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關(guān)鍵詞:離子液體 燃油 脫硫
隨著世界環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格,煉油工業(yè)在生產(chǎn)和環(huán)保方面都面臨著巨大的挑戰(zhàn)。世界石油的消耗量逐年增加,石油重質(zhì)化趨勢(shì)日趨明顯。硫的存在對(duì)石油加工過(guò)程及其產(chǎn)品應(yīng)用的危害是多方面的,如腐蝕金屬設(shè)備、導(dǎo)致催化劑中毒、使用過(guò)程中污染環(huán)境等。近年來(lái),隨著汽車、農(nóng)用車擁有量的增多,排放的尾氣量明顯增大,嚴(yán)重危害到了建筑物、土壤和人類自身的發(fā)展。傳統(tǒng)的加氫脫硫技術(shù)可以脫除燃料油中的有機(jī)硫化物,但必須在高溫、高氫壓下反應(yīng),設(shè)備投資和操作費(fèi)用高,并且對(duì)于二苯并噻吩等衍生物的脫除十分困難,不能滿足深度脫硫的要求。因此,室溫離子液體脫硫技術(shù)成為了近幾年中興起的一種新型“綠色”溶劑,由于其具有的眾多優(yōu)良特性,符合發(fā)展綠色化學(xué)的新理念,使其在有機(jī)催化、萃取分離、生物催化、電化學(xué)等方面得到日益廣泛的應(yīng)用。本文主要介紹直接萃取脫硫、萃取-氧化脫硫、催化氧化脫硫和電化學(xué)聚合脫硫技術(shù),分析各脫硫技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),并指出其在化工使用過(guò)程中的應(yīng)用方向以及存在的問(wèn)題。
一、直接萃取脫硫
直接萃取法是利用含硫化合物在燃料油與離子液體中的分配系數(shù)不同,將燃料油與離子液體直接混合,并在一定溫度下攪拌,使油品中硫化物直接被萃取到離子液體中。用于萃取脫硫的離子液體的陽(yáng)離子主要為咪唑類,陰離子的選取范圍很廣,主要有Lewis酸類、氟磷酸類、氟硼酸類、酸酯類等,均具有很好的萃取脫硫效果。
在萃取塔中,待萃取硫含量較高的燃料油從塔底進(jìn)入,與塔頂進(jìn)入的離子液體逆流充分混合 ,硫化物被萃取到離子液體相中,再靜置分層,上層是處理后硫含量較低的燃料油,下層則是離子液體與硫的混合物,接著轉(zhuǎn)入再生塔再生,再生后的離子液體返回到萃取塔進(jìn)行循環(huán)萃取。直接萃取脫硫優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)時(shí)間短,一般 15~50 min; 缺點(diǎn)是脫硫率不太高,一般為 10%~ 30%( 單次萃取) ,因此,限制了該技術(shù)的發(fā)展。
二、萃取-氧化脫硫
萃取-氧化脫硫是將離子液體、燃料油及氧化劑混合,在一定溫度下,含硫化合物被萃取至離子液體中,然后被氧化劑氧化成砜,由于砜極性更強(qiáng),更易留在離子液體中。另一方面,由于含硫化合物在離子液體中減少,會(huì)促使油品中的硫化合物繼續(xù)萃取至離子液體中。如此反復(fù),達(dá)到脫硫的目的。萃取-氧化脫硫技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和、時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單、易分離的優(yōu)勢(shì),有著較好的應(yīng)用前景。
三、催化氧化脫硫
氧化脫硫的原理主要是:硫碳鍵幾乎沒(méi)有極性,有機(jī)硫化物與有機(jī)碳?xì)浠衔镉兄浅O嗨频男再|(zhì),它們?cè)谒蜆O性溶劑中的溶解度幾乎沒(méi)有差別。但是在水和極性溶劑中,有機(jī)含氧化合物的溶解性明顯強(qiáng)于有機(jī)碳?xì)浠衔铩Q芯勘砻鳎毫蛟颖忍荚痈菀捉邮苎踉佣谎趸虼死醚趸瘎⑵椭械暮蚧衔镅趸身款惢衔?,利用砜類化合物的極性強(qiáng)于有機(jī)硫化物,在極性溶劑中的溶解性大于有機(jī)硫化物,而達(dá)到從烴類物質(zhì)中脫除硫化物的目的。
汽油進(jìn)行了氧化脫硫研究,經(jīng)過(guò)分析得出其中的硫化物被氧化為砜,經(jīng)氧化脫硫后,燃料油中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%。氧化脫硫技術(shù)可在常壓和低溫下進(jìn)行,不需要?dú)錃猓僮鞒杀镜?,而且可以脫除常用的加氫脫硫技術(shù)很難脫除的苯并噻吩和二苯并噻吩,對(duì)脫氮也有一定的效果,在未來(lái)具有很大優(yōu)勢(shì)。
四、液體離子電化學(xué)聚合脫硫
由于液體離子 具有高的離子電導(dǎo)率、可以忽略不計(jì)的蒸氣壓和寬的電化學(xué)窗口,這些性質(zhì)恰恰對(duì)電化學(xué)反應(yīng)都是很重要的。采用電化學(xué)工藝可以在液體離子 中脫除汽油中能夠聚合的硫化物( 主要是噻吩類) ,而汽油的辛烷值不變。液體離子 能重復(fù)利用、能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機(jī)溶劑以及催化劑與產(chǎn)物容易分離等優(yōu)點(diǎn),為 液體離子在燃油脫硫中的應(yīng)用開(kāi)辟了一條新路。但目前,還沒(méi)有看到該技術(shù)在柴油脫硫方面的相關(guān)報(bào)道。
須考慮代用燃料的發(fā)展問(wèn)題.汽車使用醇類燃料作為石油的替代燃料,也許是一個(gè)解決能源消耗和尾氣排放的手段之一.其中,丁醇是一種極具潛力的新型生物燃料,被稱為第二代生物燃料,可以用來(lái)完全或者部分替代化石燃料,從而緩解石油危機(jī).
1 丁醇性能的優(yōu)缺點(diǎn)
丁醇可作為汽油的代用燃料.丁醇與其它普通醇類燃料如乙醇和甲醇相比,具有很多優(yōu)點(diǎn).丁醇的熱值大約是汽油的83%,乙醇和甲醇的熱值分別只有汽油的65%和48%,丁醇的熱值比乙醇要高30%左右,因此相同質(zhì)量的丁醇可比乙醇多輸出約1/3的動(dòng)力;丁醇的揮發(fā)性遠(yuǎn)低于乙醇,只有乙醇的1/6左右,丁醇的吸濕性遠(yuǎn)小于甲醇、乙醇和丙醇;這些低碳醇能與水完全互溶,而丁醇則具有適度的水溶性,丁醇的這一特性使它在純化階段降低了能源消耗;丁醇比乙醇的腐蝕性低,能夠利用現(xiàn)有管道運(yùn)輸,同時(shí)由于比其它低碳醇具有相對(duì)較高的沸點(diǎn)和閃點(diǎn),其安全性更高;此外,丁醇與汽油、柴油的互溶性較好,因此可以不必對(duì)現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)作大的改動(dòng),而且可以使用體積分?jǐn)?shù)幾乎為100%的丁醇燃料.
盡管作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料丁醇比其它低碳醇具有更多的優(yōu)勢(shì),但將丁醇直接應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)中仍然存在一些潛在的問(wèn)題,例如:① 與發(fā)動(dòng)機(jī)性能的匹配性.盡管丁醇與甲醇、乙醇相比具有更高的能量,但它的熱值仍然比傳統(tǒng)的汽油或柴油燃料低,因此,汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)利用丁醇作為替代燃料需要增加燃油供給量.② 盡管甲醇、乙醇的密度比丁醇低,但它們較高的辛烷值允許發(fā)動(dòng)機(jī)有更高的壓縮比和燃燒效率,較高的燃燒效率減少了溫室氣體的排放量.③ 丁醇比乙醇、甲醇的黏度高,這使得丁醇應(yīng)用在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中不會(huì)產(chǎn)生燃油泵內(nèi)不足和潛在的磨損問(wèn)題.然而將丁醇應(yīng)用于火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)(簡(jiǎn)稱SI發(fā)動(dòng)機(jī))時(shí),較高的黏度將產(chǎn)生潛在的沉積或腐蝕等問(wèn)題.
2 丁醇生產(chǎn)的發(fā)展過(guò)程
2.1 丁醇生產(chǎn)的歷史
Wirtz在1852年發(fā)現(xiàn)正丁醇可以作為一種常規(guī)的燃料組成部分.十年之后,Pasteur于1862年通過(guò)試驗(yàn)得出結(jié)論,丁醇是厭氧轉(zhuǎn)化乳酸和乳酸鈣的直接產(chǎn)物.1876—1910年,許多學(xué)者研究了丙酮-丁醇的生產(chǎn)方法和有關(guān)的溶劑[1].
通過(guò)ABE(丙酮、丁醇、乙醇)發(fā)酵法工業(yè)生產(chǎn)丁醇和丙酮始于1912—1916年,這是已知最早的工業(yè)發(fā)酵法之一,在生產(chǎn)規(guī)模上排名第二,僅次于通過(guò)酵母發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇的規(guī)模,而且它是已知的最大型的生物技術(shù)工藝流程[2-3].在發(fā)酵過(guò)程中主要有三類典型的產(chǎn)物:① 溶劑(丙酮、丁醇、乙醇);② 有機(jī)酸(乙酸、乳酸、丁酸);③ 氣體(二氧化碳、氫).生物合成的丙酮、丁醇、乙醇共享相同的代謝途徑,即從葡萄糖到乙酰輔酶A(acetylCoA),但隨后的分支進(jìn)入不同的途徑.通過(guò)發(fā)酵法生產(chǎn)的丁醇皆是生物丁醇,自從19世紀(jì)60年代通過(guò)ABE發(fā)酵法生產(chǎn)丁醇的產(chǎn)量持續(xù)下降,幾乎所有的丁醇都是通過(guò)石油化工方法生產(chǎn)的.發(fā)酵法生產(chǎn)丁醇的產(chǎn)量下降,主要是因?yàn)槭突ぴ系膬r(jià)格比淀粉糖基如谷物、糖蜜的價(jià)格低,因此用石油燃料生產(chǎn)丁醇越來(lái)越受到歡迎,在這個(gè)階段ABE發(fā)酵法被使用得越來(lái)越少.
19世紀(jì)80年代,石油危機(jī)促進(jìn)了生物燃料的發(fā)展.那時(shí)人們最關(guān)注的代用燃料是乙醇,人們雖然熟悉乙醇的生產(chǎn),但并沒(méi)有認(rèn)識(shí)到為了將乙醇與汽油混合,進(jìn)行脫水這一非常消耗能源的步驟是必要的,同時(shí)也沒(méi)有認(rèn)識(shí)到運(yùn)輸乙醇-汽油燃料的困難性,因?yàn)橐掖?汽油燃料不能利用現(xiàn)有的管道運(yùn)輸,任何濃度的乙醇-汽油燃料都會(huì)對(duì)橡膠密封產(chǎn)生腐蝕和損害.盡管乙醇是一種能量等級(jí)較低的醇類物質(zhì),而且具有腐蝕性、難于提純、易揮發(fā)、有爆炸危險(xiǎn)性等缺點(diǎn),但它較高的產(chǎn)量使得乙醇成為主要應(yīng)用的生物燃料.過(guò)去的30年中,能源密集型的乙醇生產(chǎn)仍然不能滿足人們對(duì)燃料、能源、清潔空氣的需求.近年來(lái),為了應(yīng)對(duì)石油化工產(chǎn)品和污染治理成本的上升,且生產(chǎn)乙醇的技術(shù)、設(shè)備稍作調(diào)整就可以直接用于生產(chǎn)丁醇,因此,許多國(guó)家開(kāi)始重新關(guān)注丁醇.
2.2 利用非糧食生物質(zhì)提高丁醇生產(chǎn)能力
生物丁醇可通過(guò)發(fā)酵法利用淀粉或糖類制取,然而,由于成本高、產(chǎn)量相對(duì)較低、發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)等原因,使得用ABE發(fā)酵法生產(chǎn)丁醇無(wú)法在工業(yè)規(guī)模上與采用合成法生產(chǎn)丁醇進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng).隨著人們對(duì)丁醇這一代用燃料越來(lái)越關(guān)注,許多公司紛紛研究新方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)ABE發(fā)酵法,從而使生物丁醇的生產(chǎn)可達(dá)到工業(yè)規(guī)模.基于生物化學(xué)轉(zhuǎn)換非糧食木質(zhì)纖維素的第二代生物丁醇生產(chǎn)相比現(xiàn)有的能源密集型生物丁醇生產(chǎn)具有一些潛在優(yōu)勢(shì).
有研究表明,改良菌株具有更高的利用淀粉的能力,同時(shí)能在發(fā)酵培養(yǎng)液中積累較高濃度的丁醇(17~21 g•L-1)[2].除了使用玉米,丙酮-丁醇生產(chǎn)還使用了液化玉米粉和玉米漿,60 g•L-1的液化玉米粉和玉米漿產(chǎn)生約26 g•L-1的溶劑.由于發(fā)酵酶作用物的成本對(duì)丁醇價(jià)格影響最大,利用其它可再生能源和經(jīng)濟(jì)上可行的基材例如淀粉基包裝材料、玉米纖維水解物、大豆蜜糖、水果加工工業(yè)廢料等進(jìn)行丁醇發(fā)酵,從這些替代性可再生資源中生產(chǎn)的溶劑總量為14.8~30.1 g•L-1[3].在關(guān)于多糖的研究中,其焦點(diǎn)是纖維素和半纖維素,它們是地球上最豐富的可再生利用資源.大量糖類已用于生產(chǎn)丁醇,使用改良菌株進(jìn)行分批發(fā)酵,可以提高丁醇的產(chǎn)量.
小麥麩是小麥制粉工業(yè)的副產(chǎn)品,主要包括半纖維素、淀粉和蛋白質(zhì).經(jīng)稀硫酸水解的小麥麩皮水解產(chǎn)物中含有53.1 g•L-1的總還原糖、21.3 g•L-1的葡萄糖、17.4 g•L-1木糖和10.6 g•L-1的阿拉伯糖[4].一種工業(yè)酶作用物液化玉米淀粉(LCS)已經(jīng)被成功用于ABE生產(chǎn),分批發(fā)酵LCS(60 g•L-1)過(guò)程中產(chǎn)生18.4 g•L-1的ABE產(chǎn)品,與葡萄糖相當(dāng).如果向分批發(fā)酵反應(yīng)器放入糖化的液化玉米淀粉(SLCS),通過(guò)氣體剝離重新獲得ABE,此法可以得到81.3 g•L-1的ABE[5].
同時(shí),隨著丁醇制備技術(shù)的不斷成熟,丁醇的生產(chǎn)成本也逐漸下降.美國(guó)ButylFuel公司的成果表明,使 用微生物發(fā)酵法可以由1 L玉米制備0.27 L丁醇,其成本僅為0.317美元•L-1,遠(yuǎn)低于利用石油化工方法制備丁醇的成本1.350美元•L-1.而如果使用飼料等廢棄物代替玉米,此生產(chǎn)成本可進(jìn)一步下降[6].
3 丁醇作為生物燃料應(yīng)用的進(jìn)展
如前所述,丁醇和其它低碳醇相比具有許多優(yōu)勢(shì),并且大量新技術(shù)的使用也可提高丁醇的產(chǎn)量.另外許多因素都促進(jìn)了生物燃料的發(fā)展,例如不確定的石油價(jià)格、溫室氣體排放、提高能源安全和能源多樣性的需要等.目前很多研究團(tuán)隊(duì)已將丁醇作為一種替代生物燃料進(jìn)行研究,將丁醇與汽油或柴油混合應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上,或應(yīng)用在一些基本的燃燒反應(yīng)器中.
3.1 丁醇的基礎(chǔ)燃燒試驗(yàn)
在丁醇的基礎(chǔ)燃燒試驗(yàn)中,研究人員測(cè)量了層流層的燃燒速度,同時(shí)還研究了在預(yù)混和燃燒或擴(kuò)散燃燒中形成的中間物質(zhì).利用這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)了丁醇的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型.這些預(yù)測(cè)模型可以提供對(duì)丁醇燃燒特性更好的理解,并可以解釋通過(guò)石油衍生原料和其它生物原料獲取的丁醇在燃燒特性方面的差異.Sarathy等[7]的試驗(yàn)結(jié)果表明,丁醇的層流燃燒速度在當(dāng)量比介于0.8和1.1之間時(shí)增加,相對(duì)應(yīng)的最大燃燒速度為47.7 cm•s-1,隨后在達(dá)到較高的當(dāng)量比時(shí)燃燒速度下降.
一個(gè)早期的關(guān)于靜態(tài)反應(yīng)器的研究指出,丁醇的熱解是通過(guò)C3H7-CH2OH鍵的裂變開(kāi)始的,產(chǎn)生了正丙基自由基和羥甲基自由基.羥甲基自由基進(jìn)一步分解為甲醛和氫自由基,而正丙基自由基分解為乙烯和甲基自由基[8].有學(xué)者研究了丁醇的燃燒速度,因?yàn)槿紵俣仁菦Q定傳播和穩(wěn)定預(yù)混火焰的關(guān)鍵參數(shù)之一.Roberts使用火焰錐的陰影圖像測(cè)量了丁醇的燃燒速度,結(jié)果表明,丁醇的最大燃燒速度和正丙醇、異戊醇是類似的,約為46 cm•s-1[9].
3.2 在可變操作參數(shù)單缸發(fā)動(dòng)機(jī)(CFR發(fā)動(dòng)機(jī))中使用丁醇作為混合燃料的研究
Yacoub等[10]多次進(jìn)行了關(guān)于應(yīng)用直鏈醇C1-C5(甲醇-正戊醇)與汽油混合使用在CFR發(fā)動(dòng)機(jī)上的研究,試驗(yàn)條件為:空氣和燃料按化學(xué)計(jì)量比混合,轉(zhuǎn)速為1 000 r•min-1.對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件進(jìn)行了優(yōu)化,使混合燃料中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為2.5%和5.0%,相應(yīng)丁醇的體積分?jǐn)?shù)分別為11%和22%.研究結(jié)果表明:丁醇比無(wú)鉛汽油容易產(chǎn)生燃燒爆震,所有醇-汽油混合燃料的試驗(yàn)均顯示CO排放減少,總的HC排放也減少.盡管如此,所有混合燃料與汽油相比未燃燒醇排放較高,醇含量越高未燃燒醇的含量也越高;所有混合燃料的醛排放較高,甲醛是主要成分;NOx排放可能增加也可能降低,取決于不同的操作條件.
