科霖爾（Cleaner）生物液膜抑塵系統(tǒng)在祁連山水泥集團(tuán)古浪分公司的應(yīng)用

  水泥是個污染物排放量大的行業(yè)，它對環(huán)境的污染主要是粉塵污染，也是造成矽肺、塵肺等職業(yè)病的根源。中國水泥工業(yè)排放的水泥粉(煙)塵占全國工業(yè)粉塵排放總量的39%，高居工業(yè)排塵之首，屬于重點(diǎn)污染行業(yè)。我國單位國土面積排放的水泥粉(煙)塵量是世界平均值的8.45倍，約數(shù)百萬噸，噸熟料粉塵排放為德國的176倍，粉塵中的PM2.5含量超過80%，采用新工藝、新技術(shù)，對水泥廠進(jìn)行粉塵防治是水泥企業(yè)亟待解決的問題。

  在水泥生產(chǎn)過程中，需要經(jīng)過礦山開采、原料破碎、黏土烘干、生料粉磨、熟料煅燒、熟料冷卻、水泥粉磨及成品包裝等多道工序，每道工序都存在不同程度的粉塵外溢，其中原料破碎及預(yù)均化工藝的粉塵排放較為嚴(yán)重，粉塵主要來自鈣質(zhì)原料（石灰石）的破碎和預(yù)均化環(huán)節(jié)，此類粉塵無組織排放占水泥企業(yè)無組織排放的50%以上，而國內(nèi)水泥廠只在破碎機(jī)處安裝布袋除塵器進(jìn)行局部收塵，皮帶運(yùn)輸粉塵彌漫廠區(qū)，而均化庫內(nèi)的粉塵沒有任何處理設(shè)施，生產(chǎn)時粉塵充滿整個均化庫內(nèi)，工人無法進(jìn)入均化庫做設(shè)備巡檢，超高的粉塵濃度污染油脂極大的危害設(shè)備的作業(yè)率、阻礙人員視線，存在極大的安全隱患?？屏貭栆运鄰S原料粉塵的治理有望利用國家提高環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和鼓勵節(jié)能減排的政策為契機(jī)，在古浪祁連山水泥有限公司210萬噸/年石灰石生產(chǎn)線上設(shè)計安裝了一臺型號為CE902的生物液膜抑塵系統(tǒng)，整線減少破碎和預(yù)均化系統(tǒng)的粉塵排放。

  1科霖爾生物液膜抑塵系統(tǒng)的介紹

  1.1科霖爾生物液膜抑塵技術(shù)原理

  科霖爾生物液膜抑塵技術(shù)是基于布袋除塵器的過濾、靜電除塵器的吸附、干霧除塵的潤濕團(tuán)聚的除塵方式，采用了生物抑塵制劑液膜對粉塵進(jìn)行封閉（防止逃逸）、液膜本身物理和化學(xué)特性的靜電吸附（防止散逸）、抑塵稀釋劑本身的潤濕團(tuán)聚能力（防止飛散）進(jìn)行綜合性的粉塵治理。因此，在粉塵產(chǎn)生的源頭（破碎設(shè)備）添加Clean抑塵劑，在此過程中受擠壓而產(chǎn)生的粉塵就會被封閉、吸附和團(tuán)聚物，使粉塵重量增加并自然沉降，從而達(dá)到抑制礦石在生產(chǎn)加工過程中粉塵飄散的目的。

  該技術(shù)使用的Clean抑塵劑對人體沒有任何危害。Clean抑塵劑的原理為：在抑塵系統(tǒng)的量子合金液膜發(fā)生器自身產(chǎn)生的能量作用下，通過載體稀釋劑，產(chǎn)生微振能量場，使得液膜發(fā)生器長期保持穩(wěn)定，從而將Clean抑塵劑轉(zhuǎn)化成帶電荷和強(qiáng)力吸附性的泡沫狀物質(zhì)，再利用超細(xì)灰塵的荷電性進(jìn)行相互吸附，使超細(xì)粉塵包裹和團(tuán)聚，達(dá)到一定重量后自然沉降，自此達(dá)到了抑制粉塵飛散的目的。

  Clean抑塵劑在約3小時內(nèi)降解78%，48小時后全部自行降解，完全不會影響到后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量、改變產(chǎn)品的性質(zhì)和生產(chǎn)加工工藝，且抑塵制劑無毒害性，降解后對環(huán)境無影響。

  1.2科霖爾生物液膜抑塵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

  科霖爾生物液膜抑塵系統(tǒng)主要有以下五大系統(tǒng)組成（如圖1）：

  圖1 Cleaner生物液膜抑塵系統(tǒng)組成

  ①液膜制備系統(tǒng)：是本系統(tǒng)的核心，專利設(shè)計的內(nèi)部結(jié)構(gòu)保證抑塵液和空氣經(jīng)過發(fā)生系統(tǒng)形成薄壁細(xì)泡狀的抑塵泡沫，使泡沫的延展面最大化，其總體積膨脹120-150倍，泡沫與空氣接觸面積增加500-800倍。

  ②抑塵劑儲備系統(tǒng)：確保Clean抑塵劑、水和空氣的無污染儲存，并按照設(shè)定的參數(shù)精確自動配比。

  ③噴灑降塵系統(tǒng)：根據(jù)藥液發(fā)生系統(tǒng)提供的液膜，將液膜直接、均勻地分布在降塵點(diǎn)的周圍?，F(xiàn)場服務(wù)工程師會根據(jù)各個作業(yè)場所生產(chǎn)的實(shí)際情況確定出不同的安裝方案，選擇合適的抑塵點(diǎn)，以便在最佳抑塵點(diǎn)安裝，從而達(dá)到粉塵的理想抑制聚合。

  ④智能控制系統(tǒng)：主要由相互協(xié)調(diào)的軟件系統(tǒng)組成，為使系統(tǒng)控制線路簡單、運(yùn)行可靠，根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)和實(shí)際情況，采用先進(jìn)的傳感元件，提高系統(tǒng)智能化，并可調(diào)節(jié)抑塵制劑的噴施量，減少人工操作引起的失誤，方便非專業(yè)操作人員使用。

  ⑤液膜輸送系統(tǒng)：使用食品級藥液輸送管路，確保藥液在管路傳輸?shù)倪^程均勻持續(xù)輸送到前端出口，并盡量降低從藥液發(fā)生系統(tǒng)到噴施物料的過程中的壓力損耗。

  1.3

  本系統(tǒng)安裝容易，智能化操作簡單，維護(hù)簡便； 使用成本低，不產(chǎn)生二次污染。由于在顎破后、圓錐式破碎機(jī)（或反擊式破碎機(jī)）前后分別加入了Clean抑塵劑，有效地抑制了粉塵的產(chǎn)生。預(yù)估在設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，破碎和篩分現(xiàn)場粉塵的總抑制率最大可達(dá)80%--85%以上，在破碎生產(chǎn)線現(xiàn)場內(nèi)距離設(shè)備10米處基本無粉塵飄揚(yáng)，操作工人可以自由作業(yè)而不受粉塵危害。

  ①操作簡單

  在設(shè)計過程中充分考慮到現(xiàn)場操作人員的勞動強(qiáng)度和操作要求，科霖爾液膜抑塵系統(tǒng)主機(jī)在整套設(shè)計時采用智能化模塊設(shè)計，從而簡化了現(xiàn)場操作和維護(hù)。

