Sposoby redukcji emisji CO2 w przemyśle cementowym na przykładzie Cementowni „Chełm” – Cemex Polska

• Autorzy: Radelczuk H.

Warianty tytułu

EN

Ways of CO2 emissions reduction in the cement industry on the example of Chełm Cement Plant – Cemex Poland

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono efektywne sposoby redukcji emisji CO2 w procesie produkcji klinkieru cementowego stosowane przez Cementownię „Chełm”. Opracowanie obejmuje laboratoryjne i przemysłowe wyniki testów produkcji klinkieru z zestawów surowcowych zawierających tzw. surowce alternatywne, takie jak: popiół lotny wapienny, wapno pokarbidowe, granulowany żużel wielkopiecowy, wapno posodowe czy niewielki dodatek mineralizatora. Przedstawiono również wpływ współspalania paliw alternatywnych i biomasy, zastosowania techniki oxy-fuel oraz wykorzystania ciepła odpadowego w procesie suszenia paliw na zmniejszenie emisji dwutlenku węgla. Przeprowadzone testy wykazały znaczne zmniejszenie emisji CO2 podczas produkcji klinkieru portlandzkiego przy zastosowaniu wymienionych materiałów jako składników zestawu surowcowego oraz współspalaniu paliw alternatywnych i biomasy. Wprowadzenie 1% lotnego popiołu wapiennego, zawierającego 18–27% CaO, prowadzi do zmniejszenia emisji o 9–11 kg CO2/tonę klinkieru, w zależności od zawartości tlenku wapna. Natomiast dodatek 1% wapna pokarbidowego, zawierającego ok. 60% CaO, powoduje zmniejszenie emisji CO2 odpowiednio o ok. 7 kg/tklk, zbliżoną redukcję CO2 powoduje też podanie 1% granulowanego żużla wielkopiecowego. Zastosowanie niewielkich ilości 0,2–0,3% mineralizatora pod postacią fluorytu do zestawu surowcowego, zawierającego jako aktywny składnik CaF2, powoduje ok. 4–5% jednostkową redukcję zużycia ciepła na klinkier, co przekłada się na jednostkową redukcję emisji CO2 z procesu spalania rzędu 16–24 kg/tklk. Stosowanie wszelkiego rodzaju biomasy, np. mączki mięsno-kostnej i suszonych osadów ściekowych, w ilości 8–10% ciepła na klinkier, zmniejsza emisję CO2 nawet do 40 kg/tklk. Poprzez wprowadzenie wyżej opisanych metod Cementownia „Chełm” ograniczyła jednostkową emisję dwutlenku węgla do atmosfery o 112 kg/tklk, redukując wskaźnik emisji z 859 kg CO2/tklk w 2010 r. do 747 kg CO2/tklk na koniec listopada 2017 r.

EN

The article presents effective ways of CO2 emission reduction in the cement clinker production process used by Chelm Cement Plant. The article contains laboratory and industrial results of clinker production tests, from raw mix containing so-called alternative raw materials such as: calcerous fly ash, carbide calcium, granulated blast furnace slag, soda lime or a small addition of mineralizer. The impact of co-combustion of alternative fuels and biomass, the use of oxy-fuel technology and the use of waste heat in the process of drying fuels to reduce CO2 emission are also presented. The conducted tests showed a significant reduction of CO2 emission during the production of portland clinker using the above-mentioned materials as components of a raw mix and co-combustion of alternative fuels and biomass. The introduction of 1% calcerous fly ash, containing between 18–27% CaO, leads to emission reduction of 9–11 kg CO2/ton of clinker, depending on the content of calcium oxide. While the addition of 1% of the carbide calcium, containing approx. 60% CaO, causes reduction of CO2 emissions by approx. 7 kg/ton of clinker, also similar reduction causes addition of 1% of granulated blast furnace slag to raw mix. The use of small amounts of 0,2–0,3% mineralizer to raw mix in the form of fluorite, containing CaF2 as an active component causes about 4–5% unitary reduction of heat consumption on clinker, which translates into unitary reduction of CO2 emissions from the combustion process by 16–24 kg/ton of clinker. The use of all types of biomass, eg meat and bone meal and dried sewage sludge, in an amount of 8–10% of heat on clinker, reduces CO2 emissions up to 40 kg/ton of clinker. By introducing the methods described above, the Chelm Cement Plant reduced the unitary CO2 emission to the atmosphere by 112 kg/ton of clinker, reducing the emission factor from 859 kg CO2/ton of clinker in 2010 to 747 kg CO2/ton of clinker in the end of November 2017.

