Главная Книги - Разные Производство керамических изделий (ИТС 4-2023)
поиск по сайту правообладателям
|
|
содержание .. 1 2 3 ..
2.6.9 Третий (декорирующий) обжиг
Назначение декорирующего обжига - закрепление декора на поверхности глазури
(или в ее объеме). Обжиг в основном проводят при температуре 720-880 °C. В ряде
случаев, например, при многоцветном декоре, возможно неоднократное повторение
«третьего обжига», в зависимости от температуры плавления флюсов и стойкости
пигментов керамических красок различных цветов.
2.6.10 Контроль и упаковка
После выходного контроля и комплектации сервизов (наборов) продукцию
упаковывают и отправляют потребителю или в сбытовые структуры предприятия.
2.6.11 Меры по сокращению воздействия на окружающую среду и
повышению ресурсоэффективности производства
Основными мерами по сокращению воздействия на окружающую среду и
повышению ресурсоэффективности производства посуды и художественно-
декоративных изделий являются:
- оптимизация состава сырья с целью уменьшения температуры обжига и
сокращения его цикла;
- утилизация тепла отходящих газов;
- автоматизация сушилок с целью непрерывного контроля температуры и
влажности;
- использование скоростных циклов обжига в роликовых печах;
- использование пластмассовых форм взамен гипсовых с целью сокращения
твердых отходов;
- повышение эффективности системы пылеулавливания с применением
рукавных фильтров;
- установка систем сбора отходов глазури в местах их образования;
- повторное использование шлама в составе шликера;
- организация водооборота.
2.7 Производство технической керамики, в том числе
керамических изоляторов
В связи с малым объемом выпуска подложек и корпусов для микросхем, резцов и
втулок далее приводится описание технологий двух наиболее массово выпускаемых
изделий
технической
керамики
-
электроизоляторов
и
керамических
электронагревателей.
Универсальной технологической схемы для производства изделий технической
керамики (ТК) не существует, поскольку для каждого из материалов используют
специфическое сырье, требующее своих способов подготовки и формования.
Особенности технологий изделий ТК заключаются в разнообразии сырьевых
материалов и способов их подготовки и обработки. Много видов ТК производится из
98
специально получаемых искусственных видов сырьевых материалов. Для их спекания
требуется применение ультрадисперсных порошков, особых способов обжига, а
изготавливаемые детали столь разнообразны по своим габаритам и форме, что
охватывают весь диапазон способов формования керамических изделий. В отличие от
изделий строительной и хозяйственно-бытовой керамики, изделия ТК
- детали,
практически всегда требующие дополнительной обработки: шлифовки, полировки,
нанесения покрытий и т. д. Ниже представлены некоторые подробности технологии ТК.
Сырье для получения ТК - во многих случаях материалы искусственного
происхождения. Для получения требуемых свойств изделий применяют наиболее
эффективные и дорогие способы формования и спекания, такие как горячее
прессование, горячее изостатическое прессование, импульсное спекание и др. Как
правило, речь в таком случае идет о штучных изделиях и партиях ограниченного
количества.
Наряду с ТК на основе искусственного сырья, достаточно широко используют
керамические материалы, полученные из традиционного, в том числе глинистого, сырья.
В качестве примера производства ТК в данном разделе рассмотрены технологии
производства фарфоровых электроизоляторов и керамических электронагревателей.
2.7.1 Особенности производства изделий из технической керамики
2.7.1.1 Сырьевые материалы
Компонентами сырьевых смесей для получения ТК служат природные минералы
(минералы глин, кварц, тальк, магнезит и др.), материалы, полученные переработкой
природных минералов и руд (оксиды алюминия, кальция, бария, титана и др.), и
специально синтезированные вещества (карбиды, нитриды, силициды и др.).
Технология ТК может включать в себя стадии производства основных сырьевых
компонентов, например, стадию высокотемпературного синтеза силикатов или
титанатов.
Требования к чистоте и дисперсности сырья для производства ТК обычно выше,
чем для других видов керамических материалов.
В ряде случаев для производства изделий ТК используют ультрадисперсные
(нано-) порошки, получаемые химическими способами, в том числе из газовой фазы.
2.7.1.2 Подготовка формовочной смеси
В технологии ТК используют все виды формовочных смесей - пресс-порошки,
пластичные массы, шликеры. В отличие от традиционных видов керамики, нередко
используют грануляты из ультрадисперсных порошков, комплексные полимерные
связки, в качестве дисперсионной среды для шликеров - органические растворители.
Количество компонентов сырьевых смесей для производства ТК может достигать 8--10,
однородное распределение дисперсных компонентов, выступающих в роли добавок,
вводимых в малых количествах, представляет собой сложную задачу и достигается
многоступенчатым смешиванием, использованием растворов.
99
2.7.1.3 Формование
В технологии ТК применяют как традиционные способы формования
-
прессование, экструзия, литье, так и редко используемые в других областях способы
формования: горячее (инжекционное) литье из термопластичных шликеров, пленочное
литье шликеров на термопластичной связке, изостатическое прессование.
Пресс-порошки в зависимости от содержания временной технологической связки
формуют сухим одноосным или изостатическим прессованием (1-4% связки), полусухим
одноосным прессованием (6-8%). В зависимости от пресс-порошка и формы изделия
используют гидравлические и механические прессы и прессы гидростатического
прессования. Способами сухого и полусухого прессования формуют изделия
относительно простой формы, изостатическим прессованием - сложной формы.
Пластическую массу формуют способом протяжки (экструзии) через мундштуки
шнековых и поршневых прессов при содержании связки от 15 до 25%. Таким способом
формуют обычно удлиненные изделия постоянного сечения трубы, нагревательные
элементы. Экструзию проводят как при комнатной температуре (например, заготовки
для хромитлантановых нагревателей), так и с использованием термопластичных и
термореактивных
связующих
при
повышенных
температурах (заготовки
карбидкремниевых нагревателей).
Для горячего шликерного литья на основе расплавов полимеров применяют
порошки, высушенные до
0,1% остаточной влажности, и комплексные связки из
нескольких полимеров (низкотемпературных полимеров
- воска, парафина или
высокотемпературных полимеров - полиэтилена, полистирола и др.) и поверхностно-
активных веществ. Количество связки обычно составляет от 8 до 12 об. %.
Шликеры на основе низкотемпературных термопластов формуют на литьевых
машинах при температурах 70-100 °C, шликеры с высокотемпературными полимерными
связками - на литейных машинах шнекового или поршневого типов при температурах
150-200 °C.
Способами горячего литья формуют малогабаритные изделия сложной формы.
Пленочное литье из термопластичных шликеров применяют для получения
многослойных пластин изоляторов полупроводниковых приборов.
Традиционное шликерное литье из водных шликеров влажностью
28-35%
используют для формования тонкостенных полых изделий.
2.7.1.4 Удаление временной технологической связки
Особенностью этой стадии в технологиях многих видов ТК является удаление
(выжигание) полимерной технологической связки, которое проводят в особых условиях
(в тонкодисперсной засыпке) по длительному режиму нагрева. Использование особых
режимов термического удаления полимерных связок особенно характерно для
технологий изделий сложной формы, формуемых способами горячего шликерного литья
(парафинового литья) и инжекционного формования. Полученные после выжига
полуфабрикаты имеют небольшую прочность и требуют аккуратного обращения.
Стадию удаления связки совмещают с предварительным или окончательным обжигом
изделия.
100
2.7.1.5 Обжиг
Обжиг изделий ТК проводят в основном в высокотемпературных газовых
камерных печах (горнах) или камерных печах электросопротивления. Для продукции
массового спроса используют высокопроизводительные туннельные печи, в том числе
печи электросопротивления.
Для обжига некоторых видов ТК (нитридной, карбидной керамики) используют
высокотемпературные вакуумные печи электросопротивления с графитовыми или
вольфрамовыми нагревателями, работающие в инертной среде или в среде азота.
Плотные изделия ТК получают способом горячего прессования в графитовых
формах при температурах 1200-1800 °C и давлениях 100-200 МПа.
Для получения ряда изделий сложной формы используют горячее изостатическое
прессование в газостатах, реализуя спекание в условиях высоких температур (до
2000 °C) и давлений (до 200 МПа).
Согласно данным Европейского справочника (проект
2023
- Best Available
Techniques (BAT) Reference Document for the Ceramic Manufacturing Industry) [24]
примерно две трети изделий технической керамики обжигаются в газовых печах и одна
треть - в электрических печах.
2.7.1.6 Дополнительная обработка
Для технологии ТК характерно широкое использование как механической
обработки изделий алмазным инструментом (шлифовки, полировки, резки), так и
нанесения различного рода покрытий. К последним относятся не только защитные
ангобы и глазури, но металлизация и припои.
Наиболее употребимыми сырьевыми материалами для производства изделий
технической керамики (кроме природных глинистых материалов, используемых для
производства электроизоляторов) являются оксид алюминия, оксид магния, оксид
циркония, карбид кремния, нитрид кремния.
2.7.2 Технология производства фарфоровых изоляторов
Технология производства фарфоровых электроизоляторов включает в себя
следующие переделы:
- хранение сырьевых материалов;
- подготовка формовочной массы;
- формование;
- сушка;
- глазурование;
- обжиг;
- контроль;
- сборка.
Общая технологическая схема представлена на рисунке 2.14. Так как для
производства фарфоровых изоляторов используют типовое сырье для производства
фарфора (пластичные и отощающие компоненты), схема подобна технологическим
схемам производства фарфоровой посуды и санитарно-технических изделий.
101
По сути, единственным технологическим переделом при производстве
электроизоляторов, где есть варианты, является формование. Чаще крупногабаритные
высоковольтные электроизоляторы формуют сложным малопроизводительным
методом изостатического прессования (пресс-порошок получают методом
распылительной сушки), электроизоляторы небольших размеров формуют
пластическим формованием с последующей обточкой резцами на токарных станках.
Небольшую дополнительную механическую обработку заготовок проводят и после
изостатического прессования.
Рисунок 2.14 - Технологическая схема производства фарфоровых электроизоляторов
2.7.2.1 Хранение сырьевых материалов
Сырьем для производства фарфоровых электроизоляторов служат каолины,
огнеупорные глины, кварцевый песок и полевошпатовые материалы (полевые шпаты,
пегматиты). Для повышения электроизоляционных свойств в состав сырья нередко
102
вводят глинозем, изготавливая так называемый глиноземистый фарфор. Типичные
составы массы приведены в таблице 2.6.
Таблица 2.6 - Примерный состав массы и глазурей для производства электрофарфоровых
изоляторов
Содержание, %
Компонент сырья
Влажность, %
в массе
в глазури
Каолин
3-5
20-30
3-5
Глина
15-17
15-20
5
Полевошпатное сырье
1
35-40
13-25
Кварцевый песок
1
10-15
30-35
Карбонатное сырье
15
-
3-10
Другие добавки
-
До 5
До 15
Бой изделий
-
5-10
20-30
Сырьевые материалы поступают на склад в насыпном (глина, кварцевый песок)
или упакованном (каолин, полевой шпат) виде и хранятся в отдельных отсеках закрытого
склада при поддержании стабильных условий влажности и температуры.
2.7.2.2 Подготовка формовочной массы
Заготовки (полуфабрикат) фарфоровых изоляторов формуют способами
пластического формования (протяжкой, экструзией) и изостатического прессования.
Вначале шликерным (мокрым) способом готовят пластическую массу. Для этого после
роспуска в воде глинистых материалов (глин и каолинов) их смешивают с
тонкоизмельченным (мокрый помол в шаровых мельницах в течение 6-8 ч) каменистым
полевошпатным сырьем. Для избавления от электропроводных примесей железа
шликер подвергают электромагнитой сепарации.
Тщательно перемешанный шликер обезвоживают на фильтр-прессах до
влажности
19-23% (для последующего формования заготовок экструзией) и до
влажности до
4-6% (в башенных распылительных сушилках) для последующего
изостатического прессования. Для различных способов формования изделий
полученную массу могут подсушивать (подвяливать) до влажности 17-21%, а пресс-
порошок подсушивать до влажности 1-4% или, напротив, увлажнять до влажности 12-
14%.
2.7.2.3 Формование
Существует два основных метода формования заготовок электроизоляторов.
1. Экструзия пластичной массы на ленточных прессах с последующим обрезанием
заготовок, подвялки до влажности 17-19% с последующей обточкой резцами для
придания конечной формы (применяется для изделий среднего размера). Материал
после обточки собирают и вмешивают в шликер для приготовления пластичной массы
(возврат в производство).
