Запасы нефти и природного газа в недрах земли истощаются, что приводит к росту их стоимости. Разведанные запасы твердого топлива, в первую очередь каменного и бурого угля, способны удовлетворять потребности в нем более длительный период времени. Поэтому и стоимость твердого топлива более стабильна, а его применение для выпуска цемента перспективно.
В мире на данном этапе более 80 % цемента производится с использованием угля и топливосодержащих отходов. Так, к концу ХХ столетия в странах Западной Европы на долю углей и высокосернистого мазута приходилось 97 % и лишь 3 % – на природный газ (табл. 1).
В настоящее время в немецкой цементной промышленности более 15 % первичного топлива заменено вторичным, использование которого, к примеру, на цементном заводе Феникс в Вестфалии (ФРГ) приближается к 90 %. Это стимулируется определенными доплатами, получаемыми при переходе на вторичное топливо, и дает возможность производить цементный клинкер с теплотехнической точки зрения бесплатно.
Основным технологическим топливом белорусских цементных заводов является природный газ, резервным – мазут.
С ростом цен на газ необходимость решения проблемы топливозамещения на цементных заводах республики становится все более актуальной. Проведенные УП “НИИСМ” расчеты показали, что при цене на природный газ более 130–140 USD/1 тыс. м3 перевод цементных заводов на твердое топливо может быть эффективным.
При ожидаемой к 2009 г. для Республики Беларусь цене на газ 210–230 USD/1 тыс. м3 стоимость 1 кг условного топлива при сжигании газа в печах окажется в два раза выше, чем при сжигании твердого топлива.
Обладая незначительными запасами топливноэнергетических ресурсов, Беларусь вынуждена большую их часть импортировать. Следовательно, целесообразность использования отработанных шин, лигнина, горючих бытовых и других промышленных отходов в качестве топлива возрастает (табл. 2).
Увеличение доли потребления вторичных местных видов топлива в республике возможно при решении вопросов его централизованной поставки на заводы и стимулирования потребления с учетом опыта европейских стран.
Что касается использования угля и альтернативного топлива в производстве цемента, здесь имеются как преимущества, так и недостатки:
– зола, образующаяся при сжигании угля, соединяется с обжигаемым клинкером, поскольку близка к нему по своему химическому составу, что уменьшает расход сырья на 2–3 %. Теоретическая температура горения при сжигании угольного топлива выше по сравнению с газообразным, поэтому его использование приведет к снижению расхода отходящих газов;
– строительство углеподготовительного отделения включает приемку, транспортировку, помол с сушкой, накопление и дозирование, что усложняет технологию производства цемента и увеличивает капитальные затраты по сравнению с применением газообразного топлива;
– взрывоопасность углей и пылеугольного топлива потребует принятия защитных мер (СО2, вода, датчики);
– с увеличением выбросов по NOх и SOх, поскольку с термическими оксидами азота образуются топливные оксиды азота и серы, понадобится дополнительная система очистки. Как показала практика на печах сухого способа производства цемента (линия Лафарж, завод Роберта, США), выбросы по NOх и SOх находятся в пределах допустимых: NOх – 415 мг/нм3; SOх – 25 мг/нм3 (табл. 3).
Планируемый перевод цементных заводов Республики Беларусь на угольное топливо потребует использования валковых мельниц. С их помощью, как показали исследования немецких ученых [3] (табл. 4), удельные энергозатраты на помол угля снижаются на 20–50 % по сравнению с шаровыми мельницами. Кроме того, максимально оптимизируются процессы подготовки и сжигания различных видов и смесей топлива.
Потребность цементных заводов Республики Беларусь в валковых мельницах: ОАО “Красносельскстройматериалы” – 1 мельница (с учетом реконструкции печи № 3); ПРУП “Кричевцементношифер” – 1 мельница (для 3 клинкерных печей); ПРУП “Белорусский цементный завод” – 2 мельницы производительностью 40 т/ч (с учетом строящейся новой линии).
Использование в качестве источника энергии утилизации старых автомобильных покрышек планируется в ОАО “Красносельскстройматериалы” и ПРУП “Белорусский цементный завод”. Для осуществления данного процесса также необходимы соответствующий уровень механизации приема, сортировки и подачи на печной агрегат, а также учет загружаемых шин для корректировки технологических параметров процесса обжига клинкера.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что перевод цементных заводов Республики Беларусь с газообразного топлива на уголь и альтернативные виды топлива (отработанные автомобильные шины) целесообразен.
Литература
1. Черноусов С.В. Энергетика Беларуси смотрит в будущее // Энергоэффективность. 2006. № 1. С. 5–8.
2. Сеймур Д., Шурек Дж. Новый завод Роберта: Самая большая печная линия Lafarge в Северной Америке // Цемент и его применение. 2005. № 4. С. 21–24.
3. Юнг О. Снижение производственных затрат путем использования альтернативного топлива и энергосберегающих мельниц // Цемент и его применение. 2004. № 4. С. 31–35.