8. pants

TEHNISKO PAŅĒMIENU APRAKSTS

8.1. Tehnisko paņēmienu apraksts cementa rūpniecībā

8.1.1. Putekļu emisijas

Nr.

p. k.

Tehniskais paņēmiens

Apraksts

1.Elektrostatiskie filtri (ESP)ESP makrodaļiņu ceļā gaisa plūsmā ģenerē elektrostatisko lauku. Daļiņas iegūst negatīvu lādiņu un migrē uz pozitīvi lādētajām kolektoru platēm. Kolektoru plates periodiski sakrata vai ievibrē, izkustinot materiālu, lai tas iekristu apakšā esošajos kolektoru bunkuros. Svarīgi ir optimizēt ESP kratīšanas ciklus, lai samazinātu makrodaļiņu atkārtotu līdznešanu, tādējādi samazinot spēju ietekmēt dūmu redzamību. ESP raksturo spēja darboties augsttemperatūras (līdz apmēram 400 °C) un augsta mitruma apstākļos. Galvenie šā tehniskā paņēmiena trūkumi ir ar izolācijas slāni samazinātā efektivitāte un vielu uzkrāšanās, ko var ģenerēt augsta hlora un sēra ievade. Vispārīgai ESP darbībai ir svarīgi izvairīties no CO izplūdēm. Lai gan nepastāv tehniski ierobežojumi attiecībā uz ESP piemērojamību dažādos cementa rūpniecības procesos, tos bieži neizvēlas ieguldījumu cementa dzirnavu atputekļošanai izmaksu dēļ, kā arī darba uzsākšanas un pārtraukšanas efektivitātes (salīdzinoši augstas emisijas) dēļ2.Auduma filtriAuduma filtri ir efektīvi putekļu savācēji. Auduma filtru izmantošanas pamatprincips ir izmantot auduma membrānu, kas ir gāzu caurlaidīga, taču aiztur putekļus. Pamatā filtrējošais elements ir iekārtots ģeometriski. Sākotnēji putekļi novietojas gan uz šķiedru virsmas, gan dziļāk auduma šķiedrās, bet virsmas slānim aizpildoties, par dominējošo filtru kļūst paši putekļi. Izplūdes gāzes var plūst vai nu no maisa iekšpuses uz ārpusi vai otrādi. Putekļu kārtai sabiezinoties, palielinās pretestība gāzes plūsmai. Tādēļ filtrēšanas elementu nepieciešams periodiski iztīrīt, lai kontrolētu gāzes spiediena kritumu visā filtrā. Auduma filtram vajadzētu būt vairākiem nodalījumiem, kurus iespējams individuāli izolēt filtra maisa kļūmes gadījumā, kā arī vajadzētu būt pietiekamam minēto nodalījumu skaitam, lai uzturētu pienācīgu darbību, ja nodalījums iziet no ierindas. Katrā nodalījumā vajadzētu būt filtra maisa drošības detektoram, lai, ja nepieciešams, norādītu uz nepieciešamību veikt tehnisko apkopi. Ir pieejams austu un neaustu filtra maisu klāsts. Moderni sintētiski audumi spēj darboties diezgan augstā temperatūrā (līdz 280 °C). Auduma filtru darbību ietekmē dažādi parametri, piemēram, filtra elementa savietojamība ar dūmgāzu un putekļu īpašībām, piemērotas īpašības termiskai, fiziskai un ķīmiskai pretestībai (piemēram, hidrolīze, skābe, sārmi), kā arī oksidēšanās un procesa temperatūra. Izraugoties tehnisko paņēmienu, jāņem vērā dūmgāzu mitrums un temperatūra3.HibrīdfiltriHibrīdfiltri ir ESP un auduma filtru apvienojums vienā ierīcē. Pārsvarā tos rada, pārveidojot esošos ESP. Tas ļauj daļēji atkārtoti izmantot veco aprīkojumu8.1.2. NOX emisijas

Nr.

p. k.

Primārie pasākumi/

tehniskie paņēmieni

Apraksts

1.Liesmas dzesēšanaŪdens pievienošana kurināmajam vai tieši liesmā, izmantojot dažādas iesmidzināšanas metodes, piemēram, viena šķidruma (šķidrs) iesmidzināšana vai divu šķidrumu (šķidrs un saspiests gaiss vai cietas vielas) vai šķidru/cietu atkritumu ar augstu ūdens saturu izmantošana pazemina temperatūru un palielina hidroksilgrupas radikāļu koncentrāciju. Tas var pozitīvi ietekmēt NOX emisiju samazināšanu degšanas zonā2.Zema līmeņa NOX emisiju degļiZema NOX satura degļu (netieša dedzināšana) konstrukcijas atšķiras detaļās, bet kopumā kurināmais un gaiss tiek iesmidzināti krāsnī pa koncentriskām caurulēm. Primārā gaisa proporcija tiek samazināta līdz aptuveni 6–10 % no tā, kas nepieciešams stehiometriskai degšanai (parasti 10–15 % parastos degļos). Ārējā kanālā ar lielu inerci iesmidzina aksiālo gaisu. Ogles var izpūst caur centrālo cauruļvadu vai vidējo kanālu. Trešo kanālu izmanto virpuļgaisam, virpuli radot ar lāpstiņām, kas atrodas pie degšanas cauruļvada izejas vai aiz tā. Šādas degļa konstrukcijas kopējā ietekme ir radīt ļoti agru aizdegšanos, jo īpaši attiecībā uz gaistošajiem maisījumiem kurināmajā, nepietiekama skābekļa atmosfērā, un tam ir tendence samazināt NOX veidošanos. Ne vienmēr zema līmeņa NOX emisiju degļu piemērošanai seko NOX emisiju samazināšanās. Degļa uzstādīšanai jābūt optimizētai3.Vidēja līmeņa apdedzināšanaGarajās slapjā paņēmiena krāsnīs un garajās sausā paņēmiena krāsnīs samazināšanas zonas izveide, dedzinot gabalkurināmo, var samazināt NOX emisijas. Tā kā garajās krāsnīs parasti nesasniedz temperatūras zonu apmēram 900–1000 °C, ir iespējams uzstādīt vidēja līmeņa apdedzināšanas krāsns sistēmas, lai varētu izmantot no atkritumiem iegūtu kurināmo, kas netiek garām galvenajam deglim (piemēram, riepas). Kurināmā degšanas koeficientam var būt izšķiroša nozīme. Ja tas ir pārāk lēns, degšanas zonā var rasties retināti apstākļi, kas var būtiski ietekmēt produkta kvalitāti. Ja tas ir pārāk augsts, var pārkarst krāsns ķēde, izdedzinot ķēdes posmus. Temperatūras diapazons, kas nepārsniedz 1100 °C, izslēdz tādu kaitīgo atkritumu izmantošanu, kuros hlora saturs pārsniedz 1 %4.Mineralizētāju pievienošana izejvielu degtspējas uzlabošanai (mineralizēts klinkers)Mineralizētāju (piemēram, fluora) pievienošana izejvielām ir klinkera kvalitātes pielāgošanas tehniskais paņēmiens, kas ļauj samazināt kausēšanas zonas temperatūru. Samazinot/pazeminot degšanas temperatūru, mazinās arī NOX veidošanās5.Procesa optimizācijaNOX emisiju samazināšanai var piemērot procesu optimizāciju, piemēram, krāsns procesu un apdedzināšanas apstākļu netraucētas darbības nodrošināšanu un optimizāciju, krāsns darbības kontroles un/vai kurināmā padeves homogenizācijas optimizāciju. Tiek piemēroti vispārīgi primārie optimizācijas pasākumi/tehniskie paņēmieni, piemēram, procesa kontroles pasākumi/tehniskie paņēmieni, uzlaboti netiešās apdedzināšanas tehniskie paņēmieni, optimizēti dzesēšanas savienojumi un kurināmā izraudzīšanās, kā arī optimizēts skābekļa līmenis6.Pakāpeniska sadedzināšana (tradicionālais vai no atkritumiem iegūts kurināmais), arī apvienojumā ar priekškalcinētāju un optimāla kurināmā maisījuma izmantošanuPakāpenisku sadedzināšanu piemēro cementa krāsnīs ar īpaši konstruētu priekškalcinētāju. Klinkera dedzināšanas procesā pirmais sadegšanas posms norit rotācijas krāsnī optimālos apstākļos. Otrais sadegšanas posms ir deglis pie krāsns ieejas, kurš rada retināta gaisa atmosfēru, kas sadala daļu no slāpekļa oksīda, kurš rodas kausēšanas procesā. Augstā temperatūra šajā zonā ir īpaši labvēlīga reakcijām, kas NOX pārveido vienkāršā slāpeklī. Trešajā sadegšanas posmā kalcinēšanas kurināmo ievada kalcinētājā kopā ar terciāro gaisu, tādējādi tur radot retināta gaisa atmosfēru. Šāda sistēma samazina NOX ģenerēšanu no kurināmā, kā arī samazina no krāsns nākošo NOX. Ceturtajā un pēdējā sadegšanas posmā atlikušo terciāro gaisu ievada sistēmā kā virsgaisu atlieku sadegšanai7.SNCRSelektīvajā nekatalītiskajā samazināšanā (SNCR) ietilpst amonjakūdens (līdz 25 % NH3), amonjaka prekursoru savienojumu vai urīnvielas šķīduma iesmidzināšana deggāzē, lai reducētu NO uz N2. Reakcijai ir optimāls efekts temperatūras diapazonā no apmēram 830 līdz 1050 °C, un iesmidzinātajām vielām jānodrošina pietiekams aizturlaiks, lai tās varētu reaģēt ar NO8.SCRSCR ar NH3 un katalizatora palīdzību temperatūras diapazonā no apmēram 300 līdz 400 °C reducē NO un NO2 uz N2. Šis tehniskais paņēmiens tiek plaši pielietots NOX emisiju samazināšanai citās nozarēs (ogļu kurinātās spēkstacijās, atkritumu sadedzināšanas krāsnīs). Cementa rūpniecībā pārsvarā izmanto divas sistēmas: zema līmeņa putekļu konfigurāciju starp atputekļošanas iekārtu un krājumu un augsta līmeņa putekļu konfigurāciju starp priekšsildītāju un atputekļošanas iekārtu. Zema līmeņa dūmgāzu sistēmām nepieciešama dūmgāzu atkārtota sildīšana pēc atputekļošanas, kas var radīt papildu enerģijas un spiediena zudumus. Tehnisku un ekonomisku apsvērumu dēļ priekšroka tiek dota augsta līmeņa putekļu sistēmām. Šīm sistēmām nav vajadzīga atkārtota sildīšana, jo atkritumu gāzes temperatūra priekšsildītāja sistēmas izvadā parasti ir SCR darbībām nepieciešamajā temperatūras diapazonā8.1.3. SOX emisijas

Nr.

p. k.

Tehniskais paņēmiens

Apraksts

1.Absorbenta pievienošanaAbsorbentu vai nu pievieno izejvielām (piemēram, dzēstu kaļķu pievienošana) vai iesmidzina gāzes plūsmā (piemēram, dzēsti kaļķi (Ca(OH)2), nedzēsti kaļķi (CaO), aktīvie vieglie pelni ar augstu CaO saturu vai nātrija bikarbonāts (NaHCO3)). Dzēstus kaļķus var ielādēt rupjā smalcinātājā kopā ar izejvielu sastāvdaļām vai arī pievienot tieši krāsns atverē. Dzēsto kaļķu pievienošana sniedz priekšrocību – kalciju saturošā piedeva reaģē ar produktiem, kurus var tieši iekļaut klinkera dedzināšanas procesā. Absorbenta iesmidzināšanu gāzes plūsmā var piemērot sausā vai slapjā veidā (pussausā attīrīšana). Absorbentu iesmidzina dūmgāzes ceļā temperatūrā, kas ir tuvu ūdens rasas punktam, kā rezultātā rodas labvēlīgāki apstākļi SO2 uztveršanai. Cementa krāsns sistēmās minēto temperatūras diapazonu parasti sasniedz zonā starp rupjo smalcinātāju un putekļu kolektoru2.Slapjais skruberisSlapjais skruberis ir visbiežāk pielietotais tehniskais paņēmiens dūmgāzu atsērošanai ar oglēm kurinātās spēkstacijās. Cementa ražošanas procesos ir nostabilizējusies slapjā paņēmiena izmantošana SO2 emisiju samazināšanai. Slapjā tīrīšana balstās uz šādu ķīmisko reakciju:

