ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВО ЦЕМЕНТА Наилучшие доступные технологии
Предисловие Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения» Сведения о стандарте 1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ» (ФГУП «ВНИЦСМВ») и Автономной некоммерческой организацией «Московский экологический регистр» (АНО «МЭР») 2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 349 «Обращение с отходами» 3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 декабря 2010 г. № 974-ст 4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных положений Справочника ЕС по наилучшим доступным технологиям «Европейская комиссия. Комплексное предупреждение и контроль загрязнений. Производство цемента, извести и оксида магния. Май 2009 г.» («European Commission. Integrated Pollution Prevention and Control. Reference Document on Best Available Techniques in the Cement, Lime and Magnesium Oxide Manufacturing Industries. May 2009») 5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «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 Содержание
Введение В Российской Федерации проводится активная работа по совершенствованию законодательной и нормативно-методической базы, направленной в том числе на стимулирование применения наилучших доступных технологий (НДТ) повышения энергоэффективности производства цемента, адаптированных к российским условиям. За рубежом внедрение НДТ эффективно осуществляется во всех отраслях промышленности с момента вступления в силу Директивы Европейского парламента и Совета ЕС 96/61/ЕС от 24 сентября 1996 г. «О комплексном предупреждении и контроле загрязнений» (Council Directive 96/61/ЕС of 24 September 1996 concerning integrated pollution prevention and control) [1] и Директивы Европейского парламента и Совета ЕС 2008/1/ЕС от 15 января 2008 г. «О комплексном предупреждении и контроле загрязнений» (Directive 2008/1/ЕС of the European Parliament and of the Council of 15 January 2008 concerning integrated pollution prevention and control) [2]. Принятая в 2010 г. Директива 2010/75/ЕС о промышленных выбросах, отменяющая Директиву 96/61/ЕС [1] с 1 января 2016 г., сохранила положение о необходимости применения НДТ. НДТ повышения энергоэффективности производства цемента приведены в Справочнике ЕС по наилучшим доступным технологиям «Европейская комиссия. Комплексное предупреждение и контроль загрязнений. Производство цемента, извести и оксида магния. Май 2009 г.» («European Commission. Integrated Pollution Prevention and Control. Reference Document on Best Available Techniques in the Cement, Lime and Magnesium Oxide Manufacturing Industries. May 2009») [3]. Их используют при проектировании новых предприятий по производству цемента и реконструкции (модернизации) действующих, оценке воздействия на окружающую среду и проведении государственной экспертизы. Справочники ЕС не являются обязательными к применению, так как они не устанавливают предельные значения выбросов/сбросов ни для определенного промышленного сектора, ни для различных уровней применения НДТ: национального, регионального, а также для отдельных предприятий. Комплекс справочных документов ЕС по НДТ включает «вертикальный» сектор специальных справочников ЕС, адресованных одной и более отраслям промышленности, перечисленным в приложениях 1 к директивам [1, 2], и «горизонтальный» сектор предметных справочников ЕС, имеющих сквозной характер и адресованных всем отраслям промышленности. Стандарт разработан для адаптации отраслевых европейских справочников по НДТ в Российской Федерации. В настоящем стандарте приведены практические рекомендации по применению НДТ повышения энергоэффективности производства цемента. ГОСТ Р 54194-2010 НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВО ЦЕМЕНТА Наилучшие доступные технологии повышения энергоэффективности Resources saving. Production of cement. Дата введения - 2012-01-01 1 Область применения1.1 Настоящий стандарт содержит практические рекомендации по применению и возможности использования адаптированных к российским условиям наилучших доступных технологий (НДТ) повышения энергоэффективности производства цемента, приведенных в Справочнике ЕС по НДТ [3]. В настоящем стандарте приведены основные характеристики адаптированных к российским реалиям НДТ повышения энергоэффективности производства цемента. 1.2 Настоящий стандарт распространяется на проектирование новых предприятий по производству цемента, реконструкцию (модернизацию) действующих, проведение процедуры оценки воздействия на окружающую среду и государственной экспертизы соответствующей документации. 