ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΕΡΕΥΝΑΣ & ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΑ ΚΑΥΣΙΜΑ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ Ημερίδα ΤΕΕ 26/9 Δ. Παπαγεωργίου, Φ. Θεολόγος, Χ. Τέας, Ε. Χανιωτάκης ΑΕ Τσιμέντων ΤΙΤΑΝ, Δ. Έρευνας & Ποιότητας
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΥΞΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΑΠΑΙΤΗΣΕΩΝ ΠΑΓΚΟΣΜΙΩΣ 25x10 6 τον. κάρβουνου/έτος απαιτούνται από τα μέλη του CEMBUREAU για να ικανοποιηθούν οι ενεργειακές απαιτήσεις στην Ευρώπη Αναζήτηση από βιομηχανία: οικονομικότερων ενεργειακά τρόπων παραγωγής τσιμέντου εναλλακτικών μορφών ενέργειας
ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ευρεία χρήση εναλλακτικών καυσίμων στην Ευρώπη 1995 (και μετά) 10% τηςενεργειακήςκατανάλωσηςστην Ευρωπαϊκή τσιμεντοβιομηχανία από εναλλακτικά καύσιμα Στόχος > 50% Κατηγορίες εναλλακτικών καυσίμων: λάστιχα αυτοκινήτων πλαστικά απορρίμματα χαρτιού χρησιμοποιημένα ορυκτέλαια πριονίδι και διαλύτες
ΠΟΣΟΣΤΑ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΥΜΒΑΤΙΚΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ (FLS, 2005) Έτος 1997 1998 1999 2001 % 15.7 18.8 23.0 30.0 Tύποι εναλλακτικών καυσίμων, 2001 Υλικό 10 3 t/y CV, MJ/Kg Λάστιχα 234 26 Ελαιώδη υλικά 128 34 Υλικά συσκευασίας 418 22 Πριονίδι 72 14 Διαλύτες 33 22 RDF 102 15 Λευκαντική γαία 29 14 Ζωικά απορρίματα 245 17 Διάφορα 84 12
ΠΟΣΟΣΤΑ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΥΜΒΑΤΙΚΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ (ΗΟLCIM) Χώρα % υποκατάσταση ενέργειας από AFR Έτος Γαλλία 32 2003 Γερμανία 42 2004 Νορβηγία 45 2003 Ελβετία 47 2002 ΗΠΑ 25 2003
ΚΑΥΣΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΤΗΝ ΤΣΙΜΕΝΤΟΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΟΦΕΛΗ Μείωση χρήσης ορυκτών μη ανανεώσιμων καυσίμων (πχ. κάρβουνο) και περιβαλλοντικών επιπτώσεων από εξόρυξη και διακίνηση Μείωση εκπομπών (αέρια θερμοκηπίου) με αντικατάσταση ορυκτών καυσίμων από υλικά που θα αποτεφρώνονταν με ανάλογες εκπομπές και υπολείμματα Μεγιστοποίηση της ανάκτησης ενέργειας από τα απορρίμματα. Απευθείας χρήση ενέργειας για παραγωγή κλίνκερ Μεγιστοποίηση της ανάκτησης των μη καυσίμων των απορριμμάτων και ελάττωση της ανάγκης απόθεσης τυχόν υπολειμμάτων αφού το ανόργανο μέρος παραμένει στο προϊόν
Directive 2000/76/EC H οδηγία θέτει τα όρια εκπομπών κατά την καύση απορριμμάτων Σε ενεργειακά συγκροτήματα, κλίβανους τσιμέντου και κάθε άλλη Διεργασία ικανή να χρησιμοποιεί απορρίμματα
Directive 2000/76/EC
ΚΑΥΣΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΤΗΝ ΤΣΙΜΕΝΤΟΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΛΙΒΑΝΩΝ ΤΣΙΜΕΝΤΟΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ Καταστροφή οργανικών, δέσμευση ανόργανου στο παραγόμενο προϊόν Υψηλές θερμοκρασίες. Θερμοκρασία έψησης 1450 C/ θερμοκρασία φλόγας ~2000 C Μεγάλος χρόνος παραμονής Oξειδωτική ατμόσφαιρα για πλήρη καύση οργανικών Aλκαλικό περιβάλλον για δέσμευση χλωρίου και θείου Συγκράτηση τέφρας στο προϊόν Συνεχής και σταθερή λειτουργία και έλεγχος εκπομπών
ΚΑΥΣΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΤΗΝ ΤΣΙΜΕΝΤΟΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ
ΚΑΥΣΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΤΗΝ ΤΣΙΜΕΝΤΟΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ ΠΡΟΫΠΟΘΕΣΕΙΣ ΓΙΑ ΧΡΗΣΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟΥ ΚΑΥΣΙΜΟΥ ΑΠΟΤΕΛΟΥΝ (ΕΚΤΟΣ ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΤΙΚΗΣ ΘΕΡΜΟΓΟΝΟΥ) Περιορισμένη αρνητική επίδραση στο περιβάλλον και υγεία των εργαζομένων Διατήρηση ποιότητας του προϊόντος και σταθερή παραγωγική διεργασία Οικονομικό όφελος για χρήστη
ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΕ ΤΣΙΜΕΝΤΩΝ ΤΙΤΑΝ Υποκατάσταση καυσίμου: ~6% για ελαστικά. (Ελλάδα / διαθέσιμοι 60.000τον./έτος μεταχειρισμένων ελαστικών) ~10, 20, 30% γιαυγράεναλλακτικάκαύσιμα
ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Ποιότητα κλίνκερ σταθερή όσον αφορά τις αντοχές Αύξηση χρόνου πήξης τσιμέντου λόγω Zn που ενσωματώνεται στο παραγόμενο προϊόν Ιδιότητες τσιμέντου Blaine IST, min FST, min H 2 O 1 2 7 28 Χωρίς ελαστικά 3860 115 180 25,6 20 29,5 43 62 Με ελαστικά 3680 170 220 27,4 17,5 30,4 46,7 62,3
ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Εως 30% υποκατάσταση καυσίμου από υγρά εναλλακτικά καύσιμα τήρηση περιβαλλοντικών όρων εργοστασίου Ποσοστό θερμιδικής υποκατάστασης, % 10 20 30 KMΡ* Παροχή εναλλακτικού καυσίμου (tn/h) 1.272 2,544 3,817 Όρια εκπομπής ρύπου(mg/nm 3 ) KYA 2487/455 FEK 196/8-3-99 Σκόνη 95 89 85 56 CO 5720 5382 5047 1930 HF 1 1 1 0,030 HCl 10 10 10 0,630 SO 2 380 360 340 219 Cd + Tl 0,1 0,1 0,1 0,078 Hg 0,1 0,1 0,1 0,015 Sb + As + Pb + Cr + Co + Cu + Mn + Ni + V + Sn 1 1 1 0,460 * ενδεικτικές μετρηθείσες τιμές
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ Τεχνικά χαρακτηριστικά γραμμής ελαστικών Υλικό προς καταστροφή ελαστικά αυτοκινήτων Μέγιστη ωριαία ανάλωση (t/h) 2,5 Ωριαία ανάλωση στον ΠΚ2 Καμαρίου (t/h) 1,0-1,5 Μέγιστη ποσότητα αναλισκόμενων ελαστικών (τεμ/h) 313 Διαστάσεις ελαστικών min max Διάμετρος (mm) 300 1400 πάχος (mm) 100 400 βάρος (kg) 6 60
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ Λειτουργικά χαρακτηριστικά γραμμής εναλλακτικών καυσίμων Υλικό προς καταστροφή κατάλοιπα δεξαμενών με πριονίδι Μέγιστη ωριαία ανάλωση (t/h) 12 Ελάχιστη ωριαία ανάλωση (t/h) 1,2 Ωριαία ανάλωση στον ΠΚ1 Καμαρίου (t/h) 1,5-2,5 Φυσικά χαρακτηριστικά υλικού τροφοδοσίας min max Πυκνότητα (tn/m 3 ) 0,1 0,5 μέγεθος (mm) 10 50 θερμοκρασία ( ο C) 40
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ Προδιαγραφή Ελεγχόμενες ιδιότητες εναλλακτικού καυσίμου Μονάδα ΑΘΔ Cal/g ΚΘΔ Cal/g Υγρασία % Πτητικά % Τέφρα % Αναλογία ιζημάτος / πριονίδι % Χλώριο % Θείο % Αλκάλια % Ιχνοστοιχεία ppm
ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΧΡΗΣΗΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ Αυξημένο ποσοστό υγρασίας Αύξηση εκπομπών και θερμοκρασίας μεγαλύτερες απώλειες θερμότητας μεγαλύτερη ποσότητα καυσίμου Υψηλό ποσοστό τέφρας Μείωση ποσότητας τροφοδοσίας που περνά από ζώνη προθέρμανσης και ελάττωση ανάκτησης θερμότητας. Αυξημένη θερμοκρασία εκπομπών Επιδείνωση καύσης Αυξημένες εκπομπές CO ή αυξημένα ποσοστά O 2 λόγω κακής καύσης κυρίως λόγω κοκκομετρίας (πχ τροφοδοσία ολόκληρων ελαστικών)
ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΧΡΗΣΗΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ Μεταβαλλόμενη παροχή εναλλακτικών καυσίμων Προέλευση μεταβολών: - Ανομοιογένεια ιδιοτήτων καύσης (ΘΔ) - Μεταβολές στην τροφοδοσία λόγω δύσκολων ιδιοτήτων χειρισμού Αποτέλεσμα: αυξημένες εκπομπές CO ή αυξημένα ποσοστά O 2 Είσοδος κρύου αέρα Tα στερεά εναλλακτικά καύσιμα απαιτούν περισσότερο αέρα λόγω πνευματικής μεταφοράς αύξηση ποσοστού καυσίμου Αύξηση φαινομένων ανακυκλοφορίας λόγω πτητικών & φτωχής καύσης Μείωση παραγωγής / αυξημένη κατανάλωση
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 1. Δυνατότητα υποκατάστασης συμβατικών καυσίμων με εναλλακτικά για παραγωγή τσιμέντου 2. Περιβαλλοντικά οφέλη 3. Οικονομικά οφέλη 4. Εφικτή υποκατάσταση καυσίμου με εναλλακτικά έως 10% χωρίς επιπτώσεις σε ποιότητα, παραγωγική διαδικασία, περιβάλλον