Padangų utilizavimas

Senkantys neatsinaujinantys energetiniai ištekliai, pasaulinėje rinkoje nuolat kylančios kuro kainos, didejantys atliekų kiekiai verčia ieškoti naujų galimybių pasinaudoti atliekų energetiniu potencialu.

Kiekvienais metais pasaulyje gaminama daug padangų, kurios, pasibaigus eksploatacijos 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 alternatyviam kurui cemento pramonėje klinkerio gamybos krosnyse.

2. Naudotų padangų kaupimasis ir tvarkymo problematika

Kasmet pasaulyje susikaupia gausybė naudotų padangų, kurios naturalioje gamtinėje aplinkoje praktiškai neyra. JAV per metus vidutiniškai jų susidaro apie 281 mln. (~5,68 mln. t), Europos Sąjungoje – apie 180 mln.

(~3,64 mln. t). Padangų, tapusių atliekomis, tolimesnis tvarkymas sukelia problemų visame pasaulyje, jų kaupimas sąvartyne iki šiol yra vienas populiariausių sprendimo būdų. Del išskirtinių padangų savybių – žemo tankio ir menko biodegradacijos laipsnio – jų laidojimas sąvartyne yra nepageidaujamas.

Padangas sunku laidoti, nes jų nesukrausi kompaktiškai, be to, susidaro palankios sąlygos tarp jų veistis uodams bei įvairiems graužikams. Ypač didelę grėsmę aplinkai ir žmonių sveikatai kelia savaiminiai ar tyčiniai didelių padangų sankaupų gaisrai, kurie sunkiai užgesinami del aukšto padangų kaloringumo bei sudetingo jų gesinimo vandeniu. Atvirų padangų gaisrų metu išsiskiria nekontroliuojami pavojingi teršalai, kurių poveikis ir žala juntami tiek vietiniu, tiek ir regioniniu mastu.

ES Sąvartynų direktyva, nuo 2003 metu draudžianti laidoti sveikas, o nuo

2006 metu – smulkintas netinkamas naudoti padangas, bei nuolat didejantis visuomenės susirūpinimas saugiu atliekų tvarkymu lemia šalinamų padangų mažejimą sąvartynuose ir verčia pasaulio valstybes nustatyti padangu naudojimo (perdirbimo) užduotis.

3. Naudotų padangų pagrindiniai perdirbimo būdai

Ekologiškai švarus padangų utilizavimas – gana sunkiai sprendžiama technologine problema, nes padanga – sudetingas gumos gaminys, armuotas plienine viela ir medvilniniu audiniu. Pastaruoju metu vis labiau plinta padangos su metaliniu kordu, nes, didejant transporto priemonių važiavimo greičiams, padangoms keliami vis didesni techniniai reikalavimai. Norint sukurti didelio našumo padangų perdirbimo technologiją, reikia rasti efektyvius gumos atskyrimo nuo kordo būdus. Atskirta nuo kordo guma apdorojama 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 žaliavų šaltinis įvairioms pramonės šakoms, tačiau naujų ekologiškai švarių ir ekonomiškai pagristų perdirbimo technologijų bei panaudojimo sričių paieška lieka aktuali tema visame pasaulyje. Siekiant sumažinti nuolat didejantį padangų atliekų srautą ir jų nepageidaujamą poveiki aplinkai, pasirenkamos alternatyvos: 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) į skirtingo dydžio frakcijas, padangų pjaustymas ir žaliavos gamyba, padangų naudojimas antrinėms žaliavoms gumos pramonėje kitų gumos komponentų ar naujų padangų gamybai, dirbtinių rifų statyba pakrantėse, sportinių trasų, golfo aikštelių įrengimas, supjaustytų ar sumaltų padangų laidojimas buitinių atliekų sąvartynuose ir kt.).

2. Ilgalaikės alternatyvos (kelių tiesimas, padangų pirolizė, padangų naudojimas šilumos ir energijos gamybai, padangų atliekų naudojimas cemento gamybos pramonėje).

