研究性學習：化工材料與機械運作

1、化工材料與機械運作第四小組研究性學習為什么要研究這個課題 當今世界上環(huán)保正逐漸成為科學技術關注的焦點，人們開始大力提倡綠色生活。那么，平時與我們密切相關的煤，塑料袋和發(fā)電機耗能問題就要得到解決。否則，地球也就那么大，有多少資源讓我們?nèi)]霍呢？所以，我們要研究化工材料與機械運作來保護環(huán)境。作為一個新時代的人，我們要拒絕做“資源的土豪”，以為地球添加綠色為榮。脫硫添加劑脫硫添加劑具有表面活性，催化氧化，促進SO2的直接反應，加速CaCO3的溶解，促進CaSO3迅速氧化成CaSO4，強化CaSO4的沉淀，降低液氣比，減少鈣硫比，減少水分的蒸發(fā)，當煙氣入口SO2濃度增加，高于設計值時，吸收塔反應池內(nèi)P

2、H值降低，需要更大的Ca/S比時，在吸收塔反應池容積不需擴大的情況下，CaCO3能夠快速溶解，增加鈣離子濃度，保持漿液PH值在正常范圍，對PH值有一定的緩沖作用。延長工作段漿液的運行時間，減少配漿次數(shù)，可使設備結垢明顯減少，垢層變薄，停機后用水沖洗，垢層容易脫落。濕法脫硝工藝由鼓風機送來的燃料（煙氣）在洗滌塔中用水洗滌，冷卻到55-60，然后與來自氧化發(fā)生器的含氧化劑的空氣混合，使排氣中的NOX氧化。氧化劑添加的比例一般控制在0.5-1.7范圍內(nèi)（對NO的克分子比），這時亞硫酸氣不被氧化，另外煙氣中的塵埃并不消耗氧化劑，氧化劑只對NOX有選擇性地氧化。經(jīng)過氧化劑氧化的煙氣送入吸收塔，與含有硫酸

3、、硝酸和鐵催化劑的吸收液以30-50升/標準米3的液氣比進行對流接觸。在吸收塔內(nèi)NOX一部分變成硝酸，其他被還原成為一氧化二氮或氮氣等無害氣體與煙氣一起排出。亞硫酸氣在吸收塔內(nèi)被吸收后成為亞硫酸，其他部分則在鐵催化劑作用下，被煙氣中的氧氧化而變成硫酸。接著，吸收液從吸收塔底部被送到氧化塔，在氧化塔中由從塔底送來的空氣進一步氧化。一部分沒有被氧化的亞硫酸經(jīng)過氧化和催化劑的再生過程后循環(huán)到吸收塔，這時循環(huán)液的一部分被抽送到石膏制造工序中去，生成的硫酸在結晶槽內(nèi)和石灰粉反應，生成石膏，經(jīng)離心分離機脫水，作為副產(chǎn)品得到回收，母液則送回吸收系統(tǒng)。為了避免來自煙氣、石灰石中的雜質(zhì)和因脫NOX而生成的硝酸積

4、存于循環(huán)吸收液中，所以在石膏制造過程總要抽出一部分母液，使其經(jīng)過排水處理后，放出系統(tǒng)之外。排水處理是通過PH調(diào)節(jié)來回收催化劑，此外還包括了符合排放標準的中和處理、生化法除NO3等部分。生化處理為多級式嫌氣性分解，NO3由供給的甲醇和微生物的活動使其分解為水和氮氣而被除去。 目前，國內(nèi)外已開發(fā)出很多種NOX的脫除工藝，在各種NOX脫除工藝中，燃煤鍋爐采用脫硫添加劑與石灰石-石膏濕法脫硫同時脫硝相結合的方法，具有不改變鍋爐原有結構、無需巨額的前期改造資金、不改變現(xiàn)行的鍋爐操作方式、無需占用大量的場地，占地面積小、脫NOX成本低、設施簡單等優(yōu)點，尤其適合老舊電廠進行脫NOX技術改造。實驗數(shù)據(jù)表明，脫

5、NOX效率90%。該技術可達到較高的脫NOX效率而不需要昂貴的催化劑，比采用選擇性催化還原法（SCR）和非催化性還原法（SNCR）技術的投資節(jié)省50%-80%，運行和維護費用節(jié)省60%-80%，脫NOX工藝簡單，性能優(yōu)越，省去了還原劑氨尿素及銨鹽的添加，解決了催化劑堵塞和老化失效更換的問題，節(jié)約了大量的資源。采用濕法脫硝添加劑與石灰石-石膏濕法脫硫同時脫硝相結合的脫NOX方法，是一種無需大的設備投入，不用催化劑和免除還原劑氨泄漏，設備投資少，可用于現(xiàn)有石灰石-石膏濕法脫硫技術進行改造。將石灰石-石膏濕法脫硫改造為脫硫同時脫硝相結合的方法進行脫硝。白色污染的危害伴隨人們生活節(jié)奏的加快，社會生活正

6、向便利化、衛(wèi)生化發(fā)展。為了順應這種需求，一次性泡沫塑料飯盒、塑料袋、筷子、水杯等開始頻繁地進入人們的日常生活。這些使用方便、價格低廉的包裝材料的出現(xiàn)給人們的生活帶來了諸多便利。但另一方面，這些包裝材料在使用后往往被隨手丟棄，造成白色污染;形成環(huán)境危害，成為極大的環(huán)境問題。所謂白色污染是指由農(nóng)用薄膜、包裝用塑料膜、塑料袋和一次性塑料餐具（以上統(tǒng)稱塑料包裝物）的丟棄所造成的環(huán)境污染。由于廢舊塑料包裝物大多呈白色，因此稱之為白色污染。我國是世界上十大塑料制品生產(chǎn)和消費國之一，所以“白色污染”日益嚴重。 1995年全國塑料消費總量約1100萬噸，其中包裝用塑料達211萬噸。包裝用塑料的大部分以廢舊薄膜

