ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
ИНФОРМАЦИОННО- |
|
ТЕХНИЧЕСКИЙ |
ИТС |
/ \ СПРАВОЧНИК |
6 - |
ПО НАИЛУЧШИМ |
|
ДОСТУПНЫМ |
2015 |
ТЕХНОЛОГИЯМ |
|
ПРОИЗВОДСТВО ЦЕМЕНТАСодержание
Введение..............................................................................................................................VII
Предисловие..........................................................................................................................X
Область применения.............................................................................................................1
Раздел 1. Общая информация о производстве цемента в Российской
Федерации..............................................................................................................................2
1.1 Количество предприятий, их географическое расположение.................................2
1.2 Сырьевая база для производства цемента..............................................................5
1.3 Топливо.....................................................................................................................11
1.4 Электроэнергия........................................................................................................11
1.5 Производство цемента по различным технологиям..............................................12
1.6 Основные показатели цементных предприятий России........................................14
1.6 1 Вывод мощностей............................................................................................23
1.6.2 Ввод мощностей...............................................................................................27
1.7 Основное технологическое оборудование цементных заводов
России.............................................................................................................................28
1.8 Ассортимент..............................................................................................................45
1.9 Анализ приоритетных проблем отрасли.................................................................46
Раздел 2. Основные технологические процессы, применяемые
в настоящее время при производстве цемента в Российской Федерации.....................49
2.1 Основные способы производства цемента............................................................50
2.1.1 Технологическая схема мокрого способа производства цемента................50
2.1.2 Технологическая схема полусухого способа производства..........................52
2.1.3 Технологическая схема комбинированного способа.....................................53
2.1 4 Технологическая схема сухого способа производства цемента...................53
2.1.5 Преимущества и недостатки способов производства...................................56
2.2 Сырьевые материалы — добыча, хранение и подготовка....................................59
2.2.1 Сырьевые материалы и их добыча.................................................................59
2.2.2 Характеристика сырьевых материалов..........................................................59
2.2.3 Влияние примесей в сырье на процессы обжига и качество
клинкера.....................................................................................................................66
2.2.4 Транспортировка сырья с карьера..................................................................69
2.2.5 Первичное измельчение сырья.......................................................................70
2.2.6 Усреднение и хранение сырьевых компонентов............................................73
II
2.3 Измельчение сырьевых материалов......................................................................75
2.3.1 Мокрый помол с получением сырьевого шлама............................................75
2.3.2 Помол сырья по сухому способу.....................................................................75
2.4 Корректировка и усреднение сырьевой смеси.......................................................81
2.4.1 Корректировка и усреднение шлама при мокром способе............................81
2.4.2 Корректировка и усреднение сырьевой смеси при сухом
способе......................................................................................................................85
2.5 Характеристика, подготовка и сжигание топлива...................................................90
2.5.1 Характеристика топлива..................................................................................90
2.5.2 Складирование и безопасное хранение угля.................................................93
2.5.3 Подготовка твердого топлива..........................................................................94
2.5.4 Система подачи газообразного топлива в печь.............................................96
2.6 Горелочные устройства для вращающихся печей.................................................98
2.7 Использование отходов.........................................................................................105
2.7.1 Общие аспекты...............................................................................................105
2.7.2 Использование отходов в качестве сырьевых материалов........................107
2.7.3 Использование отходов в качестве топлива................................................113
2.8 Обжиг цементного клинкера..................................................................................130
2.8.1 Печи мокрого способа производства............................................................130
2.8.2 Печные системы с циклонным теплообменником.......................................135
2.8.3 Печные системы с циклонным теплообменником и
декарбонизатором...................................................................................................137
2.8.4 Футеровка вращающихся печей....................................................................139
2.9 Клинкерные холодильники.....................................................................................141
2.9.1 Рекуператорные (планетарные) и барабанные холодильники...................141
2.9.2 Колосниковый клинкерный холодильник......................................................141
2.10 Складирование клинкера и помол цемента........................................................147
2.10.1 Складирование клинкера.............................................................................147
2.10.2 Помол цемента.............................................................................................149
2.11 Сушилки................................................................................................................157
2.12 Хранение, отгрузка и упаковка цемента.............................................................161
Раздел 3. Текущие уровни эмиссии в окружающую среду.............................................164
3.1 Материальный баланс процесса производства портландцемента....................164
3.2 Экологические маркеры при производстве портландцемента............................165
III
3.3 Удельный расход сырьевых материалов на производство 1 т
портландцементного клинкера и портландцемента..................................................168
3.3.1 Использование промышленных отходов в качестве сырьевых материалов и минеральных добавок при производстве
портландцемента....................................................................................................169
3.4 Удельный расход топлива на обжиг 1 т портландцементного
клинкера........................................................................................................................170
3.4.1 Влияние топливосодержащих отходов на удельный расход
тепла при обжиге портландцементного клинкера.................................................172
3.5 Удельный расход энергии на производство 1 т портландцемента.....................174
3.6 Выбросы вредных веществ при производстве цемента......................................175
3.6.1 Выбросы пыли................................................................................................175
3.6.2 Выбросы оксидов азота N0*..........................................................................179
3.6.3 Выбросы диоксида серы SO2........................................................................183
3.6.4 Выбросы оксида углерода (СО)....................................................................186
3.6.5 Выбросы металлов и их соединений............................................................188
3.6.6 Выбросы газообразных хлоридов и фторидов (HCI и HF)..........................191
3.7 Уровень шума, возникающий в процессе производства цемента......................193
3.8 Выбросы в воду......................................................................................................194