Gautam等[11-12]在900 r•min-1、空氣和燃料為化學(xué)計(jì)量比的試驗(yàn)條件下,使用6種醇-汽油混合燃料在 CFR發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn),每種混合燃料由體積比為9∶1的汽油和醇組成,混合用的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇.試驗(yàn)結(jié)果表明,混合燃料中氧含量越高,抗爆震性能越高,火焰速度越快.在最大功率工況條件下,排放試驗(yàn)結(jié)果表明,醇-汽油混合燃料比純汽油的排放明顯降低,CO排放降低16%~20%,CO2排放降低18%~23%,NOx排放降低5%~11%,總的HC排放降低17%~23%.這是因?yàn)榛旌先剂嫌懈玫目贡鹦阅?允許更高的壓縮比,從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出能量.醇-汽油混合燃料與純汽油相比,循環(huán)燃料消耗量高3%~5%,但比油耗低15%~19% .
Szwaja等[13]在一臺(tái)單缸CFR發(fā)動(dòng)機(jī)上通過(guò)改變點(diǎn)火提前角研究了丁醇的燃燒特性,丁醇的體積分?jǐn)?shù)為0%~100%,壓縮比為8~10,轉(zhuǎn)速為900 r•min-1,空氣和燃料為化學(xué)計(jì)量比.試驗(yàn)結(jié)果表明,最高峰值壓力隨丁醇體積分?jǐn)?shù)的增加而提高.因此,混合燃料最佳點(diǎn)火正時(shí)應(yīng)延遲.通過(guò)試驗(yàn),研究人員從燃燒、能量密度以及理化性能等角度證明了丁醇可代替汽油作為純?nèi)剂匣蛉剂匣旌衔?
3.3 在SI發(fā)動(dòng)機(jī)中使用丁醇作為混合燃料的研究
目前關(guān)于SI發(fā)動(dòng)機(jī)中使用丁醇的研究非常廣泛,但關(guān)于丁醇-汽油混合燃料燃燒和丁醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研究還很少.幾乎所有關(guān)于丁醇-汽油混合燃料的研究都集中在不同運(yùn)行工況下對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能評(píng)價(jià)、燃料消耗量和排放物方面.研究表明,與純汽油相比,在保證發(fā)動(dòng)機(jī)性能不變的條件下,向汽油中添加體積為20%~40%的丁醇能使發(fā)動(dòng)機(jī)在更稀的混合氣狀態(tài)下工作.丁醇體積分?jǐn)?shù)為20%~40%的丁醇-汽油混合燃料未燃HC排放與無(wú)鉛汽油類似,但隨著丁醇體積分?jǐn)?shù)的增加,未燃HC排放也會(huì)增加.丁醇體積分?jǐn)?shù)為20%的丁醇-汽油混合燃料與純汽油相比,NOx排放物降低到較低的水平.隨著丁醇體積分?jǐn)?shù)的提高,燃油消耗率輕微增加,這與混合燃料的熱值下降有關(guān).例如,丁醇體積分?jǐn)?shù)為40%的丁醇-汽油混合燃料比汽油的熱值低10%,燃油消耗率增加10%[14].
研究人員研究了基于不同混合比的丁醇-汽油混合燃料的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,結(jié)果顯示:丁醇是一種非常有前景的代用燃料,在節(jié)能方面具有很大的潛力;丁醇可降低14%的制動(dòng)燃油消耗率并減少排放[15].
Dernotte等[15]研究了丁醇-汽油混合燃料的燃燒和排放特性,結(jié)果表明,BU40(丁醇體積分?jǐn)?shù)為40%)的HC排放達(dá)到最低值,除了BU80(丁醇體積分?jǐn)?shù)為80%),NOx排放沒(méi)有明顯變化.通過(guò)指示平均有效壓力(IMEP)的變化發(fā)現(xiàn)加入正丁醇提高了燃燒的穩(wěn)定性,同時(shí)減少了點(diǎn)火延遲.
Wallner等[16]用一臺(tái)四缸直噴SI發(fā)動(dòng)機(jī)研究了純汽油、E10(乙醇體積分?jǐn)?shù)為10%的乙醇汽油)和BU10(丁醇體積分?jǐn)?shù)為10%)的燃燒和排放性能,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)莫? 000~4 000 r•min-1,負(fù)載從0 Nm升至150 Nm.結(jié)果顯示,BU10燃燒速度比E10和純汽油的高,三種燃料的燃燒穩(wěn)定性沒(méi)有明顯不同,在發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)工作范圍內(nèi)IMEP小于3%.相比于E10,BU10和純汽油在高負(fù)載時(shí)更容易爆震.相比于純汽油,BU10的油耗大約增加3.4%,E10的油耗大約增加4.2%,而三種燃料的制動(dòng)熱效率非常類似.在純汽油和兩種混合燃料之間,CO和HC排放沒(méi)有顯著的差異,NOx排放BU10最低.由于丁醇的辛烷值低,在高負(fù)載的條件下需要推遲點(diǎn)火時(shí)間.根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,BU10代替E10能夠改善燃油經(jīng)濟(jì)性并且保證排放性和燃燒穩(wěn)定性不下降.
目前國(guó)外關(guān)于丁醇的研究熱點(diǎn)之一是丁醇的低溫燃燒特性.Oliver等[17]給出了丁醇兩種同分異構(gòu)體在低溫(550~700 K)條件下的燃燒氧化反 應(yīng)路徑.Subram[18]通過(guò)試驗(yàn)和仿真給出了正丁醇在750~850 K下詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理,幾乎100%的燃料消耗是通過(guò)脫氫反應(yīng)完成的,其中62%的原始燃料轉(zhuǎn)化成乙醛等物質(zhì),其它38%轉(zhuǎn)化成C3H7CHO等物質(zhì).
4 結(jié) 論
丁醇、丁醇-汽油混合燃料的燃燒持續(xù)期與汽油相當(dāng),混合燃料與汽油相比減少了點(diǎn)火延遲.當(dāng)使用正丁醇-汽油混合燃料時(shí),由于燃燒加快,為了獲得最大輸出轉(zhuǎn)矩,需要延遲火花點(diǎn)火正時(shí).通過(guò)測(cè)算IMEP,正丁醇、正丁醇-汽油混合燃料的燃燒穩(wěn)定性并沒(méi)有明顯變化.
截至目前,研究使用的發(fā)動(dòng)機(jī)有CFR發(fā)動(dòng)機(jī)、光學(xué)引擎發(fā)動(dòng)機(jī)、單缸或多缸發(fā)動(dòng)機(jī).其中一些發(fā)動(dòng)機(jī)使用了渦輪增壓、可變氣門、直噴等先進(jìn)技術(shù).從現(xiàn)有的研究中可以總結(jié)如下:
(1) 丁醇在混合燃料中體積分?jǐn)?shù)小于20%時(shí),不需要調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)就可以獲得和汽油燃料相同的發(fā)動(dòng)機(jī)功率;當(dāng)丁醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到30%時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率開(kāi)始下降;隨著丁醇體積分?jǐn)?shù)的增加,燃料消耗量增加。這是由于和汽油相比,混合燃料的能量密度降低.丁醇-汽油混合燃料和乙醇-汽油混合燃料相比熱值高,試驗(yàn)中燃料消耗量低.
(2) CO、HC、NOx排放的減少或增加取決于具體的發(fā)動(dòng)機(jī)(如點(diǎn)噴或直噴)、操作條件、丁醇-汽油的混合比等.混合燃料與純汽油相比,未燃燒醇的排放增加,而且丁醇的占比越高,未燃燒醇的排放越高.混合燃料的排放物中醛類物質(zhì)較高,其中甲醛是主要成份.和乙醇、醇汽油相比,隨著丁醇體積分?jǐn)?shù)的增加,苯類物質(zhì)排放增加,因此直噴點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒丁醇-汽油混合燃料會(huì)排放較多的碳煙.
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[關(guān)鍵字]橡膠廢氣 催化氧化 處理
[中圖分類號(hào)]X742 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2013)-2-169-1
在橡膠工業(yè)生產(chǎn)中,其廢氣的90%以上為揮發(fā)性有機(jī)物,該物質(zhì)對(duì)大氣會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害,也影響到周邊居民的身體健康[1]。我國(guó)國(guó)內(nèi)的石油化工生產(chǎn)企業(yè)對(duì)待廢氣的方式,往往是降低濃度后進(jìn)行排放或者不經(jīng)過(guò)任何處理就直接排放,危害十分嚴(yán)重。因此,對(duì)橡膠生產(chǎn)中伴隨的廢氣進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)物的清理是十分重要的課題[2],本文將重點(diǎn)探討如何利用催化氧化技術(shù)對(duì)橡膠廢氣進(jìn)行有效處理。
1 橡膠生產(chǎn)的廢氣來(lái)源
在我國(guó)的石油化工生產(chǎn)企業(yè)中,橡膠的生產(chǎn)全過(guò)程具有四個(gè)步驟,(1)聚合、(2)回收、(3)凝聚,(4)后處理,后處理的主要任務(wù)是對(duì)上一個(gè)單元中的橡膠顆粒進(jìn)行脫水處理,并進(jìn)行干燥,在這個(gè)過(guò)程中一共有四處會(huì)伴隨廢氣的產(chǎn)生,分別是進(jìn)料口與螺桿擠壓機(jī)處排放的閃蒸氣,還有在利用風(fēng)力輸送固體的過(guò)程中與對(duì)固體顆粒進(jìn)行干燥的過(guò)程中產(chǎn)生的排放氣體,這四處都會(huì)產(chǎn)生相似成分的廢氣,主要成分有乙烷、水汽、油霧與伴隨揮發(fā)的固體顆粒。
2 橡膠廢氣的處理技術(shù)
在橡膠生產(chǎn)的排放廢氣上,已經(jīng)形成了些有效的處理方式,但由于處理方式不同,在處理的效果上與優(yōu)缺點(diǎn)上也不相同,這幾種方法與催化氧化方法相比都具有一定的不足。
熱力燃燒法具有較高的處理效率,可以一次處理濃度較大的廢氣,但是處理過(guò)程也需要大量燃料消耗,且必須連續(xù)進(jìn)行,伴隨氮氧化物的排放,因此成本較高;生物處理法能夠處理較低濃度的廢氣,并且具有低成本的優(yōu)勢(shì),但是在高濃度廢氣的處理效果上并不好,需要占用大量的空間,生物環(huán)境較難獲得,因此也不方便;催化氧化是一種在特定壓力和溫度條件下,運(yùn)用金屬材料作為催化劑,將橡膠廢氣中的物質(zhì)與空氣、氧氣等氧化劑物質(zhì)進(jìn)行氧化反應(yīng)的處理工藝,該種方法與上述兩種方法相比具有明顯的優(yōu)勢(shì),它的處理效率很高,可以一次處理較高濃度的廢氣,并且不需要較高的溫度條件,成本也比較低廉,唯一的缺陷是隨著處理過(guò)程的進(jìn)行,廢氣中會(huì)含有多種粒狀物使催化劑中毒,從而降低處理的效率。
催化氧化技術(shù)在橡膠廢氣中的處理也并不是單一使用的,在實(shí)際的處理過(guò)程中,必須采用多種處理方式配合使用的途徑,才能夠最有效地對(duì)廢氣進(jìn)行處理。在以催化氧化技術(shù)為主的處理工藝中,氣體總的處理流程為先進(jìn)行廢氣的收集與預(yù)處理,然后對(duì)其進(jìn)行冷凝,接著對(duì)其進(jìn)行催化氧化,最后在達(dá)標(biāo)的情況下將廢氣進(jìn)行排放。
處理技術(shù)流程為:
(1)在進(jìn)料口與擠壓機(jī)的出口處將產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行收集,這時(shí)閃蒸氣會(huì)進(jìn)入一級(jí)的冷凝處理,在冷凝的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生冷凝水,冷凝水會(huì)通過(guò)特殊方式進(jìn)行收集待處理。
(2)是二級(jí)冷凝處理,也就是在上一級(jí)冷凝的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步冷凝,以提高冷凝處理的效果,在這個(gè)處理的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生環(huán)乙烷,環(huán)乙烷作為一種化工原料可以進(jìn)行收集再利用,這時(shí)前兩級(jí)的廢氣已經(jīng)得到了充分的冷凝處理;除霧處理,在風(fēng)力輸送固體的過(guò)程中與吹熱風(fēng)對(duì)顆粒進(jìn)行干燥過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣會(huì)被收集進(jìn)來(lái)進(jìn)行集中除霧處理。在除霧處理中,會(huì)產(chǎn)生橡膠生產(chǎn)中使用的填充油,在此可以進(jìn)行收集和再利用,這時(shí)所有的廢氣都已得到充分收集。
(3)收集到的廢氣會(huì)通過(guò)蒸汽換熱器的方式進(jìn)行加熱,加熱的作用是加大催化氧化的處理效率,在熱的廢氣得到催化氧化后,氣體需要進(jìn)行一次循環(huán)以降升溫后攜帶的熱量傳遞給未處理的廢氣部分,這個(gè)過(guò)程可以有效降低能耗,節(jié)約熱能成本,在利用金屬催化劑,常壓狀態(tài)下與空氣中的氧氣等氧化劑多次的催化氧化反應(yīng)處理后,廢氣可以達(dá)到化工企業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn),最后被排放至大氣中,也可將其送入熱風(fēng)干燥系統(tǒng)中,利用其攜帶的熱量進(jìn)行干燥處理,該處理方式可以有效降低生產(chǎn)的成本,實(shí)現(xiàn)合理化廢氣利用[3]。
表中展示了筆者所在的公司進(jìn)行的橡膠廢氣催化氧化處理對(duì)其中的非甲烷總烴與環(huán)乙烷的處理效果:
根據(jù)筆者所在的杭州梵林環(huán)保設(shè)備有限公司的處理實(shí)踐,表中呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)充分證明了催化氧化處理可以獲得良好的處理效果,在催化氧化反應(yīng)設(shè)備的入口239-257℃,出口381-455℃情況下,其催化氧化處理可以以98%的效率去除廢氣中的非甲烷總烴與環(huán)乙烷,處理后的廢氣完全達(dá)到國(guó)家所規(guī)定的《煉油與石油化學(xué)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求,為石油化工企業(yè)的橡膠生產(chǎn)產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
3 總結(jié)
催化氧化技術(shù)為石油化工企業(yè)的橡膠生產(chǎn)中廢氣排放提供了有效的處理方式,通過(guò)四步的處理工藝,能夠有效減少?gòu)U氣中的揮發(fā)性有機(jī)物,減少對(duì)大氣的污染,保證了人們的身體健康,還可以為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 溶劑法 工業(yè)菲 提純
中圖分類號(hào):TQ241.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
溶劑法是目前工業(yè)上運(yùn)用的最廣泛的方法。它是根據(jù)菲渣中所有成分在各種溶劑中溶解度的不同來(lái)進(jìn)行分離(見(jiàn)表1)。其中菲在苯類,吡啶類,酮類和含氯溶劑中的溶解度均高于蒽和咔唑,而蒽在上述溶劑中的溶解度都較低,但蒽在苯類和含氯溶劑中的溶解度都高于咔唑,而咔唑在含氮,含氧溶劑中溶解度則明顯高于蒽。利用這些性質(zhì)就可以把它們進(jìn)行分離。
從菲渣中分離提純菲時(shí),一般先用苯類溶劑溶解,蒽和咔唑則大部分都不溶解,而菲溶解在溶劑中,再用蒸餾的方法獲得高純度的菲。
1 溶劑萃取法
早在二戰(zhàn)期間德國(guó)首先使用重苯和吡啶作為溶劑,以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)精蒽。許多國(guó)家一度使用這種方法。我國(guó)在60年代初也把它們作為溶劑。雖然吡啶對(duì)咔唑有很好的溶解能力和分離效果,但由于它的氣味臭、毒性大,對(duì)工人健康不利,所以世界各國(guó)都相繼停止了對(duì)它的使用。我國(guó)大多數(shù)工廠用糠醛代替吡啶,糠醛氣味比吡啶要小一些,不過(guò)仍有毒性,故也有用丁醇代替糖醛的。北京焦化廠研究所研究開(kāi)發(fā)了單一非質(zhì)子型溶劑N,N―二甲基甲酰胺可得純度大于90%的精蒽,且收率高于原工藝20%以上,并于1997年4月投入使用。N, N―二甲基甲酰胺不僅對(duì)咔唑有較高的溶解能力和分離能力,而且沸點(diǎn)高、毒性小。
1982年,Burkitt David T以丙酮和甲苯作為溶劑以煤焦油初餾時(shí)255℃~355℃的餾分為原料提純蒽,最后得到純度為94.8%的蒽和純度為89%的咔唑,重復(fù)洗滌可提高產(chǎn)品的收率。1990年,波蘭的杰齊?波萊克澤克等以稀釋形式存在的蒽油在溫度低于80℃的垂直結(jié)晶器中冷卻,在重力作用下排放母液,所形成的粗蒽結(jié)晶體在同一結(jié)晶器內(nèi)用N―甲基吡咯烷酮處理,然后經(jīng)過(guò)過(guò)濾、離心等方法從懸浮液中分離出精蒽,純度可達(dá)到95%以上,回收溶劑在工藝中重復(fù)利用。
1996年,鐘田、段禮和發(fā)表專利,把粗蒽在DMF、重芳烴和乙醇的混合溶劑中溶解再加入水或直鏈烷烴作為沉淀劑得到蒽、菲、咔唑,最后得到的產(chǎn)品菲的純度>98% ,蒽的純度>95%,咔唑的純度>95%。該方法為物理操作過(guò)程,操作周期短,可實(shí)現(xiàn)聯(lián)產(chǎn),并使原料得到充分利用,減少?gòu)U渣。
1999年,李建、張大戈等以含菲15%~20%的脫晶蒽油為原料,利用減壓間歇蒸餾法得到含菲70%~80%的餾分,將此餾分和作為添加劑的順丁烯二酸酐、乙醇在反應(yīng)釜中反應(yīng)后在結(jié)晶器中重結(jié)晶、抽濾,可得到含菲95%以上的精菲,再用溶劑進(jìn)行一次洗滌抽濾可得含菲98%以上的精菲。此方法原料易得,工藝簡(jiǎn)單易行,所制取的精菲純度高,蒸餾釜渣可作炭黑油或燃料油,預(yù)蒸餾物質(zhì)可作重質(zhì)洗油用。
溶劑萃取法的生產(chǎn)工序多、流程長(zhǎng)、不連續(xù)、溶劑消耗量大且有毒性,所以現(xiàn)在各國(guó)都在尋找其新的替代方法。
2 混合溶劑沉降法
將菲渣溶于極性有機(jī)溶劑中,如丙酮、乙醇、N-甲基吡咯烷酮等,制成溶液。然后逐漸加入水混合,使菲沉淀下來(lái)。這種方法操作簡(jiǎn)單且步驟少,但收率不高,不到60% 。鐘田將菲渣與含有強(qiáng)極性溶劑,非極性溶劑和乙醇的混合溶液按比例混合,加溫溶解后加入沉淀劑,就可以依次得到精蒽,精菲和精咔唑。而沉淀劑用的是去離子水,該方法分離效率高,但產(chǎn)率不高。
3 溶劑-化學(xué)法
此方法主要利用咔唑?yàn)楹s環(huán)化合物,氮原子具有給電性和弱堿性,它可與硫酸反應(yīng)生成硫酸咔唑而溶于硫酸中。咔唑雜環(huán)氮原子的氫可被堿金屬取代。咔唑與氫氧化鉀在一起熔融加熱生成咔唑鉀和水,蒽和菲不能產(chǎn)生以上反應(yīng)故可得到分離。
柳來(lái)栓、許文林等提出了反應(yīng)―水解法從粗蒽中提取高純度咔唑的新工藝。它是將咔唑與氫氧化鉀于有機(jī)溶劑中反應(yīng)生成咔唑鉀,利用咔唑鉀和蒽在有機(jī)溶劑中溶解度差異極大的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)蒽和咔唑的分離,此法比單純的溶劑法和蒸餾法更有效,得到的咔唑純度為97%,收率為80.4% 。前蘇聯(lián)有文獻(xiàn)報(bào)道:以含菲20%~30%的粗蒽為原料,利用四氯化碳保護(hù),濃硫酸洗滌,可得到90%的菲。這種方法反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),物料容易炭化。
張永華以氯苯為溶劑,在不同溫度下用氫氧化鉀,硫酸和活性白土處理工業(yè)菲,然后冷卻結(jié)晶,可以得到98.4%-99.2%的菲,收率83%以上。但此種方法只能用于純度比較高的工業(yè)菲的提純。