Słowa kluczowe

PL

przemysł cementowy; emisja CO2; redukcja emisji; paliwo alternatywne; surowiec niewęglanowy alternatywny; mineralizator; klinkier portlandzki

EN

cement industry; CO2 emission; emission reduction; alternative fuel; alternative non-carbonate raw material; mineralizer; Portland clinker

• Wydawca: Wydawnictwo Instytut Śląski Sp. z o.o.
• Czasopismo: Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 10, nr 30
• Strony: 107--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., il.

Twórcy

autor

Radelczuk H.

• CEMEX Polska Sp. z o.o., Chełm

Bibliografia

• [1] Raport zrównoważonego rozwoju CEMEX Polska 2011–2012, http://www.cemex.pl/raportzrownowazonego-rozwoju-2011-2012-pl.aspx (3.09.2017).
• [2] Raport zrównoważonego rozwoju CEMEX Polska 2013–2014, http://www.cemex.pl/raportzrownowazonego-rozwoju-2013-2014.aspx (3.09.2017).
• [3] Badania i materiały własne CEMEX Polska, http://www.raport.cemex.pl/ (3.09.2017).
• [4] Kurdowski W., Chemia cementu i betonu, Wydawnictwa Naukowe PWN, Stowarzyszenie Producentów Cementu, Warszawa–Kraków 2010.
• [5] Rozporządzenie Komisji (UE) nr 601/2012 z dnia 21 czerwca 2012 r. w sprawie monitorowania i raportowania w zakresie emisji gazów cieplarnianych zgodnie z Dyrektywą 2003/87/WE Parlamentu Europejskiego i Rady, Dz.Urz. UE L 181/30.
• [6] Głodek-Bucyk E., Sładeczek F., Kalinowski W., Dudkiewicz M., Wpływ wykorzystania osadów ściekowych w technologii produkcji klinkieru portlandzkiego na poziom emisji CO2, „Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych” 2016, nr 26, s. 40–50.
• [7] Garbacik A., Baran T., Ostrowski M., Radelczuk H., Calcareous fly ash in production of low emission ordinary Portland clinker, [w:] Proceedings from XIV ICCC, Pekin, 12–16.10.2015, www.west960.com/p-79680.html (3.09.2017).
• [8] Dziuk D., Giergiczny Z., Garbacik A., Popiół wapienny jako główny składnik cementów powszechnego użytku, „Drogi i Mosty” 2013, Vol. 12, nr 1, s. 57–69.
• [9] Kacała O., Sładeczek F., Wpływ wykorzystania odpadów z procesów termicznych w zestawach surowcowych na ciepło tworzenia klinkieru portlandzkiego, „Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych” 2016, nr 27, s. 35–43.
• [10] Wójcik R., Opinia naukowa dotycząca możliwości powtórnego wykorzystania materiałów pochodzących ze składowiska odpadów po byłych Krakowskich Zakładach Sodowych „Solvay” raz określenie kodu odpadu dla ww. materiału, AGH, Kraków 2017, maszynopis w posiadaniu autora.
• [11] Raport zrównoważonego rozwoju CEMEX Polska 2015–2016, http://www.raport. cemex.pl/ (3.09.2017).