、铸钢和锻钢等。合金钢：是指在碳钢基础上，为了改善性能而加入一些合金元素所形成的钢材。冇色金属：除铁以外旳金属，如铝、铜、铅、钛等，也称为非铁金属。其优点有：导电性、导热性好；密度小，熔点高，具冇低温韧性；在空气、海水及一些酸碱中耐腐蚀等。缺点：价格较昂贵。金属腐蚀：金属和它所处的环境介

12、质之间发生化学、电化学或物理作用，引起金属的变质和破坏的现象。根据环保设备所处的工作环境可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。化学腐蚀：是指金属表面与环境介质发生化学作用而产生的损坏现象。特点是腐蚀在金属表面上进行，腐蚀过程中没有电流产生。主耍有高温氧化和脱碳两种。金属的高温氧化：当钢和铸铁温度高于300°C且低于57CTC时，会在表面形成致密、稳定的Fe2O3> Fe3O4氧化层保护膜，当高于 570°C时，形继续成以FeO为主要成分的结构疏松且易脱落的氧化层，不能阻止内部铁的氧化。故加热温度愈高，时间愈长，氧化愈严重。向钢中加入适量的合金元素（如辂、硅或铝等）可提高钢

13、的高温抗氧化能力。钢的脱碳：高温气体屮存在 02、H20、C02、H2等成分时，钢铁屮的 渗 碳体Fe3C与这些气体成分反应而使英碳以碳氧化物形式排出的现象。危害：使含碳量减少，降低金属表面硬度和抗疲劳强度，同时气体的析出破坏了钢表面保护膜的完幣性，进一步地降低钢的耐蚀性。改变气体的成分、减少气体的侵蚀作用是防止钢脱碳的有效方法。电化学腐蚀：是指金属与电解质溶液间产生电化学作用所发生的腐蚀现象。特点是在腐蚀过程中有电流产生，形成短路原电池。宏观腐蚀电池：通常是指肉眼可见的电极构成的腐蚀电池。电池中的阴、阳极区位置在时间上可保持较长的稳定。差异充气电池（或氧浓差电池）：是由于金属与含氧量不同的腐

14、蚀介质接触形成的浓差腐蚀电池。在一些氧不易到达的地方，氧浓度低，此处金属电位低，作为阳极被腐蚀。工程上最常见的腐蚀现象，危害极大。金属腐蚀损伤与破坏的形式可分为均匀腐蚀和局部腐蚀。局部腐蚀又可分为区域腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、表面下腐蚀等。均匀腐蚀：是指均匀地发生在整个金属表面的腐蚀作用。危害性较小。晶间腐蚀：是指当金属的晶粒腐蚀相对较小时，金属的晶界或其临界区域发生的局部腐蚀现象。晶间腐蚀沿晶粒边界发展，破坏了晶粒间的连续性，因而使材料的机械强度和塑性急剧降低，且该腐蚀从金属外表不易发现，因此是一种极危险的腐蚀。金属设备防腐蚀措施冇衬覆保护层、电化学保护、缓蚀剂、控制环境衬覆保护层，即把金属同

15、促使金属腐蚀的外界条件（如水分、氧气等） 尽可能地隔离开来从而起到防腐作用。分为金属覆盖层和非金属覆盖层两大类。金属覆盖层，用耐腐蚀性能较强的金属或合金覆盖在耐腐蚀性能较弱的金属上，以防止腐蚀的方法。非金属覆盖层，用冇机或无机物质制成的覆盖层。常用的有在金属设备内部衬以非金属衬里和涂防腐涂料。电化学保护法，是通过改变金属（或电解质）的电极电位来控制金属腐蚀的方法。可分为阳极保护法和阴极保护法两种。阴极保护法，是通过外加电流使被保护的金属阴极极化，以控制金属腐蚀的方法。可分为外加电流法和牺牲阳极法两种。阳极保护法，是把被保护的设备与外加的直流电源阳极相连，在一定的电解质溶液中，把金属阳极极化到一

