بازیافت زباله ها، انرژی جدید برای تولید سیمان ...

امروزه در دنیا تأمین انرژی در کنار تأمین مواد اولیه، مهمترین عامل در تولید سیمان محسوب می شود زیرا تولید سیمان در کنار تولید سایر محصولات صنعتی از جمله فولاد، آهن، شیشه، صنایع غذایی و روغن نباتی بیشترین مصرف کنندگان انرژی هستند.
۲ سال قبل سیمان در دنیا تا میزان ۲ هزار و ۲۷ میلیون تن تولید شد.
کشورهای چین، هند، آمریکا و ژاپن به ترتیب بیشترین میزان سیمان را در دنیا تولید کردند کشور مذکور همراه با اعضای اتحادیه اروپا ۸۰ درصد سیمان تولیدی دنیا را در اختیار دارند و کشور چین به تنهایی ۵۲ درصد تولید سیمان جهان را در سال ۲۰۰۵ در اختیار داشت و هزار و ۶۴ میلیون تن سیمان ۲ سال قبل تولید کرد.
این کشور همچنین برای تولید این محصول معدنی تا سال ۲۰۱۰ نیز برنامه ای دقیق دارد. قرار است چین در افق ۲۰۱۰ سالانه هزار و ۳۰۰ میلیون تن سیمان تولید کند.

● ضرورت سوخت جایگزین در تولید سیمان
چین که بیش از نیمی از سیمان دنیا را تولید می کند، در مصرف ذغالسنگ بی همتا است. براساس اطلاعات موجود کشور چین در سال ۲۰۰۵ برای تولید سیمان ۲ هزار و ۲۰۰ میلیون تن ذغالسنگ مصرف کرده است. همچنین متوسط مصرف انرژی حرارتی نیز در صنعت سیمان چین در سال مذکور، برابر با ۹۰۰ کیلو کالری در ازای فرآوری هر کیلوگرم کلینگر بوده است. اگرچه کارشناسان چینی دلیل بالا بودن میزان مصرف انرژی حرارتی را فعالیت کوره های سنتی و قدیمی در چین می دانند اما چینی ها با توجه به افق چشم انداز ۲۰۱۰ میلادی به جایگزینی سوخت های دیگر با سوخت فسیلی اقدام کرده اند. براین اساس، چینی ها طرح هایی را اجرا می کنند که بتوانند به وسیله بازیافت انرژی گازهای خروجی از سیستم پخت بسیاری از کارخانجات، انرژی الکتریکی تولید کنند. در صورتی که چینی ها موفق شوند این سیستم را در کارخانجات تولیدی سیمان اجرا کنند ۳۰ تا ۳۵ درصد از انرژی مورد نیاز برای تولید این کالای معدنی در آن کشور تأمین می شود. از سوی دیگر چینی ها برای جایگزینی سوخت در تولید سیمان به مصرف ضایعات و پسماندهای صنعتی و شهری روی آورده و نگاه ویژه ای به بازیافت ضایعات و تولید انرژی از آنها دارند به طوری که به خاطر صنعت سیمان، مدت یک سال یعنی از سال ۲۰۰۴ تا ۲۰۰۵ بیش از ۲۵ میلیون تن ضایعات صنعتی و شهری را امحا کرده است. چینی ها مصرف ضایعات، نوسازی صنعت و اجرای طر ح های بهینه سازی مصرف سوخت را برای افزایش کیفی و کمی تولید سیمان الگوی خود قرار داده اند.

● هند دومین بهینه ساز مصرف انرژی در تولید سیمان
کشور هند پس از چین دومین تولیدکننده سیمان در دنیا محسوب می شود. هندی ها در سال ۲۰۰۳ برابر با ۱۱۰ میلیون تن سیمان تولید کردند که برای این میزان تولید، ۱۶ میلیون تن ذغالسنگ و ۱۱ میلیون کیلووات ساعت برق مصرف کرده اند. از سوی دیگر و براساس آمارهای موجود میانگین مصرف انرژی حرارتی برای تولید سیمان در کشور هند ۸۰۰ کیلوکالری و انرژی الکتریکی نیز یک صد کیلووات ساعت است. اگرچه متوسط مصرف انرژی حرارتی درفرآیندهای خشک تولید سیمان ۷۳۰ کیلوکالری اعلام شده است اما هندی ها با استفاده از فرآیندهای خشک مجهز به پیش گرم کن ۶ مرحله ای میزان مصرف انرژی حرارتی را تا ۶۷۰ کیلوکالری کاهش دادند آنها همچنین توانستند با استفاده از این روش، میزان مصرف انرژی کیلوواتی را نیز تا ۷۰ کیلووات ساعت کاهش دهند.

