Курсовая работа: Утилизация обжиговой пыли для получения цемента
3) удаление хлопьев и комков твердого вещества из жидкой фазы;
4) легкую промывку твердого материала для дальнейшего снижения содержания щелочных металлов;
5) охлаждение раствора для кристаллизации хлорида калия и 6) отделение полученного кристаллического вещества. Остаточный раствор после удаления основного количества кристаллического Хлорида калия все еще насыщен солью и после нагревания может быть направлен на стадии обработки новых порций цементной пыли.
Цемент из остатков товарного бетона
Некоторое время назад бетонные конструкции изготовляли путем смешивания индивидуальных компонентов - наполнителя, песка, цемента и воды - на месте, в стационарном смесителе. Затем бетон наливали в контейнер, а оттуда переносили в соответствующие формы. В конце каждого рабочего дня или периодически в течение дня смеситель и контейнеры промывали водой, чтобы предотвратить засыхание находящихся в них остатков бетона. Промывная вода с содержащимися в ней твердыми частицами направлялась в сток.
Затем стационарные смесители были заменены так называемыми транзитными миксерами на грузовиках, которые на центральном предприятии загружались сырьем, которое перемешивалось за время перевозки и по прибытии на место выгружался готовый бетон. По возвращении из каждой поездки грузовик промывался водой с той же целью, что и в предыдущем случае.
Еще более недавно были построены очень крупные промышленные предприятия, единственной продукцией которых являются сборные бетонные конструкции, начиная от небольших бетонных блоков для индивидуальных застройщиков и кончая конструкционными элементами и облицовочными панелями для больших зданий. И в этом случае все устройства, контактирующие с сырым бетоном, необходимо регулярно промывать водой, чтобы предотвратить затвердевание бетона и поломку Оборудования.
Возвращаясь к вопросу о транзитных миксерах, рассмотрим работу завода среднего размера, использующего около 150 грузовиков. Предположим, что каждый грузовик в конце рабочего дня покрыт отложениями толщиной от 0,5 до 1-1,5 м. Этот слой должен быть сброшен с грузовика и удален, а грузовик вымыт к следующему рабочему дню.
Если 75 грузовиков имеют отложения в среднем толщиной 1 м, то это означает, что необходимо удалить 75 м бетона и вымыть 150 грузовиков.
Раньше на многих заводах грузовики просто промывали большим количеством воды, сбрасывая сточные воды в канализацию. Местные власти выступали против такой практики и сейчас во многих районах это запрещено законом.
В некоторых местностях, где это позволяют условия рельефа, грузовики с цементом в конце дня направляются к ближайшему карьеру или другому подходящему месту, где можно сбросить бетон, а затем возвращаются в гараж, где их моют так, как описано выше. Однако такая процедура является дорогостоящей, поскольку приходится платить за холостой пробег грузовика к месту сброса и обратно, а также дополнительно оплачивать время и работу водителя. Совершенно очевидно, что такой метод очистки является убыточным для предприятия, производящего бетон. К тому же, хотя этот метод и кажется очень простым, большинству производителей становится все труднее найти подходящие места для сброса бетона.
Очевидно, что щебень, песок, цемент и вода, входящие в состав остатков бетона, превращаются в отходы, недоступные, для повторного использования, что также приводит к увеличению стоимости производства. Поскольку ежегодно сбрасывается очень большое количество отходов бетона, то бетонная промышленность начинает испытывать нехватку мест, которые могут быть использованы с этой целью. Сброс бетона в неподходящих местах приводит к загрязнению природных ресурсов, борьба с такими загрязнениями должна вестись не только во всей стране, но и в мировом масштабе.
Метод основан на том, что загустевший (например, осажденный) цементный раствор использовать практически невозможно. Это означает, что цементный раствор необходимо перемешивать, чтобы не допустить осаждения. Оборудование для работы с цементным раствором должно функционировать непрерывно до тех пор, пока оно не будет покрыто цементом и его работа блокирована. Этот метод позволяет решать также технические вопросы приспособления непрерывно действующей системы рецикла цементного раствора к периодическому процессу производства бетона.