2 Нормативные ссылкиВ настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты: ГОСТ Р ИСО 9001-2009 Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь ГОСТ Р ИСО 14050-2009 Менеджмент окружающей среды. Словарь ГОСТ Р 51387-99 Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения ГОСТ Р 51750-2001 Энергосбережение. Методика определения энергоемкости при производстве продукции и оказании услуг в технологических энергетических системах. Общие положения ГОСТ Р 52104-2003 Ресурсосбережение. Термины и определения ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие 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 определенияВ настоящем стандарте использованы термины по ГОСТ Р ИСО 9001, ГОСТ Р ИСО 14050, ГОСТ Р 51387, ГОСТ Р 51750, ГОСТ Р 52104, ГОСТ 30515, а также следующие термины с соответствующими определениями: 3.1 наилучшая доступная технология; НДТ: Технологический процесс, технический метод, основанный на современных достижениях науки и техники, направленный на снижение негативного воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду и имеющий установленный срок практического применения с учетом экономических, технических, экологических и социальных факторов. Примечания 1 НДТ означает наиболее эффективную и передовую стадию в развитии производственной деятельности и методов эксплуатации объектов, которая обеспечивает практическую пригодность определенных технологий для предотвращения или, если это практически невозможно, обеспечения общего сокращения выбросов/сбросов и образования отходов. Учет воздействий на окружающую среду производится на основе предельно допустимых выбросов/сбросов [1]. 2 При реализации НДТ, имеющей установленный срок практического применения с учетом экономических, технических, экологических и социальных факторов, достигается наименьший уровень негативного воздействия на окружающую среду в расчете на единицу произведенной продукции (работы, услуги). 3 «Наилучшая» означает технологию, наиболее эффективную для выпуска продукции с достижением установленного уровня защиты окружающей среды. 4 «Доступная» означает технологию, которая разработана настолько, что она может быть применена в конкретной отрасли промышленности при условии подтверждения экономической, технической, экологической и социальной целесообразности ее внедрения. «Доступная» применительно к НДТ означает учет затрат на внедрение технологии и преимуществ ее внедрения, а также означает, что технология может быть внедрена в экономически и технически реализуемых условиях для конкретной отрасли промышленности. 5 В отдельных случаях часть термина «доступная» может быть заменена словом «существующая», если это определено законодательством Российской Федерации. 6 «Технология» означает как используемую технологию, так и способ, метод и прием, которым объект спроектирован, построен, эксплуатируется и выводится из эксплуатации перед его ликвидацией с утилизацией обезвреженных частей и удалением опасных составляющих. 7 К НДТ относятся, как правило, малоотходные и безотходные технологии. 8 Как правило, НДТ вносят в государственный реестр НДТ. [ГОСТ Р 54097-2010, пункт 3.1]
3.2 государственный реестр НДТ: Систематизированный банк данных о наилучших доступных технологиях, содержащий характеристики технологий и соответствующие технологические, экологические, социальные нормы и нормативы. [ГОСТ Р 54097-2010, пункт 3.9] 3.3 технологический показатель: Показатель, характеризующий технологию с точки зрения ее соответствия НДТ. Технологические нормативы воздействия на окружающую среду для НДТ определены и установлены в государственном реестре НДТ. 4 Основные этапы производства цементаПроизводство цемента включает два этапа: получение клинкера и доведение клинкера до порошкообразного состояния с добавлением к нему гипса или других добавок. Основной химический процесс производства цемента начинается с разложения карбоната кальция (СаСО3) при температурах свыше 900 °С с образованием оксида кальция (СаО, или негашеной извести) и выделением газообразного диоксида углерода СО2 (кальцинированием). За ним следует процесс клинкерообразования, в котором оксид кальция реагирует при высокой температуре (обычно 1400 °- 1500 °С) с кремнеземом, глиноземом и оксидом железа, формируя силикаты, алюминаты и ферриты кальция, которые образуют клинкер. Клинкер измельчается или мелется совместно с гипсом и другими добавками для получения цемента. 5 Основные способы производства цементаСуществует четыре основных способа производства цемента - сухой, полусухой, полумокрый и мокрый способы: - при сухом способе сырьевые материалы измельчают и сушат в сырьевой мельнице в виде подвижного порошка. Сухую сырьевую шихту используют для питания печи с циклонным теплообменником или кальцинатором или (реже) длинной сухой печи; - при полусухом способе сухая сырьевая шихта гранулируется с водой и подается перед печью в колосниковый подогреватель или в длинную печь, оборудованную ячейковыми теплообменниками; - при полумокром способе шлам предварительно обезвоживают фильтрацией. Образующийся на фильтре кек гранулируется методом экструзии и подается либо в колосниковый подогреватель, либо непосредственно в сушилку сырьевого кека для получения сырьевой шихты; - при мокром способе сырьевые материалы (часто с высокой влажностью) измельчают в присутствии воды с образованием сырьевого шлама. Шлам подается либо непосредственно во вращающуюся печь, либо предварительно в сушилку шлама. Выбор способа производства в значительной степени зависит от состояния сырьевых материалов (сухие или влажные). Все способы производства включают следующие общие процессы: - хранение и подготовка сырьевых материалов; - хранение и подготовка топлива; - использование отходов в качестве сырьевых материалов и (или) топлива, определение их качества, контроль и подготовка; - хранение и подготовка продукта; - упаковка и отгрузка. 