Padangų smulkinimas yra tik pirminis paruošimo tolimesniam tvarkymui etapas. Pasaulyje žinomi įvairūs smulkinimo (trupinimo) būdai, kurie pasirenkami priklausomai nuo tolimesnio žaliavos panaudojimo. Padangų gumą naudoti antrinei žaliavai gumos pramonėje, kitu gumos gaminių ar naujų padangų gamybai nėra populiaru dėl papildomų kordo atskyrimo kaštų, ribotos iš antrinių žaliavų pagamintų produktų rinkos, del aukštų kai kuriems gaminiams keliamų kokybės reikalavimų ir dėl nepritaikomumo šviesių spalvų produktų gamybai. Subalastuotų ir sugrupuotų padangų naudojimas dirbtinių rifų statybai pakrantėse yra patraukli alternatyva dėl specifinių šio atliekų srauto ypatumų: nemagnetinių sąvybių, gebėjimo tapti dumbliu dauginimosi ir žuvų veisimosi buveine ir ypač lėtos degradacijos gamtoje.

Alternatyvos taikymas ribotas dideliu transportavimo išlaidų ir mažo dirbtinių poreikio. Būtina įvertinti ir tai, kad moksliškai nepakankamai ištirti ilgalaikiai padangų įrimo procesai ir jų poveikis aplinkai. Dauguma ilgalaikių padangų naudojimo alternatyvų nėra pakankamai moksliškai ir ekonomiškai pagrįstos, jos tėra vystomos ar demonstruojamos, jų tyrimas reikalauja didelių kapitalinių įdėjimų.

Vis sparčiau padangų gumos atliekos naudojamos tiesiant kelius ar kaip asfalto dangos priedas. Tačiau tyrimai rodo, kad asfalto priedų gamybai reikalinga labai smulki padangų gumos frakcija, būtina pašalinti visas plieno ar kitokių medžiagų priemaišas. Asfalto grindinys susideda iš dviejų komponentų: agregatinės ir rišamosios medžiagos. Regeneruota guma pagerina rišliosios medžiagos savybes. Kelio dangos tamprioji deformacija žiemą padideja, o vasarą vėl sumažeja.

Guma mažina asfalto nesurišimo laipsnį, didina paviršiaus tamprumą ir apsaugo asfaltą nuo pavojingų įtrukimų ar skylinejimų eksploatacijos metu.

Padangos sekmingai gali būti deginamos pirolizės būdu. Pirolizės procesas –

tai kontroliuojamas bedeguonis deginimo procesas, kurio metu suyra organinės medžiagos. Pirolizei tinka ir padangos su metaliniu kordu.

Termiškai veikiant gumos atliekas uždaroje ertmėje, be papildomo oro tiekimo 4000 –50000 C temperatūroje gali būti gauta gumos alyva, degiosios dujos, skystieji angliavandeniliai ir kietosios liekanos, kurias galima naudoti vietoj suodžių gumos techninių dirbinių gamyboje. Gumos alyva tinka plastifikatorių regenerato gamybai arba plastifikatorių gumos mišiniuose.

Skystieji angliavandeniliai ir pirolizės metu gautos dujos naudojami kaip kuras. Atliekant gumos atliekų 2 stadijų aukštatemperaturę pirolizę –120000

C temperatūroje, galima gauti suodžius gumos pramonei, gumos koksą, turintį aukštas adsorbcines savybes, taip pat degias dujas ir žaliavą juodajai metalurgijai . Energija gali buti gaunama deginant susmulkintą padangų gumą ir naudojant kaip papildomą kurą anglimi kurenamuose įrenginiuose arba specialiai tam pritaikytose krosnyse. JAV kompanija “Goodyear Tire and

Rubber” sukūrė cikloninę krosnį, kurioje deginamos padangos gaminami garai.