103
2. Изостатическое прессование в пластичных формах пресс-порошка с
влажностью 2-5%. Изостатическое прессование - это длительный процесс, требующий
специализированного дорогого оборудования. Подготовленный порошок засыпают в
специальную эластичную форму, форму вакуумируют и герметизируют, далее
помещают в ванну с жидкостью, которую также герметизируют и подают давление,
равномерно распределяющееся по всей заготовке изолятора. Далее снимают давление,
достают форму, раскрывают ее и извлекают заготовку. Применяется для производства
крупногабаритных электроизоляторов. После прессования полуфабрикаты оправляют
(зачищают).
Также изоляторы формуют способами штамповки в металлических формах
пластичных заготовок с влажностью 19-23%, раскаткой шаблонами пластов влажностью
22-23% с последующей склейкой полученных деталей. Как правило, эти технологии
применяются для формования изделий небольших размеров.
Некоторые
типы
изоляторов
могут
быть
отформованы
на
высокопроизводительных автоматизированных роторных линиях, на которых обточка
заготовок осуществляется одновременно несколькими вращающимися резцами.
Полученные заготовки отправляют на сушку.
2.7.2.4 Сушка
Сушку полуфабрикатов обычно проводят конвективным способом в туннельных
или камерных сушилках по режимам, соответствующим габаритам и особенностям
формы конкретных видов изоляторов. Полуфабрикаты крупногабаритных изоляторов
сушат в камерных сушилках.
Температура теплоносителя (подогретого воздуха) для сушилок конвективного
типа составляет от 40 до 120 °C в зависимости от вида изолятора и стадии сушки.
Длительность сушки определяется периодом времени, необходимым для достижения
влажности 1% (для малогабаритных изделий допустима влажность 2%).
Крупногабаритные полуфабрикаты могут подвергать радиационно-конвективной
сушке в камерных сушилках или сушке переменными токами, в том числе сушкой токами
высокой частоты.
2.7.2.5 Глазурование
В настоящее время отработана технология глазурования необожженных
подсушенных заготовок (без предварительного утильного обжига, что сокращает
себестоимость). Глазурование проводят способом окунания, реже - распыления.
После глазурования полуфабрикаты зачищают и устанавливают на обжиговые
вагонетки. Крупногабаритные глазурованные полуфабрикаты дополнительно
подсушивают непосредственно перед обжиговой печью.
2.7.2.6 Обжиг
Обжиг фарфоровых изоляторов проводят в туннельных или камерных печах при
температурах 1300 или 1430 °C. Продолжительность обжига составляет от 30 до 80 ч в
зависимости от вида изоляторов.
104
2.7.2.7 Контроль и сборка фарфоровых изоляторов
После обжига изоляторы подвергают контролю с целью проверки физико-
химических и прежде всего электрофизических характеристик.
Прошедшие контроль изоляторы подвергают после обжиговой обработки
(шлифовки торцевых поверхностей) и сборки с установкой металлической арматуры.
Бракованные изоляторы разбивают и дробят до крупности кусков, необходимых
для помола в шаровой мельнице. Измельченный бой используют при приготовлении
глазури и фарфоровой массы.
2.7.3 Технология производства керамических электронагревателей
Нагреватели из карбида кремния
Нагреватели из карбида кремния начали изготавливать и применять в 30-50-х
годах прошлого столетия. Печи с карбидкремниевыми электронагревателями удобны в
эксплуатации и работают до 1450-1500 °С.
Как правило, двух-, трехфракционный состав из карбида кремния при подогреве
смешивают со смолой с высоким коксовым остатком - с каменноугольным пеком или
фенолформальдегидной смолой. Формование заготовок нагревателей проводят
методом экструзии на поршневом прессе-экструдере с подогревом, отформованные
заготовки (трубки) охлаждают, осуществляют монтаж выводных концов
электронагревателей, и далее заготовки ставят сначала на коксующий обжиг, а потом на
силицирующий обжиг (возможно совмещение в одном термическом аппарате). Схема
изготовления карбидкремниевых электронагревателей представлена на рисунке 2.15.
Рисунок 2.15 - Схема изготовления карбидкремниевых электронагревателей
105
В ходе коксующего обжига каменноугольный пек или фенолформальдегидная
смола в восстановительной среде коксуются, при этом идет выделение воды и
углеводородов, Заготовки нагревателей, состоящие из карбида кремния и кокса, ставят
на силицирующий обжиг в засыпках, состоящих из кокса, кварцевого песка и карбида
кремния. При силицирующем обжиге пары монооксида кремния (формирующиеся в
засыпке), проникают в поры заготовок и реагируют с коксом, в результате образуется
вторичный карбид кремния, который связывает зерна первичного карбида кремния в
керамическое тело, обладающее прочностью и электропроводностью.
Далее на выводные концы нагревателей наносят металлизацию и проводят
тестирование для определения удельного электросопротивления данного нагревателя,
о чем делают отметку в журнале и на нагревателе. Далее следует упаковка
электронагревателей.
Нагреватели из хромита лантана
Нагреватели из хромита лантана начали изготавливать в 80-х годах прошлого
столетия. Следует отметить, что хромитлантановые электронагреватели и
дисилицидмолибденовые электронагреватели (в нашей стране не изготавливаются)
практически взаимозаменяемы (с точки зрения температурных интервалов, это не
относится к конструкциям печей, где эти нагреватели работают).
Нагреватели из хромита лантана формуют экструзией, допустим как ленточный,
так и поршневой пресс. В смесителях готовят формовочную массу на обычных для
керамических технологий временных связующих (МЦ, ПВС), после экструзии заготовки
отрезают на трубки нужной длины, формуют выводные концы (как правило, насаживают
для увеличения толщины (и снижения плотности тока) более толстые трубки), заготовки
ставят на обычный окислительной обжиг в электропечах на температуры 1500-1600 °С,
после чего выводные концы металлизируют, проводят тестирование для определения
удельного электросопротивления, далее нагреватели пакуют.
2.7.4 Меры по сокращению воздействия на окружающую среду и повышению
ресурсоэффективности производства
Сточные воды заводов по производству электротехнического фарфора
отличаются повышенными содержаниями щелочей, взвешенных веществ, сульфатов,
хлоридов, аммонийного азота.
Порошки карбида кремния
- сырье для изготовления карбидкремниевых
электронагревателей, при длительном вдыхании способны вызывать у рабочих
хронический бронхит.
Мерами по сокращению воздействия на окружающую среду и повышению
ресурсоэффективности производства изделий технической керамики являются:
- оптимизация состава сырья с целью уменьшения температуры обжига и
сокращения его цикла;
- использование по возможности сухого способа подготовки сырья;
- использование менее вредных связок, в том числе природных полимеров, на
водной основе;
- использование пластиковых и металлических форм взамен гипсовых;
- организация водооборота;
106
- интерактивное компьютерное управление режимом обжига с целью снижения
затрат энергии при обжиге;
- снижение уровня шума и вибрации путем улучшения изоляции источников, а
также улучшение (если необходимо) звукоизоляции производственных зданий.
2.8 Производство керамических пропантов
Для производства керамических пропантов применяются две близкие
технологические схемы, отличающиеся технологией помола сырья, которые можно
условно разделить на «сухую» и «мокрую».
Обе технологические схемы включают в себя:
- предварительную термообработку исходных материалов, их дозирование;
- помол;
- гранулирование (сфероидизацию);
- спекающий обжиг, рассев по фракциям;
- упаковку готовой продукции.
В «сухой» схеме производства пропанта помол осуществляется в мельницах
сухого помола, откуда материал подается на гранулирование. В «мокрой» схеме
производится двухстадийное измельчение материала: помол в мельницах сухого
помола, затем - в мельницах мокрого помола. Измельченный материал направляется
на подсушку и частичную сфероидизацию в башенное распылительное сушило (БРС) и
далее на гранулирование.
Керамические алюмосиликатные пропанты
- это керамическое изделие,
полученное путем спекания, измельчения, компактирования и последующего
высокотемпературного обжига специального фракционированного глинозема. При этом
гранулы приобретают высокую механическую прочность.
Сырьем для выпуска керамических магнийсиликатных пропантов могут быть
оливиновые, форстеритовые, серпентинитовые породы с добавлением в качестве
связующего бентонитовой глины.
Технология производства полимерно-покрытых пропантов включает в себя синтез
нескольких видов полимеров и нанесение многослойного покрытия на керамический
пропант-основу.
При изготовлении пропантов данного вида используются преимущественно
резольные и/или новолачные фенолформальдегидные смолы. Нанесение смолы
осуществляется на пропант, предварительно нагретый до температуры не ниже 160°С,
с последующим быстрым охлаждением.
2.8.1 Технология производства керамических пропантов
На рисунке 2.16 в качестве иллюстрации приведена технологическая схема
производства керамических пропантов «мокрым» способом.
107
Рисунок 2.16 - Технологическая схема производства керамических пропантов «мокрым»
способом
2.8.2 Особенности производства керамических пропантов
Для получения алюмосиликатных пропантов используется алюмосодержащее
сырье, а для производства магнийсиликатных расклинивающих агентов используют
магнийсодержащие материалы.
2.8.3 Получение сырья и материалов
Сырьем для керамических пропантов могут служить различные
силикатсодержащие породы, в зависимости от выпускаемой продукции. К таким породам
относится алюмосиликатное сырье при любом соотношении Al2O3
- SiO2 и
магнийсиликатное сырье, содержащее глинозем как в виде природной примеси, так и в
виде специальной добавки при любом соотношении МgО - SiО2.
В изготовлении магнийсиликатных керамических расклинивателей нефтяных
скважин в качестве керамического материала используют материал на основе
форстерита, минералов группы оливина, породообразующие минералы ультраосновных
пород; встречается также в метаморфизованных доломитах, мраморах‚ магнезиальных
скарнах.
Исходным материалом для производства магнийсиликатных пропантов является
минерал оливин (Mg,Fe)2[SiO4]. Синтетический оливин получают путем обжига
108
серпентинитовых (форстеритовых) щебней при температуре свыше 1100 °С. После
обжига полученный синтетический оливин измельчается в шаровых мельницах сухого
помола и направляется на дальнейшую переработку.
Вторым этапом в производстве пропанта-сырца является приготовление шихты
для сухой схемы производства пропанта или шликера для мокрой схемы производства.
Шихту и шликер получают путем дозирования сырьевых компонентов (грубо
молотый оливин, природный песок и глина, а также шламы и пыли из систем очистки) и
их тонкого помола в шаровых мельницах: мокрого помола - для мокрой схемы
производства и в шаровых мельницах сухого помола - для сухой схемы.
Использование мокрого помола имеет ряд особенностей. Так, применение
мельниц с металлической футеровкой и металлических мелющих тел приводит к
образованию в шликере намолотого железа. Удаление намолотого железа путем
отмагничивания шликера требует дополнительных энергозатрат (работа насосов) и
влечет за собой образование отхода
- отмагниченных шламов. Кроме того,
металлические мелющие тела значительно увеличивают шумовые характеристики
мельниц. Применение керамических мелющих тел и резинопластиковой футеровки
позволяет снижать шумовую нагрузку и энергозатраты на отмагничивание.
2.8.4 Сушка («мокрая» схема)
Cушка шликера осуществляется в башенно-распылительном сушиле (БРС) за
счет тепла сжигаемого газа при температуре не более 450 °С. В результате сушки
шликера образуются гранулы порошка. Гранулы порошка по внутренней части конуса
БРС ссыпаются на вибросито, где просеиваются и скатываются на ленточный конвейер
и подаются на грануляцию.
Несмотря на энергоемкость подготовки шликера и его сушки в БРС, мокрая схема
позволяет при грануляции получать более плотные гранулы пропанта-сырца, что
значительно улучшает эксплуатационные характеристики обожженного пропанта.
2.8.5 Гранулирование и предварительный рассев
Гранулирование
порошка
проводят
в
тарельчатых
грануляторах,
предварительный рассев - на барабанном сите.
Клеевая добавка подается в тарельчатый гранулятор через распыляющие
форсунки. Тарельчатый гранулятор работает в постоянном режиме: загрузка порошка и
гранул минусовой фракции при подаче клеевой добавки - гранулирование - получение
гранул пропанта-сырца. Процесс включает следующие стадии: смачивание частиц
порошка связующим (клеевой добавкой), в результате чего образуются отдельные
гранулы и происходит наслаивание мелких частиц на более крупные с последующим
уплотнением гранул в слое материала.
Гранулы из гранулятора подаются на комплекс барабанных сит. В барабанное
сито подают горячий воздух для предварительного подсушивания гранул. На
барабанном сите последовательно установлены сетки, на которых отсевается
минусовая фракция, которую возвращают в тарельчатый гранулятор.
Годные гранулы ссыпаются на ленточный конвейер и направляются на сушку.
109
2.8.6 Сушка гранул
Сушка гранул осуществляется в барабанном сушиле.
2.8.7 Сортировка и рассев пропанта-сырца
Высушенный пропант-сырец далее поступает на стадию рассева на фракции в
отделении доработки гранул
2.8.8 Обжиг
Обжиг пропант-сырца осуществляется во вращающихся печах.
