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毒性粉尘严重污染 的密闭大车间              ---整体洁净生产治理※※           和烟尘环保治理及 冷气内循环使用(零排放)+免口罩车间※※※※ ※※※     智能化 二次除尘系统模式
发布时间: 2012-11-29 15:12:55  作者:  阅读次数:5364
导读:金霸王有限公司是 全世界最具品牌的锰锌电池生产厂家之一,拥有5家大工厂,分布于 美国(3)、中国(  1)、比利时(  1)等地,宝洁金霸 王(中国)有限公司位于广东省东莞市。主要生产车间3个:Depo、Powder、Weiler Room。我公司于  2008年08月03日受邀参观该厂, 随之受托对该厂的上述3个车间进行调查评 估与设计,并中标该项目。从2009.02至2012.02止6#二次除尘系统已成 功运行3年整,被评为金霸 王五大工厂中最优秀二次除尘系统,于2009.06荣获金霸王美国总 部颁发的“免口罩车间※※※※ ※※※     ”匾牌,因此,我们对该系统的成功因素进行了总结,提供一种毒性粉尘严重污染 的密闭大车间              ---整体洁净生产治理※※           和冷气内循环使用二次除尘系统模式,供相关电池行业生产厂家和需要这种模式的其他行业生产厂家及除尘同行参考,以献我们的绵薄之力。错缪之处请指正批评,不胜感激。

 第一部分  背景介绍

一、电池行业粉尘 的毒性、毒性粉尘污染的  密闭大车间              、车间整体洁净生产治理※※          概念

1、电池行业粉尘的 毒性

    电池行业涉及的车 间污染粉尘主要为有毒重金属        和毒性石墨粉尘, 其中有毒重金属        包括:铅烟、铅尘 、二氧化锰粉尘、氧化锌粉尘等。铅烟、铅尘毒性最大,会造成血铅,并且会积累,不会自动排泄;二氧化锰粉尘主要损害中枢神经系统,不会自动排泄;氧化锌粉尘表现为恶心、呕吐、急性腹痛,会自动排泄;石墨粉尘是神经 系统的一种毒物。因此,无论是有毒重金属        还是毒性石墨粉尘,对一线生产员工和社会环境来说都是毒性极大的粉尘,必须严格执行国家的职业安全与卫生 和环保标准。

    本案例涉及 有毒重金属        二氧化锰和氧化锌 粉尘及毒性石墨粉尘。

2、毒性粉尘污染的  密闭大车间             

    密闭大车间              :指的是一个或多 个互相串通的生产车间构成的一个与外界隔离的密闭大空间。其与外界联通的渠道有2种:(1)除尘抽风和人工 送风系统,(2)冷气内循环使用 的空调制冷配给鲜风系统。

    毒性粉尘污染的 密闭大车间              :每个车间均有众 多的毒性粉尘尘源污染点,污染可以通过生产线和车间之间的扩散而互相串通。

宝洁金霸王(中国 )有限公司的Depo、Powder、Weiler Room是该公司的 3个主要生产车间, 其中Depo Room毒性粉尘尘源点最 多、空气中毒性粉尘浓度也最大(个别点总尘浓度max≥1000mg/m³),Power Room次之,Weiler Room尘较少。生产线之 间密集排列,车间之间也相互连通,污染可以通过扩散而互相串通,但是,相对于外界3个生产车间又构成 一个大型的密闭大空间。其与外界联通的渠道由冷气内循环使用的空调制冷配给鲜风系统完成。因此,是一个典型的毒性粉尘污染的 密闭大车间             

3、车间整体洁净生产治理※※          指针对众多的毒性 粉尘尘源点进行统一的尘源控制-管路输送-二次除尘-外排或冷气内循环 使用,从而达到车间整体洁净生产治理※※          目标。

4、零排放大车间: 指被集中收集的大 车间含毒性粉尘废气,经过二次除尘系统的过滤净化治理后,成为干净的符合国家标准要求的空气,又送回大车间循环使用。在循环过程中必须注意新风的添加,以保证空气中的含氧量,个别需要加冷或其他措施,但均为非必要 因素。

二、前后2套二次除尘系统使 用功能的对比及说明

1、表1、 前后2套二次除尘系统使 用功能对比表

2、说明:如表1所述,3年来相对于原有英 国进口的二次除尘系统成功实现以下4项目标:

(1)成功实现   : 在春夏秋三季车间 冷气内循环使用(零排放),车间的空气质量稳定达标:总尘浓度 ≤0.015mg/m³,比宝洁的含尘浓 度要求低10.5倍,比国家标准要 求低10.0倍;,并于 2009.06荣获金霸王美国总 部颁发的“免口罩车间※※※※ ※※※     ”  匾牌;

(2)成功实现   : 在冬季治理后的外 排干净废气中:总尘浓度≤0.009mg/m3,比国家规定的锰 及其化合物环保排放标准<15mg/m3低1665倍。

(3)成功实现   : 满负荷无故障运行 3年整,故障率为零 ,有力保障和提高生产效率;

(4)3年来相对于原有英 国进口的二次除尘系统成功实现节省电费、耗损费、人工管理   费总计约129万元,相当于为甲 方创造了129万元的节能降耗利 润,帮助甲方做到真正的双赢!

三、前后2套二次除尘系统技 术参数的对比及说明

1、表2、 前后2套二次除尘系统技 术参数及说明对比表

 

第二部分 成功原因分析

一、科学严谨的背 景资料调查和2库的建设:

1、帮助甲方建立了 科学严谨的粉尘背景资料库:

    在我们进行背景资 料调查时,发现甲方只有1项粉尘背景资料, 即车间空气粉尘浓度90%以上超标( TMn>0.1 mg/m³),其他项目的背景 资料都缺。针对这种情况,我们进行了科学严谨的粉尘的背景资料调查:

    通过上述6项粉尘背景资料调 查,让我们对粉尘的物理和化学的特性及车间空气中总尘度分布态势有了充分了解,从而可以制定科学的除尘技术和参数。同时,帮助甲方建立了科学严谨的粉尘背景资料库,该粉尘背景资料库 是永久有效的!

    例1:根据粉尘 含有少 量油的特性,必须选择耐油性好的滤料。

    例2:根据粉尘 TMn占43-58%且粒度大、 TC占5-12%粒度微小的特性, 得出该粉尘具有重质硬固尘和轻质硬固尘的双重特性,必须选择即能有效预先去除重质硬固尘又能有效去除轻质硬固尘的双重技术除尘器—RJHH型上进风式内置尘 气分离装置除尘器。

    例3:根据粉尘 激光粒度分析(图8),得出粉尘分散 度特征如下:

    粉尘粒径分布范围 :0.065-675μm;其中65-78%粒径分布于 5-60μm之间;其中占比率 最高的颗粒粒径范围为15-17μm;≤5μm粒径粉尘占体积比     14.76-17.37%;≤0.5μm粒径粉尘占体积比     ≤3.46%;≤0.3μm粒径粉尘占体积比     ≤2.06%;≤0.1μm粒径粉尘占体积比     ≤0.28%。

    根据上述粉尘分散 度特征,我们为除尘器选择了超高效覆膜滤料:粉尘粒径≥0.3μm,过滤效率 ≥99.986%;同时,我们知道 粉尘中≤0.3μm粒径粉尘占体积比     ≤2.06%,有这样一个高比 例粉尘,无法使用机械场的滤料来过滤去除,因此,一级除尘根本就无法达到甲方的要求!

    那么,如此高比例 (≤2.06%)粉尘就要靠二次 空气过滤器来去除了。目前,理想的超高效(ULPA)空气过滤器过滤效 果:≥0.1μm过滤效率≥99.99 9-99.99 99 95%,这样,每天可拦 截0.1-0.3μm粒径粉尘20.6kg,二次空气过滤器 将在很短的时间内堵死。另一方面,还有≤0.28%比例的粉尘由于粒 径≤0.1μm而可能泄漏,这样 就有可能导致空气中粉尘浓度≥0.216 mg/m³而无法达标。因此 ,依靠二次空气过滤器来保证达标,显然不可行也不靠谱!