Padangos konvejeriu tiekiamos į besisukančios krosnies židinį. Jos spirale juda į židinio centrą, kur 131500 C temperatūroje oksiduojasi. Tokio įrenginio 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 gali pasiekti aukštų efektyvumo rezultatų, yra ekonomiškai pagrįstos aplinkosauginiu požiūrių priimtinos. Tokios jėgaines trūkumas – išlaidos, susijusios su padangų surinkimu ir atgabenimu į jėgainę. Ekonomiškomis gali būti laikomos tokios jėgainės, kurios suvartoja ne mažiau kaip 50 000 tonų padangų per metus.

Tai savo ruožtu leistų jas statyti gausiai apgyvendintose vietovėse, bet tokios jėgainės statyba gali užtrukti dėl gyventojų pasipriešinimo. Šio tipo jėgainėje padangos dega ant krosnies grotelių degimo kameroje, kurioje temperatūra – 130000 C. Joje turetų būti garą gaminantys įrenginiai; šalia esančiai gyvenvietei tiektų ir šildymą, ir elektros energiją.

Degimo proceso atliekos – šlakas, Zn prisotintos filtrų dulkės. Galimybė statyti didelių pajegumų pirolizės deginimo gamyklas priklauso nuo sugebėjimo laiku, nepertraukiamai, reikiamais kiekiais ir pigiai tiekti netinkamas naudoti padangas.

Dar neseniai šiu procesų ekonominis efektyvumas buvo vertinamas skeptiškai, tačiau, turint galvoje besikeičiančią situaciją pasaulinėje naftos rinkoje, jie vėl gali būti peržiurėti iš naujo. Padangų atliekų naudojimas kurui cemento pramonėje, klinkerio gamybos krosnyse –

plačiai pasaulyje paplitęs budas, del aukštos padangų kaloringumo vertės ir mažo drėgmės kiekio (1–3 %). Mažam drėgmės kiekiui išgarinti reikia mažesnių energetinių sąnaudų, ir tai sumažina degimo dujų debitą. Palyginti mažas peleningumas (3–5 %) padidina šilumos absorbciją .

Klinkerio gamybos sukamoji krosnis pasižymi tokiomis aukštomis temperatūromis, kuriose sudega visi padangose esantys elementai; išsilydo padangu kordas, klinkeryje pakeičiantis įprastai priedams naudojamą geležį.

Gaminant klinkerį šlapiuoju būdu, kuro degimo produktai ir medžiaga tiesiogiai kontaktuoja, todėl degimo proceso metu susidariusios kietosios dalelės kepa su klinkeriu, o aukšta fakelo liepsnos temperatūra užtikrina žymią sunkiųjų metalų, sieros, šarmų ir halogenų lokalizaciją klinkeryje.

Todel šlapiąjį klinkerio gamybos būdą kietųjų atliekų atžvilgiu galima laikyti beatliekę technologija, krosnyje kartu su pagrindiniu kuru naudojant padangas, kietųjų atliekų nesusidaro. Parenkant vieną ar kitą padangų tvarkymo metodą makroekonominiame šalies lygyje, butina įvertinti šiuos 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 Naudotų padangų kaupimo ir tvarkymo teisinis reglamentavimas

Lietuvos Statistikos departamento duomenimis (2 lentelė), per metus

Lietuvoje susidaro apie

10 000 tonų padangų, remiantis prielaida, kad susidarantis kiekis per metus

– tai padangu importo ir eksporto skirtumas. Padangų atliekų srautą reguliuoja bendri atliekų tvarkymą reglamentuojantys įstatymai, poįstatyminiai aktai bei normatyviniai dokumentai. Lietuvos Respublikos aplinkos apsaugos ministerijos 1998.12.24 įsakyme Nr.280 “Dėl leidimų įvežti į Lietuvos Respubliką naudotas automobilių padangas išdavimo tvarkos ir netinkamų naudoti padangų surinkimo ir apskaitos tvarkos” patvirtinta leidimų įvežti naudotas automobilių padangas išdavimo tvarka, netinkamų naudoti padangų surinkimo ir apskaitos tvarka, įvežamų automobilių padangų ir netinkamų naudoti padangų surinkimo ir apskaitos kontrolės tvarkos.

