2. Джерела викидів в навколишнє середовище на цементному заводі

Виробництво цементу, алебастру і азбестоцементу носить назву виробництва будівельних терпких. При цьому виділяються в основному тверді забруднюючі речовини. Серйозною проблемою для районів, які оточують цементні заводи, є великі кількості пилу, які викидаються із заводів. Висока запиленість характерна як для найбільш технологічного процесу, так і для робіт з сипким матеріалом. Для виробництва 1т цементу необхідно роздрібнити, розмолоти, обпалити і перевезти майже 3т вихідний кусковий або грубо подрібнений матеріали, які в процесі виробництва повністю перетворюються на дрібний пил.

Сировина для виробництва цементу - це вапняк, силікати, алюмінати кальцію, сланець, мергель, доменний шлак, клінкер, зола, гіпс, вугільний пил, кокс і руда.

При випаленні (як правило, в печах, що обертаються) розмолотих кальцієвих мергелів і вапняку, ґрунту, карбонату кальцію і інших добавок (вугільного пилу, коксу і т.п.) одержують цементний клінкер, причому або сухим методом, або після флотації у воді (мокрий спосіб). На старих підприємствах клінкер обпалюють в шахтних печах, а потім охолоджують, розмелюють і змішують з різними кількостями добавок (доменний шлак, алебастр і т. п.) для отримання цементу різних марок (портландцементу, шлакового, портланд - шлакового або залізо - портланд-, шлако - портланд-, а також доменно-пічного цементів).

Тверді забруднення від цементних заводів і вапняних печей по хімічному складу переважно є сумішшю карбонату кальцію (СаСОз), оксиду кальцію (вапно—СаО) і ряду інших з'єднань. Хімічний склад викидів приблизно відповідає складу сировинних матеріалів, тобто це вапняк, вапно, сировинні складові цементу, цементний клінкер, шлак, цемент і т.п.

Джерела пилу на цементних підприємствах можна розділити на дві групи. Перша, більш значуща група включає ті технологічні процеси, куди входять печі, що обертаються, а також шахтні печі, охолоджувачі клінкеру, сировинні і цементні млини, сушарки шлаку. До другої групи входять джерела, що надають шкідливу дію в основному на атмосферу підприємства і його найближчих околиць. У неї включені сховища сухих матеріалів - клінкеру і шлаку, а також пов'язані з ними обробка, транспортування і складування вказаних матеріалів. Слід зазначити, що особливо серйозні проблеми викликають транспортування, скидання, вантажні бункери, елеватори і стрічкові конвеєри, хоча викиди від них і малі із-за близькості цих джерел до землі.

На цементних підприємствах є наступні джерела забруднення повітря (по стадіях виробництва):

- підготовка сировини: дробарки; барабанні сушарки сировини; млини для сировини; система транспортування сировини; сховища сировини; стадія грануляції;

- випалення клінкеру: сушка вугілля; помол вугілля; печі, що обертаються; шахтні печі; охолоджувачі клінкеру; система транспортування клінкеру; сховища клінкеру;

- виробництво цементу: підготовка гіпсу; цементні млини; система транспортування цементу;

- відвантаження: сховища цементу; фасувальні машини; склади; система транспортування мішків; вапняна піч.

Виробництво цементу може бути організовано по «сухій», «мокрій» або змішаній технологічних схемах. Очевидно, що крупнішим джерелом пилових викидів є суха схема. Набагато сприятливіша для ефективного пиловідділення мокра схема, яка дає унаслідок зволоженості матеріалів менші концентрації пилових викидів і значно менший сумарний рівень викидів. Проте економічним, продуктивнішим і, отже, частіше вживаним (особливо на нових підприємствах) є сухий спосіб.

Розглянемо окремі джерела твердих викидів на цементних підприємствах.

Дробарки. На цементних підприємствах сировина, що надійшла з кар'єру, піддається дробленню. Кількість пилу, що утворюється при цьому, залежить від виду матеріалу, а також від його крупності та вологості. Пил з повітря, як правило, видаляють за допомогою високоефективних циклонних сепараторів або рукавних фільтрів. Якщо обробляється вологий матеріал, то викиди пилу невеликі, але зростає, особливо в холодні дні з підвищеною вологістю, небезпека забивання циклонів та фільтрів. Отже, стадія розділення повинна бути повністю ізольована або, принаймні розташована в закритому приміщенні.

