Header Image

Подъем Китая и Индии
Сильнейший рост в развивающихся странах будет происходить в Азиатско-Тихоокеанском регионе, где, оценочно, в течение следующего десятилетия рост составит в среднем 125%.

Подробнее ...
Энергосбережение в цементной промышленности Печать E-mail
15.08.2012 02:25

Цемент - товар, пользующийся глобальным спросом. Он изготавливается на тысячах предприятий. Продукция крупных международных фирм составляет лишь 30% от мирового рынка. Главный и наиболее заметный рынок цемента - в строительной отрасли, где он применяется в сочетании с водой в виде бетона. В большинстве современных инженерных сооружений, офисных зданиях и квартирах используется бетон в сочетании со стальной арматурой. В развитых странах этот рынок растет очень медленно. На рынках развивающихся стран (например, Китая) рост идет быстрее. Цементная промышленность сталкивается с уникальным набором проблем, которые привлекают внимание как на местном, так и на международном уровне.

На производство цемента приходится 83% от общего потребления энергии в производстве нерудных полезных ископаемых и 94% выбросов CO2. От 20% до 40% общей стоимости производства цемента - затраты на электроэнергию. Основной энергозатратный процесс - производство цементного клинкера из известняка и мела путем нагревания известняка до температур выше 950°C. Портландцемент, наиболее широко используемый тип цемента, содержит 95% цементного клинкера. Также много электроэнергии используется для измельчения сырья и готового цемента.
В процессе изготовления клинкера в качестве побочного продукта при время обжиге известняка происходит выброс CO2. Этот технологический выброс не имеет отношения к использованию энергии и составляет около 3,5% мирового выброса CO2 и 57% от общего объема выбросов CO2 при производстве цемента. Выбросы от обжига известняка не могут быть сокращены за счет мер по повышению энергоэффективности и использованию альтернативных видов топлива, но могут быть уменьшены за счет производства цемента с добавками и тщательного выбора сырья.
В целом энергозатраты на обрабатывающую промышленность составляют треть мирового потребления энергии. На прямые промышленные выбросы CO2 приходится до 6,7 гигатонн (Гт) - около 25% от общего мирового выброса парниковых газов, из которых 30% - загрязнение от черной металлургии, 27% - от нерудных минералов (главным образом цемента) и 16% - от химической и нефтехимической продукции. Производство цемента включает в себя нагрев, обжиг и спекание, смешивание и измельчение материалов для изготовления клинкера. В результате производство цемента является третьей по величине причиной выбросов CO2 за счет производства извести, ключевого ингредиента в цементе. Таким образом, экономия энергии в процессе производства цемента может привести к снижению воздействия на окружающую среду. Улучшения в области энергоэффективности в этой отрасли промышленности и сокращение выбросов CO2 могут быть достигнуты главным образом через две процедуры:
1) в результате изменений в производстве и производственных процессах
2) путем изменения химического состава цемента

Производство и производственные процессы могут быть улучшены путем изменения энергетической политики и инвестиций в новое оборудование и/или модернизацию существующего. Изменения в химических составах цементов для экономии энергии и сокращения выбросов CO2 уже были продемонстрированы. Широкое распространение этих изменений до сих пор было затруднено тем, что разработка нового промышленного стандарта является довольно сложным процессом. Это относится, в частности, к цементной промышленности, которая является весьма капиталоемким и конкурентным сектором с долгими сроками экономической жизни существующих объектов, поэтому изменить что-либо не столь легко.
Мощнейший эффект по повышению энергоэффективности и сокращению выбросов CO2 может быть достигнут путем совершенствования процесса производства цемента. В цементной промышленности прокаливание (переработка сырья в цемент при высокой температуре, например, выше 800°C) является очень распространенным технологическим процессом, на долю которого приходится 74% потребления энергии в этой отрасли. Поскольку КПД при использовании этой традиционной технологии всего лишь немногим больше 30%, здесь есть значительные возможности для улучшения. На измельчение приходится 5,8% потребляемой отраслью энергии. Эта операция имеет КПД в пределах от 6 до 25% и также имеет перспективу для экономии энергии.
Потенциальных возможностей для повышения энергоэффективности и снижения выбросов CO2 на стадии сырья и при производстве бетона меньше, чем при производстве цемента. Например, выбросы CO2 во время транспортировки могут быть уменьшены заменой дизельного топлива биодизелем. Как правило, повышение энергоэффективности пропорционально сокращению выбросов CO2, полученного от сжигания ископаемого топлива и выработки электроэнергии. Тем не менее, следует отметить, что сокращение выбросов CO2 при производстве цемента, пропорциональное повышению энергоэффективности, не представляется возможным. Более половины выбросов CO2, связанных с производством цемента и бетона являются результатом химических реакций и не является результатом энергозатрат, необходимых для протекания этих реакций. Например, если бы для прокаливания во всей цементной индустрии мира использовались только чистые источники энергии с почти нулевым выбросом CO2 (например, ядерная энергия, биомасса), то выбросы CO2 в данной отрасли сократились бы только на 54%.
Еще один способ сокращения выбросов заключается в замене ископаемого топлива на отходы или биомассу. Цементные печи хорошо подходят для сжигания отходов из-за их высокой температуры и потому, что сырье и клинкер при прокаливании работают, как адсорбенты - в печах для обжига цемента сжигают автомобильные шины, древесину, пластмассу, химические и другие отходы. Цементные заводы в Бельгии, Франции, Германии, Нидерландах и Швейцарии в среднем достигли уровня замещения топлива с 35% до более чем 70%. Некоторые отдельные заводы даже достигли 100% замены с использованием соответствующих отходов. Однако, очень высокая степень замещения может быть осуществлена, только если на заводе производится сортировка и подготовка мусора. Твердые бытовые отходы, например, должны быть переработаны до состояния однородной массы. Цементная промышленность в США сжигает 53 млн использованных шин в год, что составляет 41% всех сжигаемых шин и эквивалентно 0,39 млн. т. Около 50 миллионов шин, или 20% от общего объема, по-прежнему отправляются на свалки. Хотя эти альтернативные виды топлива широко используются, их использование остается спорным, так как цементные печи не подлежат такому же жесткому контролю выбросов, как мусоросжигатели.
Еще один способ снизить потребление энергии и выбросы в процессе производства цемента - в повышенной пропорции сочетать цементы с альтернативным сырьем (не клинкером), таким, как вулканический пепел, гранулированный доменный шлак от производства чугуна, или летучая зола от угольных электростанций. Применение таких цементов варьируется в различных странах - например, такие цементы широко применяются в континентальной Европе, но почти не используются в Соединенных Штатах и Великобритании. В Соединенных Штатах и в Китае заменители клинкера добавляют непосредственно на стадии приготовления бетона.

Продолжение - Энергосбережение в цементной промышленности: Осуществимость, мероприятия и экономическое развитие

 
Free template "Frozen New Year" by [ Anch ] Gorsk.net Studio. Please, don't remove this hidden copyleft! You have got this template gratis, so don't become a freak.