4 溶劑-重結(jié)晶法
薛永強(qiáng)用汽油為溶劑,采用重結(jié)晶法提純菲渣。在20℃和80℃時(shí)菲在汽油溶劑中的溶解度差別很大,蒽和咔唑在汽油中溶解度很小,而菲在汽油中溶解度很大。根據(jù)這一特點(diǎn),可以用重結(jié)晶法從菲渣中提純菲。而菲在乙醇中的溶解度不大,用乙醇作溶劑進(jìn)行二次處理,可以提高菲的純度。最后制得菲的純度為84%,收率達(dá)到78%。它適用于純度較低的工業(yè)菲的提純,且此法操作簡(jiǎn)單,成本低,但是不能用于制取純度較高的精菲。
5 溶劑蒸升法
2000年,鄭晉安發(fā)表專利,利用一套工藝流程同時(shí)生成蒽、菲、咔唑。此法采用二甲苯和鉀熔法把蒽、菲、咔唑進(jìn)行粗分離,然后再用蒸升法在常壓蒸升釜中進(jìn)一步分離,最后得到的產(chǎn)品精蒽純度≥99%,精咔唑純度≥98%,精菲純度≥96%。他們所用的蒸升釜可以說(shuō)是一項(xiàng)發(fā)明,它把蒸發(fā)和升華結(jié)合起來(lái)在同一釜中進(jìn)行。此工藝己經(jīng)在我國(guó)山西晉豐化工廠投產(chǎn)。
此方法具有工藝簡(jiǎn)單、溶劑使用量少、生產(chǎn)周期短、采用全密閉生產(chǎn)方式、徹底消除污染等優(yōu)點(diǎn)。
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第一章 項(xiàng)目總論
第二章 項(xiàng)目背景和發(fā)展概況
第三章 市場(chǎng)分析與建設(shè)規(guī)模
第四章 建設(shè)條件與廠址選擇
第五章 工廠技術(shù)方案
第六章 環(huán)境保護(hù)與勞動(dòng)安全
第七章 企業(yè)組織和勞動(dòng)定員
第八章 項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度安排
第九章 投資估算與資金籌措
第十章 財(cái)務(wù)效益、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益評(píng)價(jià)
第十一章 可行性研究結(jié)論與建議
第一章 項(xiàng)目總論
總論作為可行性研究報(bào)告的首章,要綜合敘述研究報(bào)告中各章節(jié)的主要問(wèn)題和研究結(jié)論,并對(duì)項(xiàng)目的可行與否提出最終建議,為可行性研究的審批提供方便。總論章可根據(jù)項(xiàng)目的具體條件,參照下列內(nèi)容編寫。
§1.1 項(xiàng)目背景
§1.1.1 項(xiàng)目名稱
企業(yè)或工程的全稱,應(yīng)和項(xiàng)目建議書(shū)所列的名稱一致。
§1.1.2 項(xiàng)目承辦單位
承辦單位系指負(fù)責(zé)項(xiàng)目籌建工作的單位(或稱建設(shè)單位),應(yīng)注明單位的全稱和總負(fù)責(zé)人。
§1.1.3 項(xiàng)目主管部門
注明項(xiàng)目所屬的主管部門?;蛩鶎偌瘓F(tuán)、公司的名稱。中外合資項(xiàng)目應(yīng)注明投資各方所屬部門。集團(tuán)或公司的名稱、地址及法人代表的姓名、國(guó)籍。
§1.1.4 項(xiàng)目擬建地區(qū)、地點(diǎn)
§1.1.5 承擔(dān)可行性研究工作的單位和法人代表
如由若干單位協(xié)作承擔(dān)項(xiàng)目可行性研究工作,應(yīng)注明各單位的名稱及其負(fù)責(zé)的工程名稱、總負(fù)責(zé)單位和負(fù)責(zé)人。如與國(guó)外咨詢機(jī)構(gòu)合作進(jìn)行可行性研究的項(xiàng)目,則應(yīng)將承擔(dān)研究工作的中外各方的單位名稱、法人代表以及所承擔(dān)的工程、分工和協(xié)作關(guān)系等,分別說(shuō)明。
§1.1.6 研究工作依據(jù)
在可行性研究中作為依據(jù)的法規(guī)、文件、資料、要列出名稱、來(lái)源、日期。并將其中必要的部分全文附后,作為可行性研究報(bào)告的附件,這些法規(guī)、文件、資料大致可分為四個(gè)部分:
(1)項(xiàng)目主管部門對(duì)項(xiàng)目的建設(shè)要求所下達(dá)的指令性文件;對(duì)項(xiàng)目承辦單位或可行性研究單位的請(qǐng)示報(bào)告的批復(fù)文件。
(2)可行性研究開(kāi)始前已經(jīng)形成的工作成果及文件。
(3)國(guó)家和擬建地區(qū)的工業(yè)建設(shè)政策、法令和法規(guī)。
(4)根據(jù)項(xiàng)目需要進(jìn)行調(diào)查和收集的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料。
§1.1.7研究工作概況
(1)項(xiàng)目建設(shè)的必要性。簡(jiǎn)要說(shuō)明項(xiàng)目在行業(yè)中的地位,該項(xiàng)目是否符合國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策、技術(shù)政策、生產(chǎn)力布局要求;項(xiàng)目擬建的理由與重要性。
(2)項(xiàng)目發(fā)展及可行性研究工作概念。敘述項(xiàng)目的提出及可行性研究工作的進(jìn)展概況,其中包括技術(shù)方案的優(yōu)選原則、廠址選擇原則及成果、環(huán)境影響報(bào)告的撰寫情況、涉外工作的準(zhǔn)備及進(jìn)展情況等等,要求逐一簡(jiǎn)要說(shuō)明。
§1.2 可行性研究結(jié)論
在可行性研究中,對(duì)項(xiàng)目的產(chǎn)品銷售、原料供應(yīng)、生產(chǎn)規(guī)模、廠址技術(shù)方案、資金總額及籌措、項(xiàng)目的財(cái)務(wù)效益與國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益等重大問(wèn)題,都應(yīng)得出明確的結(jié)論,本節(jié)需將對(duì)有關(guān)章節(jié)的研究結(jié)論作簡(jiǎn)要敘述,并提出最終結(jié)論。
§1.2.1 市場(chǎng)預(yù)測(cè)和項(xiàng)目規(guī)模
(1)市場(chǎng)需求量簡(jiǎn)要分析。
(2)計(jì)劃銷售量、銷售方向。
(3)產(chǎn)品定價(jià)及銷售收入預(yù)測(cè)。
(4)項(xiàng)目擬建規(guī)模(包括分期建設(shè)規(guī)模)。
(5)主要產(chǎn)品及副產(chǎn)品品種和產(chǎn)量。
§1.2.2 原材料、燃料和動(dòng)力供應(yīng)
(1)項(xiàng)目投產(chǎn)后需用的主要原料、燃料、主要輔助材料以及動(dòng)力數(shù)量、規(guī)格、質(zhì)量和來(lái)源。
(2)需用的主要工業(yè)產(chǎn)品和半成品的名稱、規(guī)格、需用量及來(lái)源等。
(3)進(jìn)口原料、工業(yè)品的名稱、規(guī)格、年用量、來(lái)源及必要性。
§1.2.3 廠址
地理位置、占地面積及必要性
水源及取水條件。
廢水、廢渣排放堆置條件。
§1.2.4 項(xiàng)目工程技術(shù)方案
(1)項(xiàng)目范圍,即主要的生產(chǎn)設(shè)施、輔助設(shè)施、公用工程、生活設(shè)施內(nèi)容。
(2)采用的生產(chǎn)方法、工藝技術(shù)。
(3)主要設(shè)備的來(lái)源,如需向國(guó)外引進(jìn),則簡(jiǎn)要說(shuō)明引進(jìn)的國(guó)別、技術(shù)特點(diǎn)、型號(hào)等。
§1.2.5 環(huán)境保護(hù)
排放污染物的種類、數(shù)量,是否達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
主要治理設(shè)施及投資。
§1.2.6 工廠組織及勞動(dòng)定員
工廠組織形式和勞動(dòng)制度。
全廠總定員及各類人員需要量。
勞動(dòng)力來(lái)源。
§1.2.7 項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度
§1.2.8 投資估算和資金籌措
(1)項(xiàng)目所需總投資額。分別說(shuō)明項(xiàng)目所需固定資產(chǎn)投資總額(包括投資方向調(diào)節(jié)稅、建設(shè)期利息)、流動(dòng)資金總額,并按人民幣、外幣分別列出。
(2)資金來(lái)源。貸款額、貸款利率、償還條件。合資項(xiàng)目要分別列出中、外各方投資額、投資方式和投資方向。
§1.2.9 項(xiàng)目財(cái)務(wù)和經(jīng)濟(jì)評(píng)論
(1)項(xiàng)目總成本、單位成本。
(2)項(xiàng)目總收入,包括銷售收入和其它收入。
(3)財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率、財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值、投資回收期、貸款償還期、盈虧平衡點(diǎn)等指標(biāo)計(jì)算結(jié)果。
(4)經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率,經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值、經(jīng)濟(jì)換匯(節(jié)匯)成本等指標(biāo)計(jì)算結(jié)果。
§1.2.10項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)結(jié)論
§1.3 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表
在總論章中,可將研究報(bào)告各章節(jié)中的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總,列出主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表,使審批和決策者對(duì)項(xiàng)目全貌有一個(gè)綜合了解。
主要技術(shù)指標(biāo)表根據(jù)項(xiàng)目有所不同,一般包括:生產(chǎn)規(guī)模、全年生產(chǎn)數(shù)、全廠總定員,主要原材料、燃料、動(dòng)力年用量及消耗定額、全廠綜合能耗及單位產(chǎn)品綜合能耗,全廠占地面積、全員勞動(dòng)生產(chǎn)率,年總成本、單位產(chǎn)品成本、年總產(chǎn)值、年利稅總額、財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率,借款償還期,經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率,投資回收期等。
§1.4 存在問(wèn)題及建議
對(duì)可行性研究中提出的項(xiàng)目的主要問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明并提出解決的建議。
第二章 項(xiàng)目背景和發(fā)展概況
這一部分主要應(yīng)說(shuō)明項(xiàng)目的發(fā)起過(guò)程、提出的理由、前期工作的發(fā)展過(guò)程、投資者的意向、投資的必要性等可行性研究的工作基礎(chǔ)。為此,需將項(xiàng)目的提出背景與發(fā)展概況作系統(tǒng)地?cái)⑹觥Uf(shuō)明項(xiàng)目提出的背景、投資理由、在可行性研究前已經(jīng)進(jìn)行的工作情況及其成果、重要問(wèn)題的決策和決策過(guò)程等情況。在敘述項(xiàng)目發(fā)展概況的同時(shí),應(yīng)能清楚地提示出本項(xiàng)目可行性研究的重點(diǎn)和問(wèn)題。
§2.1 項(xiàng)目提出的背景
§2.1.1 國(guó)家或行業(yè)發(fā)展規(guī)劃
說(shuō)明國(guó)家有關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策、技術(shù)政策、分析項(xiàng)目是否符合這些宏觀經(jīng)濟(jì)要求。
§2.1.2 項(xiàng)目發(fā)起人和發(fā)起緣由
(1)寫明項(xiàng)目發(fā)起單位或發(fā)起人的全稱。如為中外合資項(xiàng)目,則要分別列出各方法人代表、注冊(cè)國(guó)家、地址等詳細(xì)情況。
(2)提出項(xiàng)目的理由及投資意向,如資源豐富、產(chǎn)品市場(chǎng)前景好、出口換匯、該類產(chǎn)品可取得的優(yōu)惠政策、利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施等。
§2.2 項(xiàng)目發(fā)展概況
項(xiàng)目發(fā)展開(kāi)礦指項(xiàng)目在可行性研究前所進(jìn)行的工作情況。如:調(diào)查研究、試制試驗(yàn)、項(xiàng)目建議書(shū)(初步可行性研究)的撰寫與審批過(guò)程、廠址初選工作以及籌辦工作中的其他重要事項(xiàng)。
§2.2.1 已進(jìn)行的調(diào)查研究項(xiàng)目及其成果
1、資源調(diào)查,包括原料、水資源、能源和二次能源的調(diào)查。
2、市場(chǎng)調(diào)查,包括全國(guó)性和地區(qū)性市場(chǎng)情況調(diào)查;出口產(chǎn)品國(guó)際市場(chǎng)供需趨勢(shì)調(diào)查。
3、社會(huì)公用設(shè)施調(diào)查,包括運(yùn)輸條件、公用動(dòng)力供應(yīng)、生活福利設(shè)施等的調(diào)查。
4、擬建地區(qū)環(huán)境現(xiàn)狀資料的調(diào)查,包括擬建地區(qū)各種主要污染源以及其排放狀況,大氣、水體、土壤等目前環(huán)境質(zhì)量狀況等。說(shuō)明環(huán)境現(xiàn)狀資料的取得途徑、提供單位、以及當(dāng)?shù)丨h(huán)保管理部門的意見(jiàn)和要求,取得的環(huán)境現(xiàn)狀資料及文件名稱。
§2.2.2 試驗(yàn)試制工作(項(xiàng)目)情況
已完成及正在進(jìn)行的試驗(yàn)試制工作(項(xiàng)目)的名稱、內(nèi)容及試驗(yàn)結(jié)果。這些實(shí)驗(yàn)包括建筑材料的試驗(yàn)、擬采用的新工藝技術(shù)的試驗(yàn)。對(duì)采用的新工藝技術(shù)必須有國(guó)家有關(guān)部門的認(rèn)可證明。
§2.2.3 廠址初勘和初步測(cè)量工作情況
(1)各個(gè)可供選擇的建設(shè)地區(qū)及廠址位置的初勘、測(cè)量、比選等工作情況。
(2)初步選擇意見(jiàn)和資料。
(3)遺留問(wèn)題。
§2.2.4 項(xiàng)目建議書(shū)(初步可行性研究報(bào)告)的撰寫、提出及審批過(guò)程
(1)項(xiàng)目建議書(shū)(初步可行性研究報(bào)告)的撰寫、提出及審批過(guò)程。
(2)項(xiàng)目建議書(shū)所附資料名稱。
(3)審批文件文號(hào)及其要點(diǎn)。
§2.3 投資的必要性
一般從企業(yè)本身所獲得的經(jīng)濟(jì)效益及項(xiàng)目對(duì)宏觀經(jīng)濟(jì)、對(duì)社會(huì)發(fā)展所產(chǎn)生的影響兩方面來(lái)說(shuō)明投資的必要性。包括下面這些內(nèi)容。
(1)企業(yè)獲得的利潤(rùn)情況。
(2)企業(yè)可以提高產(chǎn)品質(zhì)量,加強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
(3)擴(kuò)大生產(chǎn)能力,改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
(4)采用新工藝,節(jié)約能源,減少環(huán)境污染,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
(5)產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的優(yōu)越條件和競(jìng)爭(zhēng)力。
(6)對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的積極影響。包括增加稅收、提高就業(yè)率、提高科技水平等。
第三章 市場(chǎng)分析與建設(shè)規(guī)模
市場(chǎng)分析在可行性研究中的重要地位在于,任何一個(gè)項(xiàng)目,其生產(chǎn)規(guī)模的確定、技術(shù)的選擇、投資估算甚至廠址的選擇,都必須在市場(chǎng)需求情況有了充分了解之后才能解決,而且市場(chǎng)分析的結(jié)果,還可以決定產(chǎn)品的價(jià)格、銷售收入,最終影響的項(xiàng)目的盈利性和可行性。在可行性研究報(bào)告中,要詳細(xì)闡述市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)、價(jià)格分析,并確定建設(shè)規(guī)模。
§3.1 市場(chǎng)調(diào)查
§3.1.1 擬建項(xiàng)目產(chǎn)出物用途調(diào)查
本產(chǎn)品的主要用途,可否有替代其他產(chǎn)品的用途,如果產(chǎn)品是工業(yè)基本原料,應(yīng)分別說(shuō)明本項(xiàng)目產(chǎn)品在主要使用行業(yè)的用途及單位消耗量。
產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)壽命期論述。調(diào)查本產(chǎn)品目前處于經(jīng)濟(jì)壽命周期的哪一個(gè)階段,更新?lián)Q代的可能時(shí)間。
§3.1.2 產(chǎn)品現(xiàn)有生產(chǎn)能力調(diào)查
(1)本項(xiàng)目產(chǎn)品國(guó)內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)能力總量,現(xiàn)有生產(chǎn)能力開(kāi)工率;主要生產(chǎn)廠家生產(chǎn)能力利用率。
(2)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有生活能力總量在本地區(qū)的分布數(shù)量與比例。
(3)本產(chǎn)品目前在建項(xiàng)目的生產(chǎn)能力及其在地區(qū)間的分布、數(shù)量與比例。
(4)已批擬開(kāi)工建設(shè)項(xiàng)目的生產(chǎn)能力,預(yù)計(jì)投產(chǎn)年月。
在建設(shè)項(xiàng)目和已批待開(kāi)工建設(shè)項(xiàng)目,目前雖然沒(méi)有形成綜合生產(chǎn)能力,但卻是生產(chǎn)能力的組成部分。
§3.1.3 產(chǎn)品產(chǎn)量及銷售量調(diào)查
(1)全國(guó)或地區(qū)目前的產(chǎn)量總數(shù)。
(2)本產(chǎn)品一段時(shí)期以來(lái)的產(chǎn)量變化情況。
(3)本產(chǎn)品國(guó)內(nèi)保有量與國(guó)外有關(guān)國(guó)家保有量的分析比較,以了解國(guó)內(nèi)保有量是多還是少,說(shuō)明本產(chǎn)品市場(chǎng)需求滿足程度。
(4)本產(chǎn)品一段時(shí)期以來(lái)的進(jìn)口量及進(jìn)口來(lái)源,主要來(lái)自哪些國(guó)家或地區(qū);占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)量或銷售量的比例;進(jìn)口產(chǎn)品的價(jià)格等。
(5)本產(chǎn)品一段時(shí)期以來(lái)的出口量及出口去向,占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)量的比例;主要向哪些國(guó)家或地區(qū)出口,出口產(chǎn)品的價(jià)格。
§3.1.4 替代產(chǎn)品調(diào)查
(1)可替代本產(chǎn)品的產(chǎn)品性能、質(zhì)量與本產(chǎn)品相比的優(yōu)缺點(diǎn)。
(2)可替代產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力、產(chǎn)量;可作替代用途的比例;價(jià)格分析。
