Производство керамзита

     Фильтрация  – весьма распространенный прием  тонкой очистки газов. Ее преимущества – сравнительная низкая стоимость оборудования (за исключением металлокерамических фильтров) и высокая эффективность тонкой очистки. Недостатки фильтрации высокое гидравлическое сопротивление и быстрое забивание фильтрующего материала пылью.

     Мокрая  очистка газов от аэрозолей основана на промывке газа жидкостью (обычной водой) при возможно более развитой поверхности контакта жидкости с частицами аэрозоля и возможно более интенсивном перемешивании очищаемого газа с жидкостью. Этот универсальный метод очистки газов от частиц пыли, дыма и тумана любых размеров является наиболее распространенным приемом заключительной стадии механической очистки, в особенности для газов, подлежащих охлаждению. В аппаратах мокрой очистки применяют различные приемы развития поверхности соприкосновения жидкости и газа.

     Электростатическая  очистка газов служит универсальным  средством, пригодным для любых  аэрозолей, включая туманы кислот, и  при любых размерах частиц. Метод  основан на ионизации и зарядке  частиц аэрозоля при прохождении  газа через электрическое поле высокого напряжения, создаваемое коронирующими электродами. Осаждение частиц происходит на заземленных осадительных электродах. Промышленные электрофильтры состоят из ряда заземленных пластин или труб, через которые пропускается очищаемый газ. Между осадительными электродами подвешены проволочные коронирующие электроды, к которым подводится напряжение 25–100 кВ. Теоретическое выражение для степени улавливания аэрозолей в трубчатых электрофильтрах имеет вид

     Очистка газов от парообразных и газообразных примесей. Газы в промышленности обычно загрязнены вредными примесями, поэтому очистка широко применяется на заводах и предприятиях для технологических и санитарных (экологических) целей. Промышленные способы очистки газовых выбросов от газо- и парообразных токсичных примесей можно разделить на три основные группы:

1. абсорбция жидкостями;
2. адсорбция твердыми поглотителями ;
3. каталитическая очистка.

     В меньших масштабах применяются  термические методы сжигания (или  дожигания) горючих загрязнений, способ химического взаимодействия примесей с сухими поглотителями и окисление примесей озоном.

     Абсорбция жидкостями применяется в промышленности для извлечения из газов диоксида серы, сероводорода и других сернистых  соединений, оксидов азота, паров  кислот (НСl, HF, H₂SO₄), диоксида и оксида углерода, разнообразных органических соединений (фенол, формальдегид, летучие растворители и др.).

     Абсорбционные методы служат для технологической  и санитарной очистки газов. Они  основаны на избирательной растворимости  газо- и парообразных примесей в жидкости (физическая абсорбция) или на избирательном извлечении примесей химическими реакциями с активным компонентом поглотителя (хемосорбция). Абсорбционная очистка -- непрерывный и, как правило, циклический процесс, так как поглощение примесей обычно сопровождается регенерацией поглотительного раствора и его возвращением в начале цикла очистки. При физической абсорбции (и в некоторых хемосорбционных процессах) регенерацию абсорбента проводят нагреванием и снижением давления, в результате чего происходит десорбция поглощенной газовой примеси и ее концентрированно .

     Показатели  абсорбционной очистки: степень  очистки (КПД) и коэффициент массопередачи  k зависят от растворимости газа в абсорбенте, технологического режима в реакторе (w, Т, р) и от других факторов, например от равновесия и скорости химических реакций при хемосорбции. В хемосорбционных процессах, где в жидкой фазе происходят химические реакции, коэффициент массопередачи увеличивается по сравнению с физической абсорбцией. Большинство хемосорбционных процессов газоочистки обратимы, т. е. при повышении температуры поглотительного раствора химические соединения, образовавшиеся при хемосорбции, разлагаются с регенерацией активных компонентов поглотительного раствора и с десорбцией поглощенной из газа примеси. Этот прием положен в основу регенерации хемосорбентов в циклических системах газоочистки. Хемосорбция в особенности применима для тонкой очистки газов при сравнительно небольшой начальной концентрации примесей.

     Наиболее  надежным и самым экономичным способом охраны биосферы от вредных газовых выбросов является переход к безотходному производству, или к безотходным технологиям. Термин «безотходная технология» впервые предложен академиком Н.Н. Семеновым. Под ним подразумевается создание оптимальных технологических систем с замкнутыми материальными и энергетическими потоками. Такое производство не должно иметь сточных вод, вредных выбросов в атмосферу и твердых отходов и не должно потреблять воду из природных водоемов.

     Конечно же, понятие «безотходное производство» имеет несколько условный характер; это идеальная модель производства, так как в реальных условиях нельзя полностью ликвидировать отходы и избавиться от влияния производства на окружающую среду. Точнее следует называть такие системы малоотходными, дающими минимальные выбросы, при которых ущерб природным экосистемам будет минимален.

     В настоящее время определилось несколько  основных направлений охраны биосферы, которые в конечном счете ведут  к созданию безотходных технологий:

     1) разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов и систем, работающих по замкнутому циклу, позволяющих исключить образование основного количества отходов;

     2) создание бессточных технологических  систем и водооборотных циклов  на базе наиболее эффективных методов очистки сточных вод;

     3) переработка отходов производства  и потребления в качестве вторичного  сырья;

     4) создание территориально-промышленных  комплексов с замкнутой структурой  материльных потоков сырья и  отходов внутри комплекса.

     Разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов и систем, работающих по замкнутому циклу, позволяющих исключить образование основного количества отходов, является основным направлением технического прогресса. 

     Технико-экономические  показатели 

     Производство  керамзита связано с одновременным  уменьшением удельного расхода  топливно-энергетических ресурсов на его производство. Основные пути для  решения этой задачи следующие: совершенствование  структуры производства; рост производительности труда, на 24—26 % для получения за этот счет примерно 90 % общего прироста продукции; более эффективное использование сырья, топлива, электрической энергии, а также производственных мощностей и основных фондов; повышение рентабельности работы предприятия. Для этого необходимо создавать и внедрять принципиально новые орудия труда и технологические процессы, превосходящие по своим технико-экономическим показателям лучшие отечественные и мировые достижения.

     Общественная  производительность труда определяется затратами как живого труда на данном предприятии, так и овеществленного в материалах, машинах, зданиях и сооружениях, используемых при производстве той или иной продукции. Обобщающим показателем общественной производительности труда является себестоимость продукции. На лучших предприятиях годовая выработка на одного рабочего достигает 3000 т при затратах труда менее 1 чел.·ч/т. По этому показателю передовые заводы стоят на уровне лучших достижений мировой техники.

     Такой большой подъем производительности труда, общей эффективности производства и качества цемента достигается комплексом организационно-технических мероприятий, направленных на модернизацию оборудования и перевооружение предприятий новой высокопроизводительной техникой. При этом основное внимание уделяется увеличению выпуска цемента за счет реконструкции и расширения действующих заводов. Сооружение новых предприятий предусматривается преимущественно в районах, где нет аналогичных заводов. Это должно способствовать ликвидации перевозок керамзита на большие расстояния.

     Новые предприятия строятся с годовой  мощностью 2,4— 3,6 млн. т и более. Такая  концентрация производства способствует большому повышению эффективности  производства. При этом является обязательным определение оптимальной мощности нового предприятия на основе технико-экономических расчетов с учетом конкретных условий производства и потребления керамзита в намеченном месте строительства завода.

     Структура средней себестоимости керамзита слагается из следующих элементов (%):

     Основные  и вспомогательные материалы ……………………. 23—24

     Топливо………………………………………………………….. 24—26

     Электроэнергия …………………………………............................13

     Зарплата  с начислениями……………………………………..… 4—5

     Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования……... 24—26

     Прочие  расходы……………………………………………….... 8—10

     Анализ  структуры себестоимости приводит к выводу, что для дальнейшего  снижения себестоимости необходимо принять все меры, обеспечивающие экономию прошлого труда наряду с  сокращением живого труда. В первую очередь это может быть достигнуто за счет резкого сокращения расхода топлива, в частности благодаря широкому внедрению сухого способа производства цемента, а также более полного использования теплоты отходящих газов печей. Значительные возможности снижения себестоимости имеются в дальнейшей рационализации использования основных и вспомогательных материалов. Здесь целесообразно и широкое применение вместо природного сырья различных дешевых промышленных отходов (шлаков, зол, нефелинового шлама и т. п.), и внедрение мельниц самоизмельчения, сокращающих расход электроэнергии и мелющих тел.

     Особое  внимание должно быть уделено мероприятиям по резкому сокращению потерь исходного  сырья и готового материала на всех стадиях производства. Требуется  дальнейшее совершенствование методов  и устройства для пылеулавливания и оснащение последними всех пылевыделяющих установок.

     Необходимость внедрения высокоэффективных установок  для очистки промышленных выбросов диктуется причинами социального  и экономического порядка. Она непосредственно  связана со здоровьем людей и охраной окружающей среды от пылегазовых выбросов в атмосферу. Экономическую сторону проблемы хорошо иллюстрируют следующие данные А. Я. Овчаренко.

     Ущерб, обусловленный безвозвратным уносом сырья и готового продукта с отходящими газами и аспирационным воздухом, а также отсутствием утилизации уловленной пыли, оценивается примерно в 17—18 млн. руб. в год. Ущерб, вызываемый отрицательным действием пылевого фактора на основные фонды предприятия (сверхнормативная замена оборудования вследствие его ускоренного износа, дополнительный его ремонт, потери производства вследствие более частого выхода оборудования из работы и др.), оценивается приблизительно в 1,5 раза больше. Потери вследствие неудовлетворительных условий труда и загрязнения воздушной среды на предприятиях (повышенная заболеваемость, снижение производительности труда и эффективности использования оборудования, текучесть кадров и др.) оценивается приблизительно в 2 раза больше. В целом это составляет около 100 млн. руб. в год (или 6—7 % общих издержек на изготовление). Но загрязнение атмосферы наносит ущерб в размере примерно 2 руб. на 1 т и сопряженным отраслям, а не только производствам.

     Приведенные данные в полной мере подчеркивают важность проблемы организации на предприятиях тщательной очистки всех пылегазовых выбросов в атмосферу. Можно также отметить, что фондоотдача обеспыливающих аппаратов приблизительно в два раза выше соответствующего показателя основных фондов производства.

     Эффективность труда рабочих основного производства цемента значительно снижается в связи с наличием большого числа обслуживающего персонала, связанного с выполнением погрузочно-разгрузочных и ремонтных работ, а также с контролем производства. Уменьшению этих диспропорций служит комплексная механизация и автоматизация производственных процессов и их контроля.

     Большому  увеличению производительности труда  и улучшению качества продукции  способствует организация на предприятиях автоматических систем управления (АСУ) с применением ЭВМ. Последние  обеспечивают получение, переработку и хранение больших объемов информации о производственной деятельности предприятия, выработку оптимальных управляющих воздействий и передачу их в виде рекомендаций соответствующим операторам. На предприятиях находят также применение автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) и производством (АСУП).