炭素车间粉尘环保治理doc.docx
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炭素车间粉尘环保治理doc.docx
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炭素车间粉尘环保治理doc
TS0401-炭素车间粉尘环保治理
案例简要说明:
依据国家职业标准和炭素加工技术专业教学要求,归纳提炼出所包含的知识和技能点,弱化与教学目标无关的内容,使之与课程学习目标、学习内容一致,成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。
该案例是粉尘事故及治理案例,本事故案例体现了粉尘预防、除尘设备原理、除尘设备的选用等知识点和岗位技能,与炭素加工技术专业炭素机械设备、炭素生产环境保护等课程环保治理设备单元或三废治理单元的教学目标相对应。
案例名称
炭素车间粉尘环保治理
适用说明
本案例适合中职、高职、职业本科等院校炭素加工技术专业,在炭素机械设备、炭素生产环境保护或相似的综合性课程教学中使用。
案例背景
昆山中荣金属制品有限公司坐落于昆山经济开发区南河路189号,且为美国通用汽车公司指定供应商。
创办于1998年,注册资本880万美元。
其核心业务是电镀铝合金轮毂,主要从事铝合金表面处理,表面镀层有:
铜、镍、铬;对高低档铝合金制品均可进行电镀加工。
该企业有员工450人,占地空间4.8万平方米。
炭素厂的生产技术部门粉尘量大,而且含有易燃粉尘,粉尘环保治理显得非常重要。
案例所涉及的知识点
粉尘的危害、常见可燃粉尘及预防粉尘爆炸的措施。
除尘系统的组成、常用除尘设备的原理及特点。
案例所涉及的技能点
粉尘的治理措施的实施;除尘设备的正确选用及操作。
案例工作任务的分解
事故类型分析;粉尘类型判定及治理;常用除尘设备的类型及特点;除尘设备的正确选用。
教学目标
(1)进行常见事故判定,掌握粉尘爆炸的成因和相关的预防措施;
(2)严细操作,注重岗位接口沟通。
(3)全面复习所学知识,并将知识转化为能力。
案例建议的教学时间
4~6学时
案例的操作演示
调研、问题讨论、点评、案例分析、讲授、课堂练习、大作业。
(实际事故案例教学、事故图片等)
案例点评
案例教学可实现现场案例与所学理论知识的有机结合,将书本知识转化为现实工作能力,培养学生分析问题、解决问题的能力。
本案例可迁移为其他工业领域的粉尘治理教学,学生通过本案例学习,具有其他工业领域的粉尘治理能力。
炭素车间粉尘环保治理
1背景介绍
昆山中荣金属制品有限公司坐落于昆山经济开发区南河路189号,且为美国通用汽车公司指定供应商。
创办于1998年,注册资本880万美元。
其核心业务是电镀铝合金轮毂,主要从事铝合金表面处理,表面镀层有:
铜、镍、铬;对高低档铝合金制品均可进行电镀加工。
该企业有员工450人,占地空间4.8万平方米。
图1事故现场
炭素厂的生产技术车间粉尘量大,而且含有易燃粉尘,粉尘环保治理显得非常重要。
2主要内容
2.1事故经过
2014年8月2日7时33分37秒左右,昆山中荣金属制品有限公司汽车轮毂抛光车间突然冒起一大股白色烟雾,大约10秒之后烟雾由白色转变为青灰色,并且越来越浓烈;7时35分许,汽车轮毂抛光车间发生爆炸。
7点42分左右,烟雾已经蔓延至整个厂区。
发生爆炸工厂车间约为7000至8000平方米。
这是一起严重的企业安全事故,事故原因为空气中浓度过高的粉尘遭遇明火发生爆炸。
随后警方和120急救人员赶到,与一些附近的群众一起,将受伤人员送上救护车。
爆炸后厂房的屋顶被掀开了三分之二以上,厂房顶部的钢铁轮毂清晰可见。
截至2014年8月6日14:
30时,共比对了共260人伤亡人员DNA,其中有遇难人员共46人,女性居多,受伤人员共185人。
DNA信息的170名伤亡人员籍贯已确定,除了江苏本地人之外,众多打工者来自全国各地,包括安徽、湖北、山东、河南、四川、甘肃、陕西、江西、云南、福建、黑龙江、广西等地。
2.2事故原因分析
造成事故总的原因有:
1、企业厂房没有按二类危险品场所进行设计和建设,违规双层设计建设生产车间,且建筑间距不够;2、生产工艺路线过紧过密,2000平方米的车间布置了29条生产线,300多个工位。
