Executive Summary – Cement and Lime



Дата26.09.2018
Размер93.2 Kb.

Executive Summary – Cement and Lime

кратко изложение

Настоящият Справочен Документ за най-добрите налични техники в циментовата и варовата промишлености отразява информационния обмен, осъществен съгласно Член 16(2) на Директива 96/61/EC на Съвета. Документът трябва да се разглежда в светлината на предговора, който описва целите на документа и неговата употреба.


Този BREF документ има две части, една за циментовата промишленост и една за варовата промишленост, като съгласно общата рамка всяка от тях съдържа 7 глави.

Циментова промишленост
Циментът е основен материал в промишленото и гражданското строителство. Произведените количества в циментовата промишленост са в пряка зависимост от общото състояние на строителния бизнес и по тази причина следват непосредствено цялостната икономическа ситуация. През 1995 година производството на цимент в Европейския Съюз възлизаше на 172 милиона тона, което се равнява на около 12% от световното производство.
След добиването, смилането и хомогенизирането на суровините, първата стъпка в производството на цимента е калцинирането на калциевия карбонат, последвано от изпичането при високи температури на получения калциев оксид заедно със силициевия оксид, алумооксида и ферооксида до получаване на клинкер. След това клинкерът се натрошава или смила заедно с гипс и други съставки до получаване на цимент.
Източници на калциев карбонат са естествено срещащите се варовикови природни находища, като например варовик, мергел или тебешир. Силициевия оксид, ферооксида и алумооксида се срещат в различни руди и минерали, като например пясък, шисти, глина и железна руда. Като частични заместители на естествените суровини могат също така да се използват остатъчна пепел от електростанции, шлака от доменни пещи и остатъчни продукти от други процеси.
Типичното средно потребление на суровини за производството на 1 тон клинкер в ЕС е 1.57 тона. По-голямата част от разликата са загуби в процеса като емисия на въглероден диоксид във въздуха при калциниращата реакция (CaCO3 → CaO + CO2).
Циментовата промишленост е енергийно-интензивна промишленост като енергийните разходи обикновено представляват 30-40% от производствените разходи (т.е. без да се включват капиталните разходи). За осигуряване на необходимата за процеса топлина могат да се използват различни горива. Най-често използваните горива през 1995 година бяха кокс (39%) и въглища (36%), следвани от различни видове отпадъчни продукти (10%), мазут (7%), лигнит (6%) и газ (2%).
През 1995 година в Европейския съюз имаше 252 инсталации за производство на циментен клинкер и готов цимент и общо 437 пещи за изпичане, но не всички от тях бяха действащи. Освен това съществуваха още 68 съоръжения за раздробяване (мелници) без пещи. През последните години най-често пещите за изпичане достигат дневен капацитет от около 3000 тона клинкер.
Изпичането на клинкера се извършва в ротационна пещ, която може да бъде част от мокра или суха система от дълги пещи, полумокра или полусуха система от пещи с предварително нагряване на стрития материал (Лепол), суха система от пещи с предварителен нагревател за суспензията или система от пещи с предварително нагряване/предварително калциниране. Пещ със сух процес, който преминава през многоетапно предварително загряване и предварително калциниране на суспензията се счита за най-добрата налична техника(1) за производството на циментен клинкер. Стойността на топлинния баланс за цитираната най-добра съществуваща техника (НДНТ) е 3000 MJ/тон клинкер.

Понастоящем около 78% от производството на цимент в Европа се извършва в пещи със сух процес, други 16% от производството са от пещи с полусух и полумокър процес, а остатъкът от около 6% от Европейското производство идва от пещи с мокър процес. Общо е очакването, че работещите в Европа пещи с мокър процес, както и системите от пещи с полусух и полумокър процес ще бъдат преобразувани при реконструкцията им в системи от пещи със сух процес.


Изпичането на клинкера е най-важната част от процеса от гледна точка на някои ключови въпроси по опазването на околната среда, енергопотреблението и емисиите във въздуха при циментовото производство. Най-значимите емисии на газове в околния въздух са от азотни оксиди (NOx), серен диоксид (SO2) и прахови емисии. Докато намаляването на емисиите на прах се прилага повсеместно от повече от 50 години, а намаляването на емисиите на SO2 е един специфичен за отделните инсталации проблем, намаляването на отделяните NOx оксиди е сравнително нов проблем за циментовата промишленост.
Много циментови заводи са възприели общи първични мерки, като например оптимизация на управлението на процесите, употребата на съвременни гравитачни подаващи системи за твърдото гориво, оптимизирани охладителни връзки и използването на системи за управление на мощността. Тези мерки обикновено се прилагат за подобряване качеството на клинкера и за намаляване на производствените разходи, но те водят и до намаляване на енергопотреблението и емисиите във въздуха

