Экологические проблемы кирпичного производства и пути их решения (на примере АО «Ош Ак-Таш»)

Электронный научно-практический журнал «Синергия»

Синергия. 2015. № 1.

УДК 622.831.322

Ф.Т. Маматалиева

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ КИРПИЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

Аннотация: В настоящее время из-за дороговизны жидкого топлива и газа кирпичные заводы при сушке готовой продукции переходят на уголь местных месторождений. При сгорании угля в атмосферу выделяются твердые вещества (твердые частицы золы и недогоревшего топлива), оксиды серы, оксиды азота, окись углерода. В этой связи в статье анализируются проблемы выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду города Ош и предлагаются направления их снижения.

Ключевые слова: кирпичное производство, загрязняющие вещества, экологические проблемы, природоохранные мероприятия.

UDC 622.831.322

F.T. Mamatalieva

ENVIRONMENTAL PROBLEMS OF PRODUCTION BRICK AND SOLUTIONS

Abstract: Currently, because of the high cost of fuel oil and gas brick factories in drying the finished products go to local coal deposits. During the combustion of coal in an atmosphere allocated solids (solid particles of ash and unburned fuel), sulfur oxides, nitrogen oxides, carbon monoxide. In this regard, the article analyzes the problems of emissions, pollutants in the environment of the city of Osh and offers direction-tion to reduce them.

Keywords: brick production, pollutants, eco-logical problems, environmental protection measures.

Производственные предприятия АО «Ош Ак-Таш» расположены в разных районах города Оша и Ошской области.

Основными технологическими этапами производства кирпича являются:

- добыча и доставка сырья;

- подготовка массы и формовка кирпича;

- сушка кирпича;

- обжиг кирпича;

- складирование и приемка готовой продукции.

Сформированный кирпич - сырец укладывается на шестиполочные вагонет-

ки. Вагонетки загружаются в сушила тоннельного типа с интервалом 54 мин. Количество тоннелей в одном блоке -14 шт. Для сушки кирпича используется тепло отходящих дымовых газов из печей обжига кирпича. Срок сушки кирпича -сырца -24 часа при температуре 125 - 140оС. Сушка кирпича - сырца производится до содержания влажности 8%. Топливом для печей в настоящее время из-за дороговизны жидкого топлива и газа завод перешел на уголь местных месторождений. При сгорании угля в атмосферу выделяются твердые вещества (твердые частицы

79

Электронный научно-практический журнал «Синергия»

Синергия. 2015. № 1.

золы и недогоревшего топлива), оксиды серы, оксиды азота, окись углерода.

Отходящие газы из сушки при помощи вытяжного вентилятора выбрасываются в атмосферу. Дымовые газы не полностью используются для сушки кирпича - сырца. Большая доля дымовых газов выбрасывается в атмосферу, предварительно проходя через трубу. Высота

трубы над уровнем земли составляет 7 метров диаметр трубы d = 12 м.

Расход угля за сутки на печи обжига составляет 3 тонны в сутки. За шесть сяцев работы печи обжига израсходовано 720 тонн угля, для сушки кирпича - сырца израсходовано - 360 тонн угля (данные

экологического паспорта 2009г).

Таблица 1

Сводная таблица источников выделения и выбросов загрязняющих веществ

Наименование Наименование источ- Наименование З.В. Источник выбросов

цеха, участка ника выделения загряз-

няющих веществ

Кирпичный завод. 1.Карьер суглинков Тюле-кен Разработка карьера экс-коватором(выемочно -погрузочные рабты), Работа авто транспорта. Пыль неорганическая Неорганизованный

2.Склад сырья Выгрузка сырья и выгорающей добавки угля. Пыль неорганическая, пыль угля Неорганизованный

3.Формовочный цех. Вальцы грубого помола Пыль неорганическая Циклоны ЦН - 3

4.Участок сушки Тоннельные сушила. Твердые вещества уходящих газов с печи обжига и суш- Труба

ки. Сернистый ангидрид, Окись углерода, Окислы азота Труба

Участок обжига Тоннельная печь обжига То же. Труба

Гипсовый цех Котлы Е - 19 Твердые вещества, Сернистый ангидрид, Окись углерода, Окислы азота, Пыль гипса Циклон ЦН - 3

