Меню

Использование отходов производства при производстве цемента



Использование отходов производства при производстве цемента

Аспекты эффективного применения

Resources saving. Best available techniques for the waste management in the cement industry. Aspects of good practice

Дата введения 2013-06-01

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ» (ФГУП «ВНИЦСМВ») совместно с Закрытым акционерным обществом «Инновационный экологический фонд» («ИНЭКО» ЗАО)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 349 «Обращение с отходами»

4 В настоящем стандарте реализованы нормы Справочника ЕС «Европейская комиссия. Комплексное предупреждение и контроль загрязнений. Справочное руководство по наилучшим доступным технологиям. Производство цемента, извести и оксида магния. Май 2010 г.» («European Commission. Integrated Pollution Prevention and Control. Reference Document on Best Available Techniques in the Cement, Lime and Magnesium Oxide Manufacturing Industries. May 2010»)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет (gost. ru)

Цемент — порошкообразный строительный вяжущий материал, который обладает гидравлическими свойствами, состоит из клинкера и, при необходимости, гипса или его производных добавок. По назначению цементы подразделяют на общестроительные и специальные. По виду клинкера выделяют цементы на основе: портландцементного клинкера, глиноземистого (высокоглиноземистого) клинкера и сульфоалюминатного (-ферритного) клинкера.

Цементный клинкер (клинкер) — продукт, получаемый обжигом до спекания или плавления сырьевой смеси надлежащего состава и содержащий главным образом высокоосновные силикаты и/или высоко- или низкоосновные алюминаты кальция.

Портландцементный клинкер — клинкер, состоящий преимущественно из высокоосновных силикатов кальция, а также алюминатов и алюмоферритов кальция.

Производство цемента характеризуется высоким потреблением энергии, в связи с чем все большую актуальность приобретают технологии, использующие альтернативные и экологичные источники энергии.

В производстве цемента обычное ископаемое топливо может быть заменено горючими отходами, то есть остатками, образующимися после сортировки отходов и содержащими твердые или жидкие горючие остатки топлива и/или биомассы.

Горючие отходы могут быть в твердом, жидком или пастообразном состояниях в зависимости от источника их образования, например в промышленности, сельском хозяйстве, в поселениях.

До принятия решения об использовании отходов следует рассмотреть основные принципы их использования, например необходимость предварительной сортировки и расширенный анализ технологических процессов по их подготовке. Испытания свойств отходов следует выполнять для того, чтобы сохранить стандартное качество клинкера, так как топливная зола полностью захватывается клинкером. Окончательное решение о том, какой тип отходов будет принят к использованию на конкретном цементном заводе, не может быть однотипным.

Читайте также:  Как долго высыхает цементный раствор

Использование горючих отходов в производстве цемента постоянно увеличивается.

Различные типы отходов могут заменять сырье и ископаемое топливо в производстве цемента. Замещение традиционного топлива горючими отходами (в среднем на 17%) показывает, что использование отходов в качестве топлива и сырьевых материалов в процессе производства цемента становится обычной практикой.

В европейской цементной промышленности используют значительное количество горючих отходов различного происхождения, которые на отдельных заводах заменяют до 80% ископаемого топлива, что способствует общему снижению выбросов парниковых газов и экономии исходных энергетических ресурсов.

В европейской цементной промышленности в качестве сырьевых материалов наиболее часто используют следующие виды отходов: зола-унос, сталеплавильный шлак, формовочный литейный песок, доменный шлак, шламы целлюлозно-бумажного производства, нефтесодержащие грунты, микрокремнезем, пиритные огарки, синтетический гипс (отход десульфуризации газов и производства фосфорной кислоты).

Другие отходы, так называемые «добавки при измельчении», поставляются на заводы, где реализованы процессы измельчения или смешивания. Зола-унос может применяться как сырье при получении клинкера (в основном как компонент, содержащий оксид алюминия) и как добавка при измельчении при производстве цемента. Она может заменять до 50% портландцементного клинкера. Более того, современные побочные продукты производства гипса сами по себе пригодны для использования в качестве сульфатного компонента.

На протяжении многих лет в СССР, а затем в СНГ и в Российской Федерации действовал один стандарт на цементы: ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия». Затем были разработаны и введены основополагающие ГОСТ 24640-91 «Добавки для цементов. Классификация» и ГОСТ 30515-97 «Цементы. Общие технические условия».

С 1 сентября 2004 года Госстроем России введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации межгосударственный стандарт ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные. Технические условия», который гармонизирован с основным европейским стандартом в данной сфере деятельности: EN 197-1:2000* «Цементы. Часть 1: Состав, технические требования и критерии соответствия обычных цементов».
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

В основу настоящего стандарта положены данные, представленные в Справочнике ЕС [1], представляющем собой руководство по применению наилучших доступных технологий (НДТ) в цементной промышленности. При разработке настоящего стандарта также использовался неофициальный перевод на русский язык Справочного документа по наилучшим доступным технологиям «Производство цемента, извести и оксида магния. 2009», осуществленный проектом «Гармонизация экологических стандартов ГЭС II, Россия» в рамках Программы сотрудничества ЕС — Россия (по согласованию с Европейской Комиссией).

Настоящий стандарт, гармонизированный с нормами европейских документов [1]-[2], не противоречит ранее принятым национальным стандартам, учитывает их требования, положения и вводит в национальную систему стандартов в сфере производства цемента европейские рекомендации по НДТ, что должно обеспечить повышение энергоэффективности и экологической безопасности цементного производства.

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает наилучшие доступные технологии обращения с отходами при производстве цемента.

Настоящий стандарт распространяется на установки для производства цементного клинкера во вращающихся печах производительностью более 500 т/сут.

Читайте также:  Выравнивание стен своими руками цементом

Настоящий стандарт не распространяется на использование шахтных печей для производства клинкера.

Настоящий стандарт не распространяется на технологии, связанные с биологическими, химическими и атомными предприятиями.

Настоящий стандарт предназначен для использования во всех видах документации и литературы, относящихся к сферам обеспечения ресурсосбережения, энергоэффективности и экологической безопасности в процессах хозяйственной деятельности при производстве цемента.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р ИСО 14050-2009 Менеджмент окружающей среды. Словарь

ГОСТ Р 53691-2009 Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Паспорт отхода I-IV класса опасности. Основные требования

ГОСТ Р 54097-2010 Ресурсосбережение. Наилучшие доступные технологии. Методология идентификации

ГОСТ 24640-91 Добавки для цементов. Классификация

ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие технические условия

ГОСТ 31108-2003 Цементы общестроительные. Технические условия

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины с соответствующими определениями по ГОСТ Р ИСО 14050, ГОСТ Р 54097 и ГОСТ 30515.

4 Наилучшие доступные технологии по обращению с отходами при производстве цемента

4.1 В данном разделе установлены общие рекомендации по применению наилучших доступных технологий (НДТ) при использовании отходов в качестве топлива и (или) сырьевых материалов.

4.2 Использование отходов в качестве топлива

4.2.1 Специально отобранные горючие отходы приемлемой теплотворной способности можно использовать в цементной печи взамен традиционного ископаемого топлива, учитывая при этом положения ГОСТ 24640.

4.2.2 Отходы с высокой теплотой сгорания могут заменять в цементных печах первичное топливо, при этом постоянство качества отходов является обязательным (например, достаточная теплота сгорания, низкое содержание тяжелых металлов, хлора, золы).

4.2.3 При производстве цемента используют следующие горючие отходы с высокой теплотой сгорания:

— отходы древесины, бумаги, картона, текстиля, полимеров;

— отработанные шины/резина, растворители;

— промышленные шламы;

— городские сточные воды;

— отходы сельскохозяйственного производства, садоводства, лесного хозяйства, охоты, рыболовства;

— отходы кожевенного, мехового и текстильного производства;

— твердые бытовые отходы, включая упаковочные, полимерные, текстильные, древесные отходы, макулатуру;

— отходы производства, изготовления, поставки и использования красок, лаков, клеев, герметиков и пр.;

— шламы от очистки сточных вод и водоподготовки;

— углеродсодержащие отходы (нефтесодержащие отходы, отходы нефтепереработки и пр.);

— отходы обработки древесины, производства фурнитуры, бумаги, картона;

— продукты обработки отходов (например, восстановленное топливо из отходов);

— твердые отходы (например, пропитанные древесные опилки).