Попадая в печь, пропант-сырец осуществляет вращательно-поступательное
движение вдоль оси печи и проходит зоны сушки, нагрева, обжига и охлаждения. В зоне
сушки под воздействием теплоты отходящих газов, имеющих температуру от 500 до 650
ºС, происходят нагрев пропанта-сырца и испарение свободной и частично физически
связанной воды. Так как на испарение затрачивается большое количество энергии,
температура самого материала в зоне сушки поднимается медленно, таким образом,
длина зоны сушки во вращающейся печи существенно зависит от влажности
загружаемого пропанта-сырца.
Высушенный пропант-сырец поступает в следующую зону - зону нагрева. При
нагреве происходят сложный комплекс окислительно-восстановительных реакций,
дегидратация, декарбонизация. Далее материал переходит в зону обжига.
В интервале от
1240 до
1300 ºС в материале образуется однородный
стекловидный расплав, происходят процессы растворения, перекристаллизации и
уплотнения обжигаемого материала.
При дальнейшем продвижении материал начинает остывать, происходят процесс
кристаллизации и пропанты приобретают механическую прочность.
2.8.9 Охлаждение пропантов и рассев
Обожженные пропанты из вращающейся печи поступают во вращающийся
холодильник, где происходит охлаждение пропантов с помощью пересыпных устройств.
Корпус вращающегося холодильника орошается водой и обдувается вентиляторами,
дополнительно с холодного конца в него подается воздух.
Из вращающегося холодильника пропанты подаются в полочный холодильник,
затем ленточным конвейером в бункер-накопитель готовой продукции.
Из бункера пропанты направляются на сортировки. На сортировках пропанты
рассеваются по фракциям, для каждой из которых определён соответствующий набор
сит.
2.8.10 Вспомогательные участки
Производство полимерно-покрытых пропантов. Технология производства
полимерно-покрытых пропантов включает в себя синтез нескольких видов полимеров и
нанесение многослойного покрытия на керамическую пропант-основу.
110
При изготовлении пропантов данного вида используются преимущественно
резольные и/или новолачные фенолформальдегидные смолы. Нанесение смолы
осуществляется на пропант, предварительно нагретый до температуры не ниже 160 °С,
с последующим быстрым охлаждением.
Пропант и смесь полимерная загружаются последовательно в смесители:
- двухвальный бетоносмеситель принудительного действия;
- цикличный бетоносмеситель принудительного действия с двумя горизонтально
расположенными валами, после покрытый пропант самотеком подается в барабан-
охладитель и на рассев по фракциям.
2.8.11 Меры по сокращению воздействия на окружающую среду и
повышению ресурсоэффективности производства
Для сокращения выбросов в атмосферу и снижения потребления природного газа
внедряется безшликерная технология, в таблицах 2.7, 2,8 приведен сравнительный
анализ выбросов загрязняющих веществ, и расхода энергоресурсов для различных
способов производства керамических пропантов.
Использование в качестве сырья минералов с низким содержанием
кристаллизационной воды позволяет снизить расход природного газа.
Таблица 2.7 - Расход энергоресурсов на одну тонну пропанта-сырца
Расход
Расход
Динамика расхода,
энергоресурсов на
энергоресурсов на
мокрый - сухой
Наименование
ед. изм.
одну тонну
одну тонну
способ
пропанта-сырца
пропанта-сырца
производства
мокрым способом
сухим способом
Электроэнергия
кВт·ч/т
107,3
38,5
- 64,1%
Природный газ
м3/т
85,1
37,7
- 55,7%
Вода техническая
м3/т
1,1
0,4
- 63,6%
Таблица 2.8 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу
Динамика
Выбросы, мокрый
Выбросы, сухой
выбросов, мокрый -
ед. изм.
способ
способ
сухой способ
производства
производства
производства
Всего выброшено в
атмосферу
т
404,193
316,121
- 21,9 %
газообразных и
жидких веществ
111
Раздел 3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссий в
окружающую среду
3.1 Потребление энергии и основные факторы воздействия
производства керамических изделий на окружающую среду
Анализ технологических процессов, приведенный в разделе 2 данного
справочника НДТ, позволяет систематизировать факторы воздействия на ОС,
характерные для различных стадий производства керамических изделий
(см. таблицу 3.1, по [49], с изменениями).
Таблица 3.1 - Факторы воздействия производства керамических изделий на окружающую
среду
Факторы воздействия на компоненты ОС
Почва
Воздух
Водные
(образование
(образование
объекты
отходов
Стадии технологического
выбросов ЗВ
Шум (работа
(использование
производства и
процесса
при
оборудования)
в процессе и
технологических
технологических
образование
потерь,
операциях в
сточных вод)
преимущественно
процессе)
в виде пыли)
Дробление
X
X
X
X
Сухой помол и
X
-
X
X
смешение
Мокрый помол и
-
X
X
X
смешение
Рассев/классификация
X
-
X
X
Перемещение сырья
X
-
X
-
Хранение в силосах
X
-
-
X
Литьевой шликер
-
X
-
-
Массоподготовка:
масса для
пластического
X
X
X
-
формования
жесткая формовочная
масса (формование
-
X
X
-
обточкой)
Пресс-порошок,
подготовка сухим
X
X
X
X
способом
112
Окончание таблицы 3.1
Факторы воздействия на компоненты ОС
Почва
Воздух
Водные
(образование
(образование
объекты
отходов
Стадии технологического
выбросов ЗВ
Шум (работа
(использование
производства и
процесса
при
оборудования)
в процессе и
технологических
технологических
образование
потерь,
операциях в
сточных вод)
преимущественно
процессе)
в виде пыли)
Пресс-порошок,
X
X
X
X
распылительная сушка
Грануляция
X
-
-
X
Шликерное литье
-
X
-
-
Пластическое
-
X
X
-
формование
Формование обточкой
-
-
X
-
Прессование
X
X
X
X
Оправка
X
X
X
-
Сушка
X
-
-
X
Глазурование
X
X
X
-
Ангобирование
X
X
X
-
Нанесение декора
X
X
X
-
Обжиг
X
-
-
X
Послеобжиговая
X
X
x
X
обработка
Хранение материалов
X
-
-
X
«Х» - возможно значимое воздействие на ОС, «-» - незначимое воздействие или практическое
отсутствие такового.
Входные и выходные потоки, характерные для производства керамических
изделий, представлены в справочнике ЕС
[43] на качественном уровне; пример
приведен для производства керамического кирпича (см. рисунок 3.1).
113
Рисунок 3.1 - Входные и выходные потоки в производстве керамического кирпича [43], с
изменениями и дополнениями [49]
В справочнике ЕС [43] отмечено, что в составе отходящих газов присутствуют
оксиды азота, углерода и серы, а также, в ряде случаев, летучие органические
соединения, образующиеся в процессах сушки и обжига керамических изделий. Наличие
примесей соединений хлора объясняется тем, что в составе большинства видов глин
морского образования есть хлориды. Также источниками HCl могут стать добавки или
хлорированная вода (содержание хлоридов в воде, используемой при массоподготовке,
может достигать
50-100 мг/дм3 и выше). Практически все природные сырьевые
материалы содержат небольшие количества фтора, который легко замещает OH-группы
в глинах и гидратных минералах. Выделение фтороводородной кислоты HF происходит
при разложении фторосиликатов в составе глин. Концентрация фтора в дымовых газах
определяется не только его содержанием в сырье, но и наличием паров воды, составом
материала и режимом обжига [43].
Значительное внимание проблемам загрязнения воздуха соединениями
галогенов уделяется прежде всего в средиземноморских странах, где в качестве сырья
для производства керамических изделий используются обогащенные соединениями
хлора и фтора глины морского происхождения [50-53].
В отечественных источниках, посвященных охране окружающей среды при
производстве керамических изделий, поступление соединений хлора и фтора в
атмосферный воздух обсуждается редко [27, 54, 55-57]. Таким образом, основными
114
загрязняющими веществами, поступающими в атмосферный воздух при производстве
керамических изделий, следует считать:
- монооксид углерод;
- оксиды азота;
- пыль.
Вода - один из важных ресурсов в технологии производства керамических
изделий, однако уровни ее потребления в различных подотраслях отличаются друг от
друга. Вода, которую добавляют непосредственно в шихту, не вносит вклада в
образование сточных вод, поскольку полностью испаряется на стадиях сушки и обжига.
Исключение составляют технологии, основанные на формовании изделий способом
шликерного литья (производство сантехники, посуды, некоторых видов технической
керамики).
Сточные воды образуются преимущественно при роспуске глины в процессе
производства и в результате ее смыва при очистке оборудования. Незначительное
количество сточных вод образуется при производстве огнеупорных изделий и кирпича
при проведении такой обработки поверхности, как глазурование, ангобирование, мокрая
шлифовка. Дополнительное их выделение происходит при очистке смесителей,
установок для нанесения глазури и ангоба, форм.
В технологии облицовочной и напольной плитки, хозяйственно-бытовой и
технической керамики, санитарно-технических изделий техническая вода применяется
при очистке установок для массоподготовки и литья, нанесения глазури, декорирования,
а также при мокрой шлифовке в ходе послеобжиговой обработки изделий. При
производстве санитарно-технических изделий при литье под давлением основное
количество сточной воды образуется при промывке полимерных форм. Например, при
производстве 180 тыс. изделий в месяц методом литья под давлением образуется до
18 000 м3 сточной воды.
В составе сточных вод, образующихся при переработке различных материалов и
в ходе очистки оборудования, присутствуют те сырьевые материалы и вспомогательные
вещества, которые задействованы в данном технологическом процессе. Как правило,
эти соединения нерастворимы в воде. Сточные воды в производстве керамических
изделий отличаются высокой мутностью (нередко и цветностью) из-за присутствия в них
мелкодисперсных взвешенных частиц глазури и глинистых минералов [43,56].
Объемы сточных вод, как правило, невелики, а основные параметры,
характеризующие их, - это содержание взвешенных частиц и мутность [43].
Задача минимизации воздействия сточных вод на природные водные объекты
решается путем уменьшения водопотребления, организации водооборота и внедрения
систем очистки сточных вод.
В отношении образования отходов следует сказать, что в большинстве
подотраслей производства керамических изделий отходы формования, оправки, сушки
полуфабриката и брак изделий возвращают на стадию подготовки сырья. Брак
обожженных изделий используют в качестве шамота, порошок которого получают после
дробления и рассева (так называемый «бой»). Однако не все образующиеся отходы
можно возвращать в технологический цикл. Например, отработанные огнеупорные
изделия, образующиеся при ремонте печей, как правило, загрязнены шлаками,
глазурями и т. д., поэтому их введение может ухудшить огнеупорные характеристики
любого изделия. Невозможно использовать повторно материалы, содержащие другие
115
виды загрязняющих веществ (например, тяжелые металлы, выделяющиеся из
глазурей).
Считается, что гранулированный или тонкоизмельченный бой кирпича можно
использовать в качестве замены продукции других отраслей производства керамических
изделий, имеющей тот же зерновой состав. В частности, отходы производства после
измельчения и рассева применяют как заполнитель в бетонах или наполнитель в
асфальте для дорожного строительства.
В отечественных и зарубежных источниках в некоторых случаях обсуждаются
также уровни шума, характерные для производства керамических изделий.
В зарубежных источниках обычно упоминают такие решения, направленные на
сокращение шумового воздействия предприятий, как герметизация оборудования,
звукоизоляция окон и стен, проведение шумных работ только в дневное время и
надлежащее техническое обслуживание оборудования.
В целом на основании анализа отечественных и зарубежных источников
информации следует сделать вывод о том, что предприятия по производству
керамических изделий характеризуются высоким потреблением энергии (от 2 до 50 ГДж
на тонну изделий). Именно сжиганием топлива, необходимого для проведения
высокотемпературных процессов, обусловлены выбросы в атмосферу основных
загрязняющих веществ (монооксида углерода, оксидов азота и пыли), а также некоторых
других веществ в зависимости от типа сырья и технологических процессов,
распространенных в конкретных подотраслях. Сбросы производственных сточных вод
обычно незначительны и возвращаются в производственный процесс после
соответствующей очистки.
Образующиеся отходы преимущественно повторно используются в производстве.
3.2 Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления
ресурсов в производстве керамического кирпича и камня
В процессе подготовки настоящего справочника НДТ анкеты для сбора
информации о текущих уровнях эмиссий и потребления ресурсов были направлены
российским предприятиям по производству керамического кирпича и камня. Сведения
от предприятий поступали неравномерно в течение нескольких месяцев; к концу ноября
2023 года разработчики справочника НДТ располагали 23 заполненными анкетами
различной степени детализации (36 источников выбросов (обжиговых печей)). На
рисунках 3.2-3.3 представлен охват отрасли производства керамического кирпича и
камня. В связи с невысоким охватом отрасли в рамках этапа анкетирования было
принято решение при обсуждении численных параметров учитывать как результаты
анкетирования, так и материалы современных отечественных и зарубежных
исследований, а также данные отраслевого справочного документа ЕС [43] (включая
проект справочника ЕС 2023 года [24]).
