44 При проведении опытно-промышленных испытаний состав шихты был принят с учетом экспериментальных исследований и включал, % (по массе): глина 67 75, песок 13-24, зола 9 12. С целью усовершенствования режимов сушки кирпича с добавкой золы, повышения качества высушиваемого полуфабриката была осуществлена реконструкция сушилок с переводом их работы по двухзонной прямоточно-противоточной схеме. Внутри туннеля созданы влажностная теплая зона для периода усадки изделий и горячая сухая зона для послеусадочного периода. Эта схема также обеспечила нулевые избыточные статические давления на концах туннелей, что позволило ликвидировать двери, упростить работу толкателей и улучшить условия их обслуживания. Место отбора отработанного теплоносителя перенесено на стык между первой и второй зонами. Часть отработанного теплоносителя (рециркулята) возвращается в головную зону сушилки. Другая часть удаляется в атмосферу. В осенне-зимний период, когда тепла, отбираемого из зоны охлаждения печи, недостаточно для сушки изделий, предусмотрена возможность дополнительной выработки тепла в теплогенераторе. Продукты сгорания газообразного топлива в теплогенераторе смешиваются с атмосферным воздухом, а при необходимости дополнительно с рециркулятом. В процессе отработки режимных параметров работы сушилок установлены следующие параметры теплоносителя, обеспечивающие получение качественного сырца: температура теплоносителя: перед вентилятором № 1 — 80 100 °С; перед вентилятором № 3 40 42 °С; относительная влажность: перед вентилятором № 2 6 5 7 5 %; перед вентилятором № 3 55 65 %; продолжительность сушки сырца 24 ч; -остаточная влажность 1,1 1,5 %; воздушная усадка 4 %. Т а б л и ц а 1.1 Результаты разбраковки сырца |
Важным направлением снижения издержек производства является использование техногенных отходов. Утилизация отходов также способствует решению региональной экологической проблемы. Среди техногенных отходов особое место занимают золы ТЭС. В последние годы зольные отходы в нашей стране пополнились новым видом " золами от сжигания осадков очистных сооружений канализации населенных пунктов, темпы образования которых постоянно возрастают. Отходы этого производства, как показали наши исследования, существенно отличаются от отходов ТЭС, в первую очередь содержанием соединений тяжелых металлов и естественных радионуклидов. Специалистами НПО "Керамика" и ВНИИСТРОМ проведена комплексная оценка состава и свойств золы от сжигания осадков с Центральной станции аэрации на о. Белом (Ленинградская обл.). Обезвоженный осадок сжигается в псевдоожиженном слое песка при температуре 750-850"С. По химическому составу зола представляет кислое сырье с содержанием органики до 3,25%. Зола включает повышенное количество красящих оксидов (Fe2O3 + ТiO2 = 12,27%), легкоплавкая. По данным анализа, в золе находится около 8,85% фосфора (в пересчете на P2O5) и повышенное содержание водорастворимых солей (62,74 мг экв. на 100 г). Зола от сжигания осадков сточных вод относится к четвертому классу опасности (малоопасные вещества). В процессе контакта с водой зола не выделяет высокотоксичных соединений. Содержание тяжелых металлов Cd, Cu, Ni, Zn в золе превышает их ПДК для почвы. Для золы характерна также повышенная удельная активность естественных радионуклидов (ЕРН). В результате экспериментальных исследований установлены основные параметры производства кирпича с добавкой золы [1]. При проведении опытно-промышленных испытаний состав шихты был принят с учетом экспериментальных исследований и включал, % (по массе): глина 67-75, песок 13-24, зола 9-12. С целью усовершенствования режимов сушки кирпича с добавкой золы, повышения качества высушиваемого полуфабриката была осуществлена реконструкция сушилок с переводом их работы по двухзонной прямоточно-противоточной схеме. Внутри туннеля созданы влажностная теплая зона для периода усадки изделий и горячая сухая зона для послеусадочного периода. Эта схема также обеспечила нулевые избыточные статические давления на концах туннелей, что позволило ликвидировать двери, упростить работу толкателей и улучшить условия их обслуживания. Место отбора отработанного теплоносителя перенесено на стык между первой и второй зонами. Часть отработанного теплоносителя (рециркулята) возвращается в головную зону сушилки. Другая часть удаляется в атмосферу. В осенне-зимний период, когда тепла, отбираемого из зоны охлаждения печи, недостаточно для сушки изделий, предусмотрена возможность дополнительной выработки тепла в теплогенераторе. Продукты сгорания