Сушарки і млини для сировини і вугілля. У млинах і сушарках сировина і вугілля піддаються помолу і сушці гарячим повітрям. Існують різні конструкції цього устаткування. Залежно від особливостей конструкцій варіюється концентрація пилу в газі, але в цілому вона досить висока (у сушарках - до 200 г-м3). Як правило, для видалення пилу використовують рукавні фільтри, але іноді застосовують і циклонні сепаратори. Оскільки температура газу, яка виходить з млинів, звичайно складає близько 100°С, то немає небезпеки зниження її до точки роси, відповідно створюються хороші умови для експлуатації рукавних фільтрів і при ретельному дотриманні технологічних параметрів немає небезпеки їх забивання. Проте, щоб уникнути падіння температури в зимовий час необхідно ізолювати живлящі трубопроводи та сепаратори. Іноді замість рукавних фільтрів застосовують електроосаджувачі.

Печі, що обертаються та шахтні печі для випалення клінкеру. У мокрому способі виробництва цементу пульпа, що містить сировину, подається в піч по трубопроводу і диспергується в зоні попереднього нагріву за допомогою ланцюгів або інших пересічних відбивних перегородок або уприскується в неї під тиском через велику кількість форсунок. У зоні кальцинації виділяється діоксид вуглецю і матеріал обпалюється з утворенням клінкеру.

Пил, який відноситься з печі вихідними газами (концентрація пилу близько 30 г*м-3, але іноді і більше 100 г*м-3), як правило, відділяється в електроосаджувачах після пиловловлюючої камери (частина печі) або в циклонному колекторі. Гранулометричний склад пилу істотно міняється залежно від використаних сировин і технологій.

При сухому способі виробництва цементу в печах, що обертаються, з потоковим теплообміном суха розмолота сировина перед введенням його в піч подається в самий верхній з чотирьох послідовно сполучених циклонів. Відділення сировини здійснюється безперервно, а нагрів його відбувається в окремих колекторах. Матеріал з температурою 700°С подається в піч і обпалюється в клінкер. Вихідні гази, що виходять з циклонного теплообмінника з температурою 300 - 350 °С. На сучасних цементних виробництвах вихідні гази потім утилізують в сушарках сировини з подальшою їх подачею в сепараторів.

Проходження розмолотої сировини через чотириступінчастий циклон з ситовим ефектом істотно збільшує частку найбільш мілкодисперсних частинок. Отже, пил в вихідних газах з сепараторів, надзвичайно дрібна. Більше 90 % частинок менше 10 мкм і концентрація їх значна (40 - 70 г*м-3). Пил з пічних газів і газів після теплообмінника звичайно відокремлюють в електроосаджувачах і рукавних фільтрах. Враховуючи високі температури, перш за все необхідно охолодити і зволожити вихідні гази в сушарці сировини або в спеціальних охолоджувачах або стабілізаторах, де газ зволожується і охолоджується до постійної температури 150°С за рахунок подачі води через автоматично контрольовані форсунки.

У високопродуктивних шахтних печах, так як і в простих шахтних печах, застосовуються окомковані або гранульовані шматки, які отримуються при змішуванні розмолотої сировини з коксом або вугіллям і певною кількістю води. Автоматичний завантажувальний механізм розподіляє цю шихту рівномірно за всією площею печі. Вміст пилу в газах, що відходять, залежить від фільтруючої здатності зволоженого шару грудок або гранул, лежачих вище за зону випалення. Вихідні гази менших за розмірами печей очищаються з використанням високоефективних циклонів із ступенем відділення більше 90 %. Якщо можна встановити приблизно постійну температуру вихідних газів, то можлива експлуатація електроосаджувачів або рукавних фільтрів, хоча унаслідок підвищеної вологості вихідних газів все ж таки доведеться застосовувати стабілізатор.

Охолоджувачі клінкеру. Обпалений в печах, що обертаються або шахтних печах, клінкер охолоджується в барабанних або решітчастих охолоджувачах. Частина відведеного з них повітря додається в піч як вторинне повітря, а інше використовується для сушки, а потім очищається в сепараторах, в сушарці.

