Природоохоронні технології на ВАТ "Житомирський комбінат сілікатних виробів"

Комбінат розташований в південно-східній частині обласного центру Житомир на відстані 1,5 км від залізничної станції «Бистра» Південно-Західної Залізничної дороги. З півночі та північного сходу до нього прилягає полоса відчудження ПЗЗД, із сходу - вулиця Промислова і територія асфальтно-бетонного заводу, з півдня - підприємства «Витязь» і «Техцентр», із заходу - колишні піщані родовища, а з північного- заходу - територія очисних споруд.

Таке розташування, віддалене від великих житлових масивів, звичайно зменшує вплив діяльності комбінату на здоров'я місцевих жителів. Крім того наявність зручних під'їздних шляхів і магістральної кільцевої дороги «Бердичів - Київ» на відстані 30 км від підприємства не лише дає можливість швидко отримувати сировину та відвантажувати і доставляти продукцію, але й значно полегшить доступ до об'єкта спеціальних підрозділів у разі надзвичайної ситуації.

Щодо можливого і фактичного ринку збуту (кількість випущеної продукції сильно впливає на величину викидів), то відстань порядку 100-130 км від Вінниці, Києва та Хмельницького, дає змогу поширювати продукцію відповідно у Київській, Вінницькій і Хмельницькій областях і таким чином поступово розширювати виробництво. Реалізація відбувається майже по всій Україні, хоча домінують Житомирська, Закарпатська і три вищеназвані області.

Отже, проммайданчик займає 21,59 га (рельєф спокійний), там розташовані всі виробничі потужності для випуску як основної, так і побічно продукції. Окрім них, на території комбінату знаходиться: їдальня на 100 посадочних місць; 5 магазинів - 2 продуктових і 3 промислових; кафе в районі житлового селища; житлове селище - 3 гуртожитки і 9 житлових будинків на 410 квартир.

Комбінат складається з трьох заводів: силікатної цегли, комірчастих блоків, бетонних блоків. Більш детальна структура підприємства:

1. Цехи: випалювання вапна; виробництва комірчастих блоків; силікатної цегли; лісопильний; обробки деревини; механічний; гіпсовий; видобування піску.

2. Відділення бетонних виробів;

3. Бункерний склад;

4. Котельня;

5. Автотранспортне господарство.

Зайве говорити, що всі вищенаведені, складові так чи інакше впливають на довкілля. Так під час виробництва силікатної цегли викидається пил, як і під час випалювання вапна, обробки деревини та видобування піску; під час роботи котельні в атмосферу потрапляють окиси азоту та вуглецю.

ВАТ «Житомирський комбінат силікатних виробів» випускає в рік:

- силікатної цегли 105 млн. штук умовної цегли;

- пористих блоків 30 тис. куб. м.;

- бетонних блоків 5 тис. куб. м.;

- вапна 60 тис. т;

- різання та поліровка каменю 1200 кв.м.;

- обробка деревини 4 тис. куб.м.

Динаміка зміни обсягів випуску деяких видів продукції даного підприємства представлена у таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 Асортимент і обсяги випущеної продукції ВАТ «Житомирський комбінат силікатних виробів» по роках

Назва продукції	Кількість
	2005	2006	2007	2008
Цегла силікатна, тис.штук	66722	47959	89255	94586
Комірчасті блоки, м3.	39910	33822	43407	48364
Вапно, т.	44069	43044	47044	50021

Об'єми випуску продукції за 4 роки зросли: цегли на 26%, комірчастих блоків та вапна в середньому на 7%, що звичайно вплинуло на викиди у навколишнє середовище забруднюючих речови різного ґатунку.

Взагалі для потреб виробництва будівельних матеріалів та іншої продукції використовується різноманітна природна сировина - пісок, камінь вапняку, щебінь, габро-лабрадорит, відсіви щебеню, цемент, гіпс. Самостійно розробляється лише пісок. Здійснення різноманітних видів діяльності можливе лише у випадку забезпечення підприємства в достатній мірі робочою силою відповідної кваліфікації. Тут сьогодні працює 745 чоловік, з них 655 - промислово-виробничий персонал. Проте, нажаль серед них немає жодного спеціаліста-еколога, що звичайною мірою відбивається на функціонуванні комбінату. Щодо інших фахівців, можна стверджувати, що за нинішніх виробничих потужностей, об'єкт дослідження, в основному, забезпечений робочою силою. Як відомо, прийняття рішень, що визначають подальшу виробничу політику подібного суб'єкта, здійснюється на зборах акціонерів, Але внаслідок низького рівня екологічної культури та неприйняття загалом значущості данного виду проблем, діяльності у екологічній сфері майже не приділяється уваги.

«Житомирський комбінат силікатних виробів» являється підприємством цілорічної дії і складається з цеху силікатної цегли, вапнякового цеху дрібних стінових блоків з ніздрюватих бетонів. Територія площадки 9,45 га.

Цех силікатної цегли.

Силікатний цех працює на вапні власного виробництва і піску, привезенного з піщаного кар'єра у селі Тарасівка, що належить ВАТ «Житомирський комбінат силікатних виробів» («ЖКСВ»). Потужність цеху 120 млн. штук умовної цегли на рік. Комбінат випускає цеглу силікатну рядову марки «100», «125», «150» і «200» згідно з ДСТУБВ 2.7-80-98 ( потовщений повнотілий) і лицьовий марки «125»,»150» і «200». Стрічковим транспортером пісок із бункера подається на сито-бурат для виділення великих включень органічних домішок. Чистий пісок стрічковим транспортером подається у бункера-накопичувачі масопідготовчого відділення. Відсів піску транспортером надходить у конус і використовується у подальшому для укладки ґрунтових доріг.

Стрічковий транспортер, бункери, аспіраційна шахта і шнеки обладнані системами вентиляції (джерела викидів 1 і 2), що являються джерелами викидів у атмосферу силікатного і вапняного пилу. Грудкове вапно із бункерів живильником подається у щокові і молоткові мешни - подрібнювачі, де подрібнюється до фракції П -:25 млм і транспортерами надходить у п'ятиповерховий накопичувальний бункер. Мешни-подрібнювачі, робочі пости, стрічкові транспортери і живильники обладнані місцевою витяжною вентиляцією (джерела викидів 6,7,9).

