Cement

1

SadrajUVOD ....................................................................................................................................................................4 1. 2. OSNOVNE INFORMACIJE O SMJERNICAMA ....................................................................................4 SEKTOR PROIZVODNJE CEMENTA.....................................................................................................6 2.1 Glavne znaajke sektora ..................................................................................................................6

2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 2.1.72.2

Sirovine ............................................................................................................... 6 Energija ............................................................................................................... 6 Rizik od nezgoda................................................................................................. 6 Buka i vibracije .................................................................................................... 7 Emisije................................................................................................................. 7 Praenje (monitoring) .......................................................................................... 7 Kruti otpad ........................................................................................................... 7 Sljedei se postupci ne koriste u Republici Hrvatskoj ali se spominju u RDNRT 9 Suhi postupak...................................................................................................... 9 Ciklonski (ili osovinski) predgrijai..................................................................... 10 Predkalcinatori................................................................................................... 11 Hlaenje klinkera............................................................................................... 11 Mljevenje cementa ............................................................................................ 11 Rukovanje proizvodom i skladitenje ................................................................ 12 Proizvodnja kompozitnog cementa ................................................................... 12 Praina iz pei, alkali i sustav bypass-a na pei ............................................... 13 Kruenje ostalih tvari ......................................................................................... 13

Opis postupka proizvodnje cementa...............................................................................................7

2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6 2.2.7 2.2.82.3

Utjecaj proizvodnog postupka na emisije .....................................................................................12

2.3.1 2.3.22.4 2.5

Sirovine i kamenolomi .....................................................................................................................13 Tvari koje se isputaju iz pei za proizvodnju cementa .............................................................14

2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.42.6

Sumporni oksidi................................................................................................. 15 estice .............................................................................................................. 17 Ostale emisije.................................................................................................... 18 Ostala pitanja koja utjeu na okoli ................................................................... 20 Fizikalna svojstva goriva ................................................................................... 21 Sastav goriva..................................................................................................... 21 Zahtjevi NRT-a .................................................................................................. 22

Suspaljivanje otpada .......................................................................................................................20

2.6.1 2.6.2 2.6.32.7 2.8 2.9

Energetski zatjevi specifini za sektor ..........................................................................................22 estice...............................................................................................................................................23 Oksidi duika ....................................................................................................................................24

2.9.1 2.9.22.10

Primarne mjere za smanjenje emisija NOX........................................................ 24 Sekundarne mjere za smanjenje emisija NOX ................................................... 26 Primarne mjere za smanjenje emisija SO2 .................................................... 27

Sumporni dioksid..............................................................................................................................27

2.10.1

2

2.10.22.11

Sekundarne mjere za smanjenje emisija SO2 ............................................... 28 Ugljini oksidi (CO2, CO) ............................................................................... 29 Dioksini i furani .............................................................................................. 29 Metali ............................................................................................................. 30 Kontrola fugitivnih emisija u zrak ................................................................... 30 Posebni zahtjevi za postrojenja koja suspaljuju otpad .................................. 30 Upravljanje procesom.................................................................................... 31

Ostale emisije ...................................................................................................................................29

2.11.1 2.11.2 2.11.3 2.11.4 2.11.5 2.11.63.

EMISIJE NAVEDENE U REFERENTNOM DOKUMENTU O NRT.................................................. 34 3.1 Postojei Referentni dokument o najboljim rapoloivim tehnikama (eng. BREF) ..................34 3.2 Prijedlog izmjena Referentnog dokumenta o NRT .....................................................................34

3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7 3.2.84.

Ope primarne mjere/tehnike ............................................................................ 34 Odabir procesa.................................................................................................. 35 Potronja energije ............................................................................................. 35 Koritenje otpada .............................................................................................. 36 Emisije praine .................................................................................................. 37 Plinoviti spojevi.................................................................................................. 38 Procesni gubici/otpad ........................................................................................ 42 Buka .................................................................................................................. 42 Ope primarne mjere/tehnike ............................................................................ 46 Odabir procesa.................................................................................................. 46 Potronja energije ............................................................................................. 46 Koritenje otpada .............................................................................................. 47 Emisije praine .................................................................................................. 48 Plinoviti spojevi.................................................................................................. 49 Procesni gubici/otpad ........................................................................................ 54 Buka .................................................................................................................. 54

GLOSAR.....................................................................................................................................................43

4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6 4.1.7 4.1.8

3

UVOD 1. OSNOVNE INFORMACIJE O SMJERNICAMA

Kljuna znaajka IPPC direktive je zahtjev da se dozvole temelje na koritenju najboljih raspoloivih tehnika (u daljnjem tekstu: NRT; engl. BAT). Znaenje izraza najbolje raspoloive tehnike definirano je u Zakonu o zatiti okolia. Ukratko NRT znai sve tehnike, ukljuujui tehnologiju, planiranje, izgradnju, odravanje, rad i stavljanje izvan pogona koje se mogu primijeniti u praksi pod prihvatljivim tehnikim i ekonomskim uvjetima i koje su najuinkovitije u provedbi visoke razine zatite okolia kao cjeline. Od listopada 2007. godine, sva postrojenja trebala bi dobiti objedinjenu dozvolu kojom se odreuju granine vrijednosti emisija na temelju NRT. Ovaj niz smjernica pripremljen je kako bi pomogao pri odreivanju NRT.

Ovo je jedan u nizu dokumenata koji opisuju zakljuke o najboljim raspoloivim tehnikama (NRT) za industrijske sektore. Svi dokumenti imaju za cilj postaviti snaan okvir za dosljedno i transparentno ureenje procesa i postrojenja. Pripremljeno je takoer i nekoliko Prirunika koji govore o horizontalnim pitanjima. Prirunik za cement je dokument broj xxxxxxxx koji je potrebno koristiti prilikom odreivanja uvjeta dozvole. Pri odreivanju NRT za novo postrojenje, potrebno je koristiti zakljuke o NRT u referentnim dokumentima o najboljim raspoloivim tehnikama (u daljnjem tekstu RDNRT; eng. BREF) ili, prema potrebi, naprednije tehnike. Pri odreivanju graninih vrijednosti emisija na lokalnoj razini ne bi se trebale prekoraiti razine emisija povezane s primjenom NRT i trebala bi se primjenjivati nia vrijednost od navedenih raspona vrijednosti. Pri odreivanju NRT za postojee postrojenje mogue je odluiti o odstupanju koje e uzeti u obzir trokove i koristi za okoli i postaviti neto manje stroge granine vrijednosti na lokalnoj razini. Niz imbenika moe se uzeti u obzir pri odluivanju o najprikladnijoj tehnici koja e najbolje zatititi okoli kao cjelinu. Cilj je odrediti uvjete dozvole kako bi se postrojenje pribliilo to je vie mogue standardima koji e biti postavljeni za novo postrojenja, ali uzimajui u obzir ekonominost, potrebno vrijeme i praktinost uvoenja promjena u postojee postrojenje. U Dodatku IV IPPC direktive navodi se to je sve potrebno uzeti u obzir pri odreivanju NRT na lokalnoj razini. Pri ocjenjivanju primjenjivosti NRT ili uz njih vezanih razina emisija za postojee postrojenje, mogue je navesti opravdane razloge za odstupanja ili izuzea koja su stroa ili manje stroga od NRT kako je opisano u RDNRT. Najprikladnija tehnika ovisi o lokalnim imbenicima te e moda biti potrebna lokalna procjena trokova i koristi dostupnih opcija radi utvrivanja najbolje opcije. Razlozi odstupanja od zakljuaka RDNRT moraju biti jaki i moraju se evidentirati. Odstupanja se mogu opravdati s obrazloenjem trokova i koristi za okoli i lokalnih uvjeta kao to su tehnike karakteristike odnosnog postrojenja, njegov zemljopisni poloaj i lokalni uvjeti okolia, ali ne i s obrazloenjem ostvarivanja profita odreene trvrke. Svi procesi podlijeu NRT. Openito govorei, ono to je NRT za jedan proces u odreenom sektoru je vjerojatno NRT za usporediv proces, ali u svakom sluaju u praksi je regulator (podlono albi) taj koji e odluiti to je NRT za pojedini proces i

