Утилизация отходов

Утилизация отходов

Энергетическая утилизация в производстве цемента —
наилучшая доступная технология в России и Европе

• Главная
• Устойчивое развитие
• Утилизация отходов

подготовленных отходов
переработано за 2019 год
предприятиями компании

На заводах LafargeHolcim разные виды отходов используют в качестве альтернативного топлива для производства полупродукта цемента — клинкера.

Средний процент замещения природного топлива альтернативным на предприятиях группы составляет 58%, в целом современные предприятия цементной индустрии могут замещать до 100% топлива альтернативными видами.

Наличие биомассы в отходах (органики из ТКО, отработанных шин или высушенного осадка сточных вод) делает их нейтральными по содержанию углерода.

Для обжига сырья используются ископаемые виды топлива: уголь, кокс, нефтепродукты, природный газ

ТКО генерируется
каждый год в России

ТКО накапливается
в столичном регионе
ежегодно

Отсортированный мусор поступает на завод, после чего проходит строгий лабораторный контроль и помещается в особый бункер.

Краны подают его на измельчитель, далее мусор следует на вибросито.

Затем после отсеивания крупных фракций и вторичного дробления отходы поступают в башню предварительного нагрева (декарбонизатор), далее — в печь.

Температура в печи для производства цемента доходит до 2 тысяч градусов, что обеспечивает безопасные условия сгорания и полное разрушение органики.

Зольный остаток (минеральная фракция), образущийся непосредственно в цементной печи, вступает в реакцию с сырьевыми материалами и образует клинкер, из которого делают безопасный цемент.

• остатки твёрдых коммунальных отходов (после сортировки и извлечения всех полезных фракций)
• использованные шины
• сточные воды химической промышленности
• шламы сточных вод и нефтепродуктов
• биомасса, жир
• загрязненные почвы
• растворители, краски, отработанные масла

Использование отходов радиоактивных, биологически опасных, с повышенным содержанием хлора, а также несортированных отходов и отходов неизвестного состава.

Пять лет на альтернативном топливе

Летом 2015 года на заводе ЛафаржХолсим в п. Ферзиково был введен в эксплуатацию цех альтернативного топлива (АТ), позволяющий утилизировать различные виды отходов экологичным и безопасным способом. Сегодня компания является единственным производителем цемента в России, использующим остатки сортировки твердых коммунальных отходов в качестве возобновляемого источника энергии.

Утилизация отходов в процессе производства цемента признана наилучшей доступной технологией в России и Европе и, на сегодняшний день, является одной из самых эффективных технологий энергетической утилизации. Температура в печи для производства цемента доходит до 2000 градусов по Цельсию, что обеспечивает безопасное разрушение органики. Благодаря строгому входному контролю, использование веществ, которые могут нанести вред окружающей среде и человеку, заведомо исключено. Применение альтернативного топлива (co-processing) экономит огромные запасы газа и угля, а также позволяет сокращать выбросы CO2. А на выходе не остаётся зольного остатка, а только безопасный продукт.

«В процессе утилизации отходов возникает тепловая энергия, которая в настоящее время используется на цементных заводах в России исключительно для производства клинкера – промежуточного продукта для производства цемента. Однако существует технологическая возможность направлять энергию и на другие цели по примеру наших европейских коллег», — говорит Максим Гончаров, Генеральный директор ЛафаржХолсим Россия.

Лицензия компании ЛафаржХолсим позволяет использовать 14 различных видов отходов, включая остатки сортировки ТКО при совместном сборе, отходы изделий из древесины, отработанные шины и т.д. Технологически цементные заводы способны утилизировать и другие виды отходов производства и потребления, включая резину, полимеры, нефтесодержащие, строительные и другие отходы III-V классов опасности.

Технология утилизации отходов на цементных предприятиях признана и Министерством промышленности и торговли РФ, и «Российским экологически оператором». Один цементный завод в среднем способен утилизировать от 80 000 до 250 000 тонн разных видов отходов ежегодно. И такие заводы есть, практически, в каждом регионе страны.