16、定电位，使金属表面生成钝化膜，从而降低金属的腐蚀作用。只冇当金属在介质中能钝化时才能应用，否则，阳极极化会加速金属阳极溶解。非金属材料分为无机非金属材料、冇机非金属材料和复合材料。无机非金属材料主耍有陶瓷、玻璃等，化学组成均为硅酸盐类，即材料成分中主要以酸性氧化物 SiO2为主，易与碱液、氢氟酸、高温磷酸反应， 含有大量碱性氧化物的材料属于耐碱材料，但完全不能抵抗酸性介质的腐材料中孔隙的存在会使材料受腐蚀作用面积增加，从而降低材料的耐 蚀性。材料的耐腐蚀性还与其结构有关，即晶体结构比无定型结构更耐 腐 蚀。硅酸盐材料的腐蚀速度与酸的浓度和黏度有关。酸的浓度和温度越高 ， 腐蚀速度越快；酸的黏度

17、会影响酸分子通过孔隙向内部扩散的速度，即黏 度 越小，腐蚀速度越快。有机非金属材料的腐蚀与金属腐蚀的本质区别：金属腐蚀在大多数情 况 下可用电化学过程來说明，而冇机非金属材料一般不导电，也不以离子形式溶解；金属腐蚀过程大多在金属表 面 发生，并逐步向深处发展，而对于有机非金属材料，英周围介质向材料 内渗 透扩散是腐蚀的主要原因，同时其某些组分会从材料内部向外扩散迁 移而溶 于介质屮。冇机非金属材料的腐蚀包括老化、溶胀与溶解、微生物腐蚀三种。老化：是指高分子材料在使用时受到光照和氧的双重作用而发生光氧 化 老化，出现泛黄、变脆、龟裂、表面失去光泽、机械强度下降等现象的 过 程。影响因素冇：光线，

18、波长为 209-400nm的近紫外光能破坏某些高 聚物 的共价键；大气污染物，许多高聚物能被 S02、N02等侵蚀；高 聚物的 内在缺陷。溶胀与溶解：溶剂渗入到聚合物内部，发生溶剂化反应，引起聚合物 材 料宏观体积和质量的增加的现象即为溶胀，当溶胀到一定程度后，对结 构简 单的线形聚合体会向溶剂扩散，溶解变成溶液。而复杂的高聚物则不 会溶微生物腐蚀：是指聚合物分子在微生物分泌的酶催化作用下被分解成小分子的腐蚀过程。特点有：“专一性”，即酶/高聚物及高聚物被侵蚀的位置都是固定的；“端蚀性”，对合成聚合物，酶通常选择其分子链端开始腐蚀；易侵蚀水解基团，若高聚物主链上含有可水解基团，就易受微生物分解

19、的水解酶腐蚀。非金属材料腐蚀的预防：根据处理工艺合理地选择材料（经济、可靠、耐用等）；控制好设备的使用环境（避光、降低湿度、保持表面清洁等）。环保设备材料的选择步骤：明确设备生产和使用的环境和腐蚀因素；查阅相关资料了解材料耐蚀性、机械性能、物理性能等的数据；调查 研究实际生产中材料的使用情况；做必要的实验室辅助实验；对材料使用性能、加工性能、耐用性能和经济价值等方面进行综合评定；选材同吋应考虑行之冇效的防护措施。第五章典型大气污染控制设备选用与设计除尘器：是指用于去除或捕集气体中的固态、液态微粒的设备。按捕集分离尘粒的机理将各种除尘器归纳为机械式除尘器、湿式除尘器、过滤式除尘器和电除尘器等四大

20、类。机械式除尘器，通常利用质量力（如重力、惯性力和离心力等）的作 用使尘粒与气流分离的装置。包括重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器等。结构装置简单，造价较低，维护较简便，可耐高温，重力沉降除尘效率较低，旋风除尘器除尘效率较高。湿式除尘器，是利用液滴、液膜、气泡等形式，将含尘气体屮的尘粒和冇害气体去除的设备。除尘效率可一般可达 95%以上，体积小，占地面 积小，能处理高温、高湿气流过滤式除尘器，是采用一定的过滤材料，使含尘气流通过过滤材料來达到分离粉尘的一种高效除尘设备。冃前常用的有袋式除尘器和颗粒除尘器。除尘效率高，满足环保要求，能较好地适应排风量的变化。电除尘器，是含尘气体在通过高压电场时，

