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)水泥廠只在破碎機處安裝布袋除塵器進行局部收塵，皮帶運輸粉塵彌漫廠區(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)境保護標準和鼓勵節(jié)能減排的政策為契機，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、干霧除塵的潤濕團聚的除塵方式，采用了生物抑塵制劑液膜對粉塵進行封閉（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聚能力（防止飛散）進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、吸附和團聚物，使粉塵重量增加并自然沉降，從而達到抑制礦石在生產(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)化成帶電荷和強力吸附性的泡沫狀物質(zhì)，再利用超細灰塵的荷電性進行相互吸附，使超細粉塵包裹和團聚，達到一定重量后自然沉降，自此達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的周圍。現(xiàn)場服務(wù)工程師會根據(jù)各個作業(yè)場所生產(chǎn)的實際情況確定出不同的安裝方案，選擇合適的抑塵點，以便在最佳抑塵點安裝，從而達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、運行可靠，根據(jù)產(chǎn)品的特點和實際情況，采用先進的傳感元件，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（或反擊式破碎機）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)備正常運轉(zhuǎn)后，破碎和篩分現(xiàn)場粉塵的總抑制率最大可達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，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度和操作要求，科霖爾液膜抑塵系統(tǒng)主機在整套設(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。

  由于采用智能式模塊化設(shè)計，使整機操作上僅有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。尤其對主要粉塵點（進料場）無法進行控制。

  科霖爾液膜抑塵系統(tǒng)主機主機設(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。由于采用高強度軟管，重量極輕，配合獨創(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措施。由于其獨創(chuàng)的抑塵技術(shù)，可確保在破碎部分進行精準控制，無需進行后續(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，甚至在走左場所運行狀態(tài)下也可以進行正常的安裝，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)主機安裝基礎(chǔ)平臺

  ③功耗低

  科霖爾液膜抑塵系統(tǒng)主機主機設(shè)備的功耗較低，最大僅需20平方的（3+1）芯電纜，在實際安裝時對于礦山的用電負荷不會造成過大的負擔，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，需要巨大的裝機功率，對一條完整的生產(chǎn)線進行全線除塵，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。同時，針對生產(chǎn)線中的各粉塵點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，同時針對進料場粉塵無法進行治理。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，針對性的對生產(chǎn)過程中各個產(chǎn)塵點進行抑塵處理，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)過程及其制品的強度沒有影響。

  由上海化工研究院測試中心（國家級）進行測試，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驗，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股份有限公司是中央企業(yè)——中國中材集團有限公司的下屬子公司、國家重點支持的12戶大型水泥企業(yè)集團之一，是甘青藏區(qū)域最大的水泥生產(chǎn)企業(yè)集團、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)?？萍迹ㄉ虾＃┯邢薰具M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)計在給料機和破碎機入料口處。（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)的運行成本分析

  科霖爾抑塵系統(tǒng)的運行成本主要由電耗、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）運行成本計算。

  (1)電耗：古浪祁連山當?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，人工費可忽略不計；

  科霖爾生物液膜抑塵系統(tǒng)的噸礦石綜合運行成本：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)測點下風向測量。

  2、抑塵系統(tǒng)效果評價：破碎機、各皮帶轉(zhuǎn)運點收塵停用，抑塵系統(tǒng)啟用后降塵效果較理想，石灰石均化庫揚塵得到有效抑制，抑塵明顯。該抑塵系統(tǒng)運行后，原皮帶輸送轉(zhuǎn)接點收塵系統(tǒng)均可停止運行。通過對比監(jiān)測全線抑塵率達到80%，均化庫內(nèi)達到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)運行后，原破碎機、皮帶輸送轉(zhuǎn)接點布袋收塵系統(tǒng)均可停止運行，通過對比監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，破碎至均化庫生產(chǎn)全線抑塵率達到80%，均化庫內(nèi)達到90%。

  (2)經(jīng)過一年的運行，設(shè)備穩(wěn)定可靠，已經(jīng)在祁連山水泥集團永登、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)境保護標準化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“中國大型水泥集團環(huán)保標桿企業(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。