Bmf-avtomost.ru

БМФ Автомост
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расход клинкера при производстве цемента

Расход клинкера при производстве цемента

Необходимые свойства цемента достигаются правильным расчетом сырьевой смеси и получением в процессе производства нужного химического, минералогического, гранулометрического и вещественного состава цемента.

Контроль состава сырьевой шихты будет осуществляться с помощью спектрального анализа. Контроль качества готового цемента — требованиями соответствующих ГОСТов и стандартизованных методов физико-механических испытаний при определении его свойств.

Новейшие технологии производства клинкера на Бабиновском цементном заводе и качество сырьевых ресурсов являются предпосылками изготовления высокопрочных и быстротвердеющих марок цемента, таких как портландцемент различных марок, производительностью 2 200 тыс. тонн в год.

Портландцемент — основной вяжущий материал общестроительного назначения, который в России пользуется спросом при получении сборного железобетона, асбоцементных изделий, а также при проведении строительно-монтажных и ремонтных работ.

Отгрузку цемента планируется производить:

  • — 55% навалом ж.д. транспортом;
  • — 40% навалом автотранспортом;
  • — 5% упакованного автотранспортом.

Производство цемента

пц1

Экономика производства цемента в большой степени зависит от продуктивности использования энергоресурсов в процессе производства и от обеспечения высокого качества продукции. Таким образом, совместное использование альтернативных видов топлива вместо первичных видов топлива становится более важным. Поэтому важно постоянно контролировать процесс с помощью анализирующих систем, в том числе и с целью проверить соответствие применимым нормам содержания вредных веществ.
Анализирующие системы SICK отлично подходят для применения в сфере производства цемента. Благодаря широкому выбору продукции компания SICK способна предоставить оптимальное решение по всем значимым параметрам, даже при высокой температуре и/или в условиях высокой запыленности. Компания SICK является единственным производителем, имеющим собственные решения для контроля содержания пыли, загрязняющих веществ, потока газа, контрольных газов и системы оценки данных.

Угольные бункеры/угольные мельницы

пц2

Угольная пыль – часто применяемый вид топлива на цементном заводе. Из соображений безопасности контроль уровня CO в угольных бункерах и на угольных мельницах является жизненно важным вопросом. Увеличение концентрации CO может сигнализировать о медленном горении, и эта ситуация требует немедленных ответных мер. Кроме того, данные о концентрации O2 имеют большое значение на угольных мельницах, принцип работы которых основан на продувке инертным газом: благодаря мониторингу концентрации кислорода в процессе помола подсос воздуха в системе можно обнаружить на ранней стадии. Таким образом опасность взрыва сводится к минимуму.

Наше решение:
Анализирующая система MKAS Compact

Воздухозаборник печи

пц3

Сырье попадает в печь через устройство предварительного нагрева и кальцинации. В печипроисходит процесс спекания при температуре до 1400 °C. Конечный продукт, клинкер, покидает печь в противоположном конце помещения для дальнейшей обработки.Производство высококачественного клинкера требует строгого контроля расхода энергии: при недостаточном нагреве остается не вступившая в реакцию известь, а избыточный нагрев повышает расход топлива и может привести к повреждению печи.Расход энергии и оптимальные условия горения могут изменяться в зависимости от данных анализа газа, полученных для технологического газа у заборника печи. Прикладная задача заключается в том, чтобы постоянно контролировать концентрацию CO, NO и O2 и в некоторых случаях CO2 и SO2 внутри печи возле точки подачи сырья в следующих экстремальных условиях:
• температура газа до 1400 °C;
• содержание пыли до 2000 г/м³;
• высокая концентрация щелочи, хлорида и сульфата (в частности, при использовании альтернативных видов топлива для предотвращения спекания).
Компания SICK предоставляет оптимальные системы отбора пробы и анализирующие системы для таких условий.
Наше решение:
• Для отбора проб газа: система отбора проб SCP3000
• Для анализа газа: анализирующая система MCS100E HW

Читайте так же:
Цвет цемента после высыхания

Устройства предварительного нагрева и кальцинации

пц4

Помимо вращающейся печи современный цементный завод оборудован многоступенчатым циклонным устройством предварительного нагрева и кальцинации. Устройство предварительного нагрева использует излишки тепла, поступающие из сушилки и предварительного кальцинатора. Предварительный нагрев и кальцинация сырья сокращают время спекания впечи и уменьшают общий уровень потребления топлива. Контрольными параметрами в устройстве предварительного нагрева служат уровни содержания CO, NO, O2 и SO2.