Источник загрязнения - сушильные камеры при работе на угле. Количество сжигаемого угля в 2009 году - 360 тонн. Время работы Т= 360 т: 3 т/сут. х 24 час = 2880 т/час

Расчеты показывают, что в год вместе с уходящими газами с сушильной камеры в атмосферу через 2 трубы ( высота

труб - 5 метров), туннельных сушил более 7,13 тонн твердых частиц угля, массы оксидов серы (S02) - 11,52 т/год., оксидов углерода (СО) -2,88 т/год., оксидов азота(К02) - 8,08 т/ год. Всего загрязняющих веществ из сушильных камер составляет: 7,13 тонн год твердых частиц угля + массы оксидов серы (S02) - 11,52 т/год.,+

80

Электронный научно-практический журнал «Синергия»

Синергия. 2015. № 1.

оксидов углерода (СО) -2,88 т/год + тонн/год. сидов азота^02) -0,35 т/ год =21,08

Таблица 2

Количество ЗВ уходящие в атмосферу с печи обжига кирпича

Наименование загрязняющих веществ Количество тонн/год.

твердые несгоревшие частицы угля 14,26

оксиды серы (S02) 23,04

оксиды углерода (СО) 5,76

оксидов азота (N02) 0,08

Всего ЗВ 43,14

Для обжига также используется уголь местного месторождения. Расход угля в год составляет - 720 тонн. Время работы по обжигу кирпича: Т= 720т: 4 тонн / сутки х 24 часа = 4320 часов. При сжигании угля в атмосферу выделяются: твердые несгоревшие частицы угля 14,26 т/год; оксиды серы (S02) -23,04 т/год; оксиды углерода (СО) - 5,76 т/год; оксидов азота (N02) - 0,08 тонн/ год. В

общей сложности в год при обжиге кирпича в атмосферу воздуха уходит: 14,26 тонн/год твердых несгоревших частиц угля +23,04 тон/год, оксиды серы (S0) + 5,76 т/год оксиды углерода (СО)+ 0,08тонн/год = 43,14 тон/год загрязняющих веществ. Всего ЗВ уходящих в атмосферу выходящих с сушильных камер и печи обжига составит: 43.14 тонн/

год + 23,04 тонн/год =66.18тонн/год.

Загрязняющие вещества в количестве 66.18 тонн/год под воздействием атмосферных явлений возвращаются на землю в виде кислотных дождей и других загрязняющих природу веществ негативно влияющих на экологию региона.

Природоохранные мероприятия по снижению выбросов на участке обжига кирпича.

Природоохранные мероприятия по снижению выбросов на участке обжига кирпича требуют совершенствования технологического процесса по выбросу ЗВ. На основании опытных измерений установлены показатели загрязняющих веществ в уходящих газах с печи обжига (табл. 3).

Таблица 3

Сведения результатов расчета количества выбросов в уходящих газах с печи _______________________обжига кирпичного завода_____________________________

Наименование ЗВ. Выбросы за 1 сек в г. Выбросы за час в г. Выбросы за сутки в г. Выбросы за месяц в т.

1.Масса твердых веществ. 0,92 3312 79488 2,385

2.Оксид серы Мбо2 1,48 5328 127872 3,836

3.Оксид углерода Мсо 8,08 29088 698112 20,94

4.Оксид азота М N02 0,05 1800 43200 1,296

Всего 10,53 39528 948672 28,5

С целью охраны атмосферного возду- ха и экологии региона, предлагается уста-

81

Электронный научно-практический журнал «Синергия»

Синергия. 2015. № 1.

новить внутри трубы, которая отводит уходящие газы и ЗВ, оросительное ройство. Оросительное устройство «Ороситель» устанавливается на пути выхода из сушильной камеры и печи обжига ЗВ.

Скорость влажного пара устанавливается регулированием объема подаваемого пара из котельной.

Расход влажного пара для очистки уходящего воздуха от загрязняющих веществ, производится, исходя их технических характеристик отводящих труб.

