Turinys
• Turinys……………………………………………………………………………………..1 • 1. Padangų utilizavimas. Įvadas…………………………………………………………..2 • 2. Naudotų padangų kaupimasis ir tvarkymo problematika……………………………….3 • 3. Naudotų padangų pagrindiniai perdirbimo būdai………………………………………..3 • 4. Naudotu padangu kaupimasis ir tvarkymas Lietuvoje………………………………….5 • 4.1. Naudotų padangų kaupimo ir tvarkymo teisinis reglamentavimas……………………5 • 4.2. Naudotų padangų tvarkymas…………………………………………………………7 • 4.3. Netinkamų naudoti padangų tvarkymo problemos Lietuvoje………………………..7 • 5. Naudotų padangų panaudojimo kurui galimybės cemento pramonėje…………………8 • 5.1. Trumpa užsienio šalių patirties apžvalga…………………………………………….8 • 5.2. Padangų naudojimo kurui galimybė AB“Akmenės cementas”………………………9 • 5.3. Naudotų padangų naudojimo klinkerio krosnyje technologiniai principai…………….9 • 5.4. Padangų naudojimo AB “Akmenės cementas” klinkerio krosnyje eksperimentas …10 • 6. Išvados………………………………………………………. …………………………………………………..12 • 7. Energetinių objektų teršalų ir mokesčių už atmosferos teršimą apskaičiavimas………..13 • 8. Literatūra……………………………………………………. …………………………………………………..19
Padangų utilizavimas
1. Įvadas
Senkantys neatsinaujinantys energetiniai ištekliai, pasaulinėje rinkojenuolat kylančios kuro kainos, didejantys atliekų kiekiai verčia ieškotinaujų galimybių pasinaudoti atliekų energetiniu potencialu.Kiekvienais metais pasaulyje gaminama daug padangų, kurios, pasibaiguseksploatacijos laikui,papildo atliekų srautą. Kadangi padangos pasižymi didele energetine verte,jos ivairiose pramones šakose gali buti naudojamos kurui.Vienas realiausiu senų padangų tvarkymo būdų – jų naudojimas alternatyviamkurui cemento pramonėje klinkerio gamybos krosnyse.
2. Naudotu padangų kaupimasis ir tvarkymo problematika
Kasmet pasaulyje susikaupia gausybė naudotų padangų, kurios naturaliojegamtinėje aplinkoje praktiškai neyra. JAV per metus vidutiniškai jųsusidaro apie 281 mln. (~5,68 mln. t), Europos Sąjungoje – apie 180 mln.(~3,64 mln. t). Padangų, tapusių atliekomis, tolimesnis tvarkymas sukeliaproblemų visame pasaulyje, jų kaupimas sąvartyne iki šiol yra vienaspopuliariausiųsprendimo būdų. Del išskirtinių padangų savybių – žemo tankio ir menkobiodegradacijos laipsnio – jų laidojimas sąvartyne yra nepageidaujamas.Padangas sunku laidoti, nes jų nesukrausi kompaktiškai, be to, susidaropalankios sąlygos tarp jų veistis uodams bei įvairiems graužikams. Ypačdidelę grėsmę aplinkai ir žmonių sveikatai kelia savaiminiai ar tyčiniaididelių padangų sankaupų gaisrai, kurie sunkiai užgesinami del aukštopadangų kaloringumo bei sudetingo jų gesinimo vandeniu. Atvirų padangųgaisrų metu išsiskiria nekontroliuojami pavojingi teršalai, kurių poveikisir žala juntami tiek vietiniu, tiek ir regioniniu mastu.ES Sąvartynų direktyva, nuo 2003 metu draudžianti laidoti sveikas, o nuo2006 metu – smulkintas netinkamas naudoti padangas, bei nuolat didejantisvisuomenės susirūpinimas saugiu atliekų tvarkymu lemia šalinamų padangųmažejimą sąvartynuose ir verčia pasaulio valstybes nustatyti padangunaudojimo (perdirbimo) užduotis.
3. Naudotų padangų pagrindiniai perdirbimo būdai
Ekologiškai švarus padangų utilizavimas – gana sunkiai sprendžiamatechnologine problema, nes padanga – sudetingas gumos gaminys, armuotasplienine viela ir medvilniniu audiniu. Pastaruoju metu vis labiau plintapadangos su metaliniu kordu, nes, didejant transporto priemonių važiavimogreičiams, padangoms keliami vis didesni techniniai reikalavimai. Norintsukurti didelio našumo padangų perdirbimo technologiją, reikia rastiefektyvius gumos atskyrimo nuo kordo būdus. Atskirta nuo kordo gumaapdorojama chemiškai ir panaudojama kaip žaliava, pvz. gumos pramoneje.Tipinė padangų sudėtis ir energetinė vertė pateikta 1 lenteleje.
