气膜仓在化工行业中的应用

摘要：当下工业发展迅速，化工行业的原料运输及储存伴随着大量的烟尘及颗粒悬浮物的产生，不仅对环境造成污染，也危害着人们的健康。随着国家环保标准的逐步提高，各种工业领域都面临着节能减排的重任和压力，传统的储存设施在环保性能、经济性方面逐渐暴露出不足，无法满足现代化工行业的需求，因此急需一种新型且高效的方式来解决此类问题。气膜仓作为一种新型储存设备，因其具有较高的经济性和环保性，越来越受到化工行业的重视。本论文主要探讨了气膜仓在化工行业中的应用及其优势。

关键词：气膜仓；经济性；环保性；优势

我国是化工生产和消费大国，在全球能源危机和环境污染严重的双重压力下，国家和有关地方政府部门陆续出台了多个有关碳达峰、碳减排的文件，这不仅说明低碳化是我国环境和经济发展的必然选择，也是我国化工行业可持续发展的必由之路。

传统的化工行业原料在装卸、运输、储存过程中产生了大量的粉尘，目前已经成为环保部门大气污染治理的重点，为此，寻找一种新型的储存设施并控制污染物排放成为迫切需要解决的问题。气膜仓作为一种新型的储存建筑形式，具有独特的结构和工作原理。气膜仓采用柔性膜材料作为仓体，利用仓体内外气压之间的差异来支撑建筑结构，密闭性好。这种结构可以有效防止物料扬尘、受潮和被污染，既能保证化工物料的质量，又能防止污染环境。同时，气膜仓具有快速施工、低维护成本和环保特性等优点，使其在化工行业得到广泛应用。

1化工行业传统的储存设施

1.1传统的储存设施

（1）露天存放：这种储存方式在以前偏远地区较为多见，由于不需要封闭的建筑结构形式，其建设成本较低，易于物料装卸，但对周围环境污染严重，遇大风恶劣天气，储存的物料周围粉尘弥漫，对操作人员身心健康造成危害，同时也浪费资源。

（2）半封闭储存：这种储存方式介于露天堆场和全封闭储存结构之间的储存方式，其优于露天储存形式，常见的如条形堆场，堆场两端敞开用于运输，其余两侧及顶部封闭，这有助于减少物料暴露天气条件下的影响，有助于保持物料质量和防止粉尘扬尘，堆场内设有堆、取料设施，虽然改善了环境，但没有达到完全密封的效果，而且堆、取料设备投资较高，维护成本较高。

（3）全封闭储存：常见的如筒仓、圆库。此类储存方式符合环保要求，对所储存物料全封闭，对周围环境无污染。

筒仓储存方式对地基基础要求较高，结构投资费用较高，筒仓内部及出料口均需要较为复杂的机械设备，维护费用较高，且筒仓下部为锥形结构形式，容易造成物料堆积，下料不畅，如储存易自燃的物料，长期的物料积压容易引发自燃事故。

圆库储存方式是球形网架结构，虽然施工难度低，但是钢材使用量大，造价较高，工期较长，且在沿海地区会受到腐蚀，维护工程量大，因此使用地区受到一定的局限。

2气膜仓简介及外形

2.1气膜仓简介

气膜仓是化工行业应用的一种新型建筑结构形式，采用智能化的送风加压系统对气膜仓进行充气，使仓内外保持一定的压差（通常为100～200Pa），使覆盖膜体受到浮力并产生一定的预张应力，以保证气膜仓的刚性，从而实现较大的跨度。气膜仓安装有气压自动调节系统，及时调节室内外气压，以适应外界风、霜、雨、雪负荷的变化，真正实现零排放、无人值守、数字化管理。

2.2气膜仓外形

气膜仓的外形特征是圆顶形状，这是因为圆形结构在分散压力和防风方面有一定的优势，而且圆顶设计有助于分布气膜表面的应力，减少风阻，降低风力的影响。

在此之前，气膜式结构多应用于体育场馆、展览中心等民用行业，在化工行业应用较少。近年来，由于国内化工行业环保标准不断提高，各级政府部门法律、规范也对储存设施的全封闭提出了明确的规定，因此具有全封闭、安全、环保等各项优越的性能的气膜结构储存设施迅速抢占了化工市场。

3气膜仓的主要性能及发展优势

3.1相比于传统的储存设施，气膜仓的主要性能表现

（1）节能性能：由于膜材具有15%～20%的透光率，透射光在结构内部产生均匀的漫射光，无阴影，无眩光，白天不需要照明，晚上照明时间根据工作情况而定，减少室内光照能量消耗。

（2）环保性能：气膜仓采用微正压系统，仓内粉尘不易外泄，且仓内设有除尘过滤回收系统，达到零排放标准，避免污染周围环境。

（3）安全性能：它由一层或多层聚合物材料制成，通常采用聚乙烯、聚酯、聚氨酯、聚氯乙烯或Teflon等高强度、轻质、耐老化、阻燃、耐高温和耐腐蚀的聚合物材料，在免维护的情况下使用寿命可达10～20年，甚至更长。

（4）结构性能：膜材每平方米的重量约1.5kg，重量轻，对基础要求低，几乎可以在任何条件的地面、建筑物屋顶等场合建造，钢索采用网状钢索结构，可以确保气膜结构能抵御暴风雪等自然灾害，同时可以减低膜材气压受力，延长膜材使用寿命。

