“内循环模式-Ⅰ”案例说明

前言

   从前，只要一提到“洁净空气”、“洁净车间”、“内循环”，就会联想到“贵族身份”，不仅造价昂贵，运行费用更加昂贵，只有生产非常高级和贵重产品的车间如高级电路板、芯片等，才用得起。

“洁净空气”的唯一来源是通过“传统三-六级空气过滤系统”从新鲜空气中提取获得。

对于“含高浓度粉尘废气”，通常采用传统一级“滤袋除尘器”过滤净化后，将环保达标的干净废气外排放，即“外排放模式”。

   直接从“含高浓度粉尘废气”中提取“洁净空气”这种事情，估计您想都不敢想。

   2008年，随着“内循环模式-Ⅰ”核心技术的诞生，从“含高浓度粉尘废气”中提取“洁净空气”已成为“小儿科”了。

“洁净空气”、“洁净车间”、“内循环”的“贵族身份”已被掀翻在地，一夜之间，从“贵族身份”变成了“平民身份”。

“内循环模式-Ⅰ”的3项核心技术：

（1）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“洁净空气”低80%、比传统“外排放模式”低20%。

所有企业都能够用得起！  

尤其是“含高浓度粉尘废冷（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≥46万元，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“干净车间”-“洁净车间”。

（3）实现“环保零排放”。

关键词：

“含高浓度粉尘废冷（暖）气”   洁净冷（暖）气   内循环   “含尘车间”

“干净车间” 节省巨量的冷（暖）气制作电能耗 高效回收贵重粉体     

环保零排放

一、基本情况：

1、名称： 

（1）案例名称：

   老厂6条锰电池总装生产线车间：

   “内循环模式-Ⅰ”：

尘源控制率（≥99.99%）---一级“次超级除尘器”+二级“U15空气过滤器”---“ISO Class 6（千级）的洁净冷气”内循环使用系统

 简称6#

（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（MO₂、膨胀石墨）粉尘废冷气量：Q=54000m³/h。

（2）废冷气中粉尘浓度：                     

废冷气中总尘浓度：ω=2020mg/m³。

3-2、治理后参数：

（1）返回车间使用的洁净冷气量：Q=54000m³/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=5×10^-6 mg/m³。

B、二氧化锰单尘浓度：9×10^-7 mg/m³。

C、膨胀石墨单尘浓度：4×10^-7 mg/m³。

（3）洁净冷气的洁净度：ISO6级（相当于千级）

3-3、总除尘效率（或过滤精度）：η=99.9999997%。

4、使用时间：

   2008年---至今，已稳定运行时间≥13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、高尚住宅区、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、总装生产线车间简介：

1、总装车间（Depo Room）：

是金霸王（中国）有限公司东莞厂密闭冷气大车间其中的核心车间。

常年保持恒温（25℃）和恒湿。

共计6条锰电池总装生产线。

2、产能已达到“工业4.0”：

每条生产线每分钟可以产出锰电池600粒。

目前，国内类似的生产线平均每分钟可以产出锰电池≤300粒。

6条生产线每天可产出锰电池518.4万粒，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，6条生产线每天收集粉尘≥1.20吨。

三、粉尘特征：

1、粉尘成分：

主要是MnO₂和彭胀石墨，尤其彭胀石墨和打印机的碳粉一样，污染能力特别强大。

2、粉尘毒性：

（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、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、案例之前治理分析（2008年12月之前的治理情况）：

1、车间粉尘污染十分严重：

以2008年12月为时间界线，之前，由一家新加坡公司提供的一套传统的“二级除尘-内循环系统”，但是，效果完全不行，车间粉尘污染十分严重。

车间粉尘浓度：

η=0.5-6.0mg/m³，平均≥3.0mg/m³。

严重超过GBZ 2.1-2007-中华人民共和国国家职业卫生标准《工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素》锰及其无机化合物粉尘浓度＜0.15 mg/m³，及《工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素》石墨总尘浓度＜4 mg/m³、呼尘浓度＜2 mg/m³。

员工必须佩戴各种各样的防毒面俱才能上班，下班时全身沾满黑乎乎的粉尘，参见图片1。

属于典型的“含尘车间”。

图片1：上班时佩戴着防毒面俱和全身黑乎乎的员工照片

2、传统的“二级除尘-内循环系统”事故频发，严重影响生产：

（1）该系统一直处于崩溃状态，事故频发，严重影响正常的生产：

A、一级“传统滤筒除尘器”的运行阻力值1600-2400Pa，是正常运行阻力值800-1200 Pa的一倍，甚至达到≥3000Pa，滤筒常常被高频脉冲清灰的高压气吹爆，滤筒整体使用寿命不足6个月。

