ALTERNATYWNYCH W CEMENTOWNIACH CEMEX POLSKA. Piotr Bąbelewski CEMEX Polska Cementownia Rudniki

Transkrypt

1 WSPÓŁSPALANIE SPALANIE PALIW ALTERNATYWNYCH W CEMENTOWNIACH CEMEX POLSKA Piotr Bąbelewski CEMEX Polska Cementownia Rudniki

2 CEMEX w Polsce Budujemy przyszłość 2 Cementownie Gdańsk 1 Przemiałownia 1 Terminal 40 Wytwórni betonu Szczecin Olsztyn Białystok 8 Kopalni kruszyw Gorzów Wlkp Poznań Warszawa 8 Centrów dystrybucyjnych 2 Centra transportu 1 Centrum sprzedaży ISOLA 4 Składy budowlane Wrocław Opole Łódź Rudniki Katowice Lublin Chełm Zdolności produkcyjne: Cement: Beton: Kruszywa: 3,1 mln ton 2,5 mln m 3 5 mln ton Kraków CEMEX Polska należy do krajowej czołówki producentów cementu, betonu towarowego i kruszyw.

3 ZAKŁADY CEMENTOWE Kopalnia kredy ( funkcjonuje od 1926 r) Piec metody suchej o wydajności 5 kt/dobę ( Wieża wymienników + SLC S Kalcynator (od 1999 r) 4 Młyny cemntu zmodernizowane w latach Szeroką gama produktów: cementy czyste, popiołowe, żużlowe oraz specjalnych przeznaczeń - NA / HSR mające zastosowanie w budownictwie drogowo-mostowym Zainstalowana moc Klinkier kt/rok Cement kt/rok Kopalnia wapienia 3 Długie piece metody suchej o wydajności 0,65 kt/dobę ( razem) 5 W pełni zmodernizowanych młynów cementu CHEŁM RUDNIKI Specjalizacja: cementy żużlowe, mieszane oraz cementy wapienne, produckcja spoiwa drogowego oraz mączki wapiennej Zainstalowana moc Klinkier 650 kt/rok Cement kt/rok

4 PROCES W CEMENTOWNI PRZEMIAŁ KLINKIERU WAPIEŃ PRZEMIAŁ WYPAŁ Z GIPSEM I DODATKI (MĄKA P.) KLINKIERU DODATKAMI ( CEMENT ) PALIWO MĄ KA SUROWCOWA zadaniem cementowni jest produkcja klinkieru i cementu odpowiedniej jakości, Paliwa alternatywne stosowane w cementowni muszą osiągać parametry fizykochemiczne pozwalające na osiąganie wymaganych temperatur procesu. Czas przebywania gazów w temp >850 C C Paliwa ciekłe Paliwa stałe Paliwa ciekłe Paliwa stałe rozdrabniane Osady ściekowe Osady ściekowe Piec 8-12 s Kalcynator 4-6 s PALIWO KLINKIER

5 SCHEMAT PODAWANIA PALIW ALTERNATYWNYCH (CHEŁM) Skład paliw alternatywnych 2000 ton pojemności Linia rozdrabniająca biomasę. 3 TPH Odpylacz C1 Surowiec D Dozownik paliw altr. do pieca 6 t/h Dozownik paliw altr. ciekłych do pieca 2 t/h Dozownik Paliw altr. do kalcynatora 60 t/h Klacynator C2 C3 SEPA Dozownik mieszaniny pyłu węglowego z suchymi osadami ściekowymi 90%/10% Piec klinkierowy MMK SOŚ Dozownia Mączki mięsno kostnej do pieca i suszonych osadów ściekowych do kalcynatora

6 SCHEMAT PODAWANIA PALIW ALTERNATYWNYCH (RUDNIKI) WĘGIEL SUCHE OSADY ŚCIEKOWE RDF+POCIĘTE OPONY (8 t/h) Skład paliw alternatywnych 500 ton pojemności 3 x MŁYN WĘGLA RDF+POCIĘTE OPONY (8 t/h) 3 x PIEC OBROTOWY RDF+POCIĘTE OPONY (8 t/h) RDF+POCIĘTE OPONY (8 t/h) SKŁAD KLINKIERU

7 WYMAGANIA PRAWNE PRZY WSPÓŁSPALANIU PALIW ALTERNATYWNYCH ciągły pomiar emisji gazów zaostrzone ograniczenia emisyjne w porównaniu z paliwem konwencjonalnym (NOx mg/Nm3, SOx mg/Nm3), w przyszłości 500mg/Nm3 (NOx) Minimalna temperatura spalania: 850 C Minimalny czas przebywania odpadu w palenisku: 2s. (Dz.U ) Cementownie Chełm i Rudniki spełniają wszystkie w/w wymienione warunki

8 CO 2 Pył NOx Oxides of Nitrogen SO 2 Sulphur Oxide DIOXINE & FURANS TOC Total Organic Carbon Hg Mercury HCl Hydrogen Chloride HF Hydrogen Fluoride CADMIUM & THALLIUM CO Carbon Monoxide 3 / 2 / 2 / 2 EMISJA GAZÓW PRZY WSPÓŁSPALANIU PALIW ALTERNATYWNYCH W PIECU OBROTOWYM Paliwa zawierają biomasę Nie ma wpływu Obniżona temperatura płomienia wpływa korzystnie na redukcję NOx Poziom Siarki w RDF jest niższy niż w węglu Różnice zależą bardziej od zmiennych warunków procesu niż od jakości paliw alternatywnych Cementownie wyposażone one sąs w Ciągły y Monitoring Emisji Spalin Przy współspalaniu spalaniu Paliw Alternatywnych prawo narzuca znaczniwe bardziej restrykcyjne standardy emisyjne

9 NOx i CO PODCZAS WSPÓŁSPALANIA RDF AF t/h Ś.pył. 085 Ś.pył , ,50 60 Podawanie RDF głównym 4, , ,00 palnikiem w ilosciach około ,50 2,00 % skutkuje 2-3 krotnym spadkiem 20 1,50 1,00 10 emisji NOx, oraz wyraźnym 0,50 0 0,00 pogarszeniem warunków spalania 22/9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/11 1 (obecność CO) 100 % węgiel w NOx CO 57% 2000,0 1800, % 1600,0 1400, ,0 1000, ,0 600, ,0 200,0 0 0,0 22/9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/ /9/11 1

10 ROK ZADANIE % AF 2002 DOZOWNIK PFISTER+ UKŁAD TRANSPORTOWY DO KALCYNATORA (10 t/h) INSTALACJA CIĄGŁEGO MONITORINGU EMISJI 3,5% 2005 DRUGA INSTALACJA DOZOWANIA PALIW DO KALCYNATORA (40 t/h) 12,7% 2006 HALA PALIW ALTERANTYWNYCH 34,2% 2007 INSTALACJA BOMB POWIETRZNYCH NA WIEŻY WYMIENNIKÓW 24,1% DOZOWNIK PALIWA ALT. DO PALNIKA GŁÓWNEGO EWOLUCJA ZASTOSOWANIA PA INWESTYCJE (CHEŁM) PALNIK WIELOKANAŁOWY UNITHERM ZWIEKSZENIE WYDAJNOŚCI BY-PASSA MODERNIZACJA DOZOWANIA PALIW DO KALCYNATORA ZASTĄPIENIE ELEKTROFILTRA PIECOWEGO ODPYLACZEM WORKOWYM ZWIĘKSZENIE SKŁADU PALIW ALTERNATYWNYCH DO 2000 t POJEMNOŚCI ROZBUDOWA UKŁADU BOMB POWIETRZNYCH ROZDRABNIACZ I DOZOWNIK BIOMASY UKŁAD DOZOWANIA PALIW CIEKŁYCH DO GŁÓWNEGO PALNIKA ROZDRABNIACZ DO OPON 43,9% 71,5% 75,6% 2012 INSTALACJA DOZOWANIA SUCHYCH OSADÓW ŚCIEKOWYCH I MĄCZKI MIĘSNO-KOSTNEJ 77,1% Koszt inwestycji paliwowych w latach ,3 miliona Euro

