Анализ цементной промышленности как источника загрязнения окружающей среды (на примере ОАО "Новоросцемент")

курсовая работа

1. Характеристика предприятия как источника загрязнения атмосферы

Предприятие ОАО «Новоросцемент», производство цементный завод «Первомайский» расположено по адресу: Российская Федерация, Краснодарский край, г. Новороссийск, п. Верхнебаканский, ул. Заводская.

ОАО "Новоросцемент" является крупным российских производителей строительной продукции и основным поставщиком цемента в Краснодарском крае. Его годовая производственная мощность 4,1 млн. тонн, что составляет более 6 процентов цементных мощностей России. Численность персонала более 3000 человек.

Промплощадка цементного завода расположена в северо-западном направлении от железнодорожной станции «Тоннельная» на расстоянии 1,3 км. Завод автодорогой связан с федеральной трассой Новороссийск-Краснодар.

С западной, северо-западной, южной, юго-западной и юго-восточной сторон от основной промплощадки на расстоянии около 150 м. находится жилой поселок с редкой индивидуальной одноэтажной частной застройкой и индивидуальными участками огородов и садов. К юго-востоку на противоположном склоне на расстоянии 700 м расположен цементный завод «Верхнебаканский». С северо-западной стороны на расстоянии 250 м находится автобаза ОАО «Новоросцемент» автоколонна, на расстоянии 500 м - карьер мергеля, РСУ участок находится на территории основной площадки.

Сырьем для производства цемента служит мергель. Поставляется мергель к дробильному отделению грузовым автотранспортом. В качестве добавок используются железосодержащие добавки, гипс, опока, которые поставляются на клинкерный склад завода автотранспортом или ж/д транспортом со станции «Тоннельная».

Ориентировочная санитарно-защитная зона предприятия составляет: - карьер - 300 м, - производство цемента - 500 м, - автоколонна - 100 м, - РСУ участок - 100 м. Ближайшая жилая застройка находится: - к северу от предприятия (от карьера) - на расстоянии 35 метров дачные участки; - к востоку от предприятия (основная площадка) - на расстоянии 160 метров; - к югу от предприятия (основная площадка) - на расстоянии 175 метров; - к западу от предприятия (от карьера) - на расстоянии - 35 метров [4].

Завод работает по мокрому способу производства цемента и оснащен четырьмя вращающимися печами 5х185 м, средней производительностью 70,7 т/час.

Годовая мощность предприятия по проекту - 2600 тыс. тонн цемента в год. Основными сырьевыми материалами, используемыми для производства цемента, являются известняк и глина местного Усть-Джегутинского карьера. Первичная переработка сырья ведется АО «Недра».

Для корректировки химического состава сырьевой смеси используются железосодержащие добавки: огарки Мангышлакские (г. Актау); огарки Липецкие; гематитовая руда (г. Карачаевск); «L»-клинкер (г. Владикавказ).

ОАО «Новоросцемент» оказывает негативное воздействие на окружающую среду, в первую очередь на атмосферный воздух.

На рисунке 1 представлена карта-схема цеха обжига как основного источника загрязнения атмосферы.

Источники основного загрязнения цементной промышленности можно разделить по цехам производства цемента. Все цеха рассматриваемого предприятия связаны единым технологическим процессом.

Горный цех

В состав горного цеха входят карьер и складские помещения.

На карьере ведутся буровзрывные и погрузочные работы, имеется мехмастерская, склады промежуточного хранения шихты и гипса, полигон для захоронения нетоксичных производственных отходов. Взрывы горной породы осуществляется взрывчатыми веществами типа «граммонит 79/21». Количество взрывов в год - 35. Погрузка взорванной массы в автотранспорт на участке добычи мергеля, ведется электрическим экскаватором ЭКГ-5 А.

Рисунок 1. Карта-схема цеха обжига №1, как основного источника загрязнения атмосферы: 1- система сушки шлака; 2- клинкерный холодильник; 3- вращающаяся печь; 4- 6-ти ступенчатый циклонный теплообменник; 5- декарбонизатор; 6- охладительная башня; 7-камера смешения; 8- склад сырьевых материалов ; 9- угольные бункеры и система дозирования; 10- сырьевая мельница; 11- угольная мельница.

