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1、环保设备原理与设计,绪论讲授提纲,一、环保产业的概念 二、环保设备的概念及其分类 三、环保设备的特点 四、我国环保设备的特点及其发展趋势 五、本课程的任务及学习方法,随着科学技术的发展、生产力的提高及人口的增加，人类社会对环境的压力也不断增加，环境保护的问题越来越引起世界各国人民的普遍关注，搞好环境保护的基础是严格的组织管理和先进的技术装备，后者需要强大的环保设备来提供。我国对环保产业的定义与一些发达国家的基本一致，通常是指以防治环境污染、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。它为保护和改善生态环境
2、、防治污染和其它公害提供十分重要的物质基础和技术保障。当前环保产业主要是指环保设备制造业、环境工程和软件服务业以及自然生态保护业三大部分。,一、环保产业的概念,1、国际环保产业的现状,国际环保产业的起源可以追溯到20世纪20年代中期，基本与人类的环境保护意识同步形成和发展。到了20世纪90年代已经成为范围广泛、门类众多的巨大产业体系。全世界环保产业的产值在1996年已超过4000亿美元，许多国家每年的增长率都超过本国经济的平均增长率；环保产业还被包括美国在内的不少国家列为本国最为活跃的十大产业之一。 就世界范围来看，环保产业的较发达的国家和地区主要是美国、欧洲和日本，这些国家的环保产品在供国内
3、使用的同时，也大量出口到其他国家和地区。,在大气污染控制方面，除尘、脱硫、脱氮、脱臭等工艺技术和设备都比较成熟；在减少CO2等温室气体排放、消除CO2危害方面，美国是已建和在建项目最多的国家，仅1997年就批准了32个项目。 在固体废弃物处理方面，也形成了不同门类的产品，如工业固体废弃物（包括核废料）的处理工艺和设备、城市垃圾处理工艺和设备等。20世纪90年代起，美国年产垃圾约2亿吨，居世界首位，但美国城市垃圾处理率达100%，开发了许多先进的垃圾处理工艺和设备，特别是垃圾燃烧发电技术被世界推广使用。,美国是最早搞环境保护和开发环保产品的国家之一，经过多年努力，在各主要环保领域都居世界领先地位
4、。,欧洲的环保产业以德国为代表，其他还有法国和瑞士等。德国的环保产品种类多、性能优良、运行可靠，产品的标准化、系列化、成套化工作非常出色，善于把电子、生物等领域的新概念、新技术融入环保产业之中，进一步提高环保产品的性能和水平。 在大气污染治理方面，德国是欧洲生产静电除尘器厂商最多的国家；在烟气脱硫、脱氮方面除掌握着和美国一样多的方法之外，对脱硫过程中增加添加剂以提高脱硫效率有独到之处；在有害有毒气体防治方面，主要采用液体吸收或吸附法对含铅、含汞废气进行处理；对有机废气则用催化燃烧法处理；在汽车尾气治理方面，德国是最早进行综合治理的少数几个国家之一，除了对发动机燃烧进行改进之外，早在1990年即
5、开始在汽车尾气上安装尾气净化器，90年代中期尾气净化器已基本普及。,德国的水处理技术和设备也比较成熟，目前正在进一步提高净化效率和降低能耗，德国的linde集团！ 德国全国的固体废弃物处理率超过70%，其城市垃圾处理率特别是焚烧技术有着良好的业绩，德国的环保产品出口较高，可达总产值的30%。,日本把环保产业称为生态产业，其1994年的环保产值约为1529亿美元，主要部分是废物再生利用、废物处理、可再生产品销售及修复、高效能源及相关业务。大量的日本中小型企业都认为处理废物的过程不仅是环保行为，还有利于降低成本。节约原料，因此其配套建设环保项目的积极性较高。 日本的环保技术大部分先从国外买得技术和
6、专利（例如1997年引进先进环保技术70项，1998年引进76项），再通过自己的研究加以提高，逐步形成自己的特点。日本的环保产品品种之多仅次于美国，尤其在垃圾处理方面提出了能量利用系统概念，通过液化、气化、固化等处理方法把垃圾转变成耐储存、可运输的燃料（RDF），对于小型城市只要设置小型的垃圾加工站而不兴建垃圾填埋或垃圾焚烧厂。,在水污染治理方面，美国、德国等发达国家污水处理已经有上百年历史，污水处理率普遍达到80%以上（美国已有污水处理厂15500多座），大规模的工程建设时期已经过去。但随着水环境保护要求的日益严格和污水处理标准的不断提高，同时处于开拓国际市场的需要，对新工艺和高品质设备的需
