THE PROSPECTS FOR UTILIZING ALTERNATIVE FUEL DERIVED FROM HOUSEHOLD SOLID WASTE IN CEMENT INDUSTRY

ПЕРСПЕКТИВЫ УТИЛИЗАЦИИ ТБО ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТЬЮ В КАЧЕСТВЕ АЛЬТЕРНАТИВНОГО ТОПЛИВА

Здоров А. И., Златковский А. Б., Дмитренко И. В., Государственный научно-исследовательский институт «Укрдицемент», Харьков, Украина

В связи с ситуацией на топливно-энергетическом рынке Украины вопрос применения альтернативного топлива приобретает первостепенное значение.
В качестве альтернативного топлива для цементной промышленности могут быть использованы отходы производства и потребления при условии решения возникающих при этом экологических проблем.
Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о том, что при производстве цемента можно эффективно утилизировать различного вида отходы, в том числе шлаки металлургического производства, золошлаки ТЭС, отходы сельскохозяйственного производства, переработки нефти, газа, угля, бытовые отходы, изношенные автомобильные шины и др. Высокая эффективность утилизации обусловлена малоотходностью технологии производства цемента, низкой себестоимостью сжигания отходов и соответствием процесса, протекающего во вращающихся цементных печах, экологическим требованиям за счет следующих факторов:
— высокой температуры материала в печи (1 450 °С), газового факела и газового потока;
— щелочной среды материала в печи при наличии кислой атмосферы;
— движения газов и материала в противотоке;
— нейтрализации токсичных веществ за счет образования жидкой фазы клинкера;
— высокоэффективной очистки пылегазовых выбросов в электрофильтрах.
За рубежом около 20% общего количества топлива для производства цемента составляют горючие отходы. Согласно прогнозам, их доля будет увеличиваться, поскольку себестоимость цемента на 40% зависит от цен на энергоносители.
Уместно упомянуть об использовании твердого топлива взамен газообразного, которое в Украине впервые начато на ОАО «Ивано-Франковскцемент».
Проект использования ТБО в качестве альтернативного топлива уже насколько лет прорабатывается с нашим участием на Краматорском цементном заводе «Пушка», хотя финансирование проекта нельзя признать удовлетворительным. Завод приобрел и установил импортное горелоч-ное устройство, предусматривающее возможность подачи и сжигания ТБО в подготовленном виде во вращающейся печи. Проектная документация выполнена ОАО «Южгипроцемент». Однако далее работы не продвигаются из-за отсутствия финансирования.
Тем не менее, авторы уверены, что сжигание ТБО в цементных печах имеет хорошие перспективы, в то время, как утилизация ТБО на мусороперерабатывающих заводах неэффективна вследствие низкой температуры сжигания (около 1 000 °С).
Затраты энергии на сушку бытового мусора — около 1 000 ккал/кг готового продукта. В качестве топлива можно использовать полученный продукт с добавкой 15—20% газа или мазута. Оптимальным является вариант, при котором муниципалитеты будут снабжать цементные заводы сухими мелкодроблеными ТБО по цене ниже себестоимости. Такая схема экономически выгодна обеим сторонам: цементные заводы получат дешевое топливо, а города избавятся от огромных затрат, связанных со строительством, эксплуатацией и рекультивацией полигонов, сократят транспортные расходы. Кроме того, следует ожидать улучшения экологической обстановки.
Процесс сжигания подготовленных ТБО в цементных печах в качестве добавки к основному топливу происходит при температуре свыше 1 450 °С и сопровождается разложением токсичных веществ — диоксинов и др. Тяжелые металлы в топочном пространстве переходят в шлак, золу, а затем в клинкер, образуя с входящими в клинкер минералами химические соединения.
За рубежом сжигание ТБО во вращающихся печах цементных заводов не приводит к ухудшению экологической обстановки в районах их расположения, что подтверждается результатами анализов отходящих газов.
Важным элементом технологического процесса является предварительная очистки ТБО от крупных предметов — камня, дерева и др. — перед подачей ТБО во вращающуюся печь. Такая схема подачи разработана нами совместно с институтом ОАО «Южгипроцемент».
На Харьковском опытном цементном заводе предусматривается создание пилотной установки по отработке новой технологии с определением изменения расхода газа и выбросов при обжиге сырьевой смеси с добавкой различного количества ТБО.
Еще одно перспективное направление — утилизация в цементных печах кислых гудронов, которые являются отходами переработки нефтепродуктов. В Украине скопилось большое количество этих отходов, содержащих серную кислоту. Они загрязняют окружающую среду, проникают в грунтовые воды, выводят из сельскохозяйственного оборота пахотные земли, отрицательно влияют на здоровье населения.
Фирмой «Экоинфо» разработана технология нейтрализации кислых гудронов с получением на их основе строительной добавки в виде глины с содержанием битума. Предполагается, что этот продукт может быть использован в качестве альтернативного топлива при обжиге сырьевых смесей. Для изучения состава и объема выбросов, а также влияния количества вводимого продукта на качество получаемого клинкера и содержание в нем тяжелых металлов необходимо проведение исследований по обжигу добавки в составе цементно-сырьевой смеси.
ГосНИИ «Укрдицемент» совместно с Украинским институтом экологических проблем начал разработку технологии утилизации нефтебитумных отходов (нейтрализованных гудронов). В настоящее время составлен предварительный технологический регламент проекта. Дальнейшие работы приостановлены из-за отсутствия финансирования, которое планировал осуществлять опытный цементный завод.
Несмотря на сложности, использование отходов в качестве альтернативного топлива имеет в Украине хорошие перспективы. При этом необходимо в ближайшее время решить вопросы паспортизации отходов, их сортировки и подготовки, определить источники финансирования.

Zdorov A. I., Zlatkovskiy A. B., Dmitrenko I. V., State Scientific Research Institute «Ukrdicement», Kharkiv, Ukraine

The paper describes a potential option for recycling various industrial and domestic wastes, including household solid waste and oil refinery waste, into the production of alternative fuel for rotary kilns of cement plants.

Главная страница

Сведения об авторах

Здоров Анатолий Иосифович, канд. техн. наук, директор, Государственный научно-исследовательский институт «Укрдицемент», ул. Плиточная, 1А, Харьков, 61106, Украина. Тел. (0572) 94-06-87, факс (0572) 94-55-32
Златковский Анатолий Борисович, канд. техн. наук, зав. лабораторией СЭТ, Государственный научно-исследовательский институт «Укрдицемент», ул. Плиточная, 1А, Харьков, 61106, Украина. Тел. (0572) 94-06-87, тел. моб. (067) 572-28-61, факс (0572) 94-55-32
Дмитренко Игорь Валентинович, зам. директора по инвестициям, Государственный научно-исследовательский институт «Укрдицемент», ул. Плиточная, 1А, Харьков, 61106, Украина. Тел. (0572) 94-06-87, факс (0572) 94-55-32

Последние изменения внесены 10.07.07