Основной природный ресурс для производства - мергель (осадочная камнеподобная горная порода смешанногоглинисто-карбонатного состава: 50 -- 75 % карбонат (кальцит, режедоломит), 25 -- 50 % -- нерастворимый остаток).

Доставка породы с карьера в дробильное отделение осуществляется БелАзами грузоподъемностью 27 т, сначала загружается низкий мергель, затем транспорт направляется на горизонт разработки высокого мергеля, где происходит дозагрузка высокого мергеля. В карьере одновременно работает 4 автомобиля.

В карьере организованы промежуточные склады хранения шихты и гипса, куда вывозятся излишки шихты и гипса с клинкерного склада. Доставка шихты и гипса осуществляется грузовым транспортом г/п до 15 т. На складе шихты работает электрический экскаватор ЭКГ-5 А, на складе гипса погрузчик ГОН. Полигон нетоксичных производственных отходов. На территории карьера у юго-восточной границы в ранее выработанном участке расположен полигон нетоксичных производственных отходов.

В настоящее время в отвалах полигона размещают следующие производственные отходы: пыль, уловленная электрофильтрами вращающихся печей, строительные отходы, древесные опилки, опочный камень.

Дробильный цех

Сырье (низкий мергель) из карьера автосамосвалами подвозится к приемному бункеру. Первичное дробление осуществляется в щековой дробилке типа СНД-59А. Размеры кусковой породы на входе в дробилку составляют 950 мм, на выходе до 150 мм, пыль выделяемая в процессе дробления улавливается 2-х ступенчатой системой очистки. Вторичное дробление сырья осуществляется в молотковой дробилке СМД-98М. Молотковая дробилка с углами загрузки и разгрузки дробилки оснащена двух ступенчатой системой очистки.

Вся уловленная пыль мергеля от щековой, молотковой дробилок и узлом перегрузки дробленого сырья в замкнутом цикле, без промежуточной стадии хранения, возвращается в технологический процесс производства цемента.

Измельченное сырье системой ленточных конвейеров подается на склад сырья. Просыпи, образующиеся при работе дробильного отделения, собирают и возвращают на транспортерную ленту.

Мергель (низкий и высокий) с размером кусков 500-1200 мм автотранспортом подается в загрузочную воронку дробилки из которой пластинчатым транспортером подается в дробилку. Дробление мергеля происходит ударно-отражательной дробилкой одностадийного измельчения (производительность 800 т/ч). Размер кусков на выходе из дробилки - 100мм. Для сбора и транспортировки просыпи под пластинчатым транспортером установлен скребковый транспортер. Дробленный мергель ленточным транспортером подастся на ленточный транспортер на который так же предусмотрена подача сырья от дробильного отделения №1 и далее подается в усреднительный склад мергеля.

Вся уловленная пыль мергеля от дробилки и узлов перегрузки дробленого сырья в замкнутом цикле, без промежуточной стадии хранения, возвращается в технологический процесс производства цемента. Низкий мергель после дробилок может подаваться в сырьевой склад или системой конвейеров направляться на усредненный склад. На склад хранения низкий мергель подается ленточным транспортером и ссыпается по металлической течке.

Сырьевой цех

В сырьевых мельницах при совместном помоле известняка, глиняного шлама и воды получают сырьевой шлам. Он перекачивается в вертикальные бассейны, далее в горизонтальные, где идет приготовление рабочего шлама с последующей подачей на печи. С ленточного транспортера сырьевая шихта пересыпается на ленточный транспортер подающий шихту в сырьевую мельницу через двухходовую течку с пневмоуправлением и ячейковым шлюзовым затвором. В сырьевой мельнице осуществляется помол с одновременной сушкой.

Размол и сушка сырьевой муки осуществляется в одной вертикальной мельнице производительностью 550 т/час со встроенным сепаратором.

Сушка сырья в сырьевой мельнице происходит за счет тепла отходящих талон после циклонного теплообменника. Работа мельницы при аварийной остановки печи осуществляется от топки. Отходящие газы установки помола сырья проходят сепараторы и направляются на очистку в электрофильтр. Часть газового потока может возвращаться в сырьевую мельницу.

Измельченный материал подхватывается восходящим потоком горячего воздуха через сепаратор по трубопроводу в циклоны осадители. Осажденная в циклонах осадителях сырьевая мука системой аэрожелобов и элеваторов направляется в силос сырьевой муки.

