Quá trình sản xuất cao ảnh hưởng thế nào đến môi trường
|
Nguyên liệu chính được sử dụng bởi ngành công nghiệp thủy tinh là cát, vôi, dolomit, fenspat, cũng như sôđa, borosilicat và nhiều chất phụ gia khác. Kết quả là nhiều loại đồ dùng được làm bằng thủy tinh ra đời. Trong ngành công nghiệp thủy tinh hiện đại, các nguyên liệu thô không còn được các công ty tự khai thác mà được mua với thành phần hóa học và vật lý mong muốn, ví dụ như về độ hạt, độ ẩm, tạp chất (để biết sự liên quan đến môi trường của việc chiết xuất nguyên liệu thô, hãy tham khảo về khai thác bề mặt ngắn gọn về môi trường). Sự khác biệt đáng kể giữa các vật liệu được định lượng và hỗn hợp đòi hỏi phải sử dụng các nhà máy trộn và chế biến , nơi hỗn hợp được nấu chảy trong các lò bồn chứa, hiếm hơn là trong các lò nồi, hoặc các lò đặc biệt. Lò nung cupola đôi khi vẫn được sử dụng cho sợi khoáng, và hệ thống nấu chảy bằng điện được sử dụng để sản xuất sợi gốm. Khí thải được hình thành trong quá trình nấu chảy ngày nay được làm mát bởi các nhà máy tái sinh hoặc thu hồi, do đó làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu cụ thể .  Sau khi nấu chảy, những chiếc ly được đúc thành khuôn. Hầu hết các kính sau đó phải được làm nguội theo ứng dụng tiếp theo, để tránh các ứng suất của kính. Kính thường được xử lý thêm bằng cách xử lý sau nhiệt, hóa học và vật lý , chẳng hạn như kẹp, đổ, uốn, dán, hàn và mài. Đồ thủy tinh rỗng thường được trang trí. Xơ được kéo, ly tâm, thổi hoặc đùn sau khi nấu chảy, sử dụng nhiều công nghệ khác nhau. Các năng lực của các công ty thủy tinh sản xuất cá thể khác nhau đáng kể, và nó thường là trường hợp mà một số hệ thống nóng chảy với các chương trình sản xuất khác nhau được kết hợp trong một tác phẩm. Lò nung có công suất 3-8 tấn / ngày, trong khi dung tích bể cho các loại kính đặc biệt từ 8 đến 15 tấn / ngày trong hầu hết các trường hợp. Tuy nhiên, trong các lĩnh vực chuyên môn, sản lượng cao hơn nhiều, ví dụ như bể chứa thủy tinh nung chảy từ 180 đến 400 tấn / ngày, bể kính nổi đạt công suất nóng chảy từ 600 đến 1000 tấn / ngày. Các nhiệt độ nóng chảy của kính thường khoảng giữa 1200 và 1500 °C, nhiệt độ phụ thuộc phần lớn vào hỗn hợp và các sản phẩm được sản xuất. Các lượng năng lượng cần thiết để làm tan chảy 1 kg thủy tinh là giữa 3700 và 6000 kJ. Công suất và mức tiêu thụ năng lượng được chỉ ra ở trên là các giá trị trung bình phụ thuộc vào thiết kế và thời gian vận hành của bồn chứa, chương trình sản xuất và tải trọng thực tế của bồn chứa. Cần giảm mức tiêu thụ năng lượng cụ thể bằng cách sử dụng các mảnh vụn chất thải nếu có thể. Tác động môi trường của công nghiệp thủy tinhTrong một công trình thủy tinh, khí thải được hình thành trong quá trình nung chảy thủy tinh do quá trình đốt cháy nhiên liệu được sử dụng . Ngoài cặn cháy , chẳng hạn như lưu huỳnh đioxit (SO2) và oxit nitơ (NOx), khí thải còn chứa các thành phần hợp chất như kiềm (Na, K), clorua (-Cl), florua (-F) và sunfat (-SO4). Lưu huỳnh đioxit (SO2)Khí thải lưu huỳnh đioxit hoặc SOx , được tạo thành từ SO2 + SO3 , nằm trong khoảng từ 1100 đến 3500 mg / Nm 3 của khí thải trong trường hợp bể thủy tinh được nung tái sinh trong một thời gian nung. Khi các khoang không được cọ rửa đầy đủ , các giá trị đỉnh cao hơn nhiều , cao tới 5800 mg / Nm 3 của khí thải, được tìm thấy khi bắt đầu thay đổi nung. Các bồn chứa được làm nóng bằng điện hoặc tăng áp bằng điện có thể hoạt động liên tục ở tải SOx thấp hơn (<500 mg / Nm 3 ). Mặt khác, việc sử dụng dầu nặng có hàm lượng lưu huỳnh rất cao (lên đến 3,7%) làm phát sinh giá trị phát thải rất cao. Khí thiên nhiên thường không chứa lưu huỳnh không ảnh hưởng đến sự hình thành SOx . Một số phát thải lưu huỳnh cũng là do thêm sunfat vào hỗn hợp. Hướng dẫn kỹ thuật hiện hành về kiểm soát chất lượng không khí (TA-Luft 1986) chỉ ra giá trị tối đa đối với khí thải lưu huỳnh điôxít là 1800 mg / Nm 3, do đó trong các bể kính thông thường cần phải hấp thụ lưu huỳnh điôxít dư thừa. Hàm lượng lưu huỳnh điôxít có thể được giảm bớt bằng cách nạp magiê, canxi cacbonat và sôđa vào khí thải. Các bụi hình thành trong quá trình này cũng phải được lọc ra một lần nữa. Oxit nitơ (NOx)Một vấn đề môi trường khác trong sản xuất thủy tinh được đặt ra bởi tải NOx xuất hiện, có thể nằm trong khoảng từ 400 đến 4000 mg / Nm 3 của khí thải. Trong quá trình tinh chế nitrat, tức là sự giảm tỷ lệ bọt hoặc nốt sần trong khối thủy tinh bởi nitrat, các giá trị này tăng lên đáng kể . Hàm lượng NOx phụ thuộc vào nhiệt độ làm nóng sơ bộ không khí, hệ số không khí (không khí thừa) và quy trình và loại bể được sử dụng. Hàm lượng NOx có thể được giảm khi sử dụng xúc tác với amoniac (NH4). Quá trình này, hiện đang được thử nghiệm trên quy mô lớn , hứa hẹn sẽ giảm hàm lượng NO x xuống dưới 500 mg / Nm3 NO x tải. Flo / cloHàm lượng flo trong khí thải (được tính bằng HF) không được vượt quá các giá trị nhất định vì thực vật và động vật có thể bị tổn hại bởi flo. Florua có trong hầu hết các nguyên liệu thô được sử dụng trong sản xuất thủy tinh. Thông qua việc bổ sung các mảnh chất thải được nấu chảy ban đầu bằng flo vào quá trình nấu chảy, nồng độ flo trong khí thải có thể vượt quá 30 mg / Nm3 . Giá trị giới hạn flo thấp được quy định tại Đức theo TA-Luft 1986 là <5 mg / Nm 3 chỉ có thể đạt được thông qua lựa chọn nguyên liệu có hệ thống hoặc thông qua phản ứng phụ gia với các hợp chất canxi và kiềm. Các hợp chất clo , được đưa vào hỗn hợp chủ yếu thông qua soda hoặc nguyên liệu thô bị nhiễm muối, cũng gây ra vấn đề. Các phép đo đã chỉ ra nồng độ clorua ở thể khí từ 40 đến 120 mg / Nm 3 trong khí thải. Các vấn đề về phát thải khí clo (HCl) chủ yếu phát sinh trong các nhà máy đốt dầu nặng. Giống như sulfur dioxide, clorua cũng phải được hấp thụ bởi các hợp chất canxi hoặc natri trong hỗn hợp. Một vấn đề trong ngành công nghiệp thủy tinh là sự phát thải bụi của các lò nung chảy thủy tinh do nhiệt độ cao gây ra và sự bay hơi của các thành phần hỗn hợp vốn thăng hoa thành bụi mịn. Nồng độ bụi của các bể nấu chảy khác nhau không có bộ lọc được chỉ ra trong Bảng 1. Bảng 1 – Nồng độ bụi trong khí thải bể kính
