ZAKRES

5

UWAGA DOTYCZĄCA WYMIANY INFORMACJI

6

DEFINICJE

6

INFORMACJE OGÓLNE

7

KONKLUZJE DOTYCZĄCE BAT

8

1.1 Ogólne konkluzje dotyczące BAT

8

1.1.1 Systemy zarządzania środowiskowego

8

1.1.2 Hałas

9

1.2 Konkluzje dotyczące BAT dla przemysłu cementowego

10

1.2.1 Ogólne techniki podstawowe

10

1.2.2 Monitorowanie

11

1.2.3 Zużycie energii i wybór technologii wypalania klinkieru

11

1.2.4 Wykorzystanie odpadów

13

1.2.5 Emisje pyłu

14

1.2.6 Związki gazowe

17

1.2.7 Emisje PCDD/F

21

1.2.8 Emisje metali

21

1.2.9 Straty procesowe/odpady

22

1.3 Konkluzje dotyczące BAT dla przemysłu wapienniczego

22

1.3.1 Ogólne techniki podstawowe

22

1.3.2 Monitorowanie

23

1.3.3 Zużycie energii

23

1.3.4 Zużycie kamienia wapiennego

25

1.3.5 Wybór paliw

25

1.3.6 Emisje pyłu

26

1.3.7 Związki gazowe

29

1.3.8 Emisje PCDD/F

33

1.3.9 Emisje metali

33

1.3.10 Straty procesowe/odpady

34

1.4 Konkluzje dotyczące BAT dla przemysłu produkcji tlenku magnezu

34

1.4.1 Monitorowanie

34

1.4.2 Zużycie energii

35

1.4.3 Emisje pyłu

35

1.4.4 Związki gazowe

37

1.4.5 Straty procesowe/odpady

39

1.4.6 Wykorzystanie odpadów jako paliw lub surowców

40

OPIS TECHNIK

40

1.5 Opis technik dla przemysłu cementowego

40

1.5.1 Emisje pyłu

40

1.5.2 Emisje NOx

41

1.5.3 Emisje SOx

42

1.6 Opis technik dla przemysłu wapienniczego

43

1.6.1 Emisje pyłu

43

1.6.2 Emisje NOx

44

1.6.3 Emisje SOx

44

1.7 Opis technik dla przemysłu produkcji tlenku magnezu (metoda sucha)

44

1.7.1 Emisje pyłu

44

1.7.2 Emisje SOx

45

Dokumenty referencyjne

Rodzaj działalności

Emisje z miejsc magazynowania (EFS)

Magazynowanie i przygotowanie surowców i produktów

Ogólne zasady monitorowania (MON)

Monitorowanie emisji

Przetwarzanie odpadów (WT)

Przetwarzanie odpadów

Efektywność energetyczna (ENE)

Ogólna efektywność energetyczna

Ekonomika i efekty wzajemnych powiązań pomiędzy różnymi komponentami środowiska (ECM)

Ekonomika technik i efekty ich wzajemnych powiązań w odniesieniu do różnych komponentów środowiska

Stosowany termin

Definicja

Nowa instalacja

Instalacja wprowadzona na teren zakładu po publikacji niniejszych konkluzji dotyczących BAT lub całkowita wymiana instalacji z wykorzystaniem istniejących fundamentów, która nastąpiła po publikacji niniejszych konkluzji dotyczących BAT

Istniejąca instalacja

Instalacja, która nie jest nową instalacją

Znacząca modernizacja

Modernizacja instalacji/pieca obejmująca znaczącą zmianę w wymogach lub technologii pieca lub wymianę pieca

„Wykorzystanie odpadów jako paliw lub surowców”

Pojęcie to obejmuje wykorzystanie:

– paliw odpadowych o znacznej wartości opałowej,

– odpadów niemających znacznej wartości opałowej, ale zawierających składniki mineralne wykorzystywane jako surowce do produktu pośredniego – klinkieru,

– odpadów o znacznej wartości opałowej i zawierających składniki mineralne

Stosowany termin

Definicja

Cement biały

Cement określony następującym kodem PRODCOM 2007: 26.51.12.10 – Biały cement portlandzki

Cement specjalny

Cementy specjalne określone następującymi kodami PRODCOM 2007:

– 26.51.12.50 – Cement glinowy

– 26.51.12.90 – Pozostałe cementy hydrauliczne

Wapno tlenkowo-magnezowe lub dolomit kalcynowany

Mieszanina tlenków wapnia i magnezu wytworzona w drodze dekarbonizacji dolomitu (CaCO₃.MgCO₃) o zawartości resztkowego CO₂ w produkcie powyżej 0,25 % i gęstości objętościowej produktu handlowego znacznie niższej od 3,05 g/cm³. Zawartość wolnego MgO wynosi zazwyczaj od 25 % do 40 %

Dolomit spiekany

Mieszanina tlenków wapnia i magnezu używana wyłącznie do produkcji cegieł ogniotrwałych i innych produktów ogniotrwałych, o gęstości objętościowej co najmniej 3,05 g/cm³

Stosowany termin

Definicja

NO_x wyrażone jako NO₂

Suma tlenku azotu (NO) i dwutlenku azotu (NO₂) wyrażona jako NO₂

SO_x wyrażone jako SO₂

Suma dwutlenku siarki (SO₂) i trójtlenku siarki (SO₃) wyrażona jako SO₂

Chlorowodór wyrażony jako HCl

Wszystkie chlorki gazowe wyrażone jako HCl

Fluorowodór wyrażony jako HF

Wszystkie fluorki gazowe wyrażone jako HF

Skróty

ASK

Piec szybowy pierścieniowy

DBM

Martwo palony tlenek magnezu

I-TEQ

Międzynarodowy równoważnik toksyczności

LRK

Piec obrotowy długi

MFSK

Piec szybowy zasilany mieszanym wsadem

OK

Pozostałe piece

W przemyśle wapienniczym są to:

– piece szybowe dwuskośne

– piece szybowe wielokomorowe

– piece szybowe z centralnym palnikiem

– piece szybowe z zewnętrznymi komorami

– piece szybowe z palnikiem belkowym

– piece szybowe z wewnętrznym łukiem

– piece z rusztem wędrownym

– piece typu „Top-shaped”

– piece z kalcynatorem płomieniowym

– piece z obrotowym paleniskiem

OSK

Pozostałe piece szybowe (piece szybowe inne niż ASK i MFSK)

PCDD

Polichlorowane dibenzo-p-dioksyny

PCDF

Polichlorowany dibenzofuran

PFRK

Piec regeneracyjno-współprądowy

PRK

Piec obrotowy z podgrzewaczem

Rodzaje działalności

Warunki referencyjne

Rodzaje działalności związane z piecami

Przemysł cementowy

10 % obj. tlenu

Przemysł wapienniczy (¹)

11 % obj. tlenu

Przemysł produkcji tlenku magnezu (metodą suchą) (²)

10 % obj. tlenu

Rodzaje działalności niezwiązane z piecami

Wszystkie procesy

W odniesieniu do tlenu korekta nie ma zastosowania

Instalacje hydratyzowania wapna

Zgodnie z emisją

(w odniesieniu do tlenu i suchego gazu korekta nie ma zastosowania)

(¹) W przypadku dolomitu spiekanego produkowanego w „procesie podwójnym” korekta w odniesieniu do tlenu nie ma zastosowania.

(²) W przypadku martwo palonego tlenku magnezu (DBM) produkowanego w „procesie podwójnym” korekta w odniesieniu do tlenu nie ma zastosowania.

Wartość średnia dobowa

Średnia wartość w okresie 24 godzin mierzona poprzez ciągłe monitorowanie emisji

Wartość średnia w okresie pobierania próbek

Wartość średnia dla pomiarów punktowych (okresowych) trwających co najmniej 30 minut, o ile nie podano inaczej

Technika

a

Wybranie odpowiedniego miejsca na operacje powodujące hałas

b

Obudowanie miejsca prowadzenia operacji/urządzeń powodujących hałas

c

Stosowanie izolacji przeciwwibracyjnej do operacji/urządzeń

d

Stosowanie okładzin wewnętrznych i zewnętrznych z materiału absorbującego uderzenia

e

Izolacja dźwiękoszczelna budynków w celu odizolowania hałaśliwych operacji z wykorzystaniem urządzeń do przeróbki materiałów

f

Stosowanie ścian chroniących przed hałasem lub naturalnych barier dla hałasu

g

Stosowanie tłumików na wylotach kominów

h

Izolacja kanałów i końcowych wentylatorów umieszczonych w dźwiękoszczelnych budynkach

i

Zamykanie drzwi i okien na terenie budynków

j

Stosowanie izolacji dźwiękowej hal maszyn

k

Stosowanie izolacji dźwiękowej otworów w ścianach, np. instalacja śluz w punktach wejścia przenośników taśmowych

l

Instalacja pochłaniaczy dźwięku przy wylotach powietrza, np. wylotach oczyszczonego gazu w urządzeniach odpylających

m

Zmniejszenie prędkości przepływu w kanałach

n

Stosowanie izolacji dźwiękowej kanałów

o

Stosowanie takiego układu źródeł hałasu i potencjalnie rezonujących elementów (np. kompresorów i kanałów), aby były one rozdzielone

p

Stosowanie tłumików do wentylatorów w filtrach

q

Stosowanie dźwiękoszczelnych modułów w urządzeniach technicznych (np. kompresorach)

r

Stosowanie gumowych osłon w młynach (dla uniknięcia kontaktu metalu z metalem)

s

Stawianie budynków lub sadzenie drzew i krzewów pomiędzy obszarem chronionym a działalnością powodującą hałas

Technika

a

Optymalizacja kontroli procesu, w tym skomputeryzowane automatyczne systemy sterowania

b

Stosowanie nowoczesnych, grawimetrycznych układów podawania paliw stałych

Technika

Możliwość zastosowania

a

Ciągły pomiar parametrów procesu świadczących o jego stabilności, takich jak temperatura, zawartość O₂, ciśnienie i prędkość przepływu

Zastosowanie ogólne

b

Monitorowanie i stabilizacja krytycznych parametrów procesu, tj. podawania jednorodnej nadawy surowcowej i paliw, stałego dozowania i utrzymania nadmiaru tlenu

Zastosowanie ogólne

c

Pomiary ciągłe emisji NH₃, gdy stosowana jest SNCR

Zastosowanie ogólne

d

Pomiary ciągłe emisji pyłu, NO_x, SO_x i CO

Zastosowanie do procesów w piecach

e

Okresowe pomiary emisji PCDD/F i metali

f

Ciągłe lub okresowe pomiary emisji HCl, HF i całkowitego węgla organicznego

g

Ciągłe lub okresowe pomiary emisji pyłu

Zastosowanie do rodzajów działalności niezwiązanych z piecami.

W przypadku małych źródeł emisji (< 10 000 Nm³/h) z operacji, przy których występuje duże zapylenie, innych niż chłodzenie i główne procesy mielenia, częstotliwość pomiarów lub kontroli działania powinna być wyznaczona w oparciu o system obsługi technicznej

Proces

Jednostka

Poziomy zużycia energii związane z BAT (¹)

Metoda sucha z wielostopniowym podgrzewaczem i prekalcynatorem

MJ/tona klinkieru

2 900– 3 300 (²) (³)

(¹) Poziomy te nie mają zastosowania do instalacji produkujących cement specjalny lub klinkier cementu białego, które wymagają znacznie wyższych temperatur procesu ze względu na charakterystykę produktu.