SO2 + ½ O2 + 2 H2O + CaCO3 ←→ CaSO4 · 2 H2O + CO2

SOX absorbē šķidrums/suspensija, kuru izsmidzina smidzināšanas tornī. Parasti absorbents ir kalcija karbonāts. Slapjās attīrīšanas sistēma ir visefektīvākais šķīstošu skābo gāzu attīrīšanas paņēmiens un visu dūmgāzu atsērošanas (FGD) metode ar vismazākajiem papildu stehiometriskajiem faktoriem un zemāko cieto atkritumu ražošanas rādītāju. Tehniskajam paņēmienam vajadzīgs zināms daudzums ūdens un nepieciešams uzstādīt notekūdeņu attīrīšanas iekārtu

8.2. Tehnisko paņēmienu apraksts kaļķu rūpniecībā

8.2.1. Putekļu emisijas

Nr.

p. k.

Tehniskais paņēmiens

Apraksts

1.Elektrostatiskais filtrs (ESP)ESP ir vispārīgi aprakstīti šā pielikuma 8.1.1. punktā norādītajā tabulā. ESP ir piemēroti izmantošanai temperatūrā, kas pārsniedz rasas punktu un līdz 400 °C. Turklāt ESP iespējams izmantot tuvu vai zem rasas punkta. Lielapjoma plūsmu un salīdzinoši lielās putekļu slodzes dēļ ar ESP tiek aprīkotas galvenokārt rotācijas krāsnis bez priekšsildītājiem, bet aprīko arī krāsnis ar priekšsildītājiem. Apvienojumā ar rūdīšanas torni iespējams panākt lielisku sniegumu2.Auduma filtrsAuduma filtri ir vispārīgi aprakstīti šā pielikuma 8.1.1. punktā norādītajā tabulā. Auduma filtri ir labi piemēroti krāsnīm, malšanas un smalcināšanas ražošanas uzņēmumos gan nedzēstajiem kaļķiem, gan arī kaļķakmenim; dzēsto kaļķu ražošanas uzņēmumos; materiālu transportēšanā; uzglabāšanas un kraušanas iekārtās. Bieži tos ir lietderīgi izmantot apvienojumā ar ciklonu priekšfiltriem. Auduma filtru darbība ir atkarīga no tādiem dūmgāzu apstākļiem kā temperatūra, mitrums, putekļu slodze un ķīmiskais sastāvs. Ir pieejami dažādi auduma materiāli, kas ir izturīgi pret mehānisko, termisko un ķīmisko nodilumu un atbilst minētajiem nosacījumiem3.Slapjā putekļu atdalīšanaAr slapjo putekļu atdalīšanu putekļus likvidē no izplūdes gāzu plūsmas ciešā kontaktā ar attīrīšanas šķidrumu (parasti ūdeni), lai putekļu daļiņas paliktu šķidrumā un tās varētu aizskalot prom. Putekļu likvidēšanai ir pieejami dažādi slapjo skruberu veidi. Kaļķu krāsnīs parasti izmanto multikaskāžu/vairākposmu slapjos skruberus, dinamiskos slapjos skruberus un Venturi slapjos skruberus. Kaļķu krāsnīs biežāk izmantotie slapjie skruberi ir multikaskāžu/vairākposmu slapjie skruberi. Slapjos skruberus izvēlas tad, ja dūmgāzu temperatūras ir tuvu rasas punktam vai nesasniedz to. Tos izvēlas arī ierobežotas telpas gadījumos. Dažkārt slapjos skruberus izmanto gāzēm ar augstāku temperatūru (šādā gadījumā ūdens atdzesē gāzes un samazina to apjomu)4.Centrbēdzes atdalīšana/ciklonsCentrbēdzes atdalīšanā/ciklonā no izplūdes gāzēm atdalāmās daļiņas ar centrbēdzes spēku tiek izspiestas uz iekārtas ārsienas un tad likvidētas caur iekārtas apakšā esošo atveri. Centrbēdzes spēku var panākt, novadot gāzes plūsmu lejupejošā spirālveidā pa cilindra tvertni (cikloniskā atdalīšana) vai rotējot iekārtā uzstādīto lāpstiņratu (mehāniskā centrbēdzes atdalīšana). Tomēr tie ir piemēroti vienīgi priekšatdalīšanai, jo tiem i ierobežota kaļķu daļiņu atdalīšanas efektivitāte un tie atbrīvo ESP un auduma filtrus no lielas putekļu slodzes, kā arī samazina berzēšanās problēmas8.2.2. NOX emisijas

Nr.

p. k.