(3)可替代產(chǎn)品進(jìn)口可能性及價(jià)格。
§3.1.5 產(chǎn)品價(jià)格調(diào)查
(1)產(chǎn)品的定價(jià)管理辦法,是由國(guó)家控制價(jià)格,還是由市場(chǎng)定價(jià)。
(2)產(chǎn)品銷售價(jià)格,價(jià)格變動(dòng)趨勢(shì),最高價(jià)格和最低價(jià)格出現(xiàn)的時(shí)間、原因。
§3.1.6 國(guó)外市場(chǎng)調(diào)查
(1)產(chǎn)品國(guó)外的主要生產(chǎn)國(guó)家和地區(qū)。
(2)國(guó)外主要生產(chǎn)廠的生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)能力、銷售量。
(3)產(chǎn)品國(guó)際市場(chǎng)銷售價(jià)格及其變動(dòng)趨勢(shì)
(4)我國(guó)進(jìn)口該種產(chǎn)品的主要進(jìn)口國(guó)的生產(chǎn)能力及變化趨勢(shì)。
§3.2 市場(chǎng)預(yù)測(cè)
市場(chǎng)預(yù)測(cè)是市場(chǎng)調(diào)查在時(shí)間和空間商的延續(xù),是利用市場(chǎng)調(diào)查所得到的信息資料,根據(jù)市場(chǎng)信息資料分析報(bào)告的結(jié)論,對(duì)本項(xiàng)目產(chǎn)品未來(lái)市場(chǎng)需求量及相關(guān)因素所進(jìn)行的定量與定性的判斷與分析。在可行性研究工作中,市場(chǎng)預(yù)測(cè)的結(jié)論是制訂產(chǎn)品方案、確定項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模所必須的依據(jù)。
§3.2.1 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)
可行性研究工作中,應(yīng)對(duì)下述各項(xiàng)與市場(chǎng)預(yù)測(cè)有關(guān)的因素加以說(shuō)明:
(1)本產(chǎn)品的消耗對(duì)象。
(2)本產(chǎn)品的消費(fèi)條件。消費(fèi)條件因產(chǎn)品特點(diǎn)性能而異,如汽車的消費(fèi)需要具備相應(yīng)的道路交通條件;電視機(jī)、電冰箱的消費(fèi)需要有電等等。預(yù)測(cè)某一種產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量時(shí),應(yīng)將哪些不具備消費(fèi)條件的消費(fèi)領(lǐng)域從消費(fèi)對(duì)象總量中剔除掉。
(3)本產(chǎn)品更新周期的特點(diǎn),說(shuō)明本產(chǎn)品有效經(jīng)濟(jì)壽命的長(zhǎng)短。
(4)可能出現(xiàn)的替代產(chǎn)品,即代用品。
(5)本產(chǎn)品使用中可能產(chǎn)生的新用途。產(chǎn)品所用途的出現(xiàn),意味著擴(kuò)大了本產(chǎn)品的消費(fèi)領(lǐng)域,擴(kuò)大了市場(chǎng)需求容量。
根據(jù)以上分析,提出預(yù)測(cè)的本產(chǎn)品國(guó)內(nèi)需求量及與現(xiàn)有生產(chǎn)能力的差距。
§3.2.2 產(chǎn)品出口或進(jìn)口替代分析
(1)替代進(jìn)口分析。將本產(chǎn)品與目前進(jìn)口產(chǎn)品從性能、重量、價(jià)格、配件、維修等方面進(jìn)行比較,說(shuō)明本產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)和有利條件。
(2)出口可行性分析。如果擬建項(xiàng)目的產(chǎn)品在質(zhì)量和技術(shù)等方面,具備在國(guó)際市場(chǎng)上進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的能力,則應(yīng)考慮國(guó)外市場(chǎng)對(duì)本產(chǎn)品的需求。
分析國(guó)家對(duì)該種產(chǎn)品的出口有何限制條件或鼓勵(lì)措施,該產(chǎn)品進(jìn)口國(guó)的貿(mào)易政策,該產(chǎn)品出口流向,出口價(jià)格是否有利。
通過(guò)以上分析,預(yù)測(cè)本項(xiàng)目產(chǎn)品可能的替代進(jìn)口量或出口量。
§3.2.3 價(jià)格預(yù)測(cè)
進(jìn)行產(chǎn)品價(jià)格預(yù)測(cè),要考慮產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、同類產(chǎn)品目前價(jià)格水平,還要分析國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)價(jià)格變化趨勢(shì),國(guó)家的物價(jià)政策變化、產(chǎn)品全社會(huì)供需變化等因素;產(chǎn)品降低生產(chǎn)成本的措施和可能性;為擴(kuò)大市場(chǎng)需采用的價(jià)格策略等,綜合以上因素,預(yù)測(cè)產(chǎn)品可能的銷售價(jià)格。
對(duì)擬增加出口的產(chǎn)品或替代進(jìn)口產(chǎn)品,還要參照國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格及變化趨勢(shì)定價(jià),如產(chǎn)品外銷,應(yīng)附有有關(guān)方面承諾外銷的意向書(shū)。
§3.3 市場(chǎng)推銷戰(zhàn)略
在商品經(jīng)濟(jì)環(huán)境中,企業(yè)不可能仍然依靠國(guó)家統(tǒng)購(gòu)包銷完成銷售額。企業(yè)要根據(jù)市場(chǎng)情況,制定合適的銷售戰(zhàn)略,爭(zhēng)取擴(kuò)大市場(chǎng)份額,穩(wěn)定銷售價(jià)格,提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力。因此,在可行性研究中,要對(duì)市場(chǎng)推銷戰(zhàn)略進(jìn)行相應(yīng)研究。
§3.3.1 推銷方式
(1)投資者分成。
(2)企業(yè)自銷。
(3)國(guó)家部分收購(gòu)。
(4)經(jīng)銷人代銷及代銷人情況分析。
§3.3.2 推銷措施
(1)銷售和經(jīng)銷機(jī)構(gòu)的建立。
(2)銷售網(wǎng)點(diǎn)規(guī)劃。
(3)廣告及宣傳計(jì)劃。
(4)咨詢服務(wù)和售后維修措施。
§3.3.3 促銷價(jià)格制度
促銷價(jià)格制定可根據(jù)市場(chǎng)銷售預(yù)測(cè)情況確定,一般用于產(chǎn)品投產(chǎn)初期,以較低價(jià)格、同等質(zhì)量、優(yōu)良的售后服務(wù)擴(kuò)大市場(chǎng)占有份額。
投產(chǎn)初期產(chǎn)品以較低價(jià)格出售,會(huì)對(duì)銷售收入產(chǎn)生影響,因此價(jià)格制定要合理,并應(yīng)采取相應(yīng)的成本控制措施。在一定時(shí)期后,可根據(jù)產(chǎn)品銷售情況逐漸將產(chǎn)品價(jià)格提高到一定水平。
§3.3.4 產(chǎn)品銷售費(fèi)用預(yù)測(cè)
產(chǎn)品銷售費(fèi)用包括建立銷售機(jī)構(gòu)、銷售網(wǎng)點(diǎn)、培訓(xùn)銷售人員、產(chǎn)品廣告宣傳、咨詢及售后維修服務(wù)費(fèi)用,在可行性研究中,應(yīng)根據(jù)制定的產(chǎn)品銷售計(jì)劃,分別估算產(chǎn)品銷售費(fèi)用。對(duì)某些產(chǎn)品,銷售費(fèi)用在成本中占很大比例的,不可忽略不計(jì)。
§3.4 產(chǎn)品方案和建設(shè)規(guī)模
§3.4.1 產(chǎn)品方案
(1)列出產(chǎn)品名稱。有多種產(chǎn)品時(shí),應(yīng)逐一列出主產(chǎn)品和主要副產(chǎn)品名稱。
(2)產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。說(shuō)明產(chǎn)品規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)選擇依據(jù)。
§3.4.2 建設(shè)規(guī)模
建設(shè)規(guī)模又叫設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力,是指項(xiàng)目生產(chǎn)一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品的最大能力。一般用實(shí)物單位或標(biāo)準(zhǔn)實(shí)物單位來(lái)計(jì)量。
(1)建設(shè)總規(guī)模。說(shuō)明主要產(chǎn)品年產(chǎn)量,主要副產(chǎn)品年產(chǎn)量,主要設(shè)備裝置。
(2)主要生產(chǎn)車間的生產(chǎn)能力,生產(chǎn)線數(shù)量。
(3)說(shuō)明項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)規(guī)模,不同規(guī)模下項(xiàng)目效益與費(fèi)用的比較分析,說(shuō)明本項(xiàng)目確定的建設(shè)規(guī)模的合理性。
(4)如果項(xiàng)目采用分期建設(shè)方法,應(yīng)說(shuō)明項(xiàng)目總規(guī)模、分期建設(shè)規(guī)模并說(shuō)明分期建設(shè)的起止時(shí)期、各期建設(shè)的主要內(nèi)容。
§3.5 產(chǎn)品銷售收入預(yù)測(cè)
根據(jù)確定的產(chǎn)品方案和建設(shè)規(guī)模及預(yù)測(cè)的產(chǎn)品價(jià)格,可以估算產(chǎn)品銷售收入。
產(chǎn)品銷售收入可以分別計(jì)算主要產(chǎn)品和副產(chǎn)品的年銷售總收入,并計(jì)算銷售收入和計(jì)算期內(nèi)銷售總收入,銷售收入一般列表表示。
第四章 建設(shè)條件與廠址選擇
根據(jù)前面部門中關(guān)于產(chǎn)品方案與建設(shè)規(guī)模的論證和建議,在這一部分中按建議的產(chǎn)品方案和規(guī)模來(lái)研究資源、原料、燃料、動(dòng)力等的需求和供應(yīng)的可靠性;并對(duì)可供選擇的廠址作進(jìn)一步技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比較,確定新廠址方案。
§4.1 資源和原材料
§4.1.1 資源評(píng)述
資源系指項(xiàng)目需要利用的自然資源,如礦藏、森林、生物、土壤、地面或地下水資源等。項(xiàng)目所需資源的來(lái)源、數(shù)量、運(yùn)輸方式、供應(yīng)條件以及今后發(fā)展和開(kāi)發(fā)趨勢(shì)等,均是項(xiàng)目建設(shè)的前提條件。在可行性研究報(bào)告中,對(duì)項(xiàng)目在有效期間所需資源及其來(lái)源的可靠性,應(yīng)作深入調(diào)查和科學(xué)論證,并就下列內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明分析:
(1)項(xiàng)目需用的資源名稱、經(jīng)全國(guó)儲(chǔ)量委員會(huì)正式批準(zhǔn)的儲(chǔ)量、品位、成分、產(chǎn)地或供應(yīng)點(diǎn)。
(2)資源品位、成分與需用要求的適應(yīng)性。
(3)資源開(kāi)采方式。要說(shuō)明自行開(kāi)采、計(jì)劃供應(yīng)、市場(chǎng)供應(yīng)或合資開(kāi)發(fā)等不同方式。
(4)本項(xiàng)目年最大需用量、資源的可能供應(yīng)量及今后生產(chǎn)發(fā)展所需資源擴(kuò)大供應(yīng)的可能性。
(5)在已有資源不能滿足擬建項(xiàng)目生產(chǎn)規(guī)模需求時(shí),提出相應(yīng)的措施,如增加進(jìn)口(說(shuō)明國(guó)別、資源品位),調(diào)整建設(shè)規(guī)?;蚍制诮ㄔO(shè)等。
§4.1.2 原材料及主要輔助材料供應(yīng)
(1)原材料、主要輔助材料需用量及供應(yīng)。
按項(xiàng)目的生產(chǎn)要求,分別敘述所需的原材料及主要輔助材料的名稱、品種、規(guī)格、成分、質(zhì)量以及年需用量(包括年耗用量、儲(chǔ)運(yùn)損耗量),并分別撰寫:
① 原材料及主要輔助材料需用量表。
② 有害有毒、易燃易爆材料、物料需用量表。
③ 需進(jìn)口的原材料表。
說(shuō)明進(jìn)口原材料的理由和一旦來(lái)源有變化時(shí)的應(yīng)變措施,分析預(yù)測(cè)原材料國(guó)產(chǎn)化前景及分年度國(guó)產(chǎn)化的提高幅度。
對(duì)季節(jié)性生產(chǎn)的原料,如農(nóng)、林、水產(chǎn)品等,需說(shuō)明短期進(jìn)貨數(shù)量。
(2)燃料動(dòng)力及其它公用設(shè)施的供應(yīng)。燃料、動(dòng)力及其它公用設(shè)施是指生產(chǎn)需用的煤、電、水、汽、氣、油等,在可行性研究報(bào)告中,需說(shuō)明生產(chǎn)所需燃料、動(dòng)力及公用設(shè)施的數(shù)量和需由項(xiàng)目自建的種類和規(guī)模以及可以利用的現(xiàn)有的燃料、動(dòng)力數(shù)量。
① 燃料品種的選擇,應(yīng)說(shuō)明其依據(jù),如執(zhí)行國(guó)家能源政策、適應(yīng)地區(qū)條件、滿足生產(chǎn)特殊要求等。分別列出燃料需用量、來(lái)源、運(yùn)輸方式,進(jìn)行燃料成分分析。
② 電力最大需用負(fù)荷、供電來(lái)源及其穩(wěn)定性、需要自建電力設(shè)施和投資估算。
③ 最大需水量、水源及其供應(yīng)可能性。是否需增加供水設(shè)施。
④ 熱源及供熱要求。
⑤ 其它設(shè)施,如油、氣、汽需用量、供應(yīng)量及需要增加設(shè)施的情況。
(3)主要原材料、燃料動(dòng)力費(fèi)用估算。
將主要原材料、零配件和外購(gòu)燃料動(dòng)力分別計(jì)算費(fèi)用,其它材料可合并估算。
§4.1.3 需要作生產(chǎn)試驗(yàn)的原料
生產(chǎn)特定產(chǎn)品的某些原料因尚無(wú)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn);或使用指定的原料而尚無(wú)成熟的生產(chǎn)和工藝;或使用緣由的生產(chǎn)方法生產(chǎn)新產(chǎn)品還缺乏必要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)等各種原因,需要對(duì)原料進(jìn)行生產(chǎn)(中小型)試驗(yàn),以確定技術(shù)參數(shù)和消耗指標(biāo),測(cè)定產(chǎn)品質(zhì)量,取得主要設(shè)備選型的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。在可行性研究中需說(shuō)明:
(1)需要試驗(yàn)的原料名稱、試驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆?/p>
(2)試驗(yàn)或試生產(chǎn)方法(試驗(yàn)室、中型或小型生產(chǎn)試驗(yàn))。
§4.2 建設(shè)地區(qū)的選擇
選擇建廠地區(qū),除須符合行業(yè)布局、國(guó)土開(kāi)發(fā)整治規(guī)劃外,還應(yīng)考慮資源、區(qū)域地質(zhì)、交通運(yùn)輸和環(huán)境保護(hù)等四要素。其原則是:
自然條件適合與項(xiàng)目的特定生產(chǎn)需要和排放要求;合理地靠近原料和市場(chǎng);具有良好的投資環(huán)境和公共政策;運(yùn)輸條件優(yōu)越;有可供利用的社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施和協(xié)作條件;土地使用有優(yōu)惠條件,可不占或少占良田,地質(zhì)條件符合要求。在作方案比選時(shí),應(yīng)著重論證所選地區(qū)在行業(yè)政策上的正確性、技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。
關(guān)鍵詞:環(huán)境教育;學(xué)科教學(xué)整合;高中化學(xué)教材;編寫特點(diǎn)
如何解決環(huán)境問(wèn)題,在人類生存與自然資源的使用之間建立長(zhǎng)遠(yuǎn)而永續(xù)的關(guān)系,建立可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)觀,已成為全人類日益關(guān)注的問(wèn)題。自上世紀(jì)80年代以來(lái),世界各國(guó)紛紛把環(huán)境教育納入教育課程體系,成為實(shí)現(xiàn)國(guó)家或地區(qū)可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略性教育目標(biāo)。
經(jīng)過(guò)20多年的實(shí)踐,環(huán)境教育已成為我國(guó)中小學(xué)教學(xué)的主要目標(biāo)之一,采用了將環(huán)境內(nèi)容滲透到相關(guān)學(xué)科之中的滲透式課程模式?!痘A(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》中提出:除培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、科學(xué)和人文素養(yǎng)外,還要培養(yǎng)學(xué)生具有初步環(huán)境意識(shí)?;瘜W(xué)作為一門與環(huán)境密切相關(guān)的科學(xué),其在環(huán)境教育中的載體地位和作用越來(lái)越受到重視?!镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》中規(guī)定:課程的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)綠色化學(xué)的思想,幫助學(xué)生形成可持續(xù)發(fā)展的觀念。
化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)還強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng),形成正確的環(huán)境意識(shí)和資源觀念。學(xué)生通過(guò)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),能洞察復(fù)雜的化學(xué)問(wèn)題,從而以不同的角度客觀地評(píng)價(jià)我國(guó)或全球的環(huán)境問(wèn)題。如何在化學(xué)新教材的編寫體系中有效滲透環(huán)境知識(shí),體現(xiàn)當(dāng)前最新的環(huán)境教育理念,是一個(gè)有待深入研究的課題。筆者在對(duì)香港特別行政區(qū)考察和交流的基礎(chǔ)上,對(duì)該地區(qū)的環(huán)境教育理念和與學(xué)科教學(xué)的有效整合,以及在高中化學(xué)教材中的編寫作了分析與研究。
一、香港環(huán)境教育的指導(dǎo)理念
上個(gè)世紀(jì)80年代,中國(guó)香港地區(qū)的環(huán)境教育多注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行自然環(huán)境生態(tài)方面的知識(shí)的教學(xué),進(jìn)入90年代后,逐步接受了新的環(huán)境教育理念,轉(zhuǎn)向重視人對(duì)環(huán)境的態(tài)度與價(jià)值觀形成。香港教育署課程發(fā)展議會(huì)于1992年頒布了《學(xué)校環(huán)境教育指引》,7年之后重新修訂。在1999年的《指引》中將環(huán)境教育定位于學(xué)生的綜合環(huán)境素質(zhì)的培養(yǎng),通過(guò)環(huán)境教育,讓個(gè)人和群體認(rèn)識(shí)環(huán)境、提高所需的技能和培養(yǎng)應(yīng)有的價(jià)值觀和態(tài)度,能以負(fù)責(zé)任和有效的方法,預(yù)期可能產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題和提出解決的辦法,養(yǎng)成管理和改善環(huán)境的素養(yǎng)。[1]