(²) W normalnych (z wyjątkiem np. rozruchu i zatrzymania) i optymalnych warunkach eksploatacji.

(³) Wydajność wpływa na zapotrzebowanie na energię, przy czym większa wydajność daje możliwość oszczędzania energii, zaś mniejsza wymaga więcej energii. Zużycie energii zależy również od liczby stopni w podgrzewaczu cyklonowym – im więcej stopni, tym niższe zużycie energii w piecu. Odpowiednia liczba stopni podgrzewacza cyklonowego zależy głównie od zawartości wilgoci w surowcach.

Technika

Możliwość zastosowania

a

Stosowanie ulepszonych i optymalnych systemów piecowych oraz równomierna i stabilna praca pieca przy eksploatacji w warunkach zbliżonych do ustalonych parametrów procesu poprzez:

I. optymalizację kontroli procesu, w tym skomputeryzowane automatyczne systemy sterowania;

II. stosowanie nowoczesnych, grawimetrycznych układów podawania paliw stałych;

III. podgrzewanie i prekalcynację w możliwym zakresie przy istniejącej konfiguracji systemu piecowego

Zastosowanie ogólne. W przypadku pieców istniejących możliwość stosowania podgrzewania i prekalcynacji zależy od konfiguracji systemu piecowego

b

Odzysk nadmiarowego ciepła z pieców, w szczególności ze strefy chłodzenia. Nadmiarowe ciepło ze strefy chłodzenia pieca (gorące powietrze) lub z podgrzewacza można w szczególności wykorzystać do osuszania surowców

Technika ma ogólne zastosowanie w przemyśle cementowym.

Odzysk nadmiarowego ciepła ze strefy chłodzenia jest możliwy, jeżeli stosowane są chłodniki rusztowe.

W przypadku chłodników obrotowych odzysk ciepła nadmiarowego jest ograniczony.

c

Stosowanie odpowiedniej liczby stopni w podgrzewaczu cyklonowym, uwzględniające charakterystykę i właściwości stosowanych surowców i paliw

Stopnie w podgrzewaczu cyklonowym mają zastosowanie w nowych i znacząco zmodernizowanych zakładach

d

Stosowanie paliw, które dzięki swoim właściwościom mają korzystny wpływ na zużycie energii cieplnej

Technika ma ogólne zastosowanie w przypadku pieców cementowych w zależności od dostępności paliwa, a w przypadku pieców istniejących w zależności od możliwości technicznych wtrysku paliwa do pieca

e

Przy zamianie paliwa konwencjonalnego na paliwo odpadowe stosowanie optymalnych i odpowiednich systemów piecowych do spalania odpadów

Technika ma ogólne zastosowanie do wszystkich rodzajów pieców cementowych

f

Minimalizacja bypassu piecowego

Technika ma ogólne zastosowanie w przemyśle cementowym

Technika

a

Stosowanie systemów zarządzania energią

b

Stosowanie urządzeń do przemiału i innych urządzeń elektrycznych o wysokiej sprawności energetycznej

c

Stosowanie ulepszonych systemów monitorowania

d

Ograniczenie przedostawania się powietrza do układu

e

Optymalizacja kontroli procesu

Technika

a

Stosowanie systemów zapewniania jakości, by zagwarantować właściwości odpadów oraz by prowadzić analizę każdego typu odpadów, które mają zostać wykorzystane jako surowiec lub paliwo w piecu cementowym, pod kątem następujących parametrów:

I. stała jakość;

II. kryteria fizyczne, np. emisyjność, rozdrobnienie, reaktywność, spiekalność, wartość opałowa;

III. kryteria chemiczne, np. zawartość chloru, siarki, metali alkalicznych i fosforu oraz odpowiednich metali

b

Kontrola poziomu zawartości chloru, odpowiednich metali (w tym kadmu, rtęci, talu), siarki, zawartość chlorowców ogółem w odniesieniu do każdego typu odpadów, które będą wykorzystane jako surowiec lub paliwo w piecu cementowym

c

Stosowanie systemów zapewnienia jakości w odniesieniu do każdego ładunku odpadów

Technika

a

Używanie właściwych pod względem temperatury i czasu przebywania, punktów dozowania odpadów do pieca, w zależności od jego budowy i sposobu eksploatacji

b

Wprowadzanie do stref pieca o odpowiednio wysokich temperaturach materiałów odpadowych zawierających komponenty organiczne, które mogą zostać zgazowane przed strefą kalcynowania,

c

Prowadzenie eksploatacji w taki sposób, by gaz powstały ze współspalania odpadów był podgrzewany w sposób równomierny i kontrolowany, nawet w najbardziej niesprzyjających warunkach, do temperatury 850 °C na dwie sekundy

d

Podniesienie temperatury do 1 100 °C, jeżeli współspalane są odpady niebezpieczne zawierające ponad 1 % związków chlorowcoorganicznych wyrażonych jako chlor

e

Podawanie odpadów w sposób ciągły i nieprzerwany

f

Wstrzymanie lub zakończenie współspalania odpadów w fazach takich jak rozruch lub zatrzymanie, gdy niemożliwe jest osiągnięcie odpowiednich temperatur i czasu przebywania, zgodnie z pkt a) – d) powyżej

Technika

Możliwość zastosowania

a

Stosowanie prostego, liniowego układu instalacji

Możliwe do zastosowania tylko w nowych zakładach

b

Obudowanie/zamknięcie miejsca prowadzenia operacji, przy których występuje duże zapylenie, takich jak mielenie, przesiewanie i mieszanie

Zastosowanie ogólne

c

Stosowanie osłon przenośników i elewatorów, które powinny być konstruowane jako systemy zamknięte dla materiałów powodujących pylenie

d

Ograniczenie nieszczelności i punktów wysypywania się materiałów

e

Stosowanie zautomatyzowanych urządzeń i systemów sterowania

f

Zapewnienie niezakłóconej eksploatacji

g

Zapewnienie właściwej i kompleksowej konserwacji instalacji przy użyciu odkurzaczy przenośnych i stacjonarnych:

– podczas działań konserwacyjnych lub w przypadkach problemów z systemem przenośników może nastąpić wysypanie materiałów. Aby zapobiec powstawaniu rozproszonego pyłu podczas usuwania wysypanych materiałów, należy stosować urządzenia odkurzające. Nowe budynki można łatwo wyposażyć w przewody rurowe do odkurzaczy stacjonarnych, podczas gdy w budynkach istniejących zazwyczaj lepiej się sprawdzają urządzenia przenośne i elastyczne łączenia,

– w szczególnych przypadkach zastosowanie procesu cyrkulacji do systemów transportu pneumatycznego może być bardziej korzystne

h

Wentylacja i odpylanie na filtrach tkaninowych:

– o ile to możliwe, wszystkie transporty materiału należy prowadzić w systemach zamkniętych, w których utrzymywane jest podciśnienie. Powietrze odsysane w tym celu podlega następnie odpylaniu przez filtr tkaninowy przed jego uwolnieniem do atmosfery

i

Stosowanie zamkniętego składowania z automatycznymi systemami transportu:

– za najbardziej skuteczne rozwiązanie problemu pyłu rozproszonego generowanego przez duże zapasy materiału uznaje się hale klinkieru i zamknięte, w pełni zautomatyzowane składy surowca. Magazyny takie są wyposażone w filtry tkaninowe w celu zapobiegania tworzeniu rozproszonego pyłu podczas operacji załadunku i rozładunku,

– należy używać silosów magazynowych o odpowiedniej pojemności, wyposażonych we wskaźniki poziomu z wyłącznikami przerywającymi i filtrami do zapylonego powietrza wypchniętego podczas operacji napełniania

j

Korzystanie przy wysyłce i załadunku cementu z elastycznych przewodów do napełniania wyposażonych w system usuwania pyłu do załadunku cementu, skierowanych w stronę ładowni ciężarówki

Technika

a

Przykrywanie lub obudowanie miejsca składowania materiałów sypkich kranami, ścianami lub barierą pionowo rosnącej zieleni (umieszczenie sztucznych lub naturalnych barier w celu ochrony otwartych pryzm przed wiatrem)

b

Stosowanie ochrony otwartych pryzm przed wiatrem:

– należy unikać magazynowania materiałów pylących w pryzmach na zewnątrz, ale gdy już takie pryzmy istnieją, możliwe jest zmniejszenie pylenia poprzez zastosowanie odpowiednio zaprojektowanych barier wiatrowych

c

Stosowanie spryskiwania wodą i chemicznych środków ograniczających pylenie:

– jeżeli punktowe źródło rozproszonego pyłu jest dobrze zlokalizowane, można zainstalować system zraszania wodą. Zwilżenie cząstek pyłu wspomaga ich zlepianie się i przyczynia się do osadzania pyłu. Dostępne są różne środki mogące poprawić ogólną efektywność zraszania wodą

d

Utwardzenie podłoża, zwilżanie drogi i utrzymywanie czystości:

– obszary ruchu ciężarówek należy, o ile to możliwe, utwardzić i utrzymywać powierzchnię w jak największej czystości. Zwilżanie dróg może przyczynić się do zmniejszenia emisji niezorganizowanej pyłu, w szczególności przy braku opadów. Drogi można również oczyszczać za pomocą zamiatarek. Aby utrzymywać emisję niezorganizowaną pyłu na jak najniższym poziomie, należy stosować dobre praktyki w zakresie utrzymywania porządku

e

Nawilżanie pryzm:

– niezorganizowaną emisję pyłu z pryzm można zmniejszyć poprzez wystarczające nawilżanie punktów załadunku i rozładunku oraz stosowanie przenośników taśmowych o regulowanej wysokości

f

Dopasowanie wysokości rozładunku do zmieniającej się wysokości pryzmy, jeśli to możliwe – automatycznie, lub poprzez zmniejszenie prędkości rozładunku, gdy nie da się uniknąć emisji pyłu w punkcie załadunku lub rozładunku

Technika (¹)

Możliwość zastosowania

a

Elektrofiltry (ESP)

Zastosowanie do wszystkich rodzajów pieców

b

Filtry tkaninowe

c

Filtry hybrydowe

(¹) Opis przedmiotowych technik przedstawiono w pkt 1.5.1.

Technika (¹)

Możliwość zastosowania

a

Elektrofiltry (ESP)

Technika ma ogólne zastosowanie dla chłodników klinkieru i młynów do cementu

b

Filtry tkaninowe

Technika ma ogólne zastosowanie do chłodników klinkieru i młynów

c

Filtry hybrydowe

Technika ma zastosowanie do chłodników klinkieru i młynów do cementu

(¹) Opis przedmiotowych technik przedstawiono w pkt 1.5.1.