    通过科学严谨的分 析,我们认为只有依靠除尘器的粉尘滤饼层超精细过滤的功能。因此,除尘器必须具有持续保留粉尘滤饼层超精细过滤的功能;并且,二次空气过滤器不能作为过滤粉尘的主导作用,只能作为过滤粉尘的把关作用;否则,任何二 次除尘设计方案都有可能失败!这为二次除尘器技术和参数的设计成功提出了明确的必要条件,避免了设计失败。

2、帮助甲方建立了 科学严谨的现有生产线尘源控制点和抽风量控制基础数据资料库:

    同样,甲方对现有 生产线尘源控制点和抽风量控制基础数据资料认识十分错误和缺乏:

    例1:甲方原有的  1条Depo生产线只配置 5级尘源控制点  29个,但经我方调查 后确认1条Depo生产线必须配置 5级尘源控制点  54个,吸尘点 69个。尘源控制点缺 口高达40个即138%。

    例2:甲方原有的  1条Depo生产线只配置 平均抽风量2020m³/h,每个尘源控制点 平均抽风量70m³/h。但经我方调查后 确认1条Depo生产线必须配置 抽风量平均6912m³/h,每个尘源控制点 抽风量平均128m³/h。尘源控制抽风量 缺口高达4892 m³/h即242%。

    因此,我们帮助甲 方建立了科学严谨的现有生产线尘源控制点和抽风量控制基础数据资料库,根据该基础数据资料库,对车间生产线尘源控制的点、线、面设计和总风量设计就十分容易了。

3、有了上述 2库的建设,对原有 二次除尘系统的相关缺点和毛病也就一目了然。

二、引入优化设计 理念

优化设计的 2个核心理念

1、结合创新技术的 设备资源整合设计,把除尘设备系统的能耗、耗损、人工管理   、故障率等降到最低,并把除尘设备系统的设备功效发挥到最大;

2、不以除尘设备系 统的一次性投资为成本核算对象,而是把除尘设备系统的年费用和寿命总费用作为成本核算对象。

a、年费用指除尘设 备系统一年的电费+耗损费+人工管理费(即 3费)的总和,不含 设备分摊。

b、寿命总费用指: 除尘设备系统的一次性投资(即1资)+寿命总能耗 +寿命总耗损 +寿命总人工管理费 +寿命总故障率造成 的损失等的总和。

    这样,就可以把低 一次性投入成本、低技术水平、低运行效率而高能耗、高耗损、高人工管理、高故障率的(3低4高)除尘设备系统 对比得无处遁形。

    在我们到来之前, 甲方基本上没有优化设计理念的概念,这从原有二次除尘系统动力配置上的2个毛病可以看得十 分明白:

    毛病之一:如表 2所述,原有二次除 尘系配置1台55KW抽风机,同时配置 2台45KW高压抽风机(带一 级除尘器 负压27000pa),即用于车间生 产线吸尘,又用于清洁卫生,这样的动力混合配置极不合理,即造成车间生产线粉尘收集不干净,又造成车间卫生一天反复多次也清洁不干净,还造成能源惊人的浪费;

    毛病之二:原有二 次除尘系统配置的1台55KW抽风机,额定抽风 量23784 m³/h,实际只抽取 14394 m³/h的风量,原因是系 统总阻力过大,抽风机负压不足,风机选型错误。

    因此,在本次 6#系统的设计过程中 ,我们十分在意把优化设计理念在每一个设计细节中贯切执行,总结如下(参见图10):




 三、应用了 6项先进的除尘技术

1、负压仓式尘源控 制技术模式(公司发明专利)

2、Ⅲ级除尘结构模 式的除尘器技术(公司发明专利)

3、6台单独立除尘器并 联组合结构模式的技术(公司发明专利)

4、全智能PLC数字化控制与管理 技术模式(公司专利)

5、超高效覆膜滤筒 技术模式

6、除尘器在低阻力 值条件下实现粉尘滤饼层超精细过滤的技术模式(公司发明专利)

 

第三部分 6项先进技术简要介 绍

1、负压仓式尘源控 制技术模式:

   结合负压仓设计理 论,由n个负压仓式尘源点 、线、面构成的控制局,汇总成严密的尘源控制系统,确保尘源控制率≥99.998%.