環(huán)境教育指導(dǎo)理念為:使學(xué)生獲取有關(guān)的知識(shí)技能,認(rèn)識(shí)周圍環(huán)境。這有助于他們認(rèn)識(shí)及判斷環(huán)境的問(wèn)題;以教室以外的環(huán)境為學(xué)習(xí)的刺激源,使學(xué)生能直接接觸環(huán)境,在富有啟發(fā)性和切合現(xiàn)狀的情境下認(rèn)識(shí)環(huán)境,形成有關(guān)的技能和興趣;進(jìn)一步培養(yǎng)影響他們行為的價(jià)值觀和判斷力,使他們能形成對(duì)環(huán)境的道德觀,透過(guò)關(guān)心環(huán)境的教育,使他們無(wú)論是在現(xiàn)在或?qū)?lái),其行為都能對(duì)地球的可持續(xù)發(fā)展及善用環(huán)境資源方面有良好的影響。[2]
“采用跨課程的方法,推廣環(huán)境教育和各種注重實(shí)踐的環(huán)?;顒?dòng);在各學(xué)習(xí)階段的學(xué)校課程綱要內(nèi),加入合適的環(huán)境教育內(nèi)容?!保?]香港地區(qū)并不主張?jiān)谥行W(xué)專門設(shè)置環(huán)境教育的課程,主要措施是通過(guò)向?qū)W校的正規(guī)課程,向各級(jí)學(xué)生滲透環(huán)境教育和提供環(huán)境活動(dòng)。認(rèn)為中學(xué)時(shí)期是進(jìn)行環(huán)境教育的關(guān)鍵時(shí)期,中學(xué)課程的各個(gè)學(xué)科例如:化學(xué)、生物、物理和科學(xué)等理科科目都能為學(xué)生提供很多機(jī)會(huì)去認(rèn)識(shí)、理解環(huán)境,有助于學(xué)生全面發(fā)展認(rèn)知、情意和行為各個(gè)方面,從根本上認(rèn)識(shí)環(huán)境問(wèn)題,從而建立自身的道德觀與社會(huì)價(jià)值觀,作出明智判斷。
進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),香港在制訂10年課程發(fā)展規(guī)劃中,對(duì)高中科學(xué)與技術(shù)課程教學(xué)目標(biāo)明確提出:培育學(xué)生對(duì)科技創(chuàng)新及持續(xù)發(fā)展(環(huán)境)具有全球性的觀點(diǎn)。[3]特別是自然科學(xué)的各門學(xué)科在教材編寫與修訂中,都有意識(shí)地加強(qiáng)了環(huán)境教學(xué)內(nèi)容、專題與學(xué)科知識(shí)的整合。其中《現(xiàn)代化學(xué)》(CHEMISTRY A Modern View, Fourth Edition, 2002)就是一個(gè)較為成功的范例。
二、《現(xiàn)代化學(xué)》中的環(huán)境內(nèi)容體系和編寫特點(diǎn)《現(xiàn)代化學(xué)》是為參加香港高中教育證書(shū)考試,由威爾遜·威爾士出版有限公司(WILSON WELSH PUBLICATIONS LTD.)出版的一套英文版高中(10 ~11年級(jí))化學(xué)教科書(shū),是香港地區(qū)高中化學(xué)的主流教材之一,全書(shū)分三冊(cè)(1A, 1B, 2),共有35章,其中有12章重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了與該章內(nèi)容相關(guān)的環(huán)境保護(hù)和教育內(nèi)容,并在第27章通篇討論了與使用燃料相關(guān)的全球性的能源和環(huán)境問(wèn)題。環(huán)境知識(shí)體系在本書(shū)中占了相當(dāng)重要的位置,與整個(gè)化學(xué)知識(shí)體系比較和諧地融合為一體(見(jiàn)表1)。[4]
表1 《現(xiàn)代化學(xué)》中出現(xiàn)環(huán)境教育內(nèi)容的主要章節(jié)
冊(cè)
章
節(jié)
第一冊(cè)
(1A)
第11章 常見(jiàn)金屬的用途
11.6 保護(hù)金屬資源第二冊(cè)
第二冊(cè)
(1B)
第17章 干電池
17.7 干電池與環(huán)境保護(hù)
第18章 電解
18.10 香港的水污染問(wèn)題
第三冊(cè)
(2)
第26章 燃料燃燒與滅火
26.4 燃料的安全使用
26.5 燃料儲(chǔ)備的潛在危險(xiǎn)
第27章 燃料使用中的環(huán)境問(wèn)題
27.1 燃料使用帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題
27.2 礦物燃料的燃燒產(chǎn)物
27.3 空氣污染
27.4 酸雨
27.5 酸雨的控制
27.6 降低燃料燃燒產(chǎn)生的污染物的方法
27.7 香港的空氣污染問(wèn)題
27.8 全球溫室效應(yīng)
27.9 石油泄漏帶來(lái)的污染問(wèn)題
27.10 能源危機(jī)與能源選擇
第28章 塑料和聚合物
28.14 與塑料使用相關(guān)的問(wèn)題
第29章 醇
29.6 飲酒問(wèn)題
第30章 清潔劑
30.7 清潔劑使用問(wèn)題
第31章 含氮化肥
31.7 化工廠的選址
第33章 漂白劑
33.7 漂白劑使用的問(wèn)題
第34章 食品添加劑
34.5 食品添加劑是否安全
第35章 藥品
35.6 為無(wú)煙的香港而奮斗
當(dāng)前在學(xué)科教材中編寫環(huán)境教育內(nèi)容有兩種典型的模式:一是分散型,即將有關(guān)環(huán)境教育的內(nèi)容分散到各章各節(jié);二是集中型,即在學(xué)習(xí)一部分學(xué)科知識(shí)后,某些章節(jié)集中介紹相關(guān)的環(huán)境知識(shí)。這兩種模式在實(shí)現(xiàn)環(huán)境教育目的的教學(xué)效果上有所不同(見(jiàn)表2):[5]
表2 分散型和集中型編寫模式優(yōu)缺點(diǎn)比較
類 型
優(yōu) 點(diǎn)
不 足
分散型
學(xué)科學(xué)習(xí)中滲透環(huán)境教育,環(huán)境教育結(jié)合學(xué)科理論,學(xué)生的環(huán)境意識(shí)受到潛移默化的影響。
學(xué)生學(xué)到的環(huán)境知識(shí)比較零散,缺乏系統(tǒng)性和整體性。
集中型
有助于系統(tǒng)地介紹環(huán)境污染、生態(tài)保護(hù)、形成環(huán)境保護(hù)觀念與價(jià)值觀。
集中呈現(xiàn)環(huán)境知識(shí)的單元教學(xué)化,不利于學(xué)科知識(shí)的互補(bǔ)與綜合應(yīng)用、融合,要求有較好的學(xué)科知識(shí)基礎(chǔ),有一定的難度。
《現(xiàn)代化學(xué)》教材編寫采用了分散—集中相結(jié)合的綜合型編排模式,在高一年級(jí)(10年級(jí))根據(jù)學(xué)生原有的初中“科學(xué)”課程中的化學(xué)知識(shí)水平較低,尚不能綜合應(yīng)用和理解較為復(fù)雜的環(huán)境內(nèi)容,不能自覺(jué)進(jìn)行演繹的學(xué)習(xí)心理的特點(diǎn),采用了分散呈現(xiàn)的形式,等到進(jìn)入第一學(xué)期第11章學(xué)習(xí)后,才開(kāi)始出現(xiàn)與環(huán)境教育相關(guān)的內(nèi)容(資源、電池和水污染等)。
當(dāng)進(jìn)入高二階段(11年級(jí))學(xué)習(xí)時(shí),在學(xué)生化學(xué)知識(shí)體系基本形成,學(xué)習(xí)心理水平進(jìn)入抽象型邏輯思維和推理應(yīng)用的層次的基礎(chǔ)上,開(kāi)始采用集中編寫的方式,在第27章,呈現(xiàn)了大量的環(huán)境保護(hù)內(nèi)容與問(wèn)題。采用了國(guó)際流行的EIC模式,①圍繞著燃燒這一化學(xué)的典型現(xiàn)象,通過(guò)燃燒產(chǎn)物,環(huán)境污染、酸雨、能源生態(tài)等一系列環(huán)境核心問(wèn)題來(lái)開(kāi)展化學(xué)學(xué)習(xí),應(yīng)用化學(xué)知識(shí)來(lái)解釋問(wèn)題的產(chǎn)生原因、危害、預(yù)防措施與活動(dòng)方案。[6]后續(xù)各章中都編寫了一個(gè)內(nèi)容相關(guān)的環(huán)境教育專題,將化學(xué)學(xué)習(xí)和解決環(huán)境問(wèn)題緊密結(jié)合起來(lái),在鞏固和建構(gòu)化學(xué)知識(shí)體系,提高化學(xué)學(xué)習(xí)成績(jī)的同時(shí),完成環(huán)境教育的編排思路成為該書(shū)的突出特點(diǎn)。
三、《現(xiàn)代化學(xué)》環(huán)境教育的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)和特點(diǎn)
(一)環(huán)境教育圖文并茂,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
全書(shū)圖文并茂,可讀性強(qiáng)。以第27章為例,全章共編入73張彩色圖表(有64張來(lái)自實(shí)景的彩色照片),介紹了能源工廠、節(jié)能設(shè)備、城市受污染的狀況、大自然的美麗景象、比較不同能源的儲(chǔ)量和分析未來(lái)新能源的開(kāi)發(fā)的多個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。通過(guò)文字與圖片的對(duì)應(yīng),使教材相關(guān)內(nèi)容更加充實(shí)、生動(dòng)和形象,加深了學(xué)生理解,同時(shí)以豐富的視覺(jué)映像,叩開(kāi)了學(xué)生的心靈,促進(jìn)學(xué)生關(guān)于環(huán)境價(jià)值的內(nèi)心思索。
表格和數(shù)據(jù)的選用使教材所呈現(xiàn)的觀點(diǎn)更具有說(shuō)服力,給學(xué)生深刻的印象,如在278(全球溫室效應(yīng))一節(jié)中,編者用曲線圖表現(xiàn)了二氧化碳在空氣中的濃度呈連續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)(如圖1),圖中橫軸表示年代,縱軸表示每一百萬(wàn)體積空氣中二氧化碳的體積含量。學(xué)生自己可從圖中得出結(jié)論,即20世紀(jì)以來(lái)空氣中的二氧化碳濃度大大增加了,從而引發(fā)他們思考這樣3個(gè)問(wèn)題:什么原因?qū)е???huì)有什么后果?怎樣預(yù)防與采取何種措施?教師就能很自然地引導(dǎo)學(xué)生了解、認(rèn)識(shí)溫室效應(yīng)以及由此帶來(lái)的全球變暖問(wèn)題。
圖1 空氣中CO2含量增長(zhǎng)圖
(二)環(huán)境教育立足于香港本土,綜觀全球,以樹(shù)立環(huán)保的道德觀與價(jià)值觀
1970年美國(guó)制定的世界上第一部《環(huán)境教
①EIC模式(Using the Environment as an Integrating Context,以環(huán)境為學(xué)習(xí)的整合背景),是指在塑造學(xué)習(xí)者的基本環(huán)境素養(yǎng)的同時(shí),通過(guò)利用經(jīng)整合過(guò)的環(huán)境知識(shí)成為學(xué)科教學(xué)的資源和情境,來(lái)提高學(xué)生成績(jī)。
育法》就把環(huán)境教育界定為“關(guān)于人與自然和人造環(huán)境之間的關(guān)系的教育過(guò)程,包括人口、污染、資源分布和消耗、保護(hù)、運(yùn)輸、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果以及城市和農(nóng)村計(jì)劃同整個(gè)人類環(huán)境的關(guān)系”,明確了其教學(xué)起點(diǎn)和范圍?!冬F(xiàn)代化學(xué)》中的環(huán)境教育起點(diǎn)放在香港本土上。香港是一個(gè)地域狹小、人口高度密集、旅游業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū),因此環(huán)境保護(hù)尤其值得重視。教材對(duì)香港的能源保護(hù)、工廠選址、食品安全、清潔劑等都作了專題介紹,試圖使香港學(xué)生樹(shù)立生活環(huán)保的思想。如第17章“干電池”,教材在最后一節(jié)強(qiáng)調(diào)盡管干電池的誕生給人們的生活帶來(lái)了極大便利,但廢棄的電池卻會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)很大的危害,建議學(xué)生在電器使用時(shí)要盡可能地用交流電源或可充電電池以減少對(duì)環(huán)境的影響。這就使學(xué)生認(rèn)識(shí)到環(huán)境問(wèn)題就發(fā)生在日常生活中,環(huán)境保護(hù)要從身邊做起。
教材還從文字、圖片等全方位地介紹了近年來(lái)全球性的污染和環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題,如臭氧空洞,光化學(xué)煙霧,酸雨對(duì)湖泊和森林的危害,原油泄漏,海平面升高,等等。
(三)以生活、環(huán)境為學(xué)習(xí)情景整合環(huán)境與化學(xué)知識(shí),全面培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境素養(yǎng)
以社會(huì)生活環(huán)境為出發(fā)點(diǎn),整合環(huán)保和化學(xué)知識(shí)來(lái)開(kāi)展化學(xué)課程,不僅要使學(xué)生掌握一定的環(huán)境知識(shí)和解決環(huán)境問(wèn)題的技能,還要更深刻地認(rèn)識(shí)到人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)帶來(lái)的嚴(yán)重后果,從根本上關(guān)心自己長(zhǎng)久的生活幸福,形成高度的環(huán)境意識(shí)及對(duì)待環(huán)境的價(jià)值觀與態(tài)度。
如在第27章第4節(jié)“酸雨”教學(xué)中,要求學(xué)生參與一項(xiàng)研究活動(dòng)項(xiàng)目:調(diào)查香港的空氣污染程度。
方案1:測(cè)量酸雨的pH。用pH試紙測(cè)量收集到的香港各區(qū)的雨水的pH,pH越低,則說(shuō)明該地區(qū)大氣中含有的酸性氣體的濃度越大,空氣污染程度越大。使用此方法可以比較各個(gè)區(qū)域大氣受酸性氣體污染的程度。
方案2 :通過(guò)觀察不同種類苔蘚生長(zhǎng)狀況來(lái)判斷空氣污染程度。苔蘚是一種常見(jiàn)的生長(zhǎng)在地表、巖石或樹(shù)干上的植物。在干凈的空氣中,苔蘚生長(zhǎng)茂盛,但它對(duì)空氣污染物尤其是SO2特別敏感,不同種類的苔蘚對(duì)SO2的抵抗力不同。要求學(xué)生通過(guò)觀察一個(gè)地區(qū)的地表苔蘚生長(zhǎng)的類別,可大致預(yù)估這個(gè)地區(qū)的大氣中SO2的濃度(見(jiàn)圖2~5)。
圖2A類苔蘚
圖3B類苔蘚
圖4C類苔蘚
圖5D類苔蘚
A類苔蘚當(dāng)空氣受SO2嚴(yán)重污染時(shí)能繼續(xù)生長(zhǎng); B類苔蘚當(dāng)空氣受SO2中度污染時(shí)能繼續(xù)生長(zhǎng);
C類苔蘚當(dāng)空氣受SO2輕度污染時(shí)能繼續(xù)生長(zhǎng); D類苔蘚只有在空氣沒(méi)受到污染時(shí)才能生長(zhǎng);
(四)以學(xué)生為主體,重視探究活動(dòng)設(shè)計(jì),力求實(shí)現(xiàn)學(xué)生解決環(huán)境問(wèn)題能力的培養(yǎng)
教材編寫中還注重發(fā)揮學(xué)生的主體性,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的親身體驗(yàn)。通過(guò)學(xué)生參與一系列實(shí)驗(yàn)、調(diào)查研究等活動(dòng),來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助他們運(yùn)用化學(xué)和環(huán)境生態(tài)知識(shí)來(lái)識(shí)別、調(diào)查和解決環(huán)境問(wèn)題,并通過(guò)解決問(wèn)題得出結(jié)論,作出合理的環(huán)境評(píng)價(jià),建構(gòu)環(huán)保的價(jià)值觀和態(tài)度,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與地區(qū)的環(huán)境保護(hù)活動(dòng),提倡尊重與熱愛(ài)生命的品質(zhì)等,從而實(shí)現(xiàn)終身發(fā)展。教材中設(shè)計(jì)了多種活動(dòng),典型的如以下幾個(gè)案例。
案例1:實(shí)驗(yàn)探究──汽車尾氣成分的檢測(cè)。
實(shí)驗(yàn)分為三部分:收集汽車尾氣;測(cè)定汽車尾氣;結(jié)論。第一部分教材提供了兩張圖片(圖6、7),示意如何收集汽車尾氣;第二部分提供了一張檢測(cè)氣體成分的示意圖(圖8);第三部分分析實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論。整個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟并不復(fù)雜,可操作性強(qiáng),突出了實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)者的親身體驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)者之間的合作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果歸納。
圖6用塑料袋收集尾氣 圖7尾氣袋與導(dǎo)管相連
圖8用化學(xué)方法檢測(cè)汽車尾氣
案例2:辯論活動(dòng)。
在班級(jí)內(nèi)組織兩個(gè)隊(duì),一隊(duì)為正方,一隊(duì)為反方,根據(jù)某個(gè)環(huán)境熱點(diǎn)主題開(kāi)展辯論,沒(méi)有參加辯論組的學(xué)生在辯論過(guò)程中也可以自由參加,在辯論結(jié)束后,教師歸納雙方的觀點(diǎn),作一個(gè)總結(jié)。
辯論主題主要有:當(dāng)前以化石燃料為能源是最佳選擇嗎?以乙醇為汽車燃料合適、實(shí)際嗎?在本地建廠生產(chǎn)氨和硫酸合適嗎?在本地建廠生產(chǎn)氯和二氧化硫合適嗎?等等。
案例3:制作宣傳海報(bào)。
設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)于使用塑料帶來(lái)污染問(wèn)題的宣傳海報(bào),海報(bào)中包含1~2種自己的口號(hào),可通過(guò)簡(jiǎn)報(bào)、繪圖、收集處理照片或圖表等方式來(lái)闡釋你的觀點(diǎn)。
(五)習(xí)題設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際環(huán)境問(wèn)題的能力
教材還精心編寫了與環(huán)境相關(guān)的例題、習(xí)題和討論題。要求學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的化學(xué)和相關(guān)學(xué)科的知識(shí),分析現(xiàn)象,作出判斷,解決問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
案例1:塑料循環(huán)使用很重要,為什么?
