Цемент технология производство: Современные технологии производства цемента

Содержание

Технология производства цемента

На сегодняшний день цемент является одним из важных компонентом в строительной промышленности. Технология производства цемента заключается в добыче сырья, дроблении и сортировке, а также в обжиге в шахтных печах. Шахтные печи бывают:

  • пересыпными — послойное перемешивание короткопламенного топлива с сырьем;
  • печи с выносными топками для твердого длиннопламенного топлива;
  • печи, работающие на газовом топливе.

Технология производства цемента


Для обращения сырья в вяжущее вещество, необходимо его измельчить до такой степени, чтобы удельная поверхность помола составляла — 2000-3000 см2/г.

Технология производства цемента способом дробления плотного сырья включает в себя несколько способов:

  • путем использования щековых дробилок — для крупного и в некоторой степени среднего дробления твердых материалов
  • путем использования валковых дробилок — для среднего и мелкого дробления: мела, глин, угля, известняка, мергелей, клинкера и т.
    д.

Основным процессом в технологии производства цемента является обжиг продукта. Во время этого действия в сырье протекают сложные минералогические и физико-химические обращения, в результате чего обожженный продукт в измельченном состоянии приобретает способность взаимодействовать с водой и благодаря этому он быстро схватывается, твердеет и превращается в камень.

Для сохранения химической активности полученного продукта цемент хранят в закрытых от атмосферного воздуха складах — силосах. Выгрузку вяжущих веществ из силосов и их транспортирование к упаковочным машинам наиболее удобно производить с применением аэрожелобов и пневматических винтовых насосов.

Готовый продукт упаковывают в бумажные мешки, его транспортируют в цистернах железнодорожных и автотранспортных вагонах, а также в крытых товарных вагонах — хоппрах.

Технология производства цемента сухим и мокрым способами, схема процесса

Производство цемента — одно из перспективных направлений бизнеса. При благоприятных условиях оборудование быстро окупится и обеспечит стабильно высокую чистую прибыль. Особенно выгодно открывать завод поблизости от карьера, где можно добывать глину и известняк.

Оглавление:

  1. Состав порошка
  2. Технология изготовления по шагам
  3. Бесклинкерная методика
  4. Список оборудования

Сырье для создания цемента

Используют смесь из двух типов компонентов:

  • Карбонатные породы. К ним относятся: мел, известняк-ракушечник (не имеющий вкраплений кремния), доломитовые породы, мергелистый известняк, известковый туф.
  • Глинистые породы. Глина, суглинки с высокой концентрацией песка, лесс, лессовидные суглинки, глинистые сланцы.

Выбор сырья зависит от местонахождения завода и доступности тех или иных пород. Разработку месторождений производят открытым методом с поверхности. Мягкие породы добывают экскаватором, мел и глину иногда гидромеханическим способом — путем вымывания под давлением струи воды.

На заводе рекомендуется иметь запас сырья для поддержания непрерывного процесса в случае временного прекращения поступления материалов.

Стандартное соотношение компонентов: на 3 части известняка 1 часть глины. Для регулирования срока схватывания на последнем этапе в состав вводят гипс (до 6 %). Дополняют смесь железистыми добавками, флюоритом, фосфогипсом, кремнефтористым натрием, гранулированными доменными шлаками, золой уноса или угля, осадочными или вулканическим и горными породами.

Описание технологии производства

Основные этапы изготовления:

  • Измельчение и смешивание глины и известняка.
  • Получение шлама — суспензии или порошка для обжига.
  • Обжиг шлама, получение клинкера — гранулированной массы.
  • Помол охлажденного клинкера с добавлением гипса и других дополнительных компонентов.

Для частного строительства теоретически можно использовать цемент собственного производства, но получить качественный продукт в домашних условиях невозможно.

1. Измельчение сырьевых материалов.

Получение предельно однородного клинкера — необходимое условие изготовления качественного портландцемента. Этой цели можно добиться лишь при максимально тонком измельчении сырья. Чем меньше размер частиц и больше их общая поверхность, тем полнее происходит реакция между компонентами смеси. Куски могут иметь изначальный размер до десятков сантиметров, поэтому дробление производят по сложной схеме в несколько этапов, добиваясь высокой степени измельчения.

2. Способы получения шлама.

2.1. Мокрый.

Твердые сырьевые компоненты в два-три этапа измельчают в дробилке до размера частиц не более 10 мм. Мягкие глину или мел сначала дробят до размера 100 мм, затем распускают в воде. Сырье подают в емкость небольшими порциями вместе с жидкостью. По этой схеме получается шлам — суспензия с влажностью до 40 %. Его перекачивают в емкость для помола с известняком. Отрегулировать химический состав в процессе измельчения невозможно, поэтому его корректируют в специальных бассейнах.

Шлам сначала поступает в первый — вертикальный, где берутся пробы. Во второй — тоже вертикальный, заливают шлам с составом, подобранным таким образом, чтобы от корректировать основной. Из этих бассейнов составы поступают в третий — горизонтальный, где происходит механическое перемешивание.

Преимущества мокрой технологии:

  • меньше затраты на измельчение сырья;
  • значительно меньше пылеобразование;
  • проще и экологически безопаснее транспортировка и корректирование шлама;
  • возможность использования химически неоднородного сырья.

Недостатки:

  • больше затраты энергии на обжиг шлама из-за высокой его влажности, часть печи работает как сушильный аппарат;
  • низкая производительность оборудования, сравнительно высокая себестоимость готового продукта.

2.2. Сухой способ.

Принципиальное отличие этой схемы от мокрой технологии заключается в том, что шлам поступает на обжиг уже в сухом виде. После раздельного измельчения известняк и глина попадают в разные сушильные барабаны (смешивают уже высушенные компоненты). Затем смесь подают в мельницу, после нее отправляют на гомогенизацию (тщательное перемешивание для достижения полной однородности). Все последующие операции проводят так же, как и при мокром методе.

Преимущества:

  • намного ниже затраты энергии на обжиг;
  • высокая производительность печей;
  • меньше выброс печных газов;
  • нет необходимости в наличии источников технологической воды.

Недостатки:

  • намного больше пылеобразование;
  • сложнее конструкция печей;
  • выше требования со стороны оборудования к химической однородности сырья;
  • повышенная трудоемкость помола компонентов шлама.

2.3. Комбинированный способ.

Для компенсации недостатков сухого и мокрого применяют такой метод. Существуют две схемы:

  • В сухую смесь известняка и глины для гранулирования добавляют до 14 % воды.
  • Шлам, полученный по мокрой технологии, до поступления в печь высушивают фильтрами до влажности не выше 18 %.

3. Получение и помол клинкера.

Для обжига шлама используют специальные вращающиеся печи, их устанавливают под наклоном. Жидкий или сухой шлам подают со стороны поднятого конца. Снизу поступает топливо, при сгорании которого образуются раскаленные газы. Они движутся навстречу шламу и нагревают его до 1450°С и выше, сами при этом охлаждаясь. При мокрой методике процесс начинается с испарения влаги из жидкого состава.

На выходе из печи получаются гранулы клинкера — камнеподобные зерна темно-серого или зеленовато-серого цвета. Этот полуфабрикат с температурой до 1100°С отправляют в холодильник. Ремонт холодильников тут можно заказать очень дешево.

Здесь он остывает до 180—300°С и его перемещают на хранение. Затем клинкер подвергают помолу. Его осуществляют в несколько этапов в трубной мельнице. В процессе добавляют гипс и другие добавки. Высокой тонкости добиваются за счет того, что крупные зерна возвращаются на домол до достижения нужного размера частиц. Готовый портландцемент — очень тонкий темно-серый порошок с температурой до 120°С.

Его отправляют для охлаждения в силосы.

Бесклинкерная технология

Основные недостатки всех способов производства из клинкера:

  • дорогостоящее оборудование;
  • высокая степень загрязнения окружающей среды;
  • большие затраты энергии.

Поэтому была изобретена альтернатива. Себестоимость готового продукта ниже в три раза при полной идентичности свойств. Вместо клинкера используют гидравлический или доменный шлак.