21、使尘粒带电，并在电场力作用下使尘粒沉积在集尘极上而达到分离尘粒的除尘设备。除尘效率高，满足环保要求，处理风量大，阻力较低，运行能耗低。除尘器性能指标有：技术性指标，包括含尘气体处理量、除尘效率、阻力损失等；经济性指标，包括总费用、占地血积、使用寿命等。除尘器选择考虑因素：除尘效率；是否满足排放标准规定的排放 浓 度；粉尘物理特性对除尘器性能的影响；气体的含尘浓度；气体 的温 度及其他性质；所捕集粉尘的处理问题；其他因素（如设备位置、可利用空间、环境条件等）。袋式除尘器，属于过滤式除尘器，可用于净化粒径大于 0,mm的含 尘气 体。特点冇：除尘效率一般可达 99%以上，性能稳定可靠，操作简单，

22、且所 收集的干尘粒便于回收利用。缺点有：由于所用滤布受到温度、腐蚀性等条件的限制，只适用于净化腐蚀性小、温度低于 300°C的含尘气体， 不适用于 黏结性强、吸湿性强的含尘气体。袋式除尘器的机理：主要是依靠含尘气体通过滤袋时产生的筛滤、碰撞、截留、扩散、静电和重力等六种效应进行净化，其中以筛滤效应为主。含尘气体从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，滤料上的粉尘可以在机械振动的作用下脱落到灰斗中。粉尘因拦截、惯性碰撞、静电和扩散等作用逐渐在滤袋表面形成粉尘初层，它是袋式除尘器的主要过滤层，对粉尘起到筛滤作用，从而提高除尘效率。对袋式除尘器所用滤料的要求：容尘量大；

23、滤布网孔直径适屮，透气性好，过滤阻力小；滤布强度好、抗拉、抗皱折、耐高温和耐腐蚀，使用寿命长；吸湿性小；制作工 序 简单，成本低。袋式除尘器的结构形式的分类：按清灰方式，可分为人工、机械振打、逆气流反吹和脉冲喷吹等；按过滤方式，可分为内滤式和外滤式两种；按 进 气口位置，可分为上进气和下进气两种；按滤袋形状，可分为圆袋和扁袋两种。影响袋式除尘器除尘效率的因素主耍有：滤料特性（滤料织造结构）；灰尘性质（粒径、惯性力、形状、静电荷、含湿量等）；运行参数（过 滤速度、阻力、气流温度、湿度、清灰频率和强度等）；清灰方式。袋式除尘器的选择步骤：收集相关资料（如含尘气体特性、净化指标、除尘器性能等）；选定

24、袋式除尘器的形式、滤料和清灰方式；确定过滤速度v f和过滤面积A （过滤速度V f二Q/60A）；根据处理气体量 Q 和总过滤面积A來选定除尘器的型号；估算除尘效率、压力损失，确定 过 滤和清灰循环周期。袋式除尘器的设计步骤：确定滤袋尺寸（即直径D和高度L,通常 选择D=200A300mm）；计算每只滤袋的面积a（a二nDL）；计算滤袋数n（n二A/a）;滤袋的布置及吊挂固定；壳体设计；清灰装置的设计;粉尘输送、回收及综合利用系统的设计。电除尘器工作时涉及的过程有：电晕放电、气体电离、粒子荷电、荷电粒子迁移及捕集、清灰等。电除尘器的结构组成主耍有：电晕极、集尘极、气流分布装置、外壳0电晕线，是电晕极的产生电晕放电的主要部件。对电晕线的要求：起晕电压低、发电强度咼、电晕电流大、机械强度咼、刚性好、不易变形、耐腐休、能维持准确的极距、易清灰等。冃前常用电晕线的型式有：直径3mm左右的圆形线、星形线、锯齿线、芒棘线、麻花线等集尘极，其结构对粉尘的次飞扬、金属消耗量和造价有很多影响。对集尘极的要求有：振打时粉尘的二次飞扬少、单位集尘面积消耗金属量低、不易变形、易于清灰、造价低等。根据集尘极结构型式的不同，电除尘器可分为管式电除尘