Температура газів, які виходять з охолоджувача, знаходиться в межах від 200 до 250 °С. Концентрація пилу в них істотно коливається залежно від розміру частинок клінкеру, температури і кількості повітря, що пропускається через охолоджувач. Рукавні фільтри, за допомогою яких можна було б

повністю видалити весь пил в охолоджувачі, застосовуються лише зрідка, оскільки за нормальних умов фільтруючий матеріал швидко зношується від дії гарячого грубодисперсного пилу. Крім того, температура газів, що виходять з охолоджувача, також істотно коливається. Відповідно для видалення пилу з охолоджувачів клінкеру застосовують високоефективні механічні сепаратори; як правило, це колектори з шаром гранул або аналогічні, але старіші типи апаратів, такі як МВ-фільтри.

Цементні млини. Клінкер розмелюють в млинах (як правило, в трубчастих), причому з додаванням або 3% гіпсу (при отриманні портландцементу), або гіпс і доменний шлак (при отриманні шлакоцементу). Як правило, після млина встановлюють сортуюче сито. Для видалення пилу з повітря, що виводиться із зони роботи млинів, як правило, застосовують рукавні фільтри. У разі використання електроосаджувачів необхідно подавати газ, що очищається, з уприскуванням води, щоб підвищити його вологість і забезпечити повноту паротворення. Унаслідок високих концентрацій пилу необхідно, як правило, перед рукавним фільтром або електроосаджувачем встановлювати циклонний колектор.

Транспортування і відвантаження. На цементних підприємствах існує безліч локальних джерел пилу. До їх числа входить все устаткування для транспортування розмолотих або інших пиломістких матеріалів: ковшові елеватори, шнекові і ланцюгові транспортери, пневмотранспорт, похилі естакади і перепади конвеєрів. Навколо цього устаткування необхідно здійснювати витяжку і очищення повітря. При відвантаженні цемент або автоматично фасується в мішки, або перевозиться в контейнерах.

Силоси для меленого матеріалу або матеріалу, що порошить, часто знаходяться під невеликим надмірним тиском. Отже, затвори і аераційні люки повинні бути забезпечені простими фільтруючими рукавами для запобігання попаданню пилу в навколишнє повітря. Для силосів з пневматичним завантаженням і устаткування для змішення і транспортування порошкових матеріалів необхідне використання колекторів.

Вантажні бункери і сховища призначені для зберігання клінкеру, доменного шлаку, сировинних матеріалів і вугілля.

Якщо відбувається інтенсивне видування пилу, який міститься в цих матеріалах, як, наприклад, з клінкеру шахтних печей, то корисно спорудити над сховищем дах, а в процесі роботи з продуктами, що порошать, здійснювати з цієї зони витяжку повітря для очищення в колекторі, що забезпечить в ній задовільні умови для роботи.

У всіх цих ситуаціях для забезпечення зниження пилових викидів (навіть в випадку викиду повітря з сховищ в навколишнє середовище через звичайні низькі вентиляційні металеві труби) видалення пилу здійснюється в колекторах, що обертаються, або рукавних фільтрах, що іноді встановлюються після механічного сепаратора.

Виробництво вапна, алебастру і асбесто-цементу (плити, виготовлені з волокон азбесту і цементу), також створює ряд проблем. Аналогічно цементній промисловості пил необхідно видаляти з викидів у виробництві магнезиту, з якого виготовляють вогнетривку цеглину і цементні блоки для стінок хімічно лужної печі. Зі всіх інших згаданих технологій істотними джерелами пилових викидів є виробництва магнезиту і негашеного вапна.

Утворення газоподібних викидів в процесах горіння

Найбільша частина газоподібних викидів при виробництві цементу утворюється при випаленні клінкеру в печах, що обертаються. При цьому паливо, як правило, буває хорошої якості з високою теплотворною здатністю і малим змістом сірки, як, наприклад, нафта з теплотворною здатністю 39800— 41000 кДж*кг -1 і змістом сірки менше 3%, кам'яне вугілля, що також характеризується малим змістом сірки, або природний газ, що є з позицій викидів діоксиду сірки практично «чистим» паливом. В той же час при випаленні клінкеру частина сірки, що міститься в паливі, адсорбується на ньому, так що викиди діоксиду сірки багато менші за тих, які можна було б чекати відповідно до вмісту сірки в паливі. При використанні палива з малим середнім змістом сірки, як правило, не виникає проблем з викидами і концентраціями діоксиду сірки в безпосередній близькості від заводу.

Одеський цементний завод випускає за мокрим способом портландцемент марки 400 з мінеральними добавками Д-20. Здобич основної сировини - вапна-черепашника і глини, здійснюється в горсько-сировинному цеху /Єлизаветинський кар’єр/. Основна сировина знаходиться в природно-вологому стані /середня вологість близько 20% цілих/, внаслідок чого не є джерелом виділення шкідливих речовин. У виробництві також використовується шлак доменний гранульований /постачання Криворізького ГМК/, відходи вуглезбагачення / постачання "Укркокс"/, гіпс з Крівського кар'єру /Молдова/.