（5）保温性能：单层膜材料的保温性能与190mm厚砖墙相同，尤其是北方地区，冬季使用优势明显［1］。

（6）防水性能：气膜仓由于其顶部采用高张力聚合物和PVC涂层加工而成，自身具有很强的防水性能和自洁性能。

3.2相比于传统的储存设施，气膜仓的发展优势特征

（1）大跨度，超大空间，无梁无柱，可轻松实现超大跨度；空间利用率高，不占用内部设备运行通道。相比较而言，针对大跨度钢网架结构，需增加立柱方可实现，影响内部作业流线。

（2）建设投资少，气膜仓可以使用较少的建筑材料建成较大储量的储存设施，从而减少不必要的自然资源的消耗，相对同样储量的传统储仓建筑成本可节约10%以上［2］。

（3）自重轻，对基础要求低，对基础沉降不均匀、地震等适应性有一定优势。相较而言，传统钢网架结构自重大、对基础要求高，需要桩基础施工，工程量大。

（4）施工周期短，可重复利用，气膜结构是工厂预制，现场拼装，安装周期仅需一个月。相较而言，传统钢网架结构需现场焊接，工作量大，施工周期长，且受天气影响较大。

（5）气膜结构因其主体为高性能膜材，具有良好的耐酸碱性，抗腐蚀性，抗老化性，所以后期基本零维护。相较而言，传统钢网架结构耐腐蚀耐候性差，需要每隔3～5年进行防腐加固处理，维护成本高。

（6）降尘除尘，节省能耗：气膜结构机械送回风，通风有组织；自有微正压排风除尘系统，无须额外除尘设备的投入及能耗。相较而言，传统钢网架结构自然串风，通风无组织；需要负压除尘设备通风，除尘设备通风投入较大，且能耗很高。

（7）总建筑成本比传统钢结构场馆减少50%以上；基础造价可降低70%以上，快速实现收益。

（8）通过详细的计算和测试，通常采用加强框架、索具和固定装置等有效措施，气膜仓可抵抗16级阵风和超过250kg/m2积雪。

（9）有完善的消防安保系统，气膜仓内设有包括烟雾探测器、火灾报警器和火灾报警控制面板。这些系统可以及早检测到火源并发出警报，可使用自动灭火系统，如喷水灭火系统或气体灭火系统，以快速扑灭火源或降低火势。这些系统可以通过火灾报警系统触发或手动启动。以上这些措施可以帮助保障气膜仓的安全性，并在紧急情况下降低潜在风险。

（10）智能控制：智能控制系统是气膜的核心技术，控制气膜仓内所有设备的运行，24小时自动监控气膜仓温度、湿度、风压等各项指标；用户可通过互联网或手机APP实时访问气膜仓内状态；设有全自动报警装置，突发情况可实现实时报警。智能控制系统还可以自动执行维护任务，如定期检查气膜的充气状态，有助于降低人工维护成本，并确保气膜仓的长期稳定性。

3.3气膜仓与传统储存设施的对比［1］

由于化工原料和成品的多样性和物料性质的复杂性，全封闭式气膜仓在实际应用中需要做好以下措施来保证使用安全：

（1）气膜仓跨度大，储存量大，物料会长时间堆积，并且封闭性好，保温性好，有些化工原料有自燃风险，因此气膜仓内需做好温度检测，防止自燃事故发生。

（2）气膜仓采用全封闭结构，如储存煤等化工原料，会有CO有害气体聚集风险，造成人员中毒危害，因此气膜仓内需做好有毒气体检测，做好应急疏散方案，确保人员安全。

（3）气膜仓采用全封闭结构，储存物料的粉尘浓度需要监测，达到一定的浓度需启动自动喷雾除尘系统，降低粉尘浓度，达到标准后才能在气膜仓内动火。

（4）制定并培训操作人员执行应对紧急情况的程序，包括漏气、火灾、堵塞或其他可能的故障。

结语

根据气膜仓在储存化工原料及成品时的性能表现，得出气膜仓在防潮性能、防氧化性能和环境稳定性方面具有显著优势。这些优势使得气膜仓成为化工行业储存设备的理想选择，能够有效保护化工原料及成品的品质，提高生产效率，降低维护成本。此外，气膜仓的环保性能和能源消耗方面也表现出较好的优势。相较于传统钢筋混凝土仓，气膜仓的制造和安装过程产生较少的碳排放，更符合当今社会对环保和可持续发展的要求。总之，气膜仓在化工行业应用的优势，为其在化工行业的推广和应用提供了有力支持。气膜建筑以其独特的结构优势，在工业仓储领域占有一席之地。

参考文献：

［1］邢宇峰.气膜结构封闭式储煤场在吕梁选煤厂的应用［J］.选煤技术，2020（02）：8486+100.

［2］闫亚汐，李云鹏.气膜穹顶储仓技术的应用［J］.四川水泥，2015（12）：32.

［3］陈天才.关于气膜穹顶仓在选煤厂中的应用［J］.建筑工程技术与设计，2017（11）：2358.

作者简介：陈冬（1983—），女，汉族，江苏盐城人，工程硕士，高级工程师，研究方向：粉体工艺。