За 5 лет работы завод в п. Ферзиково утилизировал 132 тысячи тонн сортированных отходов. Для того, чтобы понять много это или мало, представьте себе вереницу из 11 000 мусоровозов, направляющихся на полигон. Максимальный объем замещения природного газа альтернативным топливом был отмечен в мае 2019 года и составил около 15%. В рамках суточных показателей объем замещения нередко доходил до 25%. Рекордный объем подачи отходов составил 6100 тонн и был зафиксирован в июле 2019 года.

Завод ЛафаржХолсим в Калужской области является флагманским предприятием российской цементной индустрии по опыту утилизации отходов. Инвестиции в строительство одного из самых современных цементных заводов России составили 500 млн евро, в строительство цеха альтернативного топлива — 240 млн. рублей. За 5 лет работы его посетили для обмена опытом сотни экологов, журналистов, чиновников и коллег с других заводов.

Компания LafargeHolcim является крупнейшим в мире производителем строительных материалов и одним из глобальных лидеров в переработке отходов. В 2018 году на заводах компании было утилизировано более 52 млн. тонн отходов. На предприятиях LafargeHolcim в среднем по миру процент замещения природного топлива альтернативным составляет 58%. У компании есть заводы показатель замещения которых достигает 95%.

Что ещё нужно знать про альтернативное топливо?

В чем преимущества утилизации отходов на цементных заводах?

Во-первых, энергетическая утилизация отходов на цементных заводах позволит уменьшить площади мусорных полигонов, куда сейчас поступает основной объём так называемых «хвостов» — остатков коммунальных отходов после извлечения их них полезных фракций.

Во-вторых, далеко не все виды отходов можно вторично переработать. Мы живём в мире сложных вещей, где предметы состоят из разных видов материалов. Большинство видов обуви современного человека сделаны настолько сложно, что их нельзя отправить на вторичную переработку. А, например, кассовый чек, который ежедневно использует каждый из нас, не подлежит переработке из-за содержания бисфенола-А. Таких примеров из повседневной жизни множество.

Кроме того, существует негативное воздействие переработки некоторых видов отходов на здоровье и окружающую среду. Например, использование резиновых гранулятов из шин для покрытия спортивных площадок приводит к выщелачиванию тяжелых металлов. А процесс преобразования отработанного растительного масла в биодизельное топливо производит больше выбросов CO2, чем производство дизеля непосредственно из нефти. Утилизация позволяет решить проблему с отходами, которым нельзя дать вторую жизнь.

Насколько эта технология безопасна и экологична?

Процесс утилизации отходов в производстве цемента абсолютно безопасна, также, как и цемент, получаемый на выходе. Такой продукт соответствует всем необходимым техническим регламентам и ГОСТ. Технология широко применяется во многим странах мира, а также считается наилучшей альтернативой захоронению и обезвреживанию согласно иерархии способов обращения с отходами.

Законодательство РФ содержит нормативное регулирование и меры контроля, необходимые и достаточные для соблюдения цементными заводами требований в области охраны окружающей среды, в том числе нормативов в области выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. На заводе в Калужской области беспрерывно работают 40 обеспыливающих установок, мощность основного рукавного фильтра составляем 2.2 млн м. куб/час.

С начала строительства завода в 2012 году компания совместно с Центром охраны дикой природы изучает биоразнообразие прилегающих территорий с целью организовать систему предоставления информации и показателей биологического разнообразия (СПИПБР). Профессиональный экологический мониторинг помогает достоверно определять особо охраняемы виды флоры и фауны, выделять природные комплексы и составлять карту местности проведения работ и полевых исследований.

Будет ли польза от раздельного сбора мусора?

Безусловно, да. Качественная сортировка отходов позволит извлекать из мусора максимально возможное количество полезных фракций для вторичного использования, а на цементный завод будут поступать только непригодные для переработки отходы. Низкий уровень сортировки усложняет и затрудняет процесс утилизации, так как в отходах могут попадаться, например, крупные металлические предметы, которые портят дорогостоящее оборудование и приводят к остановке всей линии по утилизации.

Перед поставкой поступлением на завод ЛафаржХолсим из отходов извлекают сырье, пригодное для переработки, отделяют крупные металлические части, камни, стекло и органику. Каждая машина с поступающими отходами проходит радиационный контроль, дополнительную металлосепарацию и измельчение на более мелкую фракцию.