● آمریکا و جایگزینی زباله با انرژی فسیلی
به کشورهای عضو پیمان تجارت آزاد آمریکای شمالی که شامل آمریکا، کانادا و مکزیک می شوند "نفتا" می گویند. آمریکا که یکی از اصلی ترین اعضای گروه نفتا محسوب می شود ۹۹ میلیون تن سیمان در سال ۲۰۰۵ تولید کرد و هنوز سومین تولیدکننده سیمان جهان است. آمریکا یی ها انرژی مورد نیاز برای تولید سیمان را از منابعی مانند ذغالسنگ، کک نفتی و زباله تأمین می کنند اما در ۲ سال اخیر آمریکایی ها برای کاهش میزان مصرف انرژی های فسیلی در تولید ذغالسنگ به استخراج انرژی از زباله ها روی آورده اند. در حال حاضر متوسط مصرف انرژی الکتریکی در صنعت سیمان آمریکا بیشتر از ۱۴۰ کیلووات ساعت است که طرح های بهینه سازی برای کاهش این میزان به سرعت در آن کشور اجرا می شود. آمریکایی ها به سرعت در حال حذف سیستم های قدیمی تولید سیمان هستند اگر چه هنوز این سیستم ها فعال هستند اما مصرف مازوت در صنعت سیمان آمریکا، به کمتر از ۱۲۴ میلیون لیتر و مصرف گاز نیز در آن صنعت به هزار میلیون متر مکعب رسیده است. در سال ۱۹۷۰ مصرف مازوت و گاز در صنعت سیمان این کشور به ترتیب هزار و ۵۴۹ میلیون لیتر و ۵ هزار و ۹۹۸ میلیون لیتر مکعب گاز بود.

● ژاپن، پیشتاز در بازیافت انرژی برق
ژاپنی ها ۳درصد از سیمان دنیا را تولید می کنند. آنها در سال ۲۰۰۵، ۶۶ میلیون تن سیمان تولید کردند و چهارمین تولیدکننده این کالای معدنی محسوب شدند. کشور ژاپن در بازیافت انرژی الکتریکی که به وسیله حرارت حاصل از گازهای خروجی سیستم پخت از کوره ها به دست می آید، پیشتاز هستند اما با این اوصاف ۲۰ تا ۴۰ درصد از قیمت تمام شده سیمان در ژاپن را هزینه انرژی تشکیل می دهد. ژاپنی ها نیز مانند چینی ها توانسته اند به وسیله بازیافت انرژی حرارتی ۳۰درصد از انرژی مورد نیاز کارخانجات سیمان را فراهم کنند. صنعتگران این کشور برای بهینه سازی مصرف سوخت در تولید سیمان، زباله ها را در کوره ها می سوزانند و با استفاده از بازیافت انرژی الکتریکی از گازهای خروجی پیش گرمکن، سیمان های آمیخته تولید می کنند. میزان مصرف انرژی الکتریکی ژاپن در سال ۲۰۰۵ در تولید سیمان، با استفاده از روش های مذکور کمتر از ۹۳کیلووات ساعت و میزان مصرف انرژی حرارتی به کمتر از ۲ هزار و ۴۸۰ کیلوکالری رسیده است.

● اتحادیه سیمان اروپا و دریافت ۶‎/۱ میلیون تن انرژی از زباله
کشورهای عضو سمبورو (cemboreau) یا همان اتحادیه سیمان اروپا که شامل ۲۴ کشور و ۲ عضو وابسته هستند. در سال ۲۰۰۵ میلادی ۲۸۹ میلیون تن سیمان در جهان تولید کردند. اصلی ترین منبع تأمین انرژی کارخانجات تولیدکننده سیمان در اروپا و ذغالسنگ و زباله است و ۴۰ درصد از قیمت تمام شده این محصول در اروپا مربوط به هزینه های انرژی است. متوسط مصرف انرژی حرارتی در سال ۱۹۹۸ در اروپا برابر با ۹۳۵ کیلوکالری بوده است اما این میزان در سال ۲۰۰۲ تا ۸۵۰ کیلوکالری کاهش یافت. از سوی دیگر میزان مصرف انرژی الکتریکی مصرفی نیز بین ۹۰ تا ۱۰۵ کیلووات ساعت است. کشورهای عضو اتحادیه سیمان اروپا در سال ۲۰۰۴ برای تأمین انرژی مصرفی در تولید سیمان ۶ میلیون و یک صد هزار تن زباله را سوزانده اند در حال حاضر نیز به طور متوسط ۱۷ درصد از انرژی حرارتی مورد نیاز اروپا به وسیله سوزاندن زباله ها تأمین می شود که این سهم برای برخی از کارخانه ها بیشتر از ۸۰ درصد است.

● ایران و جایگزینی سوخت برای تولید سیمان
افزایش تعداد طرح های عمرانی و تکمیل طرح های نیمه تمام عمرانی توسعه زیرساخت ها، ایجاد اشتغال، ساخت سدهای جدید و تکمیل سدهای نیمه تمام، نیاز کشور به مسکن و سایر موارد، از جمله مواردی است که نشانگر ضرورت افزایش تولید و نیاز صنایع و بخش های مختلف کشور به سیمان است. موارد فوق از یک سو و حضور در بازارهای جهانی به وسیله صادرات سیمان از سوی دیگر در کنار بررسی برنامه غول های تولیدکننده سیمان در دنیا ضرورت اتخاذ تصمیمات به روز و راهگشا را برای افزایش تولید سیمان در کشور نشان می دهد اما انرژی ماده گرانی در تولید این کالای معدنی محسوب می شود. تجربه کشورهای پیشرو در تولید سیمان و اتخاذ راه های جدید برای صرفه جویی در مصرف انرژی کارخانجات تولیدی این کالا، مصداقی بر این مدعاست. براساس آمارهای موجود که چندی قبل نیز در "همایش مصرف انرژی در سیمان" عنوان شد، در سال ۸۴ میزان مصرف انرژی حرارتی در تولید سیمان از ۷۲۵ تا بیشتر از هزار و ۴۵۰ کیلووات ساعت در فرآیندهای مختلف متغیر بوده است. از سوی دیگر مصرف گاز در صنعت سیمان نیز که در سال های قبل ۳۵ درصد بود در سال ۸۴ به بیشتر از ۶۵ درصد افزایش یافت. کارخانجات تولیدکننده سیمان هنوز برای حذف سوخت مازوت در تولید این کالا برنامه دارند. در این میان فعالان صنعت سیمان نیز با توجه به لزوم اهمیت انرژی در تولید این کالا، میزان مصرف انرژی حرارتی در کارخانجات را تقریباً به ۸۵۰ کیلوکالری رساندند و میزان مصرف انرژی الکتریکی را کمتر از ۱۱۰ کیلووات ساعت کاهش دادند. با توجه به برنامه وزارت صنایع و معادن برای افزایش ظرفیت تولید و با در نظر گرفتن توانمندی فعالان صنعت سیمان، استفاده از سوخت های جایگزین در صنعت سیمان و به کارگیری سوخت های ضایعاتی، استفاده از تایرهای مستعمل به عنوان سوخت جایگزین باید مدنظر سیاستگذاران کلان این صنعت قرار گیرد و واحدهای تولیدی برای رقابت با بازار جهانی و عقب نماندن از برنامه های توسعه ای به اصلاح مصرف انرژی اقدام کنند. در حال حاضر ۴۶ کارخانه سیمان در کشور فعالیت می کنند که قرار است تا پایان سال جاری ۳۵ میلیون تن سیمان تولید و تا ۵ سال آینده نیز میزان تولید این کالا دوبرابر شود. ظرفیت اسمی این تعداد کارخانه سیمان ۴۲ میلیون تن است. میزان مصرف سوخت کوره های قدیمی ۲ هزار کیلوکالری است و کوره های جدید نیز ۷۲۰ کیلوکالری انرژی مصرف می کنند. به گفته ابوالحسن پورخلیل دبیر انجمن کارفرمایان صنعت سیمان، اعتباری بالغ بر ۸۵۰ میلیارد تومان برای بهینه سازی مصرف سوخت و رعایت مسائل زیست محیطی، تخصیص داده شده است که از این میزان، ۶۰۰ میلیارد تومان برای رفع مشکلات زیست محیطی و اصلاح ساختار مصرف انرژی در کارخانجات تولید سیمان، هزینه شده است. در حال حاضر سیمان در کارخانه های خاش، خزر و شمال دماوند برای بهینه سازی مصرف سوخت تا ۵ ماه تولید نمی شود.

● قابلیت ذخیره انرژی الکتریکی در صنعت سیمان
در حالی که میزان مصرف انرژی الکتریکی و حرارتی برای تولید هر کیلوگرم کلینگر، ۸۰ کیلووات ساعت و ۷۰۶ کیلوکالری در دنیا است این میزان در سال ۷۹ در ایران به ترتیب برابر با ۱۱۵۰ کیلووات ساعت و ۸۰۰ کیلوکالری برای تولید هر کیلوگرم کلینگر بوده است.کارشناسان این صنعت معتقدند که صنعت سیمان قابلیت دارد تا حدود ۴‎/۳۰ درصد مصرف انرژی الکتریکی و ۸‎/۱۱ درصد مصرف انرژی اجرای روش های مدیریت مصرف انرژی و افزایش کارآیی این صنعت امکانپذیر است.
منبع: سایت باشگاه مهندسین ایران