Оборудование

Линия по изготовлению цемента:

  1. Дробилка для измельчения известняка и других твердых ингредиентов.
  2. Мельница-мешалка (болтушка) для измельчения глины, мела или других мягких компонентов шлама. Внутри нее установлены грабли.
  3. Сушильный барабан — только при сухом способе.
  4. Трубная мельница для смешивания измельченных известняка и глины.
  5. Вращающаяся печь. Печи для мокрой технологии длиннее, чем для сухой, в два раза, так как процесс начинается с испарения влаги из жидкого шлама.
  6. Холодильник барабанный, колосниковый или рекуперативный. Барабанные применяют в комплекте с вращающимися печами старой конструкции.
  7. Шаровая трубная мельница для дробления клинкера. Она состоит из двух-четырех камер. Сначала полуфабрикат попадает в камеры грубого помола, затем в камеры тонкого. Измельчение происходит за счет мелющих тел, находящихся внутри. Для грубого помола это стальные шары, для тонкого — цилиндры. При вращении мельницы они поднимаются вверх и падают, истирая гранулы клинкера.
  8. Силосы — емкости цилиндрической формы на опорном каркасе, предназначенные для хранения цемента. Разновидность — гомогенизационный (смесительный) силос.
  9. Оборудование для фасовки в мешки.
  10. Шламбассейн — емкость, оснащенная приспособлением для перемешивания шлама до получения однородности, требуется только мокрой технологии.

Выбор конкретного типа зависит от схемы получения шлама и вида сырья: если используются только твердые компоненты, то мельница-болтушка не нужна, если только мягкие — не понадобится дробилка. Окупаемость мини-завода по выпуску портландцемента — от 6 лет.


 

Технология производства цемента мокрым способом «АТОМ Цемент»

Мы подготовили ВИДЕО о технологии производства цемента мокрым способом «АТОМ Цемент» в г. Сысерти Свердловской области УРФО.

ООО «Атомстройкомплекс Цемент» является молодым, динамично развивающимся предприятием. Использование передовых технических решений в процессе производства цемента позволяет в полном объеме обеспечить спрос региональных потребителей высокомарочного цемента.

Миссия предприятия заключается в обеспечении строительного рынка высококачественным цементом для возведения комфортной недвижимости, удовлетворяющей всем современных требованиям и тенденциям.

Цели:

·Выпуск продукции стабильно высокого качества, отвечающего всем требованиям потребителей;
·Удержание и расширение доли рынка в регионе присутствия;
·Эффективное использование сырьевых ресурсов, производственного оборудования и потенциала персонала предприятия;
·Соблюдение законодательства РФ и полное соответствие требованиям охраны труда и экологической безопасности для предприятий цементной промышленности;
·Создание новых рабочих мест и обеспечение социальных гарантий работникам предприятия.

Задачи:

·Своевременное выполнение договорных обязательств перед покупателями и поставщиками;
·Формирование и поддержание клиентской базы, привлекая крупнейших потребителей цемента региона;
·Обеспечение бесперебойной работы оборудования и недопущение незапланированных простоев и соблюдение качественных требований потребителей к продукции;
·Вывод на рынок наиболее востребованной товарной номенклатуры;
·Обеспечение полным перечнем услуг – высококачественным цементом, услугами логистики и круглосуточной технической поддержкой клиентов.

О производственной линии высококачественного цемента на заводе «АТОМ Цементе»:

Поставку основного оборудования, такого как мешалки для глиноболтушек и горизонтальных шламбассейнов, сырьевые и цементные мельницы, вращающаяся печь, осуществляет ОАО «Волгоцеммаш». Частично поставку оборудования осуществляют фирмы Германии: Claudius Peters, Christian Pfeiffer, Aumund, Ibau, а также фирмы «Zvvz-enven engineering», Чехия и фирма Elex, Швейцария. Так же, часть оборудования, в том числе металлоемкого, изготавливается в России, по чертежам указанных выше фирм. Новая технологическая линия производства цемента предусмотрена с полным технологическим циклом от приёма сырьевых материалов до отправки готовой продукции. 

В отделении помола сырья предусмотрены две шаровые сырьевые мельницы 3,2х15 м, производительностью 74 т/ч каждая. Для производства глиняного шлама предусмотрены две глиноболтушки 7,8 м производительностью 11 т/ч. Хранение, усреднение и корректировка шлама производится в девяти вертикальных шламовых бассейнах диаметром 7,0 м, ёмкостью 340 м³. Окончательное перемешивание и подготовка шлама для подачи в печь осуществляется в двух горизонтальных шламовых бассейнах диаметром 25 м и ёмкостью 2500 м³ каждый. Производство клинкера на новой технологической линии предусмотрено в печи Ø4,5х170 м производительностью 55 т/ч или 1320 т клинкера в сутки. 

Для помола клинкера предусмотрены две шаровые цементные мельницы максимальной общей производительностью 120 т/ч. Предусмотрен склад клинкера, состоящий из четырёх силосов диаметром 20 м по 1700 м3 каждый. Для хранения цемента предусмотрены четыре силоса диаметром 12 м. Емкость силосов составляет 16000 т. В силосы установлено современное оборудование для отгрузки цемента в автотранспорт. 

В состав технологической линии входят следующие основные производственные объекты:

• Производственный корпус. Участок приготовления сырьевого шлама;
• Производственный корпус. Вертикальные шламбассейны с насосной;
• Горизонтальные шламбассейн с насосной;
• Приемные устройства сырья с галереями;
• Приемное устройство гипса с галереей;
• Печное отделение. Узел питания печи;
• Печное отделение. Вращающаяся печь;
• Электрическая очистка газов;
• Дымовая труба Н-80м;
• Печное отделение. Клинкерный холодильник;
• Очистка отходящих газов холодильника;
• Склад клинкера с галереями;
• Производственный корпус. Участок помола цемента;
• Цементные силосы с отгрузкой в автотранспорт;
• ЦПУ и лаборатория;
• Компрессорные;

Цемент технологии и производство

Цемент получают тонким измельчением клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция.

При измельчении клинкера вводят добавки: гипс СaSO4∙2h3O для регулирования сроков схватывания, до 15 % активных минеральных добавок (пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески, опоки, трепелы) для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.

Обжиг сырьевой смеси проводится при температуре 1470°C в течение 2-4 часов в длинных вращающихся печах (3,6х127 м, 4×150 м и 4,5х170 м) с внутренними теплообменными устройствами, для упрощения синтеза необходимых минералов цементного клинкера. В обжигаемом материале происходят сложные физико-химические процессы.

Вращающуюся печь условно можно поделить на зоны:

  • подогрева (200…650 °C — выгорают органические примеси и начинаются процессы дегидратации и разложения глинистого компонента). Например, разложение каолинита происходит по следующей формуле: Al2O3∙2SiO2∙2h3O → Al2O3∙2SiO2 + 2h3O. Далее при температурах 600…1000 °C происходит распад алюмосиликатов на оксиды и метапродукты.
  • декарбонизации (900…1200 °C), где происходит декарбонизация известнякового компонента: СаСО3→ СаО + СО2. Одновременно продолжается распад глинистых минералов на оксиды. В результате взаимодействия основных (СаО, MgO) и кислотных оксидов (Al2O3, SiO2) в этой же зоне начинаются процессы твердофазового синтеза новых соединений (СаО∙ Al2O3 — сокращённая запись СА, который при более высоких температурах реагирует с СаО, а в конце жидкофазового синтеза образуется С3А), протекающих ступенчато.
  • экзотермических реакций (1200…1350 °C) завершает процесс твёрдофазового спекания материалов. Здесь окончательно формируются минералы С3А, С4АF (F — Fe2O3) и C2S (S — SiO2) — 3 из 4 основных минералов клинкера;
  • спекания (1300→1470→1300 °C), где идет частичное плавление материала. В расплав переходят клинкерные минералы, за исключением C2S, который взаимодействует с оставшимся в расплаве СаО, образуя минерал АЛИТ (С3S).
  • охлаждения (1300…1000 °C) температура понижается медленно. Часть жидкой фазы кристаллизуется с выделением кристаллов клинкерных минералов, а часть застывает в виде стекла.

В качестве топлива используют природный газ, реже мазут и твердое топливо в виде угольной пыли. Стоимость топлива составляет до 26 % себестоимости готового цемента, поэтому на цементных заводах много внимания уделяется его экономии.

Технология производства портландцемента в основном сводится к приготовлению сырьевой смеси надлежащего состава, ее обжигу до спекания (получают клинкер) и помолу в тонкий порошок.