6 Требования к применению наилучших доступных технологий повышения энергоэффективности производства цемента6.1 При внедрении НДТ в производство цемента необходимо обеспечить: - комплексный подход к предотвращению и/или минимизации техногенного воздействия, базирующийся на сопоставлении эффективности мероприятий по охране окружающей среды с затратами, которые должен при этом нести хозяйствующий субъект для предотвращения и/или минимизации оказываемого при производстве цемента техногенного воздействия в обычных условиях хозяйствования; - комплексную защиту окружающей среды, с тем чтобы решение одной проблемы не создавало другую и не нарушало установленные нормативы качества окружающей среды на конкретных территориях. 6.2 НДТ повышения энергоэффективности производства цемента следует выбирать из государственного реестра НДТ с учетом следующих сведений о конкретной НДТ: - наименование НДТ; - технологические нормативы, которые могут быть обеспечены при применении НДТ в расчете на единицу производимой энергии, или предельно допустимые выбросы; - потребление ресурсов на единицу производимой энергии с учетом объемов производимой энергии; - особенности применения НДТ в различных климатических и географических условиях и иных условиях; - сроки практического внедрения НДТ; - организация производственного экологического контроля (мониторинга). 6.3 Документированная информация о негативном воздействии производства цемента на окружающую среду должна включать: - сведения об объемах негативного воздействия на окружающую среду (включая показатели масс выбросов/сбросов веществ на окружающую среду по соответствующему регулируемому перечню веществ, масс образования, хранения и захоронения отходов производства и потребления, показатели доли использования и обезвреживания образуемых отходов); - сведения о качественном составе годовых масс (объемов) негативного воздействия на окружающую среду при производстве извести; - сведения о соответствии нормативам допустимого воздействия на окружающую среду (материалы обоснования установления объемов выбросов/сбросов, размещения отходов); - сведения о программах производственного экологического контроля; - сведения о подтверждении соответствия НДТ. Объемы выбросов/сбросов загрязняющих веществ, размещения (хранения) отходов производства определяют юридические лица самостоятельно, отдельно по каждому объекту, оказывающему негативное воздействие на окружающую среду. 7 Наилучшие доступные технологии повышения энергоэффективности производства цементаПроизводство цемента - энергоемкое производство, зависящее от используемого способа производства. При производстве цемента используют два типа энергии: топливо и электрическую энергию. Энергоэффективность (тепловая и электрическая) - показатель, отражающий как экономические, так и технологические характеристики производства. Количество потребляемой тепловой энергии (топлива) для получения клинкера определяется количеством энергии, необходимым для реакций минералообразования клинкера в процессе обжига (1700 - 1800 МДж/т клинкера), и количеством тепловой энергии, необходимым для сушки и подогрева сырьевых материалов, которая зависит от влажности. Удельный расход тепла на обжиг клинкера по сухому способу с многоступенчатыми циклонными теплообменниками и декарбонизаторами превышает 3000 кДж/т и может быть больше 3800 кДж/т клинкера (среднегодовая величина). Изменчивость этих показателей обусловлена пуском-остановом агрегатов и различиями в свойствах сырьевых материалов. Один из факторов, увеличивающих теплопотребление, - подготовка топлива, требующего сушки в отдельных от печи установках. При замене сухого топлива топливом с высокой влажностью потребление тепловой энергии на 1 т клинкера увеличивается, что может быть компенсировано экономией энергии на транспортирование. При сушке топлива эффективность процесса изменяется в зависимости от вида топлива: при использовании тепла отходящих газов эффективность сушки может быть выше, при сушке топлива внутри печи расход тепла может увеличиться. Применительно к расходу электрической энергии наиболее энергоемкие процессы - помол цемента и сырья, работа вытяжных вентиляторов и дымососов, которые вместе потребляют более 80 % электрической энергии. Стоимость энергии составляет 40 % общей стоимости затрат на производство 1 т цемента. Электрическая энергия достигает 20 % общей потребности в энергии. Величина потребляемой электрической энергии колеблется от 90 до 150 кВт · ч/т цемента. Расход электроэнергии обусловлен природой измельчаемого материала и особенностями процесса его измельчения. Минимизация энергопотребления может быть достигнута заменой старых сырьевых мельниц на новые. Возможность такой замены зависит от применения соответствующей технологии измельчения с учетом экономических аспектов. В таблице 1 приведены подходы, отнесенные к НДТ повышения энергоэффективности производства цемента. Таблица 1 - НДТ повышения энергоэффективности производства цемента
Детальное описание НДТ, разработанных и апробированных в государствах - членах ЕС, приведено в Справочнике ЕС «Европейская комиссия. Комплексное предупреждение и контроль загрязнений. Производство цемента, извести и оксида магния. Май 2009 г.» [3]. При применении в Российской Федерации информацию Справочника ЕС по НДТ [3] следует тщательно анализировать и использовать с учетом местных экономических и экологических условий и требований действующего законодательства Российской Федерации. Библиография
Ключевые слова: цемент, клинкер, выбросы, энергоэффективность, наилучшие доступные технологии
|