解決方案:塑料的循環(huán)使用很重要是因?yàn)椋海?)應(yīng)該節(jié)約原材料,許多塑料都由石油制備,而石油不能再生;(2)可以節(jié)約錢;(3)丟棄的塑料在環(huán)境中分解,造成一定的污染。
案例2:1989年3月,“Exxon Valdez”號(hào)油輪在阿拉斯加海岸失事,沉落海底,大量原油溢出,造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。請(qǐng)簡(jiǎn)要分析為什么漂浮在海上的油會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重后果,并給出一種處理意見(jiàn)。(要求以短文形式給予回答)
該書(shū)還根據(jù)香港地域,人文教育的特點(diǎn),在每頁(yè)頁(yè)底都附注有關(guān)新單詞的中文注釋,采用英、中雙語(yǔ)呈現(xiàn)的形式可以使學(xué)生更好地聯(lián)系中文去理解,更加方便學(xué)生在日常生活情境中應(yīng)用化學(xué)與環(huán)境知識(shí)來(lái)處理和解決環(huán)境問(wèn)題。
《現(xiàn)代化學(xué)》自1981年第1版以來(lái),多次再版,對(duì)環(huán)境教育內(nèi)容作了較大的改動(dòng)與提升,它體現(xiàn)了環(huán)境教育與學(xué)科教學(xué)整合的嶄新思路。2004年我們?cè)谙愀厶K浙公學(xué)、德貞女子中學(xué)等學(xué)校進(jìn)行專題考察時(shí),學(xué)校和化學(xué)教師對(duì)該教材使用的情況比較滿意,認(rèn)為其編寫模式與效果達(dá)到了在學(xué)科教學(xué)中有效地進(jìn)行環(huán)境教育,建立環(huán)境價(jià)值觀與可持續(xù)性發(fā)展觀的目標(biāo)。
當(dāng)前,我國(guó)正在進(jìn)行化學(xué)新課標(biāo)教材的教學(xué)試驗(yàn),對(duì)環(huán)境教育體系與內(nèi)容進(jìn)行新的探索。希望對(duì)《現(xiàn)代化學(xué)》教材編寫中的整合模式與理念的比較研究,能夠?qū)Ω母锾峁┯幸娴膮⒖寂c支持。
①EIC模式(Using the Environment as an Integrating Context,以環(huán)境為學(xué)習(xí)的整合背景),是指在塑造學(xué)習(xí)者的基本環(huán)境素養(yǎng)的同時(shí),通過(guò)利用經(jīng)整合過(guò)的環(huán)境知識(shí)成為學(xué)科教學(xué)的資源和情境,來(lái)提高學(xué)生成績(jī)。
參考文獻(xiàn)
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[4]E Cheng, J Chow.CHEMISTRY:A Modern View(Fourth Edition)[M].Hong Kong.Wilson Welsh Publications Ltd,2002.
1.實(shí)習(xí)的性質(zhì)和目的
1.1實(shí)習(xí)性質(zhì)
認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是我們?cè)谕瓿蓛赡旯舱n程學(xué)習(xí)之后,進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)之前進(jìn)行的一次認(rèn)識(shí)性、實(shí)踐性的活動(dòng),是實(shí)現(xiàn)建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的重要手段和內(nèi)容,是我們學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。
1.2實(shí)習(xí)目的
1)了解本專業(yè)的主要內(nèi)容,加深對(duì)本專業(yè)的了解,提高我們的專業(yè)興趣和專業(yè)學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。
2)建立有關(guān)工藝過(guò)程、系統(tǒng)原理和設(shè)備的感性認(rèn)識(shí),初步了解有關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備的操作步驟和方法,提高我們的實(shí)踐能力,為后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
3)初步了解研究和解決工程實(shí)際問(wèn)題的基本方法,培養(yǎng)我們樹(shù)立正確的工程意識(shí)和工程觀點(diǎn)。
4)培養(yǎng)我們團(tuán)結(jié)協(xié)作、吃苦耐勞的精神,增強(qiáng)我們?yōu)樯鐣?huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)的使命感和責(zé)任感。
5)初步了解本專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景,培養(yǎng)我們樹(shù)立正確的專業(yè)思想和學(xué)習(xí)態(tài)度,明確學(xué)習(xí)的方向。
2.實(shí)習(xí)的基本內(nèi)容
通過(guò)去熱電廠參觀,以及老師和工人師傅的講解,了解水處理車間的工作流程和工作原理,了解各個(gè)處理過(guò)程的作用和目的;了解鍋爐的基本構(gòu)造和工作原理,鍋爐制氣的流程、裝置設(shè)備以及對(duì)煙氣處理的方法和灰渣,灰粉的灰回收利用;換熱站的組成設(shè)備及各自的作用,工作原理和流程,遙控室中自動(dòng)控制壓力、溫度的控制器等;
2.1專題實(shí)習(xí)
1)通過(guò)參觀熱電廠和校供暖系統(tǒng)了解供熱系統(tǒng)的組成及相關(guān)設(shè)備。供熱系統(tǒng)有熱源、熱網(wǎng)和熱用戶三部分構(gòu)成。了解熱源的種類,工作流程,主要設(shè)備及其工作原理,控制原理和控制方式;熱網(wǎng)形式,各種形式的優(yōu)缺點(diǎn);熱用戶的種類,用熱設(shè)備及其工作原理,熱計(jì)量方式和計(jì)量設(shè)備及原理等。
2)通過(guò)對(duì)集團(tuán)人工制氣廠的參觀及工人師傅的講解了解燃?xì)庵圃旒拜斉涞挠嘘P(guān)知識(shí)。了解燃?xì)獾姆N類、主要成分及其特點(diǎn);天然氣成氣機(jī)理及輸配的有關(guān)知識(shí);人工制氣的工藝流程及設(shè)備組成及制氣、輸氣和用氣的相關(guān)的安全的知識(shí)。
3)通過(guò)參觀校園教師公寓和貢供水系統(tǒng)以及徐老師的講解了解城市給排水系統(tǒng)和建筑給排水系統(tǒng)。城市給水系統(tǒng)的組成,水處理方式及相關(guān)設(shè)備;城市排水系統(tǒng)的組成,常用污水處理設(shè)備;建筑給排水系統(tǒng)的組成及相應(yīng)設(shè)備和附件。
4)通過(guò)參觀陽(yáng)光大廈的地下室空調(diào)制冷系統(tǒng)了解空調(diào)系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)。空調(diào)系統(tǒng)的組成,系統(tǒng)形式,主要空氣處理設(shè)備及其工作原理;冷凍站、熱力站的系統(tǒng)組成、工作原理及控制措施等。了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況。了解工業(yè)通風(fēng)系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)。
5)通過(guò)參觀陽(yáng)光大廈地下室通風(fēng)系統(tǒng)了解工業(yè)通風(fēng)系統(tǒng)的常見(jiàn)形式,系統(tǒng)特點(diǎn),主要設(shè)備形式,空間氣流組織形式及控制方式等。
2.2一般了解
通過(guò)聽(tīng)專題報(bào)告、工人講解、參觀等方式,了解企業(yè)的基本概況,生產(chǎn)產(chǎn)品,管理模式,生產(chǎn)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)效益等情況;了解專業(yè)與企業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系。
2.3參觀校內(nèi)的建筑工地
了解建筑物的分類;各種建筑物的功能、布局、建筑造型;建筑的構(gòu)件組成及其功能。
3.實(shí)習(xí)的時(shí)間地點(diǎn)
上午,參加實(shí)習(xí)動(dòng)員會(huì)議。
下午,校內(nèi)參觀實(shí)習(xí)。
下午2:30到達(dá)市管道燃?xì)夤尽⒓瘓F(tuán)熱電公司。
上午8:40參觀熱電廠的鍋爐制氣裝置。
下午3:00集團(tuán)熱電公司電氣一次系統(tǒng)。
上午9:30參觀陽(yáng)光大廈地下通風(fēng)、中央空調(diào)、給排水。
校內(nèi)參觀供水、供暖系統(tǒng)。
下午聽(tīng)取報(bào)告
上午參觀教師公寓分戶計(jì)量的裝置。
第一章供熱系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)
通過(guò)對(duì)集團(tuán)熱電廠、學(xué)校供熱站及教師公寓分戶熱計(jì)量方式的參觀實(shí)習(xí),工人師傅的精彩解說(shuō)以及徐老師的解答疑問(wèn),我初步了解了供熱系統(tǒng)的組成和相關(guān)設(shè)備。
集中供熱是指一個(gè)或幾個(gè)熱源通過(guò)熱網(wǎng)向一個(gè)區(qū)域(居住小區(qū)或廠區(qū))或城市的各熱用戶供熱的方式,集中供熱系統(tǒng)是由熱源、熱網(wǎng)和熱用戶三部分組成的。
1.1.熱源
在熱能工程中,熱源是泛指能從中吸取熱量的任何物質(zhì)、裝置或天然能源。供熱系統(tǒng)的熱源是指供熱熱媒的來(lái)源。
集中供熱系統(tǒng)的熱源主要有以下幾種:熱電廠,區(qū)域鍋爐房,工業(yè)與城市余熱,核能、地?zé)岬?。建筑物?dú)立熱源主要有燃?xì)鉅t、熱泵、太陽(yáng)能等。
1.1.1熱電廠集中供熱系統(tǒng)
以熱電廠作為熱源的供熱系統(tǒng)稱為熱電廠集中供熱系統(tǒng)。由熱電廠同時(shí)供應(yīng)電能和熱能的能源綜合供應(yīng)方式稱為熱電聯(lián)產(chǎn)。熱電廠是聯(lián)合生產(chǎn)電能和熱能的發(fā)電廠。熱電廠供熱系統(tǒng)是以利用汽輪機(jī)同時(shí)生產(chǎn)電能和熱能的熱電合供系統(tǒng)作為熱源。以熱電廠作為熱源實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn),不僅熱能利用效率高,同時(shí)利于環(huán)保。
1.1.1.1熱電廠水處理系統(tǒng)
通過(guò)參觀熱電廠水處理車間,工人師傅的講解和我們問(wèn)題的解答,我了解了水處理車間的組成和設(shè)備,工作流程和工作原理,了解了各個(gè)處理過(guò)程的作用和目的
自來(lái)水中或多或少都含有各種雜質(zhì)。固態(tài)雜質(zhì),它包括有懸浮固體、膠溶固體、溶解于水的鹽類及有機(jī)物等。氣體雜質(zhì),對(duì)鍋爐影響較大的有二氧化碳和氧氣。液態(tài)雜質(zhì),主要有油類、酸等。水處理系統(tǒng)就是為了產(chǎn)出電導(dǎo)率<0.6us/cm的鍋爐用水。
除鹽水箱
混床
反滲透
中間水池
原水箱(工業(yè)自來(lái)水)
多介質(zhì)過(guò)濾器
活性炭過(guò)濾器
多介質(zhì)過(guò)濾器設(shè)有大流量,低壓力的反洗系統(tǒng),并配有壓縮空氣對(duì)濾料進(jìn)行擦洗,使出水SDI<4,還設(shè)有混凝劑加藥系統(tǒng),用于除去水中的細(xì)小雜質(zhì)及鐵等。活性炭是用含有碳的原料制成的,其材料包括煤、果殼、木屑等。經(jīng)過(guò)高溫炭化和活化后,形成了含有豐富孔隙結(jié)構(gòu)的活性炭產(chǎn)品。吸附水中的一些細(xì)小雜質(zhì)。反滲透主要設(shè)備為保安過(guò)濾器、高壓泵、反滲透設(shè)備。進(jìn)一步除去殘存的細(xì)小雜質(zhì),還有除去鐵和硅雜質(zhì)的功能?;齑仓泻谢旌想x子交換器,處理酸堿鹽離子,把電導(dǎo)率降低到0.5us/cm。
1.1.1.2熱電廠鍋爐制氣系統(tǒng)
鍋爐在生活中經(jīng)常見(jiàn)到,但要說(shuō)出它的種類、組成設(shè)備、工作原理及工作流程并不容易,通過(guò)去熱電廠參觀鍋爐制氣車間和工人的講解以及查閱各種資料,我了解了鍋爐制氣系統(tǒng)。
鍋爐是一種把煤炭、石油或天然氣等能源所儲(chǔ)藏的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樗蛘羝麩崮艿臒崃υO(shè)備。鍋爐設(shè)備由鍋爐本體和輔助設(shè)備兩大部分組成。其中,鍋爐本體是鍋爐設(shè)備的主體,包括汽鍋、爐子、蒸汽過(guò)熱器和爐墻構(gòu)架等。輔助設(shè)備是為了維持鍋爐的正常運(yùn)行而設(shè)置的,包括給水設(shè)備,如給水泵和水處理等設(shè)備;通風(fēng)設(shè)備,主要是鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)及風(fēng)煙道等;燃料供應(yīng)與除灰設(shè)備,如上煤、磨粉、除塵器;儀表和控制設(shè)備等。它們分別由相應(yīng)的管路或機(jī)械電子裝置與鍋爐連接,構(gòu)成各自的工作系統(tǒng)。
設(shè)備的工作主要包括燃料的燃燒,熱量的傳遞,水的汽化和蒸汽的過(guò)熱這樣幾個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程。
處理后的水
處理后的煤
高壓蒸汽
鍋爐
發(fā)電
低壓蒸汽
換熱站
高溫?zé)煔?/p>
灰渣
灰渣斗
煙筒
除塵器
排到大氣
熱電廠鍋爐制氣工藝流程圖:
1.1.1.3熱電廠換熱站
進(jìn)入熱電廠換熱站就感覺(jué)特別新鮮,許多疑問(wèn)在腦海中產(chǎn)生:電腦上的圖是什么?各種管子流的是什么?大的罐子是干什么的等等。帶著這些疑問(wèn)詢問(wèn)老師、工人。通過(guò)他們的解答,我解決了這些疑問(wèn),了解了換熱站的組成設(shè)備、工作原理和工作流程。
集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)主要由熱媒系統(tǒng),熱水供應(yīng)系統(tǒng)和附件三部分組成。
熱媒系統(tǒng)(第一循環(huán)系統(tǒng))由熱源,換熱器和熱媒管網(wǎng)組成。由鍋爐生產(chǎn)的蒸汽通過(guò)熱媒管網(wǎng)送到換熱器加熱冷水,變成高溫水通過(guò)熱媒管網(wǎng)供暖。經(jīng)過(guò)熱交換蒸汽變成冷凝水,大部分和新補(bǔ)充的軟化水經(jīng)冷凝循環(huán)泵再送回鍋爐加熱為蒸汽,如此循環(huán)完成熱的傳遞過(guò)程。
熱水供水系統(tǒng)(第二循環(huán)系統(tǒng))由熱水配水管網(wǎng)和回水管網(wǎng)組成。被加熱到一定溫度的冷水,從換熱器出來(lái),經(jīng)配水管網(wǎng)送至各個(gè)熱水配水點(diǎn),而換熱器的冷水由高位水箱或給水管網(wǎng)補(bǔ)給。供熱后的熱水經(jīng)回水管使一定量的熱水經(jīng)過(guò)循環(huán)水泵流回?fù)Q熱器。
熱電廠中的換熱站有專門的遙控室和控制臺(tái),通過(guò)遙控站可以清楚的掌握各處蒸汽、熱水的壓力和溫度等,并且可以通過(guò)控制器來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)
高壓蒸汽
高壓換熱器
低壓換熱器
低壓蒸汽
冷凝水
補(bǔ)水箱
鍋爐
高溫水
循環(huán)泵
(氣輪機(jī)帶動(dòng))
冷水
凝結(jié)水箱
用戶供暖
過(guò)濾器
回水管
氣輪機(jī)做功
熱電廠換熱站工作流程示意圖
1.1.2區(qū)域鍋爐房供熱系統(tǒng)
以區(qū)域鍋爐房(內(nèi)裝置熱水鍋爐或蒸汽鍋爐)為熱源的供熱系統(tǒng)稱為區(qū)域鍋爐房的供熱系統(tǒng),包括區(qū)域熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)、區(qū)域蒸汽鍋爐房供熱系統(tǒng)和區(qū)域蒸汽—熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)。在區(qū)域蒸汽——熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)中,鍋爐房?jī)?nèi)分別裝設(shè)蒸汽鍋爐和熱水鍋爐或換熱器,使之各自組成獨(dú)立的供熱系統(tǒng)。
1.2.供熱管網(wǎng)
通過(guò)參觀實(shí)習(xí)、觀察和實(shí)習(xí)后查閱資料,我了解了供熱管網(wǎng)的相關(guān)知識(shí)。
