Уголь для производства цемента
Обновлено: 02.05.2024
Углебетон
Кто сталкивался, хотелось бы знать всю информацию. В нашей местности есть завод по производсву угля, у них бывают отходы (мелкая фракция), продают они ее населению по дешевке, местные мсешивая с цементом и песком строят дома, кто монолитные кто из блоков, кто где услышал такие пропорции цемент песок уголь и делают, хотелось знать может есть научные работы по углебетонам с конкретными цифрами и пропорциями, еще слышал что в угле есть угольная кислота которая кородирует металл, нужно ли ее нейтрализовать при изготовлении углебетона, и если да то чем. На практике дома получаются теплыми.
Пользователь
Была ли полезна информация? да отчасти нет
Звание: Пользователь
02.03.13 10:10
Переход цементной промышленности с газового топлива на уголь
Из всех отраслей промышленности стройматериалов самым энергоемким производством, требующим большого опыта и немалых знаний, является цементная промышленность. По-сути, каждый цементный завод – это уникальный проект. Разработка проекта и строительство хорошего цементного завода, как правило, исчисляется не месяцами, а годами и требует значительных финансовых вложений [1]. Цементная промышленность зависит от двух типов энергии: электрической и тепловой. Электроэнергия используется для работы оборудования, занятого на дроблении и размоле сырья; тепловая энергия требуется для печей, чтобы пережигать исходное сырьё.
На данный момент в России активно обсуждается тема модернизации производств, которая признаётся фактически основным направлением развития российской экономики. Необходимость модернизации особенно очевидна на примере цементной отрасли: наибольшая доля цемента (87%) в нашей стране производится по «мокрому способу»,когда поступающее в обжиговую печь сырье имеет высокую влажность, которая неизбежно приводит к повышенному энергопотреблению.
Данный способ критикуется экологами и сторонниками энергоэффективности. Причина заключается в том, что основная часть цементных заводов в России была построена во времена СССР, в период с 1950-х по 1980-е годы. Себестоимость производства цемента на таких устаревших линиях весьма велика, и если ничего не предпринимать, то затраты могут не только вырасти до уровня рыночных цен, но и превысить их, поскольку цены на энергоносители будут увеличиваться и дальше. При таком сценарии многие из действующих заводов обречены на неминуемое закрытие [1].
К крупнейшим поставщиками производителям цемента в России можно отнести холдинг «Евроцемент груп», владеющий 13 заводами на территории РФ и 3 заводами в СНГ, «Сибирский цемент» – 4 завода, «Новоросцемент» – 3 завода, крупнейшего производителя цемента на территории Поволжья – компанию «Мордовцемент». Компания Holcim Group владеет двумя заводами («Альфа-цемент»), заводами в Ленинградской и Саратовской областях владеет компания HeidelbergCement Group, компания Lafarge, которой принадлежит компания «Воскресенскцемент».
В Российской Федерации доля энергоносителей в себестоимости производства цемента составляет 50–57%. За период 1999–2009 гг. прослеживаются две тенденции использования топлива при производстве цемента: тотальное превосходство газа и падение доли угля [2].
Природный газ является преимущественным видом топлива для России (приблизительно 68%).
Доминирование газа в электроэнергетике берёт начало в 1980-е годы, когда руководство Советского Союза приняло решение временно заменить уголь на электростанциях газом для того, чтобы отечественное машиностроение получило временной запас на подготовку новых эффективных и экологически безопасных технологий в угольной и ядерной энергетике. Такое явление получило название «газовой паузы», которая длится по сей день.
Вместе с тем, существует несколько ограничений использования природного газа, несмотря на его популярность. Вопервых, напряженность баланса газа. Дело в том, что при высоких темпах экспорта и роста внутреннего потребления газа, его добыча растёт медленнее, что ограничивает рост поставок газа и становится одним из главных рисков для инвестиций в газовую генерацию. Вторая проблема, ставшая на сегодняшний день очевидной, – вопрос энергетической безопасности, так как перекос топливно-энергетического баланса, сложившийся на сегодняшний день, в случае продолжения «газовой паузы» грозит стабильности энергоснабжения страны.
Причиной напряженности баланса газа в первую очередь является ускоренное развитие тех отраслей экономики, которые являются крупнейшими потребителями газа, включая цементную промышленность (рост производства на 10,7%). Помимо роста внутреннего потребления, в последнее время быстро увеличиваются (на 5–7% в год) объёмы экспорта газа на особо привлекательные рынки Европы. На текущее время внутрироссийские цены на газ намного ниже экспортных. Это единственные, оставшиеся регулируемыми, цены на «голубое» топливо– ведь цены на нефть и уголь на внутреннем рынке устанавливаются по рыночным принципам.