116
Рисунок 3.3 - Охват предприятий отрасли
Рисунок 3.2 - Охват предприятий отрасли
(производство керамического кирпича и камня:
(производство керамического кирпича и
предприятия с мощностью более 40 млн шт. в
камня), млрд тонн
год), млн шт.
3.2.1 Потребление энергии
Производство керамического кирпича является весьма энергоемким процессом.
Основная энергия расходуется в процессе высокотемпературного обжига, на долю
которого приходится до 90% всей расходуемой энергии топлива. В первую очередь при
производстве керамического кирпича источником энергии в обжиговых печах служит
природный газ, значительно реже мазут, уголь и другие виды топлива.
Удельное энергопотребление значительно разнится в зависимости от вида
выпускаемых изделий, а также содержанием органических веществ в глиняном сырье.
Каждому виду изделий соответствуют свой режим обжига (температура,
продолжительность выдержки, плотность садки) и, как следствие, свои величина и
характер удельного расхода энергии.
Результаты анкетирования российских предприятий в ходе подготовки
настоящего справочника НДТ свидетельствуют о том, что удельное потребление
энергии топлива (расход энергии топлива на производственный процесс) в производстве
керамического кирпича и камня варьируется в интервале 0,91-3,01 ГДж/т продукции.
По некоторым данным, аналогичные и даже более низкие показатели
(1,5 ГДж/т
продукции) были достигнуты лучшими германскими и австрийскими производителями
кирпича [58-59].
Примерные значения потребления природного газа и электроэнергии
предприятиями по производству кирпича в странах ЕС, а также общий расход удельного
энергопотребления в данной отрасли производства керамических изделий
представлены в таблице 3.2.
117
Таблица
3.2
- Данные по удельному энергопотреблению для предприятий ЕС по
производству керамического кирпича
Единицы
Источник/потребление энергии
Рядовой кирпич
Лицевой кирпич
измерения
Природный газ
ГДж/т
1,02-1,87
2,87
Электроэнергия
ГДж/т
0,008-0,22
0,27
Общее энергопотребление
ГДж/т
1,50-2,50
2,50-3,00
Современные российские предприятия по выпуску керамического кирпича и камня
построены с применением технологических процессов и оборудования, разработанных
в ЕС, поэтому полученные в ходе анкетирования современных отечественных
промышленных площадок данные следует считать корректными [60].
Результаты анкетирования российский предприятий (удельное потребление
энергии топлива в производстве керамического кирпича и камня; удельное потребление
электрической энергии) в целом представлены на рисунках 3.4-3.5.
Рисунок 3.4 - Удельное потребление энергии топлива в производстве керамического кирпича и
камня: результаты анкетирования российских предприятий (расход топлива только на
производственные процессы, включая сушку, обжиг и т.д.), ГДж/т продукции
Рисунок 3.5 - Удельное потребление электрической энергии в производстве керамического
кирпича и камня: результаты анкетирования российских предприятий, кВт·ч/т продукции, а
также в пересчете на ГДж/т продукции
118
Таким образом, удельное потребление энергии большинства принявших участие
в анкетировании предприятий по производству керамического кирпича и камня близко к
2,0 ГДж/т продукции. Этот показатель несколько ниже, чем установленные
ГОСТ Р 55646-2013 «Ресурсосбережение. Производство кирпича и камня керамических.
Руководство по применению наилучших доступных технологий повышения
энергоэффективности и экологической результативности» [61] параметры НДТ для
Российской Федерации (2,5-3,0 ГДж/т) и приведенные в справочном документе ЕС
параметры НДТ для государств - членов ЕС (2,3-2,5 ГДж/т) [43], что может быть
обусловлено ограниченной выборкой и поступлением данных преимущественно от
компаний-лидеров.
Необходимо принимать во внимание тот факт, что на потребление энергии
существенное влияние оказывают химический и минералогический состав шихты, а
также введение добавок. Так, присутствие в шихте 8-10% угольной пыли достаточно для
того, чтобы вести обжиг за счет энергии сгорания органической добавки. Существенная
экономия топлива для обжига достигается при введении в шихту для поризации опилок,
а также при использовании так называемых «углистых» глин, характеризующихся
повышенным содержанием органических соединений. В то же время с увеличением в
сырье глинистых и известняковых компонентов требуется повышенный расход топлива
для протекания эндотермических реакций разложения гидроалюмосиликатов и
карбонатов. Поэтому в зависимости от типа используемого сырья расход энергии может
существенно отличаться независимо от того, каким оборудованием оснащен завод и
какая технология применяется.
Следует отметить, что по мере накопления сведений об удельном
энергопотреблении при производстве различных видов керамического кирпича и камня
в Российской Федерации целесообразно выполнить бенчмаркинг по группам
предприятий, выпускающих однотипную продукцию из близкого по характеристикам
сырья, и уточнить оценочные данные, представленные в данном справочнике НДТ.
3.2.2 Эмиссии в окружающую среду
Значительная доля выбросов отходящих газов в производстве керамического
кирпича и камня связана с процессом обжига. В зависимости от используемого
глинистого сырья уровень выбросов может колебаться из-за геологических различий, а
также из-за особенностей производственного процесса (например, вид используемого
при обжиге топлива), применяемого при выпуске различных видов керамического
кирпича и камня.
Для европейских стран показатели экологической результативности наиболее
детально представлены в справочном документе по НДТ производства керамических
изделий [43].
Преимущественно в выбросах загрязняющих веществ в атмосферный воздух
присутствуют оксиды азота и монооксида углерода, оксид серы, а также пыли
(составляют более 99% по массе всех выбросов от промышленной площадки); выбросы
летучих хлоридов и фторидов являются нехарактерными для российских предприятий.
Обобщенная схема входных и выходных потоков в производстве кирпича
представлена на рисунке 3.6.
119
до 8 масс.%
0,91-3,01 ГДж/т
40,4-92,5 кВт·ч/т
Рисунок 3.6 - Входные и выходные потоки в производстве керамического кирпича
в России (количественная оценка)
Сравнительный анализ показателей экологической результативности
предприятий по производству керамического кирпича и камня (полученных в рамках
анкетирования в 2023 году) приведен на рисунках 3.7-3.9.
Рисунок 3.7 - Удельные выбросы в процессе обжига керамического кирпича и камня (Азота
оксид и Азота диоксид (в пересчете на Азота диоксид)), кг/т продукции
120
Рисунок 3.8 - Удельные выбросы в процессе обжига керамического кирпича и камня
(содержание выгорающих добавок в сырьевой смеси 0 масс. %; менее 2 масс. %; 2 масс. % и
более) (Углерода оксид), кг/т продукции
Рисунок 3.9 - Удельные выбросы в процессе обжига керамического кирпича и камня (Серы
диоксид), кг/т продукции
Материалы анкетирования российских предприятий 2) свидетельствуют о том, что
показатели экологической результативности в производстве керамического кирпича и
камня варьируют в широких пределах. Практика обследований промплощадок
свидетельствует о том, что в большинстве случаев показатели являются расчетными;
для некоторых заводов измерения проводятся сторонними лабораториями.
С учетом того, что заводы характеризуются достаточно близкими значениями
удельного потребления энергии и в качестве топлива используют природный газ, можно
было бы ожидать близких значений параметров удельных выбросов продуктов
сгорания - CO и NO2. Однако на ряде предприятий в шихту добавляют значительное
количество опилок (до 8 масс. %); другие заводы используют в качестве сырья глины с
высоким содержанием соединений серы. Поэтому неудивительно, что полученные от
российских предприятий данные изменяются в весьма широких интервалах:
- удельные выбросы CO: 0,09 - более 10 кг/т продукции;
2) Как уже отмечено, анкеты прислали наиболее активные предприятия, проявившие интерес к
участию в разработке справочника НДТ.
121
- удельные выбросы NOx (в пересчете на NO2): 0,03-0,9 кг/т продукции;
- удельные выбросы SO2: до 1,38 кг/т продукции.
Нельзя исключать вероятность того, что некоторые предприятия указали
характеристики выбросов загрязняющих веществ с учетом дополнительных источников
(например, гаража, котельной, обслуживающих объекты социальной инфраструктуры,
и пр.).
Данные по выбросам SO2 (с указанием количества содержания соединений серы
в сырье) представлены незначительным числом организаций, в анкетах некоторых
организаций данные по выбросам оксида серы отсутствовали; тем не менее
большинство показателей не превышает
0,11 кг/т продукции; однако в анкетах
присутствуют и величины, близкие к 1,3 SO2 кг/т продукции.
В ходе предварительного обсуждения представленных данных было выяснено,
что некоторые предприятия при производстве полнотелого и пустотелого кирпича
добавляют в массу значительное количество порообразователей, например древесных
опилок. Это позволяет не только снизить объемную массу кирпича и улучшить его
теплозащитные свойства, но и ведет к сокращению потребления природного газа 3).
С одной стороны, такое решение следует рассматривать как направление
ресурсосбережения и использования возобновляемых источников энергии. С другой
стороны, необходимо учитывать вероятность возрастания удельных выбросов
монооксида углерода и пыли, а также диоксида серы (в том числе с учетом
использования сырья с высоким содержанием соединений серы, в пересчете на SO3).
Следует подчеркнуть, что данный вопрос требует детального изучения и может
быть рассмотрен в ходе выполнения пилотных проектов в сфере НДТ, а также по мере
накопления сведений о показателях экологической результативности при производстве
различных видов керамического кирпича и камня в Российской Федерации
целесообразно выполнить бенчмаркинг по группам предприятий, выпускающих
однотипную продукцию из близкого по характеристикам сырья (включая виды
выгорающих добавок, а также сырьевые материалы с различным содержанием
соединений серы в сырье), и уточнить оценочные данные, представленные в данном
справочнике НДТ.
В отношении выбросов пыли данные, представленные в анкетах, изменяются в
широких пределах; в некоторых анкетах данные не представлены. Интерпретировать
полученные данные сложно; единственное заключение состоит в том, что минимальные
показатели согласуются с результатами отечественных и зарубежных исследований.
Лучшие системы очистки (оборудованные фильтрами тонкой очистки) позволяют
уловить до 99,8% пыли, содержащейся в выбросах из организованных источников на
участках массоподготовки.
В таблице 3.3 представлены предлагаемые для установления технологические
показатели выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при обжиге
керамического кирпича и камня, соответствующие НДТ.
3) Считается, что добавка более 15% опилок (по объему) повышает морозостойкость кирпича и
камней, некоторые авторы полагают, что при большей доле опилок в составе шихты внешний
вид изделия и его прочность могут ухудшаться. Наибольший эффект от применения опилок в
качестве добавки получают, когда вводят их в сочетании с минеральными отощителями,
например, с шамотом, а также с углем.
122
Таблица
3.3
- Предложения по установлению технологических показателей выбросов
загрязняющих веществ в атмосферный воздух при обжиге керамического кирпича и камня (при
использовании природного газа в качестве топлива), соответствующих НДТ
Наименование
Производственный
Единица
Продукция
загрязняющего
Значение
процесс
измерения
вещества
Кирпич и камень
керамический
(без применения
≤ 0,37
выгорающих
добавок в шихте)
Кирпич и камень
керамический
(содержание
≤1,28
выгорающих
кг/т
Углерода оксид
добавок в шихте
продукции
менее 2 масс. %)
Кирпич и камень
керамический
(содержание
Выбросы при
выгорающих
≤ 8,98
обжиге
добавок в шихте
керамического
2 масс. % и
кирпича и камня
более)
(при
использовании
≤ 0,47
природного газа в
Кирпич и камень
Азота диоксид
кг/т
(суммарно, в
качестве топлива)
керамический
Азота оксид
продукции
пересчете на
азота диоксид)
≤ 0,1
(содержание
соединений серы
в сырье, в
пересчете на SO3,
Кирпич и камень
кг/т
0,25% и менее)
Серы диоксид
керамический
продукции
≤ 1,0
(содержание
соединений серы
в сырье, в
пересчете на SO3,
более 0,25%)
В отношении производственных сточных вод
практически во всех анкетах,
направленных предприятиями отрасли в рамках этапа сбора данных, указано отсутствие
их образования. Сбросы предприятий в водные объекты представлены в настоящее
123
время в основном хозяйственно-бытовыми стоками предприятий, которые поступают в
централизованные очистные сооружения, а также поверхностными сточными водами
(ливневыми и талыми водами), которые также отводятся на очистные сооружения или
поступают на локальные очистные сооружения (со степенью очистки по нефтепродуктам
и взвешенным веществам до 99,5%).