3、除尘设备没有按规定为每个岗位设计独立的吸尘装置,除尘能力不足;4、车间内所有电器设备没有按防爆要求配置;5、安全生产制度和措施不完善、不落实,没有按规定每班按时清理管道积尘,造成粉尘聚集超标;6、没有对工人进行安全培训,没有按规定配备阻燃、防静电劳保用品;违反劳动法规,超时组织作业。
(1)直接原因
事故车间除尘系统较长时间未按规定清理,铝粉尘集聚。
除尘系统风机开启后,打磨过程产生的高温颗粒在集尘桶上方形成粉尘云。
1号除尘器集尘桶锈蚀破损,桶内铝粉受潮,发生氧化放热反应,达到粉尘云的引燃温度,引发除尘系统及车间的系列爆炸。
因没有泄爆装置,爆炸产生的高温气体和燃烧物瞬间经除尘管道从各吸尘口喷出,导致全车间所有工位操作人员直接受到爆炸冲击,造成群死群伤。
(2)管理原因
中荣公司无视国家法律,违法违规组织项目建设和生产;苏州市、昆山市和昆山开发区对安全生产重视不够,安全监管责任不落实,对中荣公司违反国家安全生产法律法规、长期存在安全隐患治理不力等问题失察;负有安全生产监督管理责任的有关部门未认真履行职责,审批把关不严、监督检查不到位、专项治理工作不深入、不落实;江苏省淮安市建筑设计研究院、南京工业大学、江苏莱博环境检测技术有限公司和昆山菱正机电环保设备有限公司等单位,违法违规进行建筑设计、安全评价、粉尘检测、除尘系统改造。
2.3常见可燃粉尘及预防粉尘爆炸的措施
在高分子塑料工业、合成染料和涂料,新型洗涤剂、漂白粉、农药和药品制造业以及植物纤维纺织工艺等普遍存在着粉尘爆炸的危险。
随着生产技术向均质化、流态化发展,出现可燃性粉尘的行业越来越多。
如:
金属:
镁粉、铝粉、锌粉;碳素:
活性炭、电炭、煤;粮食:
面粉、淀粉、玉米面;饲料:
鱼粉;农产品:
棉花、亚麻、烟草、糖;林产品:
木粉、纸粉;合成材料:
塑料、染料;火药、炸药:
黑火药、TNT。
粉尘虽然会发生爆炸,但若采取可靠的措施还是可以避免的,防范的措施应着眼于发爆的条件:
控制粉尘浓度;杜绝起燃点;减低空气中氧的浓度;采取有效降尘措施;建立预报系统;设置爆炸压力泄放口等。
此外,在管理上建立必要的规章制度,落实管理措施也是非常必要的。
2.4除尘系统的组成
如图2-1所示的除尘系统,主要由密闭封罩,抽风罩,各种管道(风管)和管接头,除尘器及风机等组成。
在除尘系统中通常是将风机放在除尘器之后,这样可以减轻风机的磨损和避免风管接头处粉尘外逸,故应用较多。
图2-1机械除尘器系统管网压力的分布
1—密闭罩;2—抽风罩;3、5、7—吸入段;4—三通管;6—除尘器;
8—弯管;9—通风机;10—异径管;11—排出段;12—空气出口
1、密闭罩
密闭罩的作用是将散尘处密闭起来,目前国内使用的密闭形式有三种:
(1)局部密闭在设备尘源处安装密闭罩,就地排除粉尘;容积小,观察操作比较方便。
它适用于产尘固定、气速不大的连续产尘地点,如带式运输机的转运地点等。
(2)整体密闭除传动装置需经常观察维护外,将尘源设备全部封闭在罩内,一般在罩上留有观察孔和操作门;罩子容积大,可以通过观察窗和检查门监视设备的运行情况,中小修可在罩内进行,不必拆罩。
它适用于产生气流较分散或局部气流速度较大的产尘设备,如振动筛等。
(3)密闭室将尘源设备全部封闭起来,操作人员可以随时进人室内检修,大修时必须折去密闭室。
特点是容积大,可以在罩内对设备进行维修,在罩外通过门窗监视设备运行情况,它适用于分散产尘点、脉冲或阵发式产尘点、产尘较大热压和冲击气流的产尘设备。
设备的密闭型式,主要根据设备的散尘原因、程度和生产操作条件来选择的,并应充分考虑到罩内的气流特性。
例如图2-2、图2-3和图2-4的三种设备的密闭罩,依次为局部密闭、整体密闭和密闭室。
图2-3振动筛密闭罩
图2-2颚式破碎机的密闭罩和抽风机
1—抽风罩;2—外壳;3—观察孔;
4—飞轮保护5—排料溜槽
图2-4振动筛的密闭室
1—进料管;2—抽风罩;3—密闭罩;4—下料口
2、抽风罩
抽风罩是将风管与密闭罩联系起来的接头,其形状和位置对除尘性能有影响,正确地确定抽风罩的位置和形式能够减少抽出空气中的含尘量而又能保持密闭罩内均匀的负压,并可使抽风量为最小,抽风罩一般装在密闭罩的上部可使抽风量最小,并适当远离粉尘散落处。