2、Ⅲ级除尘结构模 式的除尘器技术: 

    RJHH型除尘器是我公司 最新发明专利产品,结构上采用上部进风+尘气分离装置的技 术模式,当含高浓度重质锰粉尘废气从上部高速进入除尘器时,在尘气分离装置的帮助下,实质上构成惯性和重力(Ⅰ级)+零速度和重力(Ⅱ 级)+滤筒过滤(Ⅲ级) 的Ⅲ级除尘结构模式。这种Ⅲ级除尘结构模式的除尘器其净化效率相当于在单级布袋除尘器之前增加一台高效旋风除尘器的组合,而能耗只相当于旋风除尘器的5-6%、组合除尘器的 55-56%。对甲方车间的具 有重质硬固尘和轻质硬固尘双重特性的高浓度锰+碳粉尘有神奇的除 尘效率高而能耗低优势。同时,可有效保护和延长布袋或滤筒耗材 使用寿命。相反, 采用高效旋风除尘器+布袋除尘器的组合 ,则要增加100%的能耗和占地空间 且无法有效保护和延长布袋或滤筒耗材使用寿命。

3、6台单独立除尘器并 联组合结构模式的技术(图11):

    实现离线脉冲喷吹 清灰技术,因此,可达到高效清灰的目的,不再需要每月拆卸滤筒一次进行人工清理;同时,确保高压气脉冲喷吹清灰瞬间因滤布微孔扩张而降低滤布自身的除尘精度和效率,并且有效保护粉尘滤饼层。另外,还可以实现不影响 生产的在线维护。

图11  6台单独立除尘器并 联组合结构模式和二次空气过滤器图

4、全智能PLC数字化控制与管理 技术模式(图12、13)

    实现图数显示每台 除尘器的运行状态;

    实现图数显示每台 除尘器的每个独立器件单元的运行状态;

    实现除尘器技术参 数的数字化管理;

    实现除尘器设备 的数字化管理;

    实现除尘器设备 的故障预警和报警数字化管理;

5、超高效覆膜滤筒 技术模式

    由于采用了超高效 覆膜滤筒,因此确保了6#二次除尘系统的成 功!

6、除尘器在低阻力 值条件下实现粉尘滤饼层精细过滤的技术

我们总结成功因素 如下:

    利用废气固有的重 质硬固尘和轻质硬固尘双重属性特征,结合我公司除尘器Ⅲ级除尘结构模式和并联组合结构模式的发明专利技术优势,选用超高效覆膜滤筒,利用先进的PLC数字化控制与管理 模式,在独特的除尘技术设计思路指导下,将现有有限的配套设备资源使之超常发挥作用,使6#除尘器在低阻力值 条件下实现粉尘滤饼层的超精细过滤的目的!最终使6#二次除尘系统获得 极大成功。

    由于成功地实现粉 尘滤饼层超精细过滤,因此,二次空气过滤器基本上不起粉尘过滤的主要作用,只起把关作用。因此,其使用寿命超长。

 

第四部分 2种节能降耗对比方 法及优化设计的 意义

1、2种节能降耗对比方 法

(1)表3历史对比法:即新 与旧除尘器系统的1资3费对比表

(2)表4横向对比法:即普通设计与优化设计的 除尘器系统的1资3费对比表

 

2、优化设计的 意义:参见图14

 

(1)从表3、4和图14可以得知:一次性 设备投资(1资)占系统寿命总 费用的比例其实很小6.28%-16.45%,不会超过 20%,而能耗+耗损+人工的费用( 3费)占系统寿命总 费用的比例却很大83.55%-93.72%,超过80%。因此,对陈旧的 除尘设备竞标理念而言,就像拣了芝麻丢了西瓜一样;优化设计论从3费入手,同时也注 意1资的节约,因此, 取得成功。

(2)从表3和图14可以得知:优化设 计的 1资要多投180万元(多100%),但每年可节省 3费43万元(节省率:电 耗18.1%、耗材69.66%、人工管理   95.5%),即4年可收回多投的 180万元;相当于为企 业每年创造43万节能降耗利润,  8年内可以全部收回 投资;10年创造430万节能降耗利润!    20年创造860万节能降耗利润!   