Несмотря на то, что Россия располагает крупнейшей долей (27%) мировых доказанных запасов газа, удовлетворять стремительно растущее внутреннее потребление в условиях заниженных регулируемых цен на газ непросто. Ограничением для дополнительных внутренних поставок газа становится истощение основных действующих месторождений (Ямбург, Уренгой, Медвежье), добыча на которых будет снижаться.
Однако новые крупные месторождения, призванные компенсировать падающую добычу «Газпрома» после 2010 г., расположены в районах с полным отсутствием инфраструктуры (Арктический шельф, Ямал, Восточная Сибирь) и с очень суровыми природно-климатическими условиями. Для резкого роста объёмов добываемого газа нужно идти на Ямал или Штокман, что требует и огромных инвестиций, и внедрения уникальных технологий, и установления принципиально другого, более высокого, уровня цен на внутреннем рынке.
Возможности увеличения добычи газа независимыми производителями и нефтяными компаниями, которые располагают существенными запасами, сдерживаются ограниченной пропускной способностью газотранспортной системы.
«Газпром» пытается решить проблему путём «расшивки» узких мест, но темпы работ отстают от быстрорастущих потребностей страны и зарубежных потребителей в газе. Поэтому остаётся нерешённым вопрос о регулировании равноправного доступа к газотранспортной системе.
В последнее десятилетие в газовой отрасли осуществлялась политика сдерживания цен, направленная на поддержание социальной стабильности и конкурентоспособности предприятий российской экономики. Такая ценовая политика привела к заинтересованности потребителей в максимальном использовании газа, нежеланию использовать уголь в электроэнергетике и к фактическому отказу от газосбережения. И как результат, по данным Международного энергетического агентства, российская экономика оказалась самой газоёмкой в мире.
В условиях ограниченности ресурсов газа первым и важнейшим механизмом повышения эффективности использования газа предприятиями российской экономики должно стать повышение цен на него, так как при нынешнем их уровне нет стимулов для газоосбережения.
Результаты расчётов ИНЭИ РАН показывают, что российская экономика в целом и большинство производственных отраслей в отдельности проявляют слабую чувствительность к переходу от планируемых правительством темпов удорожания энергоносителей к темпам, обеспечивающим необходимые инвестиции в ТЭК. Несмотря на то, что прогнозы ЦМАКП и ИНЭИ РАН делались на разные периоды и для разной динамики цен на энергоносители (расчеты ИНЭИ предполагают более быстрый рост цен), результаты расчётов обеих организаций говорят о том, что в принципе сценарий конкурентных цен на энергоносители экономически приемлем, а для уменьшения его негативных последствий в отдельных секторах экономики необходимо повышать эффективность использования факторов производства – производительности труда и энергоэффективности.
Рассмотренные макроэкономические эффекты являются следствием высокой энергоёмкости и газоёмкости экономики России. Поэтому, в любом случае, необходима переориентация энергопотребляющих секторов на экономически рациональное использование энергоресурсов. Экономики других стран раньше решили эту проблему: Китай, Индия довели угольную генерацию до 70–80%; то же сделали страны ЕС – Германия, Польша, Болгария, Румыния, Литва, Франция и другие. Страны СНГ – медленно, но всё же переводят свои производственные мощности с газового топлива на угольное.
В марте 2007 года представитель компании Holcim встречался с Д.А. Медведевым, на тот момент первым Вице-премьером, во время которой обсуждалась стратегия модернизации производства на заводе в Щурове. Он смог убедить Вице-премьера в том, что Holcim намерен инвестировать деньги в техническое переоснащение и модернизацию завода. Дмитрий Анатольевич на этой встрече сделал особый акцент: российский газ гораздо логичнее использовать для нефтехимии или экспортировать, а в производстве цемента надо переходить на использование углей.
Таким образом, для дальнейшей конкурентоспособности российских цементных предприятий, единственная реальная перспектива – это переход на «сухой способ» производства, причем в его самом современном виде, а также перевод цементных заводов на угольное топливо, то есть проведение реальной модернизации цементопроизводящих предприятий. В противном случае конкурентоспособность отечественного цемента будет падать не только на внешних рынках, но и на внутреннем [3].
Согласно инерционному сценарию развития российской экономики, МЭР прогнозирует к 2020 г. рост производства цемента до 112,4 млн т с учётом выполнения государственных программ: ФЦП «Жилище», ФЦП «Сочи-2014», ФЦП «Дальний Восток», Национальный проект «Доступное и комфортное жилье гражданам России», Программа энергостроительства РАО «ЕЭС» и других.
