Beton-zavod-ivanteevka.ru

БЕТОННЫЙ ЗАВОД "РБУ ИВАНТЕЕВКА"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Проектирование предприятий по производству цемента

Проектирование предприятий по производству цемента

Проектирование цементного завода

технологический каолин диатомит

В настоящее время цементная промышленность является одной из ведущих комплексно-механизированных отраслей тяжёлой индустрии. Гигантские темпы строительства в нашей стране обусловили резкий рост производства цемента. Расширяется ассортимент, выпускается целый ряд специальных цементов для различных областей строительства. Высокий технический уровень большинства предприятий цементной промышленности, механизации и автоматизации процессов производства, повышение качества цемента требуют от работников цементной промышленности для успешной работы глубоких и разносторонних знаний. []

Классификация цементов и их характеристики прописаны в ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные. Технические условия».

Целью курсового проекта является приобретение навыков в правильном подборе компонентов при расчёте сырьевой шихты, при составлении материального баланса цехов и завода по производству цемента, а также при выборе основного технологического оборудования цементного завода.

1. Характеристика сырьевых компонентов

Мел технический тонкодисперсный МТД (мел строительный) представляет собой порошкообразный продукт белого цвета, получаемый путем дробления, сушки, тонкого помола. Характеристика мела прописана в ГОСТ 12085-88 «Мел природный обогащенный. Технические условия». Состоит мел исключительно из зерен кальцита — скрытокристаллического минерала, в природе известного больше как карбонат кальция. Зерна кальцита составляют 99% от общей массы мела. Мел также состоит из мельчайших зерен кварца как минерала-спутника кальцита. Непосредственно кальцит же откладывается в природе из ископаемых морских организмов, радиолярий и прочих. Также в меловых отложениях встречаются и более крупные окаменелые отложения — белемниты, аммониты и др. Применяется мел в качестве наполнителя, в лакокрасочной, резинотехнической и других отраслях промышленности, а также для производства строительных материалов. Важнейшими свойствами мела как наполнителя являются белый цвет (белизна 78-96%), высокая природная дисперсность, округлая форма частиц, легкая диспергируемость, малая гигроскопичность и малая абразивность. Запасы мела на нашей планете очень значительны и истощение им пока не грозит. Мел применяется довольно широко. Мел плохо поддается пневмотранспортированию и тонкому смешению с порошком ПВХ и пластификаторами. Для придания хорошей сыпучести мел подвергают гидрофобизации посредством нанесения на поверхность частиц мела гидрофобизующих поверхностно-активных веществ (ПАВ). В качестве поверхностно-активных веществ применяют стеариновую кислоту, стеарин и стеарат кальция или их смеси в количестве до 2% массы мела. Помимо улучшения сыпучести мела гидрофобизация обусловливает водоотталкивающие свойства мела, предотвращает зависание и слеживаемость мела в силосах и бункерах и обеспечивает ему качества, необходимые при переработке в поточных и автоматизированных производственных линиях. []

Каолин — экзогенная или осадочная порода, практически полностью состоящая из глинистого минерала каолинита — Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 . Благодаря высокой огнеупорности, химической инертности, дисперсности и низкой диэлектрической проницаемости, каолин относится к наиболее универсальным видам минерального сырья, используемого как в сыром, так и в обогащенном виде. Его основные характеристики прописаны в ГОСТ 21286-82. Теоретический состав каолинита включает Al 2 O 3 — 39,5%, SiО 2 — 46,5%, H 2 O — 14%.Влажность 17,4%. В естественных условиях к ним в незначительных количествах добавляются примеси Fe 2 О 3 , Mg, Ca, Na 2 O, K 2 O, минералы группы кремнезема (кварц, опал, халцедон), остатки зёрен полевых шпатов, чешуек слюды и другие. Каолин обладает высокой огнеупорностью, низкой пластичностью и сравнительно крупными размерами глинистых частиц. Различают каолин остаточный (первичный), залегающий на месте своего образования, и осадочный, переотложенный (вторичный), образовавшийся главным образом за счёт размыва и переотложения в водоёмах продуктов каолинового выветривания. Применение каолина в промышленности очень разнообразно и основывается на различных физико-химических и физических свойствах: гидрофильности, дисперсности, огнеупорности и значительном содержании глинозема, пластичности, химической инертности, высоких диэлектрических свойствах в обожженном состоянии и т.д. []

Песок — осадочная горная порода, состоящая из зёрен горных пород. Очень часто состоит из почти чистого минерала кварца (диоксида кремния). Песок применяют для растворов и бетонов, т.к. он не вступая в реакцию ни с вяжущим, ни с водой, образует скелет и уменьшает усадку растворов и бетонов при их отвердении. Характеристика строительного песка представлена в ГОСТ 8736-93. Прочность многих железобетонных конструкций обычно определяется качеством применяемого при их изготовлении песка. Например, сейчас для ремонта и отделки помещений стали использоваться декоративные элементы лепки, где в состав смесей для них тоже входит мелкий отсеянный песок. Следует знать, что для каждого вида строительных работ нужен определенный вид песка, даже крупный остроугольный песчаник идет на уплотнение аэродромных покрытий взлетно-посадочных полос. Пористость песков в рыхлом состоянии около 47%, а в плотном — до 37%. Рыхлое сложение легко переходит в плотное при водонасыщении, вибрации, и динамических воздействиях. В песке размеры обломков (зерен) колеблются от 0,1 до 1 мм. В зависимости от размеров зерен различают разновидности песка крупнозернистый, пылевидный и глинистый песок. Плотность строительного песка очень зависит от содержания в нем глины — чистый песок может иметь плотность 1,3 т. в кубическом метре, а песок с большим содержанием глины и влаги 1,8 т. в кубическом метре. К строительному песку можно отнести следующие его разновидности: речной песок, карьерный песок. Песок для строительных работ должен быть изготовлен в соответствии с требованиями ГОСТ 8736-93. Добыча песка для строительных работ производится в карьерах или руслах рек (откуда название: речного и карьерного песка). Доставляется песок самосвальной техникой. []

