一、引言
目前，我国的环境问题比较严峻，我们国家人口众多、资源 相对不足、环境承载能力较弱，随着人口的持续增长，人均耕地 面积不断减少，供水能力紧张，能源紧缺愈加深重，矿产资源不足， 后备资源基础薄弱。随着我国国民经济的高速发展、人口急剧的 增加和人民生活水平的提高，人们对以矿产资源为能源和原材料 的消耗量成倍的增加，在矿产资源的开发和利用的过程中也给我 国的环境带来巨大的破坏和污染，随着能源消耗的不断增加和经 济的进一步开发，废气、废水与固体废弃物日益增加，加之我国 人民环保意识不强，导致我国环境日益恶化。环境污染的日益加 剧不仅严重威胁我国人民的生活健康，甚至在将来会严重制约我 国经济的合理发展。环境保护是发展问题，也是民生问题。把环 境保护作为重要的民生问题，深刻揭示出环境保护的本质内涵和 最终目标，是以人为本执政理念的具体体现。就目前来看，造成 环境污染主要是能源开发中排除的废弃物，因此，在现阶段必须 在能源的开发和利用中普及环保设备，不断降低生产中的废弃物， 真正的实现可持续发展。
二、环保设备概述
环保设备是指用于控制环境污染、环保活性炭改善环境质量 而有生产单位或建筑安装单位制造和建造出来的机械产品、构筑 物及系统。也有人认为，环保设备是指治理环境污染的机械加工 产品，如除尘器、焊烟净化器、单体水处理设备、噪声控制器等。 这种认识是不全面的。环保设备还应包括输送含污染物流体物质 的动力设备，如水泵、风机、输送机等；同时还包括保证污染防 治设施正常运行的监测控制仪表仪器，如检测仪器、压力表、流 量监测装置等。环境治理已经是刻不容缓的事情了，我们应该更 注重环保。环保设备应该包括成套设备：如空气净化机，污水处 理设备，臭氧发生器，工业制氧机等。可以在工业或者家庭都能 对环境进行治理的设备。环保设备的设计要符合环保要求，在设 计环保设备时要使用符合环保要求的可分解、无毒无公害的材料， 尽可能使用环保的可再生材料，避免使用含树脂、石棉以及含氯 橡胶的有害材料，同时在保证设备性能的情况下减少附加材料的 运用，设计要简洁，减少对能源的浪费、减轻设备的重量。
三、现阶段我国环保设备应用现状
我国的环保设备在上世纪 90 年代初开始投入使用，截止到现在已经有大约 20 余年的发展时间，经过多年的发展，我国的环 保产业已形成了一定的规模，当前的一些新技术、新设备以及服 务项目已经可以达到发达国家 20 世纪 80 年代的环保水平。目前， 我国的环保设备以对工业污水和空气的污染治理为主，这些环保 设备的总值大约可以占到全年环保设备总产值的 50% 以上，固体 废物环保设备的年产值大约可以占到全国环保产品总产值的 5%， 噪声振动控制设备约占全国环保产品产值的 6.5%；环境监测仪器 年产值约占 2.3%。截止到 2012 年上半年，我国的环保设备年产 量已经达到了 10 万台以上，但是，就世界范围来看，环保设备市 场基本仍然为发达国家所垄断，我国的国产环保设备也以采用国 外的环保技术为主，且进口的环保设备仍然在我国占据着大量的 市场份额。目前我国环保投资总额约占全年 GDP 水平的 1.4 左右， 其中对环保设备的投资金额也与发达国家相比也属于中等水平， 巨大的环保资金的投资也为环保设备的发展提供了良好的契机， 未来我国环保设备的发展趋势将会由单机出口为主向单机出口与 设备成套出口并举的方向发展。
四、常见环保设备的设计
4.1 建筑固体废弃物处理设备 建筑垃圾中的许多废弃物经分拣、剔除或粉碎后，大多可以作为再生资源重新利用。如建筑垃圾再生骨料可以代砂，用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、打混凝土垫层等，还可以用于制作砌块、铺 道砖、花格砖等建材制品，这也是建筑垃圾资源化利用的主要途径。 而且，各省市也相继出台推广建筑垃圾再生砖、建筑垃圾资源化 处置补贴等相关政策，助推建筑垃圾资源化利用。具体的建筑固 体废弃物处理设备有：（1）无扬尘油、电两用履带式移动破碎站。 无扬尘油、电两用履带式移动破碎站是采用奥地利先进技术生产 的新型移动破碎站，该设备集受料、破碎、传送等工艺设备为一体， 打破了国际垄断，具有产量高、体积小，能耗低，移动灵活，吃 大料，可自动调节卡料等显著优势。（2）固定式建筑垃圾破碎成 套设备。固定式建筑垃圾破碎成套设备采用 JSW 振动筛分给料机、 DPF 建筑垃圾专用破碎机、电磁除铁器、轻物质处理器、YK 圆振 动筛、皮带输送机及除尘设备组成，破碎效率高、成品粒型好， 不堵塞主机；处理器垃圾分离率超过 90%，创造了国内最好分离 效果，保证了建筑垃圾骨料的洁净度。
