“内循环模式-Ⅱ”案例说明
前言
2008年,“内循环模式-Ⅰ”整体解决了“含尘(包括普通毒性)冷(暖)气”车间的内循环问题。
2018年,“内循环模式-Ⅱ”整体解决了“含剧毒粉尘冷(暖)气”车间的内循环问题。
许多含有剧毒成分的优异生产配方,由于在生产过程中,会产生含剧毒的粉尘(如氧化镍)废气,涉及到环保废气排放的不许可问题,从而无法投入生产,形成一个无法逾越的“环保排放限制瓶颈”。
“内循环模式-Ⅱ”通过内循环,实现“环保零排放”,解决了“环保排放限制瓶颈”问题。
“内循环模式-Ⅱ”的3项核心技术:
(1)“年费用”(备2-3)比传统“三-六级空气过滤系统”从新鲜空气中提取相同等级“洁净空气”低70%、比传统“外排放模式”略高20%。
所有企业都能够用得起!
尤其是“含高浓度剧毒粉尘废冷(暖)气”,可以节省巨量的冷(暖)气制作电能耗,每1万立方米每年节省电能耗费用约40万元,项目投入<2年全部回收,十分可观。
(2)把车间的职业安全卫生环境从“含尘车间”提升至“洁净车间”-“超洁净车间”。
(3)实现“环保零排放”。
关键词:
“含高浓度剧毒粉尘废冷(暖)气” 超洁净冷(暖)气 内循环 “含尘车间” 洁净车间
超洁净车间 节省巨量的冷(暖)气制作电能耗 高效回收贵重金属粉体 环保零排放 “环保排放限制瓶颈”
一、基本情况:
1、名称:
(1)案例名称:
新厂4条镍锰电池总装生产线车间:
“内循环模式-Ⅱ”:
尘源控制率100%---一级“超级除尘器”+二级“U15空气过滤器”+三级“U17超高效空气过滤器”---“ISO Class 5(百级)超洁净级冷气”---100%返回车间内循环使用系统(备1、4-7)
简称10#
(2)案例公司名称:
美国伯克希尔•哈撒韦公司(“Berkshire”)---金霸王(中国)有限公司
2、行业地位及产能:
金霸王是全球碱性电池的标杆企业,其产品金霸王电池,通常与南孚、555电池摆在一起售卖,是妥妥的一家传统制造大厂。
但是,其产能已达到“工业4.0”。
3、治理参数:
3-1、治理前参数:
(1)治理废冷气量:
治理含(氧化镍、MO2、膨胀石墨)粉尘废冷气量:Q=85500m³/h。
(2)废冷气中粉尘浓度:
废冷气中总尘浓度:ω=1913mg/m³。
3-2、治理后参数:
(1)返回车间使用的洁净冷气量:Q=85500m³/h。
(2)洁净冷气中粉尘浓度:
A、返回车间使用的洁净冷气中总尘浓度:C=6×10-7mg/m³。
B、二氧化锰单尘浓度:7×10-8mg/m³。
C、膨胀石墨单尘浓度:3×10-8mg/m³。
D、二氧化镍单尘浓度:未检出。
(3)洁净冷气的洁净度:ISO5级(相当于百级)
3-3、总除尘效率(或过滤精度):η=99.9999999%。
4、使用时间:
2018-2022年,已稳定运行≥5年。
5、特殊地理位置:
位于东莞市南城区宏图高新开发区。
该开发区现在已经是东莞市南城中心城区,金霸王是唯一的“钉子户”
6、与人居环境和平共处:
在40多年经济发展的大潮下,不知有多少工业园区被倒逼迁离城区。
但是,金霸王这个“大钉子户”至今岿然不动,在高楼耸立的东莞市中心,犹如镶嵌着一块绿草如茵的“芯片”,和一街之隔的幼儿园、学校、住宅区、办公大厦和睦相处,与周边人居环境匹配交融为一体,成为市区别致一景。
二、4条镍锰电池总装生产线车间简介:
1、总装车间(Depo Room):
是金霸王(中国)有限公司东莞新厂的核心车间。
常年保持恒温(25℃)和恒湿。
共计4条镍锰电池总装生产线。
2、产能已达到“工业4.0”:
每条生产线每分钟可以产出镍锰电池600粒,4条生产线每天可产出镍锰电池345.6万粒,其生产效率和自动化程度已达到“工业4.0”。
3、粉尘污染严重:
每条总装生产线长约10米,布满了70-90个粉尘污染源点,每天收集粉尘≥200公斤,4条生产线每天收集粉尘≥0.8吨。
三、粉尘特征:
1、粉尘成分:
主要是氧化镍、MnO2、彭胀石墨。
尤其彭胀石墨和打印机的碳粉一样,污染能力特别强大,因此,车间的粉尘污染十分严重。
2、粉尘的毒性:
(1)矽肺病:
粉尘吸入肺腔,造成肺堵塞。导致肺功能障碍,甚至呼吸衰竭。
(2)中枢神经系统中毒:
MnO2和彭胀石墨,这2种粉尘对人的脑神经系统都有不可逆的毒性作用,属于毒性大、危害大的粉尘。
(3)剧毒粉尘---氧化镍的毒性:
A、皮肤过敏:
镍是最常见的致敏性金属,一旦出现致敏症状,镍过敏能无限期持续。
这种反应在某些西方人种上面尤其明显,因此,西方人特别是忌惮。
目前美国的职安标准是:0.2mg/m³;中国是:1.0mg/m³。
B、其他毒性:
人体每天摄入可溶性镍250mg则会引起中毒,特有症状是皮肤炎、呼吸器官障碍及呼吸道癌症。
