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覆盖液喷洒防尘技术
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覆盖液喷洒防尘技术
矿山一些散状物料的露天堆场(如矿石场、堆煤场等),是污染地面环境及矿井入风风源的主要污染源之一。对于这种大面积、堆得厚的露天堆场单纯用清水喷洒,一则不易酒透,二则极易蒸发,很难达到防止粉尘飞扬的目的。近年来国内外开展了覆盖剂防尘技术的研究。据试验,向露天料堆喷洒一定量的覆盖剂乳液,能使料堆表面形成一层固体覆盖膜,可使物料数十天保持完整无损,无粉尘飞扬。
1. 覆盖剂的组成和性能
防尘用的覆盖剂,其基本要求是:能使料堆表面形成一层硬壳,在一定时间内不为风吹、雨淋、日晒所破坏;用量少,原料充足,价格低廉;无毒、无臭,以及不会造成二次污染等。
据报道,近几年鞍钢安全处安全技术研究所等单位共同研制了多种覆盖剂,如AG、AG4、AGs3种性能较好。AG]主要原料是:焦油、工业助剂、水等。AG、AG主要原料是:聚醋酸乙烯、添加剂、水等。AG:是高浓度覆盖剂,喷洒时按10%稀释;AG、AG可直接喷洒。以上3种覆盖剂性能。
2.覆盖剂乳液成膜机理
覆盖剂乳液是几种液体的均匀混合物(乳化液),当喷洒在物料表面上就凝固成有一定厚度及强度的固体膜。靠此膜能防止风吹雨淋和日晒的破坏,保护物料不损失不飞扬。其成膜机理分述如下。
(1)机械结合 覆盖剂乳液是以水为载体的,当喷洒到料堆(如煤堆)表面上时,逐渐渗透到煤粉颗粒之间去,然后水分慢慢蒸发掉,使乳液的浓度不断增大,最后由于表面张力的降低,使覆盖剂的胶体颗粒与煤粉颗粒发生凝聚而构成固体膜。
(2)吸附结合 覆盖剂与煤粉的原子、分子之间都存在着相互作用力。此力可分为强作用力即主价力和弱作用力即次价力或范德华力。煤粉的固体表面由于范德华力的作用能够吸附覆盖剂的液珠,称为物理吸附。当覆盖剂乳液喷洒到煤堆上时,煤粉便对覆盖剂乳液产生物理吸附而形成固体膜。
(3)扩散结合 覆盖剂乳液是由具有链状结构的聚合分子所组成的。在一定条件下,由于分子的布朗运动覆盖剂与煤粉接触后分子间相互渗透扩散,使界面自由能降低,加速膜的形成并使膜固化。
(4) 化学键结合 覆盖剂与煤粉颗粒的结构都是由碳一碳或碳一氧键组成的。覆盖剂与煤粉之间因内聚能的作用而形成化学键。因形成化学键的作用力很大,远远超过范德华力,所以使覆盖剂乳液与煤粉能紧密地结合成一体。就是这些作用使覆盖剂乳液与煤粉之间产生了黏附力,使料堆表面形成一层固体膜。
3.覆盖剂的防尘效果及其影响因素
覆盖剂防尘效果与下列因素有关。
(1)覆盖剂的浓度 浓度越大,成膜厚度与膜的硬度越大,喷洒周期越长,即防尘效果越好。但浓度越大,成本越高,对周转期短的料场不适宜。对一般料场喷洒浓度以8%~10%为宜。实际工作中应根据覆盖剂的性能,物料的性质及贮存期限等具体情况,选择效果好成本低的合适浓度。
(2)喷洒剂量 剂量大,浸润的深度大,成膜厚度和硬度也大,喷洒周期长,成本高。所以喷洒剂量也要根据实际情况具体确定。据国内外资料,一般情况下以2kg/m'为宜。
(3)物料的粒度 物料粒度小于4mm成膜性能好,喷酒周期长;物料粒度大于10mm,成膜性能较差,喷洒周期短
(4)风力和雨水的冲刷 风力大,雨水冲刷力强,喷洒周期短;反之,喷洒周期长。
4. 工程实例
某钢厂使用覆盖剂的场所为原料堆场。为了防止原料堆场的扬尘,采用了直径22mm的喷水枪进行洒水,喷洒的水为含有3%浓度的聚丙乙烯水溶液覆盖剂,使料堆洒水后表面能结成一层硬壳薄膜,以防刮风时产生二次扬尘。覆盖剂的成膜机理依品种不同而不同,但基本上是化学键结合,吸附结合、机械结合和扩散结合中的一种或几种。耐压抑尘剂是目前国内最高水平的液体抑尘剂产品,具有保湿强度高、使用方便等特点,在使用时直接喷酒即可。其使用和存放温度高于一20℃,即可保证使用效果且不会结冰。
产品用于治理多种地表产生的扬尘,包括临时道路、建筑工地、货场行车道路、市政工程等。对于被煤粉、矿粉、砂石、黄土,或混合土壤覆盖的地表均适用。产品应用于扬尘污染严重的地段,效果持续时间长,可以大大减少洒水的数量和次数,减少人员和车辆作业次数,从而大幅降低抑尘成本。产品在不同季节均可使用,可以耐受一20℃低温。产品可耐受重载车碾压,具有优良的耐压的特性。产品以颗粒团聚理论为基础,利用物理化学技术和方法,通过增加粒径度和颗粒重量,使细小扬尘颗粒凝结成大胶团,达到减少车辆通过和风蚀扬尘的目的。道路抑尘剂随着环卫作业车喷洒到路面后,可有效吸附、固定车辆排放物及周边大气污染物,最后附着的颗粒再被统一收集处理。
道路抑尘剂的水溶液通过环卫作业车辆喷洒到路面后,具有吸水保水的效果,对大气中的PM;o、PMz5、TC、NO,均有一定的吸附作用。产品还有成膜结壳的特性,把微小颗粒结成大的颗粒,不易再扬尘,可以将道路环境的PM降低20%以上,PM25降低5%以上,NO:降低10%以上。视天气情况,产品可以维持3~16天的使用效果。道路抑尘剂按比例配置成水溶液后,用环卫作业车辆喷雾的方法均匀喷洒到道路表面。喷洒量和频次依道路洁净度、车辆密度、季节、天气的不同而不同。

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