газообразного топлива в теплогенераторе смешиваются с атмосферным воздухом, а при необходимости дополнительно с рециркулятом. В процессе отработки режимных параметров работы сушилок установлены следующие параметры теплоносителя, обеспечивающие получение качественного сырца: " температура теплоносителя: перед вентилятором № 1 80-100"С; перед вентилятором № 3 " 40"42"С; относительная влажность: перед вентилятором № 2 65-75%; перед вентилятором № 3 " 55"65%. Продолжительность сушки сырца 24 ч, остаточная влажность "1,1"1,5%, воздушная усадка 4%. Результаты разбраковки сырца приведены в табл. 1. Таблица 1 size=2>Количество сырца, % Наличие трещин, % size=2>Количество size=2>брака size=2>рамочные size=2>сушильные 98,5 0,5 1 size=2>1,5 Влагоотдача практически одинакова по поперечному сечению туннеля. Влажность сырца после сушки вверху садки 1,2%, в середине садки 1,3%, внизу садки 1,3%. Эти данные свидетельствуют о работе сушилки в оптимальном режиме. Высушенный сырец укладывается на печные вагонетки. Садка кирпича по длине вагонетки состоит из двух пакетов высотой 26 рядов по 756 шт. в каждом. В туннельной печи отрегулирована система рециркуляции дымовых газов. Благодаря этому достигнута интенсификация и равномерность нагрева изделий в зоне подготовки печи. Максимальная температура обжига снижена на 50"С. Оптимальный режим обжига кирпича позволил уменьшить трещинообразование и обеспечить выпуск качественной продукции. Физико-механические показатели кирпича приведены в табл. 2. Таблица 2 Предел прочности, МПа Водопоглощение, % Mapка по средняя плотность, кг/м3 при сжатии при изгибе прочности морозостойкости size=2>средний size=2>наименьший size=2>средний size=2>наименьший 16,1 13,9 2,7 2 6,8 150 >50 1130 13,1 12 2,3 1,7 7,2 125 >50 size=2>1150 Данные табл. 2 показывают, что предел прочности при сжатии и изгибе кирпича с пустотностью 42% достаточно высок. Это объясняется тем, что происходящее при формовании изделий с большой пустотностью уплотнение внешних стенок и внутренних перегородок может частично компенсировать отрицательное влияние пустот на прочность изделий. Однако главное значение имеет уменьшение градиента влажности и снижение внутренних напряжений при сушке тонкостенных изделий с золой, а также более полное завершение процесса формирования черепка при обжиге. Данные испытаний кирпича на теплопроводность кладки на различных кладочных растворах (влажность кладки 2%) приведены в табл. 3. Коэффициент теплопроводности эффективного кирпича самый низкий для пустотелого кирпича, выпускаемого отечественными предприятиями. Таблица 3 Наименование изделий Вид кладочного раствора Коэф. теплопроводности, Вт/м "С Кирпич полнотелый Цементно-песчаный 0,74 Кирпич эффективный Цементно-песчаный 0,39 Цементно-перлитовый size=2>0,35 Испытание кирпича на капиллярный подсос показывает незначительный налет, который незаметен с расстояния 10 м. Основным условием для использования зол в производстве строительной продукции, в том числе керамического кирпича, является абсолютная гигиеническая безопасность готовой продукции, безопасность условий труда на таком производстве и экологическая безопасность всего производственного процесса. Эколого-гигиеническая оценка керамического кирпича показала следующие результаты. Удельная активность естественных радионуклидов " 228"239 Бк/кг, что не превышает значений, допустимых для 1-го класса. Кирпич может быть использован для сооружения жилых и общественных зданий без ограничения. Содержание тяжелых металлов и железа в кирпиче следующее (мг/кг): Cd " 0,88; Сu 2,5; Ni 3,8; Zn 29,7; Pb 3,4; Co 3,1; Cr 1,1; Mn 163; Hg <0,01; Fe 998. Содержание никеля в кирпиче составляет 17,4% от его количества в золе, кобальта 14,8, железа 10,5. Тяжелые металлы прочно связаны с керамическим черепком и извлекаются только жесткой кислотной обработкой. Проведена гигиеническая оценка производства кирпича с использованием золы. Результаты натурных исследований на рабочих местах с повышенным уровнем пылеобразования показали, что концентрация оксида алюминия, мышьяковистого ангидрида, ртути, хрома, диоксида азота, сернистого ангидрида, хлористого водорода, меди, свинца, кадмия, никеля, оксида цинка, окиси углерода в воздухе рабочей зоны значительно ниже ПДК, а кадмий вообще не обнаружен. Технология производства керамического кирпича с добавкой золы от сжигания осадков сточных вод успешно внедрена на НПО "Керамика". Высокое качество продукции, ее экономическая конкурентоспособность обеспечили предприятию лидирующие позиции в регионе. |