4.2 废水处理设备 污水处理设备能有效处理城区的生活污水，工业废水等，避免污水及污染物直接流入水域，对改善生态环境、提升城市品位 和促进经济发展具有重要意义。所谓原生污水就是城市直接排放 未经处理的生活或者是工业废水，现阶段的利用方法是原生污水 直接进入污水源热泵系统进行换热，在消耗少量电力的情况下为 城市建筑物室内制冷供暖。污水再利用有几个技术难点需要克服： 堵塞，腐蚀，换热效率。常见废水处理是污水处理设备采用膜生 物反应器技术是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新工艺， 取代了传统工艺中的二沉池，它可以高效地进行固液分离，得到 直接使用的稳定中水，又可在生物池内维持高浓度的微生物量， 工艺剩余污泥少，极有效地去除氨氮，出水悬浮物和浊度接近于零， 出水中细菌和病毒被大幅度去除，能耗低，占地面积小。70 年代 在美国、日本、南非和欧洲许多国家就已开始将膜生物反应器用 于污水和废水处理的研究工作。其水源取自生活污水（如淋浴排水、 盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、厕所排水等〕和冷却水。
4.3 废气处理设备 废气处理设备，主要是运用不同工艺技术，通过回收或去除减少排放尾气的有害成分，达到保护环境、净化空气的一种环保 设备。在设备组成主要由吸收设备以及吸附设备组成。（1）吸收 设备。吸收法采用低挥发或不挥发性溶剂对废气进行吸收，再利 用废气和吸收剂物理性质的差异进行分离。含 VOCs 的气体自吸收 塔底部进入塔内，在上升过程中与来自塔顶的吸收剂逆流接触， 净化后的气体由塔顶排出。吸收了 VOCs 的吸收剂通过热交换器后， 进入汽提塔顶部，在温度高于吸收温度或压力低于吸收压力的条 件下解吸。解吸后的吸收剂经过溶剂冷凝器冷凝后回到吸收塔。 解吸出的废气体经过冷凝器、气液分离器后以较纯的气体离开汽 提塔，被回收利用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该工艺适合于废气浓度较高、温度较低的气 体净化，其他情况下需要作相应的工艺调整。（2）吸附设备。在 用多孔性固体物质处理流体混合物时，流体中的某一组分或某些 组分可被吸表面并浓集其上，此现象称为吸附。吸附处理废气时， 吸附的对象是气态污染物，气固吸附。被吸附的气体组分称为吸 附质，多孔固体物质称为吸附剂。固体表面吸附了吸附质后，一 部被吸附的吸附质可从吸附剂表面脱离，此现附。而当吸附进行 一段时间后，由于表面吸附质的浓集，使其吸附能力明显下降而 吸附净化的要求，此时需要采用一定的措施使吸附剂上已吸附的 吸附质脱附，以协的吸附能力，这个过程称为吸附剂的再生。因 此在实际吸附工程中，正是利用吸附一再生一再吸附的循环过程， 达到除去废气中污染物质并回收废气中有用组分。
4.4 电解铝的环保生产 目前，在电解铝生产中，对于氧化铝、氟化盐等 ( 下转 181 页 )
（上接 182 页）物质一般情况下都会以封闭存储的形式来进行保存， 以浓相或超浓相的状态来进行物料的输送。而在电解槽的设计中， 预焙工艺是一种较为常见的技术，电解反应能够将电流强度提升 至 240kA 的电解铝生产企业已经达到整体行业的九成。而对于已 经建成投入使用的电解铝生产设备来说，主要是通过对设备关键 部件进行调整来实现清洁生产。例如，在传统的电解铝生产设备 中，熔炼炉、保温炉的设备往往都是以燃油作为主要使用的能源， 这一方面会导致电解铝生产过程中加热环节的耗能量较高，另一 方面也会造成较为严重的大气污染。而目前常见的清洁工艺生产 措施，是将电解铝过程中的燃油燃烧改变为使用液化天然气作为 能源来源。根据电解铝行业的相关统计资料显示，采用液化天然 气来代替燃油，能够有效降低电解铝生产的燃料生产，每吨可从 100 元左右下降至 85 元左右。同时，也能够有效缓解燃油燃烧带 来的污染问题。此外，在传统的生产流程中，当进行电解铝的通 停槽操作时，需要将电解铝生产中的全部设备的电源切断后才可 以短路口操作，而在这一操作一方面会影响到电解铝生产活动的 正常进行，影响到生产效率，另一方面也会导致电解槽的温度下降， 待重新开始作业时，需要消耗能源进行重新加热。因此，针对传 统电解槽的通停槽操作，可以采用加装不停电通停槽装置的形式 来避免短路口操作对于正常生产作业的影响。
五、环保设备新技术的应用
5.1 现代化自控技术的应用 工业的发展造成了严重的水污染问题，工业废水的排放对我国的水资源造成严重的污染，因此电子环保设备的重点处理工作 之一就是处理工业污水，这是关系到我国经济的可持续发展和人 民健康的大计，工业污水的处理应按照经济合理的原则设计，以 成本低操作管理方便，节能降耗为原则遗憾的是目前我国对工业 污水的处理力度还不够。结合我国目前的情况采用新技术优化电 子环保设备对污水进行全方面处理成为我国面临的新的问题。由 于我国的工业种类比较多不同的生产厂家根据污水的种类和成分 应采取不同的污水处理方法，实现自动化管理，同时还应注意控 制气味噪声减少对周围环境的影响。尽量采用无污染的污水处理 措施，避免在处理污水的同时有产生了其他的污染。
5.2 力透平技术的运用 水力透平装置主要安装在环保设备的透平轴上，是一种具有沿圆周均匀排列的叶片组成的回收装置。其环保原理是利用流体 所具有的能量，将这种能量利用透平装置将其转换成动能，转换 好的动能冲击叶片，推动叶轮转动，从而驱动透平轴旋转。水力 透平技术在环保设备上的运用不仅可以将剩余的能量进行合理利 用，同时也减少了废弃物的排放，目前水力透平技术已经广泛应 用于石油化工加氢裂化装置、大型合成氨装置以及海水淡化装置 等，是具有长远经济效益的节能装置。目前，水里透平技术已经在发达国家得到了广泛的应用并取得了良好的经济效益。现阶段 我国的化工等产业大多采用反转泵来回收剩余的能量，这个装置 对剩余能量的利用率很低，一般只能达到剩余能量的 20% 左右， 且反转泵只有在达到一定的转速后才可以利用剩余的能量，随着 国家对环保的重视，反转泵节能技术已经不能满足当前社会的对 节能环保技术的要求，，以一台 30 万吨的合成氨装置为例，在运 用水力透平环保技术后一年的节点量可以达到惊人的 980WKV/h， 比传统的反转泵的节能提高 70%，因此，在环保设备中使用水力 透平技术已经成为当前环保设备发展的必然趋势。
5.3 控制技术 所谓的控制技术，是单变量控制技术。其中，最佳控制技术就是多变量控制技术。在此系统当中包含了特定子系统，也可以 是在系统的内部涵盖基于设备且协调的数字模型。最佳控制技术 不仅要具备软件和智力技术，同时，需要保证其不会带来污染。 由此可见，最佳控制技术属于绿色高科技产品技术。在对优化控 制技术进行合理运用的基础上，能够有效地保证系统与其子系统 运行的正常。
六、结束语
综上所述，在国民经济发展的同时，人口基数也随之增加， 使得环境问题逐渐突显出来。而环境保护处于不断变化的过程中， 同时也处于始终前进的状态。而经济发展和环境保护存在矛盾的 同时，也是协调统一的，属于共同发展的整体。而现阶段，我国 正处于工业化的中后期，所以，环保工作十分严峻，为了更好地 实现经济可持续发展，保证人与自然的和谐相处，就一定要贯彻 并落实环境污染治理工作，将新型技术应用在环保设备的设计工 作中，对其予以全面完善与改进，严格处理废气与废水的排放量， 使得能源利用效率得以提高，对生态环境予以改善，实现经济与 自然的和谐发展。希望通过对新技术应用在环保设备设计工作中 的研究，全面优化设计工作，全面保护生态环境。
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论文作者:高龙
论文发表刊物:《红地产》2017年7月
论文发表时间:2018/4/2
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