11 EWOLUCJA ZASTOSOWANIA PA INWESTYCJE (RUDNIKI) ROK 2007 ZADANIE % AF INSTALACJA PODAWANIA PALIW DO PO3 I PO4 INSTALACJA PODAWANIA PALIW DO PO HALA PALIW ALTERANTYWNYCH 13,9% PALNIKI WIELOKANAŁOWE INSTALACJA CIĄGŁEGO MONITORINGU EMISJI 2009 INSTALACJA REDUKCJI NOx PO1 I PO4 41,9% 2010 BOMBY, SEPARATOR MAGNETYCZNY,CELKA DOZUJĄCA PO4 INSTALACJA ODBIORU I PODAWANIA PYŁÓW PIECOWYCH DO CEMENTU 46,6% 2011 ZASUWY GORĄCYCH GAZÓW (PO4) + BOMBY 47,4% 2012 ZASUWY GORĄCYCH GAZÓW (PO3) + BOMBY 50% (FC) Koszt inwestycji paliwowych w latach ,1 miliona Euro WARSZAWA CZERWIEC 2012

12 ZUŻYCIE PALIW ALTERANTYWNCH 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% MĄCZKA K. 0,01% 0,34% BIOMASA 0,08% 0,45% 0,05% P. CIEKŁE 0,07% 0,12% SUCHE OSADY 0,40% 0,98% 1,40% ŁUPEK 2,86% 1,48% 0,93% 0,21% 0,00% 0,00% OPONY 1,87% 2,80% 4,06% 1,94% RDF 3,5% 2,6% 8,6% 12,7% 31,34% 22,60%41,06% 67,78% 66,41%69,40% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% SUCHE OSADY 0,00% 0,00% 0,76% 1,20% MUŁEK W. 0,00% 0,15% 0,00% 0,20% OPONY 4,15% 3,58% 1,05% 0,32% RDF 9,75% 38,14% 44,83% 45,66% CH R RAZEM RDF 290,5 49,8 340,3 Opony 14,0 0,2 14,2 Suszone osady 8,9 2,2 11,1 Inne 5 4,9 RAZEM 318,3 52,2 370,5

13 RODZAJE PALIW STOSOWANE W CEMENTOWNIACH CHEŁM Paliwa alterna. (RDF) (kod , *) tekstylia drewno papier plastyk zaolejone trociny i tytoń odpad komunalny Rozdrobnione opony (kod ) Suszone osady ściekowe (kod ) Pozostałe biomasa odpadowe paliwa ciekłe RUDNIKI Paliwa alterna. (RDF) (kod ) tekstylia drewno papier plastyk zaolejone trociny i tytoń odpad komunalny Rozdrobnione opony (kod ) Suszone osady ściekowe (kod ) Pozostałe papier,drewno tworzywa sztuczne Odpadowe paliwa ciekłe

14 STRUKTURA PALIW STOSOWANYCH W CEMEX POLSKA (2011) Struktura ciepła z poszczególnych paliw do produkcji klinkieru w 2011 roku - Cementownie Cemex Paliwa alternatywne RDF 63,95% 29,41% 0,06% 1,57% 2,79% 0,13% 0,04% 1,40% 0,10% 0,26% 0,29% Pył węglowy Paliwo impregnowane RDF Rozdrobnione opony Zużyte opony Popioły węglowe Biomasa Suche osady ściekowe Paliwa alternatywne ciekłe Mączka mięsno-kostna Olej lekki

15 WYMAGANIA STAWIANE PRZEZ CEMENTOWNIE CHEŁM I RUDNIKI RDF ( ) Wartość opałowa Kalcynator > 17 MJ/t Palnik główny> 20 MJ/t (>21 MJ/kg -Chełm) Zawartość wody < 20% Zawartość chloru < 0,7% Zawartość siarki < 1% Suma metali ciężkich < 2000 ppm Rozdrobnienie < 30 mm Badania prowadzone w cementowni: wartość opałowa, zawartość wody, zawartość chloru i siarki, analiza popiołu po spaleniu,

16 WYMAGANIA STAWIANE PRZEZ CEMENTOWNIE CHEŁM I RUDNIKI Suszony osad ściekowy ( ): Wartość opalowa > 12 MJ/kg Zawartość wody < 10% Zawartość chloru < 0,7% Zawartość siarki < 1% Suma metali ciężkich < 2000 ppm Rozdrobnienie = granulat Badania prowadzone w cementowni: wartość opałowa, zawartość wody, zawartość chloru i siarki, analiza popiołu po spaleniu,

