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大气环境监测与治理实验室建设

时间:2024-06-18 10:07:41

大气环境监测与治理技术实践平台是根据高等教育的改革方向,培养应用型高技能人才的战略思想,以前沿技术为导向,紧密结合空气净化工程处理设备的功能和特点,并针对高等院校对废气处理工艺应用和创新实验教学的实际需要而专门研制的综合性实验装置,涉及机械除尘技术、过滤除尘技术、废气吸收技术、废气吸附技术、取样检测技术、在线检测技术和智能程控技术等多方面深层次的内容,可满足各高等院校环境工程、环境科学、建筑环境与设备工程等相关专业的实验教学与工程设计,以及科研创新。
SG-HJ631 大气环境监测与治理技术综合实训平台
 







































































二.技术指标
1.输入电源:三相四线(或五线)制AC380V±10%  50Hz。
2.工作环境:环境温度范围为0℃~+40℃ 、相对湿度<85%(25℃)。
3.装置容量:<3kVA。
4.外形尺寸:600mm×600mm×1800mm(控制柜)、4400mm×800mm×2200mm(对象平台)、1100mm×700mm×1700mm(监控中心)。
5.安全保护:具有漏电压、漏电流保护装置,安全符合国家标准。
6.处理量:110m3/h、处理效率:粉尘去除率≥98%、酸性气体去除率≥90%。

三.产品特点
1.创新性:平台采用模块化设计,通过阀门切换和部件搭装,构建多种废气净化工艺,并紧密结合工业实际应用,可极大地开拓学生视野,具有较强的创新性。
2.开放性:用户可在平台提供的监控中心上完成大气处理工艺流程设计、虚拟模块搭建、运行参数修改、运行状态监控和处理数据存盘等方面的教学实践和研究,具有可视化、可编辑的特点。
3.实践性:平台依据工程教学实践目标设计,强调创新思维和实际动手能力的训练;采用开放式控制柜,电气配线通用性强,学生可根据设备组合情况进行电气连接和调试。
4.安全性:配有单独的电源控制柜系统,装有漏电保护器和接地标示,确保设备的用电安全。同时,配套相关的劳保用品,保证人生安全。
 
四.产品结构和组成
大气环境监测与治理技术实践平台主要由烟气发生系统、烟气除尘系统、烟气脱硫系统、电气控制系统和烟气监测系统等五部分组成。
1.烟气发生系统:通过模拟锅炉开炉点火、物料焚化和烟气发生的过程,来展现锅炉的运行特点和烟气排放过程,为系统中的污染源。主要由锅炉、气源添加装置、发尘装置和静态混合器等组成。
2.烟气除尘系统:采用机械式与过滤式的除尘装置,对锅炉烟道气中的颗粒物进行净化处理。由旋风除尘器、布袋除尘器和粉尘回收装置组成。
3.烟气脱硫系统:采用化学吸收与物理吸附的方法,对锅炉烟道气中的气态污染物进行净化处理。由湿式脱硫系统、活性炭吸附塔和烟囱等组成。
4.电气控制系统:主要由西门子200SMART系列主机和模拟量输入输出模块组成,完成设备运行控制及传感器的数据采集和计算。采用三菱FR-D700系列变频器控制引风机,以达到节能环保的效果。同时,控制系统中包含设备保护措施如漏电保护器、中间继电器、隔离变压器等。
5.烟气监测系统:通过多种在线传感技术,进行数据采集、信号传输、信息显示和系统反馈,由上位机工程对整个系统进行监控、预警和诊断,提高了系统控制的可靠性。主要由触控一体机、铂热电阻、温湿度传感器、风速传感器、压力变送器、微差压传感器、粉尘传感器、二氧化硫传感器、氮氧化物传感器、氧气传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、在线pH仪、物位仪、采样枪、粉尘采样器和皮托管等组成。