7、求依然较大，水处理产业仍处于上升阶段，并保持技术上的领先地位。这些国家在水处理设备开发和工程化、市场化方面具有下列4个特点：（1）设备制造企业专而精（2）工艺研究与设备开发密切结合（3）工程公司是推进新型设备工程化、市场化的主体（4）政府对开拓设备的国际市场予以大力支持,（1）设备制造企业专而精国外企业注重特色产品的品质提高和技术的精益求精，能够投入大量的研发力量，保持品牌产品在世界上的领先地位。比如：美国USFilter公司的曝气转碟和排泥机，Eimco公司的立式表面曝气机，WT公司的加药加氯设备；德国的Passavant Reodiger GmbH 公司的曝气转刷；丹麦HV-TURBO公司
8、的高速透平风机；芬兰Nopon公司的橡胶曝气头等。往往一个产品要持续研发完善几十年，不断赋予传统产品以新的技术生命，使之成为世界范围内工程建设的首选产品，占据较大的市场份额。,（2）工艺研究与设备开发密切结合在工艺研究的同时特别注重配套设备的设计开发，将工艺的优越性以集成化的设备来体现。一个新工艺的产生往往伴随着一套专利设备的推出，同时进入市场，而盈利点主要在设备上。例如Carroussel氧化沟必用立式表面曝气机，Orbal氧化沟专用曝气转碟，CASS工艺总伴随着专利滗水器等。外国公司在宣传其先进工艺背后的商业目的往往是推销成套设备，工艺和设备的捆绑可大大提高设备的市场竞争力，设备的利润又部
9、分投入于工艺的研究，如此形成良性循环。,（3）工程公司是推进新型设备工程化、市场化的主体即使在西方国家，污水处理项目的主要投资者依然是政府，一般采用公开招标的方式，选择工程总承包公司进行项目建设。设备总承包商将承担系统的二次设计（包括工艺概念设计）、设备集成、安装调试、操作培训等多方面义务，以此为主要业务的“工程公司”在发达国家和香港已成为一个重要的行业。近年来，国外工程公司大举进入国内市场，在中国都有成功的业绩。这些工程公司具备工艺研究、设备开发、系统集成和工程承包的综合能力，有稳定的设备制造合作伙伴，具有很强的国际竞争能力。工程公司已经成为将新型设备工程化、市场化的主体。对于城市及工业公司
10、来说，供水及水处理已成为21世纪的主要议题。,2.我国环保产业的现状与工业化国家相比，我国环保产业的底子比较薄弱。虽然环保产品出现很早，但品质不高、发展不快，只是到近年来随着改革开发后的经济腾飞才有较为迅速的进展。以1993年为例，当时我国环保产业的总值为142亿人民币，而同年美国的环保产业的总值为1470亿美元，相当于我国的90倍。1996年底，我国的环保产业才得以正式列入国家计划并成为重要组成部分，这为我国环保产业今后的发展开拓了广阔空间。到1998年底，我国注册从事环保工程和产品的企业近9000家，从业人员约170万人，年营业额469亿元左右（不到国内国民生产总值的1%），占全球环保产业
11、市场份额仅1%左右。,从成绩方面看，过去几年来国家制定了环境保护以预防为主、防治结合、污染者付费、强化环境管理等政策，颁布了数部基本环境法，加上其他的配套法规、地方性环保法规，总数达900余件，尤其是部分条款还纳入了我国的刑法的范围。 许多省市都把发展环保产业作为当地经济新的增长点，环保产业得到了包括各级领导在内的、各方面的支持。1999年，国家计委、经委专题列项拨款支持了一批重点环保产业，体现了中央政府对环保产业的高度重视，因此环保产业增长速度势头强劲。 尽管如此，目前我国的环保产业仍存在不少问题。这些有环保企业自身的种种原因，同时从外部环境来开看，也有一些不尽人意的地方，主要体现在政策方面