Technika (¹)

Możliwość zastosowania

a

Techniki podstawowe

I. Chłodzenie płomienia

Technika ma ogólne zastosowanie do wszystkich rodzajów pieców stosowanych w produkcji cementu. Zakres stosowalności może być ograniczony przez wymogi dotyczące jakości produktu i potencjalny wpływ na stabilność procesu

II. Palniki niskoemisyjne NO_x

Zastosowanie do wszystkich pieców obrotowych, zarówno w piecu głównym, jak i w prekalcynatorze

III. Opalanie wewnątrzpiecowe

Technika ma ogólne zastosowanie do pieców obrotowych długich

IV. Dodanie mineralizatorów w celu poprawienia spiekalności (mineralizacja klinkieru)

Technika ma ogólne zastosowanie do pieców obrotowych, zależnie od wymogów dotyczących jakości produktu końcowego

V. Optymalizacja procesu

Technika ma ogólne zastosowanie do wszystkich rodzajów pieców

b

spalanie etapowe (paliwa konwencjonalne lub odpadowe), również w połączeniu z prekalcynatorem i wykorzystaniem optymalnej mieszanki paliwowej

Technika ma ogólne zastosowanie tylko w piecach wyposażonych w prekalcynator. W systemach piecowych z podgrzewaczem cyklonowym niewyposażonych w prekalcynator konieczne są znaczne modyfikacje instalacji.

W piecach niewyposażonych w prekalcynator opalanie paliwem kawałkowym może mieć pozytywny wpływ na redukcję emisji NO_x zależnie od możliwości wytworzenia kontrolowanej atmosfery redukującej i kontroli związanej z tym emisji CO

c

Selektywna redukcja niekatalityczna (SNCR)

Technika zasadniczo ma zastosowanie do obrotowych pieców cementowych. Strefy wtryskiwania różnią się w zależności od rodzaju procesu zachodzącego w piecu. W piecach długich działających w oparciu o metodę mokrą oraz suchą uzyskanie właściwej temperatury i potrzebnego czasu retencji może być trudne. Zob. również BAT 20

d

Selektywna redukcja katalityczna (SCR)

Możliwość zastosowania zależy od dostępności odpowiednich katalizatorów i rozwoju prac badawczych nad opracowaniem katalizatorów dla przemysłu cementowego

(¹) Opis przedmiotowych technik przedstawiono w pkt 1.5.2.

Rodzaj pieca

Jednostka

BAT-AEL

(średnia wartość dobowa)

Piece obrotowe z podgrzewaczem

mg/Nm³

< 200– 450 (¹) (²)

Piece Lepola i piece obrotowe długie

mg/Nm³

400–800 (³)

(¹) Górna granica zakresu BAT-AEL wynosi 500 mg/Nm³, o ile początkowy poziom NO_x po zastosowaniu technik podstawowych wynosi > 1 000 mg/Nm³.

(²) Na zdolność do zachowania wartości w ramach przedmiotowego zakresu może mieć wpływ istniejący system pieca, właściwości mieszanki paliwowej, w tym odpadów, spiekalność surowców (np. cementy specjalne lub klinkier białego cementu). Poziomy niższe od 350 mg/Nm³ można osiągnąć przy użyciu SNCR w piecach pracujących w korzystnych warunkach. W 2008 r. podano niższą wartość – 200 mg/Nm³ jako średnią miesięczną dla trzech instalacji, w których stosowana była łatwo spiekalna mieszanka i metoda SNCR.

(³) W zależności od poziomów początkowych i wycieku NH₃.

Technika

a

Stosowanie odpowiedniej i wystarczająco skutecznej redukcji NO_x oraz stabilnego procesu

b

Stosowanie odpowiedniej proporcji stechiometrycznej amoniaku w celu osiągnięcia jak najskuteczniejszej redukcji NO_x i ograniczenia wycieku NH₃

c

Utrzymywanie wycieku NH₃ (będącego skutkiem nieprzereagowania całego amoniaku) z gazów odlotowych na jak najniższym poziomie przy uwzględnieniu korelacji między skutecznością redukcji emisji NO_x i wyciekiem NH₃

Parametr

Jednostka

BAT-AEL

(średnia wartość dobowa)

Wyciek NH₃

mg/Nm³

< 30– 50 (¹)

(¹) Wyciek amoniaku zależy od początkowego poziomu NO_x i od skuteczności redukcji emisji tych związków. Dla pieców Lepola oraz pieców obrotowych długich poziomy te mogą być nawet wyższe.

Technika (¹)

Możliwość zastosowania

a

Dodatek absorbentu

Dodanie absorbentu zasadniczo można zastosować we wszystkich rodzajach pieców, jednak w większości przypadków robi się to w podgrzewaczach cyklonowych. Dodanie wapna do wsadu obniża jakość granulek/bryłek i powoduje problemy z przepływem w piecach Lepola. W przypadku pieców z podgrzewaczem ustalono, że wtryskiwanie wapna gaszonego bezpośrednio do gazów odlotowych jest mniej skuteczne niż jego dodawanie do wsadu

b

Płuczka mokra

Technika ma zastosowanie do wszystkich rodzajów pieców cementowych, w których są odpowiednie (wystarczające) poziomy SO₂ do produkcji gipsu.

(¹) Opis przedmiotowych technik przedstawiono w pkt 1.5.3.

Parametr

Jednostka

BAT-AEL (¹) (²)

(średnia wartość dobowa)

SO_x wyrażone jako SO₂

mg/Nm³

< 50– 400

(¹) Przy podawaniu zakresu wzięto pod uwagę zawartość siarki w surowcach.

(²) W przypadku produkcji cementu białego i klinkieru cementu specjalnego zdolność klinkieru do zatrzymywania siarki zawartej w paliwie może być znacznie niższa, co prowadzi do większych emisji SO_x.

Technika

a

Kontrolowanie pików CO w celu skrócenia przestojów ESP

b

Ciągłe, automatyczne pomiary poziomu CO za pomocą urządzeń monitorujących o krótkim czasie odpowiedzi, ulokowanych w pobliżu źródła CO

Technika

a

Stosowanie surowców i paliw o niskiej zawartości chloru

b

Ograniczanie zawartości chloru w odpadach, które mają zostać wykorzystane jako surowiec lub paliwo w piecu cementowym

Technika

a

Stosowanie surowców i paliw o niskiej zawartości fluoru

b

Ograniczanie zawartości fluoru w odpadach, które mają zostać wykorzystane jako surowiec lub paliwo w piecu cementowym

Technika

Możliwość zastosowania

a

Staranny wybór i kontrola wsadu pieca (surowców) pod kątem zawartości chloru, miedzi i lotnych związków organicznych

Zastosowanie ogólne

b

Staranny wybór i kontrola paliw piecowych pod kątem zawartości chloru i miedzi

Zastosowanie ogólne

c

Ograniczenie/unikanie stosowania odpadów zawierających chlorowane substancje organiczne

Zastosowanie ogólne

d

Unikanie podawania paliw o wysokiej zawartości halogenów (np. chloru) do spalania wtórnego

Zastosowanie ogólne

e

Szybkie chłodzenie gazów odlotowych z pieca do temperatury niższej niż 200 °C i minimalizacja czasu przebywania spalin i tlenu w strefach, w których panuje temperatura w zakresie 300–450 °C

Technika ma zastosowanie do pieców długich działających w oparciu o metodę mokrą i suchą bez podgrzewaczy. Nowoczesne piece z podgrzewaczem i prekalcynatorem już mają taką funkcję.

f

Wstrzymanie współspalania odpadów przy operacjach takich jak rozruch lub zatrzymanie pieca

Zastosowanie ogólne

Technika

a

Wybór materiałów o niskiej zawartości odnośnych metali i ograniczanie zawartości w materiałach tych metali, w szczególności rtęci

b

Stosowanie systemu zapewniania jakości, aby zagwarantować właściwości stosowanych materiałów odpadowych

c

Stosowanie skutecznych technik usuwania pyłu przedstawionych w BAT 17

Metale

Jednostka

BAT-AEL

(wartość średnia w okresie pobierania próbek (pomiary punktowe przez minimum pół godziny))

Hg

mg/Nm³

< 0,05 (²)

Σ (Cd, Tl)

mg/Nm³

< 0,05 (¹)

Σ (As, Sb, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V)

mg/Nm³

< 0,5 (¹)

(¹) Niskie poziomy zgłaszano w zależności od jakości surowców i paliw.

(²) Niskie poziomy zgłaszano w zależności od jakości surowców i paliw. Wartości przekraczające 0,03 mg/Nm³ należy zbadać. Przy wartościach bliskich 0,05 mg/Nm³ należy rozważyć dodatkowe techniki (np. zmniejszenie temperatury gazów odlotowych, zastosowanie węgla aktywnego).

Technika

Możliwość zastosowania

a

Ponowne wykorzystanie wychwyconego w procesie pyłu, na ile jest to możliwe

Technika ma zastosowanie ogólne w zależności od składu chemicznego pyłu

b

Wykorzystywanie pyłu do wytworzenia innych produktów komercyjnych, o ile to możliwe

Wykorzystanie pyłu do wytworzenia innych produktów komercyjnych może nie zależeć od operatora

Technika

a

Optymalizacja kontroli procesu, w tym skomputeryzowane automatyczne systemy sterowania

b

Stosowanie nowoczesnych, grawimetrycznych układów podawania paliw stałych lub mierników przepływu gazu

Technika

Możliwość zastosowania

a

Ciągły pomiar parametrów procesu świadczących o jego stabilności, takich jak temperatura, zawartość O₂, ciśnienie, prędkość przepływu i emisje CO

Zastosowanie do procesów w piecach

b

Monitorowanie i stabilizacja krytycznych parametrów procesu, np. podawania paliwa, stałego dozowania i utrzymania nadmiaru tlenu

c

Pomiary ciągłe lub okresowe emisji pyłu, NO_x, SO_x i CO, oraz emisji NH₃ w przypadku stosowania SNCR

Zastosowanie do procesów w piecach

d

Ciągłe lub okresowe pomiary emisji HCl i HF w przypadku, gdy zachodzi współspalanie odpadów

Zastosowanie do procesów w piecach

e

Ciągłe lub okresowe pomiary emisji TOC, lub pomiary ciągłe w przypadku, gdy zachodzi współspalanie odpadów

Zastosowanie do procesów w piecach

f

Okresowe pomiary emisji PCDD/F i metali

Zastosowanie do procesów w piecach

g

Ciągłe lub okresowe pomiary emisji pyłu

Zastosowanie do procesów niezwiązanych z piecami

W przypadku małych źródeł emisji (< 10 000 Nm³/h) częstotliwość pomiarów powinna być wyznaczona w oparciu o system obsługi technicznej

Technika

Opis

Możliwość zastosowania

a

Stosowanie ulepszonych i optymalnych systemów piecowych oraz równomierna i stabilna praca pieca przy eksploatacji w warunkach zbliżonych do ustalonych parametrów procesu poprzez:

I. optymalizację kontroli procesu;

II. odzysk ciepła z gazów odlotowych (np. wykorzystywanie nadmiarowego ciepła z pieców obrotowych do suszenia wapienia w innych procesach takich jak mielenie wapienia);

III. stosowanie nowoczesnych, grawimetrycznych układów podawania paliw stałych;

IV. konserwacja sprzętu (np. szczelność, erozja wymurówki);

V. stosowanie optymalnej wielkości ziaren kamienia

Utrzymywanie parametrów kontrolnych pieca zbliżonych do ich wartości optymalnych przyczynia się do zmniejszenia wszystkich parametrów zużycia, m. in. dzięki mniejszej liczbie przestojów i zakłóceń.

