"ГОСТ Р 54194-2010. Национальный стандарт Российской Федерации. Ресурсосбережение. Производство цемента. Наилучшие доступные технологии повышения энергоэффективности"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 23.12.2010 N 974-ст)

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения".

1. Разработан Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ" (ФГУП "ВНИЦСМВ") и Автономной некоммерческой организацией "Московский экологический регистр" (АНО "МЭР").

2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 349 "Обращение с отходами".

3. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 декабря 2010 г. N 974-ст.

4. Настоящий стандарт разработан с учетом основных положений Справочника ЕС по наилучшим доступным технологиям "Европейская комиссия. Комплексное предупреждение и контроль загрязнений. Производство цемента, извести и оксида магния. Май 2009 г." ("European Commission. Integrated Pollution Prevention and Control. Reference Document on Best Available Techniques in the Cement, Lime and Magnesium Oxide Manufacturing Industries. May 2009").

5. Введен впервые.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет.

В Российской Федерации проводится активная работа по совершенствованию законодательной и нормативно-методической базы, направленной в том числе на стимулирование применения наилучших доступных технологий (НДТ) повышения энергоэффективности производства цемента, адаптированных к российским условиям.

За рубежом внедрение НДТ эффективно осуществляется во всех отраслях промышленности с момента вступления в силу Директивы Европейского парламента и Совета ЕС 96/61/ЕС от 24 сентября 1996 г. "О комплексном предупреждении и контроле загрязнений" (Council Directive 96/61/EC of 24 September 1996 concerning integrated pollution prevention and control) [1] и Директивы Европейского парламента и Совета ЕС 2008/1/ЕС от 15 января 2008 г. "О комплексном предупреждении и контроле загрязнений" (Directive 2008/1/EC of the European Parliament and of the Council of 15 January 2008 concerning integrated pollution prevention and control) [2]. Принятая в 2010 г. Директива 2010/75/ЕС о промышленных выбросах, отменяющая Директиву 96/61/ЕС [1] с 1 января 2016 г., сохранила положение о необходимости применения НДТ.

НДТ повышения энергоэффективности производства цемента приведены в Справочнике ЕС по наилучшим доступным технологиям "Европейская комиссия. Комплексное предупреждение и контроль загрязнений. Производство цемента, извести и оксида магния. Май 2009 г." ("European Commission. Integrated Pollution Prevention and Control. Reference Document on Best Available Techniques in the Cement, Lime and Magnesium Oxide Manufacturing Industries. May 2009") [3]. Их используют при проектировании новых предприятий по производству цемента и реконструкции (модернизации) действующих, оценке воздействия на окружающую среду и проведении государственной экспертизы. Справочники ЕС не являются обязательными к применению, так как они не устанавливают предельные значения выбросов/сбросов ни для определенного промышленного сектора, ни для различных уровней применения НДТ: национального, регионального, а также для отдельных предприятий. Комплекс справочных документов ЕС по НДТ включает "вертикальный" сектор специальных справочников ЕС, адресованных одной и более отраслям промышленности, перечисленным в приложениях 1 к директивам [1, 2], и "горизонтальный" сектор предметных справочников ЕС, имеющих сквозной характер и адресованных всем отраслям промышленности.

Стандарт разработан для адаптации отраслевых европейских справочников по НДТ в Российской Федерации.

В настоящем стандарте приведены практические рекомендации по применению НДТ повышения энергоэффективности производства цемента.

1.1. Настоящий стандарт содержит практические рекомендации по применению и возможности использования адаптированных к российским условиям наилучших доступных технологий (НДТ) повышения энергоэффективности производства цемента, приведенных в Справочнике ЕС по НДТ [3]. В настоящем стандарте приведены основные характеристики адаптированных к российским реалиям НДТ повышения энергоэффективности производства цемента.

1.2. Настоящий стандарт распространяется на проектирование новых предприятий по производству цемента, реконструкцию (модернизацию) действующих, проведение процедуры оценки воздействия на окружающую среду и государственной экспертизы соответствующей документации.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р ИСО 9001-2009. Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь

ГОСТ Р ИСО 14050-2009. Менеджмент окружающей среды. Словарь

ГОСТ Р 51387-99. Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения

ГОСТ Р 51750-2001. Энергосбережение. Методика определения энергоемкости при производстве продукции и оказании услуг в технологических энергетических системах. Общие положения

ГОСТ Р 52104-2003. Ресурсосбережение. Термины и определения

ГОСТ 30515-97. Цементы. Общие технические условия.