1.4 Диатомит

Диатомит представляет собой горную осадочную породу, которая состоит в основном из останков разнообразных диатомовых водорослей. Характеристика диатомита и требования к нему прописаны в ТУ 5761-001-59266087-2005 «Диатомит измельченный». Диатомит по своей природе рыхлый или слабо сцементированный, желтоватого, или же светло-серого цвета. В составе породы, как правило, встречаются шарики опала (глобулы), глинистые и обломочные материалы, водный кремнезем (до 86%). Диатомит формируется из диатомитового ила, который накапливался в древних озерах, морях с третичного периода вплоть до нашей эры. Диатомит применяется: как адсорбент и фильтр в текстильной, нефтехимической, пищевой промышленности, в производстве антибиотиков, бумаги, различных пластических материалов, красок; как сырье для жидкого стекла и глазури; в качестве строительного тепло- и звукоизоляционного материалов, добавок к некоторым типам цемента и бетона; в качестве полировального материала (в составе паст) для металлов и мраморов; как инсектицид, вызывающий гибель вредителей и т.д. []

Читайте так же:
Стяжка 50мм расход цемента

Гипс строительный — белый или сероватый порошок тонкого помола, получаемый из гипсового камня (природного гипса) путём обжига при температуре 140 — 190 о С; быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее вещество. Характеристики прописаны в ГОСТ 125-79. Гипс строительный применяется для штукатурных работ, изготовления гипсобетона, гипсовых строительных изделий, отливок, форм, а также в качестве добавки к др. вяжущим (например, извести, цементам). Выпускается 12 марок гипса строительного. Для отделочных работ в помещении используют в основном гипс строительный марок от Г-2 до Г-7 (группа Б), имеющий прочность при сжатии 0,2-0,7 МПа (2-7 кгс/см2), с началом схватывания не ранее 6 мин и окончанием схватывания не позднее 30 мин. Строительный гипс (или как его иначе называют алебастр) — единственное вяжущее вещество, которое в процессе твердения расширяется и увеличивается в объёме до 1%, в то время как известковое тесто и цемент при твердении дают значительную усадку. Хранить гипс, как и цемент, следует в сухом помещении в прочных полиэтиленовых мешках на высоте 30-50 см от земли. Однако даже при правильном хранении гипс со временем утрачивает свои свойства и по истечении гарантийного срока его необходимо испытать на пригодность. Для проверки качества небольшую порцию гипса (100 г.) нужно затворить водой до густоты сметаны, положить на металл или стекло и определить время от момента приготовления гипсового теста до начала его схватывания; для каждой марки гипса оно должно соответствовать установленным показателям. []

Уголь — вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода. Международное название углерода происходит от лат. carbф («уголь»). Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая в свою очередь способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией. В среднем, сжигание одного килограмма этого вида топлива приводит к выделению 2,93 кг CO 2 и позволяет получить 23-27 МДж (6,4-7,5 кВт·ч) энергии или, при КПД 30% — 2,0 кВт·ч электричества. В 1960 году уголь давал около половины мирового производства энергии, к 1970 году его доля упала до одной трети. Использование угля увеличивается в периоды высоких цен на нефть и другие энергоносители. []

2. Характеристика готовой продукции

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) изготовляют из клинкера с повышенным содержанием быстротвердеющих минералов C 3 S и С 3 А (в сумме 60…65%). БТЦ отличается более тонким помолом: его удельная поверхность достигает 3500…4000 см 2 /г против 3000 см 2 /г у обычного портландцемента. Благодаря этому увеличивается площадь контакта цементных частиц с водой и скорость твердения его возрастает. Выпускают БТЦ марок 400 и 500. Прочность его нормируют в сроки 3 и 28 сут. БТЦ отличается высоким темпом набора прочности в первые 3…7 сут. При помоле в БТЦ вводят активные минеральные добавки (до 10…20%) или доменные гранулированные шлаки (до 20% от массы цемента). Это удешевляет БТЦ. Его применяют при производстве сборных железобетонных конструкций. Благодаря повышенному содержанию в клинкере C 3 S и С 3 А быстротвердеющий портландцемент обладает большим тепловыделением и его применяют при бетонировании в зимних условиях, особенно при температуре ниже -25 о С. Свойство БТЦ быстро набирать прочность используют и в случае аварийно-восстановительных работ. При хранении в течение 1…2 месяцев БТЦ утрачивает свойство быстро твердеть и набирает прочность как обычный портландцемент. Следовательно, хранить БТЦ длительное время нецелесообразно. []

Наименование БТЦ по ГОСТ 31108-2003: ЦЕМ ? /А — 32,5 Б ГОСТ 31108-2003.