Внутри отводящих ЗВ труб на расстоянии 2- метров устанавливают оросительные устройства, по которым подается влажный пар внутрь трубы под давлением 1,2 - 1,5 атм. Влажный пар, проходя через «толщю» дымовых газов обволакивая и увлажняя, и, согласно закону гравитации уносит вниз ЗВ на специальный контейнер по сбору ЗВ. Степень очистки уходящих газов зависит от дис-пертности подаваемого влажного пара. По предварительным испытанием на основании данных выхода летучих веществ и зольности испытываемого угля Очищенный уходящий воздух выбрасывается в атмосферу. Увлажненные сажистые ЗВ падают на специальный контейнер, затем последние по мере наполнения, с содержимым направляются на специальную площадку для хранения.

По мере накопления контейнеры с ЗВ вывозятся на специальные площадки, где вываливаются для сушки. Соблюдая режим безопасности, сухой остаток, ЗВ затаривается в специальную тару из картона, или полиэтиленовой пленки и вывозится или передаются для дальнейшей переработки на специальных предприятиях по переработке ЗВ. Земельные участки, подвергающиеся воздействию ЗВ рекультивируются.

Эффективность очистки уходящих газов зависит от температуры уходящих газов из печи обжига.

За шесть месяцев работы кирпичного завода по производству кирпича в атмосферу воздуха выбросы составляют 171.т

По предварительным расчетам эффективность очистки от ЗВ уходящих газов достигается до 80 %.

Мероприятия по эффективному использованию тепла уходящих газов из печи обжига

кирпича.

Температура уходящих газов из печи обжига находится в пределах 350 - 3100С.

При изменении направленности потока уходящих газов достигается условие по эффективному использованию тепловой энергии. Создается дополнительная возможность по обеспечению горячей водой производственный цех, бытовые нужды рабочих, прачечной, парикмахерской и жилые дома.

Техническая характеристика трубы отводящей ЗВ из печи обжига работающего на угле:

Высота Н= 7 м. б=1,2м. Скорость движения уходящих выбросов, v=8 м/сек. Температура уходящих газов 310-3000С.

Объем уходящих газов рассчитывается по формуле (1):

V = Pd2:4 х v

где: V - объем уходящих газов с ЗВ, м3/сек;

P - значение Пи = 3.14 d - диаметр трубы =1.2 м; v - скорость движения уходящего воздуха=8м/сек.

Подставляя значение, определяем скорость движения воздуха в трубе:

V = Pd2:4 х v V=9, 04 м3/сек.

Расчет потребности влажного пара для улавливания ЗВ (загрязняющих веществ) на пути выхода с сушильных камер и печи обжига.

Характеристика трубы для отвода ЗВ:

- диаметр трубы d= 1,0 м.,

- высота трубы Н =5 м.

Скорость движения воздуха в трубе V= 13 м/сек.

Объем трубы = Н х PR2= 5 х3,14 х 0,5м2 =0,39 м3.

Объем ЗВ в количестве 0,39 м3 через трубу проходит за время Т сек= 5 м:13 м/сек =0,38сек. Выброс осуществляется

82

Электронный научно-практический журнал «Синергия»

Синергия. 2015. № 1.

через две трубы.

Объем подаваемого в трубу влажного пара для орошения уходящих газов держащих З.В. должен быть не менее 0.4 м3/сек. Устанавливают по два

тельных устройств на расстоянии 2, 5 метров внутри труб отвода ЗВ. Общий расход влажного пара для очистки ЗВ внутри двух труб составит: 0,4 м3/сек х 2

о

трубы =0,8 м /сек.

Характеристика оросительных устройств уходящих газов ЗВ. Оросительное устройство для подачи влажного пара состоит из трубы диаметром 40 мм, длиной 400 мм. с отверстиями диаметрами по 10 мм.. На «Оросителе» наружной поверхности расположены 4 отверстия. Диаметр отверстия равен 20мм. Влажный пар с параметрами Р=1.5 атм. Т -температурой 120 - 1300С (возможен перепад температуры в пределах 800С ) поступает через трубу встроенного на трубе отводящей дымовые газы, на уровне 1,5 м. нулевой отметки пола. Через отверстия трубы « Оросителя» влажный пар поступает под давлением 1,4- 1,5 атмосфер по направлению перпендикулярной направлению уходящих газов из печи обжигания кирпича. Влажный пар с давлением 1,5 атмосферы создает в трубе турбулентное, и затем аэродинамическое движение смеси влажного пара и уходящих газов. Рассеивающийся влажный пар внутри отводящей трубы создает в трубе пароводяной туман. Уходящие газы, проходя через толщу паровоздушной среды на протяжении 5 метров освобождается от сажистых частиц и других ЗВ. Увлажненные сажистые и другие ЗВ оседают на дно трубы, где установлены контейнеры для сбора сажистых и других ЗВ. Эффективность очищения уходящих ЗВ достигается по опытным данным от 60 до 80 % .