Сырьевую смесь приготовляют сухим или мокрым способом. В соответствии с этим различают и способы производства цемента — сухой и мокрый. В России преобладает мокрый способ производства цемента, но все шире внедряется сухой. Важнейшим преимуществом сухого способа производства является не только снижение расхода теплоты на обжиг в 1,5…2 раза, чем при мокром, но и более высокие удельные съемы в печах сухого способа.

Обжиг сырьевой смеси чаще осуществляют во вращающихся печах, но иногда (при сухом способе) в шахтных.

Вращающаяся печь  представляет собой сварной стальной барабан длиной до 185 м и более, диаметром до 5…7 м, футерованный изнутри огнеупорными материалами. Барабан уложен на роликах под углом 3…4° к горизонту и медленно вращается вокруг своей оси.

Благодаря этому сырьевая смесь, загруженная в верхнюю часть печи, постепенно перемещается к нижнему концу, куда вдувают топливо, продукты горения которого просасываются навстречу сырьевой смеси и обжигают ее.

Характер процессов, протекающих при обжиге сырьевой смеси, приготовленной сухим или мокрым способом, фактически одинаков и определяется температурой и временем нагревания материала в печи. Рассмотрим эти процессы.

В зоне сушки поступающая в верхний конец печи сырьевая смесь встречается с горячими газами и постепенно при повышении температуры с 70 до 200 °С подсушивается, превращаясь в комья, которые при перекатывании распадаются на более мелкие гранулы. По мере перемещения сырьевой смеси вдоль печи происходит дальнейшее постепенное ее нагревание, сопровождаемое химическими реакциями.

В зоне подогрева при 200-700 °С сгорают органические примеси, удаляется химически связанная вода из глинистых минералов и образуется безводный каолинит Al2O3-2SiO2. Подготовительные зоны (сушки и подогрева) при мокром способе производства занимают от 50 до 60 % длины печи. При сухом же способе подготовки сырья длина печи сокращается за счет зоны сушки.

В зоне декарбонизации при температуре 700-l 100 °С происходит процесс диссоциации карбонатов кальция и магния на CaO, MgO и СО2, алюмосиликаты глины распадаются на отдельные оксиды SiO2, A12O3 и Fe2O3 с сильно разрыхленной структурой. Термическая диссоциация СаСО3 — это эндотермический процесс, идущий с большим поглощением теплоты (1780 кДж на 1 кг СаСО3), поэтому потребление теплоты в третьей зоне печи наибольшее. В этой же зоне оксид кальция в твердом состоянии вступает в реакцию с продуктами распада глины с образованием низкоосновных силикатов, алюминатов и ферритов кальция (2CaO-SiO2, СаО-АШ3, 2CaO-Fe2O3).

В зоне экзотермических реакций обжигаемая масса, передвигаясь, быстро нагревается от 1100 до 1300°С, при этом образуются более основные соединения: трех-кальциевый алюминат ЗСаО-А12О3(С3А), четырехкальциевый алюмоферрит 4CaO-Al2O3-Fe2O3(C4AF), но часть оксида кальция еще остается в свободном виде. Обжигаемый материал агрегируется в гранулы.

В зоне спекания при 1300 — 1450 °С обжигаемая смесь частично расплавляется. В расплав переходят С3А, C4AF, MgO и все легкоплавкие примеси сырьевой смеси. По мере появления расплава в нем растворяются C2S и СаО и, вступая во взаимодействие друг с другом, образуют основной минерал клинкера — трехкальциевый силикат 3CaO-SiO2(C3S), который плохо растворяется в расплаве и вследствие этого выделяется из расплава в виде мелких кристаллов, а обжигаемый материал спекается в кусочки размером от 4 до 25 мм (это и есть клинкер).

В зоне охлаждения (заключительная стадия обжига) температура клинкера понижается с 1300 до 1000 °С, происходит окончательная фиксация его структуры и состава, включающего C3S, C2S, C3A, C4AF, стекловидную фазу и второстепенные составляющие.

По выходе из печи клинкер необходимо быстро охладить в специальных холодильниках, чтобы предотвратить образование в нем крупных кристаллов и сохранить в не-закристаллизованном виде стекловидную фазу. Без быстрого охлаждения клинкера получится цемент с пониженной реакционной способностью по отношению к воде.

После выдержки на складе (1-2 недели) клинкер превращают в цемент путем помола его в тонкий порошок, добавляя небольшое количество двуводного гипса. Готовый портландцемент направляют для хранения в силосы и далее на строительные объекты.

Сухой способ производства цемента значительно усовершенствован. Наиболее энергоемкий процесс — декарбонизация сырья — вынесен из вращающейся печи в специальное устройство — декарбонизатор. Здесь процесс протекает быстрее и с использованием теплоты отходящих газов.

По этой технологии сырьевая мука сначала поступает не в печь, а в систему циклонных теплообменников, где нагревается отходящими газами и уже горячей подается в декарбонизатор, где сжигают примерно 50 %  топлива, что позволяет почти полностью завершить разложение СаСО3. Подготовленная таким образом сырьевая мука подается в печь, где сжигается остальная часть топлива и происходит образование клинкера.

Это позволяет повысить производительность технологических линий, снизить топливно-энергетические ресурсы, примерно вдвое сократить длину вращающейся печи, соответственно улучшить компоновку завода и занимаемой им земельной территории.

Внедрение новой технологии позволит сократить удельные расходы топлива, резко повысить производительность печей и помольного оборудования.

Производство цемента. Колокольников В.С. 1967 | Библиотека: книги по архитектуре и строительству

В книге даны общие сведения о портландцементе и сырьевых материалах для его производства. Описаны принципиальные технологические схемы производства портландцемента (мокрый, сухой и комбинированный способы). Подробно рассмотрено технологическое и транспортное оборудование цементных заводов, его конструкция, технологические параметры работы, обслуживание, контроль производственных процессов и правила техники безопасности при производстве цемента.

Пособие отражает вопросы дальнейшего развития и совершенствования технологии цементного производства. Книга предназначена в качестве учебного пособия для подготовки рабочих различных специальностей на заводах по производству портландцемента. Она может быть использована рабочими промышленности строительных материалов для повышения квалификации.

Введение

Глава I. Общие сведения о портландцементе
§ 1. Портландцемент и его состав
§ 2. Состав клинкера и его оценка
§ 3. Процессы твердения портландцемента
§ 4. Свойства портландцемента
§ 5. Разновидности портландцемента

Глава II. Основные технологические схемы производства портландцемента
§ 6. Общие сведения о производстве портландцемента
§ 7. Мокрый способ производства портландцемента
§ 8. Сухой способ производства портландцемента
§ 9. Комбинированный способ производства портландцемента

Глава III. Сырьевые материалы для производства портландцемента
§ 10. Сырьевые материалы для изготовления клинкера
§ 11. Добавки к клинкеру при изготовлении портландцемента
§ 12. Правила приемки активных минеральных добавок
§ 13. Разгрузка и хранение сырьевых материалов

Глава IV. Дробление сырьевых материалов
§ 14. Общие сведения об организации дробильных установок
§ 15. Схемы дробления
§ 16. Щексивые дробилки
§ 17. Конусные дробилки
§ 18. Валковые дробилки
§ 19. Молотковые и ударные дробилки
§ 20. Грохоты (сортировки)
§ 21. Питатели и транспортирующие механизмы дробильных установок
§ 22. Управление дробильными установками
§ 23. Эксплуатация дробильных установок

Глава V. Помол сырьевых материалов
§ 24. Общие сведения о помоле и помольных установках
§ 25. Схемы помола в шаровых мельницах
§ 26. Устройство сырьевых трубных мельниц
§ 27. Другие типы помольного оборудования
§ 28. Аспирация шаровых мельниц
§ 29. Классификационные установки шаровых мельниц
§ 30. Дозаторы (питатели) мельниц
§ 31. Транспортирующие механизмы помольных установок
§ 32. Автоматическое управление работой помольных установок
§ 33. Эксплуатация помольных установок

Глава VI. Измельчение мягких материалов в болтушках
§ 34. Основные технологические схемы измельчения материалов методом разбалтывания
§ 35. Автоматизация процессов размучивания материалов и эксплуатация болтушек

Глава VII. Корректирование и гомогенизация сырьевой смеси
§ 36. Методы корректирования сырьевой смеси
§ 37. Шламовые бассейны
§ 38. Силосы сырьевой муки
§ 39. Эксплуатация установок гомогенизации н хранения сырьевой смеси
§ 40. Контроль качества сырьевой смеси