Примечание. При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

В настоящем стандарте использованы термины по ГОСТ Р ИСО 9001, ГОСТ Р ИСО 14050, ГОСТ Р 51387, ГОСТ Р 51750, ГОСТ Р 52104, ГОСТ 30515, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.3. Технологический показатель: показатель, характеризующий технологию с точки зрения ее соответствия НДТ. Технологические нормативы воздействия на окружающую среду для НДТ определены и установлены в государственном реестре НДТ.

Производство цемента включает два этапа: получение клинкера и доведение клинкера до порошкообразного состояния с добавлением к нему гипса или других добавок.

Основной химический процесс производства цемента начинается с разложения карбоната кальция при температурах свыше 900 °C с образованием оксида кальция (CaO, или негашеной извести) и выделением газообразного диоксида углерода (кальцинированием).

За ним следует процесс клинкерообразования, в котором оксид кальция реагирует при высокой температуре (обычно 1400 °C - 1500 °C) с кремнеземом, глиноземом и оксидом железа, формируя силикаты, алюминаты и ферриты кальция, которые образуют клинкер.

Клинкер измельчается или мелется совместно с гипсом и другими добавками для получения цемента.

Существует четыре основных способа производства цемента - сухой, полусухой, полумокрый и мокрый способы:

- при сухом способе сырьевые материалы измельчают и сушат в сырьевой мельнице в виде подвижного порошка. Сухую сырьевую шихту используют для питания печи с циклонным теплообменником или кальцинатором или (реже) длинной сухой печи;

- при полусухом способе сухая сырьевая шихта гранулируется с водой и подается перед печью в колосниковый подогреватель или в длинную печь, оборудованную ячейковыми теплообменниками;

- при полумокром способе шлам предварительно обезвоживают фильтрацией. Образующийся на фильтре кек гранулируется методом экструзии и подается либо в колосниковый подогреватель, либо непосредственно в сушилку сырьевого кека для получения сырьевой шихты;

- при мокром способе сырьевые материалы (часто с высокой влажностью) измельчают в присутствии воды с образованием сырьевого шлама. Шлам подается либо непосредственно во вращающуюся печь, либо предварительно в сушилку шлама.

Выбор способа производства в значительной степени зависит от состояния сырьевых материалов (сухие или влажные).

Все способы производства включают следующие общие процессы:

- хранение и подготовка сырьевых материалов;

- хранение и подготовка топлива;

- использование отходов в качестве сырьевых материалов и (или) топлива, определение их качества, контроль и подготовка;

- хранение и подготовка продукта;

- упаковка и отгрузка.

6.1. При внедрении НДТ в производство цемента необходимо обеспечить:

- комплексный подход к предотвращению и/или минимизации техногенного воздействия, базирующийся на сопоставлении эффективности мероприятий по охране окружающей среды с затратами, которые должен при этом нести хозяйствующий субъект для предотвращения и/или минимизации оказываемого при производстве цемента техногенного воздействия в обычных условиях хозяйствования;

- комплексную защиту окружающей среды, с тем чтобы решение одной проблемы не создавало другую и не нарушало установленные нормативы качества окружающей среды на конкретных территориях.

6.2. НДТ повышения энергоэффективности производства цемента следует выбирать из государственного реестра НДТ с учетом следующих сведений о конкретной НДТ:

- наименование НДТ;

- технологические нормативы, которые могут быть обеспечены при применении НДТ в расчете на единицу производимой энергии, или предельно допустимые выбросы;

- потребление ресурсов на единицу производимой энергии с учетом объемов производимой энергии;

- особенности применения НДТ в различных климатических и географических условиях и иных условиях;

- сроки практического внедрения НДТ;

- организация производственного экологического контроля (мониторинга).