При этом в условиях роста цен на газ одним из путей газозамещения в цементной промышленности является перевод цементных заводов на угольное топливо. За счёт выбытия старых и ввода новых мощностей на основе прогрессивного сухого способа производства цемента с использованием твёрдого топлива будет происходить постепенное замещение газа углём, доля которого к 2030 г. вырастет до 53,6%. Для этого потребуется поставлять ежегодно в цементную промышленность России порядка 18–20 млн т энергетических углей с перспективой дальнейшего роста этого сегмента потребления.
Однако в прогнозе ИНКРУ заложена частичная реализация вышеизложенных программ и влияние кризиса 2008–2009 гг. на строительную отрасль. Таким образом, снижено общее потребление цемента до 70 млн т. к 2030 году, а потребность в угле на нужды цементной промышленности (рис. 3) – до 6 млн т [4].
Опережающий рост цен на жидкие и газовые виды энергоносителей, помимо всего прочего, станет стимулом для более широкого применения угля. Влияние развития собственно угольной энергетики на макроэкономическую ситуацию сложно отделить от последствий повышения цен на газ и электроэнергию, поскольку это является необходимым импульсом для её развития. Вариант конкурентных цен топлива создаёт необходимые условия для начала «Второй угольной волны».
Первостепенное развитие угольной генерации имеет ряд неоспоримых преимуществ. В нашем распоряжении более 200 млрд т разведанных запасов угля. А геологические ресурсы оцениваются в 4450 млрд т, что составляет около 30% геологических ресурсов мира. Располагая такими данными, в соответствующем масштабе, необходимо рассматривать и ценовой аспект топливно-энергетической стратегии.
Россия располагает колоссальными и доступными резервами угля, освоение которых при использовании современных технологий практически не имеет ограничений. При этом Россия обладает качественным энергетическим углём, в частности, и по экологическим характеристикам.
Кузбасский и Канско-ачинский угли – одни из лучших в мире по общим характеристикам, в том числе по содержанию золы и серы. Поэтому угли этихбассейнов на внешнем рынке очень высоко ценятся. Немаловажным представляется ещё и то, что поставки угольного топлива не зависят от трубопровода и могут оперативно доставляться потребителю (цементному предприятию), при условии, что железнодорожный транспорт работает без сбоев.
Запасов угля в мире в среднем хватит более чем на 150 лет его добычи нынешними темпами, что в 4 раза больше, чем запасов нефти, и в 2,5 раза больше, чем газа. В дальнейшем он остаётся надёжным носителем энергетической безопасности.[5]. Вследствие этого факта, цены на угольное топливо не будут такими высокими, как цены на углеводороды. Оно безопаснее и удобнее при транспортировке, хранении и сжигании в печах цементного предприятия. В мировой угольной энергетике на сегодняшний день активно вводятся новые технологические решения, делающие угольную генерацию эффективной, дешёвой и экологически чистой.
Современное цементное производство, работающее на угольном топливе и отвечающее современным экологическим стандартам, кардинально отличается от чадящих заводов XX века. В западных странах были введены очень жёсткие санкции за несоблюдение экологических норм и, как следствие, были приложены большие усилия к разработке новых технологий сжигания угля.
Уголь на сегодня – основное топливо цементных предприятий Европы, но там даже в крупных городах воздух отличается чистотой,безкаких-либо намёков на дым и другие загрязняющие факторы окружающей среды.
Секрет такой чистоты воздуха в том, что почти на всех производствах развитых стран, использующих уголь, стоят эффективные установки улавливания выбросов летучей золы, свинца, серы, азота и других вредных веществ. Кроме того, там стремятся использовать для сжигания только угли с низким содержанием серы и азота (чем отличаются российские угли).
Основную проблему на данный момент представляют выбросы углекислого газа. В практическом разрешении этой проблемы ведутся интенсивные исследования на современных предприятиях, работающих на угольном топливе. За рубежом существуют компании, которые, при поддержке правительства, строят опытные станции, по закачке СО2 под землю, на большую глубину в природные и созданные пустоты. Благодаря таким технологиям, лет через 20 люди вообще забудут о том, что уголь – «грязное» топливо.
Но перевод цементных предприятий России с газового топлива на уголь ставит перед собой не простые экономические и технико-технологические вопросы.
Учитывая транспортную составляющую на доставку природного топлива, большое значение приобретает географический вопрос: удаленность завода от угледобывающего предприятия, тарифы на РЖД. Но наиболее сложную и затратнуюзадачу, которуюпредстоит решить при переводе цементной промышленности на угольное топливо, – создание производственного отделения по подготовке угля к вводув печь, угольный склад определённого типа, аспирационная система, с необходимыми для всего этого капитальными вложениями.
Экономические и экологические факторы здесь связаны между собой неразрывно. Говоря абстрактно, газ с точки зрения экологии предпочтительнее: при том же энергопотреблении выбросы СО2 в два раза меньше. Но соотношение цен для потребителей, тенденция быстрого изменения этого соотношения в «пользу» газа делают более выгодным в перспективе использование угля.
Уголь – топливо XXI века. Возвращение его в энергетику затрагивает жизненно важные интересы России, способствует укреплению геополитической и макроэкономической безопасности государства.
Переход цементной промышленности с газового топлива на уголь
Из всех отраслей промышленности стройматериалов самым энергоемким производством, требующим большого опыта и немалых знаний, является цементная промышленность. По-сути, каждый цементный завод – это уникальный проект. Разработка проекта и строительство хорошего цементного завода, как правило, исчисляется не месяцами, а годами и требует значительных финансовых вложений [1]. Цементная промышленность зависит от двух типов энергии: электрической и тепловой. Электроэнергия используется для работы оборудования, занятого на дроблении и размоле сырья; тепловая энергия требуется для печей, чтобы пережигать исходное сырьё.
На данный момент в России активно обсуждается тема модернизации производств, которая признаётся фактически основным направлением развития российской экономики. Необходимость модернизации особенно очевидна на примере цементной отрасли: наибольшая доля цемента (87%) в нашей стране производится по «мокрому способу»,когда поступающее в обжиговую печь сырье имеет высокую влажность, которая неизбежно приводит к повышенному энергопотреблению.
Данный способ критикуется экологами и сторонниками энергоэффективности. Причина заключается в том, что основная часть цементных заводов в России была построена во времена СССР, в период с 1950-х по 1980-е годы. Себестоимость производства цемента на таких устаревших линиях весьма велика, и если ничего не предпринимать, то затраты могут не только вырасти до уровня рыночных цен, но и превысить их, поскольку цены на энергоносители будут увеличиваться и дальше. При таком сценарии многие из действующих заводов обречены на неминуемое закрытие [1].
К крупнейшим поставщиками производителям цемента в России можно отнести холдинг «Евроцемент груп», владеющий 13 заводами на территории РФ и 3 заводами в СНГ, «Сибирский цемент» – 4 завода, «Новоросцемент» – 3 завода, крупнейшего производителя цемента на территории Поволжья – компанию «Мордовцемент». Компания Holcim Group владеет двумя заводами («Альфа-цемент»), заводами в Ленинградской и Саратовской областях владеет компания HeidelbergCement Group, компания Lafarge, которой принадлежит компания «Воскресенскцемент».
В Российской Федерации доля энергоносителей в себестоимости производства цемента составляет 50–57%. За период 1999–2009 гг. прослеживаются две тенденции использования топлива при производстве цемента: тотальное превосходство газа и падение доли угля [2].
Природный газ является преимущественным видом топлива для России (приблизительно 68%).
Доминирование газа в электроэнергетике берёт начало в 1980-е годы, когда руководство Советского Союза приняло решение временно заменить уголь на электростанциях газом для того, чтобы отечественное машиностроение получило временной запас на подготовку новых эффективных и экологически безопасных технологий в угольной и ядерной энергетике. Такое явление получило название «газовой паузы», которая длится по сей день.
Вместе с тем, существует несколько ограничений использования природного газа, несмотря на его популярность. Вопервых, напряженность баланса газа. Дело в том, что при высоких темпах экспорта и роста внутреннего потребления газа, его добыча растёт медленнее, что ограничивает рост поставок газа и становится одним из главных рисков для инвестиций в газовую генерацию. Вторая проблема, ставшая на сегодняшний день очевидной, – вопрос энергетической безопасности, так как перекос топливно-энергетического баланса, сложившийся на сегодняшний день, в случае продолжения «газовой паузы» грозит стабильности энергоснабжения страны.
Причиной напряженности баланса газа в первую очередь является ускоренное развитие тех отраслей экономики, которые являются крупнейшими потребителями газа, включая цементную промышленность (рост производства на 10,7%). Помимо роста внутреннего потребления, в последнее время быстро увеличиваются (на 5–7% в год) объёмы экспорта газа на особо привлекательные рынки Европы. На текущее время внутрироссийские цены на газ намного ниже экспортных. Это единственные, оставшиеся регулируемыми, цены на «голубое» топливо– ведь цены на нефть и уголь на внутреннем рынке устанавливаются по рыночным принципам.
Несмотря на то, что Россия располагает крупнейшей долей (27%) мировых доказанных запасов газа, удовлетворять стремительно растущее внутреннее потребление в условиях заниженных регулируемых цен на газ непросто. Ограничением для дополнительных внутренних поставок газа становится истощение основных действующих месторождений (Ямбург, Уренгой, Медвежье), добыча на которых будет снижаться.