五.主要配置及参数
1.实训对象具体包括:
(1)不锈钢钢架1套:尺寸:2200mm×800mm×1156 mm和2200mm×800mm×956mm。材料:50×50mm不锈钢管材制作。功能:用于反应器、动力部件的固定和摆放。
(2)不锈钢碱液水箱1套:尺寸:250mm×200mm×430mm。材料:1.5mm不锈钢板材制制作。功能:用于对碱液水箱的补给。
(3)锅炉系统1套:尺寸:φ306 mm×855mm。材料:304不锈钢材质,厚度1.5mm。功能:模拟焚烧锅炉,作为系统污染源。
(4)旋风除尘器1套:尺寸:φ120 mm×750mm。材料:304不锈钢材质,厚度1.5mm。功能:去除10μm以上的粉尘。
(5)袋式除尘器1套:尺寸:φ640 mm×460mm×1450mm。材料:304不锈钢材质,厚度1.5mm。功能:可净化含微米或亚微米数量级的粉尘粒子。
(6)洗涤塔1套:尺寸:φ250 mm×1653mm。材料:304不锈钢材质,厚度1.5mm。功能:用于喷淋脱硫。
(7)活性炭吸附塔1套:尺寸:φ300 mm×1618mm。材料:304不锈钢材质,厚度1.5mm。功能:用于装填填料吸附烟气。
(8)消音系统1套:尺寸:φ160 mm×500mm。材料:304不锈钢材质。功能:用于降低风机的噪音分贝。
(9)送尘系统1套:尺寸:φ45 mm×266mm。材料:304不锈钢材质。功能:用于除尘器系统的送尘。
(10)排尘系统1套:尺寸:φ63 mm×706mm。材料:304不锈钢材质。功能:用于对除尘器系统的排尘。
(11)烟囱1套:尺寸:φ114 mm×2100mm。材料:304不锈钢材质,厚度1.5mm。功能:用于烟气的排放和尾气监测。
(12)风机1台:双级高压离心风机,流量:320~560m³/h。功率:1.5KW。供电电源:AC380V,功能:用于系统烟气输送
(13)水泵1台:供电电源:AC380V。流量:0~1.1 m³/h。扬程:20~30m。吸程:6~8m 。功能:用于脱硫碱液的输送。
(14)电磁式空气泵1台:供电电源:AC220V。功率:520W。最大风量:450 L/min。最大风压:9kPa。功能:用于锅炉系统的烟气输送。
(15)电动调节阀1台:供电电源:AC220V。功率:520W。最大风量:450 L/min。最大风压:9kPa。功能:用于锅炉系统的烟气供电电源:AC220V。尺寸:DN50。输入信号:4~20mA。功能:用于系统管道流量的控制。
(16)质量流量控制器1台:介质:SO2。流量:10~100SCCM。输入输出信号:4~20mA。功能:用于二氧化硫气体的计量控制。
(17)调速电机3台:JSCC系列,供电电源:AC220V。振打电机1台:供电电源:AC380V。功率:70W。激振力:400N。振次:3000r/min。
(18)面板流量计5个:LZM系列转子流量计
(19)传感器1套具体包括:温湿度传感器2套(温度范围:0~50℃。湿度范围:0~100%RH。输出信号:4~20mA。)。铂热电阻1套:PT100。压力传感器1套:测量范围:-10~10KPa。输出信号:4~20mA。差压传感器3套:测量范围:0~3KPa。输出信号:4~20mA。粉尘传感器1套。二氧化硫传感器2套。氮氧化物传感器1套。一氧化碳传感器1套。二氧化碳传感器1套。氧气传感器1套。
(20)物位仪1套:测量范围:0.06~1m。输出信号:4~20mA。
(21)风速仪:1套:测量范围:0~20m/s。输出信号:4~20mA。
(22)粉尘采样器1套:供电电源:AC220V。采用流量:5~35L/min。定时设定:0~99分59秒。
2.监控系统具体包括
(1)电器控制柜1台:尺寸:700mm×600mm×1800mm。材料:钢板静电喷塑工艺。功能:实现与对象连接和控制以及与电脑的通讯连接编程功能。
(2)PLC控制器1台:西门子主机 CPUSR40。西门子模拟量输出模块4个:EMAI04。西门子模拟量输入输出模块1个:EMAM06
(3)三菱变频器1台:FR-D740-1.5K-CHT
(4)监控中心(触控一体机)1台:供电电源:AC220V。规格尺寸:42寸液晶,用于监测数据显示。
(5)监控软件1套:包括系统工艺流程演示,设备结构展示,数据显示采集处理,设备运行控制。
(6)温度变送器1个:SBWZP-01(0-200℃)
(7)欧式导线架1批:用于悬挂和放置实训专用连接导线,外形尺寸为530mm×430mm×1200mm,设有五个万向轮,造型美观大方。

六.配套工具:
要求配有采样枪、毕托管、复合管割刀、卷尺、扳手、尖嘴钳、生料带、内六角扳手、记号笔、十字螺丝刀、一字螺丝刀、插线板、万用表、剥线钳、斜口钳、焊锡丝、电烙铁、烙铁架、剪刀、劳保用品等1套。