RDF или не RDF?

На данный момент в России не налажено производство RDF – топлива из отходов полностью готового к использованию: отвечающего ряду требований по влажности, калорийности и другим параметрам. Отходы, которые на данный момент использует цементный завод ЛафаржХолсим, представляют из себя остатки сортировки ТКО.

LafargeHolcim в мире

LafargeHolcim – мировой лидер в производстве строительных материалов и предоставлении комплексных решений для строительства. Наш бизнес представлен в 4-х сегментах: производство цемента, добыча нерудных материалов, производство товарного бетона, продукты и решения для строительной отрасли. Занимая ведущие позиции в большинстве регионов мира – как в развитых, так и в развивающихся странах – LafargeHolcim предлагает широкий спектр высококлассных строительных материалов и технологий. Эксперты компании помогают клиентам по всему миру найти оптимальные решения независимо от масштаба задачи: от частного домостроения до крупных инфраструктурных проектов. Рост населения планеты, урбанизация, повышение спроса на улучшение качества жизни и технологии устойчивого строительства являются драйверами для нашей индустрии.

Перспективы утилизации отходов в цементной промышленности: альтернативы альтернативному топливу нет

Цементная промышленность – это большой экологический резерв общества, имеющий все возможности для эффективной утилизации различного вторсырья: отходов переработки газа, металла, нефти, угля, биомассы, золошлаков, автомобильных шин, кирпичного боя, сельскохозяйственных отходов и бытового мусора.

Цемент – основной стройматериал, которого ежегодно производится более 2 млрд тонн в мире, и цифра эта постоянно растет.

Бетон в 20 раз менее энергоемок, чем сталь, в 13 раз чем стекло, в 63 раза чем алюминий, а значит, утилизация отходов производителями цемента приобретает глобальное значение.

Цементные печи, пригодные для утилизации отходов

Вращающиеся обжиговые цементные печи – агрегаты, способные производить экологически чистую утилизацию вредных горючих отходов за счет своих особенных свойств:

• газового потока и газового факела;
• высокой температуры внутри печи (до 1 450 °С);
• возможности нейтрализации тяжелых металлов и вредных веществ при помощи образования жидкой фазы клинкера;
• перемещения материала и газов в противотоке;
• высококачественной очистки выбросов газа в электрофильтрах;
• отсутствия побочных отходов – после сжигания в цементной печи горючих отходов в качестве альтернативного топлива (АТ) даже зола становится структурной составляющей портландцементного клинкера.

Одновременно в процессе переработки обеспечивается разложение хлорорганических соединений (фуранов, диоксинов и т. д.), что приводит и процесс производства, и его конечный продукт в полное соответствие с экологическими стандартами. Но это касается не всех видов отходов.

Какие виды отходов можно сжигать в цементных печах?

• Цементные печи, пригодные для утилизации отходов
• Какие виды отходов можно сжигать в цементных печах?
• Мотивация цементных заводов к сжиганию отходов
• Экономическая выгода уничтожения отходов на цементных заводах
• Государственная поддержка утилизации отходов на цементных заводах

Все материалы, предназначенные к сжиганию, проходят строгий контроль качества. Это дает гарантию того, что их использование пройдет экологически чистым способом, сохранив при этом:

• безопасность и здоровье рабочих, занятых на производстве;
• экологическую чистоту процесса производства;
• правильное технологичное функционирование;
• гарантию качества конечного продукта.

Европейская ассоциация цемента определила виды отходов, которые могут применяться в качестве АТ:

• изношенные шины автомобилей;
• бумажные и древесные отходы, пластмасса, ткани, пена полистирола;
• отработанные машинные масла;
• использованные растворители, клеи, лаки;
• нефтяные и угольные шламы;
• хлорированные ОСВ (остатки сточных вод) – как показала практика, их можно успешно обезвоживать при помощи фильтровальных аппаратов (в том числе отечественного производства).

Запрещены к использованию:

• радиоактивные материалы;
• взрывчатые вещества;
• газы (сжиженные в том числе);
• отходы с большим содержанием хлора;
• отходы медицинской отрасли.