Пыль, выделяемая при транспортировки муки по аэрожёлобам, улавливается в рукавном фильтре. Уловленная пыль через ячейковый питатель возвращается в ковшовый элеватор.

Готовая сырьевая мука подается в смесительный силос. Силос имеет вместимость 18000 т. В силосе совмещаются функции хранения и гомогенизации сырьевой муки. Силос оснащен системой очистки рукавным фильтром. Уловленная пыль через ячейковый шлюзовый затвор возвращается в силос.

Из сырьевого силоса сырьевая мука поступает в дозирующий бункер, для обеспыливания дозирующего бункера установлен рукавный фильтр. Уловленная пыль в рукавных фильтрах через ячейковые питатели возвращается в технологический процесс.

Цех обжига

Обжиг сырьевой смеси и получение клинкера - основная стадия процессов производства цемента. Тонкоизмельченную и тщательно перемешанную сырьевую смесь соответствующего химического состава обжигают при температуре 1400…1500 С в цементно-обжигательных печах Пять вращающихся печей обеспечивают плановые показатели выпуска клинкера. Производительность каждой 73,5 т в час. Месячная производительность - 50 000 т клинкера. Новая, пятая, печь является новейшим достижением европейских производителей компаний «Elex AG», «Aumund» и «Claudius Peters».

Образующийся в результате обжига спекшийся камнеподобный продукт (клинкер) характеризуется сложным минералогическим составом и столь же сложной микрокристаллической структурой.

Охлаждение клинкера - один из наиболее важных процессов производства цемента. В зависимости от того, с какой скоростью охлаждается клинкер, минералогический состав его и кристаллическая структура изменяются в широких пределах. Для охлаждения выходящего из печи клинкера печь оборудована колосниковыми холодильниками «Волга-75СА».

Рекомендуется медленно охлаждать клинкер до температуры 12000С с последующим быстрым охлаждением до нормальной температуры.

Охлажденный клинкер попадает транспортерами в клинкерные силоса и далее в цех помола.

Цех помола

Это последнее звено в технологической цепочке производства цемента. Помол цемента осуществляется двумя установками помола цемента: №1 и №2. Каждая установка помола состоит из двух контуров измельчения. Перед измельчение осуществляется в контуре: валковый пресс - статический сепаратор (V-сепаратор). Во втором контуре осуществляется окончательный помол цемента в однокамерной шаровой мельнице. Оба контура связаны между собой. Выделение готового продукта осуществляется в динамическом сепараторе типа SKS-V.

Для каждой установки помола цемента (№ 1 и № 2) установлено по три дозирующих бункера: для клинкера (емкость - 400 т, диаметр - 8 м); для гипса (емкость - 100 т, диаметр - 5 м) и для опоки (емкость - 300 т, диаметр - 7 м).

Цех готовой продукции

Для создания запаса цемента служат четыре двухкамерных силоса с центральным конусом с внешней и внутренней камерами. Для хранения цемента установлено два блока цемсилосов.

Основная задача цеха готовой продукции - упаковка и отгрузка тарированного и навального цемента в автомобильный и железнодорожный транспорт. Используется оборудование немецкой фирмы «Haver & Boecker»: три упаковочные линии в тару по 50 кг и две линии по 1000 кг.

Транспортный цех

Подвижной состав цеха - 11 тепловозов, 25 думпкаров тяжелого типа, 3 ж/д крана, 2 дрезины, кран-перегружатель. В структуру цеха входят станции Заводская и Карьерная. Ежедневно идет обработка 140 вагонов и 10000 т продукции.

ОАО «Новоросцемент» рассматривает различные варианты будущего развития, имеющего целью модернизацию производственных мощностей и улучшение показателей по охране окружающей среды при обеспечении высокого качества продукции по конкурентоспособным ценам. Для снижения выбросов пыли «Первомайский» завод предпринимает колоссальные усилия, однако на сегодняшний день удельные выбросы данного производства превышают международные нормы.

Предприятием в 1991 году разработана инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Нормативы ПДВ разработаны и согласованы в Госкомэкологии КЧР. В связи с вливанием ТОО «Кавказский монолит» и части ПСП «МаксЭл» в ОАО «Новоросцемент» проведена корректировка и дополнение в инвентаризацию выбросов с учетом источников вышеуказанных предприятий.

Согласно инвентаризации источников выбросов загрязняющих веществ по заводу насчитывается 112 источников выбросов, из них 76 организованных и 35 неорганизованных. Из организованных источников выбросов загрязняющих веществ 45 оснащены ПГОУ, которые охватывают 68 аппаратов. ПГОУ паспартизованы и зарегистрированы в Госкомэкологии КЧР, за исключением 2-х единиц расположенных на клинкерных силосах, используемых под цемсилоса. Характеристика ПГОУ, не обеспечивающих нормативную очистку аспирационного воздуха, приведена в таблице 2. Журналы ПОД-1, ПОД-2, ПОД-3 заведены и заполняются регулярно. Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу за последние годы представлена в таблице 2. Снижение объемов выбросов связано с уменьшением объемов выпускаемой продукции. Основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу, являются пыль неорганическая и окислы азота [6].

Таблица 1 - Характеристика ПГОУ, не обеспечивающих нормативную очистку аспирационного воздуха

№ источника

Наименование источника

Оснащенность ПГОУ

Эффективность работы, %

примечания

проектная

фактическая

0031

Силоса добавок (верх, низ) и питатель №10

ФВК-90

99

64

Необходима реконструкция

0033

Питатель №11

ФВК-30

99

50

тоже

0034

Силоса добавок (верх, низ) и питатели №12,14

ФВК-90

99

62

тоже

0036

Питатель №13, №15

ФВК-30

99

67

тоже

0037

Силоса добавок

ФВК-90

99

22

тоже

0038

Питатель №15, №16

ФВК-30

99

51

тоже

0039

Питатель №17

ФВК-90

99

51

тоже

Таблица 2 - Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Год

Выбросы в атмосферу

Общий выброс, т

В то числе твердые, т

В том числе газообразные, жидкие, т

2010

5533,1

2486,5

3046,6

2011

4835,6

2122,8

2712,7

2012

4581,0

2101,8

2479,1

2013

4717,5

2211,2

2506,3

2014

4667,5

2105,4

2462,1

2015

4948,7

2340,3

2608,4

Согласно материалам Госдоклада «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2011 году», Новороссийск занимает 1-е место в перечне 100 самых загрязненных городов страны. Индекс загрязнения атмосферы достигает значения 36, «очень высокий». Основным источником выбросов, загрязняющих атмосферный воздух в городе, признан цементный завод.

Эмиссия пыли является основным загрязняющим фактором в воздействии цементной промышленности на окружающую среду. Городские почвы испытывают при этом наибольшее техногенное давление по сравнению с почвами других геохимических ландшафтов [7].

Одним из основных индикаторов загрязнения промышленных выбросов на окружающую природную среду является растительность. Пылевые частицы, забивая устьичный аппарат растений, приводят к ухудшению их жизненного состояния, что отражается в темпах роста и развития.

При проведении химических анализов снежного покрова у цементного завода обнаруживается высокая концентрация химических элементов в снежном покрове, что связано с техногенным загрязнением территории в результате влияния выбросов цементного завода и продуктов переработки горных пород действующего карьера.

Оценка жизненного состояния (ОЖС) леса также показала антропогенную трансформацию растительности. Наиболее сильную нагрузку испытывают лесные участки, расположенные вблизи завода, где наблюдается большое количество сухостоя, сильная угнетенность деревьев (низкорослость, суховершинность, уменьшение количества молодых побегов, заметное изменение цвета хвои и малая густота крон) класс ОЖС которых составляет 5 и 4. По мере удаления от цементного завода на расстояние до 2 км общее жизненное состояние леса достигает классов 1 и 0, т.е. у деревьев крона становится гуще и зеленее.

Установлена возможность заболевания пневмококкозом крупного рогатого скота, овец и свиней при вдыхании кремниевой и кварцевой пыли (силикоз). Отмечается также связь силикоза с туберкулезом легких. Степень патологического воздействия пыли во многом зависит от ее токсичности. Именно с этим свойством пыли связывают возникновение профессиональных заболеваний у людей и случаи отравления животных, птиц и пчел, находящихся вблизи от производств, выбрасывающих в воздух эту пыль

Делись добром ;)