Экология строительных материалов

                       БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 

                            УНИВЕРСИТЕТ ИМ. В.Г. ШУХОВА

 

                                                          КАФЕДРА 

                                            КОНТРОЛЬНАЯ  РАБОТА

По дисциплине: Экология производства строительных материалов

                                             Вариант -3.

 

 

 

Ф.И.О__Суханова Ирина Дмитриевна Студентки

3 курса__26ПЭ-д-112 во группы

Дистанционного  отделения

                              

                                          

 

                                                            Белгород,2013 г.

 

 

 

                                                           ПЛАН

1. Основные газовые компоненты отходящих газов обжиговых печей производства извести.
2. Характеристика аспирационного воздуха цементных мельниц и силосов.
3. Система пылеулавливания аэрозолей стадии помола сырья производства силикатных бетонов.
4. Технологические схемы и аппараты, используемые для улавливания пыли при производстве керамической плитки.
5. Основные характеристики аспирационного воздуха дробильно-сортировочного участка производства заполнителей.
6. Основные направления использования керамзитовой пыли.
7. Основные методы обезвреживания газов. Образующихся на рубероидных и минераловатных  заводах.
8. Мероприятия по снижению объема образования вредных воздействий при производстве асфальтобетонных смесей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Вопрос 1. Основные газовые компоненты отходящих газов обжиговых печей производства извести.

          Химический состав отходящих газов известеобжиговых печей заводов России

 

Компонен-ты газов	Содержимое  компонентов газов для агрегатов*									Концен-трация газов в выбро-сах, г/м3	ПДКмр газов в атм. возд. населен-ных мест, мг/м3
	вращающихся			кипящего  слоя			шахтных
	при сжигании топлива
	газ	мазут	уголь	газ	мазут	уголь	газ	мазут	уголь
Азот, N2	75,5 -	73,7 -	73,4 -	76,6 -	74,5 -	74,2 -	73,0 -	73,5 -	73,0 -	-	не  норми-руется
Кислород, О2	3,3 -	6,3 -	7 -	3,5 -	6,7 -	7,4 -	8,3 -	10 0	9 -	-	То  же
Угле-кислый газ, СО2	21 227,5	19,5 211,2	19 205,8	19,7 213,9	18,3 198,5	17,9 193,5	18 195	15 162,5	17 184,2	162,5-227,5	То  же
Оксид углерода, СО	0,2 1,3	0,4 2,6	0,5 3,3	0,19 1,2	0,38 2,4	0,47 3,1	0,7 5	1,4 10	0,9 6,43	1,3-10	5
Оксиды  серы, SO2 и SO3	0 0	0,02-0,1 0,28-2,1	0,025-0,1 0,4-1,6	0 0	0,016-0,1 0,26-2	0,023-0,09 0,38-1,5	0 0	0,02-0,1 0,31-2,3	0,03-0,11 0,46-1,8	0-2,3	0,5 для  SO2
Оксиды азота, NO и NO2	0,014 0,14	0,019 0,19	0,017 0,17	0,01 0,13	0,018 0,18	0,016 0,16	0,0003 0,003	0,0006 0,006	0,0005 0,005	0,003-0,19	0,2 для  NO2; 0,4 для NO

 

1. * - содержание компонентов газов над чертой – в % по объему, под чертой – в мг/м³

При сжигании угля диоксида серы образуется больше, чем при  сгорании мазута с таким же содержанием  серы. При использовании газообразного  топлива отходящие газы  характеризуются  пониженным содержанием СО. Это объясняется тем, что при сжигании газ сгорает лучше мазута, а мазут- лучше угля. Колебание содержания серы и хлора в карбонатном сырье также влияет на содержание выбросов SJ2 и HCl с отходящими газами.

Вопрос 2. Характеристика аспирационного воздуха цементных  мельниц и силосов.

                               Свойства пыли, удаляемой от цементных мельниц и силосов

№ п/п	Вид пыли	Дисперсный  состав, % по массе, при размере частиц, мкм				Плотность, г/м3	Удельное электрическое сопротивление  слоя пыли, Ом м
		< 5	6-10	11-20	> 20
1	Портландцементная	10-39	4-23	14-40	16-54	2650-3170	1,5 107 – 1,9 1010
2	Шлакопортландцементная	5-28	6-35	16-47	20-54	2920-3140	109 - 1010
3	Быстротвердеющего цемента	18-20	12-14	20-28	38-48	3030	8 108 – 1,5 1010
4	Пуццоланового цемента	22	7	34	37	2920	7 108 – 7 109
5	Клинкерная	5-10	15-30	15-25	25-35	-	-
6	Из цементных  силосов	25-35	20-30	10-20	12-35	-	-

 

Угол естественного откоса пыли цементных мельниц, осажденной в электрофильтре, – 40°, а в рукавном фильтре – 52°; угол обрушения этой пыли составляет соответственно 57 и 67°. Воздух, отбираемый из цементных мельниц, подвергается очистке с помощью рукавных или электрофильтров. При значительной концентрации пыли в аспирируемом воздухе необходимо установление перед ними циклонов. При этом важно не допускать просасывание через 1 м² ткани фильтров более 60-70 м³ воздуха за 1 ч. Воздух из сепаратора мельниц и головок элеваторов для очистки пропускается через рукавный фильтр. Содержание пыли в аспирационном воздухе на выходе из мельницы достигает 670 г/м³, а после очистки в фильтре не превышает 1,5 мг/м³.