Грудкове вапно і пісок у співвідношенні 50% на 50% із бункерів накопичувачів дозаторами СБ-26Д дозуються у мешни для помолу. Мелене в'яжуче шнеками і елеваторами подається на п'ятиповерхове вібро-сито для просіювання, а потім у бункери на 5 поверх. Із бункерів в'яжуче і пісок дозується дозаторами СБ-71 і СБ-110 у двох-валові змішувачі ИВ-27,60 об/хв для сухого і зволоженого переміщування маси (джерела 3,4,5,8).

Маса вапна і піску зволожується водою, переміщується і транспортером надходить у силоси, де витримується не менше двох-двох з половиною годин. Погашена силікатна маса із силосів дисковими живильниками (ДТ-25) подається у двох валові змішувачі ИБ-27 для перемішування і до зволоження. Після цього маса подається системою стрічкових транспортерів у прес змішуванні пресів СМ-152 револьверного типу з періодичним обертанням стола і одностороннім одноступінчатим пресуванням цегли. Сира цегла зі столу пресів знімається автоматом укладчиком СМ 1030 і викидається на запарювальні вагонетки. Преси обладнані системами місцевої витяжної вентиляції (джерела 11 і 12). Якісна цегла транспортується у автоклави за допомогою електропередаточного мосту. У автоклавах цегла піддається термовологій обробці, після чого проходить лабораторні випробування і мостовим краном переноситься на склад готової продукції для наступної реалізації споживачам.

Виробництво будівельного вапна. Комбінатом випускається грудкове вапно 2 і 3 сортів згідно з ДСТУ БВ 2,7-80-98. Потужність цеху 60 тис. т. на рік. Сировиною для виробництва вапна служить вапняк Максимівського і Вербицького родовищ. Для обпалювання використовують вапняковий камінь фракцій 60-120, 60-100 мм.

Обпалювання вапняку здійснюється у шахтних печах №1 і №2. Паливом служить природний газ. Вапняк, що надходить залізничним транспортом вигружається на відкритий склад сировини. Зі складу вапняк мостовим грейферним краном подається у приймальний бункер грохота (джерело викидів 27). Відсортований вапняковий камінь грейферним краном завантажується у витратні бункери, з яких живильниками К-1 вапняк подається у ковш скіпових підйомників (джерела 19 і 20). За допомогою лебідок вапняк у скіпових ковшах подається на верх печі і через механізм завантаження подається у піч, де і відбувається обпалювання (джерела 17 і 18). У результаті обпалювання у шахтних печах викидається в атмосферу вапняковий пил, сірчаний ангідрид, оксиди азоту і оксид вуглецю. Вивантаження вапна із печей відбувається по мірі заповнення бункерів, каретками Антонова, у бункери, з яких подається системою стрічкових транспортерів далі у склад готової продукції (джерела 23,25,26).

Подача грудкового вапна на виробництво цегли відбувається з бункерного складу системою живильників і транспортерів на щокові і молоткові подрібнювачі СМД-108 (джерело 28), де відбувається подрібнення, а потім, за допомогою транспортера у силікатний цех. З бункерного складу також, грудкове вапно відвантажується на автомашини і залізничний транспорт (джерела 21,22).

Допоміжне виробництво. «ЖКСВ» має ряд допоміжних цехів, які необхідні для вирішення виробничої програми, а саме: механічний цех; котельний цех; електроцех. Джерелами виділення шкідливих речовин даних цехів являються:

- заточні верстати (пил абразивний металічний (дж.33));

- шліфувальні верстати (пил абразивний (дж 34));

- горн ковальський (зола, сірчаний ангідрид, оксиди азоту, оксид вуглецю);

- котли котельного цеху, що використовують у якості палива природний газ (основне паливо), як резервне - мазут. Основними шкідливими речовинами, що викидаються у атмосферу являється сірчаний ангідрид, оксид азоту, оксид вуглецю - якщо паливо газ; сажа, сірчаний ангідрид, оксиди азоту, СО₂ - якщо паливо мазут (джерело 36). Очищування від шкідливих речовин відсутнє.

3.3 Кількісна та якісна характеристика масштабу впливу підприємства на атмосферне повітря

У зв'язку зі специфікою виробничого процесу та природними матеріалами, що в нього включаються, найбільше від діяльності комбінату страждає атмосфера.

Згідно інвентаризації, на підприємстві налічується 74 стандартних джерел викидів забруднюючих речовин в атмосферу. 29 джерел викидів обладнані пилоочисними установками.

За дані 5 років валовий викид забруднюючих речовин виявився найбільшим у 2004 році у зв'язку зі зростанням об'ємів виробництва і використаного газу. Протягом 2004-2008 років робота підприємства була відносно стабільною, тому валовий викид забруднюючих речовин суттєво не змінився. Про це свідчать дані наведені в таблиці 3.2.

Таблиця 3.23 Об'єми річних викидів забруднюючих речовин ВАТ «Житомирський комбінат силікатних виробів», тон

Забруднюючі речовини	2004р.	2005р.	2006р.	2007р.	2008р.	Середнє
						тон	%
Викинуто, всього	671	578	579	475	629	586	100
В т.ч.: тверді всього	113	86	93	3,2	113	100	17
з них: зола	0,05	0,01	0,02	0,02	0,02	0,03	0,05
заліза оксид	0,08	0,05	0,06	0,05	0,06	0,06	0,01
пил: вапна	79	58	67	67	84	71	12,171
карбонатний	0,8	0,5	0,368	0,399	0,406	0,51	0,09
неорганічний	27	22	22	23,34	27,1	24,56	4,2
деревинний	4,8	4,8	2,5	1,6	1,1	2,9	0,5
абразивний	0,9	0,505	0,569	0,544	0,549	0,62	0,11
полістеролу	0,084	0,023	0,006	0,066	0,022	0,04	0,01
Газоподібні	558	492	486	382	516	487	83
з них: сірчистий ангідрид	0,06	0,02	0,058	0,057	0,057	0,052	0,009
окис вуглецю	533	468	462	356	489	461	79
окисли азоту (в перерахунку на NO2)	24	23	24	26	27	25	4
вуглеводні	0,06	-	0,05	0,04	-	0,05	0,09
ЛОС	0,15	0,09	-	0,15	0,09	0,12	0,02
Інші, всього	0,4	0,4	0,1	0,2	0,1	0,2	0,04

Специфіка роботи і технологічного процесу виробництва обумовлює характер і компонентний склад викидів шкідливих речовин в атмосферу. Як видно із даних наведених в таблиці (17,05%) від загального обсягу викидів складають тверді компоненти, серед яких найбільшу питому вагу займають пил вапна (12,15%) та неорганічний пил із різним вмістом сполук кремнію (4,2%).