Существующие проблемы:

- предприятие «АОО Ак - Таш» расположен внутри города Ош. В своей деятельности завод производит строительные материалы, для чего используются суглинки карьера «Ошское V111»,

глинистые сланцы месторождения «Киргиз - Ата», суглинков месторождения «Тулей-кен».

- при переработке строительного сырья на кирпичном заводе №1 при сушке кирпича-сырца и его обжиге атмосферу ежемесячно поступают выбросы в количестве 28,5 тонн.

- за шесть месяцев работы в атмосферу поступают более 171 тонн выбросов.

- критическое состояние воздуха, загрязненное пылью, летучими и сажистыми веществами уходящих с сушильных камер и печи обжига, создает опасность заболевания населения г.Ош различными заболеваниями, в частности бронхиальной астмой и аллергическими заболеваниями.

- установленные технические средства по очистке уходящих газов не обеспечивают достаточной степени очистки, не выполняются санитарные нормы предъявляемые по ПДК и ПДВ.

Из - за отсутствия сооружений для очистки и отвода сточных вод, сточная вода с производственных (1584 м ) и хозяйственно - бытовых (661,54 м ) помещений сбрасываются в природные водные объекты и местную канализацию: содержание кальция сбрасываемых вод порой достигает 140 мг/л., ПДК 130 мг/л; содержание магния 97 мг/л., когда ПДК установлена в пределах 130мг/л; содержание фосфатов 0,675 мг/л.

Установленный ПДК фосфатов не более 0,1 мл.

- отсутствуют условия по выполнению требований СНиП КР 30- 01- 01, по минимальному озеленения территории завода.

- нет отвода сточных и фекальных вод. Сброс отработанных вод производится в открытые водоемы, создается опасность вспышки эпидемиологических заболеваний среди населения.

Пути решения существующих проблем:

- Совершенствование технологического процесса с внедрением и применением «Оросителя» по очистке выбросов загрязняющихся веществ в окружающую среду, очистка уходящих газов (39% выход летучих веществ, зольность 20,07% угля с уча-

83

Электронный научно-практический журнал «Синергия»

Синергия. 2015. № 1.

стка «Сары - Монол» Алайского района) достигнет до 80%.

- Использование угля месторождения «Муз - Булак» Узгенского района (выход летучих веществ 9,97%, зольность 7,52%, низшая теплота сгорания рабоче-

го топлива 30860кДж/кг и 7370 кКал/кг) сокращает количество выбросов, повышает эффективность использования тепла уходящих газов, повышает качество обжига кирпича.

Библиографический список

1. ОНД. Госкомгидромет. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - Л., Гидрометеоиздат, 1984, 92с.

2. ОНД-1-84. Инструкция о порядке рассмотрения, согласования и экспертизы воздухоохранных мероприятий и выдачи разрешений на выбросы загрязняющих веществ в атмосферу по проектным решениям. -М., Гидрометеоиздат. 1984, 24с

3. Руководство по проектированию санитарно-защитных зон промышленных предприятий (ЦНИИ) гидростроительства. М., Стройиздат.1984, 33с.

4. ГОСТ17.2.3.02-78.Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ, промышленными предприятиями. - Введ. с 01.01.80. -М., Изд-во стандартов, 1979.

5. ГОСТ 17.23.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществпромышленными предприятиями. Введ. с 01.01.80. М., Изд-во стандартов, 1978.

6. Бородкина Т.А., Ткачёва Е.И. Состояние и охрана атмосферного воздуха в Каменском районе Воронежской области // Территория науки. 2014. Т 5. № 5. С. 75-77.

7. Мухина И.В., Бородкина Т.А. Разрушение озонового слоя // Территория науки. 2014. Т 1. № 1. С. 107-109.

Информация об авторе:

Information about author:

Маматалиева Флора Туркменовна,

старший преподаватель, Ошский технологический университет, г. Ош, Кыргызстан

Mamatalieva Flora Turkmenovna,

Senior Lecturer, Osh Technological University, Osh, Kyrgyzstan

84