  由于采用智能式模塊化設(shè)計，使整機(jī)操作上僅有2個按鈕，簡單可靠(如圖2）。

  圖2   操作面板

  ②安裝時間短

  傳統(tǒng)的除塵方式，大都需要開闊的場地和比較繁瑣的系統(tǒng)布置，以最常見的布袋式除塵為例，其主體結(jié)構(gòu)主要由氣路系統(tǒng)、箱體、袋室、灰斗、鋼結(jié)構(gòu)支腿、樓梯、欄桿、清灰控制器等組成。在安裝現(xiàn)場需要大量的占地面積，需要做重型的基礎(chǔ)，必須留有鋼管等氣路系統(tǒng)的路線和位置，并且由于該類設(shè)備需要做大量的密封罩以達(dá)到密閉的效果，但由于該類密封都靠鋼板等作為主要支撐材料，具有重量大，拆裝非常不便，安裝周期長等特點(diǎn)。尤其對主要粉塵點(diǎn)（進(jìn)料場）無法進(jìn)行控制。

  科霖爾液膜抑塵系統(tǒng)主機(jī)主機(jī)設(shè)備尺寸適中，占地面積非常小，通過軟管輸送到指定的噴射位置，對于現(xiàn)場環(huán)境，幾乎不需要密閉的空間或者密封的措施。由于采用高強(qiáng)度軟管，重量極輕，配合獨(dú)創(chuàng)的旋轉(zhuǎn)式多孔噴口，一個工作人員可輕易通過拉伸將管路噴口調(diào)整到合適的位置，不需要任何的起吊或搬運(yùn)措施。由于其獨(dú)創(chuàng)的抑塵技術(shù)，可確保在破碎部分進(jìn)行精準(zhǔn)控制，無需進(jìn)行后續(xù)篩分及落料粉塵控制，由此，安裝過程極其便利，可利用作業(yè)長做檢修間隙安裝，甚至在走左場所運(yùn)行狀態(tài)下也可以進(jìn)行正常的安裝，通常情況下，僅需1～2天就可完成該設(shè)備的安裝（如圖3）。

  圖3   液膜抑塵系統(tǒng)主機(jī)安裝基礎(chǔ)平臺

  ③功耗低

  科霖爾液膜抑塵系統(tǒng)主機(jī)主機(jī)設(shè)備的功耗較低，最大僅需20平方的（3+1）芯電纜，在實(shí)際安裝時對于礦山的用電負(fù)荷不會造成過大的負(fù)擔(dān)，通常情況下，只需連接電纜到配電房即可，無需專用的配送電措施。

  而布袋式除塵器，需要巨大的裝機(jī)功率，對一條完整的生產(chǎn)線進(jìn)行全線除塵，動輒需要上百千瓦，甚至數(shù)百千瓦，需要配套的輸變電系統(tǒng)和線路，因此以上系統(tǒng)會帶來生產(chǎn)線長時間停產(chǎn)，以便于施工安裝的需要，對礦山企業(yè)來講，該類型設(shè)備安裝要求很高，影響周期很長，造成的因工停產(chǎn)損失巨大。

  ④抑塵率高

  傳統(tǒng)的除塵方法都要經(jīng)過先收集再處理的除塵過程，不可避免的在除塵器附近會造成粉塵濃度的高度集中，整條生產(chǎn)線中會出現(xiàn)一個甚至多個局部粉塵集中點(diǎn)。同時，針對生產(chǎn)線中的各粉塵點(diǎn)必須做到全方位控制，這樣就對生產(chǎn)設(shè)備檢修或更換帶來極大不便，同時針對進(jìn)料場粉塵無法進(jìn)行治理。因此，對于整線生產(chǎn)的粉塵無法做到高效控制。采用科霖爾液膜抑塵系統(tǒng)主機(jī)，針對性的對生產(chǎn)過程中各個產(chǎn)塵點(diǎn)進(jìn)行抑塵處理，從根源上抑制了粉塵的產(chǎn)生。同時尖端的抑塵劑技術(shù)保證了加工過程中微小粉塵顆粒之間的相互吸附，避免了礦石在傳輸和篩選中的二次揚(yáng)塵，整線抑塵效率可以控制在80%-98%之間。