.
Най-добрите налични техники(1) за намаляване на емисиите от NOx представляват комбинация от общи първични мерки, първични мерки за контрол на емисиите на NOx, поетапно горене и селективно некаталитично редуциране (СНКС). Нивото на емисиите(2) при най-добрите налични техники (НДНТ) е 200-500 mg NOx/m3 (като NO2). Това ниво на емисии може да се разглежда в контекста на понастоящем съобщавания диапазон на емисиите от <200-3000 mg NOx/m3, както и на твърдението, че болшинството пещи в Европейския съюз са с възможности да достигнат по-малко от 1200 mg/m3 с прилагането на първичните мерки за намаляване на емисиите.


Въпреки че контролирането на емисиите на NOx при гореспоменатите най-добри налични техники (НДНТ) намери подкрепа, съществуваше и едно противоположно виждане(3) в рамките на техническата работна група (ТРГ), че нивото на емисиите при НДНТ във връзка с прилагането на тези техники е 500-800 mg NOx/m3 (като NO2). Съществуваше също и виждане(3), че селективното каталитично редуциране (СКР) е една от най-добрите налични техники със съответно ниво на емисиите от 100-200 mg NOx/m3 (като NO2).
Най-добрите налични техники(1) за намаляване на емисиите на SO2 представляват комбинация от общи първични мерки и добавяне на абсорбент при първоначални нива на емисиите не по-високи от около 1200 mg SO2/m3 и мокър или сух скрубер за първоначални нива на емисиите по-високи от около 1200 mg SO2/m3. Нивото на емисиите при НДНТ(2) свързвано с тези техники е 200-400 mg SO2/m3. Емисиите на SO2 от циментовите заводи се определят предимно по съдържанието на летлива сяра в суровините. Пещи, използващи суровини без или с ниско съдържание на летлива сяра имат доста по-ниски от горните нива на емисиите на SO2 и без да използват техники на намаляване на емисиите. Съобщаваният понастоящем обхват на емисиите е в диапазона <10-3500 mg SO2/m3.
Най-добрите налични техники за намаляване на емисиите на прах представляват комбинация от общи първични мерки и ефективно отстраняване на твърди частици от точковите (организираните) източници посредством използването на електростатични утаители и/или тъкани филтри. Нивото на емисии за НДНТ-техниките(2) свързвано с тези техники е 20-30 mg прах/m3. Понастоящем съобщаваният диапазон на емисии от точковите(организиранита) източници е 5-200 mg прах/m3. Най-добрите налични техники включват също и минимизиране и предотвратяване на прахови емисии от неорганизирани източници, както е описано в точка 1.4.7.3
Най-добрите налични техники за намаляване на твърдите отпадъци са рециклирането на уловените твърди частици и връщането им обратно в процеса там, където това е практически постижимо. Когато уловените прахови частици не подлежат на рециклиране, за най-добра съществуваща техника се приема използването на тези прахове при други търговски продукти, когато това е възможно.
Препоръчва се да се предвиди осъвременяване на настоящият Справочен документ за НДНТ-техника около 2005 година и особено частта, касаеща намаляването на NOx (разработване на технология за СКР /селективно каталитично редуциране/ и високоефективно СНКР / селективно некаталитично редуциране/ ). Други въпроси, които не са обхванати изцяло от този документ и които биха могли да бъдат разгледани/дискутирани при повторното му обсъждане са:

- повече информация за химическите добавки, играещи ролята на разредители на суспензията,

- цифрова информация за допустимата честота и времетраене на освобождаването на CO, и

- свързваните с НДНТ-техниките нива на емисиите за ЛОС (летливи органични съединения), метали, HCl, HF, CO и PCDD/Fs.



Варова индустрия
Варта се използва в голям диапазон от изделия, например като флюс при преработката на стомана, като свързващ материал в строителството, както и като утаител на примеси при пречистване на вода. Варта намира широко приложение и за неутрализирането на киселинни компоненти на промишлени източници на димни газове. С годишното си производство от около 20 милиона тона вар, страните от ЕС произвеждат около 15% от световния обем отговарящ на продадените количества вар.
Процесът на варопроизводството се състои от изпичане на калциевия и/или магнезиев карбонати за освобождаване на въглеродния двуоксид и получаване на производен оксид (CaCO3  CaO + CO2). Пролученият калциев оксид от пещта обикновено се раздробява, смила и/или пресява преди да се транспортира до силозите. От силозите, изпечената вар или се доставя на крайния потребител за употреба под формата на негасена вар, или се прехвърля в хидратираща инсталация, където се подлага на реакция с вода за получаване на гасена вар.
Терминът “вар” включва негасена и гасена вар и е синоним на термина “варни продукти”. Негасената, или “изпечена” вар представлява калциев оксид (CaO). Гасената вар съдържа предимно калциев хидрооксид (Ca(OH)2) и включва гасена вар (сух прах на калциев хидрооксид), варно мляко и варна паста (дисперсии на частици от калциев хидрооксид във вода.
Варопроизводството обикновено използва между 1.4 и 2.2 тона варовик за всеки тон продаваема негасена вар. Потреблението зависи от типа на изделието, чистотата на варовика, степента на калциниране и количеството на отпадъчните продукти. По-голямата част от разликата са загуби в процеса като емисия на въглероден диоксид в атмосферата.
Варовата промишленост е високо енергийно интензивна промишленост като енергийните разходи са до 50% от общите производствени разходи. В пещите се ползват твърди, течни или газови горива. През последните няколко години значително се увеличи употребата на природен газ. Най-често използваните горива през 1995 година бяха природния газ (48%) и въглищата, включително антрацитни, коксови и лигнитни въглища (36%), следвани от нефт (15%) и други горива (1%).
През 1995 година в Европейския съюз имаше приблизително 240 вародобивни инсталации (изключваме вароуловителното производство) и общо около 450 пещи, повечето от които са паралелно-поточни регенеративни шахтови пещи и други видове шахтови пещи. Капацитетът на най-често срещаната пещ е в границите между 50 и 500 тона дневно.
Ключови въпроси за опазването на околната среда, свързани с варопроизводството са замърсяването на въздуха и употребата на енергийни източници. Процесът на изпичане на варта е основният източник на емисии и също така главния потребител на енергия. От значение могат да бъдат също и вторичните процеси на гасене на варта и смилане. Ключовите атмосферни емисии са от прах, азотни оксиди (NOx), серен диоксид (SO2) и въглероден оксид (CO).
Много варови заводи са предприели общи първични мерки, като например оптимизация на управлението на процесите. Тези мерки обикновено се вземат за подобряване качеството на изделието и намаляване на производствените разходи, но те също намаляват и разхода на енергия и атмосферните емисии.
Най-добрите налични техники за намаляване на праховите емисии представляват комбинация от общи първични мерки и ефективно отстраняване на твърди частици от точковите (организираните) източници посредством използването на тъкани филтри, електростатични утаители и/или мокри скрубери. Нивото на емисии за НДНТ(4) свързвано с използването на тези техники е 50 mg прах/m3. Най-добрите налични техники включват също и минимизиране и предотвратяване на прахови емисии от неорганизирани източници, както е описано в точка 1.4.7.3
Най-добрите налични техники за намаляване на твърдите отпадъци включват употребата на праха и неотговарящата на спецификациите негасена и гасена вар в определени търговски продукти.
Емисиите на NOx зависят главно от качеството на произведената вар и конструкцията на пещта. В няколко ротационни пещи вече са монтирани горелки с ниско отделяне на NOx. Във вародобивната промишленост не се прилагат други технологии за намаляване на NOx.
Емисиите на SO2 , предимно от ротационните пещи зависят от съдържанието на сяра в горивото, конструкцията на пещта и необходимото съдържание на сяра в произведената вар. По тази причина емисиите на SO2 могат да се ограничат с избирането на горива с ниско сярно съдържание, както и с производството на вар с по-високи серни съдържания. Съществуват и техники за добавяне на абсорбенти, но понастоящем те не се прилагат във вародобивната промишленост.
Полезно би било, преди да се направи осъвременяване на настоящия справочен документ да се направи проучване на настоящите техники за намаляване на вредни емисии и намаляване на консумацията, както и да се извърши преглед във вародобивната промишленост.



1 Вж. раздел 1.5 за определенията за приложимост и осъществимост.

2 Нивата на емисиите се изразяват на базата на средните за деня и при стандартни условия от 273 K, 101.3 kPa,10% кислород и сух газ.

3 Вж. раздел 1.5 за детайли и доказателства по различните мнения.






Поделитесь с Вашими друзьями:




База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2020
отнасят до администрацията

    Начална страница