Публикация, Воронеж

УДК 666.94
И.В. Ламзина, А.Ю. Бочкова, Г.А. Севрюкова
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ REFUSED DERIVED FUEL
КАК АЛЬТЕРНАТИВНОГО ТОПЛИВА ДЛЯ ЦЕМЕНТНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Аннотация. Рассмотрены экономические и экологические
аспекты проблем использования топливосодержащих отходов как
альтернативного топлива (RDF) в цементной промышленности на
примере ОАО ««Серебряковцемент».
В условиях структурных изменений экономики России, а
именно, повышение цен на бензин, природный газ и электричество,
вопросы привлечения альтернативных источников энергии в топливный баланс страны приобретают приоритетное значение. При
этом многие, из относящихся к альтернативным источникам, при их
использовании снижают не только экономическую составляющую,
но экологическую нагрузку на окружающую среду.
Исследования ряда специалистов показали, что суммарная
доля трех главных природных энергоносителей – нефти, природного
газа и угля – в структуре российского энергопотребления сократилась с 93% до 88%. При этом удельный вес природного газа в общем
энергопотреблении увеличился на 11%, а удельный вес нефти и угля
сократился на 49% и 58% соответственно. За последние пять лет цены на газ для конечных потребителей выросли на 70%. Если разбить
тарифную историю по годам, то получится, что в 2008 рост составил
25%, в 2009 – 27%, 2010 – 20%, 2011 – 15%, в 2012 и последующих
годах – 15% [1, 2].
Сложившая ситуация обусловливает актуальность постановки вопроса о замене ископаемого источника энергии – природного
газа – альтернативным топливом – твердое восстановленное топливо
(англ. Refused Derived Fuel – RDF), с целью сокращения доли стоимости топлива в себестоимости выпускаемой продукции.
Это помимо решения проблемы исходного ресурса, снизит
нагрузку на существующие полигоны ТБО и решит проблему свалок. Учитывая, что отходы представляют экологическую опасность,
занимают значительные территории изучение их морфологического
состава, объемов, методов сбора, хранения и утилизации имеет важное народнохозяйственное значение.
В виду того, что морфологический состав ТБО напрямую зависит от местных условий, то для использования твердых бытовых
отходов в качестве сырья с целью получения альтернативного топлива в цементной промышленности необходимо провести их классификацию, измельчение и сушку [3].
Одним из лидеров в области использования альтернативных
видов топлива является Германия, так например, в 2011 году доля
альтернативных видов топлива в общем потреблении топлива составила 61%.
В России базовым документом в сфере альтернативного топлива является Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в
отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ. В нем закреплено, что альтернативное топливо – твердое восстановленное топливо (RDF) является вторичным
энергетическим ресурсом, подготовленное по специальной технологии из «хвостов» отходов, которое может использоваться цементной
промышленностью для замены природного топлива (газа, угля, мазута) с целью снижения себестоимости цемента [Ошибка! Источник ссылки не найден.].
Разбирая вопрос о размещении такого производства ключевую роль играет наличие потребителя. В цепочке ТБО – RDF – Потребитель должна быть снижена транспортная составляющая. В связи с чем предлагается разместить производство RDF из ТБО мощностью 200 тыс. тонн в год на действующем полигоне города
Волгограда. Готовое топливо RDF будет перевозиться на цементный
завод ОАО «Серебряковцемент», расположенный в Михайловском
районе Волгоградской области. Это снижает транспортные расходы,
как на транспортировку ресурса, так и готового RDF.
Современные технологии позволяют отобрать из общей массы поступающих смешанных городских ТБО от 35 до 50% вторичного сырья (а в случае «хорошего» морфологического состава ТБО
до 65%) и решить задачи возврата для последующей переработки
макулатуры, полимеров, пластика, стекла, металлов, текстиля и других вторичных материалов.
Применение RDF для сжигания на цементных предприятиях
может существенно уменьшить потребление первичных энергетиче-
ских ресурсов (газа, мазута, угля) и снизить затраты на производство
цемента.
Использование цементной печи для сжигания отходов имеет
много преимуществ, таких как:
- нейтрализация кислых газов – оксидов серы и хлористого
водорода активной известью, содержащейся в материале;
- тяжёлые металлы поглощаются структурой клинкера;
- не образуются побочные продукты, такие как зольные или
жидкие осадки от очистки газа;
- используется теплотворная способность отходов;
- достигается высокая температура пламени (до 2000оС).
Сжигание RDF с экологической точки зрения приемлемо, так
как высокие температуры технологического процесса позволяют
минимизировать количество вредных веществ в отходящих газах и
обеспечивает химическое связывание в клинкерных минералах токсичных материалов, выделяющихся из отходов в процессе их переработки.
Чистая теплотворная способность RDF составляет
23 МДж/кг, альтернативного топлива из смешанных ТБО
13 МДж/кг, природного газа – 32-35 МДж/м3. Исходя из теплотворной способности материалов, 1,7 кг RDF соответствует 1м3 газа. В
случае получения синтез-газа по предложенной технологии (с калорийностью 2900 ккал/м3) его соотношение составит 2,7 м3 альтернативного горючего к 1 м3 природного газа (калорийность принята
8000 ккал/м3).
Таким образом, для экономии около 100 млн. м3 природного
газа необходимо примерно 200 000 т. RDF. С экономической точки
зрения это будет выглядеть следующим образом. Как правило, RDF
может заменить первичный вид ископаемого топлива, используемого на цементных заводах, на 15-20%.
Использование RDF на предприятии ОАО «Себряковцемент»
позволит сэкономить, в среднем 100-200 млн. руб при эквивалентном количестве использования топлива и неизменном количестве
выпускаемой продукции.
ОАО «Себряковцемент» потребляет 590 млн. м3 газа в год
(по данным на 2013 год), тогда, с учетом запуска технологической
линии сухого способа производства и частичной замены первичных
энергоресурсов, возможна экономия 270 млн. м3 газа в год, что в денежном эквиваленте составит 1,08 млрд. руб. Кроме снижения рас-
хода природного газа, использование данного вида альтернативного
топлива уменьшит эмиссию вредных газов на 20-30%.
Экономический эффект от внедрения RDF на цементных
предприятиях позволит окупить вложения в реконструкцию предприятия, необходимую для перехода на RDF, в срок не более 3-4 лет.
Переход на альтернативные источники энергии дает возможность получить экономию на энергоносителях и уменьшить зависимость производства от их поставок. При этом необходимо отметить,
что технологии и оборудование для подготовки ТБО в России должны отличаться от принятых в Европе, что обусловлено с различием в
морфологическом составе ТБО в России и странах ЕС.
Литература
1. Будущее возобновляемой энергетики в России /IV ежегодная конференция [электронный ресурс] – http://www.bigpowernews.ru
/news/document44727.phtml
2. Немировский, И.А. Переработка ТБО: проблемы и достоинства /И.А. Немировский //Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. – № 6 (88), 2011. – С. 46-53.
3. Огородникова, С. Ю. Отходы производства и потребления:
учебно-методическое пособие [Текст] /С.Ю. Огородникова. – Киров:
«Старая Вятка», 2012. – 94 с.
4. Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении
энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные
законодательные акты Российской Федерации» [электронный ресурс] –
http://base.consultant.ru/cons/cgi/online.cgireq=doc;base=lawn=169445