Одним из проблемных резервов получения АТ с экологической точки зрения являются ТБО (твердые бытовые отходы). Сложность состоит в том, что производство цемента – это химическая технология, стабильность которой является основным фактором выпуска высококачественной продукции, поэтому топливо из ТБО, поступающее на цементные заводы в виде гомогенизированного продукта, должно иметь определенную величину теплотворной способности.

Если вы хотите исправить экологическую ситуацию в вашем городе в лучшую сторону, вам необходимо знать о раздельном сборе мусора.

У вас старый монитор и его необходимо переработать? Необходимая вам информация в статье.

ТБО слишком многообразны, а их ресурсоценная фракция представлена преимущественно загрязненной полиэтиленовой и термопластичной упаковкой, подверженной пиролизному разложению, что и обуславливает трудность в использовании их как вторичного топлива. Между тем на Западе вопросы сортировки, хранения, дозирования и подачи ТБО на цементные предприятия уже успешно решены.

Интересный факт: когда в Литве сжигают свои ТБО, цементные предприятия этой страны импортируют прессованные отходы из Британии, поскольку использование АТ для литовской промышленности, не имеющей дешевых энергоресурсов, жизненно необходимо.

Альтернативное топливо, используемое в цементной промышленности, должно быть получено только из сортированных отходов после обязательной предварительной обработки (сушки, смешивания, измельчения и т. д.), а также тщательной проверки качества.

Мотивация цементных заводов к сжиганию отходов

В наше время все мировые и российские производители цемента стремятся к уменьшению потребления газообразного топлива, поскольку его запасы невосполнимы. Именно цементные предприятия являются единственными в своем роде, чьи технологии позволяют использовать вторичные сырьевые ресурсы не только при обжиге, но и на других стадиях производства: при приготовлении цементной смеси, при измельчении шихты.

Реализовать дешевую, надежную и совместимую с экологией окружающей среды утилизацию многих видов отходов при производстве своей продукции – это прекрасный шанс для цементных заводов выйти на новый уровень развития производства.

Сравнительные экологические балансы показывают, что такой способ утилизации предпочтительнее всех других известных на сегодня технологий, поскольку выделение тяжелых металлов как при производстве, так и при дальнейшей эксплуатации бетонных конструкций весьма незначительно. А это значит, что конечное качество продукции при использовании АТ остается на высоком уровне, а затраты существенно снижаются.

Экономическая выгода уничтожения отходов на цементных заводах

В цементной промышленности большинства стран Запада потребление различных топливосодержащих отходов составляет более половины от общего объема используемого топлива, а предприятий, которые еще не освоили технологию переработки тех или иных видов вторсырья, осталось всего 15 %.

Сжигание АТ выгодно не только из-за уменьшения потребления природного топлива, но и по причине снижения эмиссии газов (от 20 до 30 %). Схема взаимоотношений заводов-производителей отходов и их потребителей – цементных предприятий – экономически выгодна обеим сторонам. Производители цемента получают дешевое вторичное топливо, а предприятия (а в случае ТБО – городские власти) избавляются от огромных затрат на отвод, подготовку, рекультивацию и эксплуатацию полигонов, транспортировку отходов.

Очень важным аспектом является экологическая выгода от применения АТ. При максимальном использовании энергии отходов и значительном снижении применения твердого топлива производство цемента является практически безотходным. Если сравнить предприятие, частично работающее на отходах, с предприятием, использующим исключительно мазут, то первое дает гораздо лучший экологический эффект.

Прежде чем в странах Запада перешли на эту технологию, проводились всесторонние исследования (80-е гг.), которые показали большую экологическую и экономическую эффективность обезвреживания отходов во вращающихся обжиговых печах. Сейчас все эти данные подтверждены на практике.

Государственная поддержка утилизации отходов на цементных заводах

В таких странах, как США, Норвегия, Швеция, Чехия, Германия и др., а также в некоторых государствах бывшего СССР – Литве, Беларуси, Казахстане – накоплен большой опыт сжигания отходов в цементных печах разного типа. При этом на их модернизацию были затрачены миллионы долларов государственных средств. Особенного усовершенствования потребовали узлы пылевой очистки, работу которых приходилось приводить к требованиям, соответствующим национальным нормативам по допустимым вредным выбросам.