七.配套软件:
▲与本工艺配套的3D仿真教学软件、3D虚拟仿真平台。软件有管理员端、教师端、学生端,可实现教学实验网络化; 
▲①安装于学校内服务器上的局域网版:提供软件安装包,局域网内使用;②网络版:提供软件安装包,联网即可使用,没有地域限制;③VR版。
▲软件以人物360°自由漫游的视角观看实验的各个角度,备有场景特效开关和背景音乐开关、语音播报开关和切换场景按钮;①实验介绍功能:包含实验原理、实验目的和实验步骤三部分;②操作说明功能:在操作说明界面中,可以看到具体的操作指引。③语音播报及文字辅助认识设备部件及用途、④按照实验的操作步骤模拟实验功能、⑤按照实验操作步骤进行考试,能当场评分并上传到教师端。
▲(1)3D仿真软件及平台具有自主知识产权。(须提供该软件著作权作证书)。
▲(2)管理员端:登录管理员账号后可看到个人信息、学校管理、学院管理、系别管理、年级管理、班级管理、设备列表、考试管理、试卷管理、学生试卷、签到管理、新增作业管理、未审批作业、科目管理、作业成绩、未审核作业、通知公告、最新作业、成绩查询、在线用户、和系统设置这二十个功能菜单。
▲(3)学校管理:添加学院部门名称、负责人、联系电话、邮箱信息,还可添加管理员用户昵称、邮箱、用户名称、岗位、学校名称、手机号码、自主设置密码等,可搜索查询成员等。
▲(4)学院管理:添加系别部门名称、负责人、联系电话、邮箱信息,还可添加老师用户昵称、邮箱、用户名称、岗位、学校名称、手机号码、自主设置密码等,可搜索查询成员等。
▲(5)系别管理:添加年级部门名称、负责人、联系电话、邮箱信息,可搜索查询成员等。
▲(6)年级管理:添加班级部门名称、负责人、联系电话、邮箱信息,可搜索查询成员等。
▲(7)班级管理:添加学生用户昵称、邮箱、用户名称、岗位、学校名称、手机号码、自主设置密码等,可搜索查询成员等。
▲(8)设备列表:可查询实验设备并下载该设备压缩包,设备添加包含上传文件、文件类型、专业、科目以及学校ID。
▲(9)考试管理:分为单选题、多选题、判断题、填空题,可分别进行题目的内容、科目及答案添加。
▲(10)试卷管理:分为固定试卷和随机试卷,可设置试卷名称、所属科目、考试时间、难度系数,单选题、多选题、判断题、填空题、题目等分值。
▲(11)学生试卷、签到管理:可以查看学生在线状态,可进行签到添加,包括签到名、签到部门、签到时长、学院、系别、班级,教师可以对学生考勤情况进行管理。
▲(12)新增作业管理:可查看各个科目的作业标题、科目以及时间、作业上传、也可添加作业管理,包括作业标题以及选择科目。
▲(13)未审批作业:作业标题、姓名、科目、附件下载、作业审批、评分、评语、是否设为优秀作业、删除等功能。
▲(14)科目管理:科目名称添加、名称、创建者、摘要等,可搜索查询。
▲(15)作业成绩:可进行作业审批,包含评分及评语,是否设置为优秀作业。在线签到:可以查看学生在线状态,可进行签到添加,包括签到截止时间、学院、系别、班级,教师可以对学生考勤情况进行管理。
▲(16)通知公告:通知管理、公告添加、名称、状态是否正常、内容、删除等。
▲(17)最新作业:可下载不同科目下的作业,以附件方式上传不同科目作业,并设置标题。
▲(18)学生可任意在手机端和电脑端通过此平台学习实验设备3D仿真教学软件的使用操作,完成理论知识的学习,系统可自动批改理论考试生成分数、对学生仿真实验操作考试柔性评分,实时记录和保存学生操作软件的情况并上传到教师端。
▲▲投标文件中提供软件以上(1)-(18)每项功能的高清截图,及U盘或供手机扫描二维码形式的软件录屏,使评委能清晰看到以上参数中的每个功能内容,(原型图、PPT 等静态图片方式视为未提供),并提供软件安装包,验证仿真平台功能和实验设备3D仿真功能,中标后采购人有权要求中标人提供软件进行参数演示,如出现虚假应标、拒绝演示等,采购人有权终止合同,并由中标人承担一切后果。

八.实验项目
1.实训平台可以完成对大气环境中的烟气进行监测与治理,即对烟气中的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、一氧化碳、二氧化碳等排放污染物浓度进行实时在线连续监测和净化治理。
2.通过实平台实训操作,可考核学生对旋风除尘技术、布袋除尘技术、烟气脱硫技术、烟气脱硝技术、活性炭吸附技术、烟道及烟囱的取样检测技术、污染因子在线监测技术等主要技术的应用。
3.工程创新设计项目
① 火电厂尾气处理系统的工艺设计及工艺参数的控制
② 垃圾焚烧厂尾气处理系统的工艺设计及工艺参数的控制
③ 沥青烟气净化系统的工艺设计及工艺参数的控制
④ 低浓度有机废气处理系统的工艺设计及工艺参数的控制
4.课题研究
① 湿式脱硫系统的优化设计
② 在线监测仪表在废气处理系统中的应用研究
③ 在线监测仪表在自动控制系统中的应用研究
④ 活性炭吸附脱硫的应用研究
5.烟气处理系统典型故障分析及检修
① 水泵的典型故障分析、检修及记录
② 风机的典型故障分析、检修及记录
③ 喷淋系统的典型故障分析、检修及记录
④ 填料的典型故障分析、检修及记录
⑤ 烟气管道的典型故障分析、检修及记录
⑥ 传感器的典型故障分析、检修及记录
⑦ 自动控制系统的典型故障分析、检修及记录
6.基于PLC在大气处理系统中的应用研究
① PLC在烟气除尘系统工艺中的应用研究
② PLC在烟气脱硫系统工艺中的应用研究
③ PLC在烟气除尘脱硫系统工艺中的应用研究
④ PLC在大气监测系统中的应用研究