Корзина
Нет отзывов, добавить
+7(921)9026894
+7(921)9026894
+7(921)1851111
Оборудование и технологии для переработки отходов
Корзина
  • АРК
  • Статьи
  • Использование отходов в цементной промышленности

Использование отходов в цементной промышленности

Использование отходов в цементной промышленности

конвейер с цементомУДК 662:666.94

Е.М. Озерова, канд. техн. наук, заместитель директора ЧОУ ДПО «Институт повышения квалификации «Интеграл»; О.Н. Кайгородов, заместитель директора, ООО «АРК», Россия

Использование отходов в российской цементной промышленностиЦемент на заводе

Производство цемента отнесено к областям применения наилучших доступных технологий, утвержденным распоряжением Правительства РФ от 24.12.2014 г. № 2674-р [1]. В РФ предусмотрен комплекс мер, направленных на отказ от использования устаревших и неэффективных технологий, переход на принципы НДТ и внедрение современных технологий, утвержденных распоряжением Правительства РФ От 17.03.2015 N 449-Р [2], а также обеспечение реализации перехода промышленности России на принципы НДТ, включая создание современного отечественного оборудования. Определение НДТ дает ГОСТ 33570—2015 «Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Методология идентификации. Зарубежный опыт (Переиздание)». Также в РФ действует специальный стандарт по утилизации отходов в цементной промышленности — ГОСТ Р 56828.26—2017 «Наилучшие доступные технологии. Ресурсосбережение. Аспекты эффективного обращения с отходами в цементной промышленности», который учитывает положения информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям «Производство цемента» [3], утвержденного приказом Росстандарта от 15.12.2015 г. № 1576.

В ГОСТ Р 56828.26—2017 в разделе 5 указаны характеристики процессов утилизации отходов в цементной промышленности. В частности, отмечено, что в ходе их утилизации происходит следующее:

  • достигаются полная утилизация топливной золы в составе клинкера и, следовательно, повторное использование материала в качестве сырьевого компонента и дополнительная экономия энергии;
  • происходит химико-минералогическое связывание тяжелых металлов в клинкерную матрицу;
  • введенные отходы полностью связываются в минералы портландцементного клинкера;
  • при повышении концентрации нежелательных элементов байпасная пыль удаляется из системы.горы цемента

Следовательно, применение горючих отходов производства и потребления в технологическом цикле производства цемента является условием выполнения требований по НДТ при одновременной оптимизации затрат на производство цемента с применением традиционного топлива.

В законодательстве РФ понятие горючих отходов специально не определено, однако в п. 3.29—3.33 ГОСТ 30772—2001 «Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения» раскрыты такие понятия:разлив цемента

  • взрывоопасные отходы — отходы, смеси отходов, содержащие химические вещества, способные к химической реакции с выделением газов такой температуры и давления и с такой скоростью, что это вызывает взрыв;
  • жидкие огнеопасные отходы — отходы в виде жидкости, смеси жидкостей и/или содержащие твердые вещества в растворе или суспензии, которые выделяют огнеопасные пары при температуре выше 60 °С в закрытом сосуде или выше 65,6 °С — в открытом сосуде;
  • твердые огнеопасные отходы — твердые отходы, кроме классифицированных как взрывоопасные, которые при транспортировании способны легко загораться либо могут вызвать или усиливать пожар при тушении;
  • самовозгорающиеся отходы — отходы, содержащие вещества, способные самопроизвольно нагреваться при нормальных условиях при соприкосновении с воздухом с последующим самовоспламенением или самовозгораться при взаимодействии с водой в результате выделения огнеопасных газов;
  • окисляющие отходы — отходы, содержащие химические вещества, не горючие сами по себе, но за счет выделения кислорода способные вызвать воспламенение других материалов.цемент

В п. 1.3 справочника [3] указано, что в цементной промышленности Российской Федерации при производстве клинкера и цемента используются такие виды топлива, как природный газ, уголь и горючие сланцы. Основной из них — природный газ — используется на 44 цементных заводах, уголь — на 12 и сланцы — только на заводе ОАО «Цесла». До 2005 года некоторые предприятия использовали мазут, но в дальнейшем в связи с ростом цен было принято решение перейти на другие виды топлива. Доля применения альтернативных видов топлива пока крайне незначительна.