Показатель внедрения таких современных технологий в России пока значительно ниже, чем за рубежом, но направление уже определено. При строительстве новых и реконструкции старых предприятий обязательно учитываются блоки использования АТ, оказывается всесторонняя поддержка предприятиям в виде денежных вливаний, налоговых льгот и т. п.

Вот лишь несколько примеров успешного внедрения технологий по применению АТ, осуществленных при поддержке государства: ОАО «Холсим» (город Коломна), завод Heidelberg в Туле, ОАО «Мордовцемент», предприятия концерна «Лафарж» в Коркино, Воскресенскм и в городе Калуге, где сейчас заканчивается строительство нового цементного завода, изначально рассчитанного на потребление 85 % альтернативного топлива. Предприятия без оснащения блоками альтернативного топлива в настоящее время не рассматриваются государством ни для строительства, ни для реконструкции, а значит, именно за этой технологией будущее цементной отрасли России.

Отходы от моркови и свеклы делают из бетонных конструкций электрогенераторы

Бетон — один из самых популярных строительных материалов. Однако он вреден для окружающей среды, в основном из-за выбросов углекислого газа при производстве цемента — одного из основных компонентов бетона. Ученые нашли способ сделать его более экологичным, использовав обычную морковь и свеклу. Кроме того, отходы корнеплодов помогают сделать из бетонных конструкций электрогенераторы.

После воды бетон является самым широко используемым веществом в мире. На производство цемента, ключевого компонента бетона, приходится около 8% глобальных выбросов CO₂.

Кроме того, производство клинкера требует высокотемпературной химической реакции, а значит больших затрат энергии.

Цементная промышленность работает над обезуглероживанием и сокращением выбросов ископаемого топлива. Но химическая часть выбросов углекислого газа неизбежна, если не создать принципиально другой тип цемента.

Когда цемент смешивается с водой, он образует пасту, которая связывает песок и щебень, позволяя бетону затвердеть и придавая ему прочность и структуру. Изменение этого процесса — одна из стратегий снижения воздействия цемента на окружающую среду. Профессор Мохамед Саафи из Ланкастерского университета в Великобритании и его коллеги стремятся достичь этой цели в рамках проекта B-SMART.

Цемент необходимо смешивать с водой, чтобы он прилипал к песку и щебню и связывал их вместе. Однако не все частицы цемента при этом гидратируются. «Если мы сможем усилить этот механизм гидратации, его прочность значительно увеличится, и, следовательно, удастся использовать меньше цемента» — объясняет профессор Саафи.

Заменив часть цемента отходами, исследователи надеются сделать бетон более экологичным.

Профессор Саафи и его команда обратились за помощью к корнеплодам. Они изучили, можно ли добавить в цемент для укрепления отходы моркови, перерабатываемые для производства детского питания, или остатки от экстракции свекловичного сахара. Используя компьютерное моделирование, они увидели, как сверхтонкие пласты из отходов овощей будут взаимодействовать с цементом. Также ученые изучили влияние овощей как на гидратацию цемента, так и на его механические свойства. Затем они провели эксперименты в лаборатории, чтобы проверить результаты своих симуляций.

В итоге, исследователи обнаружили, что использование листов из растительных отходов могут улучшить гидратацию цемента. Они действовали как резервуары, которые позволяли воде достигать большего количества частиц цемента и, таким образом, улучшали его связывающую способность.

Также выяснилось, что добавление корнеплодов в цемент дает дополнительные преимущества. Например, при надавливании на морковь вырабатывается электроэнергия, которая может питать небольшую светодиодную лампу или электронные устройства. Когда к цементу были добавлены нанолисты их отходов моркови, профессор Саафи и его коллеги обнаружили, что они могут делать не просто экологичный бетон, но и производящий электричество. Если, например, построить мост из такого бетона, электричество может вырабатываться при проезде по нему автомобилей или из-за вибрации или движения, вызванного пешеходами. Это электричество из бетона мжно будет использовать для питания светодиодов или уличных фонарей.

Аборты и наука: что будет с детьми, которых родят

Посмотрите на самые красивые снимки «Хаббла». Что увидел телескоп за 30 лет?

Названо растение, которому не страшно изменение климата. Им питается миллиард человек