Підготовка скоректованого по хімічному складу шламу здійснюється в помольній - сировинному відділенні. Вапняк, з кар'єру надходить на базисний склад вапняку. Після подрібнення на щічній і молоткастій дробарках вапняк разом з вуглемийною породою надходить через об'єднаний склад на сировинні млини. Молоткаста дробарка вапняку обладнана ПГУ з рукавними фільтрами. Туди ж надходить шлам глини, приготований помольний - сировинному відділенні у вертикальних шламобасейнах. Помол сировини здійснюється з одночасною подачею води. Пройшовши ряд вертикальних і горизонтальних шламових басейнів сировинна суміш потрапляє в концентратор шламу.

Випалення матеріалу відбувається в печах, що обертаються №1 і №2 у відділенні випалення клінкеру, куди шлам подається відцентровими насосами. Основним паливом є природний газ, резервним - паливний мазут (сірчистість 0,5%).

Пиломісткі гази від холодного кінця печей, що обертаються, надходять на ПТУ, де проходять двоступінчате очищення в циклонах "Крейзеля" і електрофільтрах. Очищені гази транспортуються димососами і викидаються в атмосферу через димар. Діоксид азоту і сірчистий ангідрид викидаються без очищення. Уловлений пил повертається в піч по трубопроводу пневмонасосом.

Одержаний клінкер надходить по ковшовому конвеєру на склад клінкеру сировини та домішок. Утворений при пересипці пил, через уловлюючі кожуха поступає на аспіраційну установку, а потім викидається в атмосферу.

Великим виділенням запиленого димового газу супроводжується процес тієї, що підсушила шлаку. Гази поступають на двоступінчате очищення, після чого димососами викидаються через димар.

Зі складу клінкер, гіпс і шлак кранами, грейферів, подаються в приймальні бункери цементних млинів. Для знепилювання повітря млина обладнані аспіраційними установками з двоступінчатим очищенням. Уловлений пил гвинтовими конвеєрами транспортується в бункери пневмо - камерних насосів.

Камерними пневмовинтовими насосами по цементопроводу цемент подається в 4 силоси зберіганням місткістю по 2,5 тис. тонн цементу кожен. Безпосередньо з силосів зберігання цемент відвантажується в з. д. вагони і в автотранспорт через роздатні бункери автовагової. При цьому для аспірації запиленого повітря передбачені 4 рукавні фільтру, встановлені в надсилосному приміщенні безпосередньо на кожному силосі. Уловлений цементний пил скидається мимоволі з рукавів фільтру назад в силоси. У надбункерному відділенні автовагової безпосередньо на бункерах також передбачені 2 рукавних фільтру.

Абразивний і металевий пил, джерелом якого є два заточні верстати ремонтно-механічної ділянки, поступає на очищення в пилоосадну камеру. Очищене повітря викидається через аспіраційний повітрохід в атмосферу. Аспіраційною системою обладнані також деревообробні верстати /4 штуки/ столярної майстерні ремонтно - будівничої ділянки. Очищений в циклоні від деревного пилу повітря викидається вентилятором через аспіраційну трубу в атмосферу.

Джерелом теплопостачання заводу є котельна з трьома казанами ДКВР-6,5/13, що працюють на природному газі. У роботі завжди тільки один казан. Витрата палива: 1234,3 тис. нм3/год. Димові гази котлоагрегату за допомогою димососу викидаються в атмосферу через димар.

Територія заводу розташована на одній промплощадці. Промплощадка заводу обмежена з східного боку виробленим простором старого кар'єру [2]. За кар'єром знаходиться нафтопереробний завод. З південної сторони промплощадки – ПМК і автозаправна станція. Уздовж західної межі промплощадки проходить автомобільна дорога і далі - землі радгоспу. На півночі розташований цегляний завод.

2600

2 X

Приложение

1.Гуртожиток ОЦЗ – 500м

2.АЗС

3.Цегляний завод завод – 100м

4.

5.Гуртожиток цегляного. заводу – 1000м

6.Стадіон НПЗ – 1000м

7.Житловий будинок

8.Гаражи

9.МТФ

10.Джерело викиду

11.Житлова зона

12.