  ⑤生產(chǎn)無害化

  由上海公路質(zhì)量檢測中心（國家級）和濟(jì)南大學(xué)的聯(lián)合檢測，使用Cleaner生物液膜抑塵系統(tǒng)對水泥生產(chǎn)過程及其制品的強(qiáng)度沒有影響。

  由上?；ぱ芯吭簻y試中心（國家級）進(jìn)行測試，對于急性經(jīng)口毒性、急性皮膚刺激性、腐蝕性以及生物降解等實(shí)驗(yàn)，顯示Clean抑塵制劑無毒無害并可自然降解

  ⑥生物液膜抑塵與布袋除塵方式的對比

  與傳統(tǒng)式除塵方式在密封性能、水污染、成本收益、除塵效果上進(jìn)行綜合對比，結(jié)果見表1。

  表1  科霖爾生物液膜抑塵系統(tǒng)與布袋除塵除塵方式的優(yōu)勢對比

  由表1可知，Cleaner抑塵系統(tǒng)在安裝效果、能耗、水耗、運(yùn)用效果上較袋式除塵器除塵方式有著較為明顯的優(yōu)勢。

  ⑦智能程度高

  礦山現(xiàn)場作業(yè)，當(dāng)設(shè)備產(chǎn)生故障時，科霖爾抑塵系統(tǒng)會蜂鳴報警，同時在顯示屏上顯示故障及解決方法，以便快速解決生產(chǎn)中過程中帶來的問題，防止更為嚴(yán)重的錯誤發(fā)生。

  該功能可以為貴公司定制適用的模式，以便于貴公司對所轄地區(qū)礦山粉塵的治理及檢測，具體的情況可以和技術(shù)專家討論制定（如圖4）。

  圖4 部分智能操作界面

  2生物液膜抑塵系統(tǒng)在祁連山水泥集團(tuán)古浪分公司的應(yīng)用

  2.1古浪祁連山水泥有限公司210萬噸/年石灰石生產(chǎn)線粉塵治理項目介紹

  甘肅祁連山水泥集團(tuán)股份有限公司是中央企業(yè)——中國中材集團(tuán)有限公司的下屬子公司、國家重點(diǎn)支持的12戶大型水泥企業(yè)集團(tuán)之一，是甘青藏區(qū)域最大的水泥生產(chǎn)企業(yè)集團(tuán)、西北地區(qū)特種水泥制造商。古浪祁連山水泥有限公司是甘肅祁連山水泥集團(tuán)股份有限公司在古浪注冊的全資子公司，該公司水泥生產(chǎn)線為日產(chǎn)4500噸/日干法水泥生產(chǎn)線項目，估算總投資8.24億元，年可實(shí)現(xiàn)銷售收入6億元，利稅1.2億元。2014年5月，該公司210萬噸石灰石生產(chǎn)線粉塵治理項目委托科霖爾環(huán)保科技（上海）有限公司進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計要求整線抑塵效率大于80%即可，且設(shè)備穩(wěn)定性需適應(yīng)海拔高度3600m，每年冬季（10月~3月）平均溫度為-26℃的惡劣天氣。

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  2.2科霖爾生物液膜抑塵系統(tǒng)的安裝

  科霖爾生物液膜抑塵系統(tǒng)安裝在破碎機(jī)30米半徑內(nèi)，因需要防寒設(shè)計了5mX8m的簡易保溫房，兩組分頭分別設(shè)計在給料機(jī)和破碎機(jī)入料口處。（如圖5）

  圖5簡易保溫房內(nèi)的液膜抑塵系統(tǒng)和一組噴頭的安裝位置

  2.3科霖爾生物液膜抑塵系統(tǒng)的運(yùn)行成本分析

  科霖爾抑塵系統(tǒng)的運(yùn)行成本主要由電耗、藥劑和水的使用組成，在本方案中就以單位生產(chǎn)量（每噸礦石）運(yùn)行成本計算。

  (1)電耗：古浪祁連山當(dāng)?shù)毓I(yè)電價為0.68元/Kw×h，功率因數(shù)為0.85。

  每噸礦石用電成本：30Kw×0.68元/Kw×h×1h×0.85/700噸礦石≈0.02元/噸礦石；

  (2)藥劑：根據(jù)2014年9月1日～2014年9月5日運(yùn)行數(shù)據(jù)，因礦石濕干程度不同，噸礦石藥劑使用量約為5.3g~5.9g左右，使用成本約為0.14-0.18元/噸。

  (3)抑塵系統(tǒng)操作簡單，無需專職人員操作，人工費(fèi)可忽略不計；

  科霖爾生物液膜抑塵系統(tǒng)的噸礦石綜合運(yùn)行成本：電耗+藥劑+人工≈0.16-0.2元/噸。

  3科霖爾抑塵系統(tǒng)的檢測報告

  3.1古浪縣環(huán)保局第三方檢測報告

  3.2古浪公司自行檢測報告

  2014.09.25-2014.09.27古浪公司自測結(jié)果見表2-2

  1、監(jiān)測工況說明：九月份古浪縣雨水較多，監(jiān)測期間近4天未下雨，氣候適宜。開采石灰石含水量一般，監(jiān)測過程均在監(jiān)測點(diǎn)下風(fēng)向測量。

  2、抑塵系統(tǒng)效果評價：破碎機(jī)、各皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)收塵停用，抑塵系統(tǒng)啟用后降塵效果較理想，石灰石均化庫揚(yáng)塵得到有效抑制，抑塵明顯。該抑塵系統(tǒng)運(yùn)行后，原皮帶輸送轉(zhuǎn)接點(diǎn)收塵系統(tǒng)均可停止運(yùn)行。通過對比監(jiān)測全線抑塵率達(dá)到80%，均化庫內(nèi)達(dá)到90%，符合合同約定的要求。

  3.3科霖爾液膜抑塵系統(tǒng)目測效果對比

  圖6皮帶運(yùn)輸處前后對比

  圖7均化庫內(nèi)前后對比

  4結(jié)論

  (1)科霖爾生物液膜抑塵系統(tǒng)效果顯著，該抑塵系統(tǒng)運(yùn)行后，原破碎機(jī)、皮帶輸送轉(zhuǎn)接點(diǎn)布袋收塵系統(tǒng)均可停止運(yùn)行，通過對比監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，破碎至均化庫生產(chǎn)全線抑塵率達(dá)到80%，均化庫內(nèi)達(dá)到90%。

  (2)經(jīng)過一年的運(yùn)行，設(shè)備穩(wěn)定可靠，已經(jīng)在祁連山水泥集團(tuán)永登、漳縣等分公司推廣使用，由于大大降低工人的職業(yè)健康危害而深受工人喜愛，工人養(yǎng)成了不開抑塵系統(tǒng)部進(jìn)入均化庫作業(yè)的習(xí)慣，科霖爾液膜抑塵系統(tǒng)的抑塵效果得到了祁連山集團(tuán)上下廣泛好評。古浪祁連山水泥有限公司被甘肅省環(huán)保廳評定為環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化A級企業(yè)，并于2015年5月份，該公司被中國水泥協(xié)會評為“中國大型水泥集團(tuán)環(huán)保標(biāo)桿企業(yè)”。

  (3)科霖爾生物憑借80%-98%的抑塵效率、50%-80%的能耗節(jié)省、1%-3%的資源回收成功入選中國礦業(yè)聯(lián)合會綠色礦山使用技術(shù)目錄，祁連山水泥集團(tuán)為中國水泥行業(yè)樹立了典范，第一次解決了國內(nèi)一直沒有解決的均化庫內(nèi)粉塵治理難題，值得水泥行業(yè)全力推廣。