Окрім цього мають місце викиди пилу гіпсового, деревного, абразивного, карбонатного та золи. Однак їх загальна питома вага у структурі твердих викидів не є значною і коливається в межах 1%.

Найвагоміше місце на підприємстві посідають газоподібні та рідкі викиди. Так загальна їх кількість за рік становить в середньому 487 тонн, або 83% від загальної суми утворених забруднюючих речовин на підприємстві. Доцільно відмітити, що майже на 100% вказана група викидів шкідливих речовин представлена окисом вуглецю (78,7%) і лише біля 1% іншими компонентами газоподібної та рідкої групи. Із загального обсягу викидів на долю твердих в середньому за п'ять років припадає 17%. Виходячи із специфіки роботи підприємства та його сировинної бази найвища питома вага (12,1%) серед твердих викидів припадає на вапняковий пил, а також пил нерганічного походження (біля 4%). Решта маси твердих компонентів представлена у вигляді окису заліза, пилу карбонатного, деревного, гіпсового, образивного, полістеролу. Відсоток цих компонентів в загальному обсязі є незначним і коливався межах 0,1-0,01 %. Серед газоподібних викидів найвищий відсоток (78,6%) займають окиси вуглецю. Окиси азоту, в перерахунку на NO₂ є порівняно невисокими і складають 4.24%. Окрім вказаних забруднювачів фракція газоподібних викидів представлена в незначній кількості сполуками сірки (0,09%), вуглеводних (0,009%), ЛОС (0,02) та інших сполук (0,04%).

Окрім стаціонарних джерел викидів забруднюючих речовин існують і пересувні, вони представлені автотранспортом. На комбінаті налічується 14 автомобілів з карбюраторними двигунами, 18 - з дизельними і 5 працюють на газу. Для більшої наглядності динаміка компонентного складу газоподібних викидів в атмосферу представлена на приведеному нижче графіку (рис. 3,2). Причому іншим пилом вважається сукупність викидів пилу силікатного, неорганічного, деревини, цементу та пилу з вмістом оксиду кремнію (4)>70%.

Аналізуючи графік, бачимо, що в наслідок зростання виробництва, яке мало місце у 2004 році, і підвищення кількості використання газу, крива викидів у атмосферу досягає максимуму. Крім того очевидно, що основна зміна маси викидів припадає на окис вуглецю (крива викидів окису вуглецю майже паралельна підсумовуючій кривій викидів), а отже саме від контролю за функціонуванням котелень та інших структурних підрозділів, діяльність яких призводить до виникнення даного виду забруднювачів, залежить можливість зменшення забруднення оточуючого середовища, а отже, зниження техногенного впливу на довкілля. Крім того, більшість учених-екологів вважає зростання концентрації окису вуглецю в атмосфері причиною глобального потепління, і більшості екологічних проблем сьогодення.

Проте не слід забувати й про інші види пилу, що викидаються в атмосферу внаслідок діяльності підприємства. Адже, хоча їх питома частка і менша від окису вуглецю, ігнорувати їх присутність не можна. Тож розглянемо динаміку викидів пилу силікатного, неорганічного, з оксидом кремнію, деревини та цементу.

На рисунку 3.2 наведено графічне зображення динаміки річних викидів компонентного складу твердих викидів в атмосферу.

Як уже освідчилось, загальні обсяги твердих викидів в незначній мірі змінювались по роках досліджень. Лише у 2004 та 2005 роках спостерігалась тенденція до зростання кількості цих викидів.

Серед компонентів твердих викидів такої тенденції по роках не спостерігається. Починаючи із 2005 року має місце значне зростання обсягів твердих викидів (від 4 до 22 тон). Такі масштаби викидів цього компоненту підтримувались і на потязі послідуючих років. Протилежна тенденція річної динаміки просліджувалася за іншими компонентами твердих викидів. Починаючи із 2006 року виявлено істотне зниження питомої ваги пилу цементу, деревини, пилу силікатного.

В таблиці 3.3 наведено перелік виробничих підрозділів та джерел викидів окремих компонентів забруднюючих речовин.

Таблиця 3.3Перелік джерел викидів забруднюючих речовин на підприємстві

№п/п	Технологічний процес, джерела викидів.	Забруднювачі
1 2 3 4	Виробництво силікатної цегли (аспіраційна шахта, шнеки, бункери, мішалки, змішувачі, дозатори вібро-сито, преси. Виробництво будівельного вапна (фасувальні машини, стрічковий конвеєр, шахтні печі, підйомники, місця завантаження, грохот, подрібнювач) Допоміжне виробництво (заточувальні та шліфувальні верстати, горн, котли, сушильна шафа) Виробництво дрібних стінових блоків (бункери, шаровий мешн, гвинтовий конвеєр, циклон-розвантажувач, змішувачі, елеватор, конвеєри, подрібнювач)	Пил вапняковий, пил із вмістом SiO2 20-70%. Пил із вмістом SiO2 більше 70% Пил вапняковий, сірчаний ангідрид, оксиди азоту, оксид вуглецю. Пил абразивний металічний, сажа, сірчаний ангідрид, оксиди азоту, оксид вуглецю. Пил із вмістом SiO2 20-70%, пил із вмістом SiO2 більше 70%, вапняковий пил, пил цементу.