图2-5示抽风罩安装位置的比较。
图2-5抽风罩的位置a—位置正确;b—位置不正确;1—溜槽;2—密闭罩;3—抽风罩
除此之外,管道是除尘系统中重要组成部分。
管道设计的合理性,直接影响到整个系统的除尘效果。
除尘系统的管道通常用铸铁管或用钢管。
除尘器是除尘系统的主体设备,它的性能直接影响除尘效率,因而可根据粉尘的浓度、性质等来选取。
风机是除尘系统的动力源,是除尘系统的心脏,它直接关系到除尘系统的正常运行,风机的选择主要是根据风量和风压来确定。
2.5常用除尘设备的类型及特点
按是否用水作为媒介来促进除尘效果可分为干法除尘设备和湿式除尘设备两大类。
干法除尘设备包括重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器、袋式收尘器和干式电除尘器五种。
干法回收的粉尘便于处理,但大多数干式除尘器只能收集大于1.0μm的粉尘。
湿式除尘设备包括喷淋式洗涤器、填料式洗涤器、离心水膜除尘器、惯性水膜除尘器、鼓泡式除尘、文氏管除尘器以及湿式电除尘器等等。
湿法除尘可以收集0.01μm的粉尘,但湿法收集易形成泥浆,较难处理。
各种除尘器的性能列于表2-1中。
目前炭素厂中常用的除尘设备有旋风除尘器,袋式收尘器、电除尘器及喷淋洗涤塔等。
利用烟尘受重力作用而自然沉降的原理,将烟尘与气体分离的方法称为重力收尘。
如图2-6所示。
表2-1常用除尘设备的类型、性能及其适用范围
型式
除尘原理
除尘器的种类
适用范围
不同粒径收尘效率/%
适用净化程度
烟尘粒径/μm
烟气含尘量/g.m-3
温度/℃
阻力/Pa
<1μm
1~5μm
5~10μm
干式除尘器
惯性力、重力
惯性除尘器
>15
>10
<400
50~100
<5
<16
<40
粗净化
重力
重力沉降室
>20
>10
<450
50~100
<10
<10
离心力、惯性
旋风除尘器
小型
>5
<1.5或>20
<400
500~1500
<10
<40
60~90
中细净化
大型
400~1000
<20
40~70
惯性力、过滤
袋式过滤器
简易袋式
<5
3~5
按滤料棉布70,
玻璃纤维280,合成纤维130
400~800
<30
<80
<95
机械振打
>1.0
800~1000
<90
<99
<99
脉冲
800~1200
气环
5~10
1000~1500
颗粒层过滤器
>1.0
<10
450
800~2000
干式
静电惯性凝聚
干式电除尘器
>0.01
<30
<350
100~200
<90
<99
≈100
图2-6重力沉降室
含尘气流进入惯性收尘器内与挡板相遇时,气流方向急剧改变,而颗粒因惯性力和离心力的作用,不能与气流同样改变方向,同挡板碰撞与气流分离,从而被捕集下来。
这种利用颗粒惯性使其与气流分离的收尘方法称为惯性收尘。
如图2-7所示。
图2-7惯性收尘器
旋风除尘器是利用含尘气流旋转产生的离心力作用,将粉尘从气流中分离出来的干式净化设备称为旋风除尘器。
如图2-8所示。
图2-8旋风除尘器工作原理简图
袋式除尘器是一种利用纤维纺织品布制成的滤袋过滤气体中的粉尘的设备。
它适用于捕集非黏结性、非纤维性的干的工业粉尘。
如图2-9所示。
图2-9滤布过滤作用示意图
电除尘是使含尘气体通过高压直流静电场,利用静电分离原理分离烟尘和气体的过程。
电收尘一般分为4个过程:
气体电离、颗粒核电、核电烟尘运动和核电颗粒放电。
如图2-10所示。
图2-10电除尘器的工作原理图
3分析路径
该案例是粉尘事故及治理案例,本事故案例体现了粉尘预防、除尘设备原理、除尘设备的选用等知识点和岗位技能,与炭素加工技术专业炭素机械设备、炭素生产环境保护等课程环保治理设备单元或三废治理单元的教学目标相对应。
根据国家职业标准关于环保治理工种要求,对应教学目标,从此事故案例归纳提炼出所包含的知识和技能点,弱化与教学目标无关的内容,使之与课程学习目标、学习内容相一致,成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。
采用真实事故现场图片展示等手段,引导学生通过自学、讲授、事故原因分析、分组讨论等方式学习粉尘治理相关知识点,掌握粉尘治理技能,达到教学目标要求。