Альтернативные виды топлива законодательством РФ не определены никак, но относятся к регенеративным топливам, которые создаются из возобновляемых источников энергии. 

В соответствии с Федеральным законом от 26.03.2003 N 35-ФЗ (ред. от 29.07.2018) «Об электроэнергетике» [4] к возобновляемым источникам энергии относятся:Ангар с цементом

  • энергия солнца;
  • энергия ветра;
  • энергия вод (в том числе энергия сточных вод), за исключением случаев использования такой энергии на гидроаккумулирующих электроэнергетических станциях;
  • энергия приливов;
  • энергия волн и водных объектов, в том числе водоемов, рек, морей, океанов;
  • геотермальная энергия с использованием природных подземных теплоносителей;
  • низкопотенциальная тепловая энергия земли, воздуха, воды с использованием специальных теплоносителей;
  • биомасса, включающая в себя специально выращенные для получения энергии растения, в том числе деревья;
  • отходы производства и потребления, за исключением отходов, полученных в процессе использования углеводородного сырья и топлива;
  • биогаз;
  • газ, выделяемый отходами производства и потребления на свалках таких отходов;
  • газ, образующийся на угольных разработках.цементозавод

Следовательно, в законодательстве определено, что отходы производства и потребления являются альтернативными видами топлива, которые могут применяться в том числе в цементной промышленности.

В разделе 2.7 справочника [3] указано, что различные типы отходов могут заменять природные сырьевые материалы и ископаемое топливо в производстве цемента и будут способствовать, с одной стороны, сохранению природных источников, а с другой — снижению материало- и энергозатрат. Там же, в п. 6.2.4 «Использование отходов в качестве топлива», отмечено, что поскольку в себестоимости продукции стоимость используемой энергии составляет 30—40 %, применение отходов в качестве альтернативного топлива приводит к существенному снижению производственных расходов.

Отходы топлива могут быть дешевле, чем обычное топливо, хотя стоимость зависит от типа отходов и местных условий. Однако топливные отходы часто проходят предварительную обработку и гомогенизацию до их использования на цементных заводах, что приводит к их удорожанию. Дополнительный контроль и анализы отходов также повышают их стоимость.

горы цементаВместе с тем не будем забывать, что применяемые как альтернативное топливо виды отходов могут подпадать под требования законодательства РФ в части расширенной ответственности производителя (РОП) и приносить цементному предприятию дополнительный доход.

Со времени подготовки к печати опубликованной ранее статьи об использовании отходов при производстве цемента в России [5] блок нормативной документации по РОП, а также законодательство по утилизации отходов несколько изменились.цемент

Распоряжением Правительства РФ от 28 декабря 2017 года № 2970-р[6] утвержден обновленный перечень готовых товаров (включая упаковку), подлежащих утилизации после утраты ими потребительских свойств. В нем увеличено число видов продукции, подпадающих под регулирование в части самостоятельной утилизации (расширенной ответственности производителя, РОП) или уплаты экологического сбора. Теперь в перечень включены те виды отходов (образовавшиеся из продукции, утратившей потребительские свойства), которые можно использовать в качестве альтернативного топлива на предприятиях цементной промышленности.

Распоряжением Правительства РФ от 28 декабря 2017 года № 2971-р [7] утверждены нормативы утилизации отходов от использования товаров на 2018—2020 годы, указанные для 54 групп товаров или их упаковки в соответствии с перечнем, который утвержден распоряжением № 2970-р. Предусмотрено ежегодное увеличение этих нормативных показателей (например, для группы 18 «Шины, покрышки и камеры резиновые» — на 5 % в год, с 20 % в 2018 году до 30 % в 2020 году). Рост нормативов утилизации продукции, утратившей потребительские свойства, ужесточает требования законодательства в отношении сбора и передачи образовавшихся из продукции отходов на утилизацию, а при невозможности их выполнения — в отношении оплаты экологического сбора в больших размерах, чем было ранее. Таким образом, стимулирован поиск путей утилизации этих отходов, в том числе путем их использования в качестве альтернативных видов топлива. Рост заинтересованности производителей в утилизации отходов от использования выпускаемой ими продукции создает предпосылки для формирования ситуации, в большей степени благоприятствующей сжиганию отходов в цементных печах, чем ранее.