Вопрос 3.         Система пылеулавливания аэрозолей стадии помола сырья производства силикатных бетонов.

В производстве силикатных бетонов применение автоклавной  обработки позволяет использовать взамен традиционных сырьевых компонентов  металлургические шлаки с неустойчивой структурой, например, распадающиеся. Это обусловлено тем, что основным минералом шлаков, подверженных силикатному  распаду (главным образом сталеплавильных, феррохромовых и феррованадиевых), является γ-C₂S, который практически не обладает гидравлическими свойствами в нормальных условиях и проявляет реакционные способности при автоклавировании. Наличие низкоосновных гидросиликатов кальция группы CSH(B) в продуктах автоклавного синтеза обуславливает вяжущему, приготовленному на основе таких шлаков, высокие показатели прочности. Использование саморассыпающихся электросталеплавильных шлаков в технологии производства силикатных материалов как плотной, так и ячеистой структуры изучалось в работах. В работе исследовали влияние условий первичной переработки саморассыпающихся шлаков ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат» (ОАО ОЭМК, г.Старый Оскол) на их структуру и свойства силикатных бетонов с их использованием. Саморассыпающиеся шлаки получали по двум технологиям первичной переработки: гидравлической, характерной для получения шлакового щебня – когда вода подается на поверхность шлака после его охлаждения в воздушных условиях до температуры 600^оС. Использование воды на стадии формирования кристаллической структуры расплава приводит к релаксации внутренних напряжений в структуре шлака, что совместно с эффектом Ребиндера приводит к формированию более устойчивой, стабильной внутренней структуры частиц шлака. И воздушно-сухой, основанной на послойном медленном охлаждении в естественных условиях, когда в частицах шлака после силикатного распада частично сохраняется напряженная и деформированная структура. В результате, хотя удельная поверхность несколько ниже, чем у шлаков гидравлического охлаждения, но его энергонасыщенность оказывается существенно выше, что определяет его химически активное состояние при последующем автоклавировании в составе силикатных бетонов. С использованием шлаков воздушного охлаждения разработаны составы силикатных бетонов плотной и ячеистой структуры и апробированы в промышленных условиях на предприятиях по производству строительных материалов. Выпущена партия силикатного кирпича (более 15 тыс. шт.) на заводе силикатного кирпича ОАО ОЭМК с содержанием шлака 23%, что позволило сократить расход традиционного вяжущего (песок + известь) практически в 2 раза. При этом плотность кирпича несколько увеличилась (в среднем на 5%), а прочность возрасла на 30% , морозостойкость – не менее 25 циклов.

 

Вопрос 4.Технологические схемы и аппараты, используемые для улавливания пыли при производстве керамической плитки.

Большое значение на предприятиях керамической промышленности имеет  проблема борьбы с запыленностью  в цехах, создания нормальных санитарно-гигиенических  условий труда и защиты окружающей среды. Керамические заводы оснащены специальными пылеуловителями. Однако эффективность  их недостаточна, и запыленность воздуха  в производственных помещениях, а  также в прилежащей местности  превышает иногда допустимые концентрации. Высоким пылеобразованием сопровождаются процессы дробления, помола, просеивания и смешивания материалов, а также сушки и обжига изделий.

Объемы и запыленность газов, выделяющихся при производстве керамических         изделий

№ п/п	Процесс производства и  пылевыделяющее оборудование	Объем газов, тыс. м3/час	Запыленность, г/м3
1	Обжиг каолина в трубчатой печи 1,2х7 м	21	5-15
2	Помол глины в дезинтеграторе Д-1,35 м	6	2-3
3	Помол в бегунах 411-С	1,9-3	1,5-3
4	Помол в бегунах СМС-139	1,7	1-1,5
5	Просеивание глины в ситах СМ-236	2	2,5-3
6	То же, СМ-237	1,2-2,3	1-2
7	То же, СМ-344	1,9	1,5-2
8	Дозирование шихты тарельчатым питателем  Д-750	0,5-0,6	4-6
9	Смешивание шихты в смесителе  СМ-27	0,8-1	1-2
10	Прессование колено-рычажным прессом «Робот»	0,5	1,5-2

 