由熱源向熱用戶輸送和分配供熱介質(zhì)的管線系統(tǒng)稱為熱網(wǎng)。區(qū)域熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)是有一條供水管和一條回水管組成;在蒸汽供熱系統(tǒng)中,蒸汽可采用單管式(同一蒸汽壓力參數(shù))或多根蒸汽管(不同蒸汽壓力參數(shù))供熱,凝結(jié)水可采用回收或不回收的方式進(jìn)行。蒸汽供熱管網(wǎng)采用單管式(一根蒸汽管)供熱時(shí),在一般情況下多采用凝結(jié)水返回?zé)嵩吹碾p管制,及一根蒸汽管、一根凝結(jié)水管。根據(jù)需要,有時(shí)還采用三管制,如在有供暖、通風(fēng)空調(diào)、生活熱水和生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的熱用戶中,生產(chǎn)工藝與供暖所要求的蒸汽參數(shù)相差很大,或供暖熱負(fù)荷所占比例較大,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較認(rèn)為合理的,可采用雙管供汽,其中一根管道供生產(chǎn)工藝和加熱生活熱水用汽,一根管道供應(yīng)供暖通風(fēng)用汽,而它們的回水則共同通過(guò)一根凝結(jié)水管道返回?zé)嵩础_@種按全年負(fù)荷變化分別設(shè)置供汽管的形式,實(shí)際上在非供暖季節(jié)仍為雙管制運(yùn)行。在一些工業(yè)企業(yè)內(nèi)當(dāng)生產(chǎn)工藝用熱有特殊要求時(shí)??蓡为?dú)設(shè)置蒸汽管和凝結(jié)水管,與其他用熱分開(kāi)。
供熱管網(wǎng)的布置形式有以下幾種:
1.2.1枝狀布置
枝狀布置是一種常用的形式。管網(wǎng)形式簡(jiǎn)單,投資少,運(yùn)行管理方便。其管徑隨著其與熱源距離的增加和熱用戶的減少而逐步減少。但枝狀管網(wǎng)不具有后備供熱的性能。當(dāng)供熱管網(wǎng)某處發(fā)生故障時(shí),在故障點(diǎn)以后的熱用戶都將停止供熱。但由于建筑物具有一定的蓄熱能力,通??刹捎醚杆傧裏峋W(wǎng)故障的辦法,以使建筑物室溫不致大幅度的降低。因此,枝狀管網(wǎng)是熱網(wǎng)最普遍采用的方式。
1.2.2環(huán)狀布置
將其主干線連成環(huán)狀管網(wǎng)。特別是在城市中多熱源聯(lián)合供熱時(shí),各熱源連在環(huán)狀主管網(wǎng)上。這種方式投資高,但運(yùn)行可靠、安全。
1.2.3放射壯布置,
實(shí)際上跟枝狀管網(wǎng)接近,當(dāng)主熱源在供熱區(qū)域中心地帶時(shí),可采用這種方式,從主熱源往各方向敷設(shè)好幾條主干線,以輻射狀形式供給各用戶。這種方式雖然減少了主干線的管徑,但又增加了主干線的長(zhǎng)度??傮w而言,投資增加不多,但對(duì)運(yùn)行管理帶來(lái)較大方便。
1.2.4網(wǎng)格狀布置
這種方式由很多小型環(huán)狀管網(wǎng)組成,并將各小環(huán)狀網(wǎng)之間相互連接在一起。這種方式投資大,但運(yùn)行管理方便、靈活、安全可靠。
1.3.熱用戶
利用集中供熱系統(tǒng)熱能能的用戶稱為熱用戶。區(qū)域熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)熱用戶包括供暖系統(tǒng)、生活用熱水供應(yīng)系統(tǒng)等。
1.3.1集中供熱的熱用戶熱計(jì)量的方式。
熱計(jì)量設(shè)備和控制裝置有熱量表、熱量分配表、散熱器溫控閥、動(dòng)態(tài)平衡閥、氣候補(bǔ)償器。由熱源供應(yīng)的熱水以較高溫度流入熱交換系統(tǒng)(散熱器、換熱器或由它們組成的復(fù)雜系統(tǒng)),以較低的溫度流出,在此過(guò)程中,通過(guò)熱量交換向用戶提供熱量。熱量表是由熱水流量計(jì)(用以測(cè)量流經(jīng)換熱系統(tǒng)的熱水流量),一對(duì)溫度傳感器(分別測(cè)量供水溫度和回水溫度,并進(jìn)而得到供回水溫差),積算儀(根據(jù)與其相連的流量計(jì)和溫度傳感器提供的流量及溫度數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)公式CM(T1-T2)積分計(jì)算出用戶從熱交換系統(tǒng)中獲得的熱量。
散熱器按其材料分有灰鑄鐵散熱器、鋼制散熱器、鋁制及鋼(銅)鋁復(fù)合散熱器等多種?,F(xiàn)在廣泛使用的是鋼鋁復(fù)合散熱器。散熱器恒溫閥是實(shí)現(xiàn)采暖房間溫度控制和采暖系統(tǒng)節(jié)能的主要部件。散熱器上還安有排氣閥,當(dāng)散熱器內(nèi)熱水沒(méi)有充滿時(shí),打開(kāi)排氣閥就會(huì)是熱水充滿散熱器,充分散熱。
第二章燃?xì)庵圃旒拜斉涞挠嘘P(guān)知識(shí)。
通過(guò)對(duì)集團(tuán)人工制氣廠的參觀及工人師傅的講解了解了燃?xì)庵圃斓倪^(guò)程,粗煤氣的凈化處理裝置、原理和工藝流程及煤氣輸配的有關(guān)知識(shí)。
燃?xì)獾姆N類按其來(lái)源及生產(chǎn)方式大致可分為四大類:天然氣,人工燃?xì)?,液化石油氣和沼氣?/p>
2.1.天然氣
天然氣是古代動(dòng)植物遺體在不同的地質(zhì)條件下,通過(guò)生物化學(xué)作用以及地質(zhì)變質(zhì)作用生成的可燃?xì)怏w。天然氣生成之后,是呈分散狀態(tài)存在于地下巖石的空隙、裂縫中或以溶解狀態(tài)存在于地下水中。其主要成分是甲烷,含量約為80%-90%,還有少量的二氧化碳、硫化氫、氮及微量的氦、氖、氬等氣體。
天然氣開(kāi)采系統(tǒng)基建投資少、建設(shè)工期短、見(jiàn)效快,新建的氣井一般當(dāng)年可投產(chǎn)。天然氣從地下開(kāi)采出來(lái)時(shí)壓力很高,有利于遠(yuǎn)距離輸送,并且熱值高,容易燃燒且燃燒效率高,是優(yōu)質(zhì)的氣體燃料。
天然氣集輸系統(tǒng)的主要設(shè)施有、集氣站、礦場(chǎng)壓氣站、天然氣處理廠和輸氣等。主要工藝流程包括油氣分離、處理、計(jì)量、儲(chǔ)存、輸送、輕質(zhì)油回收、污水處理等。
井場(chǎng)裝置
井場(chǎng)裝置
集氣站
天然氣處理廠
礦場(chǎng)壓氣站
干線首站
進(jìn)入輸氣干線
天然氣集輸系統(tǒng)流程示意圖
一般在城市都有天然氣門站,經(jīng)過(guò)調(diào)壓進(jìn)入城市管網(wǎng)。
2.2.人工燃?xì)?/p>
人工燃?xì)馐侵敢怨腆w或液體可燃物為原料加工生產(chǎn)的氣體燃料。一般以煤為原料加工制成的燃?xì)夥Q為煤氣,主要成分一氧化碳、二氧化氮、二氧化碳,還有少量的甲烷和硫化氫。
2.2.1煤的煉焦過(guò)程
煤的煉焦過(guò)程既是將煤置于焦?fàn)t中進(jìn)行高溫干餾的過(guò)程,一般在1300度左右,最終產(chǎn)物是:焦炭和焦?fàn)t煤氣。
煤
配煤
煉焦?fàn)t
焦炭
粗煤氣
煉焦制氣廠生產(chǎn)流程圖
2.2.2粗煤氣的凈化
從焦?fàn)t炭化室逸出的煤氣稱為粗煤氣,其中含有大量的雜質(zhì)。煤氣的凈化就是將粗煤氣中的焦油、氨、萘、硫化氫等雜質(zhì)脫除,使其含量降低到城鎮(zhèn)燃?xì)赓|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)允許的含量以下,以防止堵塞、腐蝕管道和設(shè)備,保證煤氣的正常輸送和使用。同時(shí)粗煤氣中的焦油、粗苯等又是化學(xué)工業(yè)的重要原料。所以,煤氣的凈化副產(chǎn)品的回收是緊密結(jié)合在一起的。
粗苯
脫萘
脫氨
冷煤氣
粗煤氣
硫磺
液氨
硫銨
煤氣的凈化主要是由鼓風(fēng)冷凝、焦油霧的脫除,氨的脫除、萘的脫除以及硫化氫的脫除等部分組成。
2.2.3煤氣的輸送和使用的安全知識(shí)
煤氣的輸送主要靠管道,為了克服管道阻力,輸送煤氣時(shí)要加壓,壓力越高,危險(xiǎn)性就越大,煤氣管與各種構(gòu)筑物及建筑物的距離就要越遠(yuǎn)。
居民生活、公共建筑、庭院和室內(nèi)煤氣管為低壓煤氣管道;輸送焦?fàn)t煤氣時(shí),壓力不應(yīng)大于200KPa;輸送天然氣時(shí),壓力不應(yīng)大于350KPa;輸送氣態(tài)液化石油氣時(shí),壓力不應(yīng)大于500KPa。
室內(nèi)煤氣管道與人的安全息息相關(guān),因此,室內(nèi)煤氣管道的設(shè)計(jì)及施工有嚴(yán)格的安全要求:
1)室內(nèi)煤氣管道應(yīng)為明裝。當(dāng)有特殊原因必須暗裝時(shí),應(yīng)便于安裝、維修并保證通風(fēng)良好。
2)室內(nèi)煤氣管道不應(yīng)敷設(shè)在潮濕或有腐蝕性的房間內(nèi)。當(dāng)必須通過(guò),應(yīng)采取防腐措施。
3)不應(yīng)穿過(guò)臥室、浴室或地下室。
4)力求設(shè)在廚房?jī)?nèi)。
5)水平安裝高度一般大于2米。
2.3.液化石油氣
液化石油氣是石油開(kāi)采加工過(guò)程中的副產(chǎn)品,通常來(lái)自煉油廠。主要成分是丙炔、丙烯、丁烷和丁烯。
液化石油氣作為一種炔類混合物,具有常溫加壓或常壓降溫即可變?yōu)橐簯B(tài),以進(jìn)行儲(chǔ)存和運(yùn)輸,升溫或減壓即可氣化使用的顯著特征。
第三章城市給排水系統(tǒng)和建筑給排水系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)
通過(guò)參觀陽(yáng)光大廈給水系統(tǒng)、校園教師公寓給排水管道和學(xué)校的供水系統(tǒng)以及徐老師的講解了解了城市給排水系統(tǒng)和建筑給排水系統(tǒng)的分類、給排水方式和管道鋪設(shè)的相關(guān)知識(shí)。
3.1.城市給排水工程系統(tǒng)
3.1.1城市給水工程系統(tǒng)
通??煞譃槿糠郑喝∷こ?,凈水工程,輸配水工程。
給水處理的目的是除去原水中的懸浮物、膠體、病菌以及水中其他有害人體身體健康和影響工業(yè)生產(chǎn)的有害雜質(zhì),使處理后水質(zhì)滿足現(xiàn)行生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)生產(chǎn)用水水質(zhì)的要求。其基本方法:水混凝、沉淀、過(guò)濾和消毒(有液氯消毒和漂白粉消毒)。主要用到反應(yīng)室、沉淀池、過(guò)濾池和離子交換器等設(shè)備。
格柵
沉淀池
沉砂池
消化池
沉渣
污泥脫水設(shè)備
農(nóng)肥
灌溉或養(yǎng)殖
原水
3.1.2城市排水系統(tǒng)
污水排除系統(tǒng)通常是指以收集和排除生活污水為主的排水系統(tǒng)。它包括:
1.室內(nèi)(房屋內(nèi))污水管道系統(tǒng)及衛(wèi)生設(shè)備。
2.室外(房屋外)污水管道系統(tǒng),包括庭院(或街坊內(nèi))管道和街道下污水管道系統(tǒng)。
3.污水管泵站及壓力管道。
4.污水處理廠
5.污水出口設(shè)施,包括出水口(渠)事故出水口及灌溉渠等。
3.2.建筑給排水系統(tǒng)
3.2.1建筑給水系統(tǒng)
建筑給水系統(tǒng)根據(jù)用戶對(duì)水質(zhì)、水壓、水量、水溫的要求,并結(jié)合外部給水系統(tǒng)情況進(jìn)行劃分有三種基本給水系統(tǒng),即生活給水系統(tǒng),生產(chǎn)給水系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng)。
3.2.1.1建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)的組成
建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)一般由引入管,給水管道,給水附件,給水設(shè)備,配水設(shè)施和計(jì)量?jī)x表組成。
1)引入管就是從室外給水管網(wǎng)的接管點(diǎn)引至建筑物內(nèi)的管段。引入管段上一般設(shè)有水表、閥門等附件。
2)給水管道包括干管,立管和分支管,用于輸送和分配用水。目前我國(guó)給水管道可采用鋼管、鑄鐵管、塑料管和復(fù)合管等。近年來(lái)給水塑料管的開(kāi)發(fā)在我國(guó)取得很大進(jìn)展,用的也很多。塑料管具有耐化學(xué)腐蝕性能強(qiáng),水流阻力小,重量輕,運(yùn)輸安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。埋地給水管道可用、有襯里的鑄鐵給水管和經(jīng)。室內(nèi)給水管道可采用塑料給水管、塑料和金屬?gòu)?fù)合管、鋼管、不銹鋼管及可靠防腐處理的鋼管。生產(chǎn)和消火栓給水管一般采用非鍍鋅鋼管或給水鑄鐵管。
3)給水附件是管道系統(tǒng)中調(diào)節(jié)水量、水壓、控制水流方向、改善水質(zhì),以及關(guān)斷水流,便于管道、儀表和設(shè)備檢修的各類閥門和設(shè)備。給水附件包括各種閥門、水錘消除器、過(guò)濾器、減壓孔板等管路附件。
3.2.1.2給水方式
給水方式就是指建筑內(nèi)給水系統(tǒng)的供水方案?;拘问接幸韵聨追N
1)依靠外網(wǎng)壓力的給水方式,有直接給水方式,設(shè)水箱的給水方式。
2)依靠水泵升壓給水方式,有設(shè)水泵的給水方式,設(shè)水泵、水箱聯(lián)合的給水方式,氣壓給水方式,分區(qū)給水方式。
如何選擇給水方式呢?盡量利用外部給水管網(wǎng)的水壓直接供水。除高層建筑和消防要求較高的大型公共建筑和工業(yè)建筑外,一般情況消防給水系統(tǒng)易與生活或生產(chǎn)給水系統(tǒng)共用一個(gè)系統(tǒng)。生活給水系統(tǒng)中,衛(wèi)生器具處?kù)o水壓力不能大于。各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)靜水壓力不宜大于0.45MPa,水壓大于的入戶管,宜設(shè)減壓或調(diào)壓設(shè)施。
生產(chǎn)給水系統(tǒng)的最大靜水壓力,應(yīng)根據(jù)工藝要求、用水設(shè)備、管道材料、管道配件、附件、儀表的工作壓力確定。消火栓給水系統(tǒng)最低處消火栓,最大靜水壓力不能大于0.80MPa,且超過(guò)0.50MPa時(shí)應(yīng)采取減壓措施。
3.2.1.3給水管道布置
給水管道的布置受建筑結(jié)構(gòu)、用水要求、配水點(diǎn)和室外給水管道的位置,以及供暖、通風(fēng)、空調(diào)和供電等其他建筑設(shè)備工程管線布置等的影響。管道布置應(yīng)確保供水安全和良好的水力條件,經(jīng)濟(jì)合理。不受損壞,不影響安全生產(chǎn)和建筑物的使用,便于安裝維修,管道敷設(shè)要采取一些防腐,防凍,防漏措施。
3.2.1.4高層建筑給水系統(tǒng)
整幢高層建筑若采用同一給水系統(tǒng)供水,則垂直方向管線過(guò)長(zhǎng),下層管道中的靜水壓力很大,需要采用耐高壓的管材、附件和配水器材,費(fèi)用高,開(kāi)啟龍頭水流噴濺,既浪費(fèi)水量,又影響使用,同時(shí)由于配水龍頭前壓力過(guò)大,水流速度加快,出流量增大,水頭損失增加。使設(shè)計(jì)工況與實(shí)際的不符,不但會(huì)產(chǎn)生水流噪音,還將直接影響供水的安全可靠性。所以高層建筑給水系統(tǒng)采取豎向分區(qū)供水,即在建筑物的垂直方向按層分段,各段為一區(qū),分別組成各自的給水系統(tǒng)?;拘问接写?lián)供水方式,減壓供水方式(減壓水箱供水方式、減壓閥供水方式),并列式(水泵、水箱并列式,變頻調(diào)速泵并列式和氣壓給水設(shè)備并列式)。
我們參觀的陽(yáng)光大廈,給水方式就是采用分區(qū)并聯(lián)給水方式,每一分區(qū)分別設(shè)置一套獨(dú)立的水泵和高位水箱,向各區(qū)供水。其水泵集中設(shè)置在大廈的地下室水泵房?jī)?nèi)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是:各區(qū)自成一體,互不影響;水泵集中,管理維護(hù)方便;運(yùn)行費(fèi)用較低。缺點(diǎn)是:水泵型號(hào)較多,設(shè)備費(fèi)用偏高。
3.2.2建筑內(nèi)部排水系統(tǒng)
功能是將人們?cè)谌粘I詈凸I(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用過(guò)的、受到污染的水以及降落到屋面的雨水和雪水收集起來(lái),及時(shí)排到室外??煞譃橐韵氯N:生活排水系統(tǒng),工業(yè)廢水排水系統(tǒng),屋面雨水排水系統(tǒng)。
建筑內(nèi)部污廢水排水系統(tǒng)應(yīng)滿足:
1)系統(tǒng)能迅速暢通的將污廢水排到室外。
2)排水管道系統(tǒng)內(nèi)的氣壓穩(wěn)定,有毒有害氣體不能進(jìn)入室內(nèi),保持室內(nèi)良好的環(huán)境衛(wèi)生。
3)管道布置合理,簡(jiǎn)短順直,工程造價(jià)低?;窘M成部分有:衛(wèi)生器具和生產(chǎn)設(shè)備的受水器、排水管道、清通設(shè)備和通氣管道,在有些建筑物的污廢水排水系統(tǒng)中,根據(jù)需要還設(shè)有污廢水的提升設(shè)備和局部處理構(gòu)筑物。
建筑內(nèi)部排水系統(tǒng)絕大部分都屬于重力非滿流排水,利用重力作用,水由高處向低處流動(dòng),不消耗動(dòng)力,節(jié)能且管理簡(jiǎn)單。在建筑物中,排水立管頂端設(shè)有伸頂通氣管,其頂端應(yīng)裝設(shè)風(fēng)帽或網(wǎng)罩,避免雜物落入排水管中。
在有些建筑物附近建有化糞池,它是一種利用沉淀和厭氧發(fā)酵原理,去除生活污水中懸浮性有機(jī)物的處理設(shè)施,需要定期清理。