Расширение перечня товаров, подпадающих под РОП может оказать существенное влияние на ценообразование на рынке ТТБО, а также позволит извлечь дополнительной прибыли от энергетической утилизации на предприятиях цементной промышленности. В частности:Цементный завод

- использование возможности получения платежей по РОП при подготовке ТТБО мусороперерабатывающим предприятием позволит снизить цену на ТТБО, состоящих преимущественно из упаковки (полимерные емкости, пленка, картон, бумага),

- цементный завод, имеющий лицензию на обращение с отходами, имеющий у себя перерабатывающие мощности и принимающий на утилизацию упаковку или горючие фракции ТТБО, может рассчитывать на получение платежей по РОП от производителей упаковки.

В 2019 году внесены изменения в Федеральный закон от 24.06.1998 N 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления», вступившие в силу с 14 июня 2020 года [8]. Согласно этим изменениям, теперь утилизация отходов включает в себя, в частности, энергетическую утилизацию — использование твердых коммунальных отходов (ТКО) в качестве возобновляемого источника энергии (вторичных энергетических ресурсов) после извлечения из них полезных компонентов на объектах обработки, соответствующих требованиям, которые устанавливаются Правительством Российской Федерации.Машина насыпает цемент

Указанные изменения касаются обращения с хвостами ТКО — либо путем изготовления альтернативного топлива (остающегося в то же время отходом), которое могут использовать цементные заводы, либо путем сжигания подготовленных для этого отходов с получением тепла и энергии. Если у цементного завода уже есть действующая система утилизации с использованием отходов (например, таких как резина или смесь отходов, подготовленная аналогично топливу из ТКО (refuse derived fuel, RDF)) в виде топлива и лицензия на утилизацию этих отходов, то первый способ позволяет ему получать средства от организаций, которым необходимо подтверждать самостоятельную утилизацию отходов, в том числе и входящих в состав ТКО. Вместе с тем в данном случае получить право на поступление оплаты по тарифу на энергетическую утилизацию ТКО, скорее всего, не получится, хотя в настоящее время методики расчета такого тарифа нет — существует только проект постановления Правительства РФ о внесении изменений в постановление Правительства РФ от 30 мая 2016 года № 484 «О ценообразовании в области обращения с твердыми коммунальными отходами» [9]. Проект находился на обсуждении федеральных органов исполнительной власти во время подготовки данного материала к публикации. В течение 6 месяцев с момента вступления в силу нового постановления должны быть подготовлены и утверждены Федеральной антимонопольной службой (ФАС) новые методические указания по расчету регулируемых тарифов в области обращения с ТКО (взамен методических указаний, утвержденных приказом ФАС от 21 ноября 2016 г. № 1638/16), которые будут включать в себя методику расчета тарифа на энергетическую утилизацию ТКО.  цемент

Какие заводы используют альтернативные виды топлива из отходов?

Ряд российских заводов уже использует альтернативные виды топлива из отходов в производстве цемента. В их числе следующие предприятия:

  • «Мордовцемент» (входит в состав холдинга «ЕВРОЦЕМЕНТ груп») — на сжигание подаются измельченные покрышки и древесные отходы,
  • филиал «Коркино» компании SLK Cement — смесь древесных отходов с бумагой и полимерами,
  • Ферзиковский цементный завод компании ЛафаржХолсим Россия — малоподготовленные отходы и хвосты сортировки ТКО,
  • Щуровский цементный завод компании ЛафаржХолсим Россия — изношенные автомобильные покрышки,
  • Серебрянский цементный завод компании «Смиком» — сухие илы очистных сооружений;
  • филиал ООО «ХайдельбергЦемент Рус» в п. Новогуровском — древесные отходы и ил очистных сооружений.

Из всех перечисленных заводов производство по подготовке топлива на своей территории имеют только «Мордовцемент» и Ферзиковский цементный завод. Все остальные принимают отходы, подготовленные на стороне. На большинство заводов поступают не отходы, а альтернативное топливо, изготовленное в соответствии с техническими условиями производителя, за поставки которого завод платит от 1 до 2 тыс. руб. за 1 т в зависимости от качества топлива.

