Экологические проблемы в силикатном производстве

Экологические аспекты применения гипсовых вяжущих

Производство и применение гипсовых вяжущих в целом является безопасным. Природный гипс не выделяет в окружающую среду при переработке в чистом виде углекислый газ. Требуется теплоноситель с более низкой температурой (180⁰С), что приводит к экономии энергии и топлива. И как следствие к уменьшению выбросов и отходов при ТО. Также возможен отказ от сушки исходного сырья (схема совмещ.помол). возможность изготавливать гипсовое вяжущее и изделия по малоотходной технологии с использованием собственных отходов и отходов других производств.

Однако, производство гипса связано со значительным выделением пыли в окружающую среду. Гипсовая пыль не токсична, не является аллергеном, но отличается повышенной гигроскопичностью. При взаимодействии с парами воды пыль схватывается, быстро переходя в твердое состояние, что приводит к заболеванию дыхательных путей (бронхит, астма). Также пыль оседает на вращающихся частях оборудования, замазывая их и выводя из строя. Поэтому на предприятиях гипсовой промышленности предусматривается комплекс мероприятий по подавлению пылевыделения и очистки запыленных газов: кожухи с плотно закрывающимися смотровыми люками, на участках пылевыделения помимо общей вентиляции устанавливается местная аспирация, которая должна обеспечивать санитарное состояние производственных помещений, согласно требуемым нормам. Однако, в технологических условиях запыленность достигает 600…700 г/м³, а норма для этих п/п равна на более 6 млг/м³ (ПДК пыли рабочей зоны). Поэтому необходима многоступенчатая система очистки пыле-газовых потоков:

I. – грубая (пылеосадительные кмеры и циклоны);

II. – тонкая (фильтры).

Известь является основным сырьевым материалом в производстве силикатных изделий. При производстве силикатных изделий, извести осуществляется выброс множества ЗВ в основном твердых (пыли), которые наносят вред окружающей среде и человеку. Высокая запыленность характерна как для самого технологического процесса, так и для работ с сыпучими материалами. Выделение пыли связано с разрушением кусковых материалов. Для производства 1 тонны извести необходимо раздробить, размолоть, обжечь, перенести почти 2 тонны исходных материалов, которые в процессе производства и превращаются в мелкую пыль. Основными источниками выделения являются дробилки, узлы перегрузки, грохоты, вращающиеся печи, холодильники, мельницы, бункера-силосы готовой продукции. Данные источники пыли можно разделить на две группы:

1. большие значимые включения технологического процесса (вращающиеся печи, холодильники, мельницы);

2. источники, оказывающие вредное воздействие на атмосферный воздух вокруг промышленного предприятия и его близлежащих территорий (хранилища сухих материалов; все оборудование, связанное с переработкой этих материалов, транспортировка сухих материалов).

Пыль известкового производства полидисперсна. Содержание в ней фракций < 10 мкм (наиболее опасной) по мере прохождения материала по технологическому процессу возрастает от 17 до 60 %. Крупная пыль, образующаяся при первичном дроблении сырья, наиболее липкая – при разгрузке извести на склад, помоле и погрузке в транспортные средства. Степень воздействия извести на организм предопределят наличие свободных оксидов кальция и магния, вызываемых основные профессиональные заболевания (силикоз легких, бронхиальная астма). Исходя из СН 245-71 ПДК пыли рабочей зоны должно составлять 3 мг/м³, а в приземном слое – 0,3 мг/м³.

Однако, наиболее значимые источники загрязнения атмосферы – вращающиеся печи, на долю которых приходится 80 % выбросов, при обжиге пылевые потоки концентрируются до 30 г/м³, а иногда до 100 г/м³. поэтому на всех источниках устанавливают пылеулавливающие аппараты. Наиболее эффективными являются пылеуловители, однако они не могут быть применены для установки в силикатной промышленности из-за специфических свойств пыли.

Обильное выделение углекислого газа при обжиге извести – ВТОРАЯ ПРОБЛЕМА. При обжиге извести при средней производительности печи 500 тонн в смену углекислого газа в пересчете на массу выделяется 593 100 тонн в год. Технология утилизации углекислого газа из отходящих печных газов давно существует, однако, они предъявляют обычно повышенные требования к газам по содержанию известковой пыли. Поэтому практически не используются в промышленности. Накопление в атмосфере так называемого «парникового газа» ведет к изменению климата.

Большой расход эл/энергии – ТРЕТЬЯ ПРОБЛЕМА. Расход топлива велик и доходит до 20…30 % от массы обожженной извести, что вызывается главным образом

ü потерей тепла с отходящими газами,

ü плохой теплоизоляцией обжигаемого аппарата,

ü повышенной влажности сырья,

ü отсутствие топливо-сберегающих устройств.

Учитывая износ технического оборудования и возросшее требование к качеству продукции для экономии ресурсов необходима модернизация обжигаемого оборудования.

Применяют различные добавки. В случае перевооружения предприятия по производству извести требуются капитальные вложения и время на замену существующего оборудования на новое. Однако, многие промышленные предприятия не обладают средствами и временем для перевооружения. Поэтому для уменьшения расхода топлива на обжиг извести во вращающихся печах можно использовать добавки. Использование добавок способствует сокращению:

1. воды для приготовления шлама;

2. времени обжига;

3. выбросов ЗВ в атмосферный воздух;

4. потребление Эл/энергии и топлива при работе вращающихся печей.

Используя добавки и модернизацию очистных сооружений можно улучшить экологическую обстановку.

Ресурсосбережение в цементной промышленности (экономия цемента)

Расход топлива – самая значительная статья (часть) затрат в производстве цемента.

1. внедрение рациональных теплообменных устройств.

2. применение добавок расжижителей шлама для снижения его влажности (на 1 % снижается влажность – 1 % экономия топлива).

3. использование ресурсосберегающих технологий.

Технология низкотемпературного синтеза (НТС)

НТС основывается на внедрении в сырьевую смесь хлор-содержащих отходов, получаемых при производстве соды, которые по химическому составу представляют CaCl₂. в процессе обжига ионы хлора внедряются в кристаллическую решетку клинкерных минералов и образуют новые соединения. C₃S + Cl^- - алинит. Алинит – новая структура силиката кальция, но по своим свойствам аналогична C₃S. Однако, образование алинита происходит при температуре < чем алита (200…250 ⁰С).

Расход топлива на 1 тонну алинитового цемента 90 кг удельного топлива вместо 200 кг рядового.

Более интенсивно набор прочности идет особенно в ранние сроки твердения. Свойства те же, что и у рядового П/Ц.

Дата добавления: 2014-01-04