На рис.1 показано применение такой системы для бетонного завода, использующего транзитные миксеры. На площадке для мойки грузовиков / имеется один или несколько боксов для грузовиков 2. В каждом боксе имеется форсунка 3, через которую грузовик моют, а промывная вода с грузовика по стокам 4 сливается в воронку 5. Затем стекающая вода попадает на грохоты или другие отделительные устройства, обозначенные цифрой 6 и представляющие собой обычные устройства такого рода. Самая крупная фракция - щебень - забирается транспортером 7 на первую стадию выделения, а фракция, содержащая песок, аналогичным образом по транспортеру 8 поступает на другой участок выделения. Последняя фракция (водно-цементная взвесь) стекает по желобу 9 в емкость 10. Можно использовать и вторую емкость 11, соединенную с емкостью 10 через перелив.
В резервуарах 10, 11 имеются мешалки 13, 14, насос для перекачки взвеси 16 и трубопровод 17, ведущий к участку производства бетона, а также линия возврата взвеси 18 и линия подачи воды 19, имеющая выход в каждую из емкостей.
Наличие второй емкости // позволяет обеспечить замкнутость цикла источника промывной воды для грузовиков 2 с помощью линии 20. Вместо мешалки 14 можно использовать рециркуляцию исходного раствора, для чего применяется перекачивающий насос/5, который перекачивает более плотную взвесь со дна отстойной емкости 11 в емкость с мешалкой 10.
Описанная система может также применяться на заводах по производству сборного бетона; для разделения - песка и гравия могут быть применены и более простые технические средства, например грязевые насосы.
Аппарат, разработанный В.Ф. Миллером предназначен для удаления бетонных смесей из грузовиков, перевозящих товарный бетон. Он состоит из приемной воронки, Устройства, извлекающего материал из грузовика, и направляющего его во вращающийся калибрующий барабан со спиральным транспортером, в который во время Работы впрыскивается вода. Второй транспортер и грязеотстойник расположены под барабаном таким образом, что отделенный песок, наполнитель и другие материалы, входящие в состав бетонных остатков, попадают в отстойник и в отдельную отстойную емкость, из которых может быть извлечен мелкий песок и подобные материалы.
Система, разработанная А.Р. Борджесом позволяет повторно использовать отходы цемента, остающиеся в грузовиках. В конце Рабочего дня остатки цемента сбрасывают на виброгрохот, где под действием струи воды, выходящей под давлением, большие куски наполнителя увлекаются на первый паточный транспортер. Оставшиеся цемент, вода и взвесь обираются в лотке откуда их перекачивают в отстойник, имеющий шнек для периодического перемешивания цемента и воды, чтобы предотвратить затвердевание. Пеносниматель, расположенный в верхней части отстойника, собирает чистую воду которая используется для промывки наполнителя и цемента на предыдущей стадии, цемент, вода и взвесь, собранные в отстойнике, вместе со свежими порциями сырь" поступают на загрузку цементных грузовиков. Таким образом, песок, цемент, вода и наполнитель, которые ранее направлялись в отходы, теперь включены в рецикл и подвергаются повторному использованию.
Глава 4. Экологический мониторинг атмосферного воздуха в зонах загрязнения отходами цементного производства
Производство цемента является источником загрязнения всех трех составляющих биосферы: атмосферы, гидросферы и литосферы. Промышленные предприятия цементного производства регулярно выбрасывают в окружающую среду большое количество твердых, газообразных и жидких отходов: пыль, газовые выбросы, сточные воды (рис.1).
Предприятиями цементной промышленности в окружающую среду выделяется ежегодно более 27 млн. тонн пыли [1]. На их долю приходится 2/3 промышленных выбросов твердых веществ и 44% газообразных [2].
В одном из законов Вернадского говорится о биохимическом единстве биосферы и все загрязнения, поступающие первоначально в атмосферу, гидросферу или литосферу, в конечном счете, оказываются распространенным в каждой из них. Таким образом, химические соединения являются составляющими промежуточных выбросов и претерпевают в любой из составляющих биосферы изменения физико-химического характера.
Одним из таких негативных преобразований в экосистеме является загрязнение атмосферного воздуха отходами цементного производства.
Возникает необходимость в выработке научно обоснованных мероприятий, создания специальных мониторинговых систем, обеспечивающих контроль качества и регулирование состояния экосистем, находящихся вблизи цементного производства.
Для решения задач мониторинга загрязнения атмосферного воздуха в районе производства цемента необходимо:
1. Наблюдение за уровнем загрязненности воздушной среды в реальном времени (измеряются химические показатели загрязненности воздуха в контрольных точках, и формируется база данных показателей состояния воздушной среды).
2. Выявление и анализ изменений состояния атмосферного воздуха (оценка полученных данных).
3. Моделирование соответствующей экологической ситуации и построение прогноза изменений в окружающей среде (прогнозирование ситуации).