Наше решение:
Анализирующая система MKAS с анализатором SIDOR

Удаление пыли

пц5

В целях соответствия нормам защиты окружающей среды выхлопные газы, полученные в процессе производства, должны очищаться от пыли. Кроме того, процесс очистки от пыли используется для утилизации материалов (например, на угольных мельницах). Для очистки от пыли горячих выхлопных газов из устройств предварительного нагрева, предварительного кальцинатора и печи обычно используют электростатические фильтры. Для холодных выхлопных газов (из угольных мельниц и т. д.) и в целях последующей утилизации материалов используются мешочные фильтры. Для обнаружения утечек из мешка и обеспечения соответствие нормам содержания вредных веществ в выбросах используются анализаторы пыли SICK.
Наше решение:
Монитор пыли DUSTHUNTER SP100

Обработка отработанного газа

пц6

Эффективность электростатического фильтра в большой степени зависит от проводимости частиц пыли. В устройстве предварительного нагрева частицы пыли увлажняются для повышения проводимости. Интенсивность разбрызгивателя контролируется путем постоянного мониторинга объема потока газа.

Наше решение:
Монитор потока газа FLOWSIC100

Защита от взрыва электростатического фильтра

пц7

Для защиты электростатического фильтра от электрической искры или взрыва требуется быстрое измерение CO на входе фильтра. Если уровень CO достигает максимальной отметки, фильтр может быть вовремя отключен для предотвращения серьезных повреждений.Для защиты электростатического фильтра компания SICK предлагает избирательные решения с оптимизированными показателями реакции системы.
Наше решение:
• Избирательное измерение: анализирующая система MKAS с анализатором SIDOR

Читайте так же:
Расход цемент стяжка м200

Постоянный контроль выбросов

пц8

В зависимости от вида используемого топлива и действующего в регионе законодательства о защите окружающей среды в отработанном газе в вытяжной трубе дымохода может требоваться постоянный контроль наличия определенных веществ, в основном CO, NOx и SO2, пыли (твердых примесей), контроль потока газа и базовых показателей воды H2O, температуры и O2. Данные наблюдений передаются в специализированную систему сбора данных для дальнейшей обработки и составления отчета для соответствующих инстанций. В случае совместного сжигания альтернативных видов топлива также может потребоваться контроль дополнительных компонентов, таких как HCl, HF, Hg и TOC (общее содержание органического углерода).Оборудование, применяемое для непрерывного контроля выбросов, должно быть утверждено правительством (например, Директива о сжигании мусора 2000/76/EC), и предварительными условиями являются сертификационные испытания согласно требованиям стандарта EN 15267-3 и соблюдение стандарта качества EN 14181.

Наше решение:
• Измерение CO/NOx/SO2/O2: анализирующая система MKAS
• Измерение HCl/SO2/CO/NOx/O2/H2O в случае совместного сжигания: анализирующая система MCS100E HW
• Измерение HCl/HF/SO2/CO/NOx(NO+NO2)/O2/H2O в случае совместного сжигания: анализирующая система FTIR (ИК-спектроскопия с преобразованием Фурье) MCS100FT
• Измерение Hg: анализирующая система для ртути MERCEM
• Измерения на месте работ для HF: лазерный анализатор газа GM700
• Интегрированное избирательное измерение общего содержания органического углерода: Анализатор пламенно-ионизационный EuroFID
• Интегрированное избирательное измерение HF: лазерный анализатор газа GME700
• Измерение потока газа FLOWSIC100
• Измерительный прибор концентрации пыли DUSTHUNTER SP100
• Система сбора данных MEAC2000

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 56836, а также следующий термин с соответствующим определением:

3.1 технологический регламент: Основной технологический документ, разрабатываемый предприятием и определяющий технологический режим, порядок проведения операций технологического процесса, обеспечивающий выпуск цемента требуемого качества, безопасные условия эксплуатации оборудования, а также выполнение требований по охране окружающей среды.

Защита климата

Цементная промышленность как энергоемкая отрасль с высоким уровнем выбросов несет особую ответственность в сфере защиты климата. Поэтому на протяжении уже многих лет немецкие производители принимают меры по снижению выбросов CO₂ и бережному отношению к природным ресурсам. Благодаря инновационным технологиям отрасль приняла вызов по производству до 2050 года в Германии климатически нейтрального цемента и бетона.

Читайте так же:
Полусухая песчано цементная смесь

Выбросы CO₂ и производство цемента

Производство одной тонны цемента в Германии связано с выбросами примерно 600 кг CO2 — около двух третьих из них приходится на технологические выбросы, обусловленные сырьем, только одна треть — на выбросы от сжигания топлива. В совокупности выбросы CO2 в цементной промышленности в настоящее время составляют около 20 млн тонн, что соответствует 2 % от национальных выбросов CO2. Как же образуется CO2 в процессе производства цемента?

На первом этапе производства цемента из каменных карьеров добывается известняк, затем он измельчается и обжигается во вращающихся трубчатых печах при температуре 1450 °C до получения цементного клинкера. При этом развиваются химические свойства, которые придают цементу эффективную мощность, а затем — высокую стабильность бетону. В процессе обжига образуется обусловленный технологией CO2 при кальцинировании известняка до получения жженой извести, на предварительном этапе производства цементного клинкера, после такой химической реакции: CaCO3 → CaO + CO2.

Выбросы от сжигания топлива по сравнению с технологическими выбросами

Две трети выбросов CO₂ при производстве цемента — это технологические выбросы, обусловленные сырьем. Только одна треть приходится на использование топлива. Поскольку сегодня с помощью имеющихся технологий нельзя непосредственно снизить технологические выбросы, они представляют собой самый большой вызов для цементной промышленности на пути к климатической нейтральности.

Снижение уровня CO₂ сегодня

C 1990 года немецкая цементная промышленность снизила свои специфические выбросы на одну тонну цемента прибл. на 22 %. Такого прогресса удалось достичь в основном благодаря принятию таких мер:

  • Повышение эффективности тепловой и электрической энергии благодаря различным технологическим усовершенствованиям
  • Замещение ископаемых видов топлива альтернативными видами топлива с использованием биомассы со сниженным экологическим следом по выбросу CO2
  • Использование альтернативного, предварительно кальцинированного сырья
  • Эффективного применение промежуточного продукта с высоким уровнем выбросов — цементного клинкера — в цементе

Традиционные мероприятия по снижению CO2 в будущем достигнут своего предела: термический КПД цементных заводов уже сегодня близок к технологическому максимуму, успехи в эффективности применения электроэнергии зачастую перекомпенсируются возрастающей потребностью в электроэнергии в связи со спросом на цемент тонкого помола, технически более затратной фильтрацией газообразных отходов или принятием мер по снижению CO2. Дальнейшее уменьшение содержания клинкера в цементе возможно с технической точки зрения, но в значительной степени зависит от возможности использования соответствующего альтернативного сырья, например, песка из гранулированного доменного шлака, летучей золы или обожженной глины.

Читайте так же:
Что такое лед цемент

Снижение уровня CO₂ в будущем

Учитывая цель формирования общества с климатической нейтральностью во второй половине этого столетия, цепочка создания стоимости цемента и бетона стоит перед колоссальным вызовом — снизить выбросы CO2, обусловленные использованием энергии и технологическим процессом, по возможности до нуля. Помимо использования в некоторой степени нового, эффективного в отношении CO2 сырья для производства клинкера, цемента и бетона, прежде всего, понадобятся новейшие технологии, которые в корне изменят процесс производства и способ строительства с использованием бетона. Эти решения будущего необходимо разработать «сегодня», чтобы можно было их своевременно опробовать в промышленном масштабе и экономически выгодно использовать.

Помимо озвученных «традиционных» мер по снижению, производители цемента в Германии уже много лет изучают и интенсивно работают над различными подходами для дальнейшего значительного снижения уровня CO2 в производстве цемента. При этом необходимо использовать любой потенциал по снижению уровня CO2 во всей цепочке создания стоимости «Клинкер — цемент — бетон — здание — снос». Сюда относится, прежде всего:

  • Использование инновационного, особенно эффективного в отношении CO2 цемента типа CEM II/C и CEM VI и необходимое для этого усовершенствование технологии производства бетона
  • Продуманное и ресурсосберегающее использование бетона при сооружении зданий
  • Абсорбция CO2 в бетоне (рекарбонизация)
  • Разработка новых минеральных связующих веществ
  • Технологии по улавливанию, транспортировке, использованию CO2, а также его хранению в соответствующих надежных геологических формациях

Технологии по улавливанию углерода

Улавливание CO₂ на цементном заводе и его последующее использование или хранение (Carbon Capture & Utilisation или & Storage [CCU, CCS]) играют решающую роль при декарбонизации цепочки создания стоимости цемента и бетона.

Инновационные технологии по снижению уровня CO₂

Осознавая существенную проблему в сфере защиты климата, немецкие производители цемента уже много лет интенсивно работают под эгидой VDZ (Объединения немецких цементных заводов) и Европейской академии по исследованию цемента (European Cement Research Academy) над тем, чтобы продолжить усовершенствование имеющихся сегодня возможностей по снижению уровня, а также разработать новые технологии. При этом отмечается, что улавливание CO2 на цементном заводе и его последующее использование или хранение (Carbon Capture & Utilization или & Storage [CCU, CCS]) играют решающую роль в процессе декарбонизации. После проведения многочисленных исследований и проектов цементная промышленность сегодня способна опробовать улавливание CO2 (например, кислородно-топливная технология или технология дожигания) в промышленных масштабах. Другие возможности улавливания CO2 в процессе производства изучаются в настоящее время в рамках нескольких пилотных проектов в Европе или находятся на стадии проектирования.

Читайте так же:
Через сколько времени застывает цемент

Еще одним подходом может считаться разработка новых минеральных связующих веществ, которые могли бы быть изготовлены на основе другого состава сырья и с меньшими затратами энергии. Однако до сих пор работы находятся на стадии разработки, и на сегодняшний день нельзя понять, смогут ли эти новые связующие вещества заменить цемент в большем объеме. С одной стороны, это связано с частично ограниченной возможностью использования необходимых для этого сырьевых материалов, с другой стороны, со строительно-техническими свойствами, которые на данный момент могли бы быть пригодными только для очень специфических строительных задач. Помимо этого, новые связующие вещества необходимо сравнить по балансу CO2 с инновационными видами цемента, например, CEM II/C или CEM VI, которые уже сегодня доступны и очень эффективны в отношении CO2, а также пригодны для широкого спектра применения.

Перспективы для способа строительства с использованием бетона с климатической нейтральностью

Цементная промышленность не сможет решить задачу только за счет комплексной декарбонизации цепочки создания стоимости цемента и бетона. Для этого необходима поддержка со стороны машиностроителей и производителей бетона, а также строительных подрядных организаций, проектировщиков и архитекторов. Вместе с этим существует потребность в соответствующих политических общих условиях, которые позволяли бы конкурентоспособное производство цемента и бетона с малым содержанием окиси углерода в Германии, а также создание рынков для такой продукции.

Это касается, в частности, широкого экономически выгодного применения технологий по улавливанию CO2 на цементном заводе. Кроме технической реализуемости, существует много других предпосылок. С одной стороны, технология чрезвычайно энергоемкая и поэтому дорогая. Таким образом, необходимы соответствующие инструменты продвижения, которые позволяют реализовать на практике рентабельное производство. С другой стороны, без необходимой инфраструктуры — для повсеместного использования электроэнергии без выбросов CO2 или транспортировки CO2 и водорода — невозможно успешное выполнение этой трансформации. В конце концов, люди на рабочих местах и общество в целом должны быть готовы к тому, чтобы содействовать техническим и экономическим изменениям, и принимать их, чтобы трансформация в общество с нейтральным влиянием на климат в итоге стало успешным для всех.

Честные общие условия

Цепочка создания стоимости цемента и бетона с климатической нейтральностью нуждается в конкурентоспособных общих условиях в Германии и Европе. Они должны поддержать лидерство в области технологий европейских производителей цемента посредством соответствующих политических инструментов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector