Файл: Справочник понаилучшим доступным технологиям и т с 4 2 0 1 5.pdf

112
Так как данные представлены по состоянию на 2005 год, рост удельного энерго- потребления после 1995 года можно связывать как с изменением ассортимента про- дукции (например, с усилением внимания потребителей к клинкерному кирпичу), так и с вступлением в ЕС новых государств (в том числе Латвии, Литвы, Польши, Словении,
Словакии, Чехии).
Анализ технологических процессов, приведенный в разделе 2 данного справоч- ника, позволяет систематизировать факторы воздействия на ОС, характерные для различных стадий производства керамических изделий (см. таблицу 3.3, по [15], с из- менениями).
Таблица 3.3 — Факторы воздействия производства керамических изделий на окружающую среду
Стадии технологического процесса
Факторы воздействия на компоненты ОС
Шум (работа оборудования)
Воздух (обра- зование выбро- сов ЗВ при тех- нологических операциях в процессе)
Водные объек- ты (использо- вание в про- цессе и обра- зование сточ- ных вод)
Почва (образо- вание отходов производства и технологиче- ских потерь, преимуще- ственно в виде пыли)
Дробление
X
X
X
X
Сухой помол и смеше- ние
X
—
X
X
Мокрый помол и сме- шение
—
X
X
X
Рассев/классификация
X
—
X
X
Перемещение сырья
X
—
X
—
Хранение в силосах
X
—
—
X
Литьевой шликер
—
X
—
—
Массоподготовка:
- масса для пластиче- ского формования
X
X
X
—

113
Стадии технологического процесса
Факторы воздействия на компоненты ОС
Шум (работа оборудования)
Воздух (обра- зование выбро- сов ЗВ при тех- нологических операциях в процессе)
Водные объек- ты (использо- вание в про- цессе и обра- зование сточ- ных вод)
Почва (образо- вание отходов производства и технологиче- ских потерь, преимуще- ственно в виде пыли)
- жесткая формовочная масса (формование обточкой)
—
X
X
—
Пресс-порошок, подго- товка сухим способом
X
X
X
X
Пресс-порошок, рас- пылительная сушка
X
X
X
X
Грануляция
X
—
—
X
Шликерное литье
—
X
—
—
Пластическое формо- вание
—
X
X
—
Формование обточкой
—
—
X
—
Прессование
X
X
X
X
Оправка
X
X
X
—
Сушка
X
—
—
X
Глазурование
X
X
X
—
Ангобирование
X
X
X
—
Нанесение декора
X
X
X
—
Обжиг
X
—
—
X
Послеобжиговая обра- ботка
X
X x
X
Хранение материалов
X
—
—
X
«Х» — возможно значимое воздействие на ОС, «—» — незначимое воздействие или прак- тическое отсутствие такового.
Окончание таблицы 3.3

114
Входные и выходные потоки, характерные для производства керамических изде- лий, представлены в справочнике ЕС на качественном уровне; пример приведен для производства керамического кирпича (см. рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 — Входные и выходные потоки в производстве керамического кирпича [80], с изменениями и дополнениями [15]
В справочнике ЕС отмечено, что в составе отходящих газов присутствуют оксиды азота, углерода и серы, а также, в ряде случаев, летучие органические соединения, образующиеся в процессах сушки и обжига керамических изделий. Наличие примесей соединений хлора объясняется тем, что в составе большинства видов глин морского

115 образования есть хлориды. Также источниками HCl могут стать добавки или хлориро- ванная вода (содержание хлоридов в воде, используемой при массоподготовке, может достигать 50–100 мг/дм
3
и выше). Практически все природные сырьевые материалы содержат небольшие количества фтора, который легко замещает OH-группы в глинах и гидратных минералах. Выделение фтороводородной кислоты HF происходит при раз- ложении фторосиликатов в составе глин
[110].
Концентрация фтора в дымовых газах определяется не только его содержанием в сырье, но и наличием паров воды, соста- вом материала и режимом обжига [80], [111].
Значительное внимание проблемам загрязнения воздуха соединениями галоге- нов уделяется прежде всего в средиземноморских странах, где в качестве сырья для производства керамических изделий используются обогащенные соединениями хлора и фтора глины морского происхождения [112]–[115].
В отечественных источниках, посвященных охране окружающей среды при про- изводстве керамических изделий, поступление соединений хлора и фтора в атмосфер- ный воздух обсуждается редко [67], [84], [77], [116], [117]. Таким образом, основными загрязняющими веществами, поступающими в атмосферный воздух при производстве керамических изделий, следует считать монооксид углерода, оксиды азота и пыль.
Вода — один из важных ресурсов в технологии производства керамических из- делий, однако уровни ее потребления в различных подотраслях отличаются друг от друга. Вода, которую добавляют непосредственно в шихту, не вносит вклада в образо- вание сточных вод, поскольку полностью испаряется на стадиях сушки и обжига.
Сточные воды образуются преимущественно при роспуске глины в процессе производства и в результате ее смыва при очистке оборудования. Незначительное ко- личество сточных вод образуется при производстве огнеупорных изделий и кирпича при проведении такой обработки поверхности, как глазурование, ангобирование, мок- рая шлифовка. Дополнительное их выделение происходит при очистке смесителей, установок для нанесения глазури и ангоба, форм.
В технологии облицовочной и напольной плитки, хозяйственно-бытовой и техни- ческой керамики, санитарно-технических изделий техническая вода применяется при очистке установок для массоподготовки и литья, нанесения глазури, декорирования, а также при мокрой шлифовке в ходе послеобжиговой обработки изделий.
В составе сточных вод, образующихся при переработке различных материалов и в ходе очистки оборудования, присутствуют те сырьевые материалы и вспомогатель- ные вещества, которые задействованы в данном технологическом процессе. Как пра- вило, эти соединения нерастворимы в воде. Сточные воды в производстве керамиче-

116 ских изделий отличаются высокой мутностью (нередко и цветностью) из-за присутствия в них мелкокодисперсных взвешенных частиц глазури и глинистых минералов [80],
[116].
Объемы сточных вод, как правило, невелики, а основные параметры, характери- зующие их, — это содержание взвешенных частиц и мутность [80].
Задача минимизации воздействия сточных вод на природные водные объекты решается путем уменьшения водопотребления, организации водооборота и внедрения систем очистки сточных вод.
В отношении образования отходов следует сказать, что в большинстве подот- раслей производства керамических изделий отходы формования, оправки, сушки по- луфабриката и брак изделий возвращают на стадию подготовки сырья. Брак обожжен- ных изделий используют в качестве шамота, порошок которого получают после дроб- ления и рассева (так называемый «бой»). Однако не все образующиеся отходы можно возвращать в технологический цикл. Например, отработанные огнеупорные изделия, образующиеся при ремонте печей, как правило, загрязнены шлаками, глазурями и т. д., поэтому их введение может ухудшить огнеупорные характеристики любого изделия.
Невозможно использовать повторно материалы, содержащие другие виды загрязняю- щих веществ (например, тяжелые металлы, выделяющиеся из глазурей).
Считается, что гранулированный или тонкоизмельченный бой кирпича можно ис- пользовать в качестве замены продукции других отраслей производства керамических изделий, имеющей тот же зерновой состав. В частности, отходы производства после измельчения и рассева применяют как заполнитель в бетонах или наполнитель в ас- фальте для дорожного строительства.
В отечественных и зарубежных источниках в некоторых случаях обсуждаются также уровни шума, характерные для производства керамических изделий.
В зарубежных источниках обычно упоминают такие решения, направленные на сокра- щение шумового воздействия предприятий, как герметизация оборудования, звукоизо- ляция окон и стен, проведение шумных работ только в дневное время и надлежащее техническое обслуживание оборудования.
В целом на основании анализа отечественных и зарубежных источников инфор- мации следует сделать вывод о том, что предприятия по производству керамических изделий характеризуются высоким потреблением энергии (от 2 до 50 ГДж на тонну из- делий). Именно сжиганием топлива, необходимого для проведения высокотепмератур- ных процессов, обусловлены выбросы в атмосферу основных загрязняющих веществ
(монооксида углерода, оксидов азота и пыли), а также некоторых других веществ в за-

117 висимости от типа сырья и технологических процессов, распространенных в конкрет- ных подотраслях. Сбросы сточных вод обычно незначительны, а образующиеся отходы преимущественно повторно используются в производстве.
3.2
Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и
потребления ресурсов в производстве кирпича
В процессе подготовки настоящего справочника НДТ анкеты для сбора инфор- мации о текущих уровнях эмиссий и потребления ресурсов были направлены россий- ским предприятиям по производству кирпича. Сведения от предприятий поступали не- равномерно в течение нескольких месяцев; к концу октября 2015 года разработчики справочника НДТ располагали 23 заполненными анкетами различной степени детали- зации. В связи с этим было принято решение при обсуждении численных параметров учитывать как результаты анкетирования, так и материалы современных отечествен- ных исследований и данные отраслевого справочного документа ЕС [80].
3.2.1
Потребление энергии
В 2009–2010 годах попытка провести сравнительный анализ потребления энер- гии топлива в производстве кирпича в России и государствах — членах ЕС была осу- ществлена в рамках выполнения международного проекта «Гармонизация экологиче- ских стандартов — II. Россия» [3], [117]. Обсуждаемые результаты в целом согласуются с оценками, данными в 2009 году в статье, посвященной перспективам развития произ- водства стеновых керамических материалов в Республике Татарстан [118]. Следует отметить, что среднее значение удельного потребления энергии топлива на рисун- ке 3.2 отражает экспертную оценку для России в целом. Заводы № 1 и № 2, на которых проведены натурные исследования, демонстрируют результаты лучше средних.