Įvežti naudotas automobilių padangas, tinkančias tolimesnei eksploatacijai ar restauracijai, leidžiama ūkio subjektams tik turint Aplinkos apsaugos ministerijos nustatyta tvarka išduotą leidimą. Įvežti tinkančias tolimesnei eksploatacijai 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 priduotos restauruoti padangos įskaitomos į surinktų padangų skaičių. Subjektai, norintys įsteigti padangų surinkimo vietas, turi gauti gamtos ištekliu naudojimo leidimą, parengti ir regiono aplinkos apsaugos departamente patvirtinti netinkamų naudoti padangų perdirbimo (naudojimo) programą.

Norintys rinkti padangas taip pat turi užsiregistruoti kaip atliekas tvarkanti įmonė Atliekas tvarkančių įmonių registre. Pagal Atliekų tvarkymo taisykliu 54 punktą “Savivaldybių atliekų tvarkymo sistemos turi buti organizuotos taip, kad miestai ir didesnės gyvenvietės būtų aprupintos naudotų padangų atskiro surinkimo priemonėmis”. Gyventojai pas save susidariusias padangas gali nemokamai priduoti į didžiųjų atliekų ir antrinių žaliavų aikšteles. Netinkamos naudoti padangos iš pramonės įmonių, įstaigų ir organizacijų pagal gamtos išteklių naudojimo leidimus turi būti pristatomos į jas tvarkančias įmones. Pristatydamos netinkamas naudoti padangas surinkimo įmonėms, pramonės įmonės, įstaigos ir organizacijos moka

150– 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 įstatymo pakeitimo įstatymų, nuo 2003 m. sausio 1 d. bus apmokestinamos įvežamos į

Lietuvą naujos, restauruotos bei naudotos padangos, sveriančios daugiau kaip 3 kg. Lėšos, surinktos apmokestinant įvežamus gaminius, bus skiriamos to 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 buvo surinkta ir pristatyta tvarkymui

2 984 t. naudotų padangų. Daugiausia padangų surenkama Vilniaus, Klaipedos ir 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 gana reprezentatyvus, nepaisant to, kad nemažai susidariusių atliekų nepristatoma į minetąsias įmones (ypač gyventojų bei smulkių įmonių); o kita dalis patenka į sąvartynus arba jų kitaip nekontroliuojamai atsikratoma. Naudotų padangų naudojimo, šalinimo ir eksporto situacijos analize įvairiuose regionuose, įvertinant ne tik 2000 m. sukauptas atliekas, bet ir sukauptą likutį (apie 11 500 t), parodė, kad labiausiai paplitęs naudotų padangų saugojimas ilgiau kaip vienerius metus (99 %; 11

423 t viso tvarkymui pristatyto kiekio), tik 1 % (95 t) kraunama sąvartynuose ar atsikratoma kitais budais (sutvirtinami sąvartynu šlaitai, įrengiamos sporto trasos), mažiau nei 1 % (20 t) eksportuojama į

Baltarusiją.

4.3. Netinkamų naudoti padangų tvarkymo problemos Lietuvoje

Remiantis Atliekas tvarkančių įmonių registro duomenimis, 2000 metais

Lietuvoje užsiregistravo

136 Naudotas padangas tvarkančios įmonės, įskaitant tiek sandeliuojančias savo padangas, tiek tarpininkaujančios surenkant, tiek padangų surinkimo įmones. Ne viena iš užsiregistravusių įmonių nevykdo padangų perdirbimo (naudojimo) veiklos, nors, prieš įsteigdamos surinkimo vietą, privalejo parengti padangų naudojimo (perdirbimo) programas bei jas vykdyti. Taigi saugomų netinkamų naudoti padangų kasmet daugėja, o problemos sprendimas atidedamas neribotam laikui. Lietuvoje sąvartynuose laidoti padangas draudžiama pagal Atlieku sąvartynų įrengimo, eksploatavimo, uždarymo ir priežiuros po uždarymo taisyklių VIII str. 37.5 punktą (LR Aplinkos ministro 2000 10 18 isakymas

Nr.444). Šiuo metu šalyje yra du padangų smulkinimo irenginiai – Dumpiuose

Klaipedos raj. bei Šiauliuose. Tačiau kol kas neišspręstas smulkintų padangų tolimesnis naudojimas. Svarstant padangų perdirbimo į antrinius produktus ar žaliavas galimybę Lietuvoje, susiduriama su nepakankamais jų kiekiais, rinkų iš atliekų gautoms antrinėms žaliavoms užtikrinimo bei projektų atsipirkimo sunkumais. Jau nuo 1989 metų Kauno technologijos universitete, Vilniaus Gedimino technikos universitete bei kitose Lietuvos mokslo bei tyrimu institucijose buvo atliekami įvairus netinkamų naudoti padangų smulkinimo, metalinio kordo atskyrimo, naudojimo įvairiose srityse technologijų moksliniai tyrimai bei eksperimentai. Tačiau mūsų šalyje ignoruojama galimo bendradarbiavimo tarp mokslininkų ir atliekų tvarkytoju nauda, todel sukurtos technologijos praktiškai nebuvo pritaikytos. 2000 m.

AB “Klijai” Kaišiadoryse, planavo statyti du naudotu padangų deginimo pirolizės būdu TIG-20 įrenginius. Pirolizės proceso metu susidariusias dujas buvo numatoma naudoti kaip kurą įmones katilinėje. Planuojamos ūkines veiklos Poveikio aplinkai vertinimo (PAV) ataskaitoje pateikti atmosferos teršalų apskaičiavimų rezultatai ir pažemio sklaidos koncentracijos neviršija DLK.

Nustatyta, kad katilinėje vietoj mazuto deginant dujinius naudotų padangų pirolizės produktus, iš katilinės kamino metinis atmosferos teršalų kiekis žymiai sumažetų: anglies monoksido 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 tam tikrom išlygom, tačiau miesto taryba šiam projektui nepritarė, ir projektas įgyvendinti nepradetas. Pagrindinės projekto žlugimo priežastys – politinės bei neigiamas visuomenės ir nevyriausybinių organizacijų išankstinis nusistatymas prieš atliekų deginimą kaip atliekų tvarkymo metodą. Pasireiške ir “tik ne mano kieme”

sindromas. PAV procesas parodė, kad pateikti motyvuotų pasiūlymų nei pavieniai visuomenės atstovai, nei nevyriausybinės organizacijos nesugebejo. Įvertinus AB “Klijų” patirtį, galima prognozuoti, kad bet koks panašus projektas ar ketinimas naudoti atliekas kaip kurą gali susilaukti panašios visuomenės ir nevyriausybinių organizacijų reakcijos.

Kuro dalinis pakeitimas naudotomis padangomis klinkerio degimo sukamojoje krosnyje AB “Akmenės cementas” galetų būti viena iš alternatyvų siekiant užtikrinti Lietuvoje kasmet surenkamų bei “istorinių” netinkamų naudoti padangų sutvarkymą. Būtų pasinaudota esamu šalies pramonės potencialu, pagerintas įmones ekonominis veiksmingumas, nepabloginus aplinkosauginių rodiklių.

5. Naudotų padangų panaudojimo kurui galimybės cemento pramonėje

Cemento pramonė yra daug energijos vartojanti pramonės šaka, todėl energetiniai kaštai paprastai sudaro 30-40 % gamybos išlaidų (be kapitalo išlaidų). Procesui reikalingai šilumai gauti galima vartoti

43 įvairių rūšių kurą. 1995 m. dažniausiai vartojamos kuro rūšys Europos cemento pramonėje buvo naftos koksas (39 %) ir akmens anglys (36 %), taip pat įvairių rūšių atliekos (10 %), krosnių kuras (7 %), rusvosios anglys (6 %) ir dujos (2 %) . Didelės kainos paprastai užkerta kelią naudoti dujas ar mazutą. Tačiau aukštos temperatūros ir ilgas buvimo laikas klinkerio krosnyje sudaro visas sąlygas organinių junginių destrukcijai. Tai leidžia klinkerio krosnyse naudoti pigesnę kuro rūšį –

įvairias atliekas, taip pat ir padangas. ES Informaciniame dokumente, skirtame cemento ir kalkių gamybos pramonėje taikomiems geriausiems prieinamiems gamybos būdams, pateiktame dažniausiai Europoje kurui naudojamų atliekų sąraše padangos yra pirmoje vietoje.

5.1 Trumpa užsienio šalių patirties apžvalga

Tiek Europoje, tiek JAV padangų naudojimo kurui cemento pramonėje galimybės pradėtos svarstyti tuomet, kai kaupiamos padangos bei jų gaisrai pradėjo kelti grėsmę aplinkai ir žmonių sveikatai.

Europoje iki 2000 metų atliekas deginančioms cemento krosnims buvo taikomi bendri atliekų deginimo reikalavimai. Vis daugėjant atliekas deginančių cemento pramonės įmonių (tiek atskirose šalyse, tiek bendrai Europos

Sąjungoje), iškilo būtinybė nustatyti leidimų išdavimo procedūras bei specialius reikalavimus. Padangos kaip kuras cemento krosnyse plačiai naudojamos JAV, Australijoje, Japonijoje, Anglijoje, Vokietijoje,

Švedijoje, Šveicarijoje, Belgijoje, Graikijoje, Prancūzijoje, Italijoje ir kt.

Praktiškai visose Europos Sąjungos šalyse bei JAV sudarytos sąlygos cemento pramonei naudoti alternatyvų kurą, taip pat ir padangas. Įvairiose šalyse yra skirtingos leidimų išdavimo procedūros, skiriasi ir išrūkų ribinės vertės.

Bendra visų šalių praktika rodo, kad būtinas poveikio aplinkai vertinimas, visuomenės įtraukimas bei nuolatinis monitoringas. Daugelyje šalių leidimas kurui naudoti padangas neišduodamas be ilgalaikių eksperimentų rezultatų, įrodančių, kad veikla nesukelia neigiamo poveikio aplinkai. JAV padangų naudojimo kurui cemento pramonėje alternatyva iš koncepcinės -demonstracinės stadijos 1980 metais virto patikrinta bei plačiai taikoma praktika.

Kasmet JAV susidaro apie 281 mln. netinkamų naudoti padangų, iš jų surenkama apie 218 mln.; 53 % surinktųjų naudojama kurui. Iš viso JAV (2001 m.) buvo 82 įrenginiai kurui naudojantys padangas:

36 cemento pramonės įmonės, 18 celiuliozės ir popieriaus įmonės, 17

pramoninių katilų ir 11 komunalinių įmonių katilinių.

5.2. Padangų naudojimo kurui galimybė AB

“Akmenės cementas”

Kasmet AB “Akmenės cementas” cemento gamybos procese, vienoje klinkerio degimo sukamojoje krosnyje sunaudojama apie 88 000 tonų mazuto arba apie

120 000 t akmens anglies (iki 2002 metų klinkerio degimo sukamojoje krosnyje buvo naudojamas mazutas, o nuo 2002 m. pavasario – akmens anglis).

Cemento gamybos procesas, atsižvelgiant į nuolat kylančias kuro kainas, yra brangus bei reikalaujantis didelių kiekių neatsinaujinančio kuro. AB

“Akmenės cementas” vadovybė, planuodama įmonės veiklą bei įvertindama cemento pramonės pasaulines tendencijas, nutarė ieškoti alternatyvių galimybių iš dalies pakeisti naudojamą pagrindinį kurą atliekomis, turinčiomis ne mažesnę kaip 3000 kcal/kg šiluminę vertę. Todėl įmonė ketina naudoti padangas klinkerio degimo sukamojoje krosnyje, iš dalies jomis pakeičiant pagrindinį kurą – akmens anglį.

Daugelyje užsienio valstybių šlapio klinkerio gamybos būdo sukamosiose krosnyse, analogiškose AB “Akmenės cementas” klinkerio krosniai, sėkmingai pakeičiama vidutiniškai apie 25 % viso kuro kiekio Naudotomis padangomis.

40 % viso kuro kiekio yra technologinė padangų įvedimo riba, nes, deginant didesnius kiekius, reikalingas specialus degiklis su perteklinio oro kontrole, ypač balansuojant tiekiamos šilumos kiekius. Taigi AB “Akmenės cementas” 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 kuro kiekio).

5.2.1. Naudotų padangų naudojimo klinkerio krosnyje technologiniai principai

AB “Akmenės cementas” šlapio būdo ilgoje sukamojoje klinkerio degimo krosnyje ([pic] 5,0 x 185

m) planuojama kurui naudoti smulkintas padangas, tiekiant jas per pagrindinio kuro degiklio kanalą karštąjį krosnies galą (2 pav.). Padangų gabaliukus krosnį ketinama tiekti pneumotransportu. Tada padangų drožlės būtų įmetamos iki 15 m nuo karštojo krosnies galo. Šioje krosnies vietoje medžiagos temperatūra siekia apie 140000 C, dujų srauto temperatūra – apie 1600 –

180000 C, o fakelo liepsnos temperatūra – apie 200000 C. Nespėję sudegti gumos gabaliukai kartu su medžiaga būtų transportuojami krosnies galo link 0,6 – 1 m/min. greičiu. Po 5 – 10 min. klinkeris pradėtų kristi į šaldytuvą. Šio laiko visai pakaktų padangų drožlėms galutinai sudegti. Padangų degūs produktai aukštų temperatūrų zonoje

(1600 – 180000 C) išliktų apie 4 – 5 sekundes. LAND 19-99 reikalavimai dėl temperatūros, degimo laiko ir O2 kiekio būtų visiškai įvykdyti. Krosnies karštąjame gale yra O2 perteklius. Dioksinų ir furanų susidarymas galimas esant 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.7

yra įrengta šilumokaičio vaidmenį atliekanti grandinių zona, dujų srauto temperatūrą per 2,5 – 4 s sumažinanti maždaug nuo 900 iki 1900 C, todėl dioksinams ir furanams susidaryti praktiškai nėra sąlygų, ir padangų tiekimas į krosnį dioksinų (furanų) susidarymui įtakos nedarytų. 2 pav.

pateikta principinė naudotų padangų deginimo klinkerio sukamojoje krosnyje technologinė schema.

2 pav. principinė naudotų padangų deginimo klinkerio sukamojoje krosnyje technologinė schema.

[pic]

5.2.2. Padangų naudojimo AB “Akmenės cementas” klinkerio krosnyje eksperimentas

2001 m. birželio 19–20 dienomis AB “Akmenės cementas” buvo atliktas eksperimentas pagal įmonės specialistų parengtą ir su Aplinkos ministerija suderintą Padangų deginimo cemento sukamojoje krosnyje Nr.7 technologinį reglamentą. Eksperimento metu klinkerio degimo sukamojoje krosnyje buvo deginama 10,5 t/h mazuto ir 0,5 t/h smulkintų padangų (t.y. smulkintos padangos viso kuro kiekio sudarė 4,5 %). Eksperimento metu emisijas matavo

LR Aplinkos ministerijos Jungtinių tyrimų centro specialistai. Prieš deginant padangas atlikti klinkerio krosnies emisijų į aplinkos orą ir pažemio oro (1–3

km atstumu nuo taršos šaltinio) pavėjinėje nuo gamyklos pusėje tyrimai, produkcijos kokybinė ir kiekybinė analizė, ištirtas jos toksiškumas. Eksperimentinio padangų deginimo metu emisijų ir pažemio oro pavėjinėje pusėje tyrimai bei produkcijos analizė buvo pakartoti. Remiantis matavimų rezultatais, atliktas teršalų ore sklaidos teorinis modeliavimas.

Eksperimento rezultatai. Krosnies emisijų tyrimai parodė, kad didžioji emisijų dalis – dulkės ir mazuto degimo produktai: SO2, NOx ir CO. Azoto oksidų ir anglies monoksido išsiskyrimas į aplinkos orą nežymiai sumažėja, o cemento dulkių ir sieros dioksido – padidėja (3 pav.). Nevisiško degimo produktų –

polichlorbifenilų, furanų, policiklinių aromatinių angliavandenilių ir kitų chlororganinių junginių – nerasta; cemento gamybos dulkių, cemento ir klinkerio toksiškumo padidėjimo irgi nenustatyta. Produkcijos analizės rezultatai parodė, kad priemaišų kiekiai cemente, naudojant kurui padangų priedą, praktiškai nepakito, palyginti su priemaišų kiekiais, esančiais cemente, pagamintame, naudojant kurui vien tik mazutą . Klinkerio sukamosios krosnies į aplinkos orą išskiriamų teršalų matavimų, atliktų eksperimento metu kurui naudojant mazutą ir padangas, rezultatai pateikti 3

pav. ir 4 lentelėje.

3 pav. Eksperimento emisijų matavimų rezultatai, sukamojoje klinkerio krosnyje 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, kad sieros, azoto oksidų, chloro vandenilio ir kitų identifikuotų junginių koncentracijos ore tiek prieš padangų deginimą, tiek deginant padangas praktiškai nepakito, ir nė viena jų neviršijo DLK .

Teorinis matematinis modeliavimas rodo, kad ir nepalankiausiomis teršalų sklaidos meteorologinėmis sąlygomis teršalų koncentracijos, deginant mazutą bei mazutą ir padangas, Naujosios Akmenės apylinkių pažemio ore neviršytų gyvenamosios aplinkos orą teršiančių medžiagų DLK .

Eksperimento metu, kartu su baziniu kuru (mazutu) naudojant padangas, krosnies emisijos neviršijo AB “Akmenės cementas” nustatytų didžiausios leistinos taršos normatyvų (DLT), tačiau šie tinka naudojant tik bazinį kurą [9]. Įmonei iš dalies pakeitus bazinį kurą atliekomis (netinkamomis naudoti padangomis), bus taikomi atliekų deginimo reikalavimai bei emisijų normatyvai. Palyginus eksperimento emisijų rezultatus su LAND 19-99 reikalavimais, galima padaryti 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 vertės cemento krosnims, kurui naudojančioms atliekas. Šios direktyvos reikalavimų perkėlimas į Lietuvos teisinę bazę numatomas 2002 metų pabaigoje.

6. Išvados

Naudotų padangų tvarkymas kelia daug sunkumų tiek Lietuvoje, tiek ir visame pasaulyje. Lietuvoje iki šiol nėra išspręsta naudotų padangų galutinio sutvarkymo problema: Naudotos padangos nei perdirbamos, nei naudojamos energijai gauti, o tik kaupiamos.

Viena realiausių galutinio padangų atliekų sutvarkymo alternatyvų yra jų naudojimas kurui cemento pramonėje. Klinkerio krosnių technologiniai parametrai atitinka tiek nepavojingų, tiek ir pavojingų atliekų deginimo reikalavimus. Padangų deginimo šlapio būdo klinkerio sukamosiose krosnyse eksperimentai rodo, kad emisijos neviršija atliekų deginimo normatyvų – netgi pastebimas teigiamas efektas – gerokai sumažėja

Nox emisijų, o tai ypač svarbu cemento pramonėje. Išanalizavus padangų kūrenimo (~ 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 išeinančių degimo dujų temperatūra (staigus jų ataušinimas grandinių zonoje) nesudaro sąlygų dioksinams ir furanams susidaryti; sunkiųjų metalų tarša neviršys normatyvų; HCl emisijų gali šiek tiek padaugėti, o HF – šiek tiek sumažėti.

Atlikus elektrostatinių filtrų modernizaciją, išrūkos neviršytų didžiausios leistinos ES atliekų deginimo cemento pramonėje taršos normatyvų.

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 iš lenelių 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 lakiaisiais pelėnais 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 techninių priemonių, 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,(iš eksploatavimo 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 normaliom sąlygom 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 anglies dioksido[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]