Tehniskais paņēmiens

Apraksts

1.Degļa konstrukcija (zema līmeņa NOX emisiju deglis)Zema līmeņa NOX emisiju degļi ir lietderīgi liesmas temperatūras samazināšanai un tādējādi samazina termisko un (zināmā mērā) no kurināmā iegūto NOX. NOX samazinājumu panāk, pievadot skalošanas gaisu liesmas temperatūras mazināšanai vai ar degļa pulsveida darbību. Zema līmeņa NOX emisiju degļi ir konstruēti, lai samazinātu primārā gaisa porciju, kā rezultātā veidojas mazāk NOX, bet parastie vairākkanālu degļi darbojas ar 10–18 % primārā gaisa porciju no kopējā sadegšanas gaisa. Lielāka primārā gaisa proporcija rada īsu un intensīvu liesmu, agrīni sajaucot karstu sekundāro gaisu ar kurināmo. Tā rezultātā rodas augsta liesmas temperatūra, kā arī rodas lieli NOX apjomi, no kā var izvairīties, izmantojot zema līmeņa NOX emisiju degļus2.Pakāpeniska gaisa padeveSamazināšanas zonu izveido, samazinot skābekļa padevi primārās reakcijas zonās. Augstā temperatūra šajā zonā ir īpaši labvēlīga reakcijām, kas NOX pārveido vienkāršā slāpeklī. Tālākās sadegšanas zonās palielina gaisa un skābekļa padevi, lai oksidētu radušās gāzes. Lai nodrošinātu zemu CO un NOX emisiju līmeņu uzturēšanu, ir nepieciešama efektīva gaisa/gāzes maisīšana dedzināšanas zonā3.SNCRDūmgāzu slāpekļa oksīdus (NO un NO2) likvidē ar selektīvu nekatalītisku samazināšanu un pārveido par slāpekli un ūdeni, iesmidzinot krāsnī reducētāju, kas reaģē ar slāpekļa oksīdiem. Parasti par reducētāju izmanto amonjaku un urīnvielu. Reakcija notiek 850–1020 °C temperatūrā ar optimālo diapazonu parasti 900–920 °C8.2.3. SOX emisijas

Nr.

p. k.

Tehniskais paņēmiens

Apraksts

1.Absorbenta pievienošanaŠajā tehniskajā paņēmienā, lai likvidētu SOX emisijas, absorbentu sausā formā pievieno tieši krāsnī (ievada vai iesmidzina) vai sausā vai slapjā formā (piemēram, dzēstos kaļķus vai nātrija bikarbonātu) pievieno dūmgāzēm. Kad absorbents ir iesmidzināts dūmgāzēs, lai panāktu efektīvu absorbciju, jāatvēl pietiekams uzturēšanās laiks starp iesmidzināšanas brīdi un putekļu savācēju (auduma filtru vai ESP). Rotācijas krāsnīs absorbcijas tehniskajā paņēmienā paredzēts:

1) izmantot smalki sadalītu kaļķakmeni: taisnajā rotācijas krāsnī, kurā padod dolomītu, var panākt būtisku SO2 emisiju samazināšanu ar padeves akmeņiem, kuros ir augsts smalki sadalīta kaļķakmens sastāvs vai arī kuri degšanas laikā viegli sadalās. Smalki sadalīta kaļķakmens kalcināti tiek ievadīti krāsns gāzēs un likvidē SO2 ceļā uz putekļu savācēju un putekļu savācējā;

2) iesmidzināt kaļķus degšanai pievadītajā gaisā: patentēts tehniskais paņēmiens (EP 0 734 755 A1), kurš rotācijas krāsnīs likvidē SO2 emisijas, iesmidzinot smalki sadalītus nedzēstos kaļķus vai dzēstos kaļķus gaisā, ko ievada krāsns dedzināšanas apvalkā

8.3. Tehnisko paņēmienu apraksts magnēzija rūpniecībā (sausais paņēmiens)

8.3.1. Putekļu emisijas

Nr.

p. k.