    从表4和图14可以得知:优化设 计的 1资多投60万(多12%),但每年节省 3费61.3万(节省率:电耗 25.75%、耗材73.6%、人工管理   97.6%),即1年内可收回多投的 60万元;相当于为企 业每年创造61.3万节能降耗利润,  6年内可以全部收回 投资;10年创造613万节能降耗利润!    20年创造1226万节能降耗利润!   

    因此,从表 3、4和图14可以得知:优化设 计的 1资多投的12-100%,完全可以在 1-4年内的3费节省率(电耗 18.1-25.75%、耗材69.66-73.6%、人工管理   95.5-97.6%)中抵消, 5-8年内的3费用节省率可以抵 消全部1资,也就是说 5-8年后节省的 3费都可以认为是优 化设计为厂家创造的节能降耗利润!

(3)从表3、4和图14可以得知:比费用 更有价值的是技术创新优化设计可以确保您实现世界一流的  洁净生产和烟尘治理目标(零排放),而因为您的企业 拥有世界一流的洁净生产内环境和烟尘治理外环境(零排放),由此带给您的企 业内在生产效率提高和外在的社会影响力增值更是无法用金钱计算的!

 

第五部分 结论

1、铅酸、锌锰及其 他电池行业厂家毒性粉尘严重污染 的密闭大车间              ---实现世界一流的  整体洁净生产治理※※          和烟尘环保治理及 冷气内循环使用(零排放)+免口罩车间※※※※ ※※※     治理目标,其实一 点也不难做到,最关键是必须请专业专家进行优化设计,建岩上之屋;同时,必须舍得在1资上的投资(不一 定是最多的),而决心在日常3费上力行节能降耗 !通过这一途径不仅不要多掏腰包,而且可以创造节能降耗利润(相对于3低4高二次除尘系统) 和提高生产率!实现长期坐享--鱼与熊掌兼得的成 功快乐!

2、本案例总结的 “毒性粉尘严重污染 的密闭大车间              ---实现世界一流的  整体洁净生产治理※※          和烟尘环保治理及 冷气内循环使用(零排放)+免口罩车间※※※※ ※※※     治理目标的智能化二次除尘系统模式”,是在技术创新的基础之上进行优化设计且已被实践证明是成功的模式,是岩上之屋!不只是适用于电池行业厂家,同样适用于所有其他(有毒或无毒粉尘)行业厂家。

 

第六部分 公司承诺

    我公司在此郑重承诺只要是我们设计的智能化二次除尘系统,相对于原有旧二次除尘系统一定可以实现如下目标:

1、实现世界一流的  密闭大车间              ---整体洁净生产治理※※          和烟尘环保治理及 冷气内循环使用(零排放)+免口罩车间※※※※ ※※※     治理目标;

2、同时,实现如下节能、降耗目标:

(1)3费节省率:电耗15-25%、耗材70-75%、人工管理   90-95% 

(2)设备系统故障率:基本保持零故障 

(3)5-8年内的3费节省可以抵消全部1资,也就是说 5-8年后节省的 3费都可以认为是优 化设计为厂家创造的节能降耗利润!

 

备注建议:适用于所有行业生产厂家的6条建议

1. 首先必须进行科学严谨的背景资料调查,建设好2库;

2. 确定优化设计理念,请专业专家设计;

3. 尽可能利用原有除尘设备,或进行改造,同时建设新除尘系统,这样可以节省投资;

4. 建立全智能PLC数字化控制与管理中心,实现除尘设备系统的数字化控制与管理模式;

5. 条件成熟可以在全智能PLC数字化控制与管理中心的基础上,再建立在线监控中心,二者可合二为一,从而建立世界一流的设备和监控数字化控制与管理中心;

6. 创建世界一流的洁净生产治理和环保治理企业就在眼前!

    实现以上6条,其实并不需要花费很多的钱,而且,完全可以在 3费的节省上找回来。但是,企业的面貌必然为之大变,因为你已是实现了世界一流的洁净生产治理目标和烟尘治理目标的企业!

 

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