Các giá trị được chỉ ra trong bảng cho thấy rằng các lò nung thủy tinh không có hệ thống lọc có nồng độ bụi cao trong khí thải. Giới hạn bụi quy định 50 mg / Nm 3 ở Đức (TA-Luft 1986) rất khó đạt được nếu không có các nhà máy khử bụi. Có thể sử dụng kết tủa bụi tĩnh điện, bộ lọc bụi vải có hấp thụ hoặc chà ướt, tùy thuộc vào loại và công suất của lò. Tuy nhiên, hệ thống khử bụi cũng phải giúp giảm phát thải florua, sulphat và clorua , cũng như các kim loại nặng độc hại. Sự phát thải của chì, cadmium, selen, asen, antimon, vanadi và niken là đặc biệt nghiêm trọng. Những loại bụi có hại cho môi trường này, được hình thành chủ yếu trong quá trình sản xuất các loại kính đặc biệt trong khí thải, chỉ có thể được tách ra bằng bộ lọc bụi. Các tiếng ồn được tạo ra đặc biệt quan trọng trong ngành công nghiệp kính trong suốt nóng chảy, đúc và làm mát và trong các khoang của máy nén khí, trong khi hầu như không có tiếng ồn tải vấn đề được tạo ra trong các lĩnh vực khai thác, chế biến, đóng gói và hoàn thiện. Trong các lò có thể đạt tới độ ồn lên đến 110 dB (A) trong quá trình nấu chảy và trong bộ nạp liệu. Quạt lớn tạo ra lượng không khí cần thiết và máy nén cũng tạo ra tiếng ồn tương đối cao. Tuy nhiên, có rất ít nơi làm việc nằm trong vùng lân cận của những nguồn tiếng ồn này. Trong các công trình hiện đại, những nơi làm việc này được lắp đặt các thiết bị chống ồn tĩnh. Hệ thống điều khiển của nhà máy có thể được cách âm hoặc có thể được lắp đặt bên ngoài vùng ồn. Phải đeo thiết bị bảo vệ thính giác khi làm việc trong thời gian ngắn tại các khu vực này. Một khu vực cực kỳ quan trọng về phát ra tiếng ồn , cũng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao và hơi dầu , là khu vực ép kính container với các máy điều khiển bằng khí nén; ở đây tải trọng tiếng ồn thường vượt quá 90 dB (A). Trong những năm gần đây, các cải tiến đã được thực hiện với các thanh dẫn khí được sửa đổi. Cho đến nay, những nỗ lực để bao bọc máy nhằm mục đích cách âm đã không thành công vì cần phải bôi trơn dầu thường xuyên cho các bộ phận và làm sạch khuôn. Khi kính được làm mát , tiếng ồn được tạo ra bởi quạt nhưng có thể được giảm bớt bằng các thiết kế và vỏ bọc phù hợp . Để tránh phiền toái về tiếng ồn, các công trình bằng kính phải được dựng cách xa khu vực sinh sống ít nhất 500 m . Khoảng cách với các khu dân cư phải sao cho không quá 50 đến 60 dB (A) vào ban ngày và không quá 35 – 45 dB (A) vào ban đêm. Tổng lượng nước tiêu thụ trên một tấn thủy tinh được sản xuất thay đổi đáng kể. Hệ thống tuần hoàn nên được lắp đặt để chỉ cần bổ sung một lượng nhỏ nước ngọt . Các khu vực tiêu thụ nước chính của công trình thủy tinh là: – Làm mát các máy nén cần thiết để tạo ra khí nén – Làm