4

regulator bi trebao uzeti u obzir varijabilne faktore (kao to je konfiguracija, veliina i ostale pojedinane karakteristike procesa) i mjesto (kao npr. blizinu posebno osjetljivih receptora). Konano, ono to tehniku ini NRT specifino je za lokaciju, a ovaj dokument obuhvaa smjernice za veinu procesa u sektoru i treba mu se posvetiti posebna pozornost kako bi se maksimalno poveala dosljednost dozvola. Ove smjernice namjenjene su: o regulatorima: koji moraju uzeti u obzir ove smjernice pri odluivanju o zahtjevu i izmjenama i dopunama postojeih ovlatenja i dozvola, o operaterima: kojima se takoer savjetuje uzeti u obzir ove smjernice prilikom pripreme zahtjeva i u buduem radu koristei taj proces, o javnosti: koju e moda zanimati to se smatra odgovarajuim uvjetima za kontroliranje emisija za veinu procesa u odreenom industrijskom sektoru Smjernice se temelje na trenutnom (u vrijeme pisanja) znanju i spoznajama o: o procesima proizvodnje cementa, o RDNRT i predloenim izmjenama RDNRT, o vanosti definiranja utjecaja ovoga sektora na okoli i o tome kako ovaj dokument ini sastavni dio NRT te kako potpada pod ciljeve IPPC direktive. Pored RDNRT koritene su i smjernice koje su objavile druge drave te i one takoer mogu dati dodatne informacije. Smjernice se povremeno mogu dopunjavati kako bi se pratio razvoj NRT, to ukljuuje poboljanje tehnika i nove spoznaje o utjecajima na okoli i opasnostima. Te izmjene mogu se izdati u obliku jednog revidiranog dokumenta ili pojedinanih dopunskih smjernica koje obrauju specifina pitanja. Radi sveubuhvatnog razumijavanja pitanja o kojima se govori potrebno je takoer proitati sljedee prirunike sa smjernicama za Republiku Hrvatsku: Procjena NRT Energetska uinkovitost Tehnike praenja Buka Stavljanje izvan pogona Smanjenje stvaranja otpada Sustavi upravljanja okoliem Procjena oneienja tla Fugitivne emisije Obrada otpadne vode/otpadnog plina

5

2.

SEKTOR PROIZVODNJE CEMENTACementna postrojenja ukljuena su u Prilogu 1. IPPC direktive s pragom kapaciteta: Postrojenja za proizvodnju cementnog klinkera u rotacijskim peima s kapacitetom proizvodnje iznad 500 tona dnevno Postrojenje koje podlijee ishoenju dozvole sukladno IPPC direktivi ukljuuje gore navedene osnovne aktivnosti te moe ukljuivati i druge izravno povezane aktivnosti koje su u tehnikoj svezi s osnovnim aktivnostima koje se obavljaju na toj lokaciji i koje mogu utjecati na emisije i oneienje. Po potrebi, mogu ukljuivati sljedee:

kamenolome (samo okolina pitanja); skladitenje i pripremu sirovina; skladitenje i pripremu goriva; obradu u rotacijskoj pei; mljevenje i skladitenje cementa; rukovanje proizvodom i skladitenje; skladitenje i otpremu gotovih proizvoda; sustave kontrole i smanjenja oneienja emisija u sve medije.

2.1

Glavne znaajke sektoraProizvodnju cementa prati veliki utroak sirovine i energije uz potencijal znatnih emisija u zrak, posebice NOx.