Як видно із таблиці практично на всіх виробничих підрозділах підприємства утворюється пил вапняковий. Джерела утворення газоподібних фракцій на підприємстві зосереджено в основному при виробництві будівельного вапна.

Для більш детального ознайомлення з впливом діяльності комбінату на навколишнє середовище розглянемо технологію виробництва силікатної цегли. Силікатний цех налічує 140 працівників. Цех працює на вапні власного виробництва та піску, що добувається на Тарасівському родовищі у 18 кілометрах від комбінату. Потужність цеху - 120 млн. шт.. умовної цегли за годину.Основним компонентом силікатної цегли, на долю якого припадає до 90% за масою, є пісок. Цим і пояснюється розташування заводу поблизу піщаного кар'єру, який є частиною підприємства. За існуючими стандартами, вміст кварцу в піску повинний бути не менше 50%, а лугів, в перерахунку на оксид натрію, не більше 3,6 %, пиловидних, мулистих та глинистих частинок не більше 20%. Вміст сірчистих та сірчанокислих сполук в перерахунку на оксид сірки (6) - не більше 2%, слюди -0,5%.

Отже стрічковим транспортером пісок із бункера подається на ситобурат для відділення крупних включень органічних домішок. Чистий пісок подається до бункера-накопичувача масло підготовчого відділення. Відсів піску транспортером поступає в спеціалізований конус і використовується для брукування ґрунтових доріг. Окрім піску у виробництві цегли використовують кальцієве вапно з вмістом оксиду магнію не більше 3%. Якісь цегли в основному залежить від повноти гідратації (погашення) вапна. Гашення вапна у відпресованих заготовках при автоклавній обробці призводить до їх руйнації, тому гашення вапна і усереднення силікатної суміші здійснюється в спеціальних силосах-реакторах. Отже, комове вапно з бункера подається в дробарки, де дробиться до 25 мм фракцій і поступає в бункер-накопичувач. Потім комове вапно і пісок у співвідношенні 50 на 50% із накопичувачів дозаторами С5-26Д дозується для дроблення. Виготовлення силікатної суміші (першооснова для формування цеглин) здійснюється за допомогою вагових дозаторів безперервної дії. Вагове дозування сировинних матеріалів і силікатної суміші забезпечує стабільність складу сировинних компонентів і можливість автоматизованого управління роботою дозаторів. З бункерів просіяна маса вапна і піску дозується дозаторами С5-71 і С5-110 в змішувач ІВ-27 для сухого перемішування і зволожування. Зволожена маса перемішується і транспортуться в силоси. Які є також свого роду проміжною ємністю для зберігання і безперебійного постачання пресу силікатною сумішшю. Найбільш ефективні силоси безперервної дії, використання яких дозволяє практично виключити налипання на стінках і зависання силікатної суміші, а також зменшити витрати електроенергії. Погашена силікатна маса із силосів дисковими підживлювачами ДТ 25 подається на змішувачі ІВ - 27 для перемішування і дозволоження. Після цього маса подається системою стрічкових транспортерів у преси типу СМ-152 револьверного типу періодичним обертанням столу і одностороннім одноступінчатим пресуванням цегли. Адже, однією з основних технологічних операцій є формування сирцю, оскільки якість готової цегли і передусім її дефективність залежать передусім від його (сирцю) якості. Міцність сирцю, що при цьому досягається, обумовлена дією капілярних сил, механічним зачепленням зерен і молекулярним зчепленням, доля яких складає відповідно 81,8; 14,6 і 3,6% від загальної міцності. Окрім цих факторів сирцева міцність зразків істотно залежить від наявності у суміші тонко дисперсних сполук і мінералів з функціональними ОН-групами: гідроксиду кальцію, глинистих домішок, обводненого техногенного скла, добавок пилоуносу цементних печей або золи-уносу ТЕС. Цегла-сирець із столу пресів знімається автоматом СМ 1030 і укладається на вагонетки (прес обладнаний системою місцевої вентиляції). Якісна цегла транспортується в автоклави за допомогою авто передаточного мосту. Там вона проходить термовологий обробіток, після чого відбуваються лабораторні випробування і цегла краном переміщується на склад готової продукції.

РОЗДІЛ 4 ВИБІР ТА ОБҐРУНТУВАННЯ ПРИСТРОЮ ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ ГАЗОПИЛОВИХ ВИКИДІВ

4.1 Оцінка екологізації технологічних процесів та заходи їх очистки

Забруднення атмосфери виникає на всіх етапах виробництва, починаючи видобутком піску і закінчуючи транспортуванням готової продукції (стрічковий транспортер, бункер, бункер-накопичувач, а також аспірацій на шахта є джерелами викидів в атмосферу силікатного та вапнякового пилу).

Адже пилинки, розмір яких коливається в межах від сотої долі до декількох десятків мікрометрів, негативно діють на людину, рослинний і тваринний світ, поглинають сонячну радіацію і тим самим знімають термічний режим атмосфери і земної поверхні. Пилові часточки також є ядрами конденсації при утворенні хмар і туманів.

Для очищення промислових викидів в атмосферу використовують різноманітні фільтри та пиловловлювачі, зокрема на даному виробництві застосовують пиловловлювач типу циклон.

Він призначений для уловлення частинок розміром 5-20 мкм і більше.



Рис. 4.1. Циклон 1-вхідний патрубок, 2-цилінрична частина корпуса, 3 конічна частина корпуса, 4-пиловипускний отвір, 5-бункер для пилу, 6 пиловий затвор, 7-вихлапна труба, 8-розкручуючий завиток, 9-вихідний патрубок, 10-похила кришка.

Розрахунок циклонів виконується при наявності таких вихідних даних: об'єм газу, що очищається Q, м/с; густина газу с, кг/м³; в'язкість газу м, Па•c та ряд інших параметрів.