mát các động cơ diesel đôi khi được sử dụng để phát điện – Bể làm nguội thủy tinh thừa – Hoàn thiện và tinh chế thủy tinh bằng cách mài, khoan, v.v. Nước thải sản xuất trong các lĩnh vực này được làm mát và tái sử dụng , nhưng một phần cũng được sử dụng cho các chức năng khác , chẳng hạn như: – Làm ẩm hỗn hợp để ngăn bụi – Làm mát khí thải, đặc biệt là trong các nhà máy khử bụi EGR – Làm ẩm các sản phẩm vôi cho các nhà máy lọc hấp thụ khô. Mức tiêu thụ nước trung bình trong một công trình thủy tinh nên ít hơn 1 m 3 / tấn thủy tinh được sản xuất. Nước làm mát của các thiết bị cắt và máy đúc, máy nén, bất kỳ máy phát điện diesel công suất khẩn cấp nào được sử dụng và nước từ các bể dập tắt bên dưới máy sản xuất có thể bị nhiễm dầu. Nước thải đầu ra này phải được làm sạch bằng các thiết bị tách dầu. Ở Đức, nếu nước được thải ra, nó phải đáp ứng các yêu cầu tối thiểu liên quan đến việc xả nước thải vào nguồn nước (xả trực tiếp). Theo các quy định này, không quá 0,5 mg / Nm 3 các chất lắng đọng có thể lọt vào nước thải trong sản xuất thủy tinh. Trong khu vực xung quanh các công trình kính hiện đại đáp ứng các quy định hiện hành về môi trường liên quan đến khí thải và bụi, được trang bị các hệ thống làm sạch cần thiết, có mạch nước thải bên trong và bộ tách nước phù hợp, sẽ không có bất kỳ sự ô nhiễm đất hoặc thiệt hại do hậu quả nào. đến thực vật hoặc động vật. Nhân viên làm việc bằng kính có thể gặp nguy hiểm hoặc bị áp chế đặc biệt bởi tiếng ồn và ở những nơi làm việc nhất định bởi nhiệt . Hầu như không có bất kỳ vấn đề nào về bụi phát sinh trong các công trình kính được bảo dưỡng tốt, nhưng trong những trường hợp đặc biệt , ví dụ như trong sản xuất kính đặc biệt, bụi độc hại có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe. Về nguyên tắc, không nơi làm việc nào trong nhà máy được tiếp xúc với mức ồn liên tục vượt quá 85 dB (A); ở mức này cần được bảo vệ thính giác và phải đeo thiết bị bảo vệ từ 90 dB (A) trong mọi trường hợp. Bảo vệ thính giác là bắt buộc trong các khu vực xử lý nhiều tiếng ồn, ngay cả khi nhân viên chỉ ở đó trong một thời gian ngắn. Cho đến nay, vì lý do kỹ thuật, không thể đóng kín các máy ép kính, đặc biệt là các máy ép kính container ồn ào , hoặc tự động hóa chúng hoàn toàn, vì vậy nhân viên phải đeo thiết bị bảo vệ thính giác trong các khu vực này. Có thể dễ dàng tránh được tiếng ồn từ hệ thống đầu đốt, quạt và máy nén; thứ nhất là hầu như không có bất kỳ nơi làm việc nào ở gần các máy này, và thứ hai là các bộ phận điều khiển của máy có thể được che chắn để chống lại bụi, nhiệt và tiếng ồn. Khi thực hiện công việc bảo dưỡng và sửa chữa , nhân viên phải đeo thiết bị bảo vệ thính giác theo quy định và nếu cần thiết phải mặc quần áo bảo hộ. Trong trường hợp ngừng hoạt động hoặc sự cố bất ngờ của bồn chứa hoặc lỗi trong hệ thống gia nhiệt sơ bộ, nhiệt độ rất cao có thể xảy ra, vì một số bồn chứa được vận hành ở nhiệt độ vượt quá 1500 °C. Công