Пыль, осаждаемая из отходящих  газов печей, сушильных барабанов  и распылительных сушилок, образуется в результате дезинтеграции, механических и термических процессов; ее физико-химические свойства в некоторой степени аналогичны свойствам исходных материалов. Интенсивность пылевыделения сильно колеблется в зависимости от режима работы технологического оборудования, а также от свойств перерабатываемого материала. Пыль, осаждаемая из отходящих газов печей, сушильных барабанов и распылительных сушилок, образуется в результате дезинтеграции, механических и термических процессов; ее физико-химические свойства в некоторой степени аналогичны свойствам исходных материалов. Интенсивность пылевыделения сильно колеблется в зависимости от режима работы технологического оборудования, а также от свойств перерабатываемого материала. Наиболее тонкодисперсной является пыль каолина и глины; масса частиц размером менее 5 мкм от общей массы пыли составляет от 20 до 50%. Плотность частиц осажденной пыли (кг/м³): глина 2600-2700, каолин 2500-2600, шамот 2700-2800, пресс-порошок 2600-2700. Насыпная масса осажденной пыли (в неуплотненном состоянии) составляет (кг/м³): каолин - 400, глина - 900, шамот - 1100, а пресс-порошок - 1000. Пыль керамических производств - сильнослипающаяся. Сыпучесть этих пылей характеризуется следующими величинами углов естественного откоса: каолин 44-48°, глина 37-42°, шамот 39-41°; коэффициент трения глинистых материалов о сталь колеблется в пределах 0,75-1,0. Смачиваемость пылей высокая: глины 83-90%, каолина 77-90%, шамота 59-85%, но вяжущими свойствами они не обладают. Электрическое сопротивление пылей керамического производства также высокое (табл. 4.4); в рабочих условиях оно превышает критическую величину (2-10⁸ Ом-м), что свидетельствует о возможных затруднениях при использовании электрофильтров для удаления этих пылей. Для обеспыливания аэрозолей керамических предприятий применяются преимущественно группы циклонов, рукавные фильтры и мокрые пылеуловители. При этом циклоны достаточно эффективны - степень обеспыливания составляет 85% и выше. Эксплуатация обычных рукавных фильтров, установленных в холодных помещениях и не имеющих электрокалориферов для подогрева обдувочного (регенерационного) воздуха, затруднена в особенности в переходные периоды вследствие залипания ткани при повышенной влажности аэрозоля. В связи с этим в качестве аппарата II ступени обеспыливания аэрозолей, выделяющихся практически при всех процессах, все шире используются мокрые способы. Достаточно эффективные аппараты второй ступени обеспыливания аспирационного воздуха при подготовке шихты (дробление, помол, просеивание, смешивание и т. п.), а также отходящих газов сушильных барабанов, башенных распылительных сушилок, вращающихся и других печей - центробежные скрубберы при установке их в утепленных помещениях и при применении в качестве аппаратов I ступени групп циклонов типа ЦН-11. КПД такой установки 99,7-99,9%. Сухие электрофильтры в таких случаях (даже при благоприятных условиях) недостаточно эффективны. Так, например, обеспыливающая установка у вращающейся печи для обжига шамота, состоящая из группы циклонов ЦН и электрофильтра ГПИ 42×3 м, обеспечивает степень обеспыливания газов не более 98% при высокой конечной запыленности (до 0,4 г/м³).

Вопрос 5. Основные характеристики аспирационного воздуха дробильно-сортировочного участка.

При производстве блоков, панелей  и других элементов стеновых бетонных конструкций применяют мелкий и  крупный заполнители: щебень, песок, керамзит, перлит и др. Эти материалы  выпускают на специальных предприятиях: дробильно-сортировочных заводах  щебня, заводах керамзита, аглопорита, перлита и других легких заполнителей.

Основные источники неблагоприятного воздействия на окружающую среду, возникающие  при функционировании карьеров и  камнедробильных заводов, следующие:

- изъятие из оборота  земель, необходимых для добычи  материалов, а также для подъездных  путей;

- изменение гидрологического  режима, загрязнение стоков подземных  вод;

- пылеобразование, сопровождающее  процессы дробления, сортировки (грохочения), перегрузки и транспортировки минеральных материалов;

- выделение в атмосферу  отработавших газов двигателей  автомобилей и специальной техники  (экскаваторов, бульдозеров, дробильных  и сортировочных установок и  др.);

- шумовое и вибрационное  воздействие машин и механизмов.

В результате окружающая среда  загрязняется вредными веществами: окисью углерода, углеводородами, оксидами азота, серы, сажей, пылью. Объем загрязнений  зависит от объема карьера, вида добываемого  минерального материала, типа используемого  оборудования, экологической уязвимости территории. Применяются следующие методы снижения неблагоприятного воздействия карьерных хозяйств на окружающую среду:

- обустройство и рекультивация  земель;

- пылеподавление водо-воздушными смесями;

- пылеудаление;

- регулировка двигателей  автотранспорта и другой техники;

- очистка сточных вод;

- корректировка режима  работы предприятия в соответствии  с климатическими и метеорологическими  условиями.

Технологические схемы переработки  сырья для производства крупных  и мелких заполнителей включают такие  переделы как дробление (при производстве щебня), рассев на фракции, промывка, сушка  и складирование готовой продукции. Основными источниками загрязняющих веществ являются дробильно-сортировочное  оборудование и склады. Технологические  процессы на этих предприятиях, как  правило, сопровождаются пылевыделением, причем в пыли содержатся тонкодисперсные  частицы, загрязняющие воздух в цехах  и окружающую атмосферу; интенсификация этих процессов приводит к увеличению пылеуноса. Это обусловливает актуальность рациональной организации технологических процессов и ликвидации пылевыделений.