Эколого-экономическое обоснование использования отходов в промышленности строительных материалов

Основные и  вспомогательные сооружения обычно проектируются с учетом последующего размещения на участке двух комплектов оборудования для активации цемента  – это существенно снижает  капиталоемкость одной тонны  получаемой продукции и повышает эффективность использования вспомогательных сооружений и коммуникаций. 
 Оборудование и быстровозводимые сооружения монтируются специализированными строительно-монтажными организациями. Пуско-наладка осуществляется специалистами завода-изготовителя оборудования.

Обслуживающий персонал предприятия участвует  в монтажных и наладочных работах, приобретая, одновременно, навыки обслуживания оборудования и отрабатывая технологические  режимы производства и активации  цемента. 
Отработка составов цементов производится параллельно с отработкой технологических режимов – до выхода на требуемое качество цементов.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

В соответствии с технологической схемой, комплекс состоит из двух блоков: блока спекания клинкера и блока активации цемента. 
В  каждом из блоков оборудование не имеет открытых выбросов в атмосферу и предусмотрена двухступенчатая система очистки отходящих газов  печи - реактора и сброса части воздуха системы пневмотранспорта мельниц - центрифуг. 
 В соответствии с техническими параметрами оборудования (применяются  циклоны групповые ЦН-15х600х6 с бункером и затвором и фильтры рукавные ФРИС-8) и на основании более чем 15-летних измерений выбросов в атмосферу на действующем оборудовании (с различными минеральными веществами) их объем не превышает 17мг на 1 куб.м воздуха, что при 5000 куб.м воздуха в час дает количество выбросов, не превышающих на каждую мельницу-центрифугу 85 г/час или 2 кг/сутки. 
Химический состав выбросов из мельниц – центрифуг -  алюмосиликаты кальция различного состава:   (CaO)n . (Al2O3)m. (SiO2)k.   
Печь – реактор спекания клинкера также оснащена двухступенчатой системой очистки отходящих газов от пыли, что позволяет снизить количество выбросов пыли до 1,6 кг/час. Химический состав выбросов из печи – ректора практически аналогичен выбросам из мельниц – центрифуг плюс при сжигании топлива образуются окислы азота в количестве 2,14 кг/час. 
Для рассеяния пыли реактора и предотвращения ее оседания в селитебной зоне предусмотрена установка дымовой трубы, высота которой (от 15м до 30м) зависит как от экологических требований в зоне расположения комплекса, так и от наличия иных источников выбросов.   
Все процессы загрузки исходных компонентов и выгрузки готовой продукции также осуществляются в режиме, предотвращающем попадание пылеватых частиц в атмосферу. 
При необходимости, количество выбросов можно еще  существенно уменьшить путем установки дополнительной ступени воздухоочистки. 
На основании изложенного,  комплекс можно считать экологически безопасным производством.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ  РАСЧЕТЫ

Расчеты по определению  экономической эффективности производства цемента приведены в Таблице 1. Рассмотрены варианты с различными энергоносителями для спекания клинкера: природный газ, котельное топливо и каменный уголь. Расчеты показывают, что каменный уголь наименее экономичный энергоноситель в случае приобретения его в «кусковом» виде. Однако, в случае приобретения в виде пылеватых фракций, которые и применяются в производстве, стоимость угля будет существенно ниже и рентабельность производства повысится с нынешних 62% до 80%. Высокая рентабельность обеспечивается за счет того, что спеканию в клинкер подвергается только половина массы производимого цемента, а вторая половина – инертные наполнители – подвергаются только измельчению.  

Расчет  экономической эффективности  производства цемента с предварительным приготовлением клинкера при различных энергоносителях для спекания клинкера

Таблица 1

             
Из расчетов следует, что окупаемость комплекта оборудования не превышает 14 месяцев от начала запуска производства. С учетом продолжительности работ по  запуску (8 месяцев) срок окупаемости оборудования составляет 22 месяца от начала финансирования.

В Японии раздельный метод приготовления бетона применяется  с успехом. Компактный турбулентный смеситель, необходимый для такого метода, смонтирован там непосредственно на основном бетоносмесителе, и их производительность полностью увязана между собой.

Отмечается, что  один из больных вопросов проблемы экономии цемента - его потери при транспортировании хранении, значительно превышающие нормативные. Нельзя допускать доставку цемента в вагонах навалом, разгружать его вручную, хранить навалом под навесами и в сараях, транспортировать с большим количеством перегрузок с одного вида транспорта на другой. Особенно велики потери цемента при доставке в районы, где нет железных дорог и его приходится перегружать с железнодорожного транспорта на речной, а затем на автотранспорт. Этого можно избежать, если в такие районы доставлять не цемент, а цементный клинкер, качество которого не теряется при транспортировании и хранении. На месте его можно помолоть и всегда иметь свежий цемент высокой активности.

Имеются и другие пути экономии цемента - применение высококачественных форм для контрольных образцов, учет последующего нарастания прочности бетона рациональные подборы составов бетонов и растворов, применение автоматических устройств по дозированию составляющих и т.д. Если все это внедрить в производство и правильно использовать, проблема дефицита цемента была бы снята, так как это дало бы дополнительно не менее 30% цемента от производимого его объема.

Использование отходов  камнедробления в цементной промышленности, с одной стороны, улучшает экологическую  обстановку, а с другой – позволяет сберечь для будущих поколений запасы природных ресурсов, особенно не возобновляемых, и предотвратить разрушение природных ландшафтов, обладающих  естественным саморазвитием. К этому следует добавить  и высокий экономический эффект от создания ресурсо- и энергоемких композиционных вяжущих и строительных материалов на их основе,