Глава VIII. Грануляция сырьевой смеси
§ 41. Приготовление гранул из сырьевой муки
§ 42. Приготовление гранул из шлама

Глава IX. Сушка сырьевых материалов
§ 43. Общие сведения о сушке сырьевых материалов и применяемом для этого оборудовании
§ 44. Вращающиеся сушильные барабаны
§ 45. Вихревые сушилки
§ 46. Сушка материалов во взвешенном состоянии
§ 47. Тапки сушильных установок
§ 48. Вспомогательные устройства сушильных установок
§ 49. Эксплуатация сушильных установок

Глава X. Топливо, его подготовка и процессы горения
§ 50. Виды топлива и ело характеристика
§ 51. Твердое топливо для вращающихся и шахтных печей
§ 52. Приготовление пылеугольнаго топлива
§ 53. Правила эксплуатации углепомольных установок
§ 54. Жидкое топливо
§ 55. Газообразное топливо
§ 56. Контроль процессов горения топлива

Глава XI. Общие сведения об обжиге клинкера
§ 57. Процессы, протекающие при обжиге сырьевой смеси
§ 58. Вращающиеся печи, их виды и характеристика

Глава XII. Длинные вращающиеся печи
§ 59. Устройство барабана печи
§ 60. Футеровка барабана печи
§ 61. Встроенные теплообменные устройства печи
§ 62. Шламовые питатели
§ 63. Аппараты для подачи топлива в печь
§ 64. Холодильники вращающихся печей
§ 65. Пылеочистительные устройства
§ 66. Интенсификация процесса обжига
§ 67. Коитроль процесса обжига
§ 68. Эксплуатация вращающихся печей

Глава XIII. Короткие вращающиеся печи
§ 69. Вращающаяся печь с конвейерным кальцинатором
§ 70. Вращающаяся печь с циклонными теплообменниками
§ 71. Вращающаяся печь с концентратором шлама

Глава XIV. Шахтные печи и другие аппараты для обжига клинкера
§ 72. Шахтные печи
§ 73. Другие клинкерообжигательные аппараты

Глава XV. Помол клинкера и хранение цемента
§ 74. Помол клинкера
§ 76. Хранение цемента
§ 76. Транспортирующие механизмы помольного отделения и склада цемента

Глава XVI. Общие сведения о смазке оборудования
§ 77. Условия службы механизмов машин и способы их смазки
§ 78. Смазочные материалы
§ 79. Нормы расхода смазочных материалов
§ 80. Общие правила выполнения смазки и «карты смазки» оборудования
Литература

Как делают цемент? Технологии производства цемента на заводах

Прежде чем ответить на вопрос: «Как делают цемент?», необходимо разобраться с его составом. Вяжущий стройматериал, используемый во множестве строительных сфер, получают методом…

Как делают цемент: технологии производства

Прежде чем ответить на вопрос: «Как делают цемент?», необходимо разобраться с его составом. Вяжущий стройматериал, используемый во множестве строительных сфер, получают методом продолжительного измельчения клинкера с гипсом. Клинкер представляет собой материал, получаемый путем обжига до состояния спекшейся однородной массы, которая состоит из глины с преобладающим количеством кальция и известняка.

Процесс дробления клинкера происходит с добавлением следующих компонентов:

  • гипса, который регулирует период схватывания;
  • примерно 15 процентов минеральных добавок в виде бокситов, песка, колошниковой пыли и других, позволяющих повысить определенные свойства вяжущего и сократить его себестоимость.

Как делают цемент на производстве

Современные заводы-изготовители используют 3 метода изготовления цемента:

  1. Сухой
  2. Мокрый
  3. Комбинированный

Сухой метод производства цемента

Характеризуется отсутствием необходимости в применении воды. Исходное сырье (известняки и глина) измельчается механизированным способом при помощи специализированного оборудования. Далее следует этап сушки и перемалывания компонентов до состояния мелкодисперсного порошка. Затем идет пневматическое перемешивание сырья с последующим обжигом. Клинкер, полученный после обжига, подвергается помолу до необходимой фракции и расфасовывается по упаковкам.

Данная технология способствует снижению себестоимости производства, но ее сложность заключается в том, чтобы добиться однородности первоначального сырья. Такая методика изготовления цемента причисляется к экологически безопасным.

Мокрый метод производства цемента

Позволяет точно подобрать состав исходных компонентов, невзирая на высокий уровень их неоднородности.

В качестве исходно сырья выступает шлам. Он представляет собой жидкое вещество с 40% содержанием воды.

Перед производством цементного вяжущего производится корректировка состава шлама. Для этого применяются специальные бассейны. Сырье, прошедшее этап выдержки в бассейне, подвергается обжигу в печах вращающегося типа, после чего подготовленный материал тщательно измельчается.

Из-за значительного расхода энергии, которая идет на сушку сырья, мокрый способ изготовления цемента является более дорогостоящим. Однако стоит отметить существенное преимущество: в готовом продукте исключен риск проявления неоднородности клинкера, как при сухой технологии.

Комбинированный метод

Базируется на мокром способе добычи связующего. Промежуточная субстанция подвергается обезвоживанию, после чего клинкер с добавлением жидкости гранулируется, обжигается и перемалывается до необходимой марки вяжущего.

К основным преимуществам этой методики относят:

  • значительный выход годного;
  • возможность применения отходов производства в металлургии.

Здесь будет уместным подчеркнуть, что сухая методика используется преимущественного иностранными заводами (китайские, египетские, турецкие), а мокрую внедряют на своих производствах отечественные изготовители. Мы рассказали в общих чертах, как делается цемент. Если же вам необходимы детальные сведения в таблицах, цифрах и схемах, вы можете запросить ее по почте [email protected] Кроме этого мы предлагаем вам связаться с нашим консультантом по телефону +7 (499) 136-75-75 и задать ему интересующие вас вопросы. 

Новые низкоуглеродные инновации в производстве цемента и бетона

На недавнем вебинаре Адам Ауэр, вице-президент по вопросам окружающей среды и устойчивого развития Цементной ассоциации Канады, и Мэтт Далки, инженер по техническим услугам в Лафарж Канада, обсудили несколько новых технологий производства цемента и бетона, которые помогают производителям удовлетворять потребности растущего тренд низкоуглеродистого бетона.

Смотреть вебинар по запросу

Декарбонизация бетона

Глобальная ассоциация производителей цемента и бетона недавно обнародовала обязательство по борьбе с изменением климата, которое направлено на достижение углеродной нейтральности во всей отрасли к 2050 году.Многие цементные и бетонные компании уже подписали это обязательство, и их стратегии были проверены третьей стороной в рамках инициативы «Научные цели».

«Несмотря на то, что каждая компания находится на разных этапах своего пути к углеродной нейтральности, технологический путь, который поможет им достичь своих целей, одинаков», — сказал Адам Ауэр, вице-президент по окружающей среде и устойчивому развитию Канадской ассоциации производителей цемента. «Суть в том, что для достижения нулевого уровня выбросов цемента и бетона потребуется не одно решение, а целый набор технологий и стратегий.

3 основных направления работы с низкоуглеродистым бетоном

Для обезуглероживания бетона не существует серебряной пули. Однако, поскольку бетон состоит из очень многих ингредиентов, существует множество способов уменьшить углеродное воздействие отдельных компонентов и процессов.

Большая часть инновационных усилий по сокращению и удалению углерода сосредоточена на трех ключевых областях: низкоуглеродное топливо, цемент с низким содержанием углерода и технологии улавливания, утилизации и хранения углерода.

1. Топливо с низким содержанием углерода

Бетонная промышленность в течение ряда лет была сосредоточена на эффективности использования топлива как по причинам снижения затрат, так и по причинам сокращения выбросов углерода. Совсем недавно отрасль начала оценивать переход от традиционных видов топлива (например, угля) к низкоуглеродному топливу (например, возобновляемому природному газу), топливным отходам (например, не подлежащим вторичной переработке пластику, не подлежащим вторичной переработке шинам, железнодорожным шпалам и т. д.) и потенциально даже углеродно-нейтральные виды топлива.

По словам Мэтта Далки, инженера по техническим услугам Lafarge Canada, эти альтернативные виды топлива могут снизить выбросы углерода при производстве цемента до 40%, в зависимости от того, как вы относитесь к конкретным материалам с точки зрения выбросов углерода при расчете выбросов углерода.Однако существуют некоторые ограничения, связанные с типом технологии, используемой для производства клинкера, и доступностью такого топлива на местах.