3.9 Производственные отходы....................................................................................195
Раздел 4. Наилучшие доступные технологии..................................................................195
Раздел 5. Наилучшие доступные технологии при производстве цемента....................196
5.1 Снижение удельных расходов сырьевых материалов на
производство 1 т портландцементного клинкера и портландцемента.....................197
НДТ 1........................................................................................................................198
5.1.1 Использование отходов производства в качестве сырьевых материалов при производстве портландцементного клинкера и
цемента....................................................................................................................199
НДТ 2........................................................................................................................200
5.2 Снижение удельного расхода топлива на обжиг 1 т
портландцементного клинкера....................................................................................200
НДТЗ........................................................................................................................205
НДТ 4........................................................................................................................207
5.2.1 Использование отходов в качестве альтернативного топлива...................207
НДТ 5........................................................................................................................209
IV
5.3 Снижение удельного расхода энергии на производство 1 т
портландцемента.........................................................................................................210
5.3.1 Системы энергетического менеджмента......................................................211
НДТ 6........................................................................................................................214
НДТ 7........................................................................................................................215
5.4 Снижение выбросов вредных веществ при производстве цемента...................215
5.4.1 Снижение выбросов пыли.............................................................................216
НДТ 8........................................................................................................................220
НДТ 9........................................................................................................................222
5.4.2 Снижение выбросов оксидов азота NOx.......................................................222
НДТ 10......................................................................................................................227
НДТ 11......................................................................................................................228
5.4.3 Снижение выбросов диоксида серы SO2......................................................229
НДТ 12......................................................................................................................231
5.4.4 Снижение выбросов СО.................................................................................232
НДТ 13......................................................................................................................233
5.5 Снижение уровня шума, возникающего в процессе производства
цемента.........................................................................................................................234
НДТ 14......................................................................................................................234
5.6 Системы экологического менеджмента................................................................236
НДТ 15......................................................................................................................238
5.7 Мониторинг.............................................................................................................239
НДТ 16......................................................................................................................239
Раздел 6. Экономические аспекты реализации наилучших доступных
технологий при производстве цемента............................................................................240
6.1 Экономические аспекты наилучших доступных технологий при
производстве цемента.................................................................................................240
6.1.1 Энергоэффективность производства...........................................................242
6.1.2 Повышение производительности труда.......................................................242
6.1.3 Снижение экологического ущерба................................................................244
6.2 Экономические аспекты реализации НДТ при производстве цемента..............245
6.2.1 Выбор способа производства........................................................................245
6.2.2 Рекуперация энергии из печи и холодильника / дополнительная
генерация энергии...................................................................................................245
6.2.3 Оптимизация контроля технологического процесса....................................245
V
6.2.4 Использование отходов в качестве топлива................................................246
6.2.5 Снижение выбросов пыли.............................................................................246
6.2.6 Снижение выбросов NOx...............................................................................250
6.2.7 Снижение выбросов SO2...............................................................................257
6.2.8 Внедрение систем менеджмента..................................................................261
Раздел 7. Перспективные технологии при производстве цемента................................262
7.1 Технология получения высокоактивного смешанного
двухклинкерного портландцемента.............................................................................262
7.2 Технология применения метода химической регенерации тепла при
производстве цемента.................................................................................................263
7.3 Технология эффективной утилизации тепла и очистки отходящих
газов при мокром способе производства цемента.....................................................265
7.4 Технология использования отвальных электрометаллургических
шлаков для производства цемента.............................................................................267
Заключительные положения и рекомендации.................................................................269
Приложение А (обязательное) Коды ОКВЭД и ОКПД. соответствующие
области применения настоящего справочника НДТ.......................................................276
Приложение Б (обязательное) Перечень маркерных веществ.....................................278
Приложение В (обязательное) Перечень НДТ...............................................................279
Приложение Г (обязательное) Перечень технологических показателей.....................284
Приложение Д (обязательное) Энергоэффективность..................................................285
Библиография....................................................................................................................288
VI
Введение
Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям (далее — справочник НДТ) «Производство цемента» разработан на основании анализа распространенных в Российской Федерации и перспективных технологий, оборудования, сырья, других ресурсов с учетом климатических, экономических и социальных особенностей Российской Федерации.
В соответствии с положениями Федерального закона от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» [1] объекты, оказывающие воздействие на окружающую среду, подразделяются на четыре категории. Производство цемента включено в I категорию и отнесено к областям применения наилучших доступных технологий (НДТ) Профильные предприятия рассматриваются как объекты, деятельность которых оказывает значительное негативное воздействие на окружающую среду и которые обязаны получать комплексные экологические разрешения на осуществление своей деятельности. Общая цель комплексного подхода к экологическому нормированию хозяйственной деятельности заключается в совершенствовании регулирования и контроля производственных процессов с целью обеспечения высокого уровня защиты окружающей среды. Хозяйствующие субъекты должны принимать все необходимые предупредительные меры, направленные на предотвращение загрязнения окружающей среды и рациональное использование ресурсов, в частности посредством внедрения НДТ. которые дают возможность обеспечить выполнение экологических требований.
Термин «наилучшие доступные технологии» определен в статье 1 Федерального закона № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» (1), согласно которому НДТ — это технология производства продукции (товаров), выполнения работ, оказания услуг, определяемая на основе современных достижений науки и техники и наилучшего сочетания критериев достижения охраны окружающей среды при условии наличия технической возможности ее применения.
Структура настоящего справочника НДТ соответствует ПНСТ 21—2014 [2], формат описания технологий — ПНСТ 23—2014 [3], термины приведены в соответствии с ПНСТ 22—2014(4].
Краткое содержание справочника
Введение. Представлено краткое содержание справочника НДТ
Предисловие. Указана цель разработки справочника НДТ, его статус, законодательный контекст, краткое описание процедуры создания в соответствии с установленным порядком, а также взаимосвязь с аналогичными международными документами.
Область применения. Описаны основные виды деятельности, на которые распространяется действие справочника НДТ.
В разделе 1 представлена информация о состоянии и уровне развития в Российской Федерации производства цемента:
-сведения об отрасли, включая используемые сырье, топливо идр , в соответствии с Федеральным законом [1] (статья 28, пункт 6);
- сведения о количестве предприятий, их географическом расположении, сроках ввода в эксплуатацию, производительности, экономических показателях и применяемых технологических процессах;
- анализ приоритетных проблем отрасли.
В разделе 2 представлены сведения о технологических процессах, применяемых при основных свойствах производства цемента, а также вспомогательных производственных процессах.
В разделе 3 приводится информация о регламентируемых и фактических уровнях эмиссий в окружающую среду для применяемых технологических процессов, сырья. топлива, вторичных сырьевых и энергетических ресурсов с указанием применяемых методов определения.
Раздел подготовлен на основе данных, представленных предприятиями Российской Федерации в рамках разработки справочника НДТ, а также различных литературных источников.
В разделе 4 описаны подходы к определению НДТ, примененные при разработке настоящего справочника НДТ
В разделе 5 приведены идентифицированный в результате бенчмаркинга отрасли перечень НДТ при производстве цемента и их характеристики, в том числе перечень основного технологического оборудования, позволяющих сократить эмиссии в окружающую среду, обеспечить рациональное потребление сырья, воды, энергии и снизить образование отходов.
В разделе 6 приведены доступные сведения об экономических аспектах реализации НДТ на цементных предприятиях Российской Федерации
В разделе 7 приведен перечень перспективных технологий и технологий, находящихся на стадии научно-исследовательских и опьггно-конструкторских работ или опытно-промышленного внедрения, позволяющих повысить эффективность производ-
ства и сократить эмиссии в окружающую среду, с указанием сроков, в течение которых перспективные технологии могут стать экономически и технически доступными.
Заключительные положения и рекомендации. Приведены сведения о членах технической рабочей группы, принимавших участие в разработке справочника НДТ Рекомендации предприятиям по дальнейшим исследованиям экологических аспектов их деятельности.
Библиография. Приведен перечень источников информации, использованных при разработке справочника НДТ.
IX
Предисловие
Федеральный закон №219-ФЗ [5] совершенствует систему нормирования в области охраны окружающей среды и вводит в российское правовое поле меры экономического стимулирования хозяйствующих субъектов для внедрения наилучших технологий. Однако в данном законе не определена юридическая форма справочников НДТ
Федеральный закон № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации» [6] содержит положения, закрепляющие статус информационно-технических справочников как документов национальной системы стандартизации
Цели, основные принципы и порядок разработки справочника НДТ установлены постановлением Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. № 1458 «О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям» (7].
1 Статус документа
Справочник НДТ «Производство цемента» является документом по стандартизации, разработанным в результате анализа технологических, технических и управленческих решений для цементной промышленности и содержащим описание применяемых в настоящее время и перспективных технологических процессов, технических способов, методов предотвращения и сокращения негативного воздействия на окружающую среду, из числа которых выделены решения, признанные НДТ для производства цемента, включая соответствующие параметры экологической результативности, ре-сурсо- и энергоэффективности, а также экономические показатели.
2 Информация о разработчиках
Справочник НДТ разработан технической рабочей группой № 6 «Производство цемента» (ТРГ 6). состав которой был утвержден приказом Росстандарта от от 17 июля 2015 г. № 831 «О технической рабочей группе «Производство цемента».
Перечень организаций и их представителей, принимавших участие в разработке справочника НДТ. приведен в разделе «Заключительные положения и рекомендации».
Справочник представлен на утверждение Бюро наилучших доступных технологий (далее — Бюро НДТ) (www.burondt.ru).
3 Краткая характеристика
Справочник НДТ содержит описание применяемых при производстве цемента технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, в том числе позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую среду, потребление