Однако новые крупные месторождения, призванные компенсировать падающую добычу «Газпрома» после 2010 г., расположены в районах с полным отсутствием инфраструктуры (Арктический шельф, Ямал, Восточная Сибирь) и с очень суровыми природно-климатическими условиями. Для резкого роста объёмов добываемого газа нужно идти на Ямал или Штокман, что требует и огромных инвестиций, и внедрения уникальных технологий, и установления принципиально другого, более высокого, уровня цен на внутреннем рынке.
Возможности увеличения добычи газа независимыми производителями и нефтяными компаниями, которые располагают существенными запасами, сдерживаются ограниченной пропускной способностью газотранспортной системы.
«Газпром» пытается решить проблему путём «расшивки» узких мест, но темпы работ отстают от быстрорастущих потребностей страны и зарубежных потребителей в газе. Поэтому остаётся нерешённым вопрос о регулировании равноправного доступа к газотранспортной системе.
В последнее десятилетие в газовой отрасли осуществлялась политика сдерживания цен, направленная на поддержание социальной стабильности и конкурентоспособности предприятий российской экономики. Такая ценовая политика привела к заинтересованности потребителей в максимальном использовании газа, нежеланию использовать уголь в электроэнергетике и к фактическому отказу от газосбережения. И как результат, по данным Международного энергетического агентства, российская экономика оказалась самой газоёмкой в мире.
В условиях ограниченности ресурсов газа первым и важнейшим механизмом повышения эффективности использования газа предприятиями российской экономики должно стать повышение цен на него, так как при нынешнем их уровне нет стимулов для газоосбережения.
Результаты расчётов ИНЭИ РАН показывают, что российская экономика в целом и большинство производственных отраслей в отдельности проявляют слабую чувствительность к переходу от планируемых правительством темпов удорожания энергоносителей к темпам, обеспечивающим необходимые инвестиции в ТЭК. Несмотря на то, что прогнозы ЦМАКП и ИНЭИ РАН делались на разные периоды и для разной динамики цен на энергоносители (расчеты ИНЭИ предполагают более быстрый рост цен), результаты расчётов обеих организаций говорят о том, что в принципе сценарий конкурентных цен на энергоносители экономически приемлем, а для уменьшения его негативных последствий в отдельных секторах экономики необходимо повышать эффективность использования факторов производства – производительности труда и энергоэффективности.
Рассмотренные макроэкономические эффекты являются следствием высокой энергоёмкости и газоёмкости экономики России. Поэтому, в любом случае, необходима переориентация энергопотребляющих секторов на экономически рациональное использование энергоресурсов. Экономики других стран раньше решили эту проблему: Китай, Индия довели угольную генерацию до 70–80%; то же сделали страны ЕС – Германия, Польша, Болгария, Румыния, Литва, Франция и другие. Страны СНГ – медленно, но всё же переводят свои производственные мощности с газового топлива на угольное.
В марте 2007 года представитель компании Holcim встречался с Д.А. Медведевым, на тот момент первым Вице-премьером, во время которой обсуждалась стратегия модернизации производства на заводе в Щурове. Он смог убедить Вице-премьера в том, что Holcim намерен инвестировать деньги в техническое переоснащение и модернизацию завода. Дмитрий Анатольевич на этой встрече сделал особый акцент: российский газ гораздо логичнее использовать для нефтехимии или экспортировать, а в производстве цемента надо переходить на использование углей.
Таким образом, для дальнейшей конкурентоспособности российских цементных предприятий, единственная реальная перспектива – это переход на «сухой способ» производства, причем в его самом современном виде, а также перевод цементных заводов на угольное топливо, то есть проведение реальной модернизации цементопроизводящих предприятий. В противном случае конкурентоспособность отечественного цемента будет падать не только на внешних рынках, но и на внутреннем [3].
Согласно инерционному сценарию развития российской экономики, МЭР прогнозирует к 2020 г. рост производства цемента до 112,4 млн т с учётом выполнения государственных программ: ФЦП «Жилище», ФЦП «Сочи-2014», ФЦП «Дальний Восток», Национальный проект «Доступное и комфортное жилье гражданам России», Программа энергостроительства РАО «ЕЭС» и других.
При этом в условиях роста цен на газ одним из путей газозамещения в цементной промышленности является перевод цементных заводов на угольное топливо. За счёт выбытия старых и ввода новых мощностей на основе прогрессивного сухого способа производства цемента с использованием твёрдого топлива будет происходить постепенное замещение газа углём, доля которого к 2030 г. вырастет до 53,6%. Для этого потребуется поставлять ежегодно в цементную промышленность России порядка 18–20 млн т энергетических углей с перспективой дальнейшего роста этого сегмента потребления.