Для очищення великих мас газів використовують батарейні циклони, які складаються з великого числа паралельно встановлених циклонних елементів. Конструктивно вони об'єднуються в один корпус і мають загальне підведення й відведення газу. Досвід експлуатації батарейних циклонів показав, що ефективність очищення таких пристроїв не нижче ефективності окремих циклонів. Вітчизняна промисловість виготовляє батарейні циклони типу БЦ-2, ЦБР-150У та інші.

Конструктивною особливістю останніх є те, що закручування газового потоку і вловлювання пилу в них забезпечується розміщеними в корпусі апарату циклонними елементами [2].

Нижче приведена технічна характеристика найпоширенішого на виробництві циклону з осьовою подачею газу:

- допустима запорошена газу, г/м³:

для пилу, що слабо злипається, - не більше 1000;

для пилу, що середньо зливається - 250;

- температура газу, що очищається, °С - не більше 400;

- тиск (розрідження), кПа (кг/см²) - не більше 5 (500);

- коефіцієнт гідравлічного опору:

для одиночних циклонів - 147;

для групових циклонів - 175-182;

- ефективність очищення (від пилу dm=20 мкм, при швидкості газопилового потоку 3,5 м/см і діаметрі циклону 100мм), - 78%.

Розрахунок циклона ЦН з осьовою подачею, який необхідний для екологічно безпечного технологічного процесу ливарного цеху.

Q. м3/с	с,кг/м3	м,Па*с	d50,мкм	lnу2	Cвх,г/м3	с кг/м3
10	1,293	22*10-6	38	0,468	50	6100

Щоб визначити, який тип циклона та їх кількість вимагають умови завдання, застосуємо метод послідовних наближень:

3. Задаємось певним типом циклона і визначаємо оптимальну швидкість газу в перерізі циклона діаметром за слідуючими даними:

W_опт = 3,5 d₅₀^T = 4,5 lnу_т = 0,352

Розрахуємо діаметр Д[м] циклона за формулою

Отримане значення Д округлюють до найближчого типового значення внутрішнього діаметра циклона. У випаду, коли розрахований діаметр більший його можливого значення, то необхідно застосовувати два чи більше паралельно встановлених циклона.

За вибраним діаметром Д циклона знаходять дійсну швидкість руху газів у циклоні:

1.3м/с

де n-число циклонів. Дійсна швидкість газів не може відхилятись від оптимальної більш як на 15%:

Визначають коефіцієнт гідравлічного опору одиночного циклона:

де - поправочний коефіцієнт на діаметр циклона;

– поправочний коефіцієнт на запиленість газу;

– коефіцієнт гідравлічного опору одиночного циклона д=500мм.

Гідравлічний опір циклона розраховують за формулою:

с=1,293 кг/м³

Па

Для пиловловлювачів

не повинне перевищувати конструктивне значення

яке для циклонів дорівнює 2500 Па.

Ефективність очистки газу в циклоні визначають так

де Ф(х) - таблична функція параметра х, що визначається як

Значення величини і приведені в таблиці 1. визначено для умов роботи типового циклона: Д_т = 600мм; р_чт = 1930 кг/м³; = 22,2 * 10^-6 Па * с; = 3,5 м/с. Щоб врахувати вилив відхилення умов роботи від типових на величину d₅₀, користуються співвідношенням:



Ф(х)=0,1151

Тепер знаходимо розрахункове значення ефективності очистки газу циклоном. Якщо ж розрахункове значення буде меншим необхідного, то слід вибрати інший тип циклона за більшим значенням коефіцієнта гідравлічного опору. Для орієнтовних розрахунків можна користуватись слідуючим співвідношенням:

де індекси 1 і 2 відповідають двом різним циклонам: тому циклону, який розраховували і який не дав очікуваного результату, та іншому, який за нашим задумом дасть необхідну ефективність очистки.

Визначимо кількість батарей, яка потрібна за формулою:

Таким чином підібрано 3 паралельно встановлених циклони та їх ефективність влаштовує дане підприємства.

Обертання газового потоку досягається шляхом його тангенціального вводу в циклон або шляхом використання спеціального завихрювача. В результаті дії центр обіжних сил частинки пилу, звішені в потоці газу, відкидається на стінки корпуса циклона і випадають із потоку. Газ, що очищається , звільняється від пилу, змінює напрям руху на 180⁰ і виходить з циклона через розташовану на осі вихлопну трубу. Частинки пилу, що досягли стінок корпуса, опускаються під дією сили тяжіння і поступають в бункер. По мірі заповнення бункера пил через пиловий затвор відвантажується на утилізацію або захоронення.

До високоефективних апаратів сухої очистки відносять фільтри. На відміну від апаратів інерційної очистки фільтри можуть з достатньою ефективністю затримувати часточки будь-якого розміру. Найбільш доцільно використовувати фільтри для уловлення частинок пилу розміром менше 5 мкм. В основі роботи всіх фільтрів лежить фільтрація запиленого повітря через пористу перегородку , в процесі якої частинки пилу, звішені в газі, затримуються перегородкою, а газ без перешкод проходить крізь неї. Тканинні фільтри створені для очистки від твердих частинок газів печей, що забезпечують роботу котелень та деяких інших виробництв. В якості фільтруючого матеріалу використовують лавсан, капрон, белтінг та інші. Найпоширенішим типом тканинного фільтра є рукавний фільтр. (рис. 4.2.)



Рис. 4.2. Рукавний фільтр

1-вхід запиленого газу, 2-рукава, 3-корпус фільтра, 4-повітровід очищеного газу, 5-повітровід продув очного газу, 6-механізм струшування, 7 клапани, 8-бункер для збору пилу

Запилений газ, що поступає через вхідний патрубок в нижню частину корпуса фільтра, підводиться в середину рукавом. Після проходження через фільтрувальну тканину очищене повітря видаляється із апарата. Частинки пилу осідають на фільтрувальній поверхні рукава, в результаті чого його опір збільшується. Коли воно досягає деякого граничного значення, фільтр переводиться в режим регенерації. Найчастіше регенерація здійснюється зворотною продувкою. Камери фільтра переводять в режим регенерації по черзі і таким чином забезпечують його безперервну роботу. Ступінь очистки від мілко дисперсного пилу в рукавному фільтрі може досягати 99,9%.

Таблиця 4.1 Перелік газоочисного обладнання на відповідних джерелах викидів

Джерела викидів шкідливих речовин найменування, кількість	Найменування газоочисних установок	Середня і максимальна ступінь очищення	Найменування речовин
Виробництво будівельного вапна 1.1 Вапняковий цех
Дж.21- завантажування залізничних вагонів (14 шт) Дж.24- пересипка зі стрічкового транспортеру у подрібнювач (1шт.)	1 ст. ЦН-15800 2 ст. СМЦ-166 Б 1 ст. ЦН-15 800 2 ст. СМЦ-166 Б	1 ст.-85 2 ст.-99,9 =99,8 1 ст.-85 2 ст.-99,9 =99,8	Вапняковий пил Вапняковий пил
Виробництво стінових блоків з ніздрюватих бетонів. 2.1.Головний виробничий корпус.
Дж.48-бункери (2 шт) Дж.49-шаровий мешн гвинтовий Дж.52-гвинтовий конвеєр Циклон - 2 шт. Дж.50-розвантажувач Дж.51-бункери (2 шт)	Пилеуловлювач ПВМ (мокрий) 1 ст.»ЦН-15»800 2 ст.»СМЦ-166Б» 1 ст.»ЦН-15»800 2 ст.»СМЦ-166Б»	98-ср., 99 max 1 ст.-85 2 ст.-99,9 =99,8 1 ст.-85 2 ст.-99,9 =99,8	Пил із вмістом SiO2 Пил із вмістом SiO2 Пил із вмістом SiO2
2.2. Відділення підготовки сировинних матеріалів
Дж.53-циклон-розвантажувач (1 шт.) -бункер вапна (1 шт.) Дж.54-змішувач (1 шт.) -елеватор(башмак)(1 шт.) Дж.55-елеватор (головка (1 шт.) -конвеєр (1 шт.)	1 ст.-«ЦН-15» 2 ст.-«СМЦ-166 Б» Пиловловлювач ПВМ (мокрий) Пиловловлювач ПВМ (мокрий)	1 ст.-85 2 ст.-99,9 =99,8 99 max 99 max	Пил вапняковий Пил із вмістом SiO2 і вапняковий пил Пил із вмістом SiO2 і вапняковий пил
2.3. Відділення подрібнення і подачі.
Дж.56-конвеєр (1 шт.) - конвеєр (1 шт.) - подрібнювач (1 шт.)	1 ст. -«ЦН-15» 2 ст.-«СМЦ-166Б»	1 ст.-85 2 ст.-99,9 =99,8	Пил із вмістом SiO2 і вапняковий пил
2.4. Склад цементу.
Дж. 57 -бункери (2 шт.) -силос (1 шт)	1 ст. -«ЦН-15» 2 ст.-«СМЦ-166Б»	1 ст.-85 2 ст.-99,9 =99,8	Пил із вмістом SiO2, вапняковий пил, цемент
2.5. Вузол прийому вапна.
Дж.58-бункер (1 шт.)	«СМЦ-166Б»	99,9	Вапно

В процесі діяльності комбінату окрім пилу до атмосфери потрапляють такі небезпечні речовини, як окис вуглецю, окис азоту та деякою мірою вуглеводні, основним джерелом яких є автотранспорт. В зв'язку з цим досить актуальними є проблеми зниження кількості промислових викидів та удосконалення режимів контролю за дотриманням норм природоохоронного законодавства. Перелік газоочисного устаткування, яким обладнані існуючі на підприємстві джерела утворення шкідливих речовин наведені в таблиці 4.1.

Підприємство являється користувачем надр. В наявності ліцензія на розробку піску Тарасівського родовища надана Держкомітетом України по геології №369 від 11.12.95 за погодженням з Мінекобезпеки. Згідно інвентаризації на підприємстві налічується 74 стаціонарних джерела викидів забруднюючих речовин в атмосферу з них 47 - організованих, 27-не організованих, 29 - джерел обладнані пилоочисними установками.

Джерела викидів забруднюючих речовин в атмосферу не пронумеровані відповідно до матеріалів останньої інвентаризації. Термін дії дозволу на викиди закінчився 1.04.98 року. Нормативи ГДВ забруднюючих речовин в атмосферне повітря від стаціонарних джерел викидів не встановлені.

Статистичний звіт по формі 2-ТП (повітря) «Про охорону атмосферного повітря» складений по матеріалам останньої інвентаризації розрахунковим методом. Згідно зі звітом загальний викид забруднюючих речовин і по кожному інгредієнту окремо не перевищує дозволенного обсягу.

За останні три роки валовий викид забруднюючих речовин збільшився, так як виросли об'єми виробництва основного і, разом з тим, збільшився об'єм використаного газу на 500 тис. м³ , збільшилися викиди окису вуглецю на 100 м, пилу із вмістом SiO₂ 70% на 5т, пилу цементу на 1 т. Газове устаткування в котельні налагоджене. Резервне паливо-мазут на протязі останніх двох років не використовувалося. Водопостачання на підприємстві здійснюється з міського водогону, кар'єру, ВАТ «Льонотекс» та артезіанської свердловини. По водоміру ведеться облік води, яка забирається із артезіанської свердловини. Відповідно до статзвітності по формі 2-ТП (водогосп) у минулому році фактичне використання води відповідає встановленому ліміту.

Джерела іонізуючого випромінювання (ДІВ) встановлені на бункерах сипучих матеріалів для встановлення рівня даних матеріалів. Всього їх налічується 64 одиниці. У наявності паспорти на ДІВ 62 джерела гамма випромінювання з радіонуклідами цезій-137, 2 джерела бета-випромінювання з радіонуклідами стронцій-90, ітрій-90. Санітарний паспорт на право роботи з джерелами іонізуючого випромінювання № 45/97 виданий міською санепідемстанцією на термін до 17.06.09

4.2 Вибір та обгрунтування пристрою для очищення газопилових викидів

Принцип дії ВГР - вихрового газорідинного реактору заснований на створенні у вихровій камері обертається газорідинного шару бульбашково-пінної структури, що характеризується великою поверхнею контакту фаз, високою швидкістю її оновлення, стійкістю і однорідністю структури.