学生走上工作岗位,减少事故是保证企业经济效益,稳定生产,保证质量的重要项目。
粉尘是炭素阳极厂第二大污染物。
阳极制备成分中含有1/3以上的石油焦粉,数以万计吨计的焦粉制备、运输、配料、混合以及阳极焙烧品的清理、装出炉、填充料的制备和使用,煅烧炉的装料和排料,阳极生产全过程有2/3以上工序会产生粉尘。
阳极设计中,总的粉尘损失超过3%,即年产10万吨阳极企业,每年产生粉尘量3000t以上。
事故预防与分析是高技能人才的重要能力,牵涉到“人、机、料、法、环”多方面因素,事故分析与处理也是一个很好的代表性工作任务。
下面以某厂除尘环保设备为例,通过对事故经过、事故原因分析、提出预防改进措施,说明案例教学的经过。
4教学目标
(1)进行常见事故判定,掌握粉尘爆炸的成因和相关的预防措施;
(2)严细操作,注重岗位接口沟通。
(3)全面复习所学知识,并将知识转化为能力。
5教学方式方法
调研、问题讨论、点评、案例分析、讲授、课堂练习、大作业。
具体教学过程设计如下:
5.1课前计划
(1)学生掌握知识:
常见会发生爆炸的粉尘;除尘系统的组成;常用除尘设备的工作原理及对比。
(2)学生分组,指定组长;
(3)进行教学准备;
(4)指导学生调研收集粉尘爆炸事故相关资料;
(5)学生根据所学知识和实习、调研中获得的资料,总结粉尘爆炸事故的产生原因及预防措施;
(6)小组之间互相讨论得出最有效的预防粉尘爆炸的措施;
(7)学生自行准备笔记本和作业本。
5.2课中计划
(1)学生按小组就座,选举记录人、发言人;
(2)采用头脑风暴法,每人总结一条粉尘爆炸事故的产生原因并提出预防措施,按顺时针顺序轮流发言,记录人将操作要点在笔记本上按人、机、料、法、环分别记录。
要求每人发言,可以轮空,直到所有人员无法补充为止,时间8~10min;
(3)整理完成后,小组发言人上台向全体师生汇报交流粉尘爆炸事故的产生原因和预防措施;发言学生汇报完成后,同组学生可以补充。
汇报完成,各组互评打分,教师参与对学生汇报的操作要点评价,指出优点和不足,每组时间5~8min;
(4)教师讲授实际生产中粉尘爆炸事故案例,引导学生分析粉尘爆炸的产生原因,熟悉预防措施,时间30min;
(5)教师讲述除尘系统的组成及常用的环保除尘设备的工作原理及对比,时间45min。
5.3课后计划
布置作业,见6.3
6思考题及考评
6.1课前思考题
布置课前思考题,保证学生调研知道找什么材料及案例、看什么设备的工作原理、思考粉尘会发生爆炸的可能因素有哪些。
(1)常见的可燃粉尘有哪些?
(2)请举出粉尘爆炸的例子,并说明其产生原因、处理手段和预防措施是什么?
(3)常见的环保除尘设备有哪些?
其工作原理分别是什么?
6.2课堂练习
课堂提问或者集体回答,目的:
及时复习、巩固知识,检查教学效果。
练习题
(1)常见的可燃粉尘有哪些?
(2)常见的环保除尘设备有哪些?
其工作原理分别是什么?
(3)除尘系统包括哪些部分?
请举出炭素厂相关的例子?
(4)请简单对比一下各种除尘设备?
6.3课后作业
课后作业,复习巩固知识、提升能力。
(1)炭素厂常见的可燃粉尘有哪些?
(2)常见的环保除尘设备有哪些?
其工作原理分别是什么?
(3)每人结合自己调研结果,选择一个现场事故案例结合原理分析原因,提出预防措施。
(4)粉尘爆炸的主要原因是什么?
如何防止?
6.4评价建议
学生考核评价实施表
评价方式
评价内容
评价结果
得分
过程性
评价
(100%)
学生出勤
(10%)
迟到一次及以下
8~10
迟到三次
5~7
缺勤
0
课堂参与
(50%)
小组互评
(20%)
小组合作融洽,讨论能达到预定的目标
16~20
小组合作比较融洽,讨论基本达到预定的目标
10~15
小组合作相对融洽或不融洽,讨论未达到预定的目标
1~9
发言评价
(10%)
发言内容全面,条理清楚、语言流畅
4~10
学生参与举例分析评价
(20%)
遵守现场规章制度,有良好的安全意识,举例典型,分析精确到位。
0~20
完成作业
(30%)
思路清晰,格式规范,内容正确
0~30
课后收集近年来的粉尘爆炸事故并分析爆炸原因装订成册
(10%)
详细程度
0~10
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