6.3. Документированная информация о негативном воздействии производства цемента на окружающую среду должна включать:

- сведения об объемах негативного воздействия на окружающую среду (включая показатели масс выбросов/сбросов веществ на окружающую среду по соответствующему регулируемому перечню веществ, масс образования, хранения и захоронения отходов производства и потребления, показатели доли использования и обезвреживания образуемых отходов);

- сведения о качественном составе годовых масс (объемов) негативного воздействия на окружающую среду при производстве извести;

- сведения о соответствии нормативам допустимого воздействия на окружающую среду (материалы обоснования установления объемов выбросов/сбросов, размещения отходов);

- сведения о программах производственного экологического контроля;

- сведения о подтверждении соответствия НДТ.

Объемы выбросов/сбросов загрязняющих веществ, размещения (хранения) отходов производства определяют юридические лица самостоятельно, отдельно по каждому объекту, оказывающему негативное воздействие на окружающую среду.

Производство цемента - энергоемкое производство, зависящее от используемого способа производства. При производстве цемента используют два типа энергии: топливо и электрическую энергию. Энергоэффективность (тепловая и электрическая) - показатель, отражающий как экономические, так и технологические характеристики производства.

Количество потребляемой тепловой энергии (топлива) для получения клинкера определяется количеством энергии, необходимым для реакций минералообразования клинкера в процессе обжига (1700 - 1800 МДж/т клинкера), и количеством тепловой энергии, необходимым для сушки и подогрева сырьевых материалов, которая зависит от влажности. Удельный расход тепла на обжиг клинкера по сухому способу с многоступенчатыми циклонными теплообменниками и декарбонизаторами превышает 3000 кДж/т и может быть больше 3800 кДж/т клинкера (среднегодовая величина). Изменчивость этих показателей обусловлена пуском-остановом агрегатов и различиями в свойствах сырьевых материалов.

Один из факторов, увеличивающих теплопотребление, - подготовка топлива, требующего сушки в отдельных от печи установках. При замене сухого топлива топливом с высокой влажностью потребление тепловой энергии на 1 т клинкера увеличивается, что может быть компенсировано экономией энергии на транспортирование.

При сушке топлива эффективность процесса изменяется в зависимости от вида топлива: при использовании тепла отходящих газов эффективность сушки может быть выше, при сушке топлива внутри печи расход тепла может увеличиться.

Применительно к расходу электрической энергии наиболее энергоемкие процессы - помол цемента и сырья, работа вытяжных вентиляторов и дымососов, которые вместе потребляют более 80% электрической энергии. Стоимость энергии составляет 40% общей стоимости затрат на производство 1 т цемента. Электрическая энергия достигает 20% общей потребности в энергии. Величина потребляемой электрической энергии колеблется от 90 до 150 кВт x ч/т цемента.

Расход электроэнергии обусловлен природой измельчаемого материала и особенностями процесса его измельчения. Минимизация энергопотребления может быть достигнута заменой старых сырьевых мельниц на новые. Возможность такой замены зависит от применения соответствующей технологии измельчения с учетом экономических аспектов.

В таблице 1 приведены подходы, отнесенные к НДТ повышения энергоэффективности производства цемента.

Детальное описание НДТ, разработанных и апробированных в государствах - членах ЕС, приведено в Справочнике ЕС "Европейская комиссия. Комплексное предупреждение и контроль загрязнений. Производство цемента, извести и оксида магния. Май 2009 г." [3].

При применении в Российской Федерации информацию Справочника ЕС по НДТ [3] следует тщательно анализировать и использовать с учетом местных экономических и экологических условий и требований действующего законодательства Российской Федерации.

[1] Директива 96/61/ЕС от 24 сентября 1996 г. Директива Европейского парламента и Совета ЕС "О комплексном предупреждении и контроле загрязнений" (Council Directive 96/61/EC of 24 September 1996 concerning integrated pollution prevention and control)

[2] Директива ЕС 2008/1/ЕС от 15 января 2008 г. Директива Европейского парламента и Совета "О комплексном предупреждении и контроле загрязнений" (Directive 2008/1/EC of the European Parliament and of the Council of 15 January 2008 concerning integrated pollution prevention and control)

[3] Справочник ЕС по наилучшим доступным технологиям "Европейская комиссия. Комплексное предупреждение и контроль загрязнений. Производство цемента, извести и оксида магния. Май 2009 г." ("European Commission. Integrated Pollution Prevention and Control. Reference Document on Best Available Techniques in the Cement, Lime and Magnesium Oxide Manufacturing Industries. May 2009").