2. Цементы с низким содержанием углерода

Большинство производителей уже используют портландцементы из известняка (PLC) и дополнительные вяжущие материалы (SCM) в своих цементных или бетонных смесях. Дальнейшая оптимизация использования этих материалов может значительно сократить выбросы цемента и бетона.

Например, в ПЛК используется некальцинированный известняк на этапе помола цемента в производственном процессе, что может снизить углеродный след бетона на 5-10%.SCM, в состав которых входят такие вещества, как летучая зола и шлак, могут уменьшить количество цемента, требуемого в бетонной смеси, тем самым снижая выбросы углерода до 30%. Летучая зола, например, является побочным продуктом производства электроэнергии на угле и может заменить 30-50% цемента в бетонной смеси, уменьшая углеродный след на 10-20% в зависимости от указанного уровня замены. Однако по мере того, как угольная электроэнергетика сворачивается во всем мире, доступность летучей золы становится все более ограниченной.Шлак является побочным продуктом процесса производства чугуна и может заменить 40-50% цемента в смеси и до 90% для некоторых специальных применений. Снижение содержания углерода в шлаке может достигать 30% в зависимости от указанного уровня замены.

Важно отметить, что некоторые из этих решений имеют последствия для долговечности и отделочной обработки в определенных приложениях и, как следствие, не принимаются во всех спецификациях.

3. Улавливание, использование и хранение углерода

Инновации в технологиях улавливания, использования и хранения углерода (CCUS), возможно, являются самой захватывающей разработкой в ​​бетонной промышленности.

Улавливание углерода позволяет улавливать до 100 % выбросов углерода при производстве цемента. Эти уловленные выбросы можно безопасно хранить под землей, вводить обратно в бетон для его укрепления или использовать для производства других продуктов, таких как синтетические заполнители или топливо.

Некоторые из ключевых игроков в пространстве CCUS включают:

CarbonCure Технологии

CarbonCure производит технологию модернизации, которую сегодня можно установить на любом заводе по производству товарного бетона. Он впрыскивает углекислый газ (CO 2 ) во влажный бетон, чтобы улучшить его прочность и производительность. Эти усовершенствования позволяют производителям бетона экономить средства за счет оптимизации состава при одновременном развитии своего бизнеса на рынке «зеленого» строительства.

Голубая планета Технология

Blue Planet использует CO 2 в качестве сырья для производства карбонатных пород. Карбонатные породы можно использовать вместо природного известняка, добытого в карьерах.Компания находится в процессе строительства завода в Питтсбурге, штат Калифорния, и недавно завершила успешный тестовый проект в аэропорту Сан-Франциско.

Солидия

Solidia поддерживается Lafarge и представляет собой технологию производства цемента, которую можно производить в традиционных цементных печах с меньшим потреблением энергии. Он предлагает производителям сборного железобетона способ производить строительные материалы с низким содержанием углерода, постоянно сохраняя CO 2 в бетонных брусчатках и блоках, чтобы предотвратить выбросы CO 2 в атмосферу.

Сванте

Svante — это технология улавливания углерода, позволяющая улавливать CO 2 непосредственно из промышленных источников менее чем за половину капитальных затрат по сравнению с существующими решениями. Svante позволяет таким технологиям, как CarbonCure, замыкать круг в экономике замкнутого цикла: Svante улавливает CO 2 из цементной печи, а CarbonCure впрыскивает его обратно в готовую бетонную смесь. Компания CarbonCure продемонстрировала этот круговой процесс несколько лет назад в рамках проекта Carbon XPRIZE.

Карбон Инжиниринг

Carbon Engineering — это технология прямого улавливания воздуха (DAC), которая позволяет улавливать CO 2 непосредственно из атмосферы.

CarbonCure является активным сторонником всех этих технологий, потому что все они способствуют улавливанию углерода, полезности и инновациям в области хранения. В сочетании с любым из двух описанных решений по улавливанию углерода — даже на стадии прототипа — CarbonCure может помочь производителям построить на своих предприятиях полностью замкнутую экономику.

Роль спецификаторов

Само собой разумеется, что спецификаторы бетона контролируют многие рычаги, влияющие на прогресс, который может быть достигнут в отрасли в области низкоуглеродистого бетона. Переходя к спецификациям, основанным на характеристиках, спецификаторы позволяют внедрять больше инноваций в разработку бетонных смесей.

«Предписывающие спецификации основаны на эмпирических отношениях, но они не допускают творчества и инноваций», — сказал Мэтт. «Технические характеристики, с другой стороны, определяют требования к конкретному конструктивному элементу.Они соответствуют духу дизайна и предлагают производителям гибкость для достижения целей проекта, таких как воплощенные ограничения на выбросы углерода, инновационными способами».

07 10
Характеристики производительности
— на основе прочности
-define Вода / цементное соотношение
-Limit Cement Type и сумма
-LIMIT типа SCM и содержание
примеси и добавки
— Риск лежит на владельце/проектировщике
— Являются гибкими
— Определяют критерии функциональных характеристик элемента/конструкции
— Имеют пластические, закаленные и другие измеримые требования
— Риск лежит на производителе/подрядчике

Как уже упоминалось, не существует единого решения, которое обезуглероживает бетонную промышленность. Тем не менее, характеристики производительности позволяют производителям бетона создавать новые инновационные составы смесей, объединяя множество инноваций, чтобы обеспечить все требования к производительности, а также сократить или удалить углерод из процесса производства бетона.

Заинтересованы в этой теме? Посмотрите наш недавний вебинар с участием докладчиков из Цементной ассоциации Канады и Lafarge Canada.


Поделиться

Процесс технологии цементного производства (обучение в классе)

Продолжительность, даты и стоит

в классе обучение

модулей 1 & 2

16 января — 27 января 2023

4900 € на участника

Модули можно бронировать по отдельности.

Модуль 1 (Технология измельчения и подготовка сырья)
16 января – 20 января 2023 г.

Модуль 2 (Производство клинкера и технология материалов)
23 января – 27 января 2023 г.

Утренние занятия с 08:30 до 12:00 ( CET)
Дневные занятия с 13:00 до 16:30 (CET)

Цена модуля 1: 2750 € на участника
Цена модуля 2: 2750 € на участника
4900 € на участника для модулей 1 и 2
 

Модуль 1 

Технология помола и подготовка сырья

Подготовка сырья и помол цемента — это первый и последний основные технологические этапы производства цемента.Энергопотребление этих двух процессов составляет до 75 % электроэнергии, используемой на цементном заводе. Этот тренинг позволит участникам лучше понять процессы измельчения и оборудование, используемое для измельчения материалов, чтобы обеспечить высокий уровень доступности, оптимизацию производительности и снижение энергопотребления.
 

Цели обучения
  • Обзор всех соответствующих аспектов процесса производства цемента вплоть до применения цемента в бетоне.
  • Получение фундаментальных знаний о подготовке сырья и производстве цемента в отношении процессов измельчения, используемого оборудования и анализа качества.

Группы целевых групп
    • Производственный персонал
    • Операторы процесса и управления
    • Молодые инженеры
    • Количество участников (мин. — Макс.)

      Темы
      Сырье Извлечение
          • Работа добычи
          • Качество контроль в карьере
          • Сырье гомогенизация

          Параметры качества

          • Понимание порошковых характеристик
          • Анализ размера частиц
          • Специальная поверхность в соответствии с Blaine / Bet — метод

          Charting Technology

            • Ball Mills
            • Вертикальные роликовые мельницы (VRMS)
            • роликовые мельницы высокого давления
            • Классификаторы / TROMP CURVE
            • Открытая и замкнутая цепь Шлифовация
            • Влияние шлифовальных систем на цементные свойства
            • Оптимация ион помольного оборудования

            Модуль 2

            Производство клинкера и технология материалов

            Производство клинкера является наиболее энергоемкой технологической операцией в производстве цемента. Он может составлять до 90 % от общего энергопотребления цементного завода и поэтому является основным направлением не только в отношении оптимизации затрат и повышения качества конечного продукта, но и в отношении контроля выбросов и снижения воздействия на окружающую среду. . Обучение ВДЗ позволит участникам получить более глубокие знания о процессе производства клинкера и лучше понять влияние ежедневных решений заводского персонала на производительность предприятия (качество, потребление электроэнергии, расход топлива и выбросы).
             