1 lentelė. tipinė padangų sudėtis ir energetinė vertė.|Komponentas |Lengvosios |Sunkvežimio || |mašinos padangos |padangos || |sudėtis, % |sudėtis, % ||Anglis |76–77 |70–72 ||Vandenilis |6–7 |5–6 ||Siera |1–2 |1–2 ||Geležis |10–12 |20–22 ||Inertiniai filtrai |3–4 |3–4 ||Vieneto masė, |5–9 |40–70 ||kg |7500–7600 |6800–7000 |
Netinkamos naudoti padangos ir toliau gali būti tradicinis antrinių žaliavųšaltinis įvairioms pramonės šakoms, tačiau naujų ekologiškai švarių irekonomiškai pagristų perdirbimo technologijų bei panaudojimo sričių paieškalieka aktuali tema visame pasaulyje. Siekiant sumažinti nuolat didejantįpadangų atliekų srautą ir jų nepageidaujamą poveiki aplinkai, pasirenkamosalternatyvos: padangos restauruojamos, siekiant pailginti jų būvio ciklą,kuriamos ilgaamžiškesnės padangos ir kt. Netinkamu naudoti padangų tvarkymo
alternatyvas galima sąlygiškai suskirstyti i dvi grupes: 1. Trumpalaikės alternatyvos (padangu trupinimas (smulkinimas) įskirtingo dydžio frakcijas, padangų pjaustymas ir žaliavos gamyba, padangųnaudojimas antrinėms žaliavoms gumos pramonėje kitų gumos komponentų arnaujų padangų gamybai, dirbtinių rifų statyba pakrantėse, sportinių trasų,golfo aikštelių įrengimas, supjaustytų ar sumaltų padangų laidojimasbuitinių atliekų sąvartynuose ir kt.). 2. Ilgalaikės alternatyvos (kelių tiesimas, padangų pirolizė, padangųnaudojimas šilumos ir energijos gamybai, padangų atliekų naudojimas cementogamybos pramonėje).Padangų smulkinimas yra tik pirminis paruošimo tolimesniam tvarkymuietapas. Pasaulyje žinomi įvairūs smulkinimo (trupinimo) būdai, kuriepasirenkami priklausomai nuo tolimesnio žaliavos panaudojimo. Padangų gumąnaudoti antrinei žaliavai gumos pramonėje, kitu gumos gaminių ar naujųpadangų gamybai nėra populiaru dėl papildomų kordo atskyrimo kaštų, ribotosiš antrinių žaliavų pagamintų produktų rinkos, del aukštų kai kuriemsgaminiams keliamų kokybės reikalavimų ir dėl nepritaikomumo šviesių spalvųproduktų gamybai. Subalastuotų ir sugrupuotų padangų naudojimas dirbtiniųrifų statybai pakrantėse yra patraukli alternatyva dėl specifinių šioatliekų srauto ypatumų: nemagnetinių sąvybių, gebėjimo tapti dumbliudauginimosi ir žuvų veisimosi buveine ir ypač lėtos degradacijos gamtoje.Alternatyvos taikymas ribotas dideliu transportavimo išlaidų ir mažodirbtinių poreikio. Būtina įvertinti ir tai, kad moksliškai nepakankamaiištirti ilgalaikiai padangų įrimo procesai ir jų poveikis aplinkai. Daugumailgalaikių padangų naudojimo alternatyvų nėra pakankamai moksliškai irekonomiškai pagrįstos, jos tėra vystomos ar demonstruojamos, jų tyrimasreikalauja didelių kapitalinių įdėjimų.Vis sparčiau padangų gumos atliekos naudojamos tiesiant kelius ar kaipasfalto dangos priedas. Tačiau tyrimai rodo, kad asfalto priedų gamybaireikalinga labai smulki padangų gumos frakcija, būtina pašalinti visasplieno ar kitokių medžiagų priemaišas. Asfalto grindinys susideda iš dviejųkomponentų: agregatinės ir rišamosios medžiagos. Regeneruota guma pagerinarišliosios medžiagos savybes. Kelio dangos tamprioji deformacija žiemąpadideja, o vasarą vėl sumažeja.Guma mažina asfalto nesurišimo laipsnį, didina paviršiaus tamprumą irapsaugo asfaltą nuo pavojingų įtrukimų ar skylinejimų eksploatacijos metu.Padangos sekmingai gali būti deginamos pirolizės būdu. Pirolizės procesas –tai kontroliuojamas bedeguonis deginimo procesas, kurio metu suyraorganinės medžiagos. Pirolizei tinka ir padangos su metaliniu kordu.Termiškai veikiant gumos atliekas uždaroje ertmėje, be papildomo orotiekimo 4000 –50000 C temperatūroje gali būti gauta gumos alyva, degiosiosdujos, skystieji angliavandeniliai ir kietosios liekanos, kurias galimanaudoti vietoj suodžių gumos techninių dirbinių gamyboje. Gumos alyva tinkaplastifikatorių regenerato gamybai arba plastifikatorių gumos mišiniuose.Skystieji angliavandeniliai ir pirolizės metu gautos dujos naudojami kaipkuras. Atliekant gumos atliekų 2 stadijų aukštatemperaturę pirolizę –120000C temperatūroje, galima gauti suodžius gumos pramonei, gumos koksą, turintįaukštas adsorbcines savybes, taip pat degias dujas ir žaliavą juodajaimetalurgijai . Energija gali buti gaunama deginant susmulkintą padangų gumąir naudojant kaip papildomą kurą anglimi kurenamuose įrenginiuose arbaspecialiai tam pritaikytose krosnyse. JAV kompanija “Goodyear Tire andRubber” sukūrė cikloninę krosnį, kurioje deginamos padangos gaminami garai.Padangos konvejeriu tiekiamos į besisukančios krosnies židinį. Jos spiralejuda į židinio centrą, kur 131500 C temperatūroje oksiduojasi. Tokioįrenginio pajegumas – apie 14 000 kg/h padangų; kartu suprojektavus katilą,galima pagaminti iki 11 300 kg/h garo.Bendrai gaminant šilumą ir energiją, padangomis kurenamos jėgaines galipasiekti aukštųefektyvumo rezultatų, yra ekonomiškai pagrįstos aplinkosauginiu požiūriųpriimtinos. Tokios jėgaines trūkumas – išlaidos, susijusios su padangųsurinkimu ir atgabenimu į jėgainę. Ekonomiškomis gali būti laikomos tokiosjėgainės, kurios suvartoja ne mažiau kaip 50 000 tonų padangų per metus.Tai savo ruožtu leistų jas statyti gausiai apgyvendintose vietovėse, bettokios jėgainės statyba gali užtrukti dėl gyventojų pasipriešinimo. Šiotipo jėgainėje padangos dega ant krosnies grotelių degimo kameroje, kuriojetemperatūra – 130000 C. Joje turetų būti garą gaminantys įrenginiai; šaliaesančiai gyvenvietei tiektų ir šildymą, ir elektros energiją. Degimoproceso atliekos – šlakas, Zn prisotintos filtrų dulkės. Galimybė statytididelių pajegumų pirolizės deginimo gamyklas priklauso nuo sugebėjimolaiku, nepertraukiamai, reikiamais kiekiais ir pigiai tiekti netinkamasnaudoti padangas. Dar neseniai šiu procesų ekonominis efektyvumas buvovertinamas skeptiškai, tačiau, turint galvoje besikeičiančią situacijąpasaulinėje naftos rinkoje, jie vėl gali būti peržiurėti iš naujo. Padangųatliekų naudojimas kurui cemento pramonėje, klinkerio gamybos krosnyse –plačiai pasaulyje paplitęs budas, del aukštos padangų kaloringumo vertės irmažo drėgmės kiekio (1–3 %). Mažam drėgmės kiekiui išgarinti reikiamažesnių energetinių sąnaudų, ir tai sumažina degimo dujų debitą. Palygintimažas peleningumas (3–5 %) padidina šilumos absorbciją .Klinkerio gamybos sukamoji krosnis pasižymi tokiomis aukštomistemperatūromis, kuriose sudega visi padangose esantys elementai; išsilydopadangu kordas, klinkeryje pakeičiantis įprastai priedams naudojamą geležį.Gaminant klinkerį šlapiuoju būdu, kuro degimo produktai ir medžiagatiesiogiai kontaktuoja, todėl degimo proceso metu susidariusios kietosiosdalelės kepa su klinkeriu, o aukšta fakelo liepsnos temperatūra užtikrinažymią sunkiųjų metalų, sieros, šarmų ir halogenų lokalizaciją klinkeryje.Todel šlapiąjį klinkerio gamybos būdą kietųjų atliekų atžvilgiu galimalaikyti beatliekę technologija, krosnyje kartu su pagrindiniu kurunaudojant padangas, kietųjų atliekų nesusidaro. Parenkant vieną ar kitąpadangų tvarkymo metodą makroekonominiame šalies lygyje, butina įvertintišiuos aspektus: • susidarančių padangų atliekų kiekius, jų kitimo dinamiką ; • šalies geografinę padeti; • vietines ekonomines bei socialines aplinkybes; • padangų atliekų surinkimo, perdirbimo, naudojimo kurui, transportavimo infrastrukturą; • perdirbimo metu gautų produktų rinkų pajegumus šalies viduje ir kaimyninese valstybese; • padangų atliekų naudojimo ar perdirbimo projektų įgyvendinimo pasekmes aplinkai; • kultūrinę terpę.4. Naudotu padangu kaupimasis ir tvarkymas Lietuvoje
4.1. Naudotu padangu kaupimo ir tvarkymo teisinis reglamentavimas
Lietuvos Statistikos departamento duomenimis (2 lentelė), per metusLietuvoje susidaro apie10 000 tonų padangų, remiantis prielaida, kad susidarantis kiekis per metus– tai padangu importo ir eksporto skirtumas. Padangų atliekų srautąreguliuoja bendri atliekų tvarkymą reglamentuojantys įstatymai,poįstatyminiai aktai bei normatyviniai dokumentai. Lietuvos Respublikosaplinkos apsaugos ministerijos 1998.12.24 įsakyme Nr.280 “Dėl leidimųįvežti į Lietuvos Respubliką naudotas automobilių padangas išdavimo tvarkosir netinkamų naudoti padangų surinkimo ir apskaitos tvarkos” patvirtintaleidimų įvežti naudotas automobilių padangas išdavimo tvarka, netinkamųnaudoti padangų surinkimo ir apskaitos tvarka, įvežamų automobilių padangųir netinkamų naudoti padangų surinkimo ir apskaitos kontrolės tvarkos.Įvežti naudotas automobilių padangas, tinkančias tolimesnei eksploatacijaiar restauracijai, leidžiama ūkio subjektams tik turint Aplinkos apsaugosministerijos nustatyta tvarka išduotą leidimą. Įvežti tinkančias tolimesneieksploatacijai padangas leidžiama tik pateikus įmonės, priemusios padangas,pažymą apie priduotas netinkamas naudoti padangas (75 % nuo prašomų leisti
įvežti skaičiaus). Išvežtos iš Lietuvos Respublikos padangos bei priduotosrestauruoti padangos įskaitomos į surinktų padangų skaičių. Subjektai,norintys įsteigti padangų surinkimo vietas, turi gauti gamtos ištekliunaudojimo leidimą, parengti ir regiono aplinkos apsaugos departamentepatvirtinti netinkamų naudoti padangų perdirbimo (naudojimo) programą.Norintys rinkti padangas taip pat turi užsiregistruoti kaip atliekastvarkanti įmonė Atliekas tvarkančių įmonių registre. Pagal Atliekų tvarkymotaisykliu 54 punktą “Savivaldybių atliekų tvarkymo sistemos turi butiorganizuotos taip, kad miestai ir didesnės gyvenvietės būtų aprupintosnaudotų padangų atskiro surinkimo priemonėmis”. Gyventojai pas savesusidariusias padangas gali nemokamai priduoti į didžiųjų atliekų irantrinių žaliavų aikšteles. Netinkamos naudoti padangos iš pramonės įmonių,įstaigų ir organizacijų pagal gamtos išteklių naudojimo leidimus turi būtipristatomos į jas tvarkančias įmones. Pristatydamos netinkamas naudotipadangas surinkimo įmonėms, pramonės įmonės, įstaigos ir organizacijos moka150– 400 Lt už toną.2 lentelė.