Однако в прогнозе ИНКРУ заложена частичная реализация вышеизложенных программ и влияние кризиса 2008–2009 гг. на строительную отрасль. Таким образом, снижено общее потребление цемента до 70 млн т. к 2030 году, а потребность в угле на нужды цементной промышленности (рис. 3) – до 6 млн т [4].
Опережающий рост цен на жидкие и газовые виды энергоносителей, помимо всего прочего, станет стимулом для более широкого применения угля. Влияние развития собственно угольной энергетики на макроэкономическую ситуацию сложно отделить от последствий повышения цен на газ и электроэнергию, поскольку это является необходимым импульсом для её развития. Вариант конкурентных цен топлива создаёт необходимые условия для начала «Второй угольной волны».
Первостепенное развитие угольной генерации имеет ряд неоспоримых преимуществ. В нашем распоряжении более 200 млрд т разведанных запасов угля. А геологические ресурсы оцениваются в 4450 млрд т, что составляет около 30% геологических ресурсов мира. Располагая такими данными, в соответствующем масштабе, необходимо рассматривать и ценовой аспект топливно-энергетической стратегии.
Россия располагает колоссальными и доступными резервами угля, освоение которых при использовании современных технологий практически не имеет ограничений. При этом Россия обладает качественным энергетическим углём, в частности, и по экологическим характеристикам.
Кузбасский и Канско-ачинский угли – одни из лучших в мире по общим характеристикам, в том числе по содержанию золы и серы. Поэтому угли этихбассейнов на внешнем рынке очень высоко ценятся. Немаловажным представляется ещё и то, что поставки угольного топлива не зависят от трубопровода и могут оперативно доставляться потребителю (цементному предприятию), при условии, что железнодорожный транспорт работает без сбоев.
Запасов угля в мире в среднем хватит более чем на 150 лет его добычи нынешними темпами, что в 4 раза больше, чем запасов нефти, и в 2,5 раза больше, чем газа. В дальнейшем он остаётся надёжным носителем энергетической безопасности.[5]. Вследствие этого факта, цены на угольное топливо не будут такими высокими, как цены на углеводороды. Оно безопаснее и удобнее при транспортировке, хранении и сжигании в печах цементного предприятия. В мировой угольной энергетике на сегодняшний день активно вводятся новые технологические решения, делающие угольную генерацию эффективной, дешёвой и экологически чистой.
Современное цементное производство, работающее на угольном топливе и отвечающее современным экологическим стандартам, кардинально отличается от чадящих заводов XX века. В западных странах были введены очень жёсткие санкции за несоблюдение экологических норм и, как следствие, были приложены большие усилия к разработке новых технологий сжигания угля.
Уголь на сегодня – основное топливо цементных предприятий Европы, но там даже в крупных городах воздух отличается чистотой,безкаких-либо намёков на дым и другие загрязняющие факторы окружающей среды.
Секрет такой чистоты воздуха в том, что почти на всех производствах развитых стран, использующих уголь, стоят эффективные установки улавливания выбросов летучей золы, свинца, серы, азота и других вредных веществ. Кроме того, там стремятся использовать для сжигания только угли с низким содержанием серы и азота (чем отличаются российские угли).
Основную проблему на данный момент представляют выбросы углекислого газа. В практическом разрешении этой проблемы ведутся интенсивные исследования на современных предприятиях, работающих на угольном топливе. За рубежом существуют компании, которые, при поддержке правительства, строят опытные станции, по закачке СО2 под землю, на большую глубину в природные и созданные пустоты. Благодаря таким технологиям, лет через 20 люди вообще забудут о том, что уголь – «грязное» топливо.
Но перевод цементных предприятий России с газового топлива на уголь ставит перед собой не простые экономические и технико-технологические вопросы.
Учитывая транспортную составляющую на доставку природного топлива, большое значение приобретает географический вопрос: удаленность завода от угледобывающего предприятия, тарифы на РЖД. Но наиболее сложную и затратнуюзадачу, которуюпредстоит решить при переводе цементной промышленности на угольное топливо, – создание производственного отделения по подготовке угля к вводув печь, угольный склад определённого типа, аспирационная система, с необходимыми для всего этого капитальными вложениями.
Экономические и экологические факторы здесь связаны между собой неразрывно. Говоря абстрактно, газ с точки зрения экологии предпочтительнее: при том же энергопотреблении выбросы СО2 в два раза меньше. Но соотношение цен для потребителей, тенденция быстрого изменения этого соотношения в «пользу» газа делают более выгодным в перспективе использование угля.
Уголь – топливо XXI века. Возвращение его в энергетику затрагивает жизненно важные интересы России, способствует укреплению геополитической и макроэкономической безопасности государства.