Из бетона, изготовленного на БТЦ, не выполняют массивные конструкции. Чрезмерное тепловыделение вызывает сильный разогрев ядра таких конструкций, в то время как внешние поверхности охлаждаются. Из-за большого перепада температур в теле бетона могут возникнуть термические напряжения, что приводит к растрескиванию конструкции. Портландцементы с органическими добавками изготовляют путем введения при помоле клинкера небольших количеств (0,05…0,3% от массы цемента) поверхностно-активных веществ. Эти вещества пластифицируют бетонные и растворные смеси, улучшают их удобоукладываемость. Кроме того, бетоны и строительные растворы, изготовляемые на цементах с органическими поверхностно-активными добавками, отличаются повышенной морозостойкостью и сопротивляемостью коррозии. []

3. Технологическая схема

Изготовление клинкера по сухому способу технически и экономически наиболее целесообразно в тех случаях, когда исходные сырьевые материалы характеризуются влажностью до 10-15% и относительной однородностью. При сухом способе изготовления клинкера исходные материалы после дробления подвергаются высушиванию и совместному помолу в шаровых мельницах до остатка 6-10% на сите №008. Сырьевая мука, получаемая в результате помола в мельницах, направляется на гомогенизацию и корректирование в специальные железобетонные силосы. Муку в них перемешивают сжатым воздухом. После гомогенизации проверяют состав сырьевой муки по содержанию оксида кальция (титр муки). Если оно соответствует требуемому, то смесь направляют на обжиг. Муку до поступления на обжиг гранулируют и получают гранулы размером от 5-10 до 20-30 мм, затем она проходит через кальцинатор. Образовавшийся клинкер интенсивно охлаждается и отправляется на склад и совместный помол с гипсом и минеральной добавкой. Полученный цемент направляют на склад, откуда он отправляется в вагонах или автомашинах либо поступает на упаковку и отправляется в мешках. []

4. Расчёт сырьевой шихты

Химический состав исходных материалов, пересчитанный на 100%, приведён в табл. 5.1. В данном случае при пересчёте на сумму, равную 100%, значения коэффициента k оказались следующими:

Умножая содержание каждого окисла первого компонента на k1, второго компонента — на k2, третьего компонента — на k3, находим химический состав исходных материалов в пересчёте на 100%.

Таблица 5.1. Химический состав исходных материалов, %

КомпонентыSiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaOMgOSO 3 ПППСуммаМел2,200,540,1854,280,480,2842,23100,19Каолин46,5536,810,742,260,750,2712,8100,19Песок96,681,150,161,19-0,270,4699,91В пересчёте на 100%Мел2,190,540,1854,180,480,2842,15100,00Каолин46,4736,740,742,260,750,2612,78100,00Песок96,771,150,161,19-0,270,46100,00

Из материалов, состав которых приведён в табл., можно приготовить портландцементную сырьевую шихту, т.к. величины силикатного и глинозёмистого модулей глины допустимы для портландцемента.

Задаёмся коэффициентом насыщения КН=0,92 и силикатным модулем n=3. Определяем соотношение между сырьевыми компонентами:

Расчет завода по производству пуццоланового портландцемента

Выбор и расчет основного технологического и транспортного оборудования. Ведомость оборудования.

Расчет складов и бункеров для хранения материалов.

Расчет потребности в энергетических ресурсах.

Контроль технологического процесса и качества готовой продукции

Читайте так же:
Цемент кулевой что это

Охрана труда и окружающей среды

Технико-экономические показатели производства

Перечень использованных источников

Перечень графического материала

Схема генерального плана завода (А-3)

Технологическая схема производства (А-1)

План цеха на отметке 0.000 (А-1)

Строительство завода по производству пуццоланового портландцемента производится в г. Магнитогорск.

Годовая производительность завода составляет 0,95 млн.т. в год.

При выборе площадки для строительства завода необходимо стремиться к максимальному приближению к месторождениям сырья и транспортным коммуникациям.

При производстве пуццоланового портландцемента применяют разнообразные материалы, одни из которых идут непосредственно на изготовление клинкера, другие же в виде добавок используются при его помоле (гипс).

Сырьевыми материалами для производства клинкера служат местные карбонатные горные породы (известняк), доставляемые на завод автомобильным транспортом и глинистые породы, которые также доставляются на завод автомобильными путями. Шлак доставляется автомобильным транспорт с местных металлургических заводов. При производстве пуццоланового портландцемента используется гипс, который доставляется на завод также автотранспортом. Топливо используется газообразное природное – природный газ из районных месторождения. Предусмотрена возможность перехода на другой вид топлива, например каменный уголь.

Технологический процесс обеспечивается внедрением новых энергосберегающих технологий и высокопроизводительного оборудования.

Номенклатура выпускаемой продукции

Пуццолановый портландцемент – это гидравлическое вяжущее, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера (60-80%) и вулканической породы — пуццолана с добавлением небольшого количества гипса. Количество пуццолана в пуццолановом портландцементе должно составлять 20-40%. Количество гипса в пересчете на SO 3 не должно превышать 3,5%.

Плотность пуццоланового портландцемента колеблется в пределах 2,8-3,0 г/см 3 , уменьшаясь по мере увеличения дозировки шлака. Объемная масса в насыпном состоянии 900-1200 кг/м 3, а в уплотненном состоянии – 1400-1700 кг/м 3 . Водопотребность пуццоланового портландцемента несколько меньше, чем у портландцемента, а водоотделение – несколько больше.

По срокам схватывания к пуццолановому портландцементу предъявляют те же требования, что и к портландцементу. Однако, как правило, пуццолановый портландцемент схватывается медленнее, чем портландцемент.