2.1.1

Sirovine Proizvodnja cementa je obiman postupak i sukladno tome zahtijeva odgovarajue koliine sirovina koje se uglavnom eksploatiraju lokalno. Cementna industrija ima znatan potencijal za koritenje otpadnih tvari kao zamjenskih sirovina poput leteeg pepela (PFA). Industrija cementa je takoer i potencijalni korisnik nekih otpadnih tvari koje imaju znatnu kalorinu vrijednost te se mogu koristiti kao sekundarno gorivo. Stoga industrija cementa moe dati svoj doprinos Strategiji gospodarenja otpadom Republike Hrvatske.

2.1.2

Energija Industrija cementa je velik potroa energije. Na potronju energije utjeu dostupne sirovine i tehnologija rotacijskih pei. Kako bi se smanjili primarni trokovi goriva, tvrtke koje se bave proizvodnjom cementa aktivno razvijaju uporabu alternativnih goriva dobivenih iz otpadnih tvari/materijala to potencijalno moe dati znatan doprinos recikliranju otpadnih guma, ambalanog otpada i smanjenja CO2. Mogunosti koritenja goriva iz otpadnih tvari u sektoru proizvodnje vapna uglavnom su ograniene zbog ogranienja kojima se uvjetuje kvaliteta proizvoda.

2.1.3

Rizik od nezgoda Objekti za skladitenje materijala poput ukapljenog naftnog plina (LPG) i zamjenskih tekuih goriva (SLF) na lokaciji postrojenja mogli bi se regulirati u skladu sa SEVESO direktivom.

6

2.1.4

Buka i vibracije Aktivnosti koje uzrokuju buku i vibracije su sljedee:

aktivnosti u kamenolomu; teka mehanizacija; buka i vibracije uzrokovane protokom zraka; transportni sustavi.

2.1.5

Emisije Prioritet nadzora predstavljaju emisije iz dimnjaka i fugitivne emisije.

2.1.6

Praenje (monitoring) Potrebno je razmotriti potrebu redovitog praenja (monitoringa) i uzimanje reprezentativnih uzoraka za neke tvari. Uporaba alternativnih goriva podrazumijeva primjenu WID Direktive 2000/76/EZ (Direktiva o spaljivanju otpada) kada se koriste navedena goriva. WID podrazumijeva odreene mjere nadzora i odreivanja granine vrijednosti emisije (ELV).

2.1.7

Kruti otpad Proizvodni otpad, npr. praina iz cementne pei, mogao bi predstavljati problem i postoji mogunost ponovne uporabe tih vrsta otpada.

2.2

Opis postupka proizvodnje cementaPostoje tri ire kategorije cementnih proizvoda: portland cement, portland cement s dodatkom leteeg pepela (PFA) ili troske te specijalne vrste cementa. Sve vrste cementa, izuzev odreenih specijalnih vrsta cementa, proizvode se koritenjem istog proizvodnog postupka koji je prikazan u ovoj napomeni. Portland cement definira se kao aktivno hidraulino vezivo na osnovi mljevenog klinkera koje se izrauje iz prethodno utvrene homogene smjese materijala koja sadri vapno (CaO), silicijev dioksid (SiO2) i mali udio aluminata (Al2O3) i uglavnom eljeznog oksida (Fe2O3). Temeljna razlika u postupcima proizvodnje cementa sastoji se u tome je li postupak u rotacijskoj pei suh ili mokar. Meutim, svim postupcima zajednike su sljedee faze:

nabava sirovina (iz kamenoloma na licu mjesta ili iz uvoza); priprema sirovina (usitnjavanje i mijeanje kako bi se postigla zadana homogena specifikacija kemijskog sastava); rukovanje gorivom i priprema (mljevenje goriva ako se koriste kruta goriva); postupak u rotacijskoj pei (gdje dolazi do kemijske reakcije sirovina primjenom topline u sustavu rotacijske pei u svrhu proizvodnje klinkera); mljevenje cementa (mljevenje cementnog klinkera zajedno s dodanim materijalima); i

7

pakiranje i otprema cementa.