B、二级“传统空气过滤器”的运行阻力值≥1200Pa，是正常运行阻力值150-600Pa近一倍左右，空气过滤芯整体使用寿命≤1个月。

3、原因分析：

（1）车间尘源控制率低：

ξ<98%。

即≥2%的粉尘量（相当于≥24Kg/天），源源不断地逃逸和扩散到车间的空气中，并且，不断地叠加，污染和恶化了车间的空气质量。

（2）传统“二级除尘-内循环系统”提供内循环使用的冷气质量差：

A、一级“传统滤筒除尘器”缺乏创新技术，除尘效率太低：

≥0.3μm，η≤98%。

B、造成二级“传统空气过滤器”的负荷太重。

而且，空气过滤芯的过滤精度低：

H12，≥0.3μm，η≤99.97%。

获得亚高效（H12）级干净冷气（干净冷气中粉尘浓度＜3×10^-4mg/m³）。

C、只能提供亚高效（H12）级干净冷气供内循环使用。

（3）净化＜污染：

（1）+（2）=内循环的净化能力小于粉尘逃逸和扩散能力。

或者：

逃逸和扩散的粉尘量大于内循环净化能力。

因此，车间空气质量越来越差，不断恶化。

五、案例分析（2008年12月之后的治理情况）：

1、车间内一尘不染：

车间内一尘不染，即使在高温聚光灯下，也看不到一点点漂浮的尘埃，可与办公室的环境媲美，车间粉尘浓度：

η=0-0.0015mg/m³，达到“干净级车间”的标准。

比2008年12月之前车间的平均粉尘浓度下降2000倍以上，比国家职业卫生标准低100倍以上，参见图片2。

属于典型的“干净车间”。

图片2：“免戴口罩车间”内一尘不染可与办公室环境媲美的照片

2、15年以来一直保持零误工率：

（1）“内循环模式-Ⅰ”运行超级稳定，可持续运行时间≥5年：

一级“次超级除尘器”的运行阻力值：400-800 Pa，滤筒整体使用寿命≥5年。

二级“U15高效空气过滤器”的运行阻力值：100-300 Pa，空气过滤芯整体使用寿命≥5年。

（2）15年以来一直保持零误工率：

2008年12月至今的15年多时间里，所有设备完好如初，没有一件损坏，基本保持零故障率、 100%保持了零误工率。

3、原因分析：

（1）车间尘源控制率高：

“内循环模式-Ⅰ”的尘源控制率：ξ≥99.99%。

即只有＜0.01%的粉尘量（相当于＜0.12Kg/天），源源不断地逃逸和扩散到车间的空气中，粉尘量比2008年12月之前减少了200倍以上。

即使＜0.01%的粉尘量，也同样会在车间空气中不断地叠加，污染和恶化车间的空气质量。

（2）“内循环模式-Ⅰ”提供内循环使用的冷气质量优异：

A、一级“次超级除尘器”采用核心自主的创新技术，除尘效率达到：

≥0.3μm，η=99.99-99.999%。

B、二级“U15高效空气过滤器”负荷轻。

而且，U15空气过滤芯的过滤精度达到：

≥0.12μm，η≥99.99995%。

获得“ISO Class 6（千级）的洁净冷气”（洁净冷气中粉尘浓度＜5×10^-6mg/m³）。

C、可以提供“ISO Class 6（千级）的洁净冷气”供内循环使用。

（3）净化＞污染：

（1）+（2）=内循环的净化能力大于粉尘逃逸和扩散能力。

或者：

逃逸和扩散的粉尘量小于内循环净化能力。

因此，车间空气质量越来越好。

4、喜获“免戴口罩车间”匾牌：

2009年，金霸王美国总部为了表彰此项目的卓越成就，专门给总装车间颁发了“免戴口罩车间”匾牌，鼓励员工上班不用戴口罩。

众所周知，美国企业对员工职业安全卫生的防护之严厉，世界闻名，甚过于欧洲、日本。然而，在这样一个毒粉尘污染的生产车间，竟然鼓励员工上班不用戴口罩，几乎是不可想象或者绝无仅有的。

可想而知，人居环保的粉尘治理技术和功夫已到极致程度，以至于让美国巨头刮目相待了。

这个“免戴口罩车间”匾牌是十足赤金和沉甸甸的。

图片3：“免戴口罩车间” 匾牌照片

六、“内循环模式-Ⅰ”案例模型图（图片4）：

七、“内循环模式-Ⅰ”案例的5项核心价值：

1、变废为宝---“内循环模式-Ⅰ”实现环保零排放：

   将含高浓度粉尘废冷气过滤净化为“ISO Class 6（千级）的洁净冷气”，100%内循环使用，实现环保零排放。

2、变废为宝---“内循环模式-Ⅰ”有效提升“车间职业安全卫生环境”：

   把“含高浓度粉尘废冷气”过滤净化为“ISO Class 6（千级）的洁净冷气”，100%内循环使用，从而将车间空气质量从“含尘车间”升级为“干净级车间”，达到提升和改善员工的职业安全卫生环境，实现变废为宝。

3、变废为宝---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，“次超级除尘器系统”将“含高浓度粉尘废冷气”过滤成为“ISO Class 6的洁净冷气”，100%内循环使用，实现变废为宝。

从图片8可以看出，每1万立方米“含高浓度粉尘废冷（暖）气”内循环使用年节省电能耗费用：≥46万元，十分可观。  

4、变废为宝---高效回收利用贵重的粉体：

   本案例（6条生产线）MnO₂和彭胀石墨粉尘的回收率≥99.999%。

高效回收利用的贵重粉体为MnO₂和彭胀石墨，以每天回收≥1.2吨计，每年回收≥438吨。

回收的MnO₂和彭胀石墨粉体100%重新利用。

   以每吨1万元计，每年回收贵重粉体≥438万元。

5、节能、降耗、降维：

“内循环模式-Ⅰ”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80%、比传统“外排放模式”低20%。

确保所有的企业都能够用得起“内循环模式-Ⅰ”系统。

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”系统和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。

九、获奖情况：

“内循环模式-Ⅰ”共计8套，其中7#的“RJH12H-24×8X介布二元滤筒除尘器”获得“2017年省级工业和信息化专项资金（支持珠江西岸先进装备制造业发展）------首台（套）装备的研发与使用专题项目，奖励金202.89万元（参见附件1）。