По ГОСТ 22266-76 пуццолановый портландцемент разделяется на марки 200, 300, 400, 500. Быстротвердеющий пуццолановый портландцемент через трое суток должен иметь предел прочности при изгибе не менее 35 кгс/см 2 , а при сжатии – не менее 200 кгс/см 2 . Через 28 суток предел прочности при сжатии должен быть не ниже 400 кгс/см 2 .

В связи с тем, что пуццолановый портландцемент обладает высокой удельной поверхностью, хранить его свыше двух недель не рекомендуется, так как активность, особенно в ранние сроки твердения, снижается очень сильно. По морозостойкости пуццолановый портландцемент сильно уступает портландцементу. Он обычно выдерживает до 100 циклов попеременного замораживания, поэтому его применяют в подземных и подводных сооружениях. Пуццолановый портландцемент отличается высокой стойкостью к многим агрессивным средам и, в частности, в мягких и сульфатных водах.

Пуццолановый портландцемент менее универсальный вяжущий материал чем, например, шлакопортландцемент его рекомендуется использовать для строительства подземных и подводных сооружений. Особенно эффективно его применение в гидротехническом строительстве.

Не рекомендуется применять пуццолановый портландцемент в зоне переменного уровня влажности, а так же в строительстве при низких температурах.

Главным преимуществом пуццоланового портландцемента, по сравнению со шлакопортладцементом является его высокая кислотостойкость.

3.1. Выбор сырьевых материалов, обоснование выбора способа и технологическая схема производства

В настоящее время применяют два основных способа подготовки сырьевой смеси из исходных материалов: «мок­рый», при котором помол и смешение сырья осуществляются в водной среде, и «сухой», когда материалы измельчаются и смешиваются в сухом виде.

Каждый из этих способов имеет свои положительные и от­рицательные стороны. В водной среде облегчается измель­чение материалов, при их совместном помоле быстро дости­гается высокая однородность смеси, но расход топлива на обжиг сырьевой смеси при мокром способе в 1,5—2 раза больше, чем при сухом. Кроме того, значительно возрастают размеры обычных вращающихся печей при обжиге в них мокрой сырьевой смеси, так как эти тепловые агрегаты в зна­чительной мере выполняют функции испарителей воды.

Мокрый способ, несмотря на его технико-экономические преимущества по сравнению с сухим, длительное время находил ограниченное применение вследствие понижен­ного качества, получаемого клинкера. Однако успехи в тех­нике тонкого измельчения и гомогенизации сухих смесей обеспечили возможность получения высококачественных портландцементов и по сухому способу. Это предопределило резкий рост в последние десятилетия производства цемента по этому способу.

Применение находит и третий, так называемый комби­нированный способ. Сущность его заключается в том, что подготовка сырьевой смеси осуществляется по мокрому способу, затем шлам обезвоживается на специальных уста­новках и направляется в печь. Комбинированный способ по ряду данных почти на 20—30% снижает расход топлива по сравнению с с сухим, длительное время находил ограниченное применение вследствие понижен­ного качества, получаемого клинкера. Однако успехи в тех­нике тонкого измельчения и гомогенизации сухих смесей обеспечили возможность получения высококачественных портландцементов и по сухому способу. Это предопределило резкий рост в последние десятилетия производства цемента по этому способу.

Применение находит и третий, так называемый комби­нированный способ. Сущность его заключается в том, что подготовка сырьевой смеси осуществляется по мокрому способу, затем шлам обезвоживается на специальных уста­новках и направляется в печь. Комбинированный способ по ряду данных почти на 20—30% снижает расход топлива по сравнению с расходом по мокрому способу, но при этом возрастают трудоемкость производства и расход электроэнергии.

В ряде стран, в том числе в России и США, преобладает производство цемента по мокрому способу. Исходя из технико-экономических показателей принимаем сухой способ производства.

Описание технологического процесса

При мокром способе производства известняк проходит двухстадийное дробление в щековой – 4 и молотковой дробилках – 6 в водной среде, что сильно упрощает процесс дробления и по ленточному конвейеру поступает на склад – 7. Глина измель­чается в валковой дробилке – 10 и затем распускается в глиноболтушках – 11 диаметром 10 м и высотой 2,5 м, футерованных изнутри чугунными плитами. В центре болтушки вращается крестовина с прикрепленными к ней стальными граблями для измельчения глины.

Затем известняк и глина через бункера, оборудованные дозаторами, перекачиваются насосами по трубопроводу в барабанную мельницу – 8 на сов­местный помол. Измель­ченный материал по трубопроводу перекачивается в шлам-бассейны. Готовый шлам также по трубопровуду с помощью насосов поступает во вращающуюся печь – 14 через питатель – 13 для равномерной подачи смеси. Затем тонкая фрак­ция через циклоны , аэрожелобы и дозирующие устройства поступает в силосы (склад) сырьевой муки, а грубая фракция через сепаратор — на домол в мельницу.