12、。,例如目前环保企业主要以乡镇企业为主，中小型国营企业也为数不多，大型国营企业几乎没有。其原因是目前的环保产业产值低而人员多，导致劳动生产率低，1997年我国环保行业的劳动生产率约为3万元（人.年），而同年德国的劳动生产率约为36.9万元（人.年），是我国的12.3倍。相对于未来，我国的环保产业目前只能说处于初级阶段，在今后的2030年内会有巨大的发展。当我国人均国民生产总值达到5000亿美元时，理论上我国环保产业总值可以达到1000亿美元以上的水平，亦即接近于目前美国的环保产业规模。,二、环保设备的概念及其分类实践证明，搞好环境保护，除了制定法规、强化管理外，解决环境问题最终要靠先进的技术和
13、优良的设备。由于目前我国的环保产业尚未健全，环保产业基本等同于环保机械设备开发产业。1、按照环保设备的功能分类2、按设备的构成分类3、按设备的性质分类,1、按照环保设备的功能分类,按1996年颁布的环境保护设备分类与命名（HJ/T11-1966),2、按设备的构成分类 （1）单体设备这是环保设备的主体，如各种单体水处理设备、除尘器等等。单体设备可以为机械加工件，也可以为混凝土或其他材料（如工程塑料、玻璃钢等）建造的构筑物。 （2）成套设备指以单体设备为主，同时包含各种附属设备（如风机、电机等）组成整体。 （3）生产线指由一台或多台单体设备，各种附属设备及其管线构成整体，如固体废弃物处理生产线等
14、。,3、按设备的性质分类 （1）机械设备指各种用于治理污染和改善环境质量的机械加工产品，如除尘器、风机、机械式水处理设备、机械式固体废弃物处理处置设备等。机械设备是目前环保设备中种类最多、型号最多、应用最普遍、使用最方便的环保设备。 （2）仪器设备指各种用于环境监测及环境工程实验的仪器，如各种电化学分析、光学分析、色谱分析仪器、各种采样器、各种自动检测仪器、在线监测系统等。 （3）构筑物构筑物一般是指钢筋混凝土结构件，如各种沉淀池、塔滤等等，但也有玻璃钢、钢结构或其他材料建造的构筑物。,三、环保设备的特点1、产品体系庞大拥有几千个品种、几万种规格，多数产品彼此之间结构差异很大，专用性强，标准化
15、难度大，难于形成批量产品。 2、设备与工艺之间的配套性强必须结合现场数据进行专门的工艺设计，采用相应最经济的工艺方法和合理选择设备，否则难以达到预期的治理目的。 3、设备工作条件差异大由于各种污染源的具体状况不同，环保设备在污染源中的工作条件有较大差异。 4、设备具有兼用性环保设备与其他行业的部分机械设备结构相似，存在着相互兼用性，即环保设备可以应用于其他行业，其他行业的有关设备也可应用于治理环境污染。,四、我国环保设备的现状与发展趋势随着世界范围内环保产业的发展和国内环境管理制度的加强，近十年来我国的环保设备行业也以市场为导向，逐步发展壮大。目前我国已经有了比较齐全的环保机械制造体系，能够生
16、产制造大气污染防治设备、水污染防治设备、固体废弃物处理和综合利用设备、噪声振动控制装置及环境监测仪器6大类2300种产品。拥有2310家制造企业（包括主营和兼营企业），年产值76.9亿元，近十年的平均增长率为17.76%，远高于世界6%的平均增长。北京海斯顿、江苏宜兴！,但总的来看，我国的环保设备与国外相比仍有较大的差距，主要表现在以下几个方面： 1、产品水平较低目前只有4%的环保产品技术性能能达到或接近国际水平，有些指标与国外相比要差很多；75%的环保产品只相当于国外20世纪70年代的水平；约20%的产品因性能太差必须淘汰；40%的环保产品继续提高性能。缺乏高水平的研发人员和配套研发手段！
17、2、可靠性差； 3、外观差中国的机电产品的外观水平一般都不如国外产品，而环保设备的外观质量差尤其明显。,4、品种还不够多主要是指大型成套环保设备以及一些特殊环保设备品种。前者如烟气脱硫、脱氮装置，各类垃圾焚烧，居民小区粪便、污水垃圾处理系统等；后者如旧橡胶回收再生设备、汞回收设备等。这些缺口环保设备的潜在市场很大，一些大型成套关键设备仍依赖进口。例如上海浦东新区垃圾焚烧厂1998年底动工兴建日处理垃圾1000t 规模的焚烧厂，投资估算66915万元，设备费用约占总投资的46%，其中自带重力垃圾抓斗、焚烧炉加料器、炉排等关键部件，余热锅炉部分关键压力部件、烟气净化系统的石灰浆雾化器、耐高温滤袋、工艺流程的关键风机、泵、控制调节阀和现场分析仪，全套工艺技术软件包等都是进口。,