建筑屋面雨水排水系統(tǒng)按照建筑物內(nèi)部是否有雨水管道分為內(nèi)排水系統(tǒng)和外排水系統(tǒng)。我們學(xué)校一號(hào)教學(xué)樓的雨水管道就安裝在內(nèi)部。教師公寓的雨水排水管道安裝在外部。
第四章空調(diào)系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)
通過(guò)參觀陽(yáng)光大廈的地下室空調(diào)制冷系統(tǒng)及閱讀相關(guān)書(shū)籍我了解了空調(diào)系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)。
4.1空調(diào)系統(tǒng)的組成
中央空調(diào)系統(tǒng)通常由以下5部分組成:空氣處理設(shè)備、冷源和熱源、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)及控制檢測(cè)系統(tǒng)。
空調(diào)系統(tǒng)按負(fù)擔(dān)室內(nèi)熱溫負(fù)荷所用介質(zhì)可分為全空氣系統(tǒng)、空氣-水系統(tǒng)、全水系統(tǒng)和制冷劑直接蒸發(fā)系統(tǒng)。按空氣處理設(shè)備的設(shè)置情況可分為集中式、半集中式和全分散式空調(diào)系統(tǒng)。集中式系統(tǒng)將所有空氣處理設(shè)備(包括風(fēng)機(jī)、表冷器、加熱器、加濕器和過(guò)濾器等)都集中在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)。被處理空氣的溫度、濕度,在空氣處理機(jī)內(nèi)進(jìn)行集中調(diào)節(jié)后,經(jīng)風(fēng)管(道)輸送到空調(diào)房間。根據(jù)季節(jié)的和室內(nèi)熱濕負(fù)荷的變化,可在空氣處理機(jī)內(nèi)及時(shí)進(jìn)行切換和調(diào)整。
4.2空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理設(shè)備
空氣處理設(shè)備有空氣凈化處理設(shè)備和空氣熱濕處理設(shè)備。
4.2.1空氣凈化處理設(shè)備
空氣凈化處理設(shè)備:對(duì)于進(jìn)入空調(diào)房間的空氣,除了滿足溫度、濕度和氣流速度外,還要滿足空氣凈化的要求,即除去空氣中的塵埃、煙霧、微生物等懸浮污染物,消除各種異味,最好有足夠的負(fù)離子含量等。
空調(diào)系統(tǒng)所處理的空氣,通常是由室外新風(fēng)和回風(fēng)組成。空氣中的懸浮污染物來(lái)自新風(fēng)和回風(fēng)兩個(gè)方面??諝鈨艋哪康木褪且ド鲜鰞蓚€(gè)方面的污染。
空氣凈化設(shè)備可按室內(nèi)污染物存在的狀態(tài)分為處理懸浮顆粒物的除塵式和處理氣態(tài)污染物的除氣式兩類。在除塵式空氣凈化處理設(shè)備當(dāng)中以纖維過(guò)濾器為核心,另外還有駐極體靜電過(guò)濾器等。其特點(diǎn)是主要利用纖維過(guò)濾技術(shù)或靜電過(guò)濾技術(shù)等來(lái)處理懸浮顆粒物。在除氣式空氣處理設(shè)備中,主要有活性炭過(guò)濾器、光催化過(guò)濾器和空氣凈化器等。其特點(diǎn)主要是利用吸附技術(shù),光催化技術(shù)和離子化技術(shù)等來(lái)處理氣態(tài)污染物。
常用的空氣過(guò)濾器
1)粗效過(guò)濾器:過(guò)濾對(duì)象是10~100um的大顆粒塵埃,用于空調(diào)系統(tǒng)的初級(jí)過(guò)濾,保護(hù)中效過(guò)濾器。
2)中效過(guò)濾器:過(guò)濾對(duì)象是1~10um的大顆粒塵埃,用于空調(diào)系統(tǒng)的中級(jí)過(guò)濾,保護(hù)末級(jí)過(guò)濾器。
3)高效空氣過(guò)濾器:過(guò)濾對(duì)象是1~5um的塵埃,用于大于10萬(wàn)級(jí)的潔凈室送風(fēng)的末級(jí)過(guò)濾或高潔凈度要求場(chǎng)合的中間級(jí)過(guò)濾器。
4)高效空氣過(guò)濾器:過(guò)濾對(duì)象是小于1um的塵埃,用于普通100級(jí)以上潔凈室送風(fēng)的末級(jí)過(guò)濾。
空氣凈化器是將纖維過(guò)濾技術(shù)、靜電過(guò)濾技術(shù)、活性炭過(guò)濾技術(shù)、負(fù)離子技術(shù)、臭氧技術(shù)集成為一體的空氣凈化設(shè)備。其工作原理是:由高速旋轉(zhuǎn)的離心風(fēng)機(jī)在機(jī)器體內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓,受到污染的空氣被吸入機(jī)內(nèi),依次通過(guò)具有殺菌功能的粗過(guò)濾網(wǎng),裝填有高效空氣過(guò)濾材料的過(guò)濾層和具有高效催化作用的活性炭過(guò)濾層,這樣三重過(guò)濾凈化后由送風(fēng)口送出潔凈的空氣。
4.2.2空氣熱濕處理設(shè)備
空氣熱濕處理設(shè)備,可分為直接接觸式和間接接觸式。
直接接觸式熱濕交換包括噴水室、蒸汽加濕器、局部補(bǔ)充加濕裝置以及使用液體吸濕劑的裝置等。其特點(diǎn)是與空氣進(jìn)行熱濕交換的介質(zhì)直接與空氣接觸。
間接式熱濕交換包括光管式、翅片管式和肋管式空加濕器及空氣冷卻器等。其特點(diǎn)是與空氣進(jìn)行熱濕交換的介質(zhì)不與空氣直接接觸,換熱介質(zhì)(熱水、水蒸氣、冷水、制冷劑)在間壁式換熱管內(nèi)流動(dòng),被處理空氣在管外流過(guò),兩者通過(guò)固體臂面進(jìn)行熱交換或熱濕交換。
4.3空調(diào)冷卻水系統(tǒng)
空調(diào)冷卻水系統(tǒng),是指利用冷卻塔向冷水機(jī)組的冷凝器供給循環(huán)冷卻水的系統(tǒng)。由冷卻塔、冷卻水箱、冷卻水泵和冷水機(jī)組冷凝器等設(shè)備及其連接管路組成。
4.4冷凝水系統(tǒng)
冷凝水系統(tǒng)。不論空調(diào)末端設(shè)備的冷凝水盤是位于機(jī)組的正壓段還是負(fù)壓段,冷凝水盤出水口處均需設(shè)置水封,水封高度應(yīng)不大于冷凝水盤處正壓或負(fù)壓值。正壓段是為了防止漏風(fēng),負(fù)壓段是為了順利排出冷凝水。
4.5冷凍站系統(tǒng)
4.5.1冷水機(jī)組
冷水機(jī)組:將壓縮機(jī)、冷凝器、冷水用蒸發(fā)器、泵以及自動(dòng)控制元件等組合成一個(gè)整體的系統(tǒng)。
冷卻塔
冷凝器
蒸發(fā)器
壓縮機(jī)
節(jié)流閥
循環(huán)水泵
空調(diào)機(jī)組
冷空氣
4.5.2蒸氣壓縮式制冷
液體汽化過(guò)程中要吸收汽化潛熱,而且液體的壓力不同,其飽和溫度不同,壓力越低,飽和溫度越低,只要?jiǎng)?chuàng)造一定的低壓,就可以利用液體的汽化獲取低溫。蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)就是利用制冷劑的這一原理,創(chuàng)造一定的低壓,獲取液態(tài)制冷劑較低的蒸發(fā)溫度吸收周圍空氣或物體的熱量使之汽化而達(dá)到制冷的目的。
制冷壓縮機(jī)是蒸氣壓縮機(jī)制冷裝置的一個(gè)重要設(shè)備,在制冷系統(tǒng)中壓縮機(jī)的主要作用是:從蒸發(fā)器中吸出蒸氣以保證蒸發(fā)器內(nèi)一定的蒸發(fā)壓力;提高蒸氣壓力(壓縮),以創(chuàng)造在較高溫度下冷凝的條件;輸送制冷劑,使制冷劑完成冷循環(huán)。
冷凝器,是制冷系統(tǒng)的主要組成部分。過(guò)熱的制冷劑蒸氣經(jīng)過(guò)冷凝器壁面時(shí)將熱量傳遞給環(huán)境介質(zhì),本身變成了液體。根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同,可以分為水冷式、風(fēng)冷式、蒸發(fā)式冷凝器。
蒸發(fā)器是使液體制冷劑在其中沸騰成為氣體而使被冷卻介質(zhì)(空氣或水)降溫制冷的設(shè)備。
4.6熱力站
主要由換熱器、過(guò)濾器、水泵以及自動(dòng)控制元件組合而成。
熱泵機(jī)組一般均自帶一套完善的控制系統(tǒng),其基本的功能為溫度控制和風(fēng)量調(diào)節(jié)。水環(huán)熱泵機(jī)組的出風(fēng)溫度和冷、熱轉(zhuǎn)換根據(jù)室內(nèi)溫控器設(shè)定自動(dòng)調(diào)節(jié),風(fēng)量由三速調(diào)節(jié)器手動(dòng)調(diào)節(jié)。機(jī)組自身還配置一些安全保護(hù)裝置,如高溫停機(jī)、過(guò)載限制、缺水停機(jī)等。熱泵機(jī)組的控制可由廠家選配直接數(shù)字式(DDC)控制系統(tǒng),通過(guò)通訊線路,把信息送至中央控制室,可以檢測(cè)每臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)如壓縮機(jī)狀態(tài)、送風(fēng)機(jī)狀態(tài)、換向閥位置、區(qū)域溫度、送風(fēng)溫度、出水溫度、高壓限制等,還可以控制每臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行方式如啟??刂?、溫度設(shè)定、夜間設(shè)定控制、早晨預(yù)熱(冷)控制等。
第五章工業(yè)通風(fēng)系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)
通風(fēng)的任務(wù)是以通風(fēng)換氣的方法改善車間的空氣環(huán)境。概括地說(shuō),是把局部地點(diǎn)或整個(gè)房間內(nèi)的污濁空氣排到室外(必要時(shí)經(jīng)過(guò)凈化處理),把新鮮(或經(jīng)過(guò)處理)空氣送入室內(nèi)。前者稱為排風(fēng),后者稱為送風(fēng)。由實(shí)現(xiàn)通風(fēng)任務(wù)所需要的設(shè)備、管道及其部件組成的整體,稱之為通風(fēng)系統(tǒng)。
工業(yè)通風(fēng)常見(jiàn)的形式有全面通風(fēng)、置換通風(fēng)、自然通風(fēng)、局部通風(fēng)、隧道通風(fēng)等
5.1全面通風(fēng)
全面通風(fēng)是對(duì)整個(gè)房間進(jìn)行通風(fēng)換氣,其基本原理是:用清潔空氣稀釋(沖淡)室內(nèi)空氣中的有害物濃度,同時(shí)不斷地把污染空氣排至室外,保持室內(nèi)空氣環(huán)境達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。全面通風(fēng)又叫稀釋通風(fēng)。
5.1.1全面通風(fēng)的氣流組織形式
全面通風(fēng)量不僅取決于通風(fēng)量,還與通風(fēng)氣流的組織有關(guān)。在不少情況下,盡管通風(fēng)量相當(dāng)大,但因氣流組織不合理,仍不能全面而有效地把有害物稀釋;在局部地點(diǎn)的有害物質(zhì)因積聚,濃度反而增加。因此,合理設(shè)計(jì)氣流組織是通風(fēng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。
全面通風(fēng)氣流組織設(shè)計(jì)的最基本原則是:將新鮮空氣送到作業(yè)地帶或操作人員經(jīng)常停留的工作地點(diǎn),應(yīng)避免將有害物吹向工作區(qū);同時(shí)有效地從有害物源附近或者有害物濃度最大的部位排走污染空氣。
通風(fēng)房間氣流組織的主要方式有:上送下排、下送上排和中間送上下排等。具體工程采用哪種方式,則根據(jù)操作人員位置、有害源分布情況、有害物性質(zhì)及其濃度分布、有害物運(yùn)動(dòng)趨向等因素綜合考慮。
在工程設(shè)計(jì)中,一般采用以下的氣流組織方式:
1)有害物源散發(fā)的有害氣體溫度比周圍空氣溫度高,或者車間存在上升熱氣流,不論有害氣體密度大小,均應(yīng)當(dāng)采用下送上排的方式。
2)如果沒(méi)有熱氣流的影響,當(dāng)散發(fā)的有害氣體密度比空氣小時(shí),則應(yīng)采用下送上排的方式;比空氣密度大時(shí),應(yīng)當(dāng)采用上下兩個(gè)部位同時(shí)排出的方式,并在中間部位將清潔空氣直接送到工作地帶。
5.2置換通風(fēng)
有別于傳統(tǒng)的混合通風(fēng)的混合稀釋原理,置換通風(fēng)是通過(guò)把較低風(fēng)速(紊流度)的新鮮空氣送入人員工作區(qū),利用擠壓的原理把污染的空氣擠到上部空間排走的通風(fēng)方法,它能在改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的基礎(chǔ)上與輻射吊頂(地板)技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。
5.3局部通風(fēng)
局部通風(fēng)是利用局部氣流,使局部工作地點(diǎn)不受有害物的污染,造成良好的空氣環(huán)境。這種通風(fēng)方法所需要的風(fēng)量小、效果好,是防止工業(yè)有害物污染室內(nèi)空氣和改善作業(yè)環(huán)境最有效的通風(fēng)方法,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮。局部通風(fēng)又分為局部排風(fēng)和局部送風(fēng)。局部排風(fēng)就是在有害物產(chǎn)生地點(diǎn)直接把他們捕集起來(lái),經(jīng)過(guò)凈化處理,排至室外。它由局部排風(fēng)罩、風(fēng)管、除塵或凈化設(shè)備、風(fēng)機(jī)、排氣筒或煙筒組成。局部送風(fēng)某些高溫車間,沒(méi)有必要對(duì)整個(gè)車間進(jìn)行降溫,只需向個(gè)別的局部工作地點(diǎn)送風(fēng),在局部地點(diǎn)造成良好的空氣環(huán)境,這種通風(fēng)方法稱為局部送風(fēng)。有系統(tǒng)式和分散式兩種。
第六章校供排水及供暖系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)
通過(guò)對(duì)我們校園的參觀和聽(tīng)校水電暖管理辦公室孫主任的報(bào)告以及老師的講解,我了解了我們學(xué)校的供水系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)。
6.1供水系統(tǒng)
我們學(xué)校共有兩個(gè)供水水源,分別是南邊的小珠山水廠、北邊的管家樓水廠。供水壓力穩(wěn)定,水量充足。采用直接供水方式(無(wú)副壓供水設(shè)備),自來(lái)水通過(guò)供水機(jī)組直接進(jìn)入學(xué)校的管網(wǎng),完全實(shí)現(xiàn)零接觸無(wú)污染。
供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃合理,供水設(shè)備安全先進(jìn),購(gòu)買進(jìn)口水泵,分東西兩個(gè)區(qū)供水。東區(qū)地勢(shì)低,采用大流量低壓式;西區(qū)(家屬區(qū)和行政樓)地勢(shì)高,用水量少,供水揚(yáng)程較高。無(wú)副壓供水設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)變量、變壓供水,遇到用水高峰時(shí)自動(dòng)增壓。泵房設(shè)在用水量大的學(xué)生公寓區(qū)。并且學(xué)校里采取了許多節(jié)水措施,如廁所里安裝了許多自動(dòng)感應(yīng)節(jié)水器,B區(qū)浴室安裝了淋浴卡式節(jié)水器,有效的減少了水資源的浪費(fèi)。
6.2供暖系統(tǒng)
學(xué)校的供暖系統(tǒng)分區(qū)越來(lái)越合理,配置越來(lái)越先進(jìn),共分四個(gè)區(qū)供暖,分別設(shè)在中心浴室附近、體育館附近、教師公寓B區(qū)和D區(qū)。設(shè)有四個(gè)換熱站,有四套供暖機(jī)組。中心浴室的主區(qū)換熱站有兩組殼管式換熱器,三臺(tái)水泵,兩臺(tái)補(bǔ)水泵,采用自動(dòng)補(bǔ)水方式。
第七章總結(jié)
緊張而又充滿樂(lè)趣的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)在不知不覺(jué)中過(guò)去了。
認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是我們學(xué)習(xí)專業(yè)課的基礎(chǔ),我們能夠?qū)W到很多在書(shū)本中學(xué)不到的東西。我們常見(jiàn)的各種建筑物內(nèi)外的給水、排水、供熱、消防等管道,只是略知其一,對(duì)于他們?yōu)槭裁催@樣安裝而不那樣安裝,工作原理是什么,靠什么提供動(dòng)力等等并不是很清楚。
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CJFD)
級(jí)別:CSCD期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:北大期刊
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級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)