Читайте так же:
Цементная гидроизоляция обмазочного типа или битумная

Сырьевая мука из силосов, обору­дованных устройствами смесительной аэрации, аэрожелобом и питателя­ми транспортируется в циклонные те­плообменники , где нагревается вы­ходящими из печи газами до 700— 750 °С и частично декарбонизуется. Из теплообменников сырьевая мука са­мотеком направляется во вращающуюся печь . Клинкер, выходящий из пе­чи, охлаждается в холодильнике . Затем клинкер пластинчатым конвейе­ром направляется в силосный склад , оборудованный дозаторами ; на этом же складе находятся необходи­мые добавки, в этом случае пуццолан, предварительно измельченный, но возможно добавление дополнительных добавок, для улучшения качества цемента. Со склада клинкер и до­бавки ленточным конвейером пода­ются на помол в барабанную мельни­цу , оборудованную сепаратором . Тонкая фракция от мельницы через циклоны , пневмокамерный насос направляется в силосный склад , грубая — через аэрожелобы , элеватор и центробежный сепара­тор — на домол в мельницу. По­мольный агрегат оборудован аспирационными устройствами ; холодиль­ник— электрофильтром ; печь — скруббером , электрофильтром и дымососами , через которые обес­пыленные газы или воздух направля­ются в атмосферу. Цемент со склада грузят в железнодорожные вагоны или автоцементовозы.

В рассмотренном выше случае при сухом способе производства степень декарбонизации сырьевой муки в цик­лонных теплообменниках достигает 20 %, производительность печи не пре­вышает 150 т/ч. С целью повышения производительности печного агрегата или снижения его металлоемкости на некоторых зарубежных цементных за­водах между теплообменниками и вра­щающейся печью устанавливают реактор-декарбонизатор. В этом аппарате с помощью дополнительных горелок осуществляется декарбонизация сырь­евой смеси до 90 %. В реакторе-декарбонизаторе используется отходящий воздух клинкерного производства. Про­изводительность печи в таких установ­ках достигает 450 т/ч.

Силосы как цементная бомба. Как защититься от пыли?

Сколько цементной пыли образуется каждый год, почему она так опасна для людей и природы и как фильтровать воздух в силосах, в которых хранится цемент?

«Пыльная работёнка»

Прежде чем говорить о самих силосах, давайте разберёмся с тем, что в них хранится — цементом. Например, знаете ли вы, сколько цементной пыли образуется каждый год на заводах только нашей страны?

Миллионы тонн цемента перевозятся по всем федеральным округам страны и превращаются в товарный бетон и раствор, используемый при строительстве зданий и сооружений, на предприятиях железобетонных изделий (ЖБИ) и бетонных заводах.

Количество потребителей цемента в сотни раз превышает количество производителей. Только в Санкт-Петербурге бетонный раствор предлагают более 80 предприятий, а изделия из железобетона производят около 200 предприятий. Практически все они расположены на селитебных территориях города и фактически перераспределяют пыль цемента по всей жилой территории страны.

Селитебная территория — часть территории населённого пункта, предназначенная для размещения жилой, общественной (общественно-деловой) и рекреационной зон <…> — закон об архитектурной, градостроительной и строительной деятельности в РК

Образование пыли при производстве цемента чрезвычайно велико. Механическая обработка, сушка, обжиг рудных материалов (известь, глина) и добавок (шлаки и зола), перемещение и складирование фабрикатов и готовой продукции — всё это стационарные источники загрязнения атмосферы населённых мест, где расположены цементные заводы.

Произведём нехитрые расчёты. Весовая доля пылевой фракции готового цемента составляет 4%. В 2019 году более 50 цементных заводов страны изготовили почти 60 миллионов тонн цемента.

Получается, что за год в России в окружающую среду было принесено порядка 2,5 миллионов тонн цементной пыли.

Цементные заводы — I категория экологически опасных промышленных объектов

Пагубное влияние выбросов вредных веществ на атмосферу и здоровье населения широко известно и освещается в СМИ и научной печати. От цементной пыли страдают флора, фауна и человек. По этой причине производство цемента входит в I категорию опасных объектов, оказывающих воздействие на окружающую среду.

Профильные предприятия цементной промышленности отнесены к областям применения наилучших доступных технологий (НДТ) и обязаны получать комплексные экологические разрешения на осуществление своей деятельности.

Цементная пыль — скрытая угроза для населения страны

Сухой не слежавшийся цемент по существу сам является пылью, так как максимальный размер его зёрен не превышает 200 мкм. Доля долго витающих частиц (скорость осаждения от 0,2 до 6,0 см/с) в порошке достигает 25%. Поэтому любое осыпание цементного порошка сопровождается облаком пыли.

Облако цементной пылиРисунок 1. Облако цементной пыли

В результате, проблема цементной пыли в атмосферном воздухе становится общей для городов-производителей и для городов-потребителей цемента. Присутствие цементной пыли в атмосфере селитебных зон городов и посёлков несёт скрытую угрозу для здоровья населения. Она не так очевидна, как раздражающее действие пыли цемента на органы дыхания, глаза и кожу, но действует постоянно и неотвратимо.

Таблица, приведённая ниже, даст общие представления о выбросах цементной пыли на предприятиях.

Таблица 1. Выбросы цементной пыли на производстве

Цех, участокИсточники выделения пылиИсточники выбросовВеличина выбросов, кг/ч
Склад хранения цементаПост разгрузки и разгрузки железнодорожных вагоновНеорганизованный выброс1,5–8,4
Загрузка силосовТрубы пылеуловителей0,57–28,5
Разгрузка силосов в автосамосвалыНеорганизованный выброс1,2–7,4
Бетонный смесительный узелГрохотТрубы пылеуловителей0,6–12,6
Расходные бункера и дозаторы1,8–2,6
Бетоносмесители1,7–11,8
Расходные бункеры1,5–8,4
Узлы пересыпки с транспортеров1–3,0

Цементная пыль — концентратор токсичных веществ

Среднесменная концентрация пыли в воздухе рабочей зоны ПДК равна 8 мг/м 3 . В атмосферном воздухе населённых мест максимально разовая ПДК равна 0,3 мг/м 3 и среднесуточная 0,1 мг/м 3 .