镍也可能是白血病的致病因素之一。
哮喘、尿结石等病都与人体内镍的含量有关。
镍还有降低生育能力、致畸和致突变作用。
(4)“毒中剧毒粉尘”:
本案例是在二氧化锰和膨胀石墨粉尘的基础之上,叠加氧化镍粉尘。
属于“毒中剧毒粉尘”。
3、粉尘属性:
属于没有化学反应和变化的惰性颗粒扬尘,即所谓的纯颗粒粉尘。
四、特殊配方和特殊工况:
1、特殊配方:
为了提升碱性电池的性能,金霸王在锰电池配方的基础之上,需要加入氧化镍的成分,成为碱性镍锰电池。
2、特殊工况:
在生产碱性镍锰电池时,会产生含剧毒氧化镍粉尘的废气。
3、“环保排放限制瓶颈”问题:
从2016-2018历时3年,金霸王向当地的东莞市环保局申请“剧毒氧化镍粉尘”的环保达标外排放事项,始终无法获得批准。
4、“内循环模式-Ⅱ”:
在外排放无法可想的情况之下,2017年金霸王请求我公司的帮助,我公司提出了“内循环模式-Ⅱ”的解决方案,被金霸王(中国)有限公司接受。
同时,也被东莞市环保局接受。
“内循环模式-Ⅱ”,即10#系统于2018年部分建成,并投入碱性镍锰电池的试生产,于2019年底全部完工,交付金霸王使用至今。
“内循环模式-Ⅱ”确保内循环的“ISO Class 5(百级)超洁净级冷气”中剧毒氧化镍粉尘浓度<1×10-9 mg/m³,即仪器完全检测不到氧化镍粉尘的存在。
因此,圆满地解决了“环保排放限制瓶颈”问题。
同时,将车间的职业安全卫生环境从“含尘车间”提升至“洁净车间”-“超洁净车间”。
我公司认为“内循环模式-Ⅱ”对于类似金霸王这种特殊配方和特殊工况,具有特殊的重大意义。
五、案例五年多时间的运行情况:
1、五级尘源尘源:
(1)一级异形吸尘口控制。
(2)二级集尘罩控制。
(3)三级局域空间控制。
(4)四级局域生产线空间控制。
(5)五级局域车间空间控制。
通过上述五级尘源尘源,确保车间的尘源控制率ξ=100%。
2、车间空气的洁净度:
车间的空气洁净度达到“ISO Class 5(百级)等级”。
3、确保生产正常运行:
2018-2022年五年多时间的里,系统的运行稳定性能极好,基本保持零故障率、 100%保持零误工率。
六、“内循环模式-Ⅱ”案例模型图(图片1)
图片1:“内循环模式-Ⅱ”案例模型图
七、5项核心价值:
1、“内循环模式-Ⅰ”实现环保零排放:
将废冷气过滤净化为“ISO Class5(百级)的洁净冷气”,100%内循环使用,实现环保零排放。
2、“内循环模式-Ⅱ”有效提升“车间职业安全卫生环境”:
把“含高浓度剧毒粉尘废冷气”过滤净化为“ISO Class 5(百级)的超洁净级冷气”,100%内循环使用,从而将车间空气质量从“含尘车间”升级为“洁净车间”-“超洁净车间”,达到提升和改善员工的职业安全卫生环境。
3、节省巨量的冷气制作电能耗:
由于制作冷气需要耗费大量的电能,因此,“超级除尘器系统”将“含高浓度剧毒粉尘废冷气”过滤成为“ISO Class 5(百级)的超洁净级冷气”,100%内循环使用。
从图片8可以看出,每1万立方米“含高浓度粉尘废冷(暖)气”内循环使用,每年节省电能耗费用:约40万元,项目投入<2年全部回收,十分可观。
4、高效回收利用贵重金属粉体:
本案例(4条生产线)氧化镍、MnO2、彭胀石墨粉尘的回收率≥99.999%。
高效回收利用的贵重粉体为氧化镍、MnO2、彭胀石墨,以每天回收≥0.8吨计,每年回收≥292吨。
回收的氧化镍、MnO2、彭胀石墨粉体100%重新利用。
以每吨1万元计,每年回收贵重粉体≥292万元。
5、节能、降耗、降维(备8):
“内循环模式-Ⅱ”的年运行总费用比“传统三-六级空气过滤系统”从新鲜空气中提取相同等级的“洁净空气”低70%、比传统“外排放模式”略高20%。
确保所有的企业都能够用得起“内循环模式-Ⅱ”。
八、关于金霸王的补充说明:
1、15年以来已为金霸王节省各种费用≥7.5亿元:
自2008年12月至今已15年有多,人居环保已为金霸王设计制造安装了8套“内循环模式-Ⅰ”系统和1套“内循环模式-Ⅱ”系统,共计9套“内循环模式”系统。
(1)每年回收冷气数十亿立方米,节省电能耗费用上千万元。
(2)每年回收贵重原材料粉体数千顿,节省原材料费用数千万元。
(3)节能、降耗、降维3项,每年节省费用上千万元。
以上3项每年为金霸王节省费用≥0.5亿元。
15年以来已为金霸王节省各种费用≥7.5亿元。
2、金霸王收获巨大的城市中心红利:
金霸王能够在高楼耸立的东莞市中心活得很滋润,主要得益于8套“内循环模式-Ⅰ”和1套“内循环模式-Ⅱ”系统。
其形象、品牌、军心、人才等方面都在收获巨大的城市中心红利。
金霸王即收获巨大的改革开放红利,又在此基础之上叠加了城镇化红利。