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在内蒙古自治区鄂尔多斯市薛家湾镇,作为亚洲最大的露天煤矿,神华准能集团公司黑岱沟露天煤矿一派繁忙景象:大型挖掘机挥舞着“巨手”,把煤山搬运到卡车上,穿梭不停的卡车把煤炭运到选煤厂,通过破碎、分选等工序后,优质煤炭通过全封闭的运输带到铁路装车站,通过铁路、港口运往全国各地……
不过,在往日的选煤厂生产过程中,当大块煤炭被破碎后从卡车高处倾倒而下时,浓黑的煤灰烟雾四起,刹那间连对面的人都看不清。“在准能集团与华扬怡和合作1年以来,煤炭开始倾倒瞬间采用我们公司研发的抑尘剂降尘技术,煤烟四起的现象不再出现,工人工作环境得到极大改善。”北京华扬怡和科技有限公司董事长、中国工业环保促进会副会长孙怡说。
技术评估专家组组长、中煤科工集团重庆研究院院总工黄声树表示,现场使用结果显示,北京华扬怡和的抑尘剂取得了良好的降尘效果。黑岱沟选煤厂试验点最大降尘率达90%,平均降尘率可达87%;在更早的神华宁夏煤业集团白芨沟煤矿试验的数据显示,综采工作面全尘平均降尘率74%,呼吸性粉尘浓度平均降尘率71.53%。使用期间未对系统设备正常使用产生负面影响。
“经过现场测量、计算,采用抑尘技术后,仅黑岱沟选煤厂每天可减少近20吨PM10以下煤尘排放至大气中。”孙怡说。
——粉尘危害巨大——
导致尘肺病等职业病
尘肺病是我国职业病的“第一杀手”,生产过程产生的粉尘是主要致病原因。截至2011年底,我国累计报告尘肺病702942例,占全国报告职业病的九成,病死率高达22.04%。据2013年9月卫计委公布的数据,仅2012年,我国新增尘肺病人达24000多人,占总职业病76%,最高分布行业依次为煤炭、有色金属和建材。其中煤炭相关行业又占46%以上,且逐年增加。
孙怡强调,煤炭行业是职业病的“最重灾区”。医学证实,尘肺病、矽肺病是不可逆的,但是可预防的。“华扬怡和就粉尘、煤尘治理做出了一套系统解决方案。我们也找到了神华集团‘七彩准能’。双方合作1年以来,生产现场煤尘明显减少,实现从源头上控制、减少尘肺病的发生。”
神华准格尔能源集团董事长张维世也表示,“准能集团始终在追随抑制煤炭开采起尘点的新技术。尽管成本会增加,但危及到工人职业健康的风险是不能容忍的,必须花钱,必须治理。”
除对职工健康危害巨大外,粉尘对生产危害也是很大的。孙怡说,粉尘会增加设备故障率、降低生产效率、增加设备的维护和清理费用、粉尘爆炸等容易发生生产事故、造成视线遮挡不利于安全生产等。
“我国已进入大力削减PM10、PM2.5时代,防止粉尘外逸,不但改良生产工作环境,对改善大气污染也有很好的帮助。”孙怡说。
——工作原理——
改变水张力 迅速捕捉粉尘微粒
为减少煤尘污染,国内外在防扬尘污染方面曾进行了大量的研究和实践应用,较为常见的方式有水雾降尘、 静电除尘法、布袋除尘法。北京华扬怡和科技有限公司研究院院长吴枫博士说,以上这些方法虽然能对抑制煤尘起到一定作用,但存在着成本高、有效时间短、不适用于远距离运输等问题。
在日常生活中,很多人都有过这样的经历。把极细粉尘撒在水面上,无论怎么搅拌,粉尘就无法快速沉入或融入水中。
“到目前为止,大部分矿山综合防尘采用的湿式作业。传统的洒水降尘法,是利用水的湿润机理,达到降尘抑尘目的。但对重量轻、直径10微米以下的煤尘细颗粒,由于水的表面张力,使细颗粒物浮在水面上,无法被水分子捕捉到。这样,一旦煤尘起来,洒水降尘效果不佳,特别是在短时间内;而且耗水量大,影响煤炭热值。”吴枫说,华扬怡和湿润型抑尘剂是一种高分子表面活性剂,加入水中可改变水的表面张力,提高水分子捕捉、吸附、团聚粉尘微粒的能力,可瞬间捕捉或固定直径为2.5 微米以上颗粒粉尘,并起到湿润、粘接、凝结、吸湿作用;作为环保型材料,华扬怡和抑尘剂不受温度影响,抗冻融、抗风蚀、抗雨水冲蚀;使用后不会形成二次污染,生态环境安全、无腐蚀性、无毒性、可生物降解、不损害植被,可在较长时间和运输距离内保持效果。
吴枫说,华扬怡和粉尘治理方案耗水量少,节水量约60%;瞬间降尘效果更高,最高达90%;对煤质和设备影响小,提高煤炭燃烧值。此外,通过抑尘剂配加系统、水加压系统、喷洒系统及自动控制系统实现抑尘剂的合理、有效喷洒,可达到降尘效果最佳、成本最节约。
据核算,带来收益是能有效避免煤粉损失、节约用水,经济效益折合约0.15元/吨煤。现在的成本并不高,在未来,华扬怡和还将会在不断改善粉尘治理效果的同时,在自主知识产权的产品规模生产之后也会较大幅度地降低抑尘成本。
——应用可拓展——
还可以用于道路、钢厂和岩石矿山等抑尘
目前,我国港口运输、堆放大量煤炭,在装船过程或堆放中,风吹等因素导致煤尘飞扬,污染和浪费严重。吴枫说,针对以上现象华扬怡和已研发出结壳型抑尘剂,这是一种高分子聚合物,喷洒在物料表面,能快速渗透,在堆料表面固化,形成从1/4到几英寸厚的结壳。结壳具有坚固、粘合特性,依不同要求能持续20日至90日不等。这样,通过抑尘剂和结壳剂的联合作用,形成固化层,达到降低损耗、防治扬尘,改善工作环境质量,提升安全指数,降低粉尘对健康带来的危害。此外,硬壳的防水性有助于保持储量并在冬天减少结冰的可能性,减少水污染等。
经1年多时间的使用,华扬怡和清洁煤炭抑尘产品效果突出,最终被神华集团列为环保推广技术和环保推广产品。目前,华扬怡和产品在国内大型煤炭、电厂、铁路、港口、钢铁企业均有成功运用,进入了神华、中煤、大唐电力等知名企业。至今,华扬怡和已为超过1亿吨的煤炭做了“粉尘清洁美容”,使近30万吨煤粉回到煤堆中,至少减少煤耗损失1亿元。
“更为重要的是,保护、改变了这些地方的环境,草地、道路、树木、窗台不再黑乎乎了,生产现场原本的黑烟遮挡变成对面人员设备清晰可见,员工的呼吸、职业健康得到了保障。”孙怡说。
孙怡表示,依托于煤炭行业粉尘抑制产品的经验,现在华扬怡和已完成了对道路抑尘、钢厂抑尘、水泥抑尘、岩石矿山抑尘相关产品系列的开发与研究,拓展了产品链的广度和深度,成熟的产品即将投入市场。
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