Исследованиями последних лет установлено наличие токсичных микропримесей в цементной пыли, удельное содержание которых возрастает с увеличением дисперсности.

Токсичные вещества, содержащиеся в цементной пыли, могут приводить к таким заболеваниям, как поражение ЦНС, почек, печени, органов желудочно-кишечной системы, зрения и слуха. И список далеко не полный!

Для выбросов цементного производства с 2019 года установлены маркерные показатели загрязнения атмосферы. В таблице 2 приведены металлы, вклад соединений которых в общее количество цементной пыли составляет более 1%.

Таблица 2. Содержание токсичных металлов в цементной пыли

Металл и его соединениеСодержание в цементной пыли %ПДК в атмосферном воздухе мг/м 3Токсическое действие *
Диэтилртуть3,70,0003Поражение ЦНС, почек, зрения, слуха.
Пороки развития плода.
Кадмий оксид0,890,0003Многополярное действие
— от гипертонии до канцерогенеза.
Медь оксид1,240,002Повреждение плода, нарушение овариально-менструального цикла (ОМЦ), течения родов и лактации.
Поражение печени и почек. Изменение обмена веществ.
Свинец и его неорганические соединения1,510,001Поражение ЦНС, почек, органов желудочно-кишечной системы, печени.
Боли в конечностях, нарушение сна, кроветворения, авитаминозы.
Таллий карбонат1,070,0004Неврологические и желудочно-кишечные расстройства.
Поражение почек. Выпадение волос.

Что такое силос и зачем его продувают?

Теперь, обосновав вредность цементной пыли, поговорим о том, где она концентрируется, и как защищать от неё людей и природу.

Итак, цемент на предприятиях по изготовлению бетонного раствора и железобетонных изделий хранится в силосах.

Силос — это ёмкость цилиндрической формы с коническим днищем для хранения сыпучих материалов, таких как цемент, песок, зерно, комбикорм, гранулы и т.п.

Преимуществами использования силосов являются их вертикальное расположение (а, следовательно, значительная экономия площади) и повышение уровня защищённости хранимого сырья от воздействия внешних факторов окружающей среды (сырости, дождя, снега).

Стационарные цементные силосы являются промежуточным складом для загрузки, кратковременного хранения и выгрузки цемента. Объём силоса рассчитывается из условий полного использования загруженного материала в течении трёх суток. По техническим требованиям силосы должны освобождаться от цемента не позже, чем через 7–15 дней после загрузки. Загрузка и выгрузка цемента осуществляются пневмотранспортом.

Заполненный цементом силос из-за высокой слипаемости и гигроскопичности порошка быстро слёживается. Для предупреждения уплотнения порошка цемента в состоянии покоя и обеспечения эффективной работы силосов в качестве временных складов цемента производится периодическая аэрация силосов сжатым воздухом и аэродинамическая продувка перед разгрузкой.

Условия образования пыли при работе пневмотранспорта и аэрации не изучены, и количественная оценка количества образующейся пыли является ориентировочной.

Как перемещается пылевоздушная смесь?

Движение пылевоздушной смеси при загрузке силосов обеспечивается стационарными и передвижными насосами:

  • Стационарные насосы применяются на предприятиях по производству цемента, при выгрузке из железнодорожных вагонов (хопперов) и пересыпке из силоса в силос.
  • Передвижные насосы устанавливаются на автоцементовозах, которые в настоящее время являются основным средством погрузки и разгрузки цемента силосов, бетонных заводов и предприятий по производству железобетонных изделий.

Воздух, накачиваемый в систему транспортировки пыли, освобождается от порошка цемента при выходе из транспортного трубопровода и выходит из силоса либо через силосные фильтры, сохраняющие от потерь самые ценные высокодисперсные фракции порошка цемента, либо через аварийные клапаны (при давлении выше 3000–8000 Па). Количество выходящего из силоса воздуха можно определить по производительности насосов, перекачивающих цементный порошок.

Условия работы силосных фильтров при пневмотранспортной загрузке силосов

Пневматическая загрузка силосов позволяет защититься как от потерь цемента (с помощью силосных фильтров), так и от разрушения (с помощью аварийных клапанов сброса давления).

Предлагаемые потребителям силосы для хранения цемента загружаются пневмотранспортом. Смесь воздуха с цементом поступает напрямую в силос в непосредственной близости от тканевого фильтра.

Верхняя часть цементного силосаРисунок 2. Верхняя часть цементного силоса

По расчётам экологов, каждая тонна цемента содержит 30–40 кг пыли.

Как оборудование СовПлим решает проблему цементной пыли?

Для очистки воздуха от цементной пыли компания АО «СовПлим» предлагает несколько типов силосных фильтров.

Первые два типа предназначены для аспирации силосов на бетонных заводах и предприятиях по производству железобетонных изделий.

1. Силосный фильтр серии SFB с регенерацией фильтровальных элементов с помощью продувки импульсами сжатого воздуха (подробнее >>)

Силосный фильтр серии SFBРисунок 3. Силосный фильтр SFB-15

2. Силосный фильтр SFM-20 с регенерацией фильтровальных элементов с помощью механического встряхивания, не требует подвода сжатого воздуха (подробнее >>)

Силосный фильтр SFM-20Рисунок 4. Силосный фильтр SFM-20

Пылевоздушный поток циркулирует в силосе, разделяясь на порошковую и аэрозольную части.