Продуктивністю від 1000 м³/год до 100000 м³/год, розроблений із застосуванням ультрасучасних методів очищення газів, включаючи SO₂, NOx, пилу в зваженому стані, стружки, волокон, аерозолів. При цьому відбувається одночасне уловлювання і абсорбція шкідливих газових домішок.

SO₂ (або інші забруднення), потрапляючи з потоком газу в тій, що обертається, що очищається, газорідинний шар, переміщаючись в шарі, взаємодіє з рідиною, утворюючи тверді з'єднання.

Формуючі шар відцентрові сили забезпечують ефективну сепарацію газу від рідини і твердих частинок, які віддаляються в нижню частину ВГР, що утворюються, а обчищений газ виводиться з нижньої зони ВГР по осьовому конику вгору або вниз.



Рис. 4.3 Схема вихревого газорідинного реактору

Рис. 4.4 Схема ВГР

Використовуючи як рідина спеціально підібрані розчини, можна очищати гази (повітря) практично від будь-яких шкідливих речовин.

Позитивні якості ВГР:

- інтенсифікація обмінних процесів;

- істотне зниження масогабаритних характеристик в порівнянні з скруберами;

- широкий діапазон витрат газу і рідини;

- можливість адаптації технічних характеристик під умови замовника;

- ефективна сепарація газу і рідини на виході з реактора;

- простота обслуговування і надійність в експлуатації.

Фільтри касетні з імпульсною регенерацією (ФКІР). Пиловловлюючі апарати загальнопромислового призначення продуктивністю до 10 000 м³/год. Призначений для очищення аспираціонного повітря від дрібнодисперсной пил, токсичної, що не є, пожаро- і вибухонебезпечної.

Відмітна особливість фільтрів - використання як фільтруюча перегородка плоских касет, що мають кишені клиноподібної форми зі вставленими в них об'ємними дротяними елементами.

Фільтр відрізняється компактністю і відносно невеликими габаритами, в порівнянні з рукавними фільтрами. При однаковій продуктивності, висота ФКІР в два рази менше, ніж аналогічного рукавного фільтру.

У фільтрі запорошений газ або повітря поступає збоку і зверху вниз і далі фільтрується у всередину кишень касети, форма яких підтримується за рахунок дротяної вставки. Клиноподібні частини кишень фільтрувальної касети і об'ємних елементів направлені вертикально зверху вниз. Фільтрувальне полотно обтягує каркас, створюючи умови для проходу газу. Обчищене середовище через вільний простір усередині об'ємного елементу відводиться в камеру чистого газу і далі вентилятором через повітря від в атмосферу.

Регенерація фільтрувального матеріалу здійснюється ударною хвилею, створюваною імпульсом стислого повітря, що поступає через продувочний клапан ДУ 50мм. Час спрацьовування клапана - 0,01с.

Регенерація проводиться по досягненню певної величини опору фільтру або в циклічному режимі. Її проведення забезпечується пневморозпилювачі, встановленими на продувних клапанах. Система регенерації розрахована на використання стислого повітря тиском до 0,5 МПа. Робочий тиск в накопичувачах стислого повітря - 0,3 - 0,4 МПа. Він повинен бути осушений і обчищений не нижче за 10-й клас по ГОСТ 17433-80. Точка роси по маслу і по волозі не повинна перевищувати - 40 З. У разі потреби газоочисна установка може встановлюватися як в приміщенні, так і зовні нього. В останньому випадку, над фільтром споруджується шатер і вмонтовується установка місцевого обігріву пневморозпилювачих клапанів і щита управління фільтру.

Тип вживаного фільтрувального матеріалу визначається на стадії проектування апарату, на підставі опитного листу, що містить основні характеристики пилегазового потоку. Стандартний фільтрувальний матеріал в базовій комплектації фільтрів витримує робочу температуру газів до 135 Із з кратковременим піками до 150 З, а також розрахований на неабразівний пил, що не злипається. Підбір тканини і продуктивності фільтру здійснюється тільки за даними опитного листу з вказівкою властивостей пилу і вхідної запорошеної.

4.2.1 Шляхи вирішення існуючих проблем у природоохоронній сфері

Нажаль, нинішня ситуація на підприємстві у сфері охорони природи склалася таким чином, що вирішення існуючих негараздів можливе лише за умов повної реорганізації існуючого порядку природоохоронної діяльності. Для цього пропонується створити принципово новий структурний підрозділ служби моніторингу. Необхідність створення даної служби покликана в першу чергу потребою більш широкого контролю за діяльністю очисних установок та пошуком технологічних рішень по зменшенню об'ємів промислових викидів та скидів. Основними завданнями цієї служби стане:

1. Жорсткий конроль за дотриманням вимог чинного природоохоронного законодавства.

2. періодична перевірка обсягів забруднюючих речовин від стаціонарних джерел.

3. Регулярнее проведення природоохоронних заходів на підприємстві та пошук нових технологічних рішень, покликаних зменшити негативний вплив на навколишнє природне середовище.

4. Розробка і впровадження системи освітніх заходів, покликаних підвищити загальний та екологічний рівень освіти працівників.

Крім того членам служби моніторингу слід приділити особливу увагу функціонуванню нинішнього застарілого очисного обладнання та пошукам можливості його подальшої заміни на більш досконале у найближчому майбутньому. Виходом із скрутної ситуації, що склалася повинні стати також деякі заходи, впровадження яких можливе навіть зараз, без служби моніторингу. Так, наприклад особливе місце за об'ємом серед промислових викидів посідають окис вуглецю, окис азоту, різноманітний пил. Останній особливо небезпечний враховуючи сучасний стан пиловловлюючого обладнання. Отже необхідно здійснити ряд заходів:

1. Налагодити первинний облік забруднюючих речовин, що викидаються в атмосферу (заповнення форм державної статистичної звітності відбувається розрахунковим методом)

2. Обладнати місця завантаження комового вапна та вапняково-силікатної суміші у залізничні вагони і автотранспорт завантажувальними рукавами (для зменшення імовірності потрапляння пиловидних часток в атмосферу під час транспортування речовини).