Stosowanie optymalnej wielkości ziaren kamienia zależy od dostępności surowca

Technika a) pkt II ma zastosowanie tylko do pieców obrotowych długich (LRK)

b

Stosowanie paliw, które dzięki swojej charakterystyce mają korzystny wpływ na zużycie energii cieplnej

Właściwości paliw, np. wysoka wartość opałowa i niska zawartość wilgoci, mogą mieć korzystny wpływ na zużycie energii cieplnej

Możliwość zastosowania zależy od możliwości technicznych podawania do pieca wybranego paliwa i od dostępności odpowiednich paliw (np. o wysokiej wartości opałowej i niskiej zawartości wilgoci), na którą może mieć wpływ polityka energetyczna państwa członkowskiego

c

Ograniczanie nadmiaru powietrza

Zmniejszenie nadmiaru powietrza wykorzystywanego do spalania ma bezpośredni wpływ na zużycie paliwa, ponieważ wysoka zawartość procentowa powietrza powoduje, że potrzeba więcej energii cieplnej, aby podgrzać nadmiarową objętość.

Ograniczenie nadmiaru powietrza ma wpływ na zużycie energii cieplnej tylko w przypadku LRK i PRK.

Technika ta może potencjalnie przyczynić się do zwiększenia emisji TOC i CO

Technika ma zastosowanie do pieców LRK i PRK przy ograniczeniach wynikających z możliwości przegrzania w niektórych strefach pieca, co powoduje skrócenie czasu eksploatacji wymurówki

Rodzaj pieca

Zużycie energii cieplnej (¹)

GJ/tona produktu

Piece obrotowe długie (LRK)

6,0– 9,2

Piece obrotowe z podgrzewaczem (PRK)

5,1– 7,8

Piece regeneracyjno-współprądowe (PFRK)

3,2– 4,2

Piece szybowe pierścieniowe (ASK)

3,3– 4,9

Piece szybowe zasilane mieszanym wsadem (MFSK)

3,4–4,7

Pozostałe piece (OK)

3,5– 7,0

(¹) Zużycie energii zależy od rodzaju produktu, jego jakości, warunków procesu i surowców.

Technika

a

Stosowanie systemów zarządzania energią

b

Stosowanie optymalnej wielkości ziaren kamienia wapiennego

c

Stosowanie urządzeń rozdrabniających i innych urządzeń elektrycznych o wysokiej efektywności energetycznej

Technika

Możliwość zastosowania

a

Wydobywanie konkretnego rodzaju kamienia wapiennego, jego kruszenie i dobrze ukierunkowane wykorzystanie (z uwzględnieniem jakości i rozmiaru ziaren)

Technika ma zastosowanie ogólne w przemyśle wapienniczym, jednak obróbka kamieni zależy od jakości kamienia wapiennego

b

Wybór pieców, w których stosowane są optymalne techniki umożliwiające pracę z kamieniem wapiennym o różnych rozmiarach ziaren w celu optymalnego wykorzystania wydobytego kamienia wapiennego

Technika ma zastosowanie w nowych instalacjach i znacząco zmodernizowanych piecach.

W piecach pionowych zasadniczo można spalać tylko gruboziarniste kawałki kamienia wapiennego. Przystosowane do drobnego kamienia wapiennego piece regeneracyjno-współprądowe lub obrotowe mogą działać przy mniejszych rozmiarach ziaren kamienia wapiennego

Technika

a

Stosowanie systemu zapewniania jakości, by zagwarantować i kontrolować właściwości odpadów oraz by prowadzić analizę każdego typu odpadów, które mają zostać wykorzystane jako paliwo w piecu, pod kątem następujących parametrów:

I. stała jakość;

II. kryteria fizyczne, np. powstawanie emisji, gruboziarnistość, reaktywność, zdolność do spiekania, wartość opałowa;

III. kryteria chemiczne, np. zawartość chloru ogółem, zawartość siarki, zasad i fosforanów oraz istotnych metali (np. zawartość chromu, ołowiu, kadmu, rtęci, talu ogółem)

b

Kontrolowanie ilości istotnych związków w odniesieniu do każdego typu odpadów, które mają zostać wykorzystane jako paliwo – parametrów takich jak zawartość chlorowców ogółem, metali (np. chromu, ołowiu, kadmu, rtęci, talu ogółem) i siarki

Technika

a

Stosowanie właściwych palników do podawania odpowiednich odpadów, w zależności od konstrukcji i sposobu eksploatacji pieca

b

Prowadzenie eksploatacji w taki sposób, by gaz powstały ze współspalania odpadów podgrzewany był w sposób równomierny i kontrolowany, nawet w najbardziej niesprzyjających warunkach, do temperatury 850 °C na dwie sekundy

c

Podniesienie temperatury do 1 100 °C, jeżeli współspalane odpady to odpady niebezpieczne zawierające ponad 1 % związków chlorowcoorganicznych wyrażonych jako chlor

d

Podawanie odpadów w sposób ciągły i nieprzerwany

e

Zakończenie podawania odpadów w fazach takich jak rozruch lub zatrzymanie, gdy niemożliwe jest osiągnięcie odpowiednich temperatur i czasu przebywania, zgodnie z pkt b) i c) powyżej

Technika

a

Obudowanie/zamknięcie miejsca wykonywania operacji, przy których występuje duże zapylenie, takich jak mielenie, przesiewanie i mieszanie

b

Stosowanie zakrytych przenośników i podnośników o konstrukcji zamkniętej, jeżeli prawdopodobne jest uwalnianie pyłu z materiału pylącego

c

Stosowanie silosów magazynowych o odpowiedniej pojemności, wyposażonych we wskaźniki poziomu z wyłącznikami przerywającymi i filtrami do zapylonego powietrza wypchniętego podczas operacji napełniania

d

Stosowanie do systemów transportu pneumatycznego bardziej korzystnego procesu cyrkulacji

e

Przygotowywanie materiału w systemach zamkniętych, w których utrzymywane jest podciśnienie, i odpylanie odsysanego powietrza przez filtr tkaninowy przed jego uwolnieniem do atmosfery

f

Ograniczenie liczby punktów przedostawania się powietrza i wycieków, ukończenie instalacji

g

Właściwa i kompleksowa konserwacja instalacji

h

Stosowanie zautomatyzowanych urządzeń i systemów sterowania

i

Stosowanie ciągłego, niezakłóconego trybu eksploatacji

j

Stosowanie do załadunku wapna elastycznych rur napełniających wyposażonych w system usuwania pyłu, umieszczonych w ładowni ciężarówki

Technika

a

Obudowanie miejsc składowania ekranami, ścianami lub barierą pionowo rosnącej zieleni (umieszczenie sztucznych lub naturalnych barier w celu ochrony otwartych pryzm przed wiatrem)

b

Stosowanie silosów do magazynowania produktu i zamkniętych, w pełni zautomatyzowanych magazynów surowców. Magazyny takie są wyposażone w co najmniej jeden filtr tkaninowy w celu zapobiegania powstawaniu rozproszonego pyłu podczas operacji załadunku i rozładunku

c

Zmniejszenie rozproszonych emisji pyłu z pryzm poprzez wystarczające nawilżanie punktów załadunku i rozładunku pryzm oraz stosowanie przenośników taśmowych o regulowanej wysokości. Przy stosowaniu technik nawilżania lub zraszania można uszczelnić podłoże i zbierać nadmiar wody, która w razie potrzeby może być następnie oczyszczona i wykorzystywana w cyklach zamkniętych

d

Zmniejszenie rozproszonej emisji pyłu w punktach załadunku lub rozładunku składowanego materiału, jeżeli nie da się tej emisji uniknąć, poprzez dopasowanie wysokości rozładunku do zmieniającej się wysokości pryzmy, automatycznie o ile to możliwe, lub poprzez zmniejszenie prędkości rozładunku

e

Utrzymywanie wilgoci w miejscach składowania, zwłaszcza w obszarach suchych, za pomocą urządzeń zraszających, oraz ich czyszczenie przy użyciu pojazdów czyszczących

f

Stosowanie urządzeń odkurzających podczas usuwania wysypanego materiału. Nowe budynki można łatwo wyposażyć w systemy odkurzaczy stacjonarnych, podczas gdy w budynkach istniejących zazwyczaj lepiej się sprawdzają urządzenia przenośne i elastyczne łączenia

g

Zmniejszenie rozproszonych emisji pyłu powstających w obszarach ruchu ciężarówek poprzez utwardzenie powierzchni, o ile to możliwe, i utrzymywanie jej w jak największej czystości. Zwilżanie dróg może przyczynić się do zmniejszenia rozproszonych emisji pyłu, w szczególności przy braku opadów. Aby utrzymywać rozproszone emisje pyłu na jak najniższym poziomie, można stosować dobre praktyki w zakresie utrzymywania porządku

Technika (¹) (²)

Możliwość zastosowania

a

Filtr tkaninowy

Technika ma zastosowanie ogólne do instalacji, w których odbywa się mielenie i rozdrabnianie, procesów pomocniczych w przemyśle wapienniczym, transportu materiałów oraz obiektów do składowania i załadunku. Wysoka wilgotność i niska temperatura gazów odlotowych może ograniczyć możliwość zastosowania filtrów tkaninowych w zakładach hydratyzowania

b

Płuczki mokre

Zastosowanie głównie dla potrzeb zakładów hydratyzowania

(¹) Opis przedmiotowych technik przedstawiono w pkt 1.6.1.

(²) W razie potrzeby do wstępnego oczyszczania gazów odlotowych można zastosować separatory odśrodkowe/cyklony.

Technika

Jednostka

BAT-AEL

(wartość średnia dobowa lub średnia z okresu pobierania próbek (pomiary punktowe przez co najmniej pół godziny))

Filtr tkaninowy

mg/Nm³

< 10

Płuczka mokra

mg/Nm³

< 10– 20

Technika (¹)

Możliwość zastosowania

a

ESP

Zastosowanie do wszystkich rodzajów pieców

b

Filtr tkaninowy

Zastosowanie do wszystkich rodzajów pieców

c

Separator pyłu mokry

Zastosowanie do wszystkich rodzajów pieców

d

Separator odśrodkowy/cyklon

Separatory odśrodkowe nadają się do zastosowania tylko jako separatory wstępne i można je wykorzystać do wstępnego oczyszczania gazów odlotowych ze wszystkich rodzajów pieców

(¹) Opis przedmiotowych technik przedstawiono w pkt 1.6.1.

Technika

Jednostka

BAT-AEL

(wartość średnia dobowa lub średnia z okresu pobierania próbek (pomiary punktowe przez co najmniej pół godziny))

Filtr tkaninowy

mg/Nm³

< 10

ESP lub inne filtry

mg/Nm³

< 20 (*)

(*) W wyjątkowych przypadkach, gdy oporność pyłu jest wysoka, BAT-AEL może być wyższy i osiągnąć wartość średnia dobową wynoszącą 30 mg/Nm³.

Technika

Możliwość zastosowania

a

Staranna selekcja i kontrola substancji podawanych do pieca

Zastosowanie ogólne

b

Zmniejszenie zawartości substancji będących prekursorami zanieczyszczeń w paliwach oraz, jeżeli to możliwe, w surowcach, tj.:

I. wybieranie paliw o niskiej zawartości siarki (w szczególności do pieców obrotowych długich), azotu i chloru, o ile są dostępne;

II. wybieranie, o ile to możliwe, surowców o niskiej zawartości materii organicznej;

III. wybieranie paliw odpadowych odpowiednich dla procesu produkcji i palnika

Technika ma ogólne zastosowanie w przemyśle wapienniczym w zależności od lokalnej dostępności surowców i paliw, rodzaju stosowanych pieców, pożądanych cech produktu i technicznej możliwości podawania paliw do wybranego pieca

c

Stosowanie technik optymalizacji procesu w celu zapewnienia skutecznego pochłaniania dwutlenku siarki (np. efektywny kontakt pomiędzy gazami z pieca a wapnem palonym)

Technika ma zastosowanie we wszystkich zakładach wapienniczych.

Całkowita automatyzacja procesu jest zasadniczo nieosiągalna, ponieważ nie da się kontrolować zmiennych, tj. jakości kamienia wapiennego

Technika

Możliwość zastosowania

a

Techniki podstawowe

I. Wybór odpowiedniego paliwa i ograniczenie zawartości azotu w paliwie

Technika ma zastosowanie ogólne w przemyśle wapienniczym w zależności od dostępności paliw, na którą może mieć wpływ polityka energetyczna danego państwa członkowskiego, oraz od technicznej możliwości podawania danego rodzaju paliwa do wybranego pieca

II. Optymalizacja procesu, w tym kształtowania płomienia i profilu temperaturowego

Optymalizację procesu i jego kontroli można stosować w produkcji wapna, ale w zależności od jakości produktu końcowego

III. Konstrukcja palnika (palnik o niskiej emisji NO_x) (¹)

Palniki o niskiej emisji NO_x mają zastosowanie w piecach obrotowych oraz w piecach szybowych pierścieniowych, w których jest duża ilość powietrza pierwotnego. W PFRK i pozostałych piecach szybowych spalanie jest bezpłomieniowe, palniki o niskiej emisji NO_x nie mają zatem zastosowania w tego rodzaju piecach

IV. Stopniowanie powietrza (¹)

Technika nie ma zastosowania w piecach szybowych.

Można ją stosować tylko w piecach obrotowych z podgrzewaczem, ale nie przy produkcji wapna palonego twardego. Możliwość zastosowania może być ograniczona ze względu na rodzaj produktu końcowego z powodu możliwości przegrzania w niektórych strefach pieca, co powoduje degradację okładziny ogniotrwałej

b

SNCR (1)

Technika ma zastosowanie do pieców obrotowych Lepola. Zob. również BAT 46

(¹) Opis przedmiotowych technik przedstawiono w pkt 1.6.2.

Rodzaj pieca

Jednostka

BAT-AEL

(wartość średnia dobowa lub średnia z okresu pobierania próbek (pomiary punktowe przez co najmniej pół godziny), wyrażone jako emisja NO₂)

PFRK, ASK, MFSK, OSK

mg/Nm³

100– 350 (¹) (³)

LRK, PRK

mg/Nm³

< 200–500 (¹) (²)

(¹) Górne granice zakresów dotyczą produkcji wapna tlenkowo-magnezowego i wapna palonego twardego. Poziomy przekraczające górną granicę zakresu mogą być związane z produkcją dolomitu spiekanego.

(²) W przypadku LRK i PRK z szybem, w których wytwarzane jest wapno palone twarde, górna granica poziomu wynosi do 800 mg/Nm³.

(³) W przypadku, gdy techniki podstawowe wskazane w BAT 45 lit. a) pkt I są niewystarczające do osiągnięcia tego poziomu, i nie można zastosować technik wtórnych, by zredukować emisje NO_x do 350 mg/Nm³, górna granica wynosi 500 mg/Nm³, w szczególności dla produkcji wapna palonego twardego oraz gdy jako paliwo stosowana jest biomasa.

Technika

a

Stosowanie odpowiedniej i wystarczająco skutecznej metody redukcji oraz stabilnego procesu

b

Stosowanie odpowiedniej proporcji stechiometrycznej i dystrybucji amoniaku w celu osiągnięcia jak najskuteczniejszej redukcji NO_x i ograniczenia wycieku amoniaku

c

Utrzymywanie emisji wycieku NH₃ (będącej skutkiem obecności amoniaku, który nie uległ reakcji) z gazów odlotowych na jak najniższym poziomie przy uwzględnieniu korelacji między skutecznością redukcji emisji NO_x i wyciekiem NH₃

Technika

Możliwość zastosowania

a

Optymalizacja procesu w celu zapewnienia skutecznego pochłaniania dwutlenku siarki (np. efektywny kontakt pomiędzy gazami z pieca a wapnem palonym)

Optymalizację kontroli procesu można zastosować we wszystkich zakładach wapienniczych

b

Wybieranie paliw o niskiej zawartości siarki

Technika ma zastosowanie ogólne w zależności od dostępności paliw, w szczególności dla pieców obrotowych długich (LRK) z powodu dużej emisji SO_x

c

Stosowanie technik związanych z dodawaniem absorbentu (np. dodawanie absorbentu, oczyszczanie gazów odlotowych za pomocą filtra, płuczka mokra lub wtryskiwanie węgla aktywnego (¹)

Techniki związane z dodawaniem absorbentu zasadniczo można stosować w przemyśle wapienniczym, jednak dana technika nie była stosowana w tym sektorze do 2007 r. Należy przeprowadzić dalsze badania w celu oceny możliwości zastosowania tej techniki, w szczególności w przypadku pieców wapienniczych obrotowych

(¹) Opis przedmiotowych technik przedstawiono w pkt 1.6.3.

Rodzaj pieca

Jednostka

BAT-AEL (¹) (²)

(wartość średnia dobowa lub średnia z okresu pobierania próbek (pomiary punktowe przez co najmniej pół godziny), SO_x wyrażone jako SO₂)

PFRK, ASK, MFSK, OSK, PRK

mg/Nm³

< 50–200

LRK

mg/Nm³

< 50–400

(¹) Poziom zależy od początkowego poziomu SO_x w gazach odlotowych oraz od zastosowanej techniki redukcji.

(²) W przypadku produkcji dolomitu spiekanego przy zastosowaniu „procesu podwójnego” emisje SO_x mogą przekraczać górną granicę zakresu.

Technika

Możliwość zastosowania

a

Wybieranie surowców o niskiej zawartości materii organicznej

Technika ma ogólne zastosowanie w przemyśle wapienniczym przy ograniczeniach wynikających z lokalnej dostępności i składu surowców, rodzaju stosowanych pieców i jakości produktu końcowego

b

Zastosowanie technik optymalizacji procesu w celu osiągnięcia stabilnego i całkowitego spalania

Zastosowanie do wszystkich zakładów wapienniczych.

Całkowita automatyzacja procesu jest zasadniczo nieosiągalna, ponieważ nie da się kontrolować zmiennych, tj. jakości kamienia wapiennego

Rodzaj pieca

Jednostka

BAT-AEL (¹) (²)

(wartość średnia dobowa lub średnia z okresu pobierania próbek (pomiary punktowe przez co najmniej pół godziny))

PFRK, OSK, LRK, PRK

mg/Nm³

< 500

(¹) Emisje mogą być wyższe w zależności od stosowanych surowców lub rodzaju produkowanego wapna, np. wapna hydraulicznego.

(²) BAT-AEL nie ma zastosowania do MFSK i ASK.

Technika

a

Kontrolowanie pików CO w celu skrócenia przestojów ESP

b

Ciągłe, automatyczne pomiary poziomu CO za pomocą urządzeń monitorujących o krótkim czasie reakcji, położonych w pobliżu źródła CO

Technika

a

Stosowanie ogólnych technik podstawowych i monitorowania (zob. również BAT 30 i 31 w pkt 1.3.1 oraz BAT 32 w pkt 1.3.2)

b

Unikanie podawania do pieca surowców o wysokiej zawartości lotnych związków organicznych (z wyjątkiem produkcji wapna hydraulicznego)

Rodzaj pieca

Jednostka

BAT-AEL (¹)

(wartość średnia dobowa lub średnia z okresu pobierania próbek (pomiary punktowe przez co najmniej pół godziny))

LRK, PRK

mg/Nm³

< 10

ASK, MFSK (²), PFRK (²)

mg/Nm³

< 30

(¹) Poziom może być wyższy w zależności od zawartości materii organicznej w stosowanych surowcach lub rodzaju produkowanego wapna, w szczególności przy produkcji naturalnego wapna hydraulicznego.

(²) W wyjątkowych przypadkach poziom może być wyższy.

Technika

a

Stosowanie paliw konwencjonalnych o niskiej zawartości chloru i fluoru

b

Ograniczanie zawartości chloru i fluoru w odpadach, które mają zostać wykorzystane jako paliwo w piecu wapienniczym

Emisje

Jednostka

BAT-AEL

(wartość średnia dobowa lub średnia z okresu pobierania próbek (pomiary punktowe przez co najmniej pół godziny))

HCl

mg/Nm³

< 10

HF

mg/Nm³

< 1

Technika

a

Wybieranie paliw o niskiej zawartości chloru

b

Ograniczanie wprowadzania miedzi w paliwie

c

Minimalizacja czasu przebywania gazów odlotowych i zawartości tlenu w strefach, w których panuje temperatura w zakresie 300–450 °C

Technika

a

Wybieranie paliw o niskiej zawartości metali

b

Stosowanie systemu zapewniania jakości, aby zagwarantować właściwości stosowanych paliw odpadowych

c

Ograniczanie zawartości w materiałach odnośnych metali, w szczególności rtęci

d

Stosowanie jednej z technik usuwania pyłu przedstawionych w BAT 43 lub ich kombinacji

Metale

Jednostka

BAT-AEL

(średnia z okresu pobierania próbek (pomiary punktowe przez co najmniej pół godziny))

Hg

mg/Nm³

< 0,05

Σ (Cd, Tl)

mg/Nm³

< 0,05

Σ (As, Sb, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V)

mg/Nm³

< 0,5

UWAGA: Przy stosowaniu technik wspomnianych w BAT 53 lit. a) – d) podawano niskie poziomy.

Technika

Możliwość zastosowania

a

Ponowne wykorzystywanie w procesie wychwyconego pyłu lub innych cząstek stałych (np. piasku, żwiru)

Zastosowanie ogólne, o ile jest to możliwe

b

Wykorzystywanie pyłu, niespełniającego specyfikacji wapna palonego i wapna hydratyzowanego w wybranych produktach komercyjnych

Technika stosowana zasadniczo w różnego rodzaju wybranych produktach komercyjnych, o ile jest to możliwe

Technika

Możliwość zastosowania

a

Ciągły pomiar parametrów procesu świadczących o jego stabilności, takich jak temperatura, zawartość O₂, ciśnienie, prędkość przepływu

Zastosowanie ogólne do procesów w piecach

b

Monitorowanie i stabilizacja krytycznych parametrów procesu, tzn. podawania surowców i paliwa, stałego dozowania i utrzymania nadmiaru tlenu

c

Ciągłe lub okresowe pomiary emisji pyłu, NO_x, SO_x i CO

Zastosowanie ogólne do procesów w piecach

d

Ciągłe lub okresowe pomiary emisji pyłu

Zastosowanie do procesów niezwiązanych z piecami.

W przypadku małych źródeł emisji (< 10 000 Nm³/h) częstotliwość pomiarów lub kontroli eksploatacji powinna być wyznaczona w oparciu o system obsługi technicznej

Technika

Opis

Możliwość zastosowania

a

Stosowanie lepszych, optymalnych pieców oraz zapewnienie równomiernej i stabilnej pracy pieca poprzez:

I. optymalizację kontroli procesu;

II. odzysk ciepła z gazów odlotowych z pieca i chłodników

Można wykorzystać odzysk ciepła z gazów odlotowych poprzez wstępne podgrzewanie magnezytu w celu zmniejszenia zużycia energii z paliwa. Ciepło odzyskane z pieca można wykorzystać do osuszania paliw, surowców i niektórych materiałów opakowaniowych

Optymalizację kontroli procesu można zastosować we wszystkich rodzajach pieców używanych w przemyśle produkcji tlenku magnezu

b

Stosowanie paliw, które dzięki swojej charakterystyce mają korzystny wpływ na zużycie energii cieplnej

Właściwości paliw, np. wysoka wartość opałowa i niska zawartość wilgoci, mają korzystny wpływ na zużycie energii cieplnej

Technika ma ogólne zastosowanie w zależności od dostępności paliw, rodzaju stosowanych pieców, pożądanych cech produktu i technicznej możliwości wtryskiwania paliwa do danego pieca

c

Ograniczanie nadmiaru powietrza

Poziom nadmiarowego tlenu wymagany do otrzymania pożądanej jakości produktów i optymalnego spalania w praktyce wynosi zazwyczaj około 1–3 %

Zastosowanie ogólne

Technika

a

Stosowanie systemów zarządzania energią

b

Stosowanie urządzeń rozdrabniających i innych urządzeń elektrycznych o wysokiej efektywności energetycznej

Technika

a

Stosowanie prostego, liniowego układu obiektu

b

Należyte utrzymywanie w czystości budynków i dróg wraz z odpowiednią i kompleksową konserwacją instalacji

c

Zwilżanie pryzm surowca

d

Obudowanie/zamknięcie miejsca wykonywania operacji, przy których występuje duże zapylenie, takich jak mielenie i przesiewanie

e

Stosowanie zakrytych przenośników i podnośników o konstrukcji zamkniętej, jeżeli prawdopodobne jest uwalnianie pyłu z materiału pylącego

f

Stosowanie silosów magazynowych o odpowiedniej pojemności i wyposażenie ich w filtry do zapylonego powietrza wypchniętego podczas operacji napełniania

g

Stosowanie do systemu transportu pneumatycznego bardziej korzystnego procesu cyrkulacji

h

Ograniczenie liczby punktów przedostawania się powietrza i wysypywania materiałów

i

Stosowanie zautomatyzowanych urządzeń i systemów sterowania

k

Stosowanie ciągłego, niezakłóconego trybu eksploatacji

Technika (¹)

Możliwość zastosowania

a

Filtry tkaninowe

Technika ma zastosowanie ogólne do wszystkich jednostek w procesie produkcji tlenku magnezu, w szczególności do operacji, przy których występuje duże zapylenie – przesiewania, rozdrabniania i mielenia

b

Separatory odśrodkowe/cyklony

Ponieważ stopień separacji jest ograniczony i zależy od danego układu, cyklony mają zastosowanie przede wszystkim jako separatory wstępne dla pyłu gruboziarnistego i gazów odlotowych

c

Separatory pyłu mokre

Zastosowanie ogólne

(¹) Opis przedmiotowych technik przedstawiono w pkt 1.7.1.

Technika (¹)

Możliwość zastosowania

a

Elektrofiltry (ESP)

ESP mają zastosowanie głównie do pieców obrotowych i przy temperaturze gazów odlotowych powyżej punktu rosy, do 370–400 °C

b

Filtry tkaninowe

Filtry tkaninowe do usuwania pyłu z gazów odlotowych można w zasadzie wykorzystywać we wszystkich jednostkach w procesie produkcji tlenku magnezu. Nadają się do stosowania przy temperaturze gazów odlotowych powyżej punktu rosy, do 280 °C.

W przypadku produkcji magnezji kaustycznej kalcynowanej (CCM) i spiekanego/martwo palonego tlenku magnezu (DBM) należy używać specjalnych filtrów tkaninowych z materiału odpornego na wysokie temperatury z uwagi na wysoką temperaturę, korozyjność i dużą objętość gazów odlotowych powstających w procesie wypalania w piecu. Jednak doświadczenia z przemysłu produkcji tlenku magnezu, w którym wytwarzany jest DBM, pokazują, że nie ma dostępnego sprzętu odpowiedniego przy temperaturach gazów odlotowych wynoszących przy produkcji tlenku magnezu około 400 °C

c

Separatory odśrodkowe/cyklony

Ponieważ stopień separacji jest ograniczony i zależy od danego układu, cyklony mają zastosowanie przede wszystkim jako separatory wstępne dla pyłu gruboziarnistego i gazów odlotowych

d

Separatory pyłu mokre

Zastosowanie ogólne

(¹) Opis przedmiotowych technik przedstawiono w pkt 1.7.1.

Technika

Możliwość zastosowania

a

Staranna selekcja i kontrola substancji podawanych do pieca w celu zmniejszenia ilości prekursorów zanieczyszczeń, tj.:

I. wybieranie paliw o niskiej zawartości siarki, chloru i azotu (o ile są dostępne);

II. wybieranie surowców o niskiej zawartości materii organicznej;

III. wybieranie paliw odpadowych odpowiednich dla procesu produkcji i palnika

Technika ma ogólne zastosowanie w zależności od dostępności surowców i paliw, rodzaju stosowanych pieców, pożądanych cech produktu i technicznej możliwości wtryskiwania paliw do wybranego pieca.

Można rozważyć wykorzystanie odpadów jako paliw w przemyśle produkcji tlenku magnezu, ale do 2007 r. nie były one tam stosowane.

b

Stosowanie środków/technik optymalizacji procesu w celu zapewnienia równomiernej i stabilnej pracy pieca działającego z ilością powietrza zbliżoną do proporcji stechiometrycznej

Optymalizację kontroli procesu można zastosować we wszystkich rodzajach pieców używanych w przemyśle produkcji tlenku magnezu. Konieczne może być jednak używanie bardzo zaawansowanego systemu kontroli procesu

Technika

Możliwość zastosowania

a

Wybór odpowiedniego paliwa i ograniczenie zawartości azotu w paliwie

Techniki mają ogólne zastosowanie w zależności od dostępności paliw

b

Optymalizacja procesu i ulepszona technika opalania

Technika ma ogólne zastosowanie w przemyśle produkcji tlenku magnezu

Technika

Opis

a

Wybieranie surowców o niskiej zawartości materii organicznej

Część emisji CO jest skutkiem zawartości w surowcach materii organicznej, a zatem wybór surowców, które mają niską zawartość związków organicznych, może przyczynić się do zmniejszenia emisji CO

b

Optymalizacja kontroli procesu

Dla zmniejszenia emisji CO zasadnicze znaczenie ma całkowite i prawidłowe spalanie. Można kontrolować podaż powietrza z chłodnika oraz powietrza pierwotnego, jak również ciąg wentylatora komina, aby utrzymywać poziom tlenu pomiędzy 1 % (spiekanie) a 1,5 % (produkcja magnezji kaustycznej) podczas spalania. Zmiana ilości podawanego powietrza i paliwa może zmniejszyć emisje CO. Można je również zredukować poprzez zmianę głębokości palnika

c

Kontrolowane podawanie paliw w sposób ciągły i nieprzerwany

Kontrolowane podawanie paliwa obejmuje na przykład:

– stosowanie dozowników wagowych i precyzyjnych zaworów obrotowych do podawania koksu ponaftowego (petcoke), lub

– stosowanie mierników przepływu i zaworów precyzyjnych do oleju ciężkiego lub regulacji podawania gazu do palnika w piecu

Technika

a

Kontrolowanie pików CO w celu skrócenia przestojów ESP

b

Ciągłe, automatyczne pomiary poziomu CO za pomocą urządzeń monitorujących o krótkim czasie reakcji, położonych w pobliżu źródła CO

Technika

Możliwość zastosowania

a

Techniki optymalizacji procesu

Zastosowanie ogólne

b

Wybieranie paliw o niskiej zawartości siarki

Technika ma zastosowanie ogólne w zależności od dostępności paliw o niskiej zawartości siarki, na którą może mieć wpływ polityka energetyczna danego państwa członkowskiego. Wybór paliwa zależy również od jakości produktu końcowego, możliwości technicznych oraz kwestii ekonomicznych

c

Technika dodawania suchego absorbentu (dodatek do strumienia gazów odlotowych sorbentu takiego jak reaktywne odmiany MgO, wapno hydratyzowane, węgiel aktywny itp.) w połączeniu z filtrem (¹)

Zastosowanie ogólne

d

Płuczka mokra (¹)

Możliwość zastosowania może być ograniczona w strefach suchych z powodu wymaganej dużej ilości wody oraz konieczności oczyszczania ścieków i wzajemnych powiązań w odniesieniu do różnych komponentów środowiska

(¹) Opis przedmiotowego środka/techniki przedstawiono w pkt 1.7.2.

Parametr

Jednostka

BAT-AEL (¹) (²)

(wartość średnia dobowa lub średnia z okresu pobierania próbek (pomiary punktowe przez co najmniej pół godziny))

SO_x wyrażone jako SO₂

mg/Nm³

< 50– 400 (³)

(¹) BAT-AEL zależą od zawartości siarki w surowcach i paliwach. Dolny koniec zakresu związany jest z wykorzystywaniem surowców o niskiej zawartości siarki i gazu ziemnego; górny koniec zakresu dotyczy stosowania surowców o wysokiej zawartości siarki i paliw zawierających siarkę.

(²) Należy wziąć pod uwagę efekty wzajemnych powiązań pomiędzy różnymi komponentami środowiska w celu oceny najlepszej kombinacji BAT do redukcji emisji SO_x.

(³) W razie gdy nie ma możliwości zastosowania płuczki mokrej, BAT-AEL zależą od zawartości siarki w surowcach i paliwach. W takim przypadku BAT-AEL wynosi < 1 500 mg/Nm³ przy zapewnieniu skuteczności usuwania emisji SO_x na poziomie co najmniej 60 %.

Technika

a

Wybieranie odpadów odpowiednich dla procesu produkcji i palnika

b

Stosowanie systemów zapewniania jakości, by zagwarantować i kontrolować właściwości odpadów oraz by prowadzić analizę każdego typu odpadów, które mają zostać wykorzystane, pod kątem następujących parametrów:

I. dostępność;

II. stała jakość;

III. kryteria fizyczne, np. powstawanie emisji, gruboziarnistość, reaktywność, zdolność do spiekania, wartość opałowa;

IV. kryteria chemiczne, np. zawartość chloru, siarki, zasad i fosforanów oraz istotnych metali (np. zawartość chromu, ołowiu, kadmu, rtęci, talu ogółem)

c

Kontrolowanie odpowiednich parametrów dotyczących ilości w odniesieniu do każdego typu odpadów, które mają zostać wykorzystane, takich jak zawartość chlorowców ogółem, metali (np. chromu, ołowiu, kadmu, rtęci, talu ogółem) i siarki

Technika

Opis

a

Elektrofiltry

Elektrofiltry (ESP) generują pole elektrostatyczne wzdłuż toru cząstek stałych w strumieniu powietrza. Cząstki otrzymują ładunek ujemny i przemieszczają się w kierunku naładowanych dodatnio paneli osadowych. Panele osadowe poddawane są okresowo uderzeniom lub drganiom, co powoduje odrywanie materiału i jego spadanie do znajdujących się poniżej lejów zsypowych. Ważna jest optymalizacja cykli wstrząsania w ESP tak, aby zminimalizować ponowne wychwytywanie cząstek i w ten sposób zminimalizować możliwość wpływu na widoczność chmury.

ESP charakteryzują się zdolnością do działania w warunkach wysokich temperatur (do ok. 400 °C) i dużej wilgotności. Główne wady tej techniki to obniżona skuteczność przy obecności warstwy izolującej oraz osadzanie się materiałów, które może zachodzić, gdy wsad zawiera duże ilości chloru i siarki. Aby ESP działały dobrze, ważne jest unikanie pików CO.

Mimo że nie ma ograniczeń technicznych co do możliwości zastosowania ESP w różnych procesach w przemyśle cementowym, filtry te nie są często wybierane do odpylania w młynach cementu z uwagi na koszty inwestycji i wydajność (relatywnie duże emisje) podczas rozruchu i zatrzymania

b

Filtry tkaninowe

Filtry tkaninowe są skuteczne przy zbieraniu pyłu. Zasadą działania filtrowania na tkaninie jest stosowanie membrany tkaninowej, która przepuszcza gaz, ale zatrzymuje pył. Zasadniczo materiał filtra układany jest geometrycznie. Początkowo pył osadza się zarówno na włóknach powierzchniowych, jak i w głębi tkaniny, ale w miarę wzrostu warstwy powierzchniowej sam pył staje się głównym materiałem filtrującym. Gazy odlotowe mogą przepływać z pojemnika na zewnątrz albo w przeciwnym kierunku. W miarę pogrubiania się osadu pyłu wzrasta opór dla przepływu gazu. Należy zatem okresowo czyścić materiał filtra, aby kontrolować spadek ciśnienia gazu w filtrze. Filtr tkaninowy powinien być podzielony na komory, które można indywidualnie odizolować w razie awarii pojemnika. Liczba komór powinna być wystarczająca, aby można było utrzymać wydajność filtra w przypadku wyłączenia jednej z nich. W każdej komorze powinny znajdować się „ detektory pęknięcia worka” wskazujące konieczność naprawy w razie takiego zdarzenia. Dostępne są worki do filtrów wykonane z szeregu materiałów tkanych i nietkanych. Nowoczesne tkaniny syntetyczne można stosować w dość wysokich temperaturach – do 280 °C.

Na wydajność filtrów tkaninowych wpływają różne parametry, przede wszystkim takie jak kompatybilność materiału filtra z charakterystyką gazów odlotowych i pyłu, odpowiednie właściwości w zakresie odporności cieplnej, fizycznej i chemicznej na czynniki takie jak hydroliza, kwasy, zasady, utlenianie i temperatura procesu. Przy wyborze techniki należy wziąć pod uwagę wilgotność i temperaturę gazów odlotowych

c

Filtry hybrydowe

Filtry hybrydowe stanowią kombinację ESP i filtrów tkaninowych w tym samym urządzeniu. Powstają one zazwyczaj w wyniku modyfikacji istniejących ESP. Umożliwia to częściowe ponowne wykorzystanie starego sprzętu

Technika

Opis

a

Podstawowe środki/techniki

I. Chłodzenie płomienia

Dodanie wody do paliwa lub bezpośrednio do płomienia za pomocą różnych metod wtryskiwania, takich jak wtryskiwanie jednego płynu (cieczy) lub dwóch płynów (cieczy i sprężonego powietrza lub ciał stałych) czy zastosowanie odpadów ciekłych/stałych o dużej zawartości wody pozwala zmniejszyć temperaturę i zwiększyć stężenie rodników hydroksylowych. Może to mieć korzystny wpływ na redukcję NO_x w strefie wypalania

II. Palniki o niskiej emisji NO_x

Konstrukcja palników o niskiej emisji NO_x (opalanie pośrednie) jest różna w szczegółach, ale opiera się na wstrzykiwaniu paliwa i powietrza do pieca przez koncentryczne przewody. Zawartość procentowa powietrza pierwotnego jest zmniejszona do ok. 6– 10 % ilości wymaganej dla spalania stechiometrycznego (w palnikach tradycyjnych jest to zazwyczaj 10–15 %). Powietrze osiowe jest wdmuchiwane z dużą siłą do kanału zewnętrznego. Węgiel może być wdmuchiwany przez rurę centralną lub przez środkowy kanał. Trzeci kanał wykorzystywany jest do powietrza wprowadzonego w wir przez kierownice położone w przewodzie zapłonowym lub za nim. Dzięki takiej konstrukcji w palniku następuje bardzo wczesny zapłon, zwłaszcza związków lotnych w paliwie, w atmosferze ubogiej w tlen, co sprzyja zahamowaniu powstawania NO_x.

Zastosowanie palników o niskiej emisji NO_x nie zawsze skutkuje zmniejszeniem emisji NO_x. Należy zoptymalizować konfigurację palnika

III. Opalanie wewnątrzpiecowe

W piecach długich działających w oparciu o metodę mokrą oraz suchą stworzenie strefy redukującej poprzez opalanie paliwem grubym może przyczynić się do redukcji emisji NO_x. Ponieważ w piecach długich zazwyczaj nie ma strefy temperatur w zakresie 900–1 000 °C, można zainstalować systemy opalania wewnątrzpiecowego w celu wykorzystania paliw odpadowych, których nie można wykorzystać w palniku głównym (na przykład opon).

Tempo spalania paliwa może mieć zasadnicze znaczenie. Jeżeli spalanie zachodzi zbyt wolno, w strefie wypalania mogą powstać warunki sprzyjające redukcji, co może zasadniczo wpłynąć na jakość produktu. Jeżeli tempo spalania jest zbyt duże, sekcja łańcuchów pieca może ulec przegrzaniu, co może skutkować wypaleniem łańcuchów. Zakres temperatur nieprzekraczający 1 100 °C wyklucza zastosowanie odpadów niebezpiecznych o zawartości chloru wyższej niż 1 %

IV. Dodanie mineralizatorów w celu poprawienia zdolności do spiekania przemielonego surowca (zmineralizowanego klinkieru)

Dodanie do surowca mineralizatorów takich jak fluor jest techniką służącą do poprawiania jakości klinkieru i umożliwia zmniejszenie temperatury strefy spiekania. Zmniejszenie/obniżenie temperatury wypalania hamuje również powstawanie NO_x

V. Optymalizacja procesu

Do zmniejszenia emisji NO_x można zastosować optymalizację procesu, na przykład zwiększenie równomierności i optymalizację pracy pieca oraz warunków opalania, optymalizację sterowania piecem lub homogenizację wsadu paliwa. Stosowano ogólne podstawowe środki/techniki optymalizacyjne takie jak środki/techniki kontroli procesu, ulepszona technika opalania pośredniego, optymalne podłączanie chłodników i wybór paliwa oraz optymalne poziomy tlenu

b

Spalanie etapowe (paliwa konwencjonalne lub odpadowe), również w połączeniu z prekalcynatorem i wykorzystaniem optymalnej mieszanki paliwowej

Spalanie etapowe stosuje się w piecach cementowych wyposażonych w specjalnie skonstruowany prekalcynator. Pierwszy etap spalania ma miejsce w piecu obrotowym w warunkach optymalnych dla procesu wypalania klinkieru. Drugi etap spalania przeprowadzany jest za pomocą palnika u wlotu pieca, generującego atmosferę redukującą, w której część tlenków azotu powstających w strefie spiekania ulega rozkładowi. Wysoka temperatura panująca w tej strefie jest szczególnie korzystna dla reakcji konwersji NO_x do azotu pierwiastkowego. W trzecim etapie spalania paliwo kalcynujące podawane jest do kalcynatora wraz z pewną ilością powietrza trzeciego, co prowadzi do powstania tam również atmosfery redukującej. W takim układzie z paliwa powstaje mniejsza ilość NO_x, jak również spada ilość NO_x emitowanego z pieca. W czwartym i ostatnim etapie spalania pozostałe powietrze trzecie podaje się do układu jako „powietrze górnego spalania” do celów spalania resztkowego

c

SNCR

Selektywna redukcja niekatalityczna (SNCR) obejmuje wtryskiwanie wody amoniakalnej (do 25 % NH₃), prekursorów amoniaku lub roztworu mocznika do spalanych gazów w celu redukcji NO do N₂. Reakcja ta daje najlepsze efekty w przybliżonym zakresie temperatur 830–1 050 °C, należy również zapewnić wystarczający czas retencji wtryskiwanych czynników, aby zaszła ich reakcja z NO

d

SCR

Metoda selektywnej redukcji katalitycznej (SCR) polega na redukcji NO i NO₂ do N₂ za pomocą NH₃ i katalizatora w przybliżonym zakresie temperatur 300–400 °C. Technika ta jest szeroko stosowana do redukcji emisji NO_x w innych branżach (elektrownie węglowe, spalarnie odpadów). W przemyśle cementowym uwzględnia się zasadniczo dwa systemy: system niskopyłowy pomiędzy urządzeniem odpylającym a kominem oraz system wysokopyłowy między podgrzewaczem a urządzeniem odpylającym. Niskopyłowe systemy oczyszczania gazów odlotowych wymagają ponownego podgrzewania gazów po ich odpyleniu, co może skutkować dodatkowym zużyciem energii i utratą ciśnienia. Z powodów technicznych i ekonomicznych preferowane są systemy wysokopyłowe. Nie wymagają one ponownego podgrzewania, ponieważ temperatura gazów odlotowych na wylocie podgrzewacza zazwyczaj mieści się w zakresie odpowiednim dla SCR

Technika

Opis

a

Dodanie absorbentu

Absorbent dodawany jest do surowców (np. wapno hydratyzowane) lub wstrzykiwany do strumienia gazów (np. wapno hydratyzowane, wapno gaszone (Ca(OH)₂), wapno palone (CaO), aktywowany popiół lotny o dużej zawartości CaO lub wodorowęglan sodu (NaHCO₃)).

Wapno hydratyzowane można podawać do młyna surowca wraz ze składnikami surowcowymi lub też bezpośrednio do pieca. Zaletą dodawania wapna hydratyzowanego jest to, że dodatek zawierający kamień wapienny daje takie produkty reakcji, które można bezpośrednio włączyć do procesu wypalania klinkieru.

Absorbent do strumienia gazu można wtryskiwać w formie suchej lub mokrej (oczyszczanie półsuche). Absorbent wtryskuje się do strumienia gazów odlotowych w temperaturze zbliżonej do punktu rosy wody, co daje korzystniejsze warunki dla wychwytywania SO₂. W piecach cementowych taki zakres temperatur zazwyczaj osiąga się w obszarze pomiędzy młynem surowca a jednostką zbierania pyłu

b

Płuczka mokra

Płuczka mokra to najczęściej stosowana technika odsiarczania gazów odlotowych w elektrowniach węglowych. W procesach produkcji cementu uznaną techniką jest metoda mokra redukcji emisji SO₂. Oczyszczanie na mokro oparte jest na następującej reakcji chemicznej:

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

SO_x są absorbowane przez płyn/muł, rozpryskiwany w kolumnie zraszającej. Absorbentem jest zazwyczaj węglan wapnia. Systemy oczyszczania na mokro mają najwyższą skuteczność usuwania rozpuszczalnych gazów kwaśnych spośród wszystkich metod odsiarczania gazów odlotowych, przy najniższych nadmiarach stechiometrycznych i najniższym tempie produkcji odpadów stałych. Technika ta wymaga użycia pewnej ilości wody i w konsekwencji konieczności oczyszczania ścieków

Technika

Opis

a

ESP

Ogólny opis ESP przedstawiono w pkt 1.5.1.

ESP nadają się do stosowania przy temperaturze powyżej punktu rosy i do 400 °C. Można ponadto stosować ESP w temperaturze bliskiej punktu rosy lub niższej. Ze względu na duże przepływy i relatywnie duże ilości pyłu w ESP wyposażane są głównie piece obrotowe bez podgrzewaczy, ale również piece obrotowe z podgrzewaczami. W przypadku kombinacji z wieżą gaśniczą można osiągnąć bardzo dobrą wydajność

b

Filtr tkaninowy

Ogólny opis filtrów tkaninowych przedstawiono w pkt 1.5.1.

Filtry tkaninowe nadają się dobrze do pieców, instalacji mielenia i rozdrabniania wapna palonego, jak również kamienia wapiennego; instalacji hydratyzowania wapna; transportu materiałów oraz do obiektów służących do magazynowania i załadunku. Połączenie ze wstępnymi filtrami cyklonowymi często bywa użyteczne. Działanie filtrów tkaninowych podlega ograniczeniom ze względu na właściwości gazów odlotowych takie jak temperatura, wilgotność, zawartość pyłu i skład chemiczny. Dostępne są różne materiały włókiennicze odporne na zużycie mechaniczne, cieplne i chemiczne, nadające się do zastosowania w tych warunkach

c

Separator pyłu mokry

Separator pyłu mokry umożliwia eliminację pyłu ze strumienia gazów odlotowych poprzez doprowadzenie do kontaktu przepływającego gazu z płynem oczyszczającym (zazwyczaj wodą), tak aby cząstki pyłu były zatrzymywane przez płyn i mogły następnie ulegać wymywaniu. Dostępne są różne rodzaje płuczek mokrych do usuwania pyłu. Najważniejsze rodzaje, stosowane w piecach wapienniczych, to kaskadowe/wielostopniowe płuczki mokre, dynamiczne płuczki mokre i płuczki mokre Venturiego. Większość płuczek mokrych stosowanych w piecach wapienniczych to kaskadowe/wielostopniowe płuczki mokre.

Płuczki mokre stosuje się, gdy temperatura gazów odlotowych jest bliska punktu rosy lub niższa. Mogą one być również wybierane w przypadku, gdy jest mało miejsca. Płuczki mokre czasami są stosowane do gazów o wyższej temperaturze. W tym przypadku woda chłodzi gaz i powoduje zmniejszenie jego objętości.

d

Separator odśrodkowy/cyklon

W separatorze odśrodkowym/cyklonie cząstki pyłu, które mają być usunięte ze strumienia gazów odlotowych, są wypychane w kierunku zewnętrznej ściany urządzenia poprzez działanie siły odśrodkowej, a następnie usuwane przez otwór w dolnej części urządzenia. Siłę odśrodkową można wytworzyć poprzez kierowanie przepływu gazu spiralnie w dół przez cylindryczny pojemnik (cyklony) lub przez obracający się wirnik znajdujący się w urządzeniu (mechaniczne separatory odśrodkowe). Urządzenia te można jednak stosować tylko jako separatory wstępne, ponieważ ich skuteczność usuwania cząstek jest ograniczona. Zmniejszają one obciążenie ESP i filtrów tkaninowych pyłem oraz łagodzą problemy ze ścieraniem

Technika

Opis

a

Konstrukcja palnika (palnik o niskiej emisji NO_x)

Palniki o niskiej emisji NO_x są użyteczne do redukowania temperatury płomienia i redukowania w ten sposób NO_x powstających na skutek wysokiej temperatury oraz (w pewnym stopniu) z paliwa. Redukcję NO_x osiąga się poprzez przedmuchiwanie powietrzem obniżającym temperaturę płomienia lub poprzez pulsacyjne działanie palników. Palniki o niskiej emisji NO_x projektowane są tak, aby zmniejszyć udział powietrza pierwotnego, co prowadzi do tworzenia się mniejszych ilości NO_x, natomiast zwykłe, wielokanałowe palniki działają przy udziale powietrza pierwotnego wynoszącym 10–18 % łącznej ilości powietrza spalania. Większy udział powietrza pierwotnego prowadzi do krótkiego, intensywnego płomienia na skutek wczesnego wymieszania gorącego powietrza wtórnego i paliwa. Daje to wysoką temperaturę płomienia oraz powoduje powstawanie dużej ilości NO_x, czego można uniknąć, stosując palniki o niskiej emisji NO_x

b

Stopniowanie powietrza

Strefa redukująca powstaje poprzez zmniejszenie podaży tlenu w strefach reakcji pierwotnych. Wysokie temperatury panujące w tej strefie są szczególnie korzystne dla reakcji konwersji NO_x do azotu pierwiastkowego. W kolejnych strefach spalania zwiększa się podaż powietrza i tlenu w celu utlenienia powstających gazów. Efektywne mieszanie powietrza i gazu w strefie opalania jest konieczne dla zapewnienia utrzymania niskiego poziomu zarówno CO, jak i NO_x.

Do 2007 r. w przemyśle wapienniczym nie stosowano stopniowania powietrza

c

SNCR

Tlenki azotu (NO i NO₂) z gazów odlotowych są usuwane w drodze selektywnej redukcji niekatalitycznej i przekształcane w azot i wodę poprzez wtryskiwanie do pieca czynnika redukującego, który reaguje z tlenkami azotu. Jako czynnik redukujący zazwyczaj stosuje się amoniak lub mocznik. Reakcje zachodzą w temperaturach 850–1 020 °C, przy czym zakres optymalny to zazwyczaj 900–920 °C

Technika

Opis

a

Techniki dodawania absorbentu

Technika polega na dodawaniu absorbentu w formie suchej bezpośrednio do pieca (podawanie lub wtryskiwanie) czy też w formie suchej lub mokrej (np. wapna hydratyzowanego lub wodorowęglanu sodu) do gazów odlotowych w celu usunięcia emisji SO_x. Przy wtryskiwaniu absorbentu do gazów odlotowych konieczne jest zapewnienie wystarczającego czasu przebywania pomiędzy punktem wtryskiwania a jednostką zbierania pyłu (filtrem tkaninowym lub ESP), aby absorpcja była skuteczna.

W przypadku pieców obrotowych techniki absorpcji mogą obejmować:

– zastosowanie drobnego kamienia wapiennego: w prostym piecu obrotowym zasilanym dolomitem może zajść znaczna redukcja emisji SO₂, gdy podawane są bryły o dużej zawartości miałkiego kamienia wapiennego lub podatne na rozpad pod wpływem podgrzewania. Produkty kalcynowane z miałkiego kamienia wapiennego wciągane są do gazów w piecu i usuwają SO₂ na drodze do jednostki zbierania pyłu i w jednostce zbierania pyłu,

– wstrzykiwanie wapna do powietrza spalania: opatentowana (EP 0 734 755 A1) technika usuwania emisji SO₂ z pieców obrotowych poprzez wstrzykiwanie miałkiego wapna palonego lub hydratyzowanego do powietrza podawanego do kołpaka pieca

Środek/Technika

Opis

a

Elektrofiltry (ESP)

Ogólny opis ESP przedstawiono w pkt 1.5.1

b

Filtry tkaninowe

Ogólny opis filtrów tkaninowych przedstawiono w pkt 1.5.1.

Filtry tkaninowe charakteryzują się dużą retencją cząstek, zazwyczaj ponad 98 % – do 99 % w zależności od wielkości cząstek. Technika ta daje najlepszą skuteczność wychwytu cząstek w porównaniu z innymi środkami/technikami redukcji emisji pyłu stosowanymi w przemyśle produkcji tlenku magnezu. Jednak z powodu wysokich temperatur gazów odlotowych w piecu należy używać specjalnych materiałów filtra, odpornych na wysokie temperatury.

W produkcji DBM stosuje się materiały filtrujące działające w temperaturze do 250 °C, takie jak materiał wykonany z PTFE (teflonu). Materiał ten wykazuje dobrą odporność na kwasy czy zasady i przyczynił się do rozwiązania wielu problemów w zakresie korozji

c

Cyklony (separatory odśrodkowe)

Ogólny opis cyklonów przedstawiono w pkt 1.6.1. Jest to sprzęt solidny, działający w szerokim zakresie temperatur i o niewielkim zapotrzebowaniu energetycznym. Ponieważ stopień separacji jest ograniczony i zależy od danego układu, cyklony stosowane są przede wszystkim jako separatory wstępne dla pyłu gruboziarnistego i gazów odlotowych

d

Separatory pyłu mokre

Ogólny opis separatorów pyłu mokrych (zwanych również płuczkami mokrymi) przedstawiono w pkt 1.6.1.

Separatory pyłu mokre można podzielić na różne rodzaje pod względem konstrukcji i zasady działania, przykładem są płuczki Venturiego. Ten rodzaj separatora ma szereg zastosowań w przemyśle produkcji tlenku magnezu. Można np. skierować strumień gazu przez najwęższy odcinek tuby Venturiego – „zwężkę Venturiego”, osiągając prędkość strumienia 60–120 m/s. Płyny czyszczące podawane do zwężki Venturiego ulegają rozproszeniu do postaci chmury bardzo małych kropelek i mieszają się intensywnie z gazem. Cząstki rozproszone na kropelkach wody stają się cięższe i można je łatwo odciągnąć za pomocą separatora kropel zainstalowanego w tym separatorze pyłu Venturiego

Technika

Opis

a

Techniki dodawania absorbentu

Technika polega na wtryskiwaniu absorbentu w formie suchej lub mokrej (oczyszczanie półsuche) do gazów odlotowych w celu usunięcia emisji SO_x. Odpowiedni czas przebywania pomiędzy punktem wtryskiwania a jednostką zbierania pyłu ma zasadnicze znaczenie dla skuteczności absorpcji. Jako skuteczne absorbenty SO₂ w przemyśle produkcji tlenku magnezu można stosować reaktywne odmiany MgO. Mimo jego niższej skuteczności w porównaniu z innymi absorbentami stosowanie reaktywnych odmian MgO daje podwójne korzyści – pozwala obniżyć koszty inwestycji, a przy tym filtrowany pył nie ulega zanieczyszczeniu innymi substancjami i można go ponownie wykorzystać jako surowiec w produkcji tlenku magnezu lub jako nawóz (siarczan magnezu), minimalizując powstawanie odpadów

b

Płuczka mokra

W technice oczyszczania na mokro SO_x są absorbowane przez płyn/muł rozpryskiwany w kolumnie zraszającej w kierunku przeciwnym do przepływu gazów odlotowych. Technika ta wymaga użycia wody w ilości 5–12 m³ na tonę produktu, a w konsekwencji konieczne jest oczyszczanie ścieków