4.2.4 Твердые горючие отходы

4.2.4.1 Твердые горючие отходы могут быть однородными или неоднородными смесями разнообразных компонентов, таких как:

Читайте также:  Миксер для размешивания цементного раствора

— частиц с разной способностью к горению, например бумага, картон, полимеры, резина, остатки обработки древесины;

— смесей с различным количеством инертных материалов, содержащих органические фракции, например песок, камни, железистые и нежелезистые металлы, органические влажные материалы;

— шин, смол, пропитанных древесных отходов или неопасных материалов.

4.2.4.2 Твердые бытовые отходы должны пройти предварительную сортировку с выделением высококалорийных фракций.

4.2.5 Жидкие горючие отходы

4.2.5.1 Жидкие горючие отходы представляют собой преимущественно отходы классов опасности I-IV, что необходимо учитывать при обращении с ними, например при складировании, транспортировании и подаче материала, чтобы предотвратить выбросы органических соединений. Для этого используются, например, испарители, причем система испарения эксплуатируется таким образом, чтобы обеспечить выход органических веществ только при согласовании с работой системы испарения и не выпускать пары органических веществ в воздух при нормальной работе, что необходимо с точки зрения безопасности.

4.2.5.2 Увеличение использования безопасных горючих отходов является более приоритетным, чем увеличение использования отходов классов опасности I-IV, что связано с тенденцией развития общества (увеличение осадков сточных вод, кормовой и костной муки, муниципальных отходов).

4.2.5.3 Замещение традиционного топлива горючими отходами (в среднем на 17%) становится обычной практикой использования отходов в качестве топлива и сырьевых материалов в процессе обжига клинкера.

4.3 Использование отходов в качестве сырьевых материалов

4.3.1 Химическая пригодность использования отходов в качестве сырьевых материалов должна быть взаимоувязана с обеспечением требуемого состава производимого клинкера.

4.3.2 При использовании отходов оксиды, содержащиеся в них, например оксиды кальция ( ), кремния ( ), алюминия ( ) и железа ( ), связываются в процессе обжига в клинкер, как в случае обжига сырьевых материалов.

4.3.3 Природными сырьевыми материалами, необходимыми для образования химических соединений, являются материалы, содержащие известь, кремний, алюминий и железо, а также серу, щелочи и другие элементы, классифицируемые по группам в соответствии с их химическим составом.

4.3.4 Природные сырьевые материалы могут частично заменяться золой электростанций (зола-унос), доменным шлаком, сталеплавильным шлаком, формовочным литейным песком, шламами бумажного производства, нефтесодержащими грунтами, микрокремнеземом, пиритными огарками, синтетическим гипсом (отходом десульфуризации газов и производства фосфорной кислоты).

4.3.5 Другие отходы в качестве добавок при измельчении поставляются на заводы, где проводятся измельчение или смешивание сырьевых материалов.

4.3.6 Зола-унос может заменять до 50% портландцементного клинкера и применяться как сырьевой материал при получении клинкера (в основном как компонент, содержащий оксид алюминия) и как добавка при измельчении для производства цемента.

4.3.7 Современные побочные продукты производства гипса пригодны сами по себе для использования в качестве сульфатного компонента.

4.3.8 В таблице 1 представлен перечень отходов, классифицированных по их химическому составу, используемых в ЕС в качестве сырьевых материалов в цементных печах.

Таблица 1 — Перечень отходов, применяемых в ЕС в качестве сырьевого материала, распределенных по различным группам в соответствии с их химическим составом

Группа сырьевых материалов

Отходы, применяемые в качестве сырьевых материалов

Промышленная известь (отходы известняка). Известковый шлам.

Шлам карбида кальция.

Осадки сточных вод, образующиеся при водоподготовке

Источник