Как показывают исследования ТТБО, практически во всех регионах страны его влажность в течение года не опускается ниже 30%, а в дождливый сезон может достигать 45%. Чтобы получить приемлемые для цементников параметры влажности (менее 20% при подаче на декарбонизатор и менее 10% при подаче на главную горелку), производителю ТТБО необходимо ставить сушильный агрегат, что требует дополнительных затрат, в т.ч. и на тепловую энергию для сушки, а значит приводит к увеличению стоимости ТТБО.  В этом случае целесообразно рассмотреть частичный перенос производства по подготовке ТТБО на территорию цементного завода с целью использования отходящего от печи тепла для сушки ТТБО, топлив из древесных отходов и т.п.Изделия из цемента

Для лесных регионов РФ, где развита деревообработка и тысячи тонн древесных отходов (опилки, обрезь, горбыль и т.п.) ежегодно отправляются на полигоны или гниют на месте образования, очень перспективно направление использования древесных отходов в качестве альтернативных видов топлива. Не менее ценным сырьем (топливом) является лигнин, хранилища с которым занимают сотни гектаров по всей стране. Теплотворная способность лигнина достигает 6500ккал/кг (на сухое состояние).

Несмотря на то, что существенно выросли объемы возможного потребления цементными заводами топлива из ТКО (так называемых ТТБО) в ближайшей перспективе (1—2 лет), крупный производитель ТТБО в стране по прежнему один — компания АО «Автопарк № 1 Спецтранс» в Санкт-Петербурге. В ближайшее время появятся крупные производители ТТБО в Подмосковье.

Помимо перечисленных выше, в настоящий момент до 10 цементных заводов в стране ведут проработку использования древесных и бытовых отходов, автопокрышек, илов и др. в качестве альтернативного топлива. В частности, завод «Азия Цемент» может начать экспертизу проекта до конца 2020 года.цементный завод

 

ЛИТЕРАТУРА

1.       Распоряжение Правительства РФ от 24.12.2014 г. № 2674-р [Электронный ресурс]. URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/70729302/ (дата обращения 12.09.2020).

2.       Распоряжение Правительства РФ От 17.03.2015 N 449-р [Электронный ресурс]. URL: https://base.garant.ru/70898680/ (дата обращения 12.09.2020).

3.       3. ИТС 6–2015. Производство цемента [Электронный ресурс]. URL: https://www.rst.gov.ru/portal/gost/home/activity/NDT/sprav_NDT_2015 (дата обращения 12.09.2020).

4.       Федеральный закон от 26.03.2003 N 35-ФЗ (ред. от 29.07.2018) «Об электроэнергетике» [Электронный ресурс]. URL: https://base.garant.ru/185656/ (дата обращения 12.09.2020).

5.       Ольшевская С.В., Озерова Е.М., Кайгородов О.Н. Использование отходов при производстве цемента в России // Цемент и его применение. 2017. № 6. С. 88—95.

6.       Распоряжение Правительства РФ от 28.12.2017 г. № 2970-р [Электронный ресурс]. URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71749650/ (дата обращения 12.09.2020).

7.       Распоряжение Правительства РФ от 28 декабря 2017 года № 2971-р [Электронный ресурс]. URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71749648/ (дата обращения 12.09.2020).

8.       Федеральный закон от 24 июня 1998 г. N 89-ФЗ "Об отходах производства и потребления" (с изменениями и дополнениями) [Электронный ресурс]. URL:  https://base.garant.ru/12112084/ (дата обращения 12.09.2020).

9.       Проект постановления Правительства Российской Федерации «О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 30 мая 2016 г. № 484 «О ценообразовании в области обращения с твердыми коммунальными отходами» [Электронный ресурс]. URL:  https://fas.gov.ru/documents/686531 (дата обращения 12.09.2020).

10.   Приказ Федеральной антимонопольной службы от 21.11.2016 г. № 1638/16 [Электронный ресурс]. URL: https://fas.gov.ru/documents/683570 (дата обращения 12.09.2020).

Другие статьи