Уголь для производства цемента
УГЛИ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА ДЛЯ ЦЕМЕНТНЫХ И ИЗВЕСТКОВЫХ ПЕЧЕЙ И ПРОИЗВОДСТВА КИРПИЧА
Coals of the Far East for cement and lime furmaces and production of brick. Specification
Дата введения 2015-01-01
Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации Российской Федерации ТК 179 "Твердое минеральное топливо", Открытым акционерным обществом "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" (ОАО "СибНИИуглеобогащение")
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол от 18 октября 2013 г. N 60-П)
За принятие стандарта проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Код страны по
МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Беларусь
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. N 2022-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32355-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 ВТОРОЕ ИЗДАНИЕ (январь 2015 г.) на основе обновленной электронной версии, предоставленной разработчиками стандарта
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на бурые и каменные угли Дальнего Востока, предназначенные для цементных и известковых печей и производства кирпича (обжига кирпича и в качестве компонента глиняной шихты).
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности
ГОСТ ISO 589-2012* Уголь каменный. Определение общей влаги
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52911-2013 Топливо твердое минеральное. Определение общей влаги
ГОСТ 1137-64 Угли бурые, каменные, антрацит, сланцы горючие и брикеты угольные. Правила приемки по качеству
ГОСТ ISO 1171-2012* Топливо твердое минеральное. Определение зольности.
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 55661-2013 (ИСО 1171:2010) Топливо твердое минеральное. Определение зольности
ГОСТ 1817-64 Угли бурые, каменные, антрацит, сланцы горючие и брикеты. Метод приготовления сборных проб
ГОСТ 2093-82 Топливо твердое. Ситовый метод определения гранулометрического состава
ГОСТ 8606-93 (ИСО 334:1992) Топливо твердое минеральное. Определение общей серы. Метод Эшка
ГОСТ 9326-2002 (ИСО 587:1997) Топливо твердое минеральное. Методы определения хлора
ГОСТ 9815-75 Угли бурые, каменные, антрацит и горючие сланцы. Метод отбора пластовых проб
ГОСТ 10742-71 Угли бурые, каменные, антрациты, горючие сланцы и угольные брикеты. Методы отбора и подготовки проб для лабораторных испытаний
ГОСТ 11014-2001 Угли бурые, каменные, антрациты и горючие сланцы. Ускоренные методы определения влаги
ГОСТ 11055-78 Угли бурые, каменные и антрацит. Радиационный метод определения зольности
ГОСТ 11223-88 Угли бурые и каменные. Метод отбора проб бурением скважин
ГОСТ 17070-87 Угли. Термины и определения
ГОСТ 17321-71 Уголь. Обогащение. Термины и обозначения
ГОСТ 19242-73 Угли бурые, каменные и антрацит. Классификация по размеру кусков
ГОСТ 22235-2010 Вагоны грузовые магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Общие требования по обеспечению сохранности при производстве погрузочно-разгрузочных и маневровых работ
ГОСТ 25543-2013 Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам
ГОСТ 28663-90 Угли бурые (Угли низкого ранга). Кодификация
ГОСТ 30313-95 Угли каменные и антрациты (Угли среднего и высокого рангов). Кодификация
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 ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. 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 по ГОСТ 17070 и ГОСТ 17321.
4 Технические требования
4.1 Для цементных и известковых печей и производства кирпича предназначены угли марок Б (1Б, 2Б), Д, ДГ, Г, Т, СС по ГОСТ 25543 с размерами кусков по ГОСТ 19242.
4.2 По показателям качества и размеру кусков угли должны соответствовать нормам, указанным в таблице 1.
Таблица 1 - Показатели качества углей для цементных и известковых печей и производства кирпича
Топливо в цементной промышленности
На цементном заводе топливо расходуется для выполнения следующих операций:
При сухом способе производства—83% на эксплуатацию печей, около 14% на сушку сырьевых смесей, около 3% на сушку угля;
При мокром способе производства — 96% на эксплуатацию печей, около 4% на сушку угля.
В последнем десятилетии прошлого столетия в американской цементной промышленности для сжигания во вращающихся печах впервые была применена угольная пыль. За период с 1900 по 1910 г. Эдисон усовершенствовал способ сжигания угольной пыли, что позволило значительно увеличить производительность печей. Пылеугольные форсунки совершенствовались опытным путем; теоретическое понимание процесса горения в основном
Скорее следовало за практическими достижениями в этой области, нежели предшествовало им.
Капитальные вложения в угольные шахты примерно в 20 раз выше, чем при добыче эквивалентного количества нефти и природного газа. Эксплуатационные расходы при использовании природного газа, кроме того, в 3—5 раз меньше, чем при применении нефти. Доставка природного газа не требует специальных транспортных средств, а стоимость газопроводов составляет лишь небольшую часть стоимости железных дорог, необходимых для доставки угля. Капитальные затраты на газопроводы окупаются в среднем за 3—5 лет. Однако при использовании газопроводов цементная промышленность полностью зависит только от одного поставщика.