Большинство ответивших на вопросы анкеты предприятий указали, что удельное
образование невозвратных производственных отходов составляет 10-70 кг/т продукции.
Представленные показатели порядка
0,5-0,9 кг/т нельзя считать значимыми.
Производственные отходы включают кирпичную пыль (в том числе пыль из рукавных
фильтров), бой кирпича, отходы отработанных абразивных, огнеупорных изделий,
упаковки. Общее заключение состоит в том, что образование производственных отходов
в целом нехарактерно для предприятий, выпускающих керамический кирпич; большая
часть отходов (более 95%) возвращается в технологический цикл или передается на
переработку.
По мере распространения нормирования предприятий на основе принципов НДТ
справочник следует актуализировать, идентифицировав интервалы технологических
показателей, характеризующих выбросы загрязняющих веществ, для производства
различных видов кирпича и камня керамического. Такие работы также могут быть
выполнены в ходе пилотных проектов, к обсуждению результатов которых следует
привлечь возможно большее число отечественных предприятий.
3.3 Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления
ресурсов в производстве керамической плитки
В процессе подготовки настоящего справочника НДТ анкеты для сбора
информации о текущих уровнях эмиссий и потребления ресурсов были направлены
российским предприятиям по производству керамической плитки. Осенью 2023 года
разработчики справочника НДТ располагали 8 заполненными анкетами различной
степени детализации (59 источников выбросов (25 обжиговых печей)). На рисунке 3.10
представлен охват отрасли производства керамической плитки. В связи с невысоким
охватом отрасли в рамках этапа анкетирования было принято решение при обсуждении
численных параметров учитывать как результаты анкетирования, так и материалы
современных отечественных и зарубежных исследований, а также данные отраслевого
справочного документа ЕС [43] (включая проект справочника ЕС 2023 года [24]).
124
Рисунок 3.10 - Охват предприятий отрасли в рамках анкетирования 2023 г. (производство
керамической плитки), млн м2; %
3.3.1 Потребление энергии
Основные затраты энергии в российской подотрасли производства керамической
плитки приходятся на процесс обжига, который в зависимости от вида продукции ведут
при температурах от 980-1050 °C (плитка для внутренней облицовки стен) до 1180-
1250 °C (керамогранит).
В государствах - членах ЕС затраты энергии на производство плитки снизились в
период 1980-2003 годов с 11,78 до 5,6 ГДж/т продукции [43].
В России (и в бывшем Советском Союзе) вопросам энергосбережения в
энергоемких отраслях промышленности уделялось значительное внимание. Развитие
требований к проектированию можно проследить в стандартах и технических кодексах
[62-64]:
- СТ СЭВ 6575-89 «Печи для обжига керамических плиток для полов и внешней
облицовки. Показатели энергопотребления»;
- ГОСТ 28529-90 «Печи для обжига керамических плиток для полов и внешней
облицовки. Показатели энергопотребления»;
- ТКП 45-7.02-226-2010
«Производство
керамических
плиток.
Нормы
технологического проектирования предприятий».
Действующие российские предприятия по производству керамической плитки
активно внедряют современные производственные линии, осваивают новые технологии,
нередко приглашают зарубежных технологов (см. раздел
1.3) и добиваются
последовательного роста энергоэффективности производства
[65,
66]. Сравнение
приведенных значений удельных затрат энергии с показателями, которые считаются
лучшими и для производителей керамической плитки в государствах - членах ЕС (до
8,5 ГДж/кг для трехкратного обжига)
[43], позволяет заключить, что в части
энергоэффективности обсуждаемое
предприятие фактически соответствует
европейским требованиям к НДТ.
Сопоставление удельного потребления энергии, характерного для
производителей керамической плитки, работающих в различных странах, приведено на
рисунке 3.11.
125
Рисунок 3.11 - Удельное энергопотребление в производстве керамической плитки
(в скобках указаны годы постройки/реконструкции предприятий) [125]
Равно как и при оценке удельного энергопотребления в производстве
керамического кирпича, результаты различных работ достаточно сложно сравнивать: во
многих случаях неизвестна степень осреднения данных, не приводятся источники
информации, не определено в единицах массы понятие «квадратный метр плитки».
Усредненные показатели энергетической эффективности и экологической
результативности предприятий по производству керамической плитки свидетельствуют
о том, что удельное потребление энергии топлива на российских предприятиях
изменяется в настоящее время в пределах 3,4-7,5 ГДж/т продукции и зависит от типа
печи, вида изделий, кратности обжига, применения глазурей и пр.
В соответствии с ГОСТ Р 55645-2013 [67] расход энергии на распылительную
сушку при производстве облицовочной и напольной плитки находится в диапазоне 980-
2500 кДж/кг. Типичные значения потребления тепловой энергии на сушку облицовочной
и напольной плитки равны 300-1000 кДж/кг, для плитки с водопоглощением ниже 3%
энергопотребление может превышать 1400 кДж/кг. Энергопотребление при обжиге
определяется типом печи и числом обжигов и колеблется от
5920-7300 кДж/кг
(роликовая печь, трехкратный обжиг) до 2000-5500 кДж/кг (роликовая печь, однократный
обжиг).
Основная доля потребления электрической энергии приходится на двигатели и
приводы, устройства транспортировки (насосы, транспортеры), нагреватели, вытяжные
вентиляторы, дымососы и системы освещения, которые все вместе потребляют более
90% электрической энергии. Доля электрической энергии может достигать 30% общего
потребления. Потребление электрической энергии находится на уровне 170 кВт·ч/т [67].
В ГОСТ Р 55645-2013 приведена таблица значений удельного энергопотребления
при производстве керамической плитки на различных стадиях технологического
процесса (см. таблицу 3.4).
126
Таблица 3.4 - Удельное энергопотребление при производстве керамической плитки на
различных стадиях технологического процесса [67]
Удельное
Удельное
Технологическая
потребление
Стадия
потребление
операция
природного газа,
электроэнергии, ГДж/т
ГДж/т
Массоподготовка
Сухой помол
-
0,04-0,07
Мокрый помол
-
0,05-0,35
Распылительная
сушка
1,2-2,5
0,01-0,07
Формование
Прессование
-
0,05-0,15
Сушка
0,3-1,0
0,01-0,04
Обжиг
1,9-5,5
0,02-0,15
Простое суммирование позволяет предположить, что минимальное удельное
потребление энергии может составлять около 3,2 ГДж/т, а максимальное - около
9,8 ГДж/т.
Результаты анкетирования российский предприятий (удельное потребление
энергии топлива в производстве керамической плитки; удельное потребление
электрической энергии) в целом представлены на рисунках 3.12-3.13.
Рисунок 3.12 - Удельное потребление энергии топлива в производстве керамической плитки:
результаты анкетирования российских предприятий, ГДж/т продукции
127
Рисунок 3.13 - Удельное потребление электрической энергии в производстве керамической
плитки: результаты анкетирования российских предприятий, кВт·ч/т продукции, а также
в пересчете на ГДж/т продукции
Таким образом, на основании результатов анкетирования российских
предприятий и рассмотрения материалов отечественных исследований можно дать
лишь ориентировочную оценку удельному потреблению энергии в производстве
керамической плитки в России; по-видимому, этот показатель варьирует для разных
видов изделий от 4 до 8,2 ГДж/т.
По мере накопления сведений, характеризующих отечественные заводы, следует
рассмотреть возможность уточнения показателей удельного энергопотребления для
производства различных видов изделий.
3.3.2 Эмиссии в окружающую среду
Российские предприятия по производству керамической плитки нечасто
привлекают внимание специалистов в области промышленной экологии; число
публикаций, касающихся вопросов оценки эмиссий в окружающую среду, невелико [16].
В справочном документе ЕС [43] данные по выбросам загрязняющих веществ в
производстве керамической плитки в большинстве случаев приводятся в размерностях
концентраций в отходящих газах и для конкретных случаев или операций.
Сравнительный анализ удельных выбросов основных загрязняющих веществ был
выполнен с привлечением материалов исследований, проведенных в различных
странах (прежде всего Австралии, США, Италии, Испании, Греции); полученные
результаты представлены на рисунке 3.14.
128
Рисунок 3.14 - Удельные выбросы основных загрязняющих веществ, сопровождающие
производство керамической плитки (в скобках указаны годы постройки/реконструкции
предприятий) [68]
Необходимо подчеркнуть, что столбец ЕС (экомаркировка) относится к
требованиям системы добровольной экологической маркировки керамической плитки,
распространенной в государствах - членах ЕС. Эти требования сформулированы более
четко и жестко, чем требования НДТ:
- NOx: удельный выброс 0,125 кг/т продукции;
- SO2: удельный выброс 0,075 кг/т продукции.
Обобщенная схема входных и выходных потоков в производстве керамической
плитки в расчете на 1 т продукции, сформированная по результатам обследований
заводов и оценки, полученной из различных источников информации, представлена на
рисунке 3.15 [49].
Представленные на рисунке 3.15 показатели достаточно хорошо согласуются с
зарубежными данными и, по всей вероятности, отражают практику передовых
отечественных предприятий.
129
3,4-7,5 ГДж/т
194-260 кВт·ч/т
Рисунок 3.15 - Входные и выходные потоки в производстве керамической плитки в России
(количественная оценка) [49]
Сравнительный анализ показателей экологической результативности
предприятий по производству керамической плитки (полученных в рамках
анкетирования отрасли в 2023 году) приведен на рисунках 3.16-3.18.
Обработка заполненных отечественными предприятиями анкет позволяет
предположить, что параметры выбросов основных загрязняющих веществ таковы:
-
CO: удельный выброс 0,03-1,44 кг/т продукции;
-
NOx: удельный выброс 0,03-1,19 кг/т продукции.
Рисунок 3.16 - Удельные выбросы в процессе обжига керамической плитки
(Азота оксид и Азота диоксид (в пересчете на Азота диоксид)), кг/т продукции
130
Рисунок 3.17 - Удельные выбросы в процессе обжига керамической плитки (Углерода оксид),
кг/т продукции
Рисунок 3.18 - Удельные выбросы в процессе обжига керамической плитки (Серы диоксид),
кг/т продукции
В таблице 3.5 представлены предлагаемые для установления технологические
показатели выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при обжиге
керамической плитки, соответствующие НДТ.
Таблица
3.5
- Предложения по установлению технологических показателей выбросов
загрязняющих веществ в атмосферный воздух при обжиге керамической плитки,
соответствующих НДТ
Наименование
Производственный
Полуфабрикат /
Единица
загрязняющего
Значение
процесс
Продукция
измерения
вещества
кг/т
Углерода оксид
≤ 1,5
продукции
Выбросы при
≤ 0,8
Обожженная
обжиге
Азота диоксид.
кг/т
(суммарно, в
керамическая
керамической
Азота оксид
продукции
пересчете на азота
плитка
плитки
диоксид)
кг/т
Серы диоксид
≤ 0,2
продукции
Для очистки отходящих газов от пыли используются рукавные фильтры (98-99,8%
эффективности) и в некоторых случаях циклоны
(75-80% эффективности) в
131
массозаготовительных отделениях, а также на участках подготовки пресс-порошка и
прессования.
Производственные сточные воды при выпуске облицовочной и напольной плитки
формируются в процессе очистки оборудования для подготовки сырья и глазурования,
в процессе обезвоживания масс на ротационных и фильтр-прессах, а также при мокрой
шлифовке. Воду нередко используют в замкнутом цикле с коэффициентом
рециркуляции до
90%. Излишек глазури собирают и возвращают обратно в
производственный цикл. Хозяйственно-бытовые сточные воды преимущественно
передаются в централизованные системы водоотведения.
Ответившие на вопросы анкеты предприятия указали, что они предусматривают
вторичное использование накопленных в средозащитной технике пылеобразных
веществ и ситового возврата (после процеживания шликера) для приготовления
шликера. Бой некондиционной плитки (до
5-8%) поступает также в отделение
массоподготовки. Отходы керамические, отходы абразивных материалов и отходы
упаковки составляют до 0,8 масс. % от выпуска продукции. Они относятся к V классу
опасности. Невозвратные отходы (до
1,5% от выпуска продукции) планируется
продавать как наполнитель для сухой смеси. На предприятиях действуют системы
раздельного сбора отходов.
Основными источниками шума предприятия являются вентиляционное,
технологическое оборудование производственных цехов и котельной, разгрузочно-
погрузочные работы и движение транспорта по промплощадке.
3.4 Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления
ресурсов в производстве огнеупорных изделий
В процессе подготовки настоящего справочника НДТ анкеты для сбора
информации о текущих уровнях эмиссий и потребления ресурсов были направлены
российским предприятиям по производству огнеупорных изделий. К концу осени
2023 года разработчики справочника НДТ располагали 5 заполненными анкетами (5
вращающихся печей; 10 туннельных обжиговых печей). На рисунке 3.19 представлен
охват отрасли производства огнеупорных изделий. В связи с невысоким охватом
отрасли в рамках этапа анкетирования было принято решение при обсуждении
численных параметров учитывать, как результаты анкетирования, так и материалы
современных отечественных и зарубежных исследований, а также данные отраслевого
справочного документа ЕС [43] (включая проект справочника ЕС 2023 года [24]).
Рисунок 3.19 - Охват предприятий отрасли в рамках анкетирования 2023 г. (производство
огнеупорных изделий: кирпичи, блоки, плитки и прочие изделия огнеупорные), тонн
132
3.4.1 Потребление энергии
В таблице 3.6 приведены значения удельного энергопотребления на различных
стадиях процесса производства магнезитового кирпича в соответствии с данными
справочника ЕС [43].
Таблица 3.6 - Удельное энергопотребление в производстве магнезиальных огнеупоров [43].
Операция
Энергопотребление, ГДж/т
Подготовка, рассев
0,35-0,50
Взвешивание, дозирование, смешение
0,045-0,070
Формование
0,13-0,20
Сушка и обжиг
3,0-6,3
Послеобжиговая обработка, упаковка
0,08
Таким образом, основная доля энергии потребляется в процессе сушки и обжига
огнеупоров (так же, как и в производстве других керамических изделий); удельное
энергопотребление варьируется в пределах 4-7 ГДж/т продукции.
На российских предприятиях по производству магнезиальных огнеупоров
расходуется до 12 ГДж энергии на тонну продукции. Обжиг проводится при температуре
1600-1750 °C, и более 95% энергии расходуется на обжиг огнеупоров.
Удельное потребление энергии при выпуске динасовых огнеупоров составляет
около 3,5 ГДж/т продукции.
Удельное потребление энергии при производстве шамотных огнеупоров близко к
6-7 ГДж/т продукции.
3.4.2 Эмиссии в окружающую среду
В первую очередь выбросы загрязняющих веществ в ОС, образующиеся в
производстве огнеупоров, определяют значительное энергопотребление и
высокотемпературную обработку материалов.
В справочнике ЕС [43] представлены концентрации ЗВ в отходящих газах и
объемы этих газов, однако в связи с тем, что производительность предприятий
не приведена, оценить удельные выбросы не представляется возможным.
К приоритетным загрязняющим веществам отнесены:
- пыль;
- монооксид углерода;
- оксиды азота;
- оксид серы;
- неорганические газообразные соединения фтора (для высокоглиноземистых
огнеупоров).
Специалисты российских предприятий также считают эти загрязняющие вещества
основными, поступающими в атмосферный воздух при производстве огнеупоров.
Исключение составляют соединения фтора. Удельные выбросы этих ЗВ варьируют в
широких пределах, в зависимости от выпускаемой продукции (типа и группы огнеупоров
133
(см. таблицу 1.3), а также состава сырьевой смеси), используемых технологических
процессов (в первую очередь режима обжига), используемого вида топлива:
- CO (туннельные печи): 0,1-11,5 кг/т продукции;
- NOx (туннельные печи): (в пересчете на NO2): 0,2-15,6 кг/т продукции;
- SO2 (туннельные печи): 0,01-0,8 кг/т продукции.
- пыль (организованные источники): 0,07-3 кг/т продукции.
Сравнительный анализ показателей экологической результативности
предприятий по производству огнеупоров (полученных в рамках анкетирования отрасли
в 2023 году) приведен на рисунках 3.20-3.23.
Рисунок 3.20 - Выбросы при обжиге формованных огнеупорных изделий в туннельной печи
(Азота диоксид; Азота оксид (в пересчете на Азота диоксид)), кг/т обожженной продукции
Рисунок 3.21 - Выбросы при обжиге формованных огнеупорных изделий в туннельной печи
(производство алюмосиликатных огнеупоров) (Серы диоксид), кг/т обожженных изделий
Рисунок 3.22 - Выбросы при обжиге формованных огнеупорных изделий в туннельной печи
(Углерода оксид), кг/т обожженных изделий
134
Рисунок 3.23 - Выбросы при обжиге сырья во вращающейся печи (Пыль неорганическая с
содержанием кремния менее 20, 20-70, а также более 70 процентов), кг/т продукции
Предлагаемые для установления технологические показатели выбросов
загрязняющих веществ в атмосферный воздух при производстве огнеупорных изделий,
соответствующие НДТ, представлены в таблице 3.7.
Таблица
3.7
- Предложения по установлению технологических показателей выбросов
загрязняющих веществ в атмосферный воздух при производстве огнеупорных изделий,
соответствующих НДТ
Наименование
Производственный
Полуфабрикат /
Единица
загрязняющего
Значение
процесс
Продукция
измерения
вещества
Обожженные
Углерода оксид
кг/т продукции
≤ 9,4
формованные
огнеупорные
Выбросы при
изделия:
обжиге
Кремнеземистые
≤ 8,46
формованных
Алюмосиликатные
(суммарно,
огнеупорных
Азота диоксид
Глиноземистые
кг/т продукции
в пересчете
изделий в
Азота оксид
Высокомагне-
на азота
туннельной печи
зиальные
диоксид)
Магнезиально-
шпинелидные
Серы диоксид
кг/т продукции
≤ 0,77
Пыль
неорганическая с
Выбросы при
содержанием
кг/т
обжиге сырья в
Обожженное
кремния менее
обожженного
≤ 0,90
вращающейся
сырье
20, 20-70, а также
сырья
печи
более 70
процентов
135
Значительный разброс показателей требует дополнительного обсуждения
вероятных источников и причин образования загрязняющих веществ с практиками.
Выбросы пыли в воздух происходят не только при обжиге, но и в следующих
технологических операциях:
- при хранении и транспортировке сырья из накопителей, установок для
дозирования, перемещения и обработки сырьевых материалов;
- при сухом способе подготовки сырья;
- при формовании в прессах также возможны выбросы паров связующих веществ
и добавок;
- при сухой шлифовке некоторых видов огнеупорных изделий после обжига.
Производственные сточные воды в производстве огнеупоров образуются в
результате промывки технологического оборудования, а также при мокрой шлифовке;
нередко производственные сточные воды используют повторно в замкнутом цикле.
В отношении отходов производства и технологических потерь отмечено
следующее:
- на некоторых стадиях производственного процесса, в частности при
формовании, сушке, обжиге и послеобжиговой обработке, образуется бой изделий;
- подготовка сырьевых материалов (промывка оборудования), а также очистка
литьевых установок и мокрая шлифовка сопровождаются образованием шлама;
- отходами процесса шликерного литья являются отработанные и разбитые
гипсовые формы;
- в процессе упаковки появляются отходы в виде пластика, бумаги, металлолома;
- в установках очистки отходящих газов скапливаются пыль, шлам, отработанные
сорбенты.
Некоторые из перечисленных видов отходов могут быть повторно использованы
в переделах предприятия в соответствии с требованиями к продукции и
технологическим регламентом. Остальные материалы направляют на полигоны или
(реже) на другие предприятия для возможного применения в различных отраслях.
На рисунке 3.24 представлена потоковая схема производства периклазо-
хромитового кирпича.
Ведущие российские предприятия по производству огнеупоров внедряют и
совершенствуют системы экологического менеджмента, разрабатывают и выполняют
программы минимизации негативного воздействия на окружающую среду [69-70].
По мере распространения нормирования предприятий на основе принципов НДТ
справочник следует актуализировать, идентифицировав интервалы технологических
показателей, характеризующих выбросы загрязняющих веществ, для производства
различных видов огнеупоров. Такие работы также могут быть выполнены в ходе
пилотных проектов, к обсуждению результатов которых следует привлечь возможно
большее число отечественных предприятий.
136
Рисунок 3.24 - Входные и выходные потоки в производстве периклазо-хромитового кирпича
(количественная оценка)
3.5 Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления
ресурсов в производстве санитарно-технических изделий из керамики
В процессе подготовки настоящего справочника НДТ анкеты для сбора
информации о текущих уровнях эмиссий и потребления ресурсов были направлены
российским предприятиям по производству санитарно-технических изделий из
керамики. Осенью
2023 года разработчики справочника НДТ располагали
5
заполненными анкетами (9 туннельных печей) различной степени детализации.
На рисунке 3.25 представлен охват отрасли производства санитарно-технических
изделий из керамики в рамках этапа анкетирования. В связи с невысоким охватом
отрасли в рамках этапа анкетирования было принято решение при обсуждении
численных параметров учитывать как результаты анкетирования, так и материалы
современных отечественных и зарубежных исследований, а также данные отраслевого
справочного документа ЕС [43] (включая проект справочника ЕС 2023 года [24]).
137
Рисунок 3.25 - Охват предприятий отрасли в рамках анкетирования 2023 г. (производство
санитарно-технических изделий из керамики), млн шт.
3.5.1 Потребление энергии
Удельное потребление энергии в производстве санитарно-технических изделий
является достаточно высоким. В таблице 3.8 представлены технико-эксплуатационные
характеристики печей различных типов, используемых в производстве СТИ [43].
Таблица 3.8 - Технико-эксплуатационные данные и производительность печей различных
типов [43]
Продолжи-
Удельное
Температура,
Производи-
Тип печи
тельность
энергопотреб-
°C
тельность, т/ч
обжига, ч
ление, ГДж/т
Традиционная
туннельная печь
1230-1270
16-24
9,1-12,0
0,8-1,0
Современная туннельная
печь
с
легковесной
волокнистой
теплоизоляцией
1230-1260
10-18
4,2-6,7
1,0-2,0
Роликовая печь
1230-1260
8-12
3,5--5,0
0,8-1,0
Современная печь с
выкатным подом, «лечка»
изделий
1180-1220
12-23
8,3-10,4
5-15*
Современная печь с
выкатным
подом,
первичный обжиг
1240-1260
12-23
9,2-11,3
5-15*
* т/цикл.
В таблице 3.9 приведены данные о потреблении энергии топлива и
электроэнергии на трех заводах по производству санитарно-технических изделий,
функционирующих в ЕС.
138
Таблица 3.9 - Энергопотребление в производстве санитарно-технических изделий [43]
Параметр
Единицы измерения
Завод 1
Завод 2
Завод 3
Производственная мощность
т/год
10000
5120
2900
Потребление сырья
т/год
17000
7801
3500
Потребление электроэнергии
ГДж/т продукции
0,36
3,32
3,16
Потребление энергии топлива
ГДж/т продукции
30
22
28
В ведомственных нормах технологического проектирования предприятий
керамической промышленности [71], выпущенных в СССР в 1986 году, указано, что
удельный расход топлива на обжиг санитарно-технических изделий в туннельной печи
должен составлять 500 кг на тонну продукции, что эквивалентно 14,65 ГДж/т продукции.
За последние годы многие российские предприятия достигли значительного повышения
энергоэффективности за счет внедрения современного оборудования, сокращения
цикла обжига, использования горячего воздуха, отбираемого из зоны охлаждения
туннельных печей, в сушилках и рекуператорах для нагрева воздуха, подаваемого в
горелки туннельной печи, а также в котлах-экономайзерах для нагрева воды.
Показатели потребления энергии топлива российских предприятий, принявших
участие в сборе данных (2023 год) в рамках разработки данного справочника НДТ,
представлены на рисунке 3.26. Полученные в рамках анкетирования данные показали
прогресс в области энергосбережения в области производства санитарно-технических
изделий, однако для создания более объективной картины необходимо получение
большего количества сведений.
Рисунок 3.26 - Удельное потребление энергии топлива в производстве санитарно-технических
изделий: результаты анкетирования российских предприятий, ГДж/т продукции
Удельное потребление электрической энергии в производстве санитарно-
технических изделий из керамики представлено на рисунке 3.27.
139
Рисунок 3.27 - Удельное потребление электрической энергии в производстве санитарно-
технических изделий из керамики: результаты анкетирования российских предприятий,
кВт·ч/т продукции, а также в пересчете на ГДж/т продукции
3.5.2 Эмиссии в окружающую среду
Производство санитарно-технических изделий из керамики сопровождается
выбросами загрязняющих веществ в воздух, образованием сточных вод и твердых
отходов.
В справочнике ЕС [43] представлены концентрации ЗВ в отходящих газах и
объемы этих газов, однако в связи с тем, что производительность предприятий
не приведена, оценить удельные выбросы не представляется возможным.
К приоритетным загрязняющим веществам отнесены пыль, оксиды азота и монооксид
углерода. Отмечено, что при использовании жидкого топлива следует также учитывать
выбросы оксидов серы. Необходимо подчеркнуть, что при производстве санитарно-
технических изделий из шамота используется большее процентное содержание глины,
при этом вес санитарно-технических изделий из шамота обычно ниже по сравнению с
изделиями, изготовленными из керамики, тех же габаритных размеров. Как следствие,
большее содержание сульфитов и сульфидов в исходном сырье и меньший выход в
тоннах при совместном обжиге санитарно-технических изделий, изготовленных из
керамики и из шамота, влияет на общие показатели выбросов диоксида серы.