17 WYMAGANIA STAWIANE PRZEZ CEMENTOWNIE CHEŁM I RUDNIKI Rozdrobnione opony Wartość opalowa > 30 MJ/kg Zawartość wody < 1% Zawartość chloru < 0,05% Zawartość siarki < 2% Suma metali ciężkich < 2000 ppm Rozdrobnienie < 30 mm Badania prowadzone w cementowni: wartość opałowa, zawartość wody, zawartość chloru i siarki, analiza popiołu po spaleniu,

18 DOŚWIADCZENIA (SEZONOWOŚĆ RDF) Bardzo duża zmienność jakości paliw w zależności od sezonu znacząco zakłóca proces (preferowani są dostawcy posiadający odpowiednie hale magazynowe paliw i surowców do ich produkcji) Szybka analiza wilgoci wykonywana jest z każdego samochodu. W przypadku dużych przekroczeń dostawa nie jest przyjmowana 140 deszcz [mm] śnieg [cm] paź 10 lis 10 gru 10 sty 11 lut 11 mar 11 kwi 11 maj 11 cze 11 lip 11 sie 11 wrz Qr H2O paź 10 lis 10 gru 10 sty 11 lut 11 mar 11 kwi 11 maj 11 cze 11 lip 11 sie 11 wrz 11 55,0% % AF % Tyres % DSS 45,0% 35,0% 25,0% wrz 11 sie 11 lip 11 cze 11 maj 11 kwi 11 mar 11 lut 11 sty 11 gru 10 lis 10 paź 10

19 DOŚWIADCZENIA (CHLORKI I ALKALIA) Ze względu na prawie 100 % lotność chlorków w strefie spiekania pieca obrotowego, lotne sole chlorkowe kondensują się w niskotemperaturowych strefach układu piecowego, powodując narosty i blokady (szczególnie w wąskich rurociągach, cyklonach). 48 % substytucji ciepła RDF powoduje 3 krotny wzrost ilości wprowadzanych chlorków do pieca RUDNIKI GŁÓWNE INWESTYCJE Instalacja odciągania i podawania ckd (Rudniki) Zwiększenie by-passa chlorkowego (Chełm)

20 DOŚWIADCZENIA (ZANIECZYSZCZENIA RDF) Niespodzianki w paliwach powodują bardzo istotne problemy w funkcjonowaniu instalacji transportowych

21 DOŚWIADCZENIA (RDF) Wyzwanie logistyczne (lekki materiał, wielu dostawców) Nowi dostawcy- wizyta w zakładzie produkującym RDF (zamaszynowanie, rodzaj hali, składowanie surowców, kontrola parametrów) Ścisła i szybka kontrola jakości na wejściu (szybka kontrola wilgoci, a następnie pozostałych parametrów) Konieczność istotnej dewersyfikacji dostawców (odpowiednio Chełm/Rudniki 29/14 dostawców) w celu zabezpieczenia wymaganej jakości dla procesu W celu zapewnienia płynnej pracy układu podawania paliw w obu zakładach obsługa instalacji w całości powierzona jest zewnętrznym firmom (drobne utrzymanie ruchu, przyjęcie dostaw, pobór próbek etc.)

22 CHEŁM PLANY INWESTYCYJNE RUDNIKI BUDOWA ZAKŁADU PALIW ALTERNATYWNYCH POKRYJE 35 % Z ZAPOTRZEBOWANIA NA RDF) BUDOWA SUSZARNI RDF POPRAWA KALORYCZNOŚCI PALIW WYKORZYSTANE ZOSTANĄ GAZY ODLOTOWE Z PIECA BUDOWA SUSZARNI RDF POPRAWA KALORYCZNOŚCI PALIW WYKORZYSTANE ZOSTANĄ GAZY ODLOTOWE Z PIECA BUDOWA DOZOWNII SUSZONYCH OSADÓW ŚCIEKOWYCH (70-80% wody). (2013 -?) BUDOWA SUSZARNI ODWODNIONYCH OSADÓW ŚCIEKOWYCH (70-80% wody).