Podroban opis aktivnosti proizvodnje cementa moe se pronai u ovom odjeljku i u referentnom dokumentu EU-a o najboljim raspoloivim tehnikama (RDNRT) (moe se pronai na web stranici Ureda EU za IPPC na http://eippcb.jrc.es). Glavne emisije iz postupka su one iz sustava rotacijske pei u zrak. Meutim, znaajne emisije estica mogu nastati i iz svih ostalih dijelova postupka. Emisije u vodu su uglavnom zanemarive prirode. Primarne sirovine koje se koriste u proizvodnji cementa su vapnenac/kreda, lapor i glina/kriljac. Navedeni materijali sadre esencijalne okside kalcij karbonata, silicija, aluminija i eljeza koji pri peenju proizvode cementni klinker koji uglavnom sadrava silikate kalcija, aluminate i ferite. Osnovne faze klinkera u portland cementu su sljedee:

Trikalcijev silikatDikalcijev silikat

3 CaO x SiO2 2CaO x SiO2 3 CaO x Al2O3 4 CaOxAl2O3xFe2O3

C3S C2S C3A C4AF

Alit Belit Aluminat Ferit

Kalcijev aluminat Kalcijev ferit

Sirovine sadre razliite omjere traenih komponenti kao i prljavtinu i razine vlanosti tipine za lokaciju iskopa. Stoga se sirovine paljivo mijeaju u omjerima koji odgovaraju danoj lokaciji proizvodnje cementa kako bi se proizveo cement eljenih svojstava. Bez obzira na to je li proizvodni postupak mokar ili suh, zagrijavanje sirovina slijedi odreene faze:

suenje i predzagrijavanje (20 - 900C): emisija slobodne i kemijski vezane vode; kalcinacija (600 - 900C): poetne reakcije uz stvaranje materijala klinkera i meufaze uz emisiju ugljikovog dioksida; sinteriranje (1250 -1450C): u tekuem stanju, kad slobodno vapno stupa u reakciju s ostalim komponentama kako bi stvorilo kalcijeve silikate, aluminate i alumino-ferite (osnovne sastojke portland cementa). Ovaj sinterirani proizvod poznat je pod nazivom cementi klinker, ova faza postupka naziva se i peenje ili klinkeriranje; i hlaenje: pri kojem se temperatura tekuine smanjuje s 1450 na 1100C kako bi se stvorili stabilni kristali unutar pei nakon ega slijedi hlaenje na oko 250C u hladnjaku.

Manja koliina mineralnih sastojaka u cementnom klinkeru ukljuuje slobodne kalcijeve okside (slobodno vapno) i magnezijev oksid kao i alkalne sulfate. Ostali kemijski elementi prisutni u sirovinama poput mangana, fosfora, titana ili tekih metala uglavnom su dio mineralne strukture glavnih faza klinkera.

8

Neki elementi u sirovinama kao to su alkali, sumpor i kloridi hlape na visokim temperaturama u sustavu rotacijske pei to rezultira stalnim unutarnjim ciklusom isparavanja i kondenzacije. Velik udio navedenih elemenata ostaje u sustavu rotacijske pei i izlazi zajedno s klinkerom. Manji dio izlazi s dimnim plinovima rotacijske pei i uglavnom se taloi na esticama u sustavu otpraivanja. U sluaju znaajnog vika hlapljivih elemenata mogua je potreba instaliranja bypassa na predgrijau, na mjestima gdje se iz sustava rotacijske pei izvlae dimni plinovi s velikom koncentracijom praine. Praina odstranjena iz sustava za smanjenje oneienja i praina iz sustava bypassa moe se u potpunosti ili djelomino reciklirati u postupku proizvodnje cementa. Tipian dijagram postupka predzagrijavanja u rotacijskoj pei dan je na Slici 2. Tipian sustav procesa predzagrijavanja u pei te prikazuje znaajne varijacije u kemijskom sastavu i temperaturi ovisno o vremenu i poloaju u sustavu pei. Sudbina materijala poput sumpora i metala u tragovima nije prikazana. Dehidratacija i kalcinacija su endotermni procesi, a klinkeriranje je egzotermni proces. Meutim, proizvodnja cementa je energetski intenzivan postupak i odabir goriva utjee kako na emisije u okoli tako i na ekonominost postupka. Ukupni utroak energije moe predstavljati 65-75% varijabilnih trokova i 35-40% ukupnih trokova postupka. U svrhu kontrole brzine vezanja konanog cementnog proizvoda, 3-8% gipsa (kalcij sulfat) i drugih aditiva melje se zajedno s cementnim klinkerom kako bi se dobio portland cement. Gotovi cement skladiti se u silosu i moe se prodavati u rastresitom stanju ili pakiran u vree. Gotovi se cement uglavnom ne skladiti na mjestu proizvodnje vie od nekoliko dana, no klinker se moe skladititi u silosu ili natkrivenim objektima ukoliko je potrebno skladitenje na dulje vrijeme. U proizvodnji cementa za fazu sinteriranja uglavnom se koristi rotacijska pe. Postoji velik broj sustava za suenje i kalcinaciju, i svi su integralni dio pei. Osnovne vrste su sljedee:

2.2.1

Sljedei se postupci ne koriste u Republici Hrvatskoj ali se spominju u RDNRT

Polumokri postupak u kojem se voda iz cementne kae odstranjuje u filternim preama i dobivena filtrirana smjesa se ili: o o istiskuje u obliku kuglica i puni u pomini rotiljni sustav za zagrijavanje ili; puni izravno u suilo smjese za proizvodnju (suhog) sirovinskog brana prije postupka u predgrijau/predkalcinatoru. polusuhi postupak u kojem se osuena mljevena smjesa (sirovinsko brano) nodulira s vodom, zatim se sui i djelomino kalcinira u rotiljnom predgrijau ili, u nekim sluajevima, u dugoj pei opremljenoj unutarnjim predgrijaima; mokri postupak u kojem se cementna kaa sui i kalcinira unutar pei (konvencionalni mokri postupak); ili u suilu za cementnu kau prije postupka u predgrijau/predkalcinatoru (suvremeni mokri postupak);

2.2.2

Suhi postupak

9

Sirovinsko se brano zagrijava u nizu ciklona (etiri ili pet stupnjeva), po mogunosti ukljuujui fazu predkalcinacije u kojoj dolazi do izgaranja dijela goriva, ili, u nekim sluajevima, u dugoj suhoj pei s unutarnjim lananim predgrijaem; U svim sustavima punjenje u pei kree se u protustruji vruega zraka. Reim protustruje zraka na traci utjee na emisiju oneiujuih tvari o emu se raspravlja u dijelu koji slijedi. Na odabir postupka proizvodnje mogu utjecati dva imbenika: trokovi energije i priroda dostupnih sirovinskih materijala. Specifini energetski zahtjevi razliitih sustava pei uglavnom se znaajno smanjuju od mokrog prema suhom postupku (tipine brojke prikazane su u Tablici 3.) kao i specifina koliina veine emitiranih oneiujuih tvari. Tipini utroak energije u razliitim sustavima peiSustav pei Mokri (konvencionalni) Suhi postupak u dugoj pei Suvremeni mokri i polu-mokri postupak (predgrija i predkalcinator) Polu-mokri (rotiljni predgrija) Polu-suhi (rotiljni predgrija) Suhi (predgrija) Suhi (predgrija i predkalcinator) Teorijska toplina reakcije Specifina potronja goriva (MJ/toni klinkera) 6000 do 6500 do 5000 4000 do 4800 3700 3300 3500 do 4000 2900 do 3300 1700 do 1800

Potronja elektrine energije iznosi oko 90-130 kWh po toni cementa.

2.2.3

Ciklonski (ili osovinski) predgrijai U svrhu poveanja uinkovitosti procesa izmjene topline izmeu vruih plinova i sirovinskog brana, razvijeni su sustavi ciklonskih predgrijaa koji vre postupak zagrijavanja izvan rotacijske pei. Predgrija se moe sastojati od elevatora i do est stupnjeva ciklonskih predgrijaa. Nakon predgrijaa, vrue sirovinsko brano ulazi u rotacijsku pe u kojoj slijede faze kalcinacije i peenja. Naelo ciklonskih predgrijaa je jednako: sirovinsko brano se ubacuje i pomie suprotno struji vruih plinova koji se kreu prema gore naputajui pe. Plinska struja nosi sirovinsko brako koje se separira u ciklonima i nastavlja u sljedeem stupnju gdje se postupak ponavlja dok sirovinska brano ne proe sve stupnjeve, i dok mu pritom temperatura rapidno raste. Prijenos topline unutar ciklona vrlo je uinkovit u odnosu na pe. Podruje doticaja s fino podijeljenim sirovinskim branom mnogo je vee nego u sluaju sloja materijala koji lei u pei s ogranienim povrinskim podrujem doticaja koje je izloeno vruim plinovima. Primjerice, ciklonski predgrija sa etiri stupnja podii e temperaturu sirovinskog brana na vie od 800C u 25 sekundi, a toplina plina e pasti s 950-1000C na izlazu iz pei na 370-380C na izlazu iz prvog ili najvieg stupnja ciklona. Materijal koji ulazi u pe kalciniran je do 30%.

10

2.2.4

Predkalcinatori Sljedei je korak odraditi veinu faze kalcinacije izvan rotacijske pei u odvojenoj komori za kalcinaciju. Komora je smjetena izmeu posljednjeg stupnja ciklonskog predgrijaa i rotacijske pei na nain da prihvaa ono to izlazi iz predgrijaa. U ovoj se fazi dodaje 60% ukupno potrebnog goriva, osiguravajui time 80-90% kalcinacije sirovinskog brana. Stoga, kad brano ue u rotacijsku pe, potrebna je samo zavrna kalcinacija i sinteriranje. Predkalcinator uzima zrak za izgaranje uglavnom iz hladnjaka klinkera s vrueg kraja pei. Taj vrui zrak moe se dovesti i kroz samu pe, ili, to je uobiajenije, putem tercijarnog dovoda zraka paralelnog s pei. Vrui zrak iz rotiljnog hladnjaka stie u predkalcinator na otprilike 800C, izlazni dimni plinovi iz pei ulaze na temperaturi od oko 1000C, a do kalcinacije dolazi na temperaturi od 850 to 900C. Sustavi rotaionih pei s 5 do 6 stupnjeva ciklonskih predgrijaa i predkalcinatora smatraju se standardnom tehnologijom za nova postrojenja, budui da dodatni stupnjevi ciklona poveavanju toplinsku uinkovitost.

2.2.5

Hlaenje klinkera Hlaenje klinkera odvija se nakon postupka u rotacijskoj pei kako bi se klinker ohladio na odgovarajuu razinu pogodnu za daljnju obradu i kako bi se dio topline vratio u postupak. Pored toga, brzo hlaenje sprjeava nepoeljne kemijske reakcije u klinkeru, koje bi mogle imati negativan utjecaj na kvalitetu i mogunost mljevenja klinkera. Svi hladnjaci rade na principu protoka zraka kroz klinker i postoje tri osnovne vrste:

rotiljni hladnjaci; planetarni hladnjaci; i rotacijski hladnjaci.

Rotiljni hladnjaci preporuuju se za uporabu u suvremenim postrojenjima rotacijskih pei. Hlaenje se postie poprenim strujanjem zraka koji se upuhuje