            Цели обучения
            • Получение фундаментальных знаний о технологии производства цемента (технологии материалов и сжигания), включая взаимосвязь подпроцессов, оптимизацию процессов, сокращение выбросов и эффективное использование энергии.

            Группы целевых групп
            • Молодые инженеры
            • производственный персонал
            • Технический персонал
            • Технический персонал
            • Процесс инженеров
            • Генеральные и лабораторные менеджеры

            Количество участников (мин. — Макс.)

            темы

            5

            Материал технологии

            • Характеристика сырья
            • Образование клинкера и клинкерные фазы
            • Клинкерские свойства и влияние на качество продукции

            Сырье Подготовка

            • Смесители и силосы для гомогенизации
            • Однородность и контроль качества сырьевой муки

            Технология производства и сжигания клинкера

            • Подогреватель, кальцинатор, вращающаяся печь, горелка, охладитель
            • Альтернативные реакции сжигания клинкера
            • Циркуляционные явления (хлор, сера, щелочи и т. д.))
            • Энергоэффективность

            Окружающая среда и выбросы
            (Пыль, Нет x , Так 2 , Organics, Trace Elements, …)

            • Мониторинг выбросов
            • Методы снижения выбросов

            огнеубий


            97
            • Управления
            • Управления
            • Team Team
            • Группа Обсуждение
            • Опыт Exchange
            • Практические упражнения
            • Финальный экзамен (если требуется)

            Trainer Учебные курсы проводятся опытными инженерами и узкоспециализированными исследователями.
             

            Сертификат

            Участники получат сертификат об участии.
             

            Местонахождение

            VDZ, Дюссельдорф, Германия (ближайший аэропорт: DUS International)

            Низкоуглеродные технологии и устойчивые альтернативы

            Стадия образования клинкера в процессе производства цемента не может быть заменена, поскольку в настоящее время нет практической альтернативы доступны для замены известняка [iii].

            Возможности сокращения выбросов углерода:

            Хотя не существует единого решения для достижения углеродной нейтральности в этом секторе, исследования показывают, что для сокращения выбросов CO2 по всей цепочке создания стоимости в отрасли может быть реализовано сочетание нескольких инициатив.

            • Энергоэффективность: Производство клинкера в мокрых печах требует примерно на 85% больше энергии по сравнению с проведением обжига в современных печах для сухих процессов [ii]. Заменив все мокрые печи на современных технологически продвинутых сушильных камер, в лучшем случае к 2050 году во всем мире может быть достигнуто 10-процентное улучшение.
            • Альтернативные виды топлива: Относится к отходам, таким как осадок сточных вод, отработанное масло и биомасса. Традиционно обжиг клинкера производится с использованием угля, природного газа или мазута.Заменив ископаемое топливо этими альтернативными топлива, совокупное сокращение выбросов CO2 на 12% может быть достигнуто во всем мире к 2050 году в рамках 2DS [i].
            • Снижение коэффициента клинкера: Среднее отношение клинкера к цементу называется коэффициентом клинкера, и глобальное среднее соотношение клинкера 2014 г., составлявшее 0,65, должно быть снижено до 0,6 к 2050 г. для достижения целей Парижа [ii]. Это можно снизить, заменив часть клинкера альтернативными материалами, такими как летучая зола, известняк или шлак.
            • Новый цемент и инновационные технологии улавливания углерода. Ведутся разработки по производству цементов нового поколения, обеспечивающих значительное снижение содержания углерода. Также известный как зеленый цемент, они производятся путем внедрения углерод-отрицательный производственный процесс и использование возобновляемой электроэнергии. Усовершенствованные методы улавливания и хранения углерода также могут способствовать обезуглероживанию цементной промышленности. Эти новые технологии могут обеспечить приблизительно 48% совокупного сокращения выбросов CO2 к 2050 году в 2DS [i].

            Как реагируют основные игроки?

            Некоторые из ведущих производителей цемента по всему миру работают над разработкой прорывных технологий, позволяющих производить цемент высшего качества с большей энергоэффективностью и меньшими выбросами.

            • LafargeHolcim в партнерстве с американским стартапом Solidia Technologies, разработала новую форму бетона, которая снижает общий углеродный след до 70%.Процесс включает использование другого состава сырья для производства цемента при более низких температурах и добавление CO2 вместо него. воды для образования бетона [vii].
            • Компания Heidelberg Cement открыла альтернативную технологию производства клинкера под названием TernoCem . Технология работает на измененном химический состав и низкие температуры горения. Компания сообщает, что выход CO2 на 30 % ниже по сравнению с обычным клинкером, а потребление энергии может быть снижено примерно на 15 % [viii].
            • Дочерняя компания CRH Plc Tarmac является участником LEILAC , Известняково-цементная компания с низкой интенсивностью выбросов. проект. Проект направлен на разработку кальцинатора, который может напрямую отделять и улавливать около 95% CO2, выделяемого из известняка при преобразовании в клинкер. Это часть проекта EU Horizon 2020. [икс].
            • Группа исследований и разработок CEMEX в Египте выпустила новый продукт цемент , который может снизить выбросы углерода на 15-20%.В продукте используется клинкер с содержанием натурального пуццолана около 20% после механической и химической обработки. Кроме того, компания участвует в нескольких Европейские исследовательские проекты, направленные на улавливание, хранение и утилизацию углерода. К ним относятся Solpart, которая намерена провести пилотный высокотемпературный солнечный процесс, подходящий для обжига цементного сырья, и DESTINY, которая стремится использовать микроволновую энергию при обжиге глины для использования в цементах с низким содержанием клинкера [x].

            Анализируя управленческие данные Carbon – Own Operations Sustainalytics по 10 ведущим компаниям-производителям цемента в мире на основе рыночной капитализации, мы обнаружили, что компании, как правило, демонстрируют сильное управление (средняя управленческий балл 54), что свидетельствует о прогрессе в снижении выбросов углерода в цементной промышленности. Это, в свою очередь, приводит к тому, что компании обычно имеют рейтинг риска ESG от низкого до среднего.

            Источник: Sustainalytics Data, январь 2020 г.

            Компании с высоким рейтингом менеджмента разработали надежные программы сокращения выбросов парниковых газов с официальными обязательствами и регулярным мониторингом выбросов. Эти компании также раскрывают подробные показатели по своей сфере деятельности 1 выбросы категории 2 с соответствующей информацией о выбросах категории 3. Кроме того, большинство компаний с высокими управленческими показателями осознают переходные риски, с которыми сталкивается цементная промышленность, и интегрировали их в свои общие процедуры оценки рисков.

            Источник: Sustainalytics Data, январь 2020 г.

            Проблемы перехода к низкоуглеродному производству:

            Несмотря на растущий интерес к низкоуглеродистым цементным технологиям, остается ряд трудностей, связанных с полным осуществлением этого перехода. Отсутствует поддержка со стороны национальных правительств, чтобы убедить производителей цемента увеличить свои инвестиции. в новых технологиях. Цементный сектор также очень консервативен, когда речь идет о коммерческом внедрении этих технологий, из-за озабоченности клиентов качеством и безопасностью по поводу надежности новых продуктов и длительная бюрократия, связанная с получением разрешений на использование альтернативных видов топлива в разных юрисдикциях. Кроме того, нормы строительных стандартов различаются в зависимости от региона в зависимости от типа разрешенных цементных смесей. для строительства, что создает трудности для строителей, использующих новые продукты. Экономическая эффективность инвестиций и масштабирования передовых технологий для производителей цемента остается барьером, поскольку клиенты не хотят платить за них надбавку. товары. Кроме того, отсутствие юридически закрепленных требований со стороны регулирующих органов по всему миру замедляет процесс перехода [iii].

            Что ждет впереди

            Хотя широкая общественность часто упускает из виду эту отрасль, факты свидетельствуют о растущем интересе инвесторов и других заинтересованных сторон к решению этой важной для бизнеса проблемы. Коалиция инвесторов, принадлежащих Группе институциональных инвесторов по изменению климата и организации Climate Action 100+, представляющей активы под управлением на сумму более 33 триллионов долларов США, выразили заинтересованность в том, чтобы европейские цементные компании стали углеродно-нейтральными. к 2050 г. [т].Кроме того, в недавнем отчете о таксономии ЕС, опубликованном группой технических экспертов ЕС по устойчивому финансированию, были объявлены пороговые значения, которым должны следовать компании-производители цемента, чтобы сократить выбросы углерода [vi]. Несмотря на то, что цемент в значительной степени повлиял на окружающую нас современную застроенную среду, его высокое воздействие CO2 является проблемой, которую необходимо решить, чтобы обеспечить переход к устойчивому развитию. экономика. Следовательно, производители цемента должны будут постоянно разрабатывать инновационные технологии сокращения выбросов углерода и пересматривать свои краткосрочные цели, чтобы помочь этому переходу.