|Padangų rušis |Importas,|Eksportas,|Padangų |Padangų |Padangų || |2000 m. |2000 m. |lieka |svoris |kiekis, || | | |Lietuvoje | |2000 m. || |vnt. |vnt. |vnt. |kg/vnt. |t. ||Naujos padangos ||Lengvųjų |540391 |108674 |431717 |7 |3022 ||automobilių | | | | | ||Autobusų ir |143286 |19153 |124133 |39 |4814 ||krovininių | | | | | ||Sunkvežimių | | | | | ||Kitos |23508 |7965 |15543 |5 |78 ||Restauruotos ||Lengvųjų |79943 |3870 |76073 |7 |533 ||automobilių | | | | | ||Autobusų ir |880 |66 |814 |39 |32 ||krovininių | | | | | ||Sunkvežimių | | | | | ||Naudotos ||Kitos |302935 |16247 |286688 |5 |1433 ||Iš viso: |1092864 |156541 |936323 | |9945 ||Lengvųjų |620334 |112544 |507790 | |3555 ||automobilių | | | | | ||Autobusų ir |144166 |19219 |124947 | |4873 ||krovininių | | | | | ||Sunkvežimių | | | | | ||Kitos |328364 |24778 |303586 | |1518 |
Remiantis nauju Lietuvos Respublikos Mokesčio už aplinkos teršimą įstatymopakeitimo įstatymų, nuo 2003 m. sausio 1 d. bus apmokestinamos įvežamos įLietuvą naujos, restauruotos bei naudotos padangos, sveriančios daugiaukaip 3 kg. Lėšos, surinktos apmokestinant įvežamus gaminius, bus skiriamosto produkto atliekų surinkimo, perdirbimo/naudojimo veiklai finansuoti.Tikimasi, kad šis įstatymas ženkliai prisides prie padangų surinkimo,atliekų naudojimo/ perdirbimo sistemos vystymo šalyje.
4.2. Naudotų padangų tvarkymas
Valstybinės atliekų apskaitos duomenimis, 2000 metais Lietuvoje buvosurinkta ir pristatyta tvarkymui2 984 t. naudotų padangų. Daugiausia padangų surenkama Vilniaus, Klaipedosir Šiauliu regionuose.1 pav. pateikiamas netinkamų naudoti padangų surinkimas regionais.
1 pav. netinkamų naudoti padanų surinkimas regionais.[pic]
Ekspertų vertinimais, Valstybinės atliekų apskaitos duomenys yra ganareprezentatyvus, nepaisant to, kad nemažai susidariusių atliekųnepristatoma į minetąsias įmones (ypač gyventojų bei smulkių įmonių); okita dalis patenka į sąvartynus arba jų kitaip nekontroliuojamaiatsikratoma. Naudotų padangų naudojimo, šalinimo ir eksporto situacijosanalize įvairiuose regionuose, įvertinant ne tik 2000 m. sukauptasatliekas, bet ir sukauptą likutį (apie 11 500 t), parodė, kad labiausiaipaplitęs naudotų padangų saugojimas ilgiau kaip vienerius metus (99 %; 11423 t viso tvarkymui pristatyto kiekio), tik 1 % (95 t) kraunamasąvartynuose ar atsikratoma kitais budais (sutvirtinami sąvartynu šlaitai,įrengiamos sporto trasos), mažiau nei 1 % (20 t) eksportuojama įBaltarusiją.
4.3. Netinkamų naudoti padangų tvarkymo problemos Lietuvoje
Remiantis Atliekas tvarkančių įmonių registro duomenimis, 2000 metaisLietuvoje užsiregistravo136 Naudotas padangas tvarkančios įmonės, įskaitant tiek sandeliuojančiassavo padangas, tiektarpininkaujančios surenkant, tiek padangų surinkimo įmones. Ne viena išužsiregistravusių įmonių nevykdo padangų perdirbimo (naudojimo) veiklos,nors, prieš įsteigdamos surinkimo vietą, privalejo parengti padangųnaudojimo (perdirbimo) programas bei jas vykdyti. Taigi saugomų netinkamųnaudoti padangų kasmet daugėja, o problemos sprendimas atidedamas neribotamlaikui. Lietuvoje sąvartynuose laidoti padangas draudžiama pagal Atliekusąvartynų įrengimo, eksploatavimo, uždarymo ir priežiuros po uždarymotaisyklių VIII str. 37.5 punktą (LR Aplinkos ministro 2000 10 18 isakymasNr.444). Šiuo metu šalyje yra du padangų smulkinimo irenginiai – DumpiuoseKlaipedos raj. bei Šiauliuose. Tačiau kol kas neišspręstas smulkintųpadangų tolimesnis naudojimas. Svarstant padangų perdirbimo į antriniusproduktus ar žaliavas galimybę Lietuvoje, susiduriama su nepakankamais jų
kiekiais, rinkų iš atliekų gautoms antrinėms žaliavoms užtikrinimo beiprojektų atsipirkimo sunkumais. Jau nuo 1989 metų Kauno technologijosuniversitete, Vilniaus Gedimino technikos universitete bei kitose Lietuvosmokslo bei tyrimu institucijose buvo atliekami įvairus netinkamų naudotipadangų smulkinimo, metalinio kordo atskyrimo, naudojimo įvairiose sritysetechnologijų moksliniai tyrimai bei eksperimentai. Tačiau mūsų šalyjeignoruojama galimo bendradarbiavimo tarp mokslininkų ir atliekų tvarkytojunauda, todel sukurtos technologijos praktiškai nebuvo pritaikytos. 