Показатели экологической результативности предприятий, принявших участие в
сборе данных (2023 год) в рамках разработки данного справочника НДТ, представлены
на рисунках 3.28-3.30.
140
Рисунок 3.28 - Удельные выбросы в процессе обжига санитарно-технических изделий в
туннельной печи (кроме печей «лечебного» обжига) (Азота оксид и Азота диоксид (в пересчете
на Азота диоксид)), кг/т продукции
Рисунок 3.29 - Удельные выбросы в процессе обжига санитарно-технических изделий в
туннельной печи (кроме печей «лечебного» обжига) (Углерода оксид), кг/т продукции
Рисунок 3.30 - Удельные выбросы в процессе обжига санитарно-технических изделий в
туннельной печи (кроме печей «лечебного» обжига) (Серы диоксид), кг/т продукции
Предлагаемые для установления технологические показатели выбросов
загрязняющих веществ в атмосферный воздух при обжиге санитарно-технических
изделий, соответствующие НДТ, представлены в таблице 3.10.
141
Таблица
3.10
- Приложения по установлению технологических показателей выбросов
загрязняющих веществ в атмосферный воздух при обжиге санитарно-технических изделий
(кроме санитарно-технических изделий из шамота) (выбросы от печей «лечебного» обжига не
включены), соответствующих НДТ
Наименование
Производственный
Единица
Продукция
загрязняющего
Значение
процесс
измерения
вещества
Санитарно-
кг/т
Выбросы при обжиге
Углерода оксид
≤ 3,88
технические
продукции
санитарно-
изделия из
технических изделий
керамики
≤ 0,85
из керамики в
(кроме
Азота диоксид
кг/т
(суммарно в
туннельной печи
санитарно-
Азота оксид
продукции
пересчете на
(выбросы от печей
технических
азота диоксид)
«лечебного» обжига
изделий из
кг/т
не включены)
Серы диоксид
≤ 0,20
шамота)
продукции
Выбросы пыли в воздух сопровождают следующие технологические операции:
- при хранении и транспортировке сырья из накопителей, установок для
дозирования, перемещения и обработки сырьевых материалов;
- при сухой подготовке твердого сырья;
- при нанесении глазури методом распыления;
- при полировке и сухой шлифовке обожженных изделий;
- при обжиге и сушке изделий.
При производстве санитарно-технических изделий из керамики сточные воды
образуются в результате промывки массоподготовительного и литейного оборудования,
при формовании изделий способом литья под давлением в пластиковые формы, при
глазуровании и мокрой шлифовке. В таких водах присутствуют те же вещества, что и в
сырьевых материалах, поэтому их используют повторно (в основном как промывные
воды). Для очистки воды, использующейся в литейных шликерах, применяют
ионнообменные смолы, требующие регенерациии.
Для избавления шликерных вод от растворимых солей используют фильтрование
(с применением фильтр-прессов).
В производстве санитарно-технических изделий отходы производства и
технологические потери могут образовываться:
- на некоторых стадиях производственного процесса, в частности при
формовании, сушке (возвратные потери), обжиге и послеобжиговой обработке (бой
изделий);
- при подготовке сырьевых материалов (промывка оборудования), а также
очистке литьевых и глазуровальных установок и мокрой шлифовке (шлам);
- в процессе шликерного литья (отработанные и разбитые гипсовые формы);
- в процессе упаковки (отходы пластика, бумаги, картона, металла);
- в установках очистки отходящих газов.
Некоторые из перечисленных видов отходов могут быть повторно использованы
в переделах предприятия в соответствии с требованиями к продукции и
142
технологическим регламентом. Остальные материалы направляют на полигоны или
(реже) на другие предприятия для возможного применения в различных отраслях.
На рисунке 3.31 представлена потоковая схема производства санитарно-
технических изделий из керамики.
Рисунок 3.31 - Входные и выходные потоки производства санитарно-технических изделий
из керамики (количественная оценка)
3.6 Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления
ресурсов в производстве керамических хозяйственных и
декоративных изделий (посуды)
В процессе подготовки настоящего справочника НДТ анкеты для сбора
информации о текущих уровнях эмиссий и потребления ресурсов были направлены
российским предприятиям по производству огнеупорных изделий. Осенью 2023 года
разработчики справочника НДТ располагали двумя заполненными анкетами. В связи с
143
этим было принято решение на первом этапе при обсуждении численных параметров
учитывать материалы современных отечественных исследований и данные отраслевого
справочного документа ЕС [43] и указывать, по возможности, соответствуют ли эти
параметры известным показателям российских предприятий.
3.6.1 Потребление энергии
При обсуждении технологии производства посуды составители справочника
ЕС [43] приводят технико-экономические показатели туннельных печей и печей с
выкатным подом. Удельное потребление энергии на обжиг изделий в печи с выкатным
подом составляет 20 ГДж/т продукции. В туннельных печах на утильный и политой обжиг
суммарно расходуется около
45 ГДж/т продукции. Высокий расход энергии на
производство тонны фарфоровой посуды по сравнению с аналогичными показателями
других подотраслей производства керамики (кирпич, плитка, сантехника) связан с низкой
плотностью садки и относительно высокими температурами обжига.
В таблице 3.11 приведены данные, характеризующие расход энергии топлива и
электроэнергии европейским предприятием по изготовлению столового фарфора [43].
Как видно, удельное потребление энергии варьирует в широких пределах.
Сравнивая различные подотрасли производства керамических изделий, европейские
специалисты принимают обычно удельное энергопотребление в производстве посуды
равным 45 ГДж/т.
Таблица 3.11 - Потребление тепловой и электроэнергии при производстве фарфоровой
посуды
Параметр
Единицы измерения
Значение
Потребление энергии топлива
ГДж/т продукции
70
Потребление электроэнергии
ГДж/т продукции
4,5
В России складывается аналогичная ситуация, и разброс значений в интервале
40-80 ГДж/т считается нормальным 4).
3.6.2 Эмиссии в окружающую среду
В первую очередь выбросы загрязняющих веществ в ОС, образующиеся в
производстве хозяйственных и декоративных изделий (посуды), определяют
значительное энергопотребление и высокотемпературную обработку материалов.
Производство керамических хозяйственных и декоративных изделий (посуды)
сопровождается выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, сбросом сточных вод
и образованием твердых отходов.
В справочнике ЕС [43] представлены концентрации ЗВ в отходящих газах и
объемы этих газов, однако в связи с тем, что производительность предприятий
4) Данные получены в ходе обсуждения перспектив подготовки справочника НДТ с российскими
практиками.
144
не приведена, оценить удельные выбросы не представляется возможным.
К приоритетным загрязняющим веществам отнесены следующие:
- пыль;
- оксиды азота;
- монооксид углерода;
- оксиды серы;
- летучие органические соединения;
- неорганические газообразные соединения фтора и хлора (без указания, для
какого именно вида сырья, хотя, вероятно, речь идет о глинах морского происхождения).
Также могут иметь место выбросы тяжелых металлов из неорганических
пигментов (в форме оксидов этих металлов, входящих в состав препаратов для
декорирования). Отмечено, что при ведении технологических процессов в печах
периодического действия (например, с выкатным подом) может образовываться
большее количество загрязняющих веществ, чем при использовании туннельных печей.
Выбросы пыли в воздух происходят не только при нанесении глазури
распылением и обжиге, но и в следующих технологических операциях, в число которых
входят:
- хранение и транспортировка сырья из накопителей, установок для дозирования,
перемещения и обработки сырьевых материалов;
- массоподготовка (сухим способом);
- формование сухих масс (прессованием);
- глазурование и ангобирование в зависимости от принятого способа нанесения
покрытий;
- сухая шлифовка некоторых видов хозяйственно-бытовой керамики после
обжига.
При производстве керамической посуды сточные воды образуются в результате
промывки массоподготовительного оборудования и очистки установок глазурования и
декорирования, в ходе обезвоживания масс на ротационных и фильтр-прессах, при
мокрой шлифовке, а также при формовании способом литья под давлением в
пластиковые формы. В составе сточных вод присутствуют те же вещества, что и в
сырьевых материалах. Для очистки сточных вод применяют процессы флокуляции,
седиментации, фильтрации и др.
В производственных сточных водах российских предприятий по производству
керамических изделий определяют обычно содержание взвешенных веществ, хлоридов
и сульфатов 5). После механической очистки осветленную воду направляют на
повторное использование в цеха предприятий.
Отходы производства и технологические потери образуются на следующих
стадиях производства:
- при формовании, сушке, обжиге и послеобжиговой обработке (бой изделий);
- при подготовке сырьевых материалов (промывке оборудования), а также при
очистке литьевых и глазуровальных установок и мокрой шлифовке (шлам);
- в процессе шликерного литья (отработанные и разбитые гипсовые формы);
5) Определение углеводородов нефти также проводят, однако в технологических процессах
нефтепродукты не используются.
145
- в процессе упаковки (отходы пластика, бумаги, металла);
- в установках очистки отходящих газов (пыль, шлам и др.).
Некоторые из перечисленных видов отходов могут быть повторно использованы
в переделах предприятия в соответствии с требованиями к продукции и
технологическим регламентом. Остальные материалы направляют на полигоны или
(реже) на другие предприятия для возможного применения в различных отраслях.
На российских предприятиях доля отходов может достигать 0,3 т/т продукции.
На рисунке 3.32 представлена потоковая схема производства недекорированных
изделий с предварительным обезвоживанием массы на фильтр-прессах и формованием
способом раскатки.
Рисунок 3.32 - Входные и выходные потоки в производстве керамической посуды
(количественная оценка)
146
3.7 Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления
ресурсов в производстве технических изделий из керамики
В процессе подготовки настоящего справочника НДТ анкеты для сбора
информации о текущих уровнях эмиссий и потребления ресурсов были направлены
российским предприятиям по производству технических изделий из керамики
(изоляторов и других изделий), однако к концу осени 2023 года заполненные анкеты
предприятиями не были предоставлены. В связи с этим было принято решение на
первом этапе при обсуждении численных параметров учитывать данные отраслевого
справочного документа ЕС [43], а также материалы открытой отчетности предприятий и
результаты современных отечественных исследований.
3.7.1 Потребление энергии
В таблице 3.12 приведены значения удельного энергопотребления на различных
стадиях процесса производства электрофарфора (для изоляторов) в соответствии с
данными справочника ЕС [43].
Таблица 3.12 - Потребление энергии в производстве электрофарфора (на примере двух
предприятий)
Параметр
Единицы измерения
Завод 1
Завод 2
Потребление
ГДж/т продукции
Н/д
0,94
электроэнергии
Потребление
ГДж/т продукции
25
15,30
энергии топлива
По данным австрийских исследователей, удельное потребление энергии топлива
для печи с выкатным подом объемом 70 м3 и производительностью 10-25 т изоляторов
за цикл составляет 12-20 ГДж/т [72]. В Российской Федерации удельное потребление
энергии при обжиге изоляторов значительно выше и может превышать 30 ГДж/т.
Данные о потреблении энергии при производстве других видов технической
керамики приводятся редко; в основном обсуждаются подходы к улучшению
энергоэффективности производства в отрасли в целом (см., например, [73]). В то же
время при обсуждении удельного энергопотребления, характерного для различных
подотраслей производства керамических изделий, составители справочника ЕС
указывают, что на производство 1 т технической керамики расходуется в среднем около
50 ГДж энергии [43].
3.7.2 Эмиссии в окружающую среду
В справочнике ЕС [43] представлены примеры, характеризующие концентрации
ЗВ в отходящих газах и объемы этих газов, однако в связи с тем, что производительность
предприятий не приведена, оценить удельные выбросы не представляется возможным.
К приоритетным загрязняющим веществам отнесены:
147
-
пыль;
-
оксиды азота;
-
монооксид углерода;
-
оксиды серы;
-
неорганические газообразные соединения фтора и хлора;
-
летучие органические соединения (если в состав формовочной массы
входят органические добавки).
Для европейских предприятий наиболее высокие концентрации в отходящих газах
характерны для СО (около 90 мг/м3) и оксидов азота (около 40 мг/м3 в пересчете на NO2).
Выбросы пыли в воздух происходят не только при обжиге технических изделий из
керамики, но и в следующих технологических операциях:
-
при хранении и транспортировке сырья из накопителей, установок для
дозирования, перемещения и обработки сырьевых материалов;
-
при сухом способе подготовки сырья;
-
при формовании сухих масс прессованием;
-
при дообжиговой, промежуточной и механической обработке сухим
способом;
-
при глазуровании в зависимости от способа нанесения покрытий;
-
при полировке и сухой шлифовке обожженных изделий.
Производственные сточные воды в производстве технической керамики
образуются в результате промывки массоподготовительного и литейного оборудования,
очистки установок глазурования, при мокрой шлифовке. В производственных сточных
водах присутствуют те же вещества, что и в сырьевых материалах; для их очистки
применяют процессы флокуляции, концентрирования, фильтрования (с применением
фильтр-прессов).
Производственные отходы и технологические потери образуются на следующих
стадиях:
-
при формовании, сушке, обжиге и механической обработке (бой изделий);
-
при подготовке сырьевых материалов (при промывке оборудования),
очистке литьевых установок и участков глазурования и ангобирования, а также при
мокрой шлифовке (шлам);
-
в процессе шликерного литья (отработанные и разбитые гипсовые формы);
-
в процессе упаковки (отходы пластика, бумаги, картона, металла);
-
в установках очистки отходящих газов (пыль, шлам и др.).
Некоторые из перечисленных видов отходов могут быть повторно использованы
в переделах предприятия в соответствии с требованиями к продукции и
технологическим регламентом. Остальные материалы направляют на полигоны или
(реже) на другие предприятия для возможного применения в различных отраслях.
Ведущие российские предприятия, выпускающие (наряду с другими видами
продукции) технические изделия из керамики, внедряют и совершенствуют системы
экологического менеджмента, разрабатывают и выполняют программы минимизации
негативного воздействия на окружающую среду [69,74].
148
3.8 Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления
ресурсов в производстве керамических пропантов
В процессе подготовки настоящего справочника НДТ анкеты для сбора
информации о текущих уровнях эмиссий и потребления ресурсов были направлены
российским предприятиям по производству керамических пропантов. Осенью 2023 года
разработчики справочника НДТ располагали 5 заполненными анкетами различной
степени детализации. В связи с этим было принято решение при обсуждении численных
параметров учитывать как результаты анкетирования, так и материалы современных
отечественных и зарубежных исследований.
На рисунке
3.33 представлен охват отрасли производства керамических
пропантов в рамках этапа анкетирования.
Рисунок 3.33 - Охват предприятий отрасли в рамках анкетирования 2023 г. (производство
керамических пропантов)
3.8.1 Потребление энергии
Производство керамических пропантов является энергоемким процессом. На
рисунке 3.34 представлены удельные показатели потребления энергии топлива при
обжиге в производстве керамических пропантов. Дополнительный расход энергии также
связан с другими технологическими процессами, например, сушкой и помолом
исходного сырья, а также с дополнительной обработкой обожженных изделий и др.
Рисунок 3.34 - Удельное потребление энергии в производстве керамических пропантов
(магнезиально-кварцевых): результаты анкетирования российских предприятий (расход
топлива только на обжиг керамических пропантов)
149
3.8.2 Эмиссии в окружающую среду
К приоритетным загрязняющим веществам могут быть отнесены:
- пыль;
- оксиды азота;
- монооксид углерода;
- оксид серы.
Пыль, уловленная газоочистным оборудованием (циклонами, рукавным
фильтром), в качестве вторичного ресурса далее возвращается в производственный
процесс. Наиболее эффективным методом снижения сокращения выбросов пыли
является применение комбинации группы циклонов и рукавных фильтров, степень
очистки достигает до 99,5% (рисунок 3.35).
Рисунок 3.35 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух при обжиге
керамических пропантов (магнезиально-кварцевых) - пыль неорганическая с содержанием
кремния менее 20, 20-70, более 70 процентов
Показатели экологической результативности процесса обжига керамических
пропантов по другим загрязняющим веществам представлены на рисунках 3.36-3.38.
Рисунок 3.36 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух при обжиге
керамических пропантов (магнезиально-кварцевых) (Азота диоксид, Азота оксид (суммарно в
пересчете на Азота диоксид))
150
Рисунок 3.37 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух при обжиге
керамических пропантов (магнезиально-кварцевых) (Серы диоксид)
Рисунок 3.38 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух при обжиге
керамических пропантов (магнезиально-кварцевых) (Углерода оксид)
Предлагаемые для установления технологические показатели выбросов
загрязняющих веществ в атмосферный воздух при обжиге керамических пропантов
(магнезиально-кварцевых), соответствующие НДТ, представлены в таблице 3.13.
Таблица
3.13
- Предложения по установлению технологических показателей выбросов
загрязняющих веществ в атмосферный воздух при обжиге керамических пропантов
(магнезиально-кварцевых), соответствующих НДТ
Производственный
Полуфабрикат /
Технологический
Единица
Значение
процесс
Продукция
показатель
измерения
кг/т
Углерода оксид
≤ 1,19
Выбросы при
продукции
Обожженные
обжиге
≤ 0,85
керамические
керамических
(суммарно,
пропанты
пропантов
Азота оксид
кг/т
в
магнезиально-
(магнезиально-
Азота диоксид
продукции
пересчете
кварцевые
кварцевых)
на азота
диоксид)
151
Окончание таблицы 3.13
Производственный
Технологический
Единица
Продукция
Значение
процесс
показатель
измерения
кг/т
Серы диоксид
≤ 0,15
продукции
Пыль неорганическая с
содержанием кремния
кг/т
менее 20, 20-70, а
≤ 0,90
продукции
также более 70
процентов
На рисунке 3.39 представлена схема производства керамических пропантов, а
также входные и выходные потоки.
Рисунок 3.39 - Схема производства керамических пропантов (входные и выходные потоки)
152
Раздел
4 Определение наилучших доступных технологий
производства керамических изделий
4.1 Методика отнесения технологий к НДТ
Критерии определения технологии (технологического процесса, метода, способа,
подхода и др.) в качестве НДТ в Российской Федерации установлены ст. 28.1
Федерального закона «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 г. № 7-ФЗ 75.
Применение НДТ направлено на комплексное предотвращение и (или)
минимизацию негативного воздействия на окружающую среду. Сочетанием критериев
достижения целей охраны окружающей среды для определения НДТ являются:
- наименьший уровень негативного воздействия на окружающую среду в расчете
на единицу времени или объем производимой продукции (товара), выполняемой
работы, оказываемой услуги либо уровень, соответствующий другим показателям
воздействия на окружающую среду, предусмотренным международными договорами
Российской Федерации;
- экономическая эффективность внедрения и эксплуатации;
- применение ресурсо- и энергосберегающих методов;
- период внедрения;
- промышленное внедрение технологических процессов, оборудования,
технических способов и методов на двух и более объектах в Российской Федерации,
оказывающих негативное воздействие на окружающую среду
Порядок определения технологии в качестве НДТ, в том числе определения
технологических процессов, оборудования, технических способов, методов для
конкретной области применения, установлен Постановлением Правительства РФ от
23.12.2014 г. № 1458, которым утверждены Правила определения технологии в качестве
НДТ, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических
справочников по НДТ 76.
Методические рекомендации по определению технологии в качестве НДТ, где
уточнены критерии для всех элементов производства, в соответствии с которыми они
соответствуют понятию НДТ, утверждены приказом Министерства промышленности и
торговли Российской Федерации от 23.08.2019 г. № 3134 77.
В качестве источников информации о применяемых на практике технологиях,
относящихся к НДТ, были использованы сведения, полученные в результате
анкетирования предприятий отрасли, результаты научно-исследовательских работ,
публикаций, материалы отраслевого справочника НДТ ЕС [43], а также информация,
полученная в ходе консультаций с профильными экспертами.
Основные технологические процессы и технические решения при производстве
керамических изделий описаны в разделе 2 настоящего справочника НДТ.
В разделе 3 приведены сведения о текущих уровнях негативного воздействия на
окружающую среду на предприятиях, реализующих виды деятельности, относящиеся к
областям применения настоящего справочника НДТ.
При разработке справочника была проанализирована информация о
разнообразных технологических процессах, реализованных на российских
предприятиях, а также сведения из отраслевого справочника НДТ Европейского союза
153
«Reference Document on Best Available Techniques in the Ceramic Manufacturing Industry,
August 2007» [43] (в том числе проекта справочника НДТ 2023 года [24]).
Информация разделов 2 и 3 настоящего справочника положена в основу
экспертного анализа при выборе НДТ. Также принята во внимание международная и
отечественная практика отнесения систем экологического и энергетического
менеджмента к НДТ для различных видов деятельности, в том числе получившая
отражение в таких справочниках, как российский и европейский справочники по
энергоэффективности - ИТС 48-2023 «Повышение энергетической эффективности при
осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности» и «Reference Document on
Best Available Techniques for Energy Efficiency» (2009).
При определении технологических процессов, технических способов, методов в
качестве НДТ члены ТРГ 4 учитывали требование выбора НДТ, наилучшим образом
сочетающих критерии достижения целей охраны окружающей среды, изложенное в ст.
28.1 Федерального закона от 10.01.2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды».
4.2 Технологии, рассматриваемые при определении НДТ при
производстве керамических изделий
4.2.1 Общие методы, применимые для всех подотраслей производства
керамических изделий
4.2.1.1 Система экологического менеджмента
Системы экологического менеджмента (СЭМ) получили распространение в конце
ХХ века; в сентябре 2015 года выпущен новый стандарт ISO 14001:2015 Environmental
management Systems - Requirements with Guidance for Use [78], которому соответствует
российский аналог ГОСТ Р ИСО 14001-2016 «Системы экологического менеджмента.
Требования и руководство по применению». [79].
СЭМ представляет собой часть системы менеджмента организации, необходимую
для разработки и внедрения экологической политики и управления экологическими
аспектами. Система менеджмента - это совокупность взаимосвязанных элементов,
используемых для установления политики и целей, а также для достижения этих целей.
СЭМ включает в себя организационную структуру, деятельность по планированию,
распределение ответственности, практики, процедуры, процессы и ресурсы [80].
Экологический аспект - ключевое понятие СЭМ, позволяющее соотнести
деятельность организации и ее взаимодействие с окружающей средой. Экологический
аспект рассматривается как элемент деятельности организации, ее продукции или услуг,
который может взаимодействовать с ОС. Использование этого понятия существенно
облегчает применение подходов предотвращения загрязнения: предотвращение
загрязнения заключается в контроле экологических аспектов, обеспечивающем
минимизацию негативного воздействия при условии соблюдения производственных
требований. Соотношение «экологические аспекты» и «воздействие на окружающую
среду» можно рассматривать как соотношение «причины и условия» и «следствие».
В контексте НДТ это означает, что контроль причин и условий воздействия -
экологических аспектов - позволяет решать задачи предотвращения и (или) сокращения
154
негативного воздействия организации на окружающую среду, т. е. обеспечивать ее
защиту.
Для промышленных предприятий приоритетные экологические аспекты
идентифицируются в результате анализа таких факторов воздействия на окружающую
среду, как [81]:
- выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;
- сбросы загрязняющих веществ в водные объекты;
- образование отходов;
- потребление энергии, сырья и материалов.
Ключевыми принципами СЭМ являются предотвращение загрязнения и
последовательное улучшение.
Предотвращение загрязнения предполагает использование процессов,
практических методов, подходов, материалов, продукции или энергии для того, чтобы
избежать, уменьшить или контролировать (отдельно или в сочетании) образование,
выброс или сброс любого типа загрязняющих веществ или отходов, чтобы уменьшить
отрицательное воздействие на окружающую среду. Предотвращение загрязнения может
включать уменьшение или устранение источника, изменения процесса, продукции или
услуги, эффективное использование ресурсов, замену материалов и энергии, повторное
использование, восстановление, вторичную переработку, утилизацию и очистку. То есть
принцип предотвращения загрязнения полностью соответствует содержанию термина
«наилучшие доступные технологии».
Последовательное улучшение (которое часто называют постоянным, хотя точный
смысл термина «continual» - «последовательное», см. рисунок 4.1) - периодический
процесс совершенствования системы экологического менеджмента с целью улучшения
общей экологической результативности, согласующийся с экологической политикой
организации. Более детальное разъяснение этого принципа приведено в «Схеме
экоменеджмента и аудита» (The Eco-Management and Audit Scheme (EMAS III) [82]):
«Процесс улучшения, год за годом, измеримых результатов системы экологического
менеджмента, связанных с управлением организацией ее значимыми экологическими
аспектами, основанный на ее экологической политике, целях и задачах, причем
улучшение результатов необязательно должно происходить во всех сферах
деятельности одновременно».
Процесс последовательного улучшения реализуется путем постановки
экологических целей и задач, выделения ресурсов и распределения ответственности
для их достижения и выполнения (разработки и реализации программ экологического
менеджмента). При этом с точки зрения наилучших доступных технологий экологические
задачи (детализированные требования к результативности) должны ставиться с учетом
технологических показателей НДТ. Тем самым принцип последовательного улучшения
приобретает конкретность, получает численные ориентиры, что соответствует
современным взглядам на требования к системам экологического менеджмента.
155
|