118
Рисунок 3.2 — Удельный расход энергии топлива в производстве кирпича на выбранных предприятиях Российской Федерации и Европы [119]
В таблице 3.4 приведена информация из этой статьи с переводом энергоемкости в единые единицы измерения — ГДж/т продукции, соответствующие требованиям
Международной системы измерений СИ; такие показатели целесообразно использо- вать при проведении сравнительного анализа энергоемкости производства продукции во всех отраслях.
Таблица 3.4 — Расход энергоресурсов в производстве керамического кирпича (по [118], с дополнениями)
Энергопотребление
Единица измерения
Технологии
Отечественные
1970
–1980-х годов
Современные зарубежные
Природный газ
(37
ГДж/1000 м
3
) м
3
/1000 шт. условного кирпича
220
–240 120
–150
ГДж/т продукции
3,3
–3,6 1,8
–2,2
Электроэнергия кВт*ч./1000 шт. услов- ного кирпича
200
–250 220
–240
ГДж/т продукции
0,28
–0,36 0,32
–0,35

119
Энергопотребление
Единица измерения
Технологии
Отечественные
1970
–1980-х годов
Современные зарубежные
Общее энергопотреб- ление
ГДж/т продукции
3,6
–4,0 2,1
–2,6
Необходимо подчеркнуть, что результаты оценок достаточно сложно сравнивать: во многих случаях неизвестна степень осреднения данных, не приводятся источники информации, не определено в единицах массы и понятие «условный кирпич». Экспер- ты говорят о размерах 250 × 120 × 65 мм в соответствии с ГОСТ 530—2012 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия» [120]. В этом стандарте установ- лено несколько интервалов плотности изделий; при расчетах часто используют массу условного кирпича, варьирующую в интервале 2,4–3,5 кг/шт. [117], хотя европейский стандарт, на который обычно ссылаются, устанавливает лишь две категории изделий по плотности — ниже 1000 кг/м
3
и выше 1000 кг/м
3
(CSN EN 771-1:2011. Specifications for masonry units
— Part 1: Clay masonry units [20]). В публикациях, подготовленных в
Евросоюзе, США, Канаде и других странах, как правило, обсуждается удельное по- требление энергии, рассчитанное в ГДж или (реже) в кВт*ч на тонну продукции (см., например, [80], [121], [122]).
Интервалы удельного энергопотребления в производстве кирпича, полученные при обследовании российских предприятий и при работе с материалами управлений
Росприроднадзора, составляют:
- 3,0
–4,2 ГДж/т продукции для предприятий, введенных в строй в 1970–
1980- х годах;
- 2,2
–2,7 ГДж/т продукции для предприятий, введенных в строй после 2000 года.
В ходе подготовки настоящего справочника НДТ члены ТРГ-4 посетили несколь- ко новых отечественных предприятий, по данным руководства которых удельное энер- гопотребление составляет менее 1,6–1,8 ГДж/т продукции
1)
По некоторым данным, в
2005
–2007 годах аналогичные и даже более низкие показатели (1,5 ГДж/т) были до- стигнуты лучшими германскими и австрийскими производителями кирпича [123], [124].
Новейшие российские предприятия построены с применением технологических про- цессов и оборудования, разработанных в Евросоюзе, поэтому полученные в ходе по-
1)
Посещение площадок организовано в январе — марте 2015 года.
Окончание таблицы 3.4

120 сещения новейших отечественных промышленных площадок данные следует считать корректными[125].
Сопоставление удельного потребления энергии, характерного для производите- лей керамического кирпича, работающих в различных странах, приведено на рисун- ке 3.3.
Рисунок 3.3 — Удельное энергопотребление в производстве керамического кирпича в различных странах (в скобках указаны годы постройки/реконструкции предприятий) [126]
Результаты анкетирования российских предприятий
1)
свидетельствуют о том, что удельное потребление энергии в производстве керамического кирпича варьирует в интервале 1,6–5,2 ГДж/т. В ряде анкет данные о потреблении энергии отсутствуют
(предприятия № 4, 9, 12). Показатель 0,88 ГДж/т (предприятие № 3) нельзя считать значимым. Не исключено, что показатель 5,2 ГДж/т несколько завышен и представлен с
1)
Как уже отмечено, анкеты прислали 18 наиболее активных предприятий, проявивших интерес к участию в разработке информационно-технического справочника по наилучшим до- ступным технологиям. Полученные показатели энергопотребления согласуются с результатами отечественных и зарубежных исследований и материалами справочного документа ЕС, пред- ставленными в 3.1.1.