3. Обладнати транспортери комового вапна укриттям та завантажувальним рукавом (за попередньою причиною).

4. Обладнати осадочною камерою джерела викиду від заточного станка (сприяє зменшенню кількості неорганізованих викидів та поліпшенню здоров'я працівників).

5. Здійснювати постійний контроль за аспірацій ним обладнанням в приміщеннях, де відбувається завантаження бункерів складових речовин для виготовлення продукції (можливість оперативно відреагувати на підвищення запиленості і, таким чином, запобігти додатковим витратам на очистку приміщення та зберегти здоров'я працівників).

6. Слід звернути увагу на встановлення водомірної апаратури і проведення належним чином заходів по постійному обліку водовикористання. Адже облік надходження і використання водних ресурсів є також дуже важливою статтею природоохоронної діяльності підприємства, оскільки наш регіон не відноситься до найбільш водозабезпечених.

7. Необхідно обладнати піст діагностики та мийку автомобілів, адже їх відсутність спричиняє: по-перше значні труднощі з обліком забруднюючих речовин, що виділяється даним видом транспорту ( в залежності від пробігу, марки та загально технічних характеристик споживання пального і виділення забруднюючих речовин буде різним), по-друге значну частину пиловидних часток сировини, напівфабрикатів та готової продукції автотранспорт накопичує на своїй внутрішній і зовнішній поверхні, таким чином перетворюючись в джерело забруднення, тому мийка автомобілів у спеціально відведених для цього місцях запобігає забрудненю атмосфери і гідросфери вцілому.

8. Перехід автотранспортних засобів на газове пальне значно скоротить викиди забруднюючих речовин в атмосферу.

ВИСНОВКИ

Значна частина технологічних процесів підприємства через різні причини характеризується порівняно малим рівнем замкнутості і достатньо високим виходом відходів на одиницю одержуваної продукції. Утворювані при цьому потоки забруднюючих речовин, які надзвичайно різноманітні|всілякі| за своєю природою, що обумовлює широкий спектр їх дій на природні системи. Різноманіття ефектів обумовлено ще і тим, що всі компоненти навколишнього середовища зв'язані між собою потоками речовини і енергії, що забезпечують циклічність процесів, а це сприяє розповсюдженню матеріальних забруднювачів. Дослідивши основні тенденції викидів забруднюючих речовин в атмосферу, використання природних ресурсів підприємством, слід зазначити, що:

1. Внаслідок своєї виробничої діяльності підприємство в основному забруднює атмосферне повітря, причому основними забруднювачами є окис вуглецю, азоту, пил.

2. Існуюча система контролю промислових викидів не досконала, помітні значні недоліки організації природоохоронних заходів та невідповідності, спричинені відсутністю належного фінансування та недостатньою освіченістю виконавчого персоналу.

3. Залучення інвестицій на покращення екологічних показників та пошук ряду технологічних рішень (наприклад використання вакуумного відсмоктування забруднюючих пиловидних речовин) мають значно покращити існуючий стан природоохоронної діяльності на підприємстві.

4. Встановлення водомірної апаратури, обладнання транспортних рукавів, створення посту діагностики та мийки автомобілів та інші заходи даватимуть найбільшу віддачу лише за умови високого професійного та освітнього рівня фахівців з охорони природи.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Вавельський М. М., Чебап Ю.М. Защита окружающей среды от химических выбросов промышленных предприятии. -М.: Химичлат,1999. 213

2. Волошин І. М. Методика дослідження проблем природокористування. - Львів: ЛДУ, 1994.

3. Гладкий Ю.Н., Лавров С.В. Экономическая и социальная география мира: Учебник для 10-х классов.-М.:Просвещение,1993. -270 с.

4. Гордон Г.М., Пейсанов И.Л. Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии. - М.: Металлургия, 1982. - 240 с.

5. Гордон Г.М., Гордон Л.М. Быть небу голубым! - М.: Металлургия, 1985. - 156 с.

6. ГОСТ 17.2.3.02-78 "Охорона природи". Атмосфера. Правила встановлення допустимих викидів шкідливих речовин промисловими підприємствами.

7. Калужский Н.А., Тайн А.Ю. Отечественная металлургия от первых шагов до промышленного производства. - М.: Металлургия, 1991. - 326с.

8. Керівництво по проектуванню санітарно-захисної зони промислових підприємств, Стройвидавн,1984 г.;

9. Кузнецов С.И., Эпштейн А.М. Электролитическое производство алюминия. - М.: Металлургия, 1953..- 482 с.

10. Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды: Учебное пособие. - М.: Высш. шк., 1987. - 286 с.

11. «Нормативні показники питомих викидів в атмосферу...»Харьків, 1997г.;

12. Примак А.В., Балтренас П.Б. Защита окружающей среды на предприятиях стройиндустрии. - К.: Будивельник, 1991. -.- 151 с.

13. Потравный М.М., Захожай В.Б. Ресурсосбережение и охрана окружающей среды. - К.: Урожай, 1990. - 285 с.

14. Экология и экономика. Справочник/Под ред. К.М.Сытника. - К.: Политиздат, 1997.

ДОДАТКИ

СХЕМА ЦИКЛОНУ ЛІОТ -555

1- Корпус;

2- Конус;

3- Вхідний патрубок;

4- Вихлопна труба;

5- Спіраль;

6- Патрубок для виходу пилу.

Технічні характеристики пилогазоочисного обладнання підприємства

№ джерела викиду	№ вентиляційної системи	№ ГОУ в технологічному ланцюзі	ГОУ	Речовина	Концентрація речовини на виході з ГОУ	Ефекочищення %	Концентрація речовини на виході з ГОУ мг/ м
			Найменування	Найменування
5	4	1	ЦН-15-700П	Пил абразивнометалевий	1080,93	45,58	588,24
7	6	1	Циклон ЛIОТ-555	Пил абразивнометалевий	350,39	78,35	75,86