Технологическая схема производства

Цемент не является природным материалом. Его изготовление - процесс дорогостоящий и энергоемкий, однако результат стоит того - на выходе получают один из самых популярных строительных материалов, который используется как самостоятельно, так и в качестве составляющего компонента других строительных материалов (например, бетона и железобетона).

 

-цех «Сырьевой»

 

Первая степень изготовления цемента является самой дорогостоящей (около 70% себестоимости цемента). На первой стадии добывают сырьевые материалы. Известняковые месторождения разрабатываются преимущественно через снос. Это происходит таким образом: часть горы «сносят вниз», и открывают слой желтовато-зеленого известняка, который используется для производства цемента. Глубина слоя составляет, как правило, 10 метров (до этой глубины он встречается четыре раза), толщина — 0,7 метров.

 

-цех Помола

Твердые породы предварительно дробят в дробилках (двух- или трехстадийное дробление) до размеров кусков 8-10 мм. Мягкие породы (глину и мел) измельчают в дробилках до кусков размером 100 мм, а затем распускают в глиноболтушках - железобетонных круглых резервуарах диаметром до 10 и высотой 2,5-3,5 м, футерованных изнутри чугунными плитами. В центре болтушки вращается крестовина с прикрепленными к ней стальными граблями для измельчения глины.

Глину в болтушку подают небольшими порциями вместе с водой. Грабли разбивают большие куски на зерна размером не более 3-5 мм, которые легко распускаются в воде. Полученный шлам насосами перекачивается в расходные бункера сырьевой мельницы для помола с дробленым известняком. Если в качестве карбонатного сырья используется мел, то его предварительно (после дробления) вместе с глиной распускают в болтушках, а затем домалывают в мельницах. Крупные включения собираются на дне резервуара и периодически удаляются.

 

-цех Обжиг

Цех «Обжиг» предназначен для обжига сырьевой смеси-шлама с целью получения клинкера надлежащего состава. Цех включает в себя:

-Вращающиеся печи

-Галереи ковшовых контейнеров клинкера.

-пылеуборки для подачи пыли в печи

-отделение подготовки твердого топлива

-склад угля

-однороторную центробежную дробилку

-галерею ленточных конвейеров угля

-шаровые мельницы.

Питание печных агрегатов шламом осуществляется самоочищающимися шлампитателями по типу ТЦЗ с возможным регулированием производительности в пределах 0-50 м³/час. Подача шлама в печь производится через контрольный шламбачек и питательную трубу. Влажность сырьевого шлама до 34,5%.

Температура отводящих газов из печей составляет не более 250˚С.

В качестве топлива используется шихта углей 50:50 Кузнецовского марки "Т" по ГОСТ 8169-87 и черногорского марки "Д" по ГОСТ 9609-88.

Подготовка твердого топлива к ожиганию осуществляется в угольном отделении. В склад уголь доставляется железнодорожным транспортом, после выгрузки с помощью мостовых драйферных кранов складируется, затем загружается в приемный бункер дробилки. Из приемного бункера уголь подается на дробление в однородную центробежную дробилку и далее по системе ленточных конвейеров поступает в бункер сырого угля угольных мельниц.

Приготовление угольного порошка происходит в шаровых мельницах одновременной сушки и помола.

В каждой вращающейся печи установлена угольная мельница. Мельницы изнутри зафутарованы бронеплитами. Номинальное значение влаги угольного парашка составляет 2,5 -3%. Для более стабильной и надежной работы печей отделение угольных мельниц оборудованы пневмовинтовыми и пневмокамерными насосами типа НБВ-110-2, фирмы «Полизиус» для перекачки угля в бункера печей или цех "Помол" в отделение сушки шлака.

У каждой мельницы установлена двухкамерная топка оборудованная одноканальной цилиндрической форсункой для сжигания угольного порошка..Угольный порошок в бункер топки поступает из бункера угольного порошка печи с помощью пневмо- камерного (на мельницах 1,4) или пневмовинтового насосов (на мельнице5). Для подачи воздуха на горение в каждой топке установлен топочный вентилятор производительностью по газу 10000м³/час.

Температура газов на входе на мельницу не превышает 450˚С.. Сырой уголь поступает из бункера в мельницу с помощью тарельчатого питателя.

В мельнице осуществляется процесс одновременной сушки и помола. Движение потока угольно воздушной смеси обеспечивается за счет разряжения, создаваемого вентилятором высокого давления печи. Для получения угольного порошка заданной тонкости которая должна соответствовать величине, равной 0,6% от количества летучих, каждая мельница снабжена проходными сепараторами для отделения «крупки» и циклонами для улавливания готового угольного порошка.

Подача топлива в печь осуществляется углепитателем через форсунку, которая вводится в воздушную трубу от вентилятора высокого давления, подающего первичный воздух с температурой до 70˚С. Вторичный воздух с температурой 500-900˚С засасывается из холодильника за счет разряжения.

Продвигаясь по печи к ее разгрузочному концу сырьевая смесь последовательно нагревается, происходит разложение известняка, обжиг сырьевой смеси с образованием минералов клинкера, который состоит из трехкальцевого силиката; трехкальцевого аллюмината; двухкальцевого силиката;четырехкальцевого алюмоферрита.

Отходящие из печи газы направляются на отчистку в электрофильтры. Уловленная в электрофильтрах пыль системой шнековых конвейеров подается в приемный бункер пневмовинтового насоса, а затем через пневмовинтовые насосы возвращается в печь с "горячего" конца. Очищенные газы дымососами выбрасываются в дымовые трубы.

Охлаждение полученного в результате обжига в печи клинкера осуществляется в рекуператорных холодильниках на печах 1-4 за счет вторичного воздуха, в переталкивающем холодильнике на печи №5 за счет воздуха подаваемого вентилятором острого дутья.

Избыточный воздух из холодильника с температурой до 300˚С поступает на отчистку в групповой циклон. Охлажденный клинкер поступает по системе ковшевых конвееров в клинкерный склад, один из конвееров в системе является резервным.

Обезпыливание мест пересыпки и мест выгрузки клинкера осуществляется при помощи рукавных фильтров или циклонов.

Факторами, определяющими эффективность процесса обжига, скорость реакций, поведение материала в печи является химический состав сырьевого шлама, влажность и тонкость помола шлама, теплотворная способность и качество угля, температура обжига, продолжительность обжига.

Управление процесса обжига клинкера и работой оборудования печи осуществляется с пультов управления, расположенных у горячего каждой печи.

В зависимости от температуры газового потока и физико - химических превращений сырьевой смеси при обжиге, печь условно делится на семь зон. Первая зона - зона сушки. В этой области происходит удаление физической влаги, загустевание шлама, образование гранул. Для интенсификации процесса сушки, печи оснащены винтовыми цепными завесами. Вторая зона-зона подогрева и дегидратации. В этой зоне материал нагревается до 100 до 600˚С. При температуре 650˚С и выше начинается дегидратация и процесс разложения глинистого компонента на SiO₂ и Al₂O₃. На этом участке в печах установлены ковриковые двухслойные цепные теплообменники для улучшения процесса передачи тепла и снижения тепературного перепада между газами и материалом. Третья зона - зона кальцинирования. В этой зоне происходит разложение известнякового компонента по реакции CaCO₃ переходит в CO+ CO₂. Четвертая зона - зона экзотермических реакций. В этой зоне за счет выделения тепла при реакциях образования двухкальциевого селиката, аллюминатов и алюмоферритов кальция температура материала резко повышается от 1100 до 1300˚С. Вместе с тем в этой зоне часть материала начинает расплавляться и протекают следующие реакции:

2CaO+SiO₂=2CaO*SiO

3CaO+Al₂O₃=3CaO*Al₂O₃

3CaO*Al₂O₃+ CaO*Fe₂O₃=4CaO*Al₂O₃*Fe₂O₃

Последней является зона спекания, где происходит основная реакция процесса обжига-образования трехкальциевого силиката. Шестая зона-зона охлаждения, где происходит первичное охлаждение клинкера от температуры спекания до температуры 1100˚+1000˚С за счет вторичного воздуха поступающего в печь через колосникового холодильник.

-цех готовой продукции

После всего представленного выше цемент фасуется в бумажные мешки, весом по 50 килограмм. Затем цемент отправляют в места назначения по железнодорожной дороге или доставляют автомобильным транспортом.

 

 

6 Предприятие как источник загрязнения

Загрязнение атмосферы

К основным выбросам в атмосферу относятся: оксиды азота (NOх), диоксид серы(SO2) и взвешенные вещества (пыль).

Все три печи обжига оборудованы электростатическими фильтрами для очистки отходящих газов, однако системы очистки выбросов от оксидов азота отсутствуют.

Процесс обжига клинкера идет при высоких температурах; его результатом является обезуглероживание известняка, спекание извести и химическое взаимодействие с кремнеземом, алюминий и железосодержащими оксидами, приводящее к образованию минералов гидравлического цемента. Процесс сжигания топлива сопровождается образованием оксидов азота. Их количество напрямую связано с температурой пламени (обычно 1850 -2000°C).

Моноксид азота (NO) составляет 95% и диоксид азота 5% от суммарного выброса всех оксидов азота. Так как большая часть NO превращается в NO2, выбросы оксидов азота, как правило, пересчитывают на граммы NO2 в кубометре отходящих газов, что является принятой практикой измерения. Технологический процесс по мокрому способу с использованием вращающихся печей не относится к лучшим современным способам производства цемента из - за высокой энергоемкости и большого количества пыли, образующейся в печи обжига цемента, что требует использования мощных систем очистки. Поэтому при модернизации и реконструкции Завода будет использоваться сухой метод, рассчитанный на увеличение эффективности производства и снижение негативного воздействия на окружающую среду.

Процесс перехода к использованию наилучших доступных технологий начинается с перевода производства на использование сухого метода получения цемента. «Красноярский цемент» разработал программу строительства новой современной печи с декарбонизатором по сухому способу производства мощностью 3840 тонн в сутки (печь No6). Поставщиками печи был а выбран а немецкая Компания KHD, которая поставит также оборудование для измельчения и дробления известняка для карьера и составные компоненты для его хранилища.

Строительные работы будут вести местные подрядчики.

Новая технологическая линия будет включать:

-Дробилку известняка мощностью 650 тонн в час с рукавными

фильтрами-пылеулавливателями;

-Новый трубно-ленточный конвейер длиной 2655 м для транспортировки измельченного сырья на завод фирмы Beumer;

-Новый цех помола с 2-мя тандемными системами, включающие ударно-отражательную мельницу-дробилку и шаровую мельницу домола, мощность каждой системы 150 тонн в час;

-Два новых энергосберегающих силоса для гомогенизации с устройством обратных конусов внутри силосов;

-Новый цех обжига с ротационной печью диаметром 4.5 м и длиной 50 м, мощностью 3840 тонн в день;

-четырехступенчатым высокоэффективным однониточным теплообменником; декарбонизатором типа Piroclon (expandedriser duct type) с двумя режимами работы горелок, что делает возможным “ступенчатое сжигание” и снижает количество выбросов оксидов азота;

 

Наиболее крупными источниками пыле - и газовыделения в атмосферу является основная площадка, производство и отгрузка цемента.

В наибольших количествах в атмосферу выбрасываются:

- Азота диоксид,выбросы составляют 112,5308 г/с;

-Азота оксид, выбросы составляют 18,28683 г/с;

-Углерод оксида, выбросы составляют 65,03957 г/с;

-Пыль неорганическая: 70-20% двуокиси кремния. выбросы составляют 2622,9626 г/с.

Загрязнение гидросферы.

Данное предприятие является источником загрязнения гидросферы. При изготовлении продукции образуются сточные воды, в том числе теплые воды с технологического процесса. Загрязненные стоки предприятия поступают на механическую очистку и подвергаются охлаждению.

 

7 Структуры предприятия