2000 m.AB “Klijai” Kaišiadoryse, planavo statyti du naudotu padangų deginimopirolizės būdu TIG-20 įrenginius. Pirolizės proceso metu susidariusiasdujas buvo numatoma naudoti kaip kurą įmones katilinėje. Planuojamos ūkinesveiklos Poveikio aplinkai vertinimo (PAV) ataskaitoje pateikti atmosferosteršalų apskaičiavimų rezultatai ir pažemio sklaidos koncentracijosneviršija DLK.Nustatyta, kad katilinėje vietoj mazuto deginant dujinius naudotų padangųpirolizės produktus, iškatilinės kamino metinis atmosferos teršalų kiekis žymiai sumažetų: angliesmonoksido apie 3,3 karto,azoto oksidų – 5 kartus, kietųjų dalelių – 1,79 karto ir sieros dioksido –net 34,6 karto. Nors įmonė gavo leidimą užsiimti planuojama veikla su tamtikrom išlygom, tačiau miesto taryba šiam projektuinepritarė, ir projektas įgyvendinti nepradetas. Pagrindinės projektožlugimo priežastys – politinėsbei neigiamas visuomenės ir nevyriausybinių organizacijų išankstinisnusistatymas prieš atliekųdeginimą kaip atliekų tvarkymo metodą. Pasireiške ir “tik ne mano kieme”sindromas. PAV procesasparodė, kad pateikti motyvuotų pasiūlymų nei pavieniai visuomenės atstovai,nei nevyriausybinės organizacijos nesugebejo. Įvertinus AB “Klijų” patirtį,galima prognozuoti, kad bet koks panašusprojektas ar ketinimas naudoti atliekas kaip kurą gali susilaukti panašiosvisuomenės ir nevyriausybiniųorganizacijų reakcijos.Kuro dalinis pakeitimas naudotomis padangomis klinkerio degimo sukamojojekrosnyje AB “Akmenės cementas” galetų būti viena iš alternatyvų siekiantužtikrinti Lietuvoje kasmet surenkamų bei “istorinių” netinkamų naudotipadangų sutvarkymą. Būtų pasinaudota esamu šalies pramonės potencialu,pagerintas įmones ekonominis veiksmingumas, nepabloginus aplinkosauginiųrodiklių.5. Naudotų padangų panaudojimo kurui galimybės cemento pramonėje
Cemento pramonė yra daug energijos vartojanti pramonės šaka, todėlenergetiniai kaštai paprastai sudaro 30-40 % gamybos išlaidų (be kapitaloišlaidų). Procesui reikalingai šilumai gauti galima vartoti43 įvairių rūšių kurą. 1995 m. dažniausiai vartojamos kuro rūšys Europoscemento pramonėje buvo naftos koksas (39 %) ir akmens anglys (36 %), taippat įvairių rūšių atliekos (10 %), krosnių kuras (7 %),rusvosios anglys (6 %) ir dujos (2 %) . Didelės kainos paprastai užkertakelią naudoti dujas ar mazutą. Tačiau aukštos temperatūros ir ilgas buvimolaikas klinkerio krosnyje sudaro visas sąlygas organinių junginiųdestrukcijai. Tai leidžia klinkerio krosnyse naudoti pigesnę kuro rūšį –įvairias atliekas, taip pat ir padangas. ES Informaciniame dokumente,skirtame cemento ir kalkių gamybos pramonėje taikomiems geriausiemsprieinamiems gamybos būdams, pateiktame dažniausiai Europoje kuruinaudojamų atliekų sąraše padangos yra pirmoje vietoje.
5.1. Trumpa užsienio šalių patirties apžvalga
Tiek Europoje, tiek JAV padangų naudojimo kurui cemento pramonėje galimybėspradėtos svarstyti tuomet, kai kaupiamos padangos bei jų gaisrai pradėjokelti grėsmę aplinkai ir žmonių sveikatai.Europoje iki 2000 metų atliekas deginančioms cemento krosnims buvo taikomibendri atliekų deginimo reikalavimai. Vis daugėjant atliekas deginančiųcemento pramonės įmonių (tiek atskirose šalyse, tiek bendrai EuroposSąjungoje), iškilo būtinybė nustatyti leidimų išdavimo procedūras beispecialius reikalavimus. Padangos kaip kuras cemento krosnyse plačiai
naudojamos JAV, Australijoje, Japonijoje, Anglijoje, Vokietijoje,Švedijoje, Šveicarijoje, Belgijoje, Graikijoje, Prancūzijoje, Italijoje irkt.Praktiškai visose Europos Sąjungos šalyse bei JAV sudarytos sąlygos cementopramonei naudoti alternatyvų kurą, taip pat ir padangas. Įvairiose šalyseyra skirtingos leidimų išdavimo procedūros, skiriasi ir išrūkų ribinėsvertės. Bendra visų šalių praktika rodo, kad būtinas poveikio aplinkaivertinimas, visuomenės įtraukimas bei nuolatinis monitoringas. Daugelyješalių leidimas kurui naudoti padangas neišduodamas be ilgalaikiųeksperimentų rezultatų, įrodančių, kad veikla nesukelia neigiamo poveikioaplinkai. JAV padangų naudojimo kurui cemento pramonėje alternatyva iškoncepcinės -demonstracinės stadijos 1980 metais virto patikrinta beiplačiai taikoma praktika. Kasmet JAV susidaro apie 281 mln. netinkamųnaudoti padangų, iš jų surenkama apie 218 mln.; 53 % surinktųjų naudojamakurui. Iš viso JAV (2001 m.) buvo 82 įrenginiai kurui naudojantys padangas:36 cemento pramonės įmonės, 18 celiuliozės ir popieriaus įmonės, 17pramoninių katilų ir 11 komunalinių įmonių katilinių.5.2. Padangų naudojimo kurui galimybė AB “Akmenės cementas”
Kasmet AB “Akmenės cementas” cemento gamybos procese, vienoje klinkeriodegimo sukamojoje krosnyje sunaudojama apie 88 000 tonų mazuto arba apie120 000 t akmens anglies (iki 2002 metų klinkerio degimo sukamojojekrosnyje buvo naudojamas mazutas, o nuo 2002 m. pavasario – akmens anglis).Cemento gamybos procesas, atsižvelgiant į nuolat kylančias kuro kainas, yrabrangus bei reikalaujantis didelių kiekių neatsinaujinančio kuro. AB“Akmenės cementas” vadovybė, planuodama įmonės veiklą bei įvertindamacemento pramonės pasaulines tendencijas, nutarė ieškoti alternatyviųgalimybių iš dalies pakeisti naudojamą pagrindinį kurą atliekomis,turinčiomis ne mažesnękaip 3000 kcal/kg šiluminę vertę. Todėl įmonė ketina naudoti padangasklinkerio degimo sukamojojekrosnyje, iš dalies jomis pakeičiant pagrindinį kurą – akmens anglį.Daugelyje užsienio valstybių šlapio klinkerio gamybos būdo sukamosiosekrosnyse, analogiškose AB “Akmenės cementas” klinkerio krosniai, sėkmingaipakeičiama vidutiniškai apie 25 % viso kuro kiekio Naudotomis padangomis.40 % viso kuro kiekio yra technologinė padangų įvedimo riba, nes, deginantdidesnius kiekius, reikalingas specialus degiklis su perteklinio orokontrole, ypač balansuojant tiekiamos šilumos kiekius. Taigi AB “Akmenėscementas” numatoma sunaudoti 0,6 – 1 t padangų per valandą (iki 4 – 6 %viso kuro kiekio). Tačiau ateityje, efektyviau renkant naudotas padangas,įmonė galėtų sudeginti iki 3 – 4 t padangų per valandą (iki 25 % viso kurokiekio).
5.2.1. Naudotų padangų naudojimo klinkerio krosnyje technologiniai principai
AB “Akmenės cementas” šlapio būdo ilgoje sukamojoje klinkerio degimokrosnyje ([pic] 5,0 x 185m) planuojama kurui naudoti smulkintas padangas, tiekiant jas perpagrindinio kuro degiklio kanaląkarštąjį krosnies galą (2 pav.). Padangų gabaliukus krosnį ketinama tiektipneumotransportu. Tadapadangų drožlės būtų įmetamos iki 15 m nuo karštojo krosnies galo. Šiojekrosnies vietoje medžiagostemperatūra siekia apie 140000 C, dujų srauto temperatūra – apie 1600 –180000 C, o fakelo liepsnostemperatūra – apie 200000 C. Nespėję sudegti gumos gabaliukai kartu sumedžiaga būtų transportuojamikrosnies galo link 0,6 – 1 m/min. greičiu. Po 5 – 10 min. klinkeris pradėtųkristi į šaldytuvą. Šio laikovisai pakaktų padangų drožlėms galutinai sudegti. Padangų degūs produktaiaukštų temperatūrų zonoje(1600 – 180000 C) išliktų apie 4 – 5 sekundes. LAND 19-99 reikalavimai dėltemperatūros, degimo laiko ir O2 kiekio būtų visiškai įvykdyti. Krosnieskarštąjame gale yra O2 perteklius. Dioksinų ir furanų susidarymas galimasesant 200 – 4500 C. Todėl, norint išvengti minėto temperatūrų intervalo,labai svarbu, kad iš krosnies sistemos išeinančios dujos būtų atšaldomos
staigiai. Kadangi AB “Akmenės cementas” klinkerio sukamojoje krosnyje Nr.7yra įrengta šilumokaičio vaidmenį atliekanti grandinių zona, dujų srautotemperatūrą per 2,5 – 4 s sumažinanti maždaug nuo 900 iki 1900 C, todėldioksinams ir furanams susidaryti praktiškai nėra sąlygų, ir padangųtiekimas į krosnį dioksinų (furanų) susidarymui įtakos nedarytų. 2 pav.pateikta principinė naudotų padangų deginimo klinkerio sukamojoje krosnyjetechnologinė schema.2 pav. principinė naudotų padangų deginimo klinkerio sukamojoje krosnyjetechnologinė schema.
[pic]
5.2.2. Padangų naudojimo AB “Akmenės cementas” klinkerio krosnyje eksperimentas
2001 m. birželio 19–20 dienomis AB “Akmenės cementas” buvo atliktaseksperimentas pagal įmonėsspecialistų parengtą ir su Aplinkos ministerija suderintą Padangų deginimocemento sukamojojekrosnyje Nr.7 technologinį reglamentą. Eksperimento metu klinkerio degimosukamojoje krosnyje buvodeginama 10,5 t/h mazuto ir 0,5 t/h smulkintų padangų (t.y. smulkintospadangos viso kuro kiekio sudarė 4,5 %). Eksperimento metu emisijas matavoLR Aplinkos ministerijos Jungtinių tyrimų centrospecialistai. Prieš deginant padangas atlikti klinkerio krosnies emisijų įaplinkos orą ir pažemio oro (1–3km atstumu nuo taršos šaltinio) pavėjinėje nuo gamyklos pusėje tyrimai,produkcijos kokybinė irkiekybinė analizė, ištirtas jos toksiškumas. Eksperimentinio padangųdeginimo metu emisijų irpažemio oro pavėjinėje pusėje tyrimai bei produkcijos analizė buvopakartoti. Remiantis matavimųrezultatais, atliktas teršalų ore sklaidos teorinis modeliavimas.Eksperimento rezultatai. Krosnies emisijųtyrimai parodė, kad didžioji emisijų dalis – dulkės ir mazuto degimoproduktai: SO2, NOx ir CO. Azotooksidų ir anglies monoksido išsiskyrimas į aplinkos orą nežymiai sumažėja,o cemento dulkių ir sierosdioksido – padidėja (3 pav.). Nevisiško degimo produktų –polichlorbifenilų, furanų, policiklinių aromatinių angliavandenilių ir kitųchlororganinių junginių – nerasta; cemento gamybos dulkių, cementoir klinkerio toksiškumo padidėjimo irgi nenustatyta. Produkcijos analizėsrezultatai parodė, kad priemaišų kiekiai cemente, naudojant kurui padangųpriedą, praktiškai nepakito, palyginti su priemaišų kiekiais, esančiaiscemente, pagamintame, naudojant kurui vien tik mazutą . Klinkeriosukamosios krosnies į aplinkos orą išskiriamų teršalų matavimų, atliktųeksperimento metu kurui naudojant mazutą ir padangas, rezultatai pateikti 3pav. ir 4 lentelėje.
3 pav. Eksperimento emisijų matavimų rezultatai, sukamojoje klinkeriokrosnyje kurui naudojant mazutą ir padangas, bei jų palyginimas su LAND 19-99 reglamentuojamomis ribinemis vertemis (RV)
[pic]
4. lentelė. Ekesperimento emisijų matavimų rezultatai.|Teršalas |Koncentracija*, mg/Nm3 |Išruku teršalu || | |ribine verte, || | |mg/Nm3, || | |pagal LAND 19-99|| | |reikalavimus || |Deginant mazutą |Deginant mazutą | || | |ir padangas | ||Neorganiniai |0,81 |1,1 |100 ||chloro | | | ||junginiai (HCl) | | | ||Neorganiniai |0,135 |0,121 |8 ||fluoro | | | ||junginiai (HF) | | | ||Pb+Cr+Cu+Mn |0,049 |0,77 |5 ||Ni+As |0,039 |0,017 |1 ||Hg+Cd |0,0003 |0,0008 |0,2 ||Dioksinai ir |nerasta |nerasta |Pavojingom ||furanai | | |atliekom || | | |0,1 ng/m3 |
• – Teršalų koncentracijos perskaičiuotos, esant sąlygoms: 11 % O2, 273 K, 101,3 kPa, sausos dujos, pagal LAND 19-99reikalavimus.
Pažemio oro tyrimų pavėjinėje nuo gamyklos pusėje rezultatas parodė, kadsieros, azoto oksidų, chloro vandenilio ir kitų identifikuotų junginiųkoncentracijos ore tiek prieš padangų deginimą, tiek deginant padangaspraktiškai nepakito, ir nė viena jų neviršijo DLK . Teorinis matematinismodeliavimas rodo, kad ir nepalankiausiomis teršalų sklaidosmeteorologinėmis sąlygomis teršalų koncentracijos, deginant mazutą beimazutą ir padangas, Naujosios Akmenės apylinkių pažemio ore neviršytųgyvenamosios aplinkos orą teršiančių medžiagų DLK . Eksperimento metu,kartu su baziniu kuru (mazutu) naudojant padangas, krosnies emisijosneviršijo AB “Akmenės cementas” nustatytų didžiausios leistinos taršosnormatyvų (DLT), tačiau šie tinka naudojant tik bazinį kurą [9]. Įmonei išdalies pakeitus bazinį kurą atliekomis (netinkamomis naudoti padangomis),
bus taikomi atliekų deginimo reikalavimai bei emisijų normatyvai. Palyginuseksperimento emisijų rezultatus su LAND 19-99 reikalavimais, galimapadaryti išvadas: • CO ir SO2 emisijose yra žymiai mažiau užnormatyvo nustatytas ribines vertes; • cemento gamybos dulkės nežymiai viršija LAND’o normatyvus, tačiau šis padidėjimas gali būti tik momentinis. Be to, dulkių kiekįišskiriamose dujose galima nesunkiai sumažinti,modernizuojant elektrostatinius filtrus.• į bazinį kurą dedant padangų, NOx sumažėja. Ši tendencija ryški visame pasaulyje. Tačiau Lietuvoje galiojantys atliekų deginimo Nox normatyvai yra beveik perpus mažesni nei realios klinkerio krosnies NOx emisijos, dalį kuro pakeitus atliekomis.Naujoje Atliekų deginimo direktyvoje 2000/76/EC nustatytos ribinės vertėscemento krosnims, kurui naudojančioms atliekas. Šios direktyvos reikalavimųperkėlimas į Lietuvos teisinę bazę numatomas 2002 metų pabaigoje.
6. Išvados
Naudotų padangų tvarkymas kelia daug sunkumų tiek Lietuvoje, tiek ir visamepasaulyje. Lietuvoje iki šiol nėra išspręsta naudotų padangų galutiniosutvarkymo problema: Naudotos padangosnei perdirbamos, nei naudojamos energijai gauti, o tik kaupiamos.Viena realiausių galutinio padangų atliekų sutvarkymo alternatyvų yra jųnaudojimas kurui cemento pramonėje. Klinkerio krosnių technologiniaiparametrai atitinka tiek nepavojingų, tiek ir pavojingųatliekų deginimo reikalavimus. Padangų deginimo šlapio būdo klinkeriosukamosiose krosnyse eksperimentai rodo, kad emisijos neviršija atliekųdeginimo normatyvų – netgi pastebimas teigiamas efektas – gerokai sumažėjaNox emisijų, o tai ypač svarbu cemento pramonėje. Išanalizavus padangųkūrenimo (~ 4 – 6 % viso kuro kiekio) galimybes AB “Akmenės cementas”,padarytos išvados dėl galimo emisijų pokyčio: Nox emisijų sumažės apie 5–10%; SO2 emisijų gali nežymiai padaugėti (10 %); galimi momentiniai CO pikai;kietųjų dalelių emisijų gali šiek tiek padaugėti (15–20 %); žema išeinančiųdegimo dujų temperatūra (staigus jų ataušinimas grandinių zonoje) nesudarosąlygų dioksinams ir furanams susidaryti; sunkiųjų metalų tarša neviršysnormatyvų; HCl emisijų gali šiek tiek padaugėti, o HF – šiek tiek sumažėti.Atlikus elektrostatinių filtrų modernizaciją, išrūkos neviršytųdidžiausios leistinos ES atliekų deginimo cemento pramonėje taršosnormatyvų.