Стоимость отделения для подготовки угля на цементном заводе приближается к 15—20% стоимости всего оборудования. Применение природного газа значительно выгоднее, так как не требует оборудования для его подготовки и хранения.
Подготовка 1 т угля и помол до 8—10% остатка на сите 0,09 мм связаны со следующими энергозатратами, кВт-ч: сушка— 2,0, помол — 25,0, обеспыливание— 1,5, транспортировка и прочее—5,0, потери трансформаторной подстанции — 2,5; итого 36 кВт-ч.
Несмотря на зависимость от теплоты сгорания угля, можно в среднем принять, что отношение клинкер: уголь равно 4:1. Таким образом, дополнительный расход энергии по сравнению с природным газом составляет 36/4 = 9 кВт-ч на 1 т клинкера.
При переводе цементных заводов с угля на природный газ возможно снижение стоимости производства цемента примерно на 8—10%. Одновременно выработка цемента на одного рабочего возрастает на 6—8%.
В табл. 19.1 приведены данные о расходе трех видов топлива при производстве цемента в США при мокром и сухом технологических процессах.
В табл. 19.2 приведены данные о расходе различных видов топлива на единицу массы цемента, произведенного в США в 1975 г.
Таблица 19.1. Расход топлива в зависимости от способа производства цемента (США, 1975 г.)
СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА
На большинстве цементных заводов для производства клинкера используется искусственная сырьевая смесь из карбонатных и глинистых пород. В некоторых случаях применяют также побочные продукты и отходы других отраслей производства: белитовый шлам, доменный шлак и др.
Условная классификация карбонатно-глинистых пород в зависимости от содержания в них СаС03 или СаО приводится в табл. II—I.
ТАБЛИЦА II I. Классификация карбонатно-глинистых пород
Содержание. %
» мергелистый
Мергель известковый
56 — 53,2 53,2 — 50,4 50,4—42
42 — 22,4 22,4— 11 ,2 11,2 — 2,8
Карбон атиы породы. Применяются следующие разновидности карбонатных пород:
А) Известняки—породы осадочного происхождения, состоящие главным образом из кальцита обычно с примесью глинистого материала, доломита, кремнезема, окислов железа и др. Известняк с примесью глинистых частиц называется мергелистым, с примесью доломита — доломитизированным, с приыесыо песчаных частиц — песчанистым.
По величине зерен известняки подразделяются на:
Скрытокристаллические (пелитоморфные) с размером зерен менее 0,01 »
Б) Мел — скрытокристаллическая (пелитоморфная) слабосцементированная разновидность известняков белого цвета; состоит почти целиком из микрозернистого порошкообразного кальцита и мельчайших известковых органических остатков.
В) Мергель — карбонатная порода осадочного происхождения, имеющая пелитоморфную структуру и представляющая?? собой тонкую равномерную смесь мельчайших зерен карбоната и глинистых частиц.
Карбонат в мергелях обычно представлен в основном кальцитом.
При повышенном содержании в мергеле доломита он называется доломитизированным.
Мергель, состоящий из 72—79% кальцита (40— 44% СаО) и 18—20% глинистого вещества, при благоприятных значениях величин кремнеземного и глиноземного модулей представляет собой готовую сырьевую смесь для производства цемента; такой мергель называется натуралом (или натуральным). Окраска мергелей обычно серая, зеленоватая, желтоватая.
Физико-механические свойства карбонатных пород приведены в табл. II-2.
Теоретический расход карбонатных пород (в абсолютно сухом состоянии) на 1 т клинкера колеблется в пределах от 1,2—1,3 т для чистых известняков до 1,5— 1,6 т для мергелей-натуралов.
Глинистые породы характеризуются значительным содержанием тонких (менее 0,001 мм) фракций, состоящих преимущественно из так называемых глинистых минералов (обычно гидрослюды, монтмориллонит, реже каолинит). Из других минералов в глинистых породах чаще всего встречаются кварц, полевые шпаты, гидроокислы железа, кальцит, гипс, пирит.
Характерной особенностью большинства глинистых пород является их пластичность.
При заметной на ощупь примеси песка глина называется песчанистой.
Б) Суглинок — глина, содержащая 30—40% частиц меньше 0,01 мм, в том числе 10—30% частиц меньше 0,001 мм, и одновременно повышенное количество песчаных и пылеватых частиц. Суглинок, переходный по своим свойствам к лёссу, называется лёссовидным суглинком.
ТАБЛИЦА М-2. Основные физико-мехаиические свойства карбонатных пород
Читайте также: