问题一:气体中的硫化氢一般怎么去除 加点石灰水吧,硫化氢能跟他反应 H2S+Ca(OH)2===CaS+2H2O 工业上为了考虑经济问题一般都用石灰水(氢氧化钙)来吸收的 问题二:硫化氢如何去除 可以用碱来吸收,工业上为了考虑经济问题一般是用石灰水(氢氧化钙)来吸收的。 H2S+Ca(OH)2===CaS+2H2O 问题三:工业生产中如何处理硫化氢气体 H2S的危害与防治 硫化氢极毒,人吸入浓度为1g/m?;的H2S在数秒钟内即可死亡。此外,硫化氢的化学活动性极大,电化学失重腐蚀、“氢脆”和硫化物应力腐蚀、破裂等对金属管线的腐蚀作用强烈。 煤炭资源生产过程中瓦斯内的硫化氢气体异常(瓦斯中H2S气体的浓度)也时有显现。在煤巷掘进过程中,因巷道开拓的煤量有限,且热化学分解、硫酸盐热化学还原作用导致煤矿瓦斯中H2S气体异常的浓度一般小于1%,当闻到强烈的臭鸡蛋气味时,掘进面、H2S气体异常工作面封闭,目前暂不开采。因此,煤矿生产中未出现重大伤亡事故。但若存在岩浆成因带来的无机H2S气体,将会对煤矿安全生产构成极大危害。 硫化氢毒性极大,但硫化氢比空气重(相对密度为),且极易溶于水而形成氢硫酸。故地势低处危险性比高处大;下风向硫化氢浓度大,上风向则浓度低等;在突发事故中用湿毛巾等捂嘴鼻、向高处避毒、向上风向撤离等,均可避免或减轻伤亡。 目前在天然气工业中普遍应用的在井口引出H2S用火燃烧,使极毒H2S迅速转化为有慢性污染的SO2,此种方法在矿井下无法实施,井下H2S危害的防治方法有: (1)建立独立的通风系统。对于H2S气体异常浓度不超过1%掘进面或工作面,改变通风方式,增加异常区的供风量,掘进回风石门与总回风下山沟通,使乏风直接进入总回风系统不影响其它工作面。与此同时调节通风系统,采用对旋风机,使H2S异常区供风量增加以稀释H2S,使其浓度达到安全生产的要求。 (2)改变采煤方法。改走向长壁采煤法为倾向短壁采煤法,从而形成全负压通风系统,使乏风直接进入采空区。有条件的矿井改炮采为丁力采煤,炮采或机采时增加喷水量,使H2S气体溶于水,降低其浓度。 (3)设专职瓦斯检测员,配备便携式H2S检测仪、便携式CO检测仪以及CH4鉴定器,确保经常检查三种气体浓度,严禁在任何时间、任何有害气体情况下超限作业。 (4)安装风电沼气闭锁装置,实现沼气自动检测报警。 (5)放炮时、必须用湿泥填满炮眼及工作面端头有可能储气的洞穴,严禁局部瓦斯聚积。放炮后,用大量水冲刷煤壁.尽量稀释溶解H2S,降低其浓度。 问题四:硫化氢工业臭味怎样去除最省钱 用Ca(OH)2 问题五:硫化氢用什么去除 可以用碱来吸收,工业上为了考虑经济问题一般是用石灰水(氢氧化钙)来吸收的。 H2S+Ca(OH)2===CaS+2H2O 问题六:硫化氢(H2S)是一种有毒的气体,工业上产生的硫化氢要经过处理,使其变成硫单质.富玛克斯法治理硫化氢 (1)根据硫化氢与碳酸钠发生复分解反应的特点,结合题中反应生成两种酸式盐的信息,可写出反应的化学方程式为H2S+Na2CO3TNaHS+NaHCO3;(2)根据质量守恒定律,RNO与NaHS的水溶液反应生成硫、碱和RNHOH,可知生成的碱为氢氧化钠,则反应的化学方程式为NaHS+RNO+H2OTS↓+NaOH+RNHOH;富玛克斯法治理硫化氢的整个过程中发生H2S+Na2CO3TNaHS+NaHCO3、NaHS+RNO+H2OTS↓+NaOH+RNHOH、NaHCO3+NaOHTNa2CO3+H2O、2RNHOH+O2T2RNO+H2O,可发现Na2CO3、NaHS、NaHCO3、NaOH、RNHOH、RNO都是过程的中间产物,最终发生的反应为硫化氢与氧气反应生成硫和水,反应的化学方程式为2H2S+O2T2S↓+2H2O;RNO在过程中化学性质不变,过程中应起到催化剂的催化作用;(3)富玛克斯法治理硫化氢的过程把有毒气体硫化氢转化为硫,减小硫化氢气体对环境造成污染;过程中碳酸钠等物质通过循环可反复使用,使处理过程体现出反应物的循环利用等绿色化学的理念.故答案为:(1)NaHCO3(2)NaHS+RNO+H2OTS↓+NaOH+RNHOH;2H2S+O2T2S↓+2H2O;催化(3)可循环利用反应物,符合绿色化学理念.(类似回答也算正确.) 问题七:怎么样来处理工业硫化氢废气呢? 鑫森脱硫化氢活性炭不同于当今市场所供的其他臭气吸附活性炭,是一种由特殊生产工艺、选用活性原料及科学配方生产的活性炭产品,鑫森脱硫化氢活性炭有特别高的H2S去除能力。这种活性炭是不可浸渍的,在运输、使用过程中和废料处理上都不会遇到象其它碱性浸渍炭那样所带来的严重的安全问题,鑫森脱硫化氢活性炭的着火点大于450℃。 一、鑫森脱硫化氢活性炭是一种高比表面积的微孔活性炭,具有发达的孔隙结构,无浸渍意味着在对H2S的催化、氧化过程中鑫森脱硫化氢活性炭的所有孔径和表面积可供储存大量的硫元素。二、特性及优点: (1)具有特别高的H2S去除能力;(2)在炭床上具有很长的使用寿命,很少因检修而中断吸附,减少了运行成本;(3)具有很高的着火点,大于450℃;(4)无浸渍,可安全操作(无腐蚀);(5)当用完(失去效能)的时候不会因为PH问题产生危险(无腐蚀);(6)低压力降,床层阻力小;(7)使用时有技术支持及分析、检验方法。三、应用: 可成功地应用于现今使用浸渍炭或其他臭气控制炭的领域,CO2的存在水平不影响鑫森脱硫化氢活性炭对H2S及酸性气体的处理能力。4mm的粒径保证气流在吸附设备中的压力损失较小,同时较高的强度使得鑫森脱硫化氢活性炭产品在使用过程中很少产生粉料。主要应用领域: ・臭气控制 ・污水处理厂 ・冶炼、纸浆和造纸厂 ・酸性气体,如:HCL、SO2 ・易挥发的有机化合物 备注:H2S的穿透力用ASTM D6646-01方法测定。完成检测的步骤:含1Val%H2S的混合汽体,以1450cc/min的速率通过内经为1英寸经密实装填炭样的测定管,炭层高度为9英寸,H2S分析仪的穿透极限为50ppm。测定报告的结果以:g /cc表达。 硫化氢吸附量 问题八:盐中的硫化氢怎样去除 加点石灰水吧,硫化氢能跟他反应 H2S+Ca(OH)2===CaS+2H2O 工业上为了考虑经济问题一般都用石灰水(氢氧化钙)来吸收的 问题九:硫化氢的最佳处理方法? 用NaOH吸收, 工业上还可制取Na2S Na2S是一种化工原料,叫臭碱
目前一般大气量 硫化氢超过500mg的会选用湿法脱硫技术,小气量低硫化氢采用的是干法脱硫技术。目前湿法主要有DF888法和络合铁法。唐山专业一些
硫化氢含量低的采用干式脱硫,硫化氢含量高的采用湿式脱硫
深国安电子根据多年经验,提供以下方法参考;一.国内外硫化氢废气处理的方法总结这些年,关于H2S气体的净化方法研讨越来越活跃。依据各自的特点,可把硫化氢废气的净化方法分为:吸收法,物理溶剂吸收法、化学溶剂吸收法;吸附法,可再生的吸附法、不可再生的吸附法;氧化法,干法氧化法、湿法氧化法;生物法等。二.吸收法吸收法包含:物理吸收和化学吸收法。物理吸收法物理吸收法通常情况下是选用有机溶剂作为硫化氢的吸收剂,有机溶剂有两大优点:(1)能够有选择性地吸收硫化氢(2)加压吸收后只需降压即可解吸。物理吸收法流程简单,通常情况下只需吸收塔,常压闪蒸罐和循环泵,不需外加蒸汽和外加其他热源。物理吸收法对溶剂的要求:(1)H2S在溶剂中的的溶解度要比在水中溶解度高数倍,而烃类、氢气在溶剂中的溶解度比它们在水中的溶解度低(2)该溶剂的蒸汽压要求尽量的低,防止其溶剂的挥发而造成溶剂的丢失(3)该溶剂须具有很低的粘度和吸湿性(4)该溶剂对金属没有腐蚀(5)溶剂的成本相对较低。目前有机溶剂物理吸收H2S的技术有很多,运用的吸收剂有磷酸三定酷(埃斯塔索尔法)、N-甲基-2-砒咯烷酮(普里索尔法)、碳酸丙烯酷(福洛尔法)、甲醇(勒克梯索尔法)等。化学吸收法化学吸收发法是将被吸收的气体导入吸收剂中使被吸收的气体中的一个或多个组分在吸收剂中发生化学反应的吸收进程。硫化氢溶于水后,水溶液呈酸性,并且考虑到吸收液的再生问题,因此可以选用具有缓冲效果的强碱弱酸盐溶液处理硫化氢废气,如酚盐、磷酸盐、硼酸盐、氨基酸盐等,这些溶液的PH值大多在9~11之间。除此之外,还可选用一些弱碱,如二甘醇胺、乙醇胺类、氨、二甘油胺、二乙丙醇胺等水溶液作吸收剂来吸收含H2S气体的废气。化学吸收的溶剂通常是在常压加热下再生,化学溶剂对H2S的吸收率比物理溶剂高。三.吸附法吸附法即是运用某些多孔性物质具有的吸附功能,对H2S气体进行净化,该办法常用于处理H2S气体浓度较低的排放气。吸附设备通常选用固定床吸附器,为防止吸附颗粒被粉尘等阻塞,在气体流入吸附床层前,应先经过预净化设备。目前常用的吸附剂分为:可再生吸附剂与不可再生吸附剂。可再生吸附剂自1950年以来,工程上选用的吸附剂最早是水合氧化铁。常温下的氧化铁脱硫剂的脱硫进程反应方程式为:脱硫: Fe2O3·H2O+3H2S=Fe2S3+ 3H2OFe2O3·H2O+3H2S=2 FeS+S+4 H2O上述反应因为受到反应条件的影响,一式得到的产品Fe2S3易于再生为Fe2O3,而二式得到的产品FeS不易再生为Fe2O3,因此在实践运用中应防止二式反应的发生。再生: Fe2S3·H2O+3/2H2S= Fe2O3·H2O+3S2 FeS+3/2O2+ H2O=Fe2O3·H2O+2S(高温)不可再生吸附剂常用吸附剂是氧化锌,吸附反应为:ZnO+ H2S=ZnS+H2O300℃时经ZnO吸附脱硫后的净化空气中H2S浓度在14mg/m3以下。ZnO吸附剂的首要缺陷是不能经过氧化就地再生,须更换新的吸附剂。四.氧化法氧化法净化硫化氢废气,通常是把H2S气体直接氧化为单质硫。在气相中进行氧化的进程通常被称作叫做干法氧化,在液相中进行的叫湿法氧化。干法氧化干法氧化是在通常情况下使硫化氢气体氧化成单质硫或硫的氧化物,典型的有克劳斯法和选择性氧化法。脱除废气中氧化氢最早的办法之一是克劳斯法,首要优点是:从硫化氢气体中收回硫。该法适用于进气中硫化氢浓度较高的情况,它操作便利,设备简单,长期以来一向受到废气处理应用方的重视。克劳斯法的原理是,在克劳斯焚烧炉中内使废气中的一部分硫化氢氧化生成SO2,生成的SO2与进气中的H2S按下列反应方程式生成硫磺加以收回:H2S+SO2=2H2O+3/2S2铝矾土是反应的催化剂,使反应能够在不太高的温度下进行。催化剂的运用量为反应混合物的。反应器内温度必须小于650℃,否则催化剂结构受到损坏,当废气中有碳氢化合物时温度不得超过480℃。克劳斯法要求废气中的H2S的初始浓度应大于15%,否则,H2S的焚烧不能供给满足反应需求的热量,不能保持正常反应所需求的温度。选择性氧化法,是在催化剂的作用下把H2S用空气中的氧直接氧化为硫。这些年,选择性氧化技术有突破性发展,成功的研制出选择性好、对H2O和过量O2不灵敏的高活性催化剂。选择性氧化法硫的总收回率可达98%~99%。湿法氧化与干法脱硫比较,湿法处理能力能大,且操作弹性大。湿法氧化具有如下的特色:脱硫效率高,可使净化后的气体含硫量较低,,将H2S一步转化为单质硫;既可在常温常压下操作,又可在加压下操作,大多数脱硫剂可再生,运转成本低。液相催化法是中国近期研讨的热门,各种液相催化法的技能流程大致一样,均由脱硫和再生组成。五.结论硫化氢废气的净化办法多为回收类办法。对于量大、浓度较高的含H2S气体,通常经过吸收、氧化等进程收回硫磺。对于量小、浓度低的含H2S气体,通常用吸附法处理。氧化法具有处理量大、能够连续生产的优点,在工业生产中应用较多。
化学工程与工艺专业论文范文
在平平淡淡的日常中,大家都经常接触到论文吧,通过论文写作可以培养我们独立思考和创新的能力。还是对论文一筹莫展吗?以下是我精心整理的化学工程与工艺专业论文,希望能够帮助到大家。
一、化学综合实验教学的思考和改革。
1、实验方法绿色化。
结合我院的实际情况,我们对化学综合实验内容进行了合理的选择。首先,在溶剂、原料及产品的选择方面,尽量使用无毒或低毒试剂、少用或不用剧毒的有机物,如不选用苯、甲苯、二氯甲烷作为溶剂或原料进行实验,不选用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸盐作为氧化剂,不选用硝基苯或苯胺作为产品的实验等,并努力实现半微量或微量反应。
其次,在化学反应方面,积极探索无溶剂反应和超声波、微波催化等新型实验,如使用微波催化合成乙酸乙酯不仅可以降低乙酸、乙醇及催化剂浓硫酸的用量,缩短反应时间,而且收率可达90%以上。最后,在实验“三废”处理方面,主要实行“统一回收、循环使用、综合处理”的原则,最终实现“三废”无害排放。
2、实验内容现实化。
在化学综合实验过程中应增加与日常生活相关,以及对化学、社会发展的紧密联系的内容,以提高学生自我钻研、创新的意识和兴趣。膏霜类化妆品已经完全渗透人们的生活,其配制实验也是学生极为感兴趣的综合性实验之一。化妆品原料种类繁多,性能特点各异,在配方中所起的作用不同,一般而言:油脂和蜡及其衍生物为基础组分;为使形成稳定乳化体,需加乳化剂,如司盘类、吐温类;为保证外观和流变性,应加水溶性高分子聚合物;此外,还应根据实际情况加入保湿剂、营养添加剂、防腐剂、色素、香精及祛痘、美白等其他功能性原料。
完成一个具有优良性质的膏霜类化妆品的设计,需要掌握原料的性质特点、性质影响因素及相互影响;实验方案的设计、改良和优化;产品性质评价等多方面的内容。膏霜类化妆品设计方案与学生日常生活密切相关,学习兴趣浓,在实验过程中可以体味到科研实践的价值,很好地调动了学生的科研积极性。学生在实验完成后,积极主动地对实验进行总结和分析,对比不同方案优化实验方案,受到多方面的锻炼,实验思路、动手能力得到了有效的培养。
3、实验学科交叉化。
化学综合实验应综合体现有关知识:理论知识和实验知识;单元实验方法和实验操作技能;基础实验知识和科研创新能力训练;实验室实验能力和工业化生产能力训练等。化学合成属无机化学和有机化学的内容,是验证、巩固和加强理论知识,培养学生正确选择化合物的合成方法、条件优化以及一般的分离和鉴定方法,如重结晶、熔点测定等,应该注重合成方法的适用范围、实际条件、应用领域等。
化合物分析包括分析化学和仪器分析,培养学生的基本分析方法和原理、化合物结构解析的基本知识、分析方法的有关计算,应该注重分析方法的合理选择和初步具备对数据的评价能力。化学工程与工艺专业的学生除了掌握化合物合成和分析等自然科学领域的有关知识外,还应具备工程技术科学领域的有关知识和技能。在化学综合实验过程中渗入化工原理实验,回答过程和设备的问题,使学生熟悉工艺流程和操作设备,掌握单元操作的过程规律和典型设备,学会利用理论知识分析操作变量对过程的影响,调整操作参数以完成指定工艺要求,还应启发学生积极思考过程实验装置和操作规范所蕴含的科学依据,为工业化生产奠定基础。如在合成分析纯乙酸乙酯的实验中,使用的化工原料是什么?反应原理是什么?影响因素有哪些?工业上如何除去反应过程中生成的水?产品如何进行纯化,使用何种设备?设备的设计应该满足什么条件?产品纯度如何检测?在回答所有问题时,学生必需掌握合成、设备、分析等有关学科内容,实现学科交叉,对分析纯乙酸乙酯的从合成到工业化产品就有了非常深刻的认识。通过化学综合实验使学生初步具备查阅文献、选择合成方法、拟定实验方案、建立产品分析方法和基本工程操作能力,培养观察、分析和解决问题的能力,为研究性实验和创新性实验打下基础。为了满足实验需要,还应补充其他教学内容,如文献检索、波谱解析、试验设计方法等。
4、实验项目科研化。
化学综合实验除承接基础实验的提升外,还应为科研创新性实验的开展奠定基础,因此必然需要在综合实验中渗透科研的方法和技能。化学综合实验一般在第三学期,开设时间为两周,对一个实验项目不能进行特别深入的研究,因此选题就显得尤为重要,应该注意选题的难度控制和选题的意义。根据我院情况,题目来源主要有:教师科研项目中可分割的、难度适宜的试验部分;教研组开发的综合实验;学生提出可实行的实验项目等。科研实验对于本阶段的学生来说有一定难度,因此教师要从文献的查阅、实验方案的确定、实验条件优化、实验仪器操作、数据采集和处理分析等各个环节对学生进行指导,提高学生的动手能力,培养其实践和创新的能力,有利于提高其综合素质,培养其交流协作能力和团队精神。
二、结语。
化学综合实验教学的目的是夯实学生基本理论,培养学生掌握实验技能,提高学生动手能力,使学生具有较强的独立解决问题的能力和良好的专业素质,还要重视对学生实事求是的工作作风,严谨的科学态度和具有创新性的科学思维方法的培养。因此,我们必须不断精选和更新实验内容,重视和加强实验教学研究工作,探索新的实验方法,增加现代的实验技术和手段,努力提高学生的综合素质,以期为社会培养出合格的应用型人才。
一、精心选择教材和教学内容。
我校化学工程与工艺专业英语课程的参考教材是华东理工大学胡明、刘霞编写的《化学工程与工艺专业英语》。笔者选取该教材里具有代表性的五个单元作为基础部分,让学生掌握化学化工常见专业词汇,了解专业英语构词规律,掌握专业英语中常见句式和翻译技巧。同时,从ACS、ScienceDirect、RSC、JohnWiley等数据库出版的化学化工方向的专业杂志中,精选近三年的文献作为学生的参考教材,进行大胆的尝试。常见的化学化工英文文献有三种:全文、快报和综述。这三种文献的写作风格和各组成部分(题目、摘要、关键词、引言、各级标题、结果与讨论、结论、参考文献等)都有各自的特色。在第一次讲述一篇美国人发表在JournaloftheAmericanChemicalSociety上面的文献时,同学们都很好奇,课堂气氛顿时变得活跃起来。
很多学生反映,这是他们首次接触到英文文献。好奇之余,也暴露了一些问题。比如,在短短的三页文献上有太多不认识的英文专业词汇、较多的长难句和定语后置等,给阅读带来了极大的不便,论文的写作风格与教材上面的单元有较大差别,同学们一时间难以适应等。随着教学时数的增长,同学们逐渐适应了英文科技文献写作的风格和格式。比如,美国人写的科技文章(美式英语)和英国人写的科技文献(英式英语)的写作风格就有较大的差别。
二、激发学生学习的兴趣,营造宽松、愉悦的课堂氛围。
兴趣是最好的老师,是学业成功最重要的心理动力。因此,要让学生充分认识到学习专业英语的重要性和必要性。在第一次上课时,笔者就试图从以下几个方面培养学生学好专业英语课程的兴趣和紧迫感:
(1)让学生了解中国化学工业和世界化学工业的状况。中国化学工业在深化改革中取得重大的发展,但是与世界发达国家相比还有一定的差距,在技术方面还远远落后于发达国家,这就需要同学们发扬“师夷长技以制夷”的爱国主义精神。
(2)让学生了解中国化学工业日益成为世界化学工业发展中一支充满生机和活力的重要力量。许多跨国公司把中国作为投资和贸易合作的对象,如:巴斯夫、陶氏、联合利华、杜邦等。毕业生要想在这些公司谋得一席之地,就必须具有良好的语言能力和丰富的专业知识。
(3)让学生认识到专业英语在本科最后两年学习中的重要性。专业英语知识掌握的好坏,将直接影响着我校化工专业学生学习化工热力学(双语和英语)的效果。此外,本科生毕业论文(设计)的环节要求学生翻译一篇和毕业论文相关的英文文献(译文字数不少于3000字),撰写毕业论文的英文摘要,熟悉本专业的几种主要外文期刊。
最后,在研究生面试时,很多高校和研究所都要求翻译一篇或者几段英文文献。尝试将课堂交给学生,营造宽松、愉悦的教学氛围。不论什么课,如果只是老师一味地讲解,学生没有参与到其中,那么课堂气氛一定很沉闷。有些老师希望通过提问的方式促进师生之间的互动,但又发现,中国的学生,尤其是大学高年级的本科生,很少有学生在课堂上愿意主动回答问题。笔者采取的做法如下:明确地告诉学生,本课程的平时成绩占35%,每个同学至少在课堂上回答一次问题才能得到平时成绩,回答问题次数越多,平时成绩越高。这样一来,就使得本来很沉闷的教学课堂,气氛一下子变得非常活跃,甚至出现多个学生争抢回答一个问题的现象。
三、以公平为原则,改革单一的考核模式。
专业英语考试的重点应放在考察学生综合利用专业英语知识从英文资料中获取信息的能力。其关键在于学生能否理解英文文献资料。笔者认为,能够用自己的语言,将一篇文献中的工作描述出来,并且能让同学们听懂,就可以称之为“理解”。基于这种观点,笔者采取了全新的考核方式。在第一次课的时候,就将同学们分成不同的小组(5人一组),老师给出几十篇英文文献,要求每个小组从中选择一篇,并以之为基础,制作PPT。当本学期课程快结束时,由其中一个学生上台讲解他们制作的幻灯片(时间约6min)。
讲解完毕后,该小组的其他成员和其他小组的学生均可补充,并回答同学们和老师提出的问题。最后,根据学生在报告中所体现的对文献的理解程度和回答问题的情况给出考核成绩。这种模拟学术报告及问答的过程,不仅对学生专业英语的应用能力进行了考察,还锻炼了他们制作幻灯片和现场演讲的能力。通过这种考核方式,学生不仅学到了知识,而且也锻炼了人际交往和团队协作的能力,为以后的应聘求职奠定了良好的基础。
四、结语。
所谓“授人以鱼,不如授之以渔”,在有限的化工专业英语教学课时内,笔者采用这样的教学方法对我校化工专业连续三届学生进行教学,取得了良好的教学效果。学生不但掌握了基本的化学化工类专业词汇,还掌握了较为完整的专业英语知识、扩大了学生的适应面,为学生日后的应聘求职和研究生生涯奠定了一定的基础。
自1994年我校开设化学工程与工艺专业以来,十多年间,我校化工专业蓬勃发展,培养了千余名合格的毕业生。我校化工专业分两个专业方向培养,分别是煤化工专业方向和高分子化工方向,大三第二学期由同学们自愿选报专业方向。据统计,报高分子化工专业方向的学生不足11%,为了了解同学们的想法,我们对学生进行了一次问卷调查,调查结果显示,同学们选择专业方向的主要依据是考虑到就业的便利。近年来我国,尤其是西部,陕西、山西、宁夏等地煤化工行业较热,结合我院生学来源,超过一半的学生在考虑就业时倾向回原籍工作,于是参照往届同学的经验,大多选择了煤化工方向,无暇顾及到自身的兴趣。
不少同学对这两个方向都不甚了解,对我国化工行业了解甚少,选报哪个方向都无所谓。还有相当一部分学生反映对专业的培养计划不了解,培养计划在实施过程中课程的设置和安排不尽合理,课程安排有前松后紧的现象。这些不解和困惑都在很大程度上影响到同学们的学习热情,从侧面反映出我校化学工程与工艺专业建设上亟待解决一些问题。
基于以上分析,我认为我校要培养满足市场需求的化工专业人才应该从下面几点来开展工作。
1、调整培养计划,进行培养规范的整体设计
专业规范对提高高等教育质量具有重要的现实意义,它是高等学校以专业人才培养模式改革研究为基础,在改革实践过程中对有关专业的课程体系、知识体系、实践教学体系和相应的参考指标进行整体设计,专业规范对专业人才设定培养规格,拟定培养目标。在高等院校进行教育教学改革过程中,对人才培养规范进行整体设计,是开展专业建设与深化改革的重要入手点[1]。
应对当前的就业形势,制定化工专业的专业规范非常有必要。自1999年以来,高校外延发展迅速,新增高校、新增专业多了,人才培养难度更大,要求更高。另外,高等教育大众化阶段教育质量呈多元化,亟需制定专业规范,一般高校工科专业人才培养规格的定位决定了人才培养模式的基本框架。
2、加速进行我校化学工程与工艺专业的认证工作
化学工业是国民经济的支柱性行业,为了让高校能更好的为社会服务,高等院校为化工行业提供主要人力资源,教育部自2006年启动了化工专业认证试点工作,目前已有6个专业点进行了试点工作[2]。化工行业对人才的评价标准和要求,主要体现在以下几个方面:
(1)有良好的职业道德,了解本行业的相关法律法规,体现出较好的人文素养。
(2)数学、自然科学基础较好,工程基础知识扎实,掌握一定的经济管理知识;掌握化学工程、化学工艺学科的基本理论、基本知识,了解本专业的前沿发展现状和趋势;具备运用现代信息技术获取专业信息的能力。
(3)具备化学与化工实验技能,有工程实践经历,具备计算机应用能力,接受过科学研究与工程设计方法的基本训练,能够运用所学知识和技术手段分析并解决工程问题。
(4)具有较强的组织管理能力,表达流利,人际交往能力突出,有较强的团队协作精神。
(5)具有终身学习能力和国际视野。与以上标准相对照,我校在培养化工人才方面还存在着明显的缺陷和不足。还有很多工作要做。
结合行业要求分析,我校化工专业目前存在的问题主要有:
(1)教师队伍中普遍经历单一,缺乏工程师经历。
(2)实践教学环节不完善,学生工程实践能力较弱,创新创业能力不足,学校与工业界联系不够紧密。
(3)缺乏对学生的团队精神的系统训练。
(4)毕业生的调查与跟踪机制不够完善等。除此之外,缺乏科学的学生考评机制,缺乏毕业生跟踪与反馈体系。因此要针对这些问题,以专业认证为契机,有目的的开展工作。
3、灵活设定培养方向
专业方向的设置是高校人才培养的基础,开设什么样的专业方向,关系到培养什么样的专业人才,培养出来的人才是否符合社会的需求,这个问题关系到一个专业的前途命运。在充分利用我校资源的同时,在专业方向设置上体现差异,强化特色,做到以质量求生存,以特色求发展。在开设专业方向的问题上,要避免与周围同区域、同等水平的院校趋同,以减少资源的浪费,避免在人才培养上出现重复和过度竞争,充分体现差异[3]。
4、优化各级结构,提高培养质量
当前,大学生毕业后难就业已经成为社会主要关注的问题,也是每所高校所面临的最为严峻的挑战。要解决这个问题除了国家宏观上的'一些制度和政策的支持外,高校还应该根据市场所需人才,有针对性的提高培养质量。提高培养质量,既要从宏观上把握高等教育的结构,明确学校、院系和学科的定位,满足地方经济社会的发展对高等教育的要求,另外,要从微观上、从学校本身把握高等教育的内部结构,理顺专业结构、学科结构与理论结构,使我们培养的人才和社会需求相一致[4]。
我国的高等教育逐渐从精英教育转向大众化教育阶段,大学之间的功能也由以前的趋同转向为逐渐分化,这就使得学校的专业定位显得尤为重要。我校化工专业应根据主要生源地的用人需求,将培养的方向和层次准确定位,针对培养什么样规格的人才,满足哪些领域的社会需求等这些问题开展广泛的研究,谨慎决定。此外,认真处理好专业建设中适应与对口的关系,在一般的学校,学生是直接面对市场就业的,应该将专业设置得窄一点,对口性更强一点[4]。
通过以上论述可以看出,要想扩大我校化工专业在西部地区的办学影响力,还需要我们多了解学生的思想动态,提升认识水平,根据市场的需求,提高培养质量,能够很好的在地方经济建设中发挥主要作用,扎扎实实做好专业建设工作。相信在不远的将来,我校化学工程与工艺专业一定会成为西部最具影响力的王牌专业,为我国化工行业培养出更优秀的人才。
1、化学工程与工艺专业的煤化工特色专业建设原则
以市场为导向
随着能源需求量不断增大,我国对开发能源的技术人才也有了更高的要求。我国教育部在1996年将“煤化工”等专业列为化学工程与工艺专业,促进我国煤化这一特色专业发展。加强煤化工特色建设,可以扩大煤化工产业,推广清洁能源,这也是市场经济的必然需求。煤化工特色建设,要以市场为导向,将学生的就业与市场相结合,从而保证学生在面对社会选择的时候,有足够的自信,具备扎实的专业基础和技术水平,提高就业机会。
发扬创新精神
只有发扬创新精神,才能够彰显特色。特色专业是经过改革后被确定的内容,它本身就具有探索和创新,但煤化工专业发展中,以往的教学经验仍然会对创新有所阻碍,因此在建设有特色的煤化工专业时,要用发展的眼光看问题,创新教育观念和人才培养机制,促进煤化工特色建设。
稳定发展原则
化学工程与工艺专业的煤化工特色建设,始终坚持煤化工人才培养方向,也有着自身的特色,毕业后学生主要面对钢铁冶金系统,能源方向,因此在建设特色专业是,也要立足根本,找准发现,坚持稳定发展的原则。煤化工建设要以市场为导向,在发展中会面临内部和外部的变化,因此稳定发展,才能适应不确定的变化,适应社会和市场的要求。
2、建设煤化工特色的对策
创新教育观念
专业建设是高校办学理念的表现形式,其特色建设的发展方向、过程等都离不开一定的理念指导[1]。煤化工特色专业的发展与市场分不开,煤化工专业与能源安全与供应、钢铁冶金行业发展与节能减排实现有着很大的关系。随着能源问题出现,可持续发展的理念不断摄入,煤化工专业发展也要将观念进行创新,以便适应社会的要求。可以通过实现教育活动,将教育观点和教学理念进行谈论和创新,在实际工作中,如果出现了教学理念偏差,要及时用正确的思想观念给予指导。创新教育观念是培养煤化工人才的必然要求,通过定期考核,加强教育工作者的思想意识,将这种观念融入教育,这也是促进我国煤化工产业的重要措施。
创新课程体系
煤化工特色专业要突出特色,因此要有明确的教学目标,以便在基础教学中突出特色,从而培养有特色的专业性人才。化学工程与工艺专业的课程体系要突出煤化工特色,根据高校制定人才培养目标,科学设定课程体系,使本专业的教学能够有序进行。课程体系是特色专业实施的基础和关键,因此要保证其合理性、科学性和可持续发展。煤化工专业是一门传统的学科,但特色建设赋予了它新的生命力,因此这门学科的课程体系要与国内外最新的教育理念相吻合,从而能够在以往的经验中,发挥教学成果的理念,整合课程资源,促进特色专业发展。煤化工特色建设课程体系要反应时代的特征,但也要与学校的特色向结合,建设出使用社会发展的化学工程与工艺专业的课程体系。煤化工课程体系要突出特色,例如开展“焦化特色课程”、“清洁能源课程”等,充分发挥本专业的特色。将基础必修课和辅修课程想结合,促进煤化工特色专业发展。
理论与实践相结合
化学工程与艺术是实践性较强的专业,在建设特色煤化工专业时,要将理论与实践向结合,培养学生的综合能力[2]。教师在教学时,可以结合计算机开展辅助教学,将最前沿的煤化工专业知识传授给学生,让学生形成较强的专业意识。高校还应加强与企业的合作,为学生提供更多的实践机会,让学生参与到企业生产实践中,培养学生的动手能力,在实践中,学生能够更好地解决问题。将理论与实践向结合,才能够促进煤化工特色专业建设,学生在实践中,专业能力得到锻炼,整体的素质也会不断提高。
建立健全质量保障体系
完善的质量体系建设是有特色的化学工程与工艺专业的保障,在科学的监督机制中,促进煤化工专业发展。高校要保证特色专业有效进行,就要对其投入更多的科研、资金及教学条件,这些物质保障是实施特色专业的前提。化学工程与工艺专业的煤化工特色建设中,会面临很多问题,如课程实施不佳,教师专业能力不强等,这些因素都会阻碍课程目标的实现。做好特色专业,离不开完善的质量保障体系。为了保证教学质量,因此要制定质量责任制,包括学生评价、教学反馈、教务系统质量检测等,确保教学目标的实现。
3、结语
化学工程与工艺专业的煤化工是高校的特色专业,因此要坚持以市场为导向和创新性原则,在稳定发展的基础上,促进本专业特色发展。煤化工特色建设要创新教育观念,将理论与实践相结合,健全教学质量监督机制,突出特色,促进教学目标的实现,为社会培养更多的煤化工专业人才。
化石燃料有限的储量使人类正面临着前所未有的能源危机。同时其燃烧产物被排放到大气中加速了温室效应。氢气具有含量丰富、燃烧热值高、能量密度大、热效率高、清洁无污染以及输送成本低以及用途广泛等优点川,被认为最有可能成为化石燃料的替代能源。 氢气是一种理想的能源,具有转化率高、可再生和无污染等优点。与传统制氢方法相比,生物制氢技术的能耗低,对环境无害,其中的厌氧发酵生物制氢已经越来越受到人们的重视。主要介绍了厌氧发酵生物制氢技术的方法和机理,分析了生物制氢的可行性,结合国内外研究现状提出了未来的发展方向。 全球石油储量不断减少。最新研究表明:按目前全球消费趋势,球上可采集石油资源最多能使用到21世纪末。石化、燃煤能源使用,还带来严重大气环境污染,人们日益感觉到开发绿色可再生能源急迫性,研究和开发新能源被提到紧迫议事日程。2000年7—8月美国《未来学家》杂志刊登了美国乔治·华盛顿大学专家对21世纪前10年内十大科技发展趋势预测,其中第二条是燃料电池汽车问世,福特和丰田公司实验性燃料电池汽车将2004年上市。第九条是替代能源挑战石油能源,风能、太阳能、热、生物能和水力发电将占到全部能源需求30%。这两条实际上都是新型能源开发利用。我国“十五”国家重点开发技术项目中也将新型能源开发利用放极为重要位置。目前,人们对风能、太阳能开发已经有了相当研究,并已到了进行加以直接使用阶段,生物能研究也取了重要进展,如何将所获能量储存起来,如何将能量转化为交通工具可利用清洁高效能源,是一亟待解决重要课题。 内容摘要2生物制氮技术研究进展传统制氢工艺方法传统制氢工艺方法有:电解水;烃类水蒸汽重整制氢方法及重油(或渣油)部分氧化重整制氢方法。电解水方法制氢是目前应用较广且比较成熟方法之一。水为原料制氢工程是氢与氧燃烧生成水逆过程,提供一定形式一定能量,则可使水分解成氢气和氧气。提供电能使水分解制氢气效率一般75%-85%。其中工艺过程简单,无污染,但消耗电量大,其应用受到一定限制。目前电解水工艺、设备均不断改进,但电解水制氢能耗仍然很高。烃类水蒸汽重整制氢反应是强吸热反应,反应时需外部供热。热效率较低,反应温度较高,反应过程中水大量过量,能耗较高,造成资源浪费。重油氧化制氢重整方法,反应温度较高,制氢纯度低,利于能源综合利用。新型生物制氢工艺发展氢气用途日益广泛,其需求量也迅速增加。传统制氢方法均需消耗大量不可再生能源,不适应社会发展需求。生物制氢技术作为一种符合可持续发展战略课题,已世界上引起了广泛重视。如德国、以色列、日本、葡萄牙、俄罗斯、瑞典、英国、美国都投入了大量人力物力对该项技术进行研究开发。近几年,美国每年生物制氢技术研究费用平均为几百万美元,而日本这研究领域每年投资则是美国5倍左右,,日本和美国等一些国家为此还成立了专门机构,并建立了生物制氢发展规划,以期对生物制氢技术基础和应用研究,使21世纪中叶使该技术实现商业化生产。日本,由能源部主持氢行动计划,确立最终目标是建立一个世界范围能源网络,以实现对可再生能源--氢有效生产,运输和利用。该计划从1993年到2020年横跨了28年。生物制氢课题最先由Lewis于1966年提出,20世纪70年代能源危机引起了人们对生物制氢广泛关注,并开始进行研究。生物质资源丰富,是重要可再生能源。生物质可气化和微生物催化脱氢方法制氢。生理代谢过程中产生分子氢,可分为两个主要类群:l、包括藻类和光合细菌内光合生物;Rhodbacter8604,,,等光合生物研究已经开展并取了一定成果。2、诸如兼性厌氧和专性厌氧发酵产氢细菌。目前以葡萄糖,污水,纤维素为底物并不断改进操作条件和工艺流程研究较多。中国此方面研究也取了一些进展,任南形琪等1990年就开始开展生物制氢技术研究,并于1994年提出了以厌氧活性污泥为氢气原料有机废水发酵法制氢技术,利用碳水化合物为原料发酵法生物制氢技术。该技术突破了生物制氢技术必须采用纯菌种和固定技术局限,开创了利用非固定化菌种生产氢气新途径,并首次实现了中试规模连续流长期生产持续产氢。此基础上,他们又先后发现了产氢能力很高乙醇发酵类型发明了连续流生物制氢技术反应器,初步建立了生物产氢发酵理论,提出了最佳工程控制对策。该项技术和理论成果中试研究中到了充分验证:中试产氢能力达,制氢规模可达500-1000m3/m3,且生产成本明显低于目前广泛采用水电解法制氢成本。生物制氢过程可以分为5类:(1)利用藻类青蓝菌生物光解水法;(2)有机化合物光合细菌(PSB)光分解法;(3)有机化合物发酵制氢;(4)光合细菌和发酵细菌耦合法制氢;(5)酶催化法制氢。目前发酵细菌产氢速率较高,对条件要求较低,具有直接应用前景。但PSB光合产氢速率比藻类快,能量利用率比发酵细菌高,且能将产氢与光能利用、有机物去除有机耦合一起,相关研究也最多,也是最具有潜应用前景方法之一。生物制氢全过程中,氢气纯化与储存也是一个很关键问题。生物法制氢气含量通常为60%-90%(体积分数),气体中可能混有CO2、O2和水蒸气等。可以采用传统化工方法来,如50%(质量分数)KOH溶液、苯三酚碱溶液和干燥器或冷却器。氢气几种储存方法(压缩、液化、金属氢化物和吸附)中,纳米材料吸附储氢是目前被认为最有前景。目前研究中存问题纵观生物技术研究各阶段,比较而言,对藻类及光合细菌研究要远多于对发酵产氢细菌研究。传统观点认为,微生物体内产氢系统(主氢化酶)很不稳定,进行细胞固定化才可能实现持续产氢。,迄今为止,生物制氢研究中大多采用纯菌种固定化技术。,该技术中也有不可忽视不足。首先,细菌包埋技术是一种很复杂工艺,且要求有与之相适应菌种生产及菌体固定化材料加工工艺,这使制氢成本大幅度增加;第二,细胞固定化形成颗粒内部传质阻力较大,使细胞代谢产物颗粒内部积累而对生物产生反馈抑制和阻遏作用,使生物产氢能力降低;第三,包埋剂或其它基质使用,势必会占据大量有效空间,使生物反应器生物持有量受到限制,限制了产氢率和总产量提高。现有研究大多为实验室内进行小型试验,采用批式培养方法居多,利用连续流培养产氢报道较少。试验数据亦为短期试验结果,连续稳定运行期超过40天研究实例少见报道。即便是瞬时产氢率较高,长期连续运行能否获较高产氢量尚待探讨。,生物技术欲达到工业化生产水平尚需多年努力。3、展望氢是高效、洁净、可再生二次能源,其用途越来越广泛,氢能应用将势不可当进人社会生活各个领域。氢能应用日益广泛,氢需求量日益增加,开发新制氢工艺势必行,从氢能应用长远规划来看开发生物制氢技术是历史发展必然趋势。开发中国生物制氢技术需要做到以下政策和软件支持:(1)励大宣传。人是生物能源生产主体和消费主体,有必要舆论宣传加强人们对生物能源认识;(2)加大政府投资和扶持。新生物能源初始商业化阶段要进行减免税等优惠政策;(3)借鉴国外经验。充分调动方和工业界积极性八(4)加强高校对生物能源教育及研究。人们对生物能源认识不断加深,政府扶持力度加大和研究深人,生物制氢绿色能源生产技术将会展现出它更大开发潜力和应用价值。本文出自:广州灵龙电子技术有限公司,制氢、氢燃料电池()
1前言 石油和天然气两种处于自然状态的烃类化合物能源具有不可再生性,随着化石燃料耗量的日益增加,终将要枯竭,这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料、储量丰富的新的能源。氢能 就是这种能源,且氢能的研究同时还迎合了工业化国家日趋严格的环保政策,因而各国对氢能的研究变的日益活跃起来。 氢原子序数为1,常温常压呈气态,超低温、高压下又可成为液态。作为能源, 氢有以下特点: 1)氢是构成了宇宙质量的75%,存储量大。 2)氢的发热值高,是汽油发热值的3倍。 3)氢燃烧性好,点燃快,3%-97%范围内均可燃。 4)氢循环使用性好,燃烧反应生成的水可用来制备氢,循环使用。 5)氢利用形式多,可以产生热能、可用于燃料电池,或转换成固态氢作结构材料。 美国著名石油专家埃克诺米迪斯博士预测:主宰未来世界的能源将是氢能。 2氢能的主要应用领域 二航天 早在M战期间,氢即用作A-2火箭液体推进剂。1970年美国”阿波罗”登月飞船使用的起飞火箭也是用液氢作燃料。 目前科学家们正研究一种”固态氢”宇宙飞船。固态氢既作为飞船的结构材料,又作为飞船的动力燃料,在飞行期间,飞船上所有的非重要零部件都可作为能源消耗掉,飞船就能飞行更长的时间。 交通 在超声速飞机和远程洲际客机上以氢作动力燃料的研究已进行多年,目前已进人样机和试飞阶段。据欧洲空客公司预测,到2004年,欧洲生产的飞机将部分采用液氢为燃料。德国戴姆勒一奔驰航空航天公司以及俄罗斯航天公司从1996年开始试验,其进展证实,在配备有双发动机的喷气机中使用液态氢,其安全性有足够保证。 美、德、法等国采用氢化金属贮氢,而日本则采用液氢作燃料组装的燃料电池示范汽车,已进行了上百万公里的道路运行试验,其经济性、适应性和安全性均较好。美国和加拿大计划从加拿大西部到东部的大铁路上采用液氢和液氧为燃料的机车。 :民用 除了在汽车行业外,燃料电池发电系统在民用方面的应用也很广泛。氢能发电、氢介质储能与输送,以及氢能空调、氢能冰箱等,有的已经实现,有的正在开发,有的尚在探索中。燃料电池发电系统的开发目前也开发的如火如茶:以PEMFC为能量转换装置的小型电站系统和以SOFC为主的大型电站等均在开发中。 :其它 以氢能为原料的燃料电池系统除了在汽车、民用发电等方面的应用外,在军事方面的应用也显得尤为重要,德国、美国均已开发出了以PEMFC为动力系统的核潜艇,该类型潜艇具有续航能力强,隐蔽性好,无噪声等优点,受到各国的青睐。 3 氢能应用的主要问题 :氢气制备 氢气能否广泛使用,制氢工艺是基础,目前主要的制氢工艺主要包括: 1)采用矿物燃料、核能、太阳能、水能、风能及潮汐能等方式电解水制备氢气是目前的主要研究方向,其中以利用太阳能制氢的研究最多也最有前途; 2)热化学循环分解水制氢方法是在水反应系统中加人中间物,经历不同的反应阶段,最终将水分解为氢和氧,且中间物不消耗; 3)光化学制氢是在有光照催化剂作用下,促使水解制得氢气; 4)矿物燃料制氢是利用化学方法将矿物中的氢元素提取出来的方法,如煤的焦化、煤的气化等; 5)生物质制氢是在将生物体中的氢元素通过裂解或者气化的方法提取出来的方法; 6)各种化工过程副产品氢气的回收,如氯碱工业、冶金工业等。水电解制氢、生物质制氢等制氢方法,现已形成规模,其中,低价电解水制氢方法在今后仍将是氢能规模制备的主要方法,目前应用中尚需要降低电耗。 :氢气一运输 工业实际应用中大致有五种贮氢方法,即: (1)常压贮存,如湿式气柜、地下储仓; (2)高压容器,如钢制压力容器和钢瓶; (3)液氢贮存:采用液氢贮存,就必须先制备液氢,生产液氢一般可采用三种液化循环,其中带膨胀机的循环效率最高,在大型氢液化装置上被广泛采用;节流循环,效率不高,但流程简单,运行可靠,所以在小型氢液化装置中应用较多。氦制冷氢液化循环消除了高压氢的危险,运转安全可靠,但氦制冷系统设备复杂,故在氢液化中应用不多。 (4)金属氢化物:当用贮氢合金制成的容器冷却和压人氢时,氢即被储存;加热这一贮存系统或降低其内部压力,氢就会释放出来。 目前金属氢化物合金体系主要有:l)LaNi5系合金;2)MnNi5系合金等;3)TiMn系合金;4)TiMn系合金(ABZ);5)镁系合金;6)纳米碳等。 (5)除管道输送外,高压容器和液氢槽车也是目前工业上常规应用的氢气输送方法。 金属氢化物贮氢装置的开发 在氢的制备和贮存、输送问题解决后,下一步的研究就是氢化物贮氢装置的开发,目前主要包括以下两类: 固定式贮氢装置 固定式贮氢器其服务场合多种多样,容量则以大中型为主。美国开发的以合金为基体中型固定式贮氢器;日本则用贮氢合金开发了叠式固定装置;德国用TiMn2型多元合金开发的贮罐是由32个独立贮罐并联而成,容量为目前世界上最大的;我国浙江大学分别用(MmCaCu)(NiA1)5增压型贮氢合金、MINi4. 5 Mn0. 5合金分别开发了两种固定式装置。 移动式贮氢装置 移动式贮氢器除了携带运输氢气外,还可用于燃料电池氢燃料的存储。作为移动式装置要兼顾贮存与输送,因此要求重量轻、贮氢量大等问题。其中金属氢化物贮氢器不需附加设备(如裂解及净化系统),安全性高,适于车船方面应用;用常温型合金,质量贮能密度与 15 M Pa高压钢瓶基本相同,但体积可小得多。如德国海军的混合推进系统在潜艇,氧以液氧形式贮存,氢则以TIFe合金贮存。 目前工作的方向 在PEMFC已有技术基础上,除继续加强大功率PEMFC的关键技术研究外,还应注意PEMFC系统工程关键技术开发和系统技术集成,这是PEMFC发电系统走向实用化过程的关键。 在航空领域则要是解决氢能的贮存和生产成本问题,目前的一个研究趋势是开始将传统的机翼设计成为可以容纳更多液态氢的新型构造。 在汽车领域的问题主要是存在贮氢密度小和成本高两大障碍:以储氢合金贮氢为动力的汽车连续行驶的路程受限制,而以液氢为动力的主要是由于液氢供应系统费用过高而受到限制。 氢在航天动力方面已广泛应用,例如大容量镍氢电池等,但氢能的大规模的应用还有待解决以下关键问题:l)廉价的制氢技术;2)安全可靠的贮氢和输氢方法。 4 未来氢能经济社会的特色 随着科学技术的进步和氢能系统技术的全面进展,氢能应用范围必将不断扩大,氢能将深人到人类活动的各个方面,因而我们可以勾勒出未来氢能经济社会的一副大致图画: l)、化石能源(石油、煤炭、天然气)封存,留作化工原料; 2)、建立居家小型电站,取消远距离高压输电,通过管道网,送氢气至千家万户。 3)、各种类型空气一氢燃料电池成为普遍采用的发电工具。 4)、取缔内燃机动力,汽车、火车、飞机改用燃料电池,消灭了一切能源污染隐患和内燃机车噪音源。 5)、每个城市和家庭有能源供应和回收的完善循环系统。 6)取消火力发电,核电站、水利发电站、风力发电站、潮汐发电完成正常的电力供应后,剩余电力用于电解水制氢,作为储备能源。 5 我国发展氢能的对策 氢能的研究和应用是历史不可逆转的潮流,各国政府目前均对此展开了大量的研究,我国在这方面也投入了不少的人力、物力、财力,并取得了一定的成果,但我们也应该看到目前我们与工业化国家的差距,根据我国的国情制定相应的氢能发展战略,个人认为应包括以下的几点: (1)电解水制氢是获取氢源的重要途径,目前因耗电量大、电价高导至氢气成本高,推广使用受到限制,开发新型电解水制氢工艺,降低能耗也是一个重要的议题。 (2)各种新的制氢方法如从HZS制氢、从生物质制氢及用热化学法水分解制氢以及化工产品中副产品氢气的回收等应予以重视; (3)储氢材料的研究国内进行了较多的研究,但是目前很少有实用化的报道,因而开展科技成果的转化以及新型储氢和输氢装置的研究也尤为重要; (4)氢能未来应用的主要领域还是在燃料电池方面,我国开展这方面的研究也已经有一定基础,但主要是集中在研究燃料电池组件方面,对于系统集成等研究报道不多,同时由于资金和技术方面等因素,目前与国外还是有较大的差距,因而应加大投资力度,迎头赶上。 (5)氢能开发最有前景的方式是与太阳能结合,因而对于太阳能电池系统及材料的研究也应当引起足够的重视。 6结语 就环境保护和市场需求而言,洁净和成本是两个关键参数,光有洁净而成本过高就没有市场,因而目前降低氢能的利用成本成为当务之急,各工业化国家对这方面的研究都十分重视,其中美国政府决定今后五年为开发氢能拨款 17亿美元,力争到 2040年以前使每天的石油消耗量减少 1100万桶。世界上40家重要的汽车厂商中,已有25家决定考虑采用氢能,以适应日益严格的环保政策。因而虽然目前困难重重,但在不久的将来我们可以预见氢能的利用一定能够走进我们生活的方方面面。
咏石灰》 于谦千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间。同学们!见过这首诗吗?如果见过,你又知道其中蕴涵的化学知识吗?也许你知道,也许你不知道。没关系,看了下文,你就会明白!一、 开启化学之门我们周围的世界,是一个物质的世界。这些物质,无时无刻不在变化:巨大的岩石逐渐风化变成泥土和沙砾;由于地壳变动而埋没在地下深处的古代树木变成了煤;铁器在潮湿的空气里逐渐生锈;等等。人类为了生活和生产,在长期跟自然作斗争的过程里,积累了许多有关物质变化的知识。从而逐渐认识到,自然界里一切物质变化的发生都有一定的原因和条件。掌握了物质变化的原因和条件,就能进一步控制物质变化的发生,以达到利用自然和改造自然的目的。化学就是一门物质性质和物质变化规律的基础自然学科,它研究物质发生变化的原因和条件,以及随着变化发生的各种现象(例如发光、放热、发生气体等)。二、 进入化学之门我国社会主义现代化建设的发展和能源消费的增长密切相关。常规性能源主要为化石燃料的煤、石油、天然气等,提高这些能源的有效利用率,在进行这些技术的革新中,离不开化学知识,离不开化学工作者的努力。在开发新能源中,化学同样发挥着巨大的优势,如核能和太阳能发电装置都离不开特殊材料的研制。1. 实用的新能源——电池铝-空气-海水为能源的新型电池是我国首创的,可用作水标志灯已研制成功。还有特种电池,如太阳能电池就是利用晶体硅和非晶体硅为材料制成的一种将太阳能转化为电能的装置。这种电池的前景最为广阔,因为它没有污染,据预测到21世纪中期全世界的电力总耗量的20%~30%将由太阳能电池提供。主要用于航天领域的氢氧燃烧电池是一种高效低污染的新型电池。它的电极材料一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性碳电极等,电解质溶液一般为40%的KOH溶液。电极反应如下 负极: H2====2H 2H+2OH¯—2e=2H2O正极:O2+2H2O+4e ===== 4OH¯电池总反应:2H2+O2 2H2O电子手表之所以能昼夜走动,袖珍电子计算机的液晶显示器显示数字等都靠的是微型电池。电子手表用的是银锌电池,化学反应方程式为:Ag2O+2Zn ===== Ag + 2ZnO,银-锌电池安装在电子手表中可以使用长达两年之久。1958年第一个心脏起搏器在瑞典植入成功,植入人体内,使用寿命长达10年之久。这种能源起搏器的安装寿命最长、可靠性最高的是锂-碘电池。这是多么神奇呀!2.未来的能源——水中取“火”目前世界各国都在探索新能源,如太阳能、潮汐能、地热、氢燃料和核能等,其中氢气是一种最有发展前途的新燃料,而氢气来自取之不尽,用之不竭的水。H2O ==== H2↑+O2↑,可用光化学法、生物方法或太阳能直接将海水转变为氢气。一旦水真正成为制氢的原料,人类又获得一种经久的能源。随着科技的发展,能提取的水将成为人类广泛使用的一种廉价能源,汽车、轮船、飞机和各种动力设备都将用氢气作燃料。更有意义的是氢气燃料又与氧气化合成水,如此循环不息,使氢气成为人类永不枯竭的能源。三.化学之门处处开1. 衣 随着生活水平的提高,人们都喜欢穿羊毛衫和羊毛外套。俗话说“羊毛出在羊身上”,但也有不出在羊身上的“羊毛”。这就是在百货商店大量充满毛线柜台色彩特别耀眼的腈纶毛线。腈纶有“合成毛线”之称,它的学名叫聚丙烯腈,它具有羊毛的特点,并且有优于羊毛之初。腈纶是怎样合成的呢?制取腈纶的原料是丙烯腈(CH2===CHCN),丙烯腈可以由电石制造,也可以用石油裂解和炼油废气中的丙烯来制造,丙烯经过氨氧化后,便成了丙烯腈:CH2====CH—CH3 + NH3 +3/2O2 磷钼酸铵400~500°CCH2====CH—CN +3H2O丙烯腈通过聚合反应变成聚丙烯腈,然后通过喷丝、纺织便成了腈纶纤维。2 食 炸油条时,向面团里常加入纯碱和明矾,这是为什么呢?其实发明油条的人可能并不懂得化学,但是他不自觉地利用了三个化学原理,才得到受人喜欢的油条。纯碱(NaHCO3)和氢氧化钠(NaOH),这就是做油条的第一个反应:Na2CO3+H2O ==== NaHCO3+NaOH。第二个反应是生成的碳酸氢钠受热分解成碳酸钠、水和二氧气化碳:2NaHCO3=====Na2CO3+H2O+CO2↑两个反应结果使面团里形成了许多充满二氧化碳的微小气室,气体受热会发生膨胀,所以在炸油条时,油条迅速膨胀起来。但上面两个反应结果会产生较多的氢氧化钠,因氢氧化钠是强碱,那是不能吃的,巧在发明油条的知道用明矾,来中和氢氧化钠的碱性。反应产生的氢氧化铝呈胶体形式存在,有利于包裹二氧化碳气体和使面团具有较大限度的伸胀性。氢氧化铝是胃舒平的主要成分,它能中和胃中产生过多的胃酸(盐酸),保护胃壁黏膜,因此患有胃病的人,常吃油条有好处。不但营养价值高,而且舒坦了自己的胃。3 住 聚氯乙烯(PVC),你知道它的作用吗?它就是家居中广泛应用的墙壁装饰材料墙纸的化学原料,把它用刮刀均匀地涂在底纸,再经过一定的工序后,印刷和沟底轧花而成。我们用的肥皂盒、梳子、拖鞋、凉鞋、床单、水桶等都是由聚氯乙烯制成的,有的比丝绸还要柔软,有的比钢铁还要坚硬。在这些材料的制作中掺入不同量和质的添加剂,以至塑料制品达到人们的预计要求。好了,就说到这儿吧,于谦的那一首诗所蕴涵的化学知识就请同学们自己去想吧,读书百遍,其意自见嘛!上面所讲的一些都是日常生活中常见到的,这是微乎其微的,如果想了解更多的化学知识,那就到生活中去看、去听、去感受吧。
联合制碱法(侯氏制碱法) 根据NH4Cl在常温时的溶解度比NaCl大,而在低温下却比NaCl溶解度小的原理,在278K~283K(5℃~10℃)时,向母液中加入食盐细粉,而使NH4Cl单独结晶析出供做氮肥。 此法优点:保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到96%;NH4Cl可做氮肥;可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气CO转化成CO2,革除了CaCO3制CO2这一工序。 回答者:orgsky - 同进士出身 七级 6-11 21:16 CO转化成CO2,革除了CaCO3制CO2这一工序。 回答者:zjywly - 魔法学徒 一级 6-11 21:17 :(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ 不好意思,脚标不方便打字,只能这样了,不知你能否明白? 氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵,这是第一步。第二步是:碳酸氢铵与卤化钠反应生成一分子的卤化铵和碳酸氢钠沉淀,碳酸氢钠之所以沉淀是因为他的溶解度很小。 根据 NH4Cl 在常温时的溶解度比 NaCl 大,而在低温下却比 NaCl 溶解度小的原理,在 278K ~ 283K(5 ℃~ 10 ℃ ) 时,向母液中加入食盐细粉,而使 NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。 此法优点:保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到 96 %; NH4Cl 可做氮肥;可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气 CO 转化成 CO2 ,革除了 CaCO3 制 CO2 这一工序。 回答者:woshippmma - 秀才 二级 6-11 21:35 许多工业部门,尤其是纺织、肥皂、造纸。玻璃、火药等行业都需要大量用碱。古代那种从草木灰中提取碱液,从盐湖水中取得天然碱的方法是远远不能满足需求的。为此, 1775年法国科学院用10万法郎的悬赏征求可工业化的制碱方法。1788年,勒布兰提出了以氯化钠为原料的制碱法,经过4年的努力,得到了一套完整的生产流程。勒布兰制碱流程虽然在推广应用中不断地被完善,但是因为这方法主要是利用固相反应,又是高温操作,存在许多缺陷,生产不能连续,劳动强度大,煤耗量大,产品质量不高。面对这些问题,许多人有意改革它。到了1862年,比利时化学家索尔维实现了氨碱法的工业化。由于这种新方法能连续生产,产量大,质量高,省劳动力。废物容易处理,成本低廉,它很快取代了勒布兰法。 掌握索尔维制碱法的资本家为了独享此项技术成果,他们采取了严密的保密措施,使外人对此新技术一无所知。一些技术专家想探索此项技术秘密,大都以失败告终。不料这一秘密竞被一个中国人运用智慧摸索出来了。这个人就是侯德榜。 披露索尔维制碱法的秘密 侯德榜, 1890年8月9日生于福建闽侯农村。少年时他学习1分刻苦,就是伏在水车上双脚不停地车水时,仍能捧着书本认真读书。后来在姑母的资助下,他单身来到福州英华书院和闽皖路矿学堂读书。毕业后曾在津浦铁路符离集车站做过工程练习生。在工作之余,他抓紧时间学习,1911年考人清华留美预备学校。经过3年的努力,他以10门功课1000分的优异成绩被保送到美国留学。8年中,他先后在麻省理工学院、柏拉图学院、哥伦比亚大学攻读化学工程,1921年取得博士学位。 在国外留学时,他时刻怀念祖国,惦记着处于水深火热中的苦难同胞。这时候,在纽约他遇到了赴美考察的陈调甫先生。陈受爱国实业家范旭东委托,为在中国兴办碱业特地到美国来物色人才。当陈先生介绍帝国主义国家不仅对我国采取技术封锁,而且利用我国缺碱而卡我国民族工业的脖子的情况时,具有强烈爱国心的侯德榜马上表示,“可以放弃在美国的舒适生活,立即返回祖国,用自己的知识报效祖国。” 1921年10月侯德榜回国后,出任范旭东创办的永利碱业公司的技师长(即总工程师)。他深刻地体会到创业之艰难。要创业首先需要实干的精神。他脱下了白领西服,换上了蓝布工作服和胶鞋,身先士卒,同工人们一起操作。哪里出现问题,他就出现在哪里,经常于得浑身汗臭,衣服中散发出酸味、氨味。他这种埋头苦干的作风赢得了工人们、甚至外国技师的赞赏和钦佩。在他的带领下,技师、工人们团结一心,为建成中国自己的碱厂而奋战。 虽然索尔维制碱法的原理很简单:先把氨气通入食盐水,然后向氨盐水中通二氧化碳,生产溶解度较小的碳酸氢钠。再将碳酸氢钠过滤出来,经焙烧得到纯净洁白的碳酸钠。但是具体的生产工艺却为外国公司所垄断,所以侯德榜要掌握此法制碱,得完全靠自己进行摸索,困难是很多的。且不说工艺设计、材料选择、设备的挑选和安装等经过了一个又一个难关,仅从试生产的过程也可略见一斑。例如干燥锅结疤了,浑圆的铁锅在高温下停止了转动,时间长了后果是很严重的。技师们都急得团团转,这时候侯德榜果敢地拿起玉米棒子粗的大铁杆往下捅,操起10一15公斤重的铁杆上下捅可不比举重运动员举杠铃轻松,累得他双眼直冒金星,汗水湿透了工装。不久他觉得单靠力气难于解决这一技术问题,经过大家商量,他们采用加干碱的办法终于使锅底上的碱疤脱水掉下来,总算克服了困难。 侯德榜奋不顾身地把全部身心都扑到了生产上,从调换碳酸化塔的水管,另行设计分解炉,到多次加强冷却设备,改造过滤机以及处理不断发生的生产故障,他都以探索者的勇气、生产者的细心和科学家的严谨来对待。经过紧张而又辛苦的几个寒暑的奋战,侯德榜终于掌握了索尔维制碱法的各项技术要领。1924年8月13日,永利碱厂正式投产。正当大家兴高彩烈地等待雪白的纯碱从烘烧干燥炉中出来时,出现在眼前的却是暗红色的纯碱。怎么回事?这无形给大家泼了一盆冰水。作为总工程师的侯德榜冷静地去寻找事故的原因。经过分析他很快就发现纯碱变成暗红色是由于铁锈污染所致。随后他们以少量硫化钠和铁塔接触,致使铁塔内表面结成一层硫化铁保护膜。再生产时纯碱变成纯白色了。日产180吨纯碱的永利碱厂终于矗立在中国大地上。1926年,永利碱厂生产的“红三角”牌纯减在美国费城举办的万国博览会上荣获了金质奖章。这一袋袋的纯碱是中华民族的骄做,它象征着中国人民的志气和智慧。 摸索到素尔维制碱法的奥秘,本可以高价出售其专利而大发其财,但是和范旭东一样,侯德榜主张把这一奥秘公布于众,让世界各国人民共享这一科技成果。为此侯德榜继续努力工作,把制碱法的全部技术和自己的实践经验写成专著《制碱》于1932年在美国以英文出版。一个有骨气的中国人就是这样披露了素尔维制碱法的奥秘。 拼命为之的中国化学工业 三酸二碱是化学工业的基本原料,仅能生产纯碱显然是不行的。在永利碱厂投入正常运行后,永利公司计划筹建永利硫酸铵厂。这个厂可以同时生产氨、硫酸、硝酸和硫酸铵。建厂的重担自然又落在侯德榜的肩上。 建造硫酸铵厂与当年永利碱厂的开创不一样,不存在技术保密的问题,面临的问题关键是怎么引进国外技术、选购设备,争取投资少而见效快。为此侯德榜不辞辛苦对整个计划作了周密的调查研究。 铵厂的设计,应该自成系统,完整合理,引进技术要完全立足于国情,而不是照搬外国的成套设备。在采购设备中,侯德榜精打细算。凡是国内能够保证质量的,就自己动手在国内解决。进口外国设备时,他巧妙地利用了各国厂商之间的竞争,选择适用又价廉的设备,对若干关键设备;更是力主择优。在与外商谈判和选购设备时,侯德榜相当机智,例如制硫酸的全套设备是从美国买的,在买下这套设备的同时,侯德榜顺便索要了硫酸铵的生产工艺图纸。掉过头来,他又从另一家工厂以废钢铁的价格买下一套硫酸铵生产设备(时至今日还在运转)。这种精明能干连美国的许多经理都佩服。 硫酸铵厂的设备来自英、美、德、瑞士等国的许多厂家,还有些是本国造的,最后竟能全部成龙配套,这是很不容易的。它充分显示了侯德榜的学识才干和昔心经营,表现出他高度的事业J乙和可贵的献身精神。侯德榜能这样出色地指挥完成这项巨大工程,还在于他精通业务、知识广博。正如他自己说的:“要当一员称职的化学工程师,至少对机电、建筑要内行。”这也是他的座右铭。在他给友人伪一封信中他曾写道:这些事,“无一不令人烦闷,设非隐忍顺应,将一切办好,万一功亏一簧,使国人从此不敢再谈化学工程,则吾等成为中国之罪人。吾人今日只有前进,赴汤蹈火,亦所弗顾,其实目前一切困难,在事前早已见及,故向来未抱丝毫乐观,只知责任所在,拼命为之而已。“这就是侯德榜事业心的生动写照。 1937年之丹,在侯德榜、范旭东及全厂员工的努力下,硫酸铵厂首次试车成功。侯德榜“拼命为之”的又一事业成功了。 侯氏联合制碱法的发明 1937年。日本侵华的战火伸向上海、南京。位于南京的硫酸铵厂作为亚洲第一流的化工厂,令日本侵略者垂涎三尺,日本侵略者看到永利公司的军事价值,年产一万吨硝酸,可以制造几万吨烈性炸药。他们派人企图收买范旭东和侯德榜。范、侯明确地表示:“宁肯给工厂开追悼会,也决不与侵略者合作”侵略者加大压力。甚至派飞机对碱厂进行狂轰滥炸。在战火逼近的情况下,侯德榜当机立断,布置技术骨干和老工人转移,组织重要机件设备拆运西迁。 1938年,侯德榜率西迁的全部员工在四川岷江岸边的五通桥建设永利川西化工厂。新厂采取什么工艺是首先要考虑的。制碱的主要原料食盐,在川西只能来源于深井中的盐卤浓缩。盐卤浓度低,所以食盐的成本很高。加上索尔维法的食盐转化率不高(只有70%),这就进一步提高了制碱的成本。固此继续采用索尔维制碱法,生产就难以维持。 侯德榜经过调查,决定改进索尔维法开创制碱新路,他总结了索尔维法的优缺点,认为这方法的主要缺点在于,两种原料组分只利用了一半,即食盐(NaC1)中的钠和石灰(CaCO3)中的碳酸根结合成纯碱(NaCO3)另一半组分食盐中的氯和石灰中的钙结合成了CaCl2,却没有用途。 针对以上生产中不可克服的种种缺陷,侯德榜创造性地设计了联合制碱新工艺。这个新工艺是把氨厂和碱厂建在一起,联合生产。由氨厂提供碱厂需要的氨和二氧化碳。母液里的氯化铵用加入食盐的办法使它结晶出来,作为化工产品或化肥。食盐溶液又可以循环使用。 为了实现这一设计,在1941一1943年抗日战争的艰苦环境中,在侯德榜的严格指导下,经过了500多次循环试验,分析了2000多个样品后,才把具体工艺流程定下来,这个新工艺使食盐利用率从70%一下子提高到96%,也使原来无用的氯化钙转化成化肥氯化铵,解决了氯化钙占地毁田、污染环境的难题。这方法把世界制碱技术水平推向了一个新高度,赢得了国际化工界的极高评价。1943年,中国化学工程师学会一致同意将这一新的联合制碱法命名为“侯氏联合制碱法”。 新中国即将成立的1949年初,侯德榜还在印度指导工作,当他得到友人转来的周恩来给他的信后,他立即克服了种种阻挠,于1949年7月回到了气象更新的祖国,作为科学家的代表参加了全国政治协商会议。从此他开始投入恢复、发展新中国化学工业的崭新工作。为了祖国的化工事业,他走遍大江南北、长城内外。1960年前后,为适应我国农业生产的需要,侯德榜不顾自己已是70高龄,和技术人员一道共同设计了碳化法制造碳酸氢铵的新工艺,为我国的化肥工业发展作出了巨大贡献。 侯德榜先生对科学的态度一贯是严肃认真的。在研究联合制碱的过程中,他要求每个试验都得做30多遍才行。开始时有些人不理解,以为这是浪费时间和耗费精力,多此一举。后来的事实证明,多数试验在进行了20多次以后,数据才稳定下来,这样得到的数据资料才是可靠的,人们这才真正认识到侯德榜这种细致周密、一丝不苟的的科学态度是多么难能可贵。 侯德榜一生谦虚谨慎,平易近人。在创造永利碱厂时是这样,在以后的长期工作中也是这样。他和技术人员、工人及晚辈们在一起,从来不把自己放在权威或高人一等的位置,讨论问题,他总是认真地听取别人的意见,善于从大家的智慧中吸取积极的因素来充实、完善自己的设想。大家都觉得跟他一起工作,心情特别舒畅,能从他身上学到不少东西。 侯德榜先生象一名辛勤的园了,为我国化学工业的发展培养了一批又一批的技术骨干。这些骨干现在大都仍活跃在中国化工领域的各个部门,相当多的骨干已成为厂长、总工程师。他们以侯先生作为自己的榜样,为发展我国的化工事业鞠躬尽瘁。 1974年8月26日,侯德榜先生因病与世长辞,享年84岁。 回答者:Tanworld - 举人 五级 6-12 07:34
抗胃酸。碳酸氢钠片制备中碳酸氢钠的作用主要是抗胃酸,用于治疗胃酸过多。碳酸氢钠片碳酸氢钠片是一种常用的酸碱平衡调节药。主要通过酸碱中和作用,达到碱化尿液、治疗酸血症的功效,也用于缓解因胃酸过高而引起的胃部不适。
A2/O工艺处理城市污水(一) (2011-12-03 21:13:00)转载▼标签: 教育 分类: 博文 摘要本次毕业设计的题目为江阴某经济开发区污水处理厂设计— A2/O 工艺。主要任务是完成该经济开发区排水管网布置及污水处理厂初步设计和单项处理构筑物施工图设计。其中初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂总平面图一张及污水处理厂污水与污泥高程图一张;单项处理构筑物施工图设计中,主要是完成A2/O 平面图和剖面图及部分大样图。该污水处理厂工程,近期规模为万吨/日。该污水厂的污水处理流程为:从泵房到沉砂池,进入A2/O 反应池,进入辐流式二次沉淀池,进入接触池,再进入巴氏计量槽,最后出水;污泥的流程为:从A2/O反应池排出的剩余污泥进入集泥配水井,再由污水泵送入浓缩池, 再进入储泥池,最后外运处置。污水处理厂处理后的出水优于国家污水综合排放标准(GB8978-1996)中的一级标准。所选择的A2/O 工艺,具有良好的脱氮除磷功能。关键词:A2/O 工艺;脱氮除磷;ABSTRACT The topic of this graduate design is about the design of the sewage disposalplant in the development area of economy and techonology in Jangyin City. The technics of the plant is the Anaerobic-Anoxic-Oxic. The main task is the primary design of the plant and the shop drawing of the oxidation ditch pond. The task of the primary design isthata design book、a plan of the plant、the high drawing of the disposal of sludge and sewage; in the single disposal build design, the harvest is that the section plane drawing 、the plan and some part magnifying drawings of the Anaerobic-Anoxic-Oxic. The construction of this plant is 25000 steres per day. The process of the sewage in the plant is that the sewage runs from pumphouseto sand sinking pond, enters the pond of sedimentation tank, enters disinfection pond, then enters calculation trough ,at last lets out. The process of the sludge is that: Surplus sludge from the sedimentation tank enters concentration pond, enters digestion pong, then it is dehydrated, at last it is carried out of the plant. The outlet water of the plant meets the level one of the National SewageDischarge Standard (GB8978-1996). There is an Anaerobic-Anoxic-Oxic more than the craft of SBR in the craft of CASS. it prevents sludge from eapending,promots releasing phosphorus ,andstrengthens anti-nitration. Key words: The Anaerobic-Anoxic-Oxic; Taking off the nitrogen and thephosphorus;第一部分第1章 设计概论 设计任务本次毕业设计的主要任务是完成某经济技术开发区A2/O 工艺处理城市污水设计。工程设计内容包括:1.确定开发区排水体制,完成排水管网规划设计图;2.进行污水处理厂方案的总体设计:通过调研收集资料,确定污水处理工艺方案;进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计;完成污水处理厂总平面及高程设计图。3.进行污水处理厂各构筑物工艺计算:包括初步设计和施工图设计(每位学生要求至少有一个构筑物的设计达到施工图深度)、设备选型,图中应有设备、材料一览表和工程量表。4.进行辅助建筑物(包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等)的设计:包括尺寸、面积、层数的确定;完成设备选型和设备管道安装图。 开发区概况及自然条件 开发区概况1.城市规划江阴临港新城位于江阴市西部,东临主城区、北枕长江、西面和南面与常州接壤,下辖“两街、两镇、一办”:夏港街道、申港街道、利港镇、璜土镇、港口办事处,总计行政区划面积188平方公里,总人口约20万人。2005年12月, 临港新城被列入无锡在“十一五”期间重点建设的五大新城之一;2006年1月,临港新城开发建设正式启动;2006年9月,临港新城被国家发改委正式核准同时被省政府批准为省级经济开发区,命名为江苏江阴临港经济开发区。江阴临港新城始终坚持“以港兴城、港以城兴、港城共荣、互动发展”的战略,全力打造苏锡常都市圈临港产业中心和江阴城市副中心。全面做好港口码头、临港产业、国际商务、现代服务、绿色生态等“五篇文章”,加快实施《临港新城培育四大千亿产业集群纲要》,推动经济与城市全面转型、同步提升。产业是城市发展的根本。依托港口,发展低碳、新材料、机械装备、现代物流四大临港特色产业,全力培育千亿级产业集群是构筑临港新城新一轮区域经济发展比较优势,打造临港经济新增长极,实现可持续发展的必由之路。2.地面水环境状况在开发区范围内长江为主水体,根据江阴市环境监测中心站编制的《江阴临港经济技术开发区环境质量报告书》,在上述7 个水体中共布设监测点19 个,并分枯水期和平水期对其进行采样监测。长江水质检测结果为:在枯水期平均值超标的(按地面水环境质量三类标准GB383888)污染物主要有生化需氧量、亚硝酸盐氮、凯式氮、总磷和大肠菌群等五项;在平水期平均值超标的主要有凯氏氮和总磷两项。其中枯水期BOD5 值最高值和平均值分别为 和5mg/L ,分别超标 倍和 倍,亚硝酸盐氮最高值和平均值分别为 和 ,分别超标 和 倍,凯式氮最高值和平均值分别为 和 ,分别超标 倍和 倍,总磷最高值和平均值分别为 和,分别超标 倍和 倍, 大肠菌群最高值和平均值分别为920000个/升和191333 个/升,分别超标91 倍和18 倍;而平水期凯式氮最高值和平均值分别为和 ,分别超标倍和倍。另外根据开发区地面水环境质量评价结果也可以看出,长江申港段污染负荷比最大,在枯水期超标的评价参数是生化需氧量、亚硝酸氮、凯式氮和总磷;在平水期超标的评价参数是总磷和凯式氮。3.开发区排水现状及规划开发区为新建区域,根据开发区排水总体规划,以采用雨污分流制的排水系统为宜。开发区范围内的雨水根据道路布置情况,依据道路控制高程分散排入现有明渠或湖汊入湖,开发区污水将汇集排入长江。目前开发区已初具规模,随着开发区的建设及工业企业的逐步开工,开发区的废水排放量将不断增多,对上述已被污染的长江申港段将进一步加大其污染负荷比,给开发区环境将带来严重的影响,也将直接影响到开发区的投资环境。另外,开发区位于长江江阴段上游,未经处理的污水直接排入长江,也将对武汉市江段的水质及饮用水源的安全造成威胁。因此,为优化投资环境,改善和提高城区生活环境质量,保证城市居民身体健康,决定修建分流制排水系统和开发区污水处理厂。 开发区的自然条件1.气象资料开发区属亚热带季风气候,全年四季分明,日照充足,雨量充沛,其气象特征如下:(1) 气温年平均气温:℃;最高气温:℃;最低气温:℃。(2)降水量年平均降水量: ;年平均降雨天数: 天。(3) 湿度年平均相对湿度:72%(4)降雪24 小时最大积雪深度:(2008年南方雪灾) 。年降雪日:一般在10 日以内(5)风全年主导风向为东北偏北,冬季以北风和东偏北为主,夏季多为东南风。年平均风速: ;最大风速: 。(6)雾日数年平均雾日数: 日;年最小雾日数:10 日。(7)蒸发量年平均蒸发量:1294mm 。 设计水量与水质⒈ 设计水量污水量标准包括生活污水和工业污水两部分。开发区的综合用水量定为625升/人.日,综合污水量按照给水量标准的80%计,则平均污水量标准为500 升/人.日。按近期规划人口10 万人计算,则该污水处理厂的近期设计污水量为:平均日25000m3/d 。2.污水水质及净化要求原污水水质:COD 320mg/L,BOD5 150mg/L,SS 200mg/L,TN 35 mg/L,NH3-N 15mg/L,TP 4 mg/L。污水经处理后应符合以下具体要求:CODCr≤60mg/L,BOD5≤20mg/L,SS≤20mg/L,TN ≤15 mg/L,NH3-N≤5mg/L,TP 1 mg/L。第2 章总体设计 排水体制在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和雨水,排水系统,也就是将城镇的污水、废水和雨水系统有组织地排除与处理的工程设施。排水系统通常由排水管网和污水处理厂组成。这些污废水是用一个管渠系统还是用两个、三个管渠系统来排,构成了不同的排除方式,称之为排水系统的体制。 合流制排水系统目前我国大多数城市排水体制为合流制,合流制排水系统就是将生活污水、工业废水和雨水用一个管渠系统汇集排除的系统。这种体制有下面两种方式:1.合流制这种方式是将管渠系统分成若干排出口,将混合污水不经任何处理直接就近排八水体。这是一种合流制排水方式,国内外许多老城市几乎者是采用这种简单的排水方式。在过去,工业尚不发达,人口少,污水相对不大,采取水体的自净作用,这种排水体制被长期采用。但是在当今,科技的发展,人口增加,使污水不断增加,水质也日趋复杂,从环保卫生上来看,合流制是水环境污染的主要原因,所以在目前情况就不宜再采用这种排水体制。 截流式合流制这种方式就是在江河岸边修建截流干管,并在合流干管与截流干管交汇设置溢流井。晴天时,混合污水全部由截流干管送至污水处理厂处理后排放;雨天时,当混合水是超过截流干管输水能力后,其超出部分通过溢流并泄八水体。这种体制对带有较多悬浮物的初期雨水和污水都进行处理,对保护水体是有利的,但周期性地给水体带来一定程度的污染,很明显,同为合流制,它又前者优越。这种方式,对一些旧城合流制排水系统改造是可以考虑加以采用的。 分流制排水系统当生活污水、工业废水和雨水用两个或两个以上排水管渠排除时,称为分流制排水系统。其中排除生活污水,工业废水的系统称为污水排水系统;排除雨水的系统称为雨水排水系统。这种体制又有两种方式: 1.完全分流制将城市生活污水及工业废水排到污水系统和雨水排入到雨水系统的体制为分流制。污水排至污水处理厂进行处理,雨水直接排入水体,对于新建城市、新的开发区和新建住宅小区,大都采用这种形式,分流制系统是把城市污水全部送到污水处理厂处理后排放水体,对环保卫生及防止水体污染方面无疑是比较好的排水体制。2.不完全分流制只建污水排水系统,未建雨水排水系统,雨水沿着地面、道路边沟和明渠泄入水体。对于常年少雨、气候干燥的城市可采用这种制。 排水体制的比较排水体制的选择直接影响到对环境的污染。直泄式合流制是不经任何处理把混合污水排入水体,其对水体污染的严重性是不言而喻的,截流式合流制能将晴天时全部生活和工业废水及降雨时较脏的初期雨水截走,送往污水处理厂,这对保护水体是有利的,但在暴雨时,仍有部分混合污水通过溢流井进入水体,造成污染。分流制排水系统,将城市污水全部送至污水厂处理,但初期雨水未经处理直接排入水体,是其不足之处。一般情况下,分流制比截流式合流制在防止水体污染方面更为优越,而且较灵活,较易适应发展的需要,因此应用较广泛。从基建投资方面来看,合流制只需一套管渠系统,其断面尺寸与完全分流制的雨水管渠基本相同,虽然合流制在污水泵站及处理厂规模上要大一些,造价要高一些,但在总体造价还是低于完全分流制,大约要低20-40%。不完全分流制由于没有雨水排水系统,所以其投资最省,施工期最短,发挥效益也快,所以对于一般新建地区,地形坡度比较好,雨水又能沿坡度流入水体,为节约初期投资,可先采用不完全分流制,以后随着建设的发展,再逐步造雨水管渠。从维护管理方面来看,合流制管渠维护管理较简单,对于管渠中的沉积物也可利用雨天的大流是来冲刷,但污水泵站、处理厂因晴雨天的排水量变化幅度较大,增加了运行管理上复杂性。相比之下分流制污水管渠和污水处理厂,流量变化不大,不致产生沉淀物,有利于污水处理厂和管渠的运行管理。 排水体制选择选择排水体制时,应当根据当地的实际条件和环保要求,通过技术经济比较来确定。1.新建城市(1)对于新建城市,当地形有利,在城市发展初期,可采用不完全分流制。人卫生角度上看,虽然雨水沿着地面流动,会带入一些污染物质进入水体,但由于最肮脏的生活污水已用污水管渠收集并加以处理,因此不致于对环境卫生产生很大影响;从经济上看,由于只建污水管渠,造价可大为降低,这在城市发展初期具有很大经济意义;从技术上看,由于已预留雨水管渠的位置,它可随城市发展逐步增设雨水管渠,成为较理想的完全分流制。(2)对于建设水平要求较高且面积较大的开发区城市,应采用完全分流制。2.旧城改造和扩建旧城排水系统的改造和扩建,应在原排水体制的基础上加以考虑。旧城排水系统,一般均为没有污水处理厂的合流制排水系统,污水就近排入水体,没有预留埋设其他管线的地方。因此要将它改造为完全分流制,这在经济上要花费一笔可观的费用,在技术上也十分困难,往往难以实现。且附近水体又缺乏足够的自净能力时,才可考虑改建成其他体制。3.因此,对某城区排水系统的改造和扩建工程中,采用具有截流制合流制排水系统为宜,截流后污水排入到污水处理厂进行处理。总之,影响排水体制的因素较多,我们应立足于本地实际条件,同时考虑污水管排水能力发展的余地,使城市排水体制更加合理完善。根据该经济开发区的较为平坦的地势因素,故管道敷设主要以管长最短为原则,沿街道敷设,一起送入污水处理厂处理后排入长江。 污水处理厂设计规模污水量标准包括生活污水和工业污水两部分。开发区的综合用水量定为625 升/人.日,综合污水量按照给水量标准的80%计,则平均污水量标准为500 升/ 人.日。按近期规划人口10 万人计算,则该污水处理厂的近期设计污水量为:平均日25000m3/d。第3 章污水处理厂设计 污水处理厂址选择污水厂厂址选择应遵循下列各项原则1、应与选定的工艺相适应2、尽量少占农田3、应位于水源下游和夏季主导风向下风向4、应考虑便于运输5、充分利用地形本开发区在总体规划、专业规划及开发区建设中,已按自然地形,用地规划预留了污水处理厂位置。 污水污泥处理工艺选择 水质根据《江阴临港新城经济开发区污水处理厂可行性研究报告》及江阴临港新城经济技术开发区委员会“污水处理厂可行性研究报告评审会专家组意见”,开发区管委会参照类似地区的污水水质及国家《污水综合排放标准》(GB18918-2002) 提出污水处理厂进、出水水质指标列于表 污水处理厂进、出水水质指标单位:毫克/升 表序号 项目 原污水质 出水水质1 BOD5 160 202 CODCr 400 603 SS 125 204 TN 45 205 NH3—N 28 8(15)6 TP 5 污水、污泥处理工艺选择1. 处理工艺流程选择应考虑的因素污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下,所采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时,还需要考虑各处理单元构筑物的形式,两者互为制约,互为影响。污水处理工艺流程的选定,主要以下列各项因素作为依据。① 污水的处理程度② 工程造价与运行费用③ 当地的各项条件④ 原污水的水量与污水流入工程该污水处理厂日处理能力约万吨,属于中小规模的污水处理厂。按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐,20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺,10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺,小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市,应采用二级强化处理,如A2 /O工艺,A/O工艺,SBR及其改良工艺,氧化沟工艺,以及水解好氧工艺,生物滤池工艺等。A2O工艺污水处理量:25000m3/d氧化沟工艺污水处理量:3000m3/dSBR工艺污水处理量:5000m3/d2.适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺该污水处理厂要求对原水中的氮、磷有比较好的去除,应采用二级强化处理。根据《城市污水处理和污染防治技术政策》推荐,以及国内外工程实例和丰富的经验,比较成熟的适合中小规模具有除磷、脱氮的工艺有:AA /O 工艺,A/O 工艺,SBR及其改良工艺,氧化沟及其改良工艺。A/O工艺、AA/O工艺、各种氧化沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合,都是比较实用的除磷脱氮工艺。一、A2O处理工艺 (1)A2/O 处理工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic 的英文缩写,它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称,A2/O 工艺是在厌氧-好氧除磷工艺的基础上开发出来的,该工艺同时具有脱氮除磷的功能。(2)A2/O 工艺的特点:A:厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能;B:在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中,该工艺流程最为简单,总的水力停留时间也少于同类其它工艺。C:在厌氧-缺氧-好氧交替运行下,丝状菌不会大量繁殖,SVI 一般小于100,不会发生污泥膨胀。D:污泥中含磷量高,一般为以上。由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理,并且污水处理量25000m3/d。所以A2O工艺符合要求。因为这种工艺具有较好的除P脱N功能;具有改善污泥沉降性能的作用的能力,减少的污泥排放量;具有提高对难降解生物有机物去除效果,运行效果稳定;技术先进成熟,运行稳妥可靠;管理维护简单,运行费用低;沼气可回收利用;国内工程实例多,容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟,运行稳妥可靠,最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺,节省基建费用,占地面积相对较小,在市场经济的形势下,寸土寸金,该工艺无疑具有非常大的吸引力。 法同步脱氮除磷工艺的原理:A2/O 分为三大部分,分别为厌氧、缺氧、好氧区。原污水从进水井内首先进入厌氧区,同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥,本反应器的主要功能是释放磷,同时部分有机物进行氨化。污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器,本反应器的首要功能是脱氮,硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的,循环的混合液量较大,一般为2Q(Q——原污水流量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气器,这一反应器单元是多功能的,去触BOD ,硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的,混合液中含有NO3-N ,污泥中含有过剩的磷,而污水中的BOD 则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。选定核心构筑物后,本设计的工艺流程也就相应确定了。 主要生产构筑物工艺设计 进水泵房污水进水泵房由格栅间、泵房组成(泵房配电间设于离泵房不远的地方,具体布置见污水厂平面总体布置图,另外厂内另设有集中变配电间、中控室)。⑴ 格栅间平面尺寸:长×宽= 米× 米,地下深 米,为钢筋砼结构,格栅间内设三道进口粗格栅,两道为机械格栅,另一道为人工辅助格栅。机械格栅宽 米,高 米,栅条间隙20 毫米,安装倾角600 ,机械除渣。人工格栅(在机械格栅检修时做应急用)宽 米,高 米,栅条间隙、安装倾角均同机械格栅。⑵ 泵房采用半地下室钢筋砼结构,平面尺寸:长× 宽= 米× 米,地下埋深 米,采用立式污水泵抽升污水,泵房内设五台型号为250QW700—11—37 的立式污水泵(四用一备)。单泵流量为690 米3/时,扬程为 米,转速970 转/分,电机功率37 千瓦。每台泵出水管上设微阻缓闭止回阀,起吊设备采用电动单梁起重机,最大起重量为2 吨。 细格栅和沉砂池共设两道进口细格栅,安装在出水井与沉砂池的连接渠道上,用于去除进厂污水中较大的漂浮物和悬浮物,以保证后续处理工艺的安全运行。细格栅(一期)分两组设置,每组设2 道进口机械弧形细格栅(旋转角为90。)及1 道人工应急格栅(国产),渠宽为1.3m,栅隙宽为10mm,最大过栅流速为/s 。格栅的运行由格栅前、后水位差自动控制。栅渣由设于平台面以下的国产无轴螺旋输送器输出后外运处置。沉砂池采用了旋流式沉砂池(分两组设2 池,型号旋流式沉砂池Ⅱ7),单池直径为、池深为,采用气提排砂,在排砂之前有一气洗过程,这使得排出的砂含有机物较少,有利于污水的后续生物处理及泥砂的处置。由两座沉砂池排出的泥砂经2 台国产的砂水分离器处理后外运处置。 A2/O 池A2/O 生物池分两组(共2 座),污泥负荷为0.12kgBODs/(kgMLSS·d),污泥浓度为 g/L,单池平面尺寸为×(包括隔墙厚度),池深为 m(有效水深为 m),每池分三区即厌氧区、缺氧区及好氧区,厌氧区设4台、缺氧区设4 台进口潜水搅拌机,单台搅拌机的功率为 kW。好氧区设有2938 个进口膜式微孔曝气器,曝气量为1~3m3 /( h × 个)。每池设有3 根进气总管,每根总管设有1 个进口电动空气调节蝶阀(用于调节供氧量)。A2/O 工艺需有大量的混合液回流(一般为处理水量的2~4 倍),这使得其能耗较高。为此,在设计时结合了循环流式生物池的特点,采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池型,省去了混合液回流以降低能耗,同时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构,充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气、智能化的控制管理,这大大提高了氧的利用率,在确保常规二级生物处理效果的同时,经济有效地去除了氮和磷。该系统较常规A2/O 工艺降低能耗约0.045(kW·h)/m3。
焦化废水新工艺处理特点工艺中采用微电解工艺,由于微电解和催化剂的双重作用,同比较铁碳填料对针对有机物浓度大、高毒性、高色度、难生化废水的处理,废水中的COD去解率提高10-20%。废水中COD去除率一般在35-60%左右,色度可去掉60-90%.同时B/C值可提高废水的可生化性。减少稀释水和小泡水的用量,用量可以减少50%,从而减少整个系统的总排放量和运行成本,同时节约大量的新鲜水资源。采用组合新工艺可提高系统的抗冲击性,即在现有波动条件下,出水稳定达到国家排放标准。组合其它深度处理工艺实现焦化污水的回用,真正实现污水资源处理,实现零排放。
“化学法废水零排放技术”充分的利用了企业的废水资源,将企业原来要花钱处理后排放的废水进行了再利用,节约了企业水资源费、废水处理费、排污费等费用,即为企业带来了经济效益又可以从根本上解决废水排放造成的水资源环境的污染。