            Источники:

            [i] МЭА (2018 г.), Дорожная карта технологий — переход на низкоуглеродные технологии в цементной промышленности. https://webstore.iea.org/technology-roadmap-low-carbon-transition-in-the-cement-industry
            [ii] IIGCC, Ожидания инвесторов от компаний в секторе строительных материалов
            [iii] https:// www. scientificamerican.com/article/cement-producers-are-developing-a-plan-to-reduce-co2-emissions/
            [iv] https://www.bbc.com/news/science-environment-46455844
            [v] https://www.bloomberg.com/news/articles/2019-07-21/cement-companies-are-starting-to-get-a-33-trillion-headache
            [vi] Таксономический отчет ЕС: техническое приложение, https://ec. europa.eu/info/sites/info/files/business_economy_euro/banking_and_finance/documents/200309-sustainable-finance-teg-final-report-taxonomy-annexes_en.pdf
            [vii] https://www.lafargeholcim.us/lafargeholcim -and-solidia-technologies-announce-first-us-commercial-expansion
            [viii] Отчет об устойчивом развитии Heidelberg Cement за 2018 год https://www.heidelbergcement.com/en/sustainability-report
            [ix] Отчет об устойчивом развитии CRH PLC за 2018 г. https://www.crh.com/media/1022/crh-sustainability-report-2018.pdf
            [x] Интегрированный отчет CEMEX за 2019 г. https:/ /www.cemex.com/documents/20143/49694544/IntegratedReport2019.pdf/4e1b2519-b75f-e61a-7cce-2a2f2f6f09dc

            Индустрия 4.

            0: путь к революции в производстве цемента

            Набор рекомендаций включает профилактическое обслуживание на основе аналитики. Профилактическое обслуживание решает проблемы до того, как оборудование выйдет из строя, и для этого требуются датчики, прикрепленные ко всем критически важным машинам, для отслеживания таких условий, как вибрация, температура и давление.Эти датчики должны быть подключены к сети и отправлять данные для анализа. Благодаря машинному обучению производители цемента смогут выявить основные причины прошлых отказов и предсказать риск отказа для каждой машины. Профилактическое обслуживание было горячей темой в области автоматизации в течение многих лет, и это хорошее место для начала пути к цифровизации, поскольку ряд решений уже доступен.

              

            «Для оборудования, уникального для цементной промышленности, такого как печи и мелющие тела, требуется индивидуальное решение.В этой области поставщики оборудования имеют потенциал для разработки отраслевых решений, которые принесут максимальную пользу. Напротив, штабелер-реклаймер широко распространен во многих отраслях промышленности, и уже существует множество доступных решений. В общем, существует достаточно доступных фреймворков, чтобы запустить решение, которое укажет вам правильное направление», — говорит Сумит Гупта.

             

             

            Смоделируйте производственный процесс

             

            Цифровые близнецы — вторая область, на которую указывает Boston Consulting Group.Цифровые двойники позволяют цементным компаниям отражать весь производственный процесс с помощью цифровой модели. Модель позволяет имитировать, как изменение одного параметра влияет на все остальные параметры. Поскольку компьютеры могут обрабатывать гораздо больше данных, чем человеческий мозг, это позволяет проводить оптимизацию, невозможную с помощью традиционных инструментов, путем тестирования различных сценариев в безопасной и бесплатной среде. Благодаря искусственному интеллекту и машинному обучению программное обеспечение будет самосовершенствоваться по спирали непрерывной оптимизации.

              

            Как бы хорошо это ни звучало, для программирования точных цифровых двойников все еще требуется много работы. Здесь г-н Гупта подчеркивает, что вам не нужна полномасштабная модель самосовершенствования, чтобы начать пожинать плоды.

             

            «Здесь можно применить концепцию минимально жизнеспособного продукта. Люди играли между двумя заборами, где либо не хотят этого делать, либо хотят полномасштабное решение с первого дня. Но это пошаговый процесс, когда ваша первая модель не является конечной, но достаточно хороша, чтобы начать ее использовать.Не ждите, что все будет идеально смоделировано с первого дня, просто выберите область и воспроизведите ее. Затем, по мере того, как модель продолжает учиться, вы увидите гораздо лучшие результаты через шесть месяцев или год, и тогда окупаемость инвестиций шаг за шагом станет прибыльной», — говорит он.

            Устойчивое развитие | Бесплатный полнотекстовый | Недавний прогресс в технологии «зеленого» цемента с использованием топлива и сырья с низким уровнем выбросов углерода: обзор

            . Бетон и его прекурсор, цемент, доминируют в строительной отрасли последние 150 лет, при этом темпы производства выросли с 1500 миллионов тонн в 2000 году до более чем 3 млрд тонн в 2012 году [1].Обычный портландцемент (OPC) зарекомендовал себя как жизненно важный и стратегический товарный материал [2], и наша зависимость от OPC настолько велика, что ежегодное мировое производство цемента в настоящее время достигло 4 миллиардов тонн из-за быстрого роста инфраструктуры развивающихся стран [3]. ]. Подсчитано, что около 50% мирового OPC потребляется для производства почти 11 миллиардов тонн бетона в год, а остальное используется для строительных растворов, штукатурки, стяжек, покрытий и других применений [4]. С ростом требований к инфраструктуре и строительству в ближайшем будущем устойчивый, долговечный и экономичный бетон становится все более желательным [5].Ожидается, что к 2050 году спрос на бетон возрастет более чем на 18 миллиардов тонн в год [6]. В последние годы в Северной Африке, регионах Ближнего Востока и развивающихся странах, таких как Китай и Индия, наблюдался значительный рост. Сегодня Китай доминирует на рынке цемента, производя 58,13% мирового потребления [3]. При оценке более 3,5 миллиардов тонн цемента, производимого ежегодно, на одну тонну произведенного цемента выделяется около 900 кг CO 2 [7]. Эта оценка соответствует более 3 миллиардам тонн CO 2 в год.Так, на долю цементной промышленности приходится примерно 5–7 % общих выбросов СО 2 [8]. Парниковому эффекту и кислотным дождям способствуют не только выбросы CO 2 цементных заводов, но и SO 2 (двуокись серы), NO x (оксиды азота) [9]. Помимо этих газовых выбросов, производство цемента потребляет значительное количество природных ресурсов. Сообщалось, что для производства одной тонны OPC требуется примерно 1,5 тонны сырья [10,11].Кроме того, производство клинкера требует огромных затрат энергии [12]. Таким образом, цементная промышленность сталкивается с огромными проблемами, такими как истощение природных ресурсов, увеличение затрат на энергоснабжение, требования по сокращению выбросов CO 2 и обеспечение надлежащих поставок сырья при текущем растущем спросе [13,14]. Следовательно, существует необходимость поиска альтернативы частичной/полной замене цемента экологически безопасным вяжущим композитом для снижения негативного воздействия производства бетона на окружающую среду.Одной из эффективных альтернатив смягчению загрязнения воздуха является использование побочных продуктов (зольная пыль, шлак, микрокремнезем, переработанные продукты и другие отходы) в качестве частичной замены цемента [15,16,17,18]. Другой альтернативой является замена обычного цемента новыми ресурсосберегающими цементами, которые будут выделять меньше CO 2 и потреблять меньше энергии без ущерба для эффективности и качества вяжущего [19,20,21,22]. Экологические характеристики замещения сырья определяются индексом SUB-RAW, основанным на потребляемой энергии и выбросах углерода при формировании материала.Индекс SUB-RAW представляет собой упрощенный количественный подход к оценке экологической устойчивости замены материалов [23,24]. Этот метод применяется к реальному случаю угольной летучей золы (CFA), которая частично заменяет портландцемент [24]. Настоящее исследование охватывает широкий спектр альтернативных подходов к снижению выбросов CO 2 , связанных с производством связующей фазы. Они варьируются от замены традиционного сырья и топлива, используемых для производства портландцемента, до полной замены цементного клинкера новым клинкером, таким как сульфоалюминатные цементы и магнезиальные цементы.Подробно обсуждаются не только основные химические свойства, но и микроструктура и производство альтернативных связующих, технические характеристики и экологические аспекты по сравнению с OPC.