7.Energetinių objektų teršalų ir mokesčių už atmosferos teršimą apskaičiavimas
Užduotyje duotas deginamo mazuto kiekis 1920 kg/h.1. Apskaičiuoti objektų energėtinę šiluminę apkrova;2. Išmėtamų teršalų kiekį;3. Teršalų koncentracija ir palyginti su leidžiamomis normomis;4. Mokeščio dydį už gamtos teršimą;5. Baudą už nuslėptą teršalų kiekį.
1. Kūryklos šiluminis našumas nustatomas pagal formulę:
[pic] (1)
čia: [pic] – kuro sunaudojimas, kg/h [pic]– naudojamo kuro žemutinė degimo šiluma, MJ/kg , randame išlenelių arba iš formulės:
[pic] (2)
Mazuto sudedamosios dalys %:
C – 87%; H – 11%; O – 0,6%; S – 0,6%;Wd – 0,7%Tuomet mazuto [pic]:
[pic]
[pic]
2. Energetinio objekto išmėtamų teršalų skaičiavimas. a) Sieros dioksido apskaičiavimas:
[pic] (3)
čia:[pic]– kuro sunaudojimas, kg/s [pic]- sieros dvidegenio dalis susijungianti su lakiaisiaispelėnais katiluose, 0,02%[pic]- sulaikyta sieros dalis ( naudojant skruberius su šarminių vandenių),0,02 – 0,05%. [pic]
Metinis teršalų išmėtimas:
[pic]
b) Azoto oksidų kiekis:
[pic] (4)
čia: [pic]– susidarantis oksidų kiekis vienam GJ šilumos, kg/GJ; β – azoto oksido sumažėjimo koeficientas dėl panaudotų techniniųpriemonių, tiesasroviui degikliui 0,85 (sūkuriniui 1).
[pic]
Metinis teršalų išmėtimas:
[pic]
c) Anglies monoksido kiekis:
[pic] (5)
čia: [pic]– anglies monoksido kiekis susidarantis deginant kurą, kg/t;
[pic] (6)
čia: [pic] – cheminiai ne viso degimo šilumos nuostoliai, % deginant
mazutą esant mažam oro koeficientui λ 1,01 – 1,05 rekomenduojama [pic] =0,15%, λ – 1,05 ([pic] = 0%). R – šilumos nuostoliai dėl CO buvimasi dūmuose (mazutui R = 0,65).[pic]
[pic]
Metinis teršalų išmėtimas:
[pic]
d) Vanadžio oksido kiekis:
[pic] (7)
čia: [pic] – nusėdimo ant katilo šildomo paviršiaus koeficientas, (ηv =0,05); [pic]–suodžių sugaunamų dūmų valymo įrenginiuose koeficientas,(išeksploatavimo duomenų),neturint duomenų, apskaičiuojamas iš formulės:
[pic] (8)
čia: [pic] – mazuto sieringumas, %.
[pic]
Metinis teršalų išmėtimas:
[pic]
3. Nustatome teršalų konsentraciją:
Ją galima išmatuoti ir perskaičiuoti į konsentraciją atitinkančią normaliomsąlygom ir O2 kiekiui(Valstybės žinios 98m.Nr.42 – 1148) iš formulės:
[pic] (9)
čia: Ci – atskiro teršalo koncentracija; V – dujų – oro mišinio tūris; τ – įrenginio darbo laikas.
4. Apskaičiuojame kiek reikia deguonies[pic]norint sudeginti 1 kg angliesdioksido[pic];
[pic]
[pic] ;[pic]; viso – 44kg
[pic]
a) Apskaičiuojame kiek reikia [pic]norint sudeginti 1 kg[pic];
[pic]
[pic] [pic] viso -36kg
[pic]
b) Apskaičiuojame kiek reikia [pic]norint sudeginti 1 kg[pic];
[pic]
[pic] viso – 64kg
[pic]
[pic] [pic] [pic] [pic]
[pic]
[pic]mazuto.
[pic]mazuto. (10)
[pic] (11)
[pic]mazuto.
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
6. Apskaičiuojame mokestį už gamtos teršimą(3):
[pic] (12)
a) Mokestis už [pic];
[pic]
b) Mokestis už [pic]:
[pic]
c) Mokestis už [pic]:
[pic]
7. Apskaičiujame baudos didumą už nuslėpta 1 toną teršalų:
[pic] (13)
a) Baudos dydis už [pic]:
[pic]
b) Bauda už [pic]:
[pic]
c) Bauda už [pic]
[pic]
8. Literatūra
1. Žurnalas „Aplinkos tyrimai, inžinerija ir vadyba” 2002m. Nr.3(21)2. Žurnalas „Aplinkos tyrimai, inžinerija ir vadyba” 2001m. Nr.4(18)3.Valstybės žinios,1999, Nr. 47-1469———————–[pic]