việc trong các tình huống khẩn cấp như vậy phải được thực hiện dưới sự giám sát và các thiết bị bảo hộ để tạo điều kiện thuận lợi cho công việc, chẳng hạn như bộ quần áo bảo hộ nhiệt, phải có sẵn trong tất cả các công việc trong trường hợp khẩn cấp. Các kế hoạch dự phòng phải được lập ra và thực hiện các cuộc diễn tập thường xuyên để đảm bảo can thiệp có mục tiêu, nhanh chóng trong các tình huống khẩn cấp. Theo các nghiên cứu gần đây, thủy tinh và sợi khoáng bị nghi ngờ có tác dụng gây ung thư. Do đó, nên kiểm tra y tế thường xuyên trong các công trình kính để xác định bất kỳ vấn đề nào phát sinh ở giai đoạn đầu và ngăn ngừa các hậu quả bất lợi. Công trình thủy tinh xử lý 70 – 80% nguyên liệu thô tự nhiên (cát, fenspat, đôlômit, vôi), nhưng chúng thường không được khai thác trong khu vực lân cận công trình. Khoảng 75% nguyên liệu thô tự nhiên là cát thạch anh mà ngày nay hiếm khi được khai thác bởi các công trình thủy tinh. Các nước ngọt cần được sản xuất ở Đức tổng hợp từ muối (NaCl) và carbon dioxide, những con người sau chiết xuất từ đá vôi. Soda cũng có thể được chiết xuất từ các mỏ tự nhiên chủ yếu ở Hoa Kỳ. Nhất định của nguyên liệu khác là tổng hợp hoặc làm sạch nguyên liệu như hợp chất natri và boron. Cần khoảng 1,2 – 1,3 tấn nguyên liệu thô để nấu chảy một tấn thủy tinh, nhưng diện tích cần thiết để chiết xuất nguyên liệu thủy tinh không thể xác định chính xác vì các chất lắng đọng được đề cập không được sử dụng riêng cho ngành công nghiệp thủy tinh và mức độ chiết xuất thay đổi đáng kể . Nếu một công trình tiến hành khai thác riêng thì các khía cạnh bảo vệ môi trường phải được xem xét ngay từ giai đoạn lập kế hoạch khai thác , đặc biệt là liên quan đến quản lý nước và nhu cầu trồng trọt liên tục . Chi phí khai thác và trồng trọt phải được cộng vào chi phí nguyên liệu (xem Sơ lược về môi trường Khai thác bề mặt). Khi lựa chọn địa điểm đặt trung tâm sản xuất kính cũng phải tính đến yếu tố môi trường. Trong trường hợp các địa điểm ở những khu vực cho đến nay vẫn được sử dụng cho mục đích nông nghiệp thì phải kiểm tra các nguồn thu nhập thay thế , đặc biệt là đối với phụ nữ bị ảnh hưởng. Bên cạnh việc tuân thủ các quy định hiện hành về khí thải, bụi, tiếng ồn và nước, điều kiện đất nền , cảnh quan và cơ sở hạ tầng cũng phải được kiểm tra. Cơ sở hạ tầng bao gồm, trong số những thứ khác, tuyển dụng và nhà ở của nhân viên, hệ thống giao thông và vận tải và quá trình công nghiệp hóa hiện có và có kế hoạch của khu vực. Do các tác động môi trường không chỉ giới hạn trong khu vực công trình, nên các nhóm dân cư liên quan , đặc biệt là phụ nữ và trẻ em, cần được tiếp cận với dịch vụ chăm sóc y tế. Việc bổ sung hệ thống tái chế thủy tinh phế thải một mặt có thể làm giảm nhu cầu năng lượng cho sản xuất thủy tinh và mặt khác làm giảm đáng kể áp lực đối với các đầu rác thải. Tương tự như vậy, hệ thống đóng gói dùng một lần nên được thay thế bằng hệ thống đóng gói tái sử dụng. |