Tehniskais paņēmiens

Apraksts

1.Elektrostatiskie filtri (ESP)ESP ir vispārīgi aprakstīti šā pielikuma 8.1.1. punktā norādītajā tabulā2.Auduma filtriAuduma filtri ir vispārīgi aprakstīti šā pielikuma 8.1.1. punktā norādītajā tabulā. Auduma filtri aiztur lielu daudzumu putekļu, parasti vairāk nekā 98 % un līdz 99 % atkarībā no daļiņu izmēra. Šis ir visefektīvākais daļiņu savākšanas tehniskais paņēmiens salīdzinājumā ar citiem magnēzija rūpniecībā izmantotajiem putekļu samazināšanas pasākumiem/tehniskajiem paņēmieniem. Taču, ņemot vērā krāsns dūmgāzu augsto temperatūru, jāizmanto īpaši auduma filtri no augstu temperatūru izturīga filtra materiāla. DM rūpniecībā izmanto filtru materiālus, kas iztur līdz 250 °C temperatūru, piemēram, PTFE (teflons) filtra materiāls. Šis filtra materiāls uzrāda augstu izturību pret skābēm vai sārmiem un ir atrisinājis daudzas ar koroziju saistītas problēmas3.Cikloni (centrbēdzes atdalīšana)Cikloni ir vispārīgi aprakstīti šā pielikuma 8.2.1. punktā norādītajā tabulā. Tas ir izturīgs aprīkojums ar plašu darbības temperatūras diapazonu un zemām energoprasībām. No sistēmas atkarīgas ierobežotas atdalīšanas dēļ cikloni galvenokārt izmantojami kā sākotnējie atdalītāji putekļu rupjajām daļiņām un dūmgāzēm4.Slapjā putekļu atdalīšanaSlapjā putekļu atdalīšana (saukta arī par slapjo skruberi) ir vispārīgi aprakstīta šā pielikuma 8.2.1. punktā norādītajā tabulā. Slapjo putekļu atdalīšanu var iedalīt vairākos veidos atkarībā no konstrukcijas un darbības principiem, piemēram, Venturi tips. Šim slapjajam putekļu atdalīšanas veidam ir vairāki pielietojumi magnēzija rūpniecībā, tostarp tieša gāzes novadīšana pa šaurāko Venturi caurules daļu – kaklu, un iespējams sasniegt gāzu plūsmas ātrumu 60–120 m/s. Mazgāšanas šķidrumus, ko ievada Venturi caurules kaklā, difuzē ļoti smalku pilienu miglā un intensīvi sajauc ar gāzi. Uz ūdens pilieniem nonākušās daļiņas kļūst smagākas, un tās var atdalīt ar pilienu atdalītāju, kas ierīkots Venturi slapjās atdalīšanas iekārtā8.3.2. SOX emisijas

Nr.

p. k.

Tehniskais paņēmiens

Apraksts

1.Absorbenta pievienošanaŠajā tehniskajā paņēmienā, lai likvidētu SOX emisijas, absorbentu sausā formā vai slapjā formā (pussausā attīrīšana) pievieno dūmgāzēm. Lai panāktu efektīvu absorbciju, ir svarīgi atvēlēt pietiekamu uzturēšanās laiku starp iesmidzināšanas brīdi un putekļu savācēju. Magnēzija rūpniecībā par efektīviem SO2 absorbentiem var izmantot reaktīvas MgO tīrības pakāpes. Neraugoties uz zemāku efektivitāti salīdzinājumā ar citiem absorbentiem, reaktīvu MgO tīrības pakāpju izmantošanai ir divkāršas priekšrocības – tas samazina ieguldījumu izmaksas un arī filtra putekļus nepiesārņo citas vielas, un tos var izmantot izejvielu vietā magnēzija ražošanā vai izmantot kā mēslojumu (magnija sulfāts), mazinot atkritumu radīšanu2.Slapjais skruberisŠajā tehniskajā paņēmienā SOX absorbē šķidrums/suspensija, kuru izsmidzina pret dūmgāzu plūsmu smidzināšanas tornī. Tehniskajam paņēmienam vajadzīgs ūdens daudzums, kas atbilst 5–12 m3 uz tonnu produkta, un nepieciešams uzstādīt notekūdeņu attīrīšanas iekārtu

Vides aizsardzības un reģionālās attīstības ministrs Romāns Naudiņš