Давление воздуха в силосе регулируется сопротивлением фильтра и аварийным клапаном. Заводская установка сопротивления напорных силосных фильтров SFB и SFM равна 200–600 Па, критическое сопротивление в диапазоне 1200–2000 Па. Это позволяет работать фильтрам самотёком в диапазоне до аварийного срабатывания клапана при 2900 Па.

Избыточное давление воздуха в силосе за счёт поступления воздуха в объёмах, превышающих объём силоса, вытесняет воздух со скоростью, зависящей от площади впускного отверстия картриджей силосного фильтра. Номинальная производительность напорных силосных фильтров SFB и SFM по воздуху выше объёма приточного воздуха.

Расчётная скорость движения воздуха перед фильтром и скорость фильтрации через картриджи обеспечивает нормальную работоспособность и задержку более 99% частиц пыли размером от 1 мкм и более.

Для аспирации силосов на цементных заводах, где требуются фильтры для более тяжёлых условий, компания «СовПлим» предлагает третий тип – фильтр серии SFN точечного исполнения с плоскими гладкими карманами, способный очищать пылевые концентрации до 50 г/м 3 .

3. Точечный фильтр SFN с регенерацией фильтровальных элементов с помощью продувки импульсами сжатого воздуха. (подробнее >>)

Точечный фильтр SFNРисунок 5. Точечный фильтр SFN

Подведём итоги

  • Умеренно токсичная цементная пыль за счёт минеральных добавок и примесей тяжёлых металлов первого и второго класса токсичности представляет высокую опасность для здоровья человека и природной окружающей среды.
  • Строительство зданий с использованием бетонных смесей и железобетонных изделий распространяет цементную пыль в атмосферный воздух населённых мест практически всей страны.
  • Локальными источниками цементной пыли, рассеянными по стране, являются хранилища цемента — силосы. Образование пыли при эксплуатации силосов определяется особенностями работы пневмотранспорта для их заполнения и разгрузки.
  • Современные средства предупреждения потерь цемента при транспортировке — это силосные фильтры. Они способны защищать атмосферный воздух населённых мест от поступления высокодисперсной токсичной пыли.

Источники:

Данная запись создана на основе статьи заслуженного эколога Российской Федерации, Юрия Степановича Корюкаева, написанной специально для АО «СовПлим».

АСУ ТП для цементного завода

Современное цементное производство – одна из консервативных промышленных отраслей. Большинство компаний сферы строительных материалов работают по устоявшимся схемам, однако время не стоит на месте. Будущее отрасли – автоматизация производства цемента. Она направлена на снижение затрат и повышение эффективности предприятия.

Автоматизация технологических процессов производства цемента: основные направления

Ключевые направления, которые требуют оптимизации в деятельности предприятий, производящих цемент:

  • Модернизация оборудования – далеко не всегда заводы оснащены достаточно современно, чтобы объединить все этапы производственного процесса и обеспечить централизованное управление с помощью Scada-системы.
  • Наиболее низкоэффективный этап работы многих предприятий – спекание клинкера. Вырабатываемая энергия выделяется в окружающую среду. А это – значительные потери и экологические риски для производителя. Автоматизация оборудования производства цемента позволяет использовать данный ресурс грамотно, за счёт применения вторичной энергии. Такой подход позволяет решить две проблемы одновременно: повысить экономичность и сократить объем тепловых выбросов в атмосферу.
  • Трансформация оборудования для получения максимальной однородности шихты, чтобы добиться вещества с заданными техническими показателями и свойствами.
  • Сокращение выбросов пыли в окружающую среду, соблюдение экологических стандартов, принятых в мировой промышленности.

Системы автоматизации производства цемента: модернизация оборудования

Наша компания уже более 15 лет работает на рынке комплексных предложений по автоматизации промышленных предприятий. Главный офис расположен в Санкт-Петербурге, а проекты реализуются по всей России и за рубежом. В нашей практике есть автоматизации цементных заводов под ключ. Мы предоставляем сервис от создания индивидуального проекта для каждого заказчика до его программирования, интеграции в схему работы предприятия и послепроектного обслуживания.

Автоматизация производства цемента

Автоматизация цементного производства обеспечивает такие рабочие процессы:

  • Пуск дозированной подачи, смешивания сырья;
  • Отпуск готовой продукции;
  • Контроль происходящего технологического процесса;
  • Состояние оборудования перед запуском и во время работы;
  • Учет расхода сырья, готовой продукции;
  • Контроль изменения тока электродвигателей бетоносмесителей в момент работы;
  • Контроль температуры и влажности компонентов;
  • Оповещение оператора и сотрудников при возникновении аварийных ситуаций.

Внедрение АСУ ТП

Современное оборудование – лишь часть процесса модернизации. Значимая часть АСУ ТП — проектирование. Автоматизированная система управления АСУ ТП состоит из следующих уровней:

  • Операторский интерфейс позволяет одному или нескольким сотрудникам управлять всеми процессами. Контроль за системами, этапами прохождения процессов осуществляется в режиме реального времени и не требует значительных человеческих ресурсов. Фактически пульт управления – это компьютер, на мониторе которого визуализированы все происходящие на заводе процессы, включая такие параметры, как температуры внутри помещений, работа вентиляции, систем безопасности.
  • Уровень технологического процесса, который ещё называется полевым. Состоит из датчиков давления, температуры, задвижек, клапанов – всего того, что позволяет поддерживать систему в оптимальном функциональном состоянии. Именно это оборудование принимает сигнал АСУ, в результате чего настраиваются обозначенные оператором параметры.
  • Контроллерный уровень – связующее звено между полевым и операторским уровнем. Через ПЛК передаются сигналы разного типа от пульта управления на полевое оборудование.
  • Уровень сетевой, осуществляющий мониторинг состояния сетей связи, участков коммуникаций внутри предприятия.

