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长效环保经济功能复合型抑尘降霾材料的应用

一、技术背景

“十三五”针对PM2.5提出了控制及监测技术的要求,作为PM2.5重要控制手段之一的化学抑尘,抑尘剂的开发及改良显得迫在眉睫。多数研究表明,颗粒物的来源无外乎工业过程、机动车尾气排放、裸露地面以及建筑工地扬尘。进行粉尘排放控制,对于遏制灰霾天气产生,改善我国大气环境状况,抑制呼吸系统疾病尤其是尘肺疾病的发生,都具有十分重要的意义。

研究表明,我国各种粉尘来源对雾霾总体贡献率在50%以上。为应对我国大气污染治理的迫切需求,部分降低空气当中因各种来源的二次扬尘造成所产生的PM10和PM2.5含量,从而改善空气质量、提高居民健康水平。雾霾现场如图1所示。

图1 雾霾现场

二、技术原理

经过多年的研究和应用,除尘技术已经得到长足的发展,降尘效率逐步提高。但是,关于细颗粒物的脱除仍然是国内外面临的一个难题,仍然缺乏有效的手段加以解决。目前细颗粒物脱除采取的措施主要有电除尘、滤料除尘、机械除尘、湿式除尘、喷雾降尘等。其中特别是喷雾降尘,由于使用方便、降尘效率较高,因此是使用比较普遍的降尘方法。但是,由于粉尘颗粒的疏水性,喷雾只能起到碰撞、拦截、部分粘附的等作用降尘。稍大颗粒的粉尘与水雾碰撞后会由于惯性力和重力作用而沉降。细粒粉尘由于难以克服重力作用,降尘效果相对较差。显然,为了提高喷雾降尘效率,有必要开发和使用抑尘剂,通过改善粉尘的润湿效果,促使细粒粉尘凝聚结团而沉降,以提高降尘效率。

本项目通过研究和使用环保型化工材料的特性、挖掘它们的保湿、成膜、粘结、吸潮、吸水及增塑性能潜力,研制出一种适用于多种环境扬尘控制的长效环保经济型复合功能抑尘降霾材料。

三、应用影响

抑尘剂多在恶劣、复杂多变的环境下使用,因地制宜的研究复合型抑尘剂是极其必要的。目前,更多报道表明:将各种合成技术耦合开发复合型抑尘剂是行之有效的一种方法,这也将成为未来的主要研究方向。使用效果如图2所示。

图2 本技术使用效果


技术优势

本技术优势如下:

  1. 本项目抑尘降霾材料具有绿色环保、经济、易于使用等特点;
  2. 具有保湿、成膜、粘结、吸附及可被多次激活等多种抑尘功能;
  3. 大面积推广使用,可有效降低空气中因扬尘产生的PM10和PM2.5污染物颗粒含量,减少疾病给社会造成的损失。
效果指标

目前,本技术已进入生试阶段,可以应用,效果突出。以北京为例,很多学者的研究表明,城市道路二次扬尘占城市PM10和PM2.5贡献率的20%左右。效果如下:

  1. 经实验验证本项目研制的抑尘降霾材料对二次扬尘的抑制率在80%以上,由此可推算出合理使用该材料可将PM10和PM2.5污染物颗粒的总体含量降低约15%;
  2. 在理想的气候条件下,该材料有效作用时间可达30天,一般情况下,有效期可持续7-15天;
  3. 保湿效果为洒水保湿的2倍以上,可被反复激活次数为10次以上。
适用对象

本技术适用于多种环境扬尘控制场合,如下所示:

•    各种道路:城市道路、乡村道路、长途公路、厂区道路;

•    农田牧场:农田牧场及各种裸露地表防止风化侵蚀,保护土壤;

•    各种场地:城市街区、工厂厂区;

•    各种矿场:采矿场、采石场;

•    港口码头: 各种料场、料堆;

•    矿井巷道;

•    开挖场地:各种建筑工地、建设工地;

•    运输车辆;

•    空中喷雾降霾。

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