            Оборудование для обработки цемента | Шенк Процесс

            Бетонные комплексные решения, на которые можно положиться

            Обеспечение действительно устойчивого производства цемента требует полностью интегрированного подхода, охватывающего весь завод. Благодаря нашим лидирующим на рынке решениям MULTICOR для обработки цемента мы помогаем вам справиться с определяющими проблемами современного рынка, значительно сократив выбросы CO2 в соответствии с новыми нормами, а также обеспечив качество и конкурентоспособные цены на ваш продукт за счет эффективности с добавленной стоимостью наш уникальный и инновационный подход.

            Сократите свой углеродный след вместе с нами

            Композитные цементы — это ключ к сокращению выбросов. Просто используя на 30 % больше экологически чистых добавок в вашей смеси OPC, вы снижаете выбросы CO2 на 27 %. Будь то бестарная поставка или расфасовка, наш массовый расходомер MULTICOR делает возможной устойчивую цементную революцию, обеспечивая точное автоматическое взвешивание и подачу, которые каждый раз гарантируют качество ваших композитных цементных изделий.

            Сократите свои эксплуатационные расходы вместе с нами

            Традиционное производство цемента основано на выталкивающем принципе производства и хранения товаров с опережением спроса, что является дорогостоящим и неэффективным.Наша система смешивания MULTICOR делает возможной устойчивую цементную революцию, позволяя вам переключиться на принцип вытягивания, поэтому вы производите товары только по запросу и на заказ. Это устраняет необходимость хранения и значительно снижает затраты на смешивание. Для нового завода такой подход обеспечивает экономию до 33%.

            Ваш партнер-специалист на всех этапах пути

            Обладая более чем 80-летним опытом работы с ведущими мировыми производителями цемента, мы обладаем глубокими прикладными ноу-хау, на которые вы можете положиться, чтобы адаптировать общезаводские решения для удовлетворения ваших самых строгих потребностей.От производства и погрузки до логистики и транспортировки — у нас есть полностью интегрированные лидирующие на рынке решения, а также концепции обслуживания, которым вы можете доверять.

            Обеспечение устойчивого развития с помощью альтернативных видов топлива

            Использование альтернативных видов топлива (AF) для вашего предприятия — один из лучших способов сократить расходы и выбросы CO2. Наш питатель MultiFlex делает революцию в производстве экологически чистого цемента возможной, предоставляя вам лучшую на рынке гибкость, позволяющую использовать мощность даже самых крупных отходов для оптимальной работы вашего завода. Для абсолютной уверенности наш современный испытательный центр AF в Праге может гарантировать, что ваши материалы и машины будут идеально согласованы перед развертыванием.

            Почему производителям цемента необходимо внедрять Индустрию 4.0

            Five 4.0 Cement Priorities

            Среди множества предлагаемых решений Индустрии 4.0 мы считаем, что пять из них обладают наибольшим потенциалом для производителей цемента сегодня. В следующих разделах рассматриваются эти пять приоритетных областей.

            Прогностическое обслуживание на основе аналитики. Первый приоритет 4.0, прогностическое обслуживание, помогает производителям решать проблемы обслуживания до выхода из строя оборудования, тем самым предотвращая длительные простои, избегая ненужных повреждений, повышая эффективность работы и снижая затраты на техническое обслуживание. Это позволяет операторам останавливать производство всего на несколько минут каждый месяц, например, для замены вентилятора, который вот-вот сломается, вместо того, чтобы заменять каждый вентилятор каждый год, независимо от того, нужен он ему или нет.

            Чтобы внедрить систематическое профилактическое обслуживание 4.0, цементные компании должны сначала оборудовать все важные машины датчиками, которые отслеживают условия эксплуатации оборудования, такие как вибрация, температура и давление. Затем они должны агрегировать данные с этих датчиков в репозитории или «озера данных». Кроме того, они должны установить пороговые значения производительности, которые будут запускать техническое обслуживание всякий раз, когда значение датчика выходит за пределы соответствующего порогового значения. Наконец, они должны использовать алгоритмы машинного обучения для анализа исторических данных, запуска симуляций, выявления основных причин прошлых сбоев и прогнозирования риска сбоя для каждой машины.

            Профилактическое обслуживание может повысить ценность трех основных установок на цементном заводе: коробки передач; мельницы, дорогие и многочисленные; и печь, которая требует длительного вмешательства в случае поломки и должна останавливаться на несколько недель каждый год для замены огнеупорной футеровки.

            Одна международная нефтегазовая компания внедрила прогнозный подход, который позволяет контролировать целостность каждой установки, а также вероятность ее поломки. Полученные данные помогают компании заблаговременно планировать кампании по техническому обслуживанию всех установок в заданном регионе.В результате компания смогла централизованно управлять всеми работами по техническому обслуживанию и строительству, сократить персонал на своих буровых установках и производственных судах примерно на 50 % и сократить затраты на техническое обслуживание примерно на 20 %.

            Сквозная оптимизация с помощью цифрового двойника. Цифровой двойник позволяет цементным компаниям отражать весь производственный процесс с помощью цифровой модели — «близнеца» физических активов, процессов и систем завода — и использовать искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение для его оптимизации.

            В процессе производства цемента играют роль десятки переменных, от качества известняка и химических свойств угля до типа топлива в печи и желаемого качества и стоимости конечного продукта. Большинство производителей цемента работают над оптимизацией этих переменных на каждом этапе процесса; однако оптимизация по всем переменным и шагам сложна, а настоящая оптимизация невозможна с помощью традиционных инструментов.

            Цифровой двойник решает эту проблему, моделируя производственный процесс упрощенным и динамичным способом, что позволяет производственной площадке создавать сценарии, которые меняются с каждым этапом процесса и переменной.Эта цифровая модель может предложить оптимальные настройки оборудования для достижения целевых показателей производительности предприятия, например, в том числе настройки для достижения минимально возможной стоимости при сохранении определенного качества или параметров машины.

            Возможно, самое главное, программное обеспечение ИИ теперь позволяет таким системам учиться и совершенствоваться с каждым новым опытом. По мере того, как машина учится, она может делать прогнозы или решения на основе данных без перепрограммирования.

            Первыми, кто внедрил цифровой двойник, были аэрокосмические и оборонные компании, которые использовали это решение для тестирования поведения компонентов без больших затрат на создание прототипов и потенциального их повреждения. С тех пор цифровые двойники успешно внедряются в горнодобывающей, строительной и других отраслях. Например, глобальный производитель меди создал цифрового двойника своего процесса измельчения и измельчения, который собрал данные за два года по 500 переменным и использовал несколько алгоритмов для создания новых сценариев оптимизации мельницы. Несмотря на то, что компания уже значительно улучшила свои заводские операции, она смогла повысить коэффициент использования оборудования еще на 3,5% по сравнению с предыдущими улучшениями.

            Производители цемента должны создавать цифровой двойник шаг за шагом, начиная с одного подпроцесса и добавляя другие, пока не будет включен весь производственный процесс. По ходу моделирования машина может начать делать прогнозы, связываясь с другими инновациями 4.0, такими как анализ данных и Интернет вещей, чтобы достичь желаемого уровня цифровой репликации. В конце концов, моделирование должно позволить делать прогнозы в реальном времени, а также корректировать работу оборудования на всей производственной линии.

            Прогнозная аналитика качества. Прогнозирующие модели качества могут позволить компании точно прогнозировать качество цемента в режиме реального времени на любом этапе производственного процесса, уменьшая перерасход средств, типичный для достижения целевых показателей качества.

            На традиционном цементном заводе невозможно с уверенностью оценить прочность цемента, пока его прочность через 1 и 28 дней не будет измерена с помощью физических испытаний. Производители, как правило, компенсируют это использованием дорогостоящего высококачественного известняка и добавок, чтобы обеспечить высокие эксплуатационные характеристики продукта.В качестве альтернативы они могут измельчать продукт более интенсивно, поскольку тонкость помола является еще одним фактором, влияющим на конечную прочность. Эти подходы не только дороги, но и не позволяют учесть множество других переменных производственного процесса, которые могут повлиять на качество цемента. (См. Приложение 2.)

            .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.