Поэтому индивидуально рассчитывается цена каждого этапа внедрения АСУ. Оставьте заявку на сайте компании или свяжитесь с нами по телефону, чтобы обсудить базовые параметры модернизации вашего предприятия.

Производственная автоматизация в любой отрасли промышленности направлена на снижение затрат и повышение производительности. Это же касается сферы производства цемента , которая относится к довольно консервативным направлениям и требует обновления устоявшихся схем работы, с чем, собственно, мы готовы помочь.

Автоматизация цементного завода охватывает несколько ключевых направлений. Первое – это модернизация оборудования. С использованием Scada-системы нам удается добиться централизованного управления и объединить все этапы производственного процесса в единую непрерывную сеть.

Проблема, которая актуальна для всех предприятий этой отрасли и, как правило, требует решения – слишком большие и нецелевые выбросы тепловой энергии в процессе спекания клинкера. Автоматизация позволяет грамотно использовать эту вторичную энергию в целях снижения выбросов и повышения экономичности производства.

Автоматизированные решения в целом способствуют снижению вредных выбросов и соблюдению мировых экологических стандартов, повышают качество производимой продукции, четкому соблюдению заданных технических свойств.

Каких технологических процессов касается автоматизация?

АСУ ТП охватывает пуск подачи сырья, смешивания, отпуск готового товара, контроль расхода, контроль температурных показателей, влажности, оповещения оператора и других процессов опциально. Автоматизация включает уровни операторского интерфейса, технологического процесса, контроллерного и сетевого мониторинга.

Безусловно, решения подбираются в персональном порядке с учетом потребностей конкретного производства, исходных условий и приоритетных для клиента задач. Мы готовы обсудить детали и приступить к делу без замедлений.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ И ЗАВОДОВ, ПРОИЗВОДИМЫХ И МОНТИРУЕМЫХ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫМ ПРЕДПРИЯТИЕМ «СТРОЙМЕХАНИКА», ОСУЩЕСТВЛЯЕТ ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ «СОЮЗМАШПРОЕКТ»

Проектный институт «СОЮЗМАШПРОЕКТ» — это команда профессионалов в области проектирования, обладающая богатейшим опытом работы в сфере строительства и десятилетиями наработанными профессиональными связями. Проектный институт «СОЮЗМАШПРОЕКТ» занимается решением комплексных задач по проектированию нового строительства, расширения, реконструкции и технического перевооружения машиностроительных предприятий и других сложных объектов. Проектный институт «СОЮЗМАШПРОЕКТ» является партнером машиностроительного предприятия «СтройМеханика» в области проектирования производственных комплексов, участков и заводов, производимых и монтируемых предприятием.

По разработанной институтом проектной документации построены производственные, инженерно-лабораторные, складские, административно-бытовые корпуса, объекты энергообеспечения и природоохранные сооружения, жилые и общественные здания. Проектный институт «СОЮЗМАШПРОЕКТ» делает все возможное для того, чтобы выполнить свою работу с наивысшим качеством и за максимально возможные сроки, стремится к установления долгосрочных дружеских отношений со своими заказчиками.

Проектный институт «СОЮЗМАШПРОЕКТ» выполняет проекты любой сложности, как в комплексе, так и каждого раздела в отдельности. Проектная группа обеспечивает полный комплекс услуг по проектированию новых и реконструкции существующих зданий и сооружений. Проектно-сметная документация выполняется в соответствии с действующими ГОСТ, СНиП, правилами, инструкциями и техническими условиями.

Проектный институт «СОЮЗМАШПРОЕКТ» имеет свидетельство о допуске к видам работ по разработке проектной документации, выданное некоммерческим партнерством «Объединение проектировщиков Тульской области» (юр.адрес: 300041, г.Тула, проспект Лелина, д. 57-а), которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства №СРО-П-049-7107510335-03022011-0035-2.

По вопросам проектирования обращаться по телефонам:
Многоканальный: 8-800-777-16-36 (звонок бесплатный)
Тел./факс: +7 (4872) 701-400
E-mail: info@stroymehanika.ru

Москалев Александр

Смесители сухих смесей, оборудование для производства ССС,
Станции растаривания, Пневмокамерные и пневмошлюзовые насосы, Телескопические загрузчики, Весовые бункера-дозаторы
Тел.: +7 909 261-13-29
info@stroymehanika.ru
Skype: A.Moskalev_SM

Лабазин Илья

Вопросы дилерского сотрудничества, Фасовочные станции, Станции затаривания, Дозаторы малых добавок
Тел.: +7 962 272-62-77
info@stroymehanika.ru
Skype: stroymehanika71

Лозовский Михаил

Ленточные конвейеры и элеваторы, Винтовые конвейеры АРМАТА, Силосы цемента, Дробильно-сортировочное и помольное оборудование, Виброгрохоты и вибросита
Тел.: +7 960 616-30-22
info@stroymehanika.ru

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector