Керамзит

Циклоны широко применяют при грубой и средней очистке газа от аэрозолей. Другим типом цент­робежного пылеуловителя служит ротоклон, состоящий из ротора и вентилятора, помещенного в осадительный кожух. Лопасти вен­тилятора, вращаясь, направляют пыль в канал, который ведет в приемник пыли.

Фильтрация основана на прохождении очищаемого газа через различные фильтрующие ткани (хлопок, шерсть, химические волокна, стекловолокно и др.) или через другие фильтрующие материалы (керамика, металлокерамика, пористые перегородки из пластмассы и др.). Наиболее часто для фильтрации применяют специально изготовленные волокнистые материалы — стекловолок­но, шерсть или хлопок с асбестом, асбоцеллюлозу. В зависимости от фильтрующего материала различают тканевые фильтры (в том числе рукавные), волокнистые, из зернистых материалов (керами­ка, металлокерамика, пористые пластмассы). Тканевые филь­тры, чаще всего рукавные, применяются при температуре очища­емого газа не выше 60-65°С. В зависимости от гранулометрического состава пылей и начальной запыленности степень очистки составляет 85-99%. Гидравлическое сопротивление фильтра DР около 1000 Па; расход энергии ~ 1 кВт*ч на 1000 м³ очищаемого газа. Для непрерывной очистки ткани продувают воздушными струями, которые создаются различными устройствами – сопла­ми, расположенными против каждого рукава, движущимися на­ружными продувочными кольцами и др. Сейчас применяют авто­матическое управление рукавными фильтрами с продувкой их импульсами сжатого воздуха.

Волокнистые фильтры, имеющие поры, равномерно рас­пределенные между тонкими волокнами, работают с высокой эф­фективностью; На фильтрах из стекловолокнистых материалов возможна очи­стка агрессивных газов при температуре до 275°С. Для тонкой очистки газов при повышенных температурах применяют фильт­ры из керамики, тонковолокнистой ваты из нержавеющей стали, обладающие высокой прочностью и устойчивостью к переменным нагрузкам; однако их гидравлическое сопротивление велико – 1000 Па.

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, H₂ SO₄ ), 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.

6.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 кекрамзита 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).

Работы по автоматизации предприятий промышленности строи­тельных материалов выполняет Всесоюзное научно-производственное объединение Союзавтоматстром, которое включает следующие подсистемы: оперативного управления участком приготовления сырьевой смеси оптимального состава по технологическому или экономическому критерию; контро­ля и управления процессом обжига с расчетом оптималь­ных затрат тепла, управления подачей топлива в печь, а также тягой и подачей сырья в печь; контроля и управления помолом; управления отделениями помола и отгрузки материала с выда­чей оптимальных решений по отгрузке; автоматизации обработки на­рядов на выдачу продукции и документов текущего планирования сбыта, потребности в железнодорожных вагонах, учета отгружен­ного материала.

Производительность труда на предприятиях решающим образом зависит от правильного сочетания моральных и материальных стиму­лов труда, научной его организации (НОТ), а также от организации социалистического соревнования за экономное расходование мате­риалов, топлива, энергии, за безупречное обслуживание механизмов и высокое качество продукции.

В организации этой важной стороны деятельности предприятий, в разработке рациональных мероприятий по планированию произ­водства и экономическому стимулированию трудящихся большую роль должен выполнять инженерно-технический персонал.

В последние годы на предприятиях широко распростра­няется практика организации комплексных систем управления Ка­чеством продукции, а также составления планов технико-экономи­ческого и социального развития коллективов. В них ставятся на разрешение к заданным срокам проблемы дальнейшего значительного повышения эффективности общественного производства, качества продукции, культурного и материального уровня жизни рабочих и служащих и улучшения их бытовых условий. Планы технико-эконо­мического и социального развития составляются руководством и об­щественными организациями предприятий с самым широким привле­чением всех членов коллектива. В планах предусматривается повы­шение технического и общеобразовательного уровня рабочих, инженерно-технического персонала и служащих, что непосредствен­но благоприятно отражается на производительности их труда. В пла­нах уделяется большое внимание задачам НОТ, комплексной меха­низации и автоматизации производственных процессов, мероприятиям по охране труда и улучшению условий труда, промышленной сани­тарии и эстетики. В планы включаются мероприятия, связанные с улучшением жилищных и бытовых условий трудящихся (строитель­ство жилых домов, яслей, клубов, физкультурных и санитарно-курортных комплексов и т. п.).

Важно подчеркнуть, что мероприятия по планам технико-эконо­мического и социального развития коллективов предприятий осуществляются преимущественно за счет фондов, образуемых в соответ­ствии с системой планирования и экономического стимулирования.

В повышение эффективности производства и применения керамзита в строительстве призвана внести свой большой вклад наука. В частности, должны быть продолжены исследования таких важ­нейших проблем, как разработка составов и технологии, обеспечивающих интенсивное твердение бетонов и достижение ими требуемой прочности при обычных температурах в течение 8-24 ч и возможность извлечения изделий из форм через 3-4 ч.

Современное производство керамзита характеризуется большой капиталоемкостью, необходимостью возведения больших зданий и сооружений, а также высокими металло- и энергоемкостью и малой интенсивностью тепловых процессов в установках для обжига. Так, капиталовложения при организации современных предприятий до­стигают примерно 60 руб. на 1т готовой мощности. На 1 т полу­чаемого по мокрому способу во вращающихся печах материала в те­чение 1 ч приходится 42—45 т массы печи. Приведенные показатели свидетельствуют о необходимости приложения больших усилий для резкого уменьшения затрат на эти составляющие общественного тру­да в себестоимости керамзита. Поэтому неотложной задачей является:

1.Развитие производства с применением двухбарабанных вращающихся печей.

2.Обжиг сырьевых смесей в топках циклонного типа, радиационно-химическим способом и т.п.

3.Снижения расхода топлива с помощью внедрения новых технологий производства

4.Осуществление технического перевооружения действующих предпрятий.

5.Уменьшение средней насыпной плотности керамзитового гравия до 400 кг/м³ .

6.Улучшение использования основных производственных фондов и увеличение их отдачи в 1,5-2 раза.

7.Повышение уровня концентрации производства путем строительства новых предприятий с использованием автоматизированных технологических процессов мощностью 200 м³ в год и более.

8.Создание принципиально новых технологий и высокопроизводитель­ных малогабаритных установок по обжигу и помолу сырья с резкой интенсификацией процессов измельчения.

ЛИТЕРАТУРА:

- Ицкович С.М. «Заполнители для бетона»; Минск; изд.«Вышэйшая школа», 1983.;

-Ицкович С.М., Чумаков Л.Д., Баженов Ю.М. «Технология заполнителей для бетонов»;

-Справочное пособие: «Искусственные пористые заполнители и легкие бетоны на их основе», М.:Стройиздат, 1987.;

-Довгалюк В.И., Кац Г.Л. «Конструкции из легких бетонов для многоэтажных каркасных зданий», М.,Стройиздат.,1984.;

-Нациевский Ю.Д. «Легкий бетон», Киев, изд. «Будивельник»,1977.;

-Горчаков Г.И., «Строительные материалы», М.,изд. «Высшая школа», 1982.-352 с.,ил.

-Иванов «Технология проиводства на искусственных легких заполнителях»;

-Журналы «Строительные материалы»; 2003.;

-Борщевский А.А., Ильин А.С; «Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий.»М.: Высш. шк.» 1987 ;

-Волженский А.В. «Минеральные вяжущие вещества»,М.: Стройиздат, 1979.;

-Перегудов В.В., Роговой М.Н.; «Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и материалов» ; Стройиздат, 1982.;

- «Основы химической технологии», Учебник для студентов хим.-технол.спец. вузов / И.П. Мухленов, А.Е. Горштейн, Е.С. Тумаркина; Под ред. И.П. Мухленова. – 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 1991. – 463 с.: ил.;

- Глинка Н.Л. «Общая химия» Изд. 17-е, испр.— Л.: «Химия», 1975. – 728 с.: ил.;

-Кузнецов В.В., Усть-Качкинцов В.Ф. «Физическая и коллоидная химия. Учеб. пособие для вузов» — М.: Высш. школа, 1976. – 277 с.: ил.;

-Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых бетонов (к СНиП 2.03.01-84),часть1,М.,Центральный институт типового проектирования, 1988.;

-ГОСТ 21.101-79 – 21.108-78. Стандарты СПДС.;

-ГОСТ 2.301-68 -2. 317-68. Стандарты ЕСКД.;