7、、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式被任意丟棄。據(jù)調(diào)查，北京市生活垃圾的3%為廢舊塑料包裝物，每年產(chǎn)生量約為14萬噸；上海市生活垃圾的7%為廢舊塑料包裝物，每年產(chǎn)生量約為19萬噸。丟棄在環(huán)境中的廢舊包裝塑料，不僅影響市容和自然景觀，產(chǎn)生視覺污染，而且難以降解，對生態(tài)環(huán)境還會造成潛在危害，如：混在土壤中，影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和水分，導致農(nóng)作物減產(chǎn)；增塑劑和添加劑的滲出會導致地下水污染；混入城市垃圾一同焚燒會產(chǎn)生有害氣體，污染空氣，損害人體健康；填埋處理將會長期占用土地，等等。我國每年用于白色污染的治理經(jīng)費大約1850萬左右環(huán)保的塑料袋一般來說，沒有完全環(huán)保的塑料袋，只能一些塑料袋加入一些成分后，容易降解一

8、些。也就是可降解塑料。在塑料包裝制品的生產(chǎn)過程中加入一定量的添加劑（如淀粉、改性淀粉或其它纖維素、光敏劑、生物降解劑等），使塑料包裝物的穩(wěn)定性下降，較容易在自然環(huán)境中降解。北京地區(qū)已有19家研制或生產(chǎn)可降解塑料的單位。試驗表明，大多數(shù)可降解塑料在一般環(huán)境中暴露3個月后開始變薄、失重、強度下降，逐漸裂成碎片。如果這些碎片被埋在垃圾或土壤里，則降解效果不明顯。使用可降解塑料有四個不足：一是多消耗糧食；二是使用可降解塑料制品仍不能完全消除“視覺污染”；三是由于技術方面的原因，使用可降解塑料制品不能徹底解決對環(huán)境的“潛在危害”；四是可降解塑料由于含有特殊的添加劑而難以回收利用。其實最環(huán)保的，就是不用塑

9、料袋或者有固定的塑料袋使用，減少用量，同時可以通過政府回收，方可減少環(huán)境污染。太陽能光伏發(fā)電光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應原理,利用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。不論是獨立使用還是并網(wǎng)發(fā)電,光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構成，不涉及機械部件,所以,光伏發(fā)電設備極為精煉,可靠穩(wěn)定壽命長、安裝維護簡便。理論上講,光伏發(fā)電技術可以用于任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源無處不在。國產(chǎn)晶體硅電池效率在10至13%左右，國外同類產(chǎn)品效率約12至14%。由一個或多個太陽能電池片組成的太陽能電池板稱為光伏

10、組件。光伏現(xiàn)狀光伏現(xiàn)狀引言引言傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，對環(huán)境造成的危害日益突出，同時全球還有20億人得不到正常的能源供應。這個時候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y構，維持長遠的可持續(xù)發(fā)展。這之中太陽能以其獨有的優(yōu)勢而成為人們重視的焦點。豐富的太陽輻射能是重要的能源，是取之不盡、用之不竭的、無污染、廉價、人類能夠自由利用的能源。太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦，假如把地球表面0.1%的太陽能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率5%，每年發(fā)電量可達5.61012千瓦小時，相當于世界上能耗的40倍。發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀近幾年國際上光伏發(fā)電快速發(fā)展，世界上已經(jīng)建成了10多座兆

11、瓦級光伏發(fā)電系統(tǒng)，6個兆瓦級的聯(lián)網(wǎng)光伏電站。美國是最早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃的國家。1997年又提出“百萬屋頂”計劃。日本1992年啟動了新陽光計劃，到2003年日本光伏組件生產(chǎn)占世界的50%，世界前10大廠商有4家在日本。而德國新可再生能源法規(guī)定了光伏發(fā)電上網(wǎng)電價，大大推動了光伏市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使德國成為繼日本之后世界光伏發(fā)電發(fā)展最快的國家。瑞士、法國、意大利、西班牙、芬蘭等國，也紛紛制定光伏發(fā)展計劃，并投巨資進行技術開發(fā)和加速工業(yè)化進程。風車也給力風力發(fā)電機原風力發(fā)電機原理理是將風能轉(zhuǎn)換為機械功的動力機械，又稱風車。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動機。風力發(fā)電

12、利用的是自然能源。相對柴油發(fā)電要好的多。但是若應急來用的話，還是不如柴油發(fā)電機。風力發(fā)電不可視為備用電源，但是卻可以長期利用。風力發(fā)電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風車技術，大約是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），便可以開始發(fā)電。 風力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。 風力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng)：風力發(fā)電機充電器數(shù)字逆變器。風力發(fā)電機由機頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力并通過機頭轉(zhuǎn)為電能；尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能；轉(zhuǎn)體能使機頭靈活地轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能；機頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。 風力發(fā)電機因風量不穩(wěn)定，故其輸出的是1325V變化的交流電，須經(jīng)充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發(fā)電機產(chǎn)生的電能變成化學能。然后用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學能轉(zhuǎn)變成交流220V市電，才能保證穩(wěn)定使用。機械連接與功率傳遞水平軸風機槳葉通過齒輪箱及其高速軸與萬能彈性聯(lián)軸節(jié)相連,將轉(zhuǎn)矩傳遞到發(fā)電機的傳動軸,此聯(lián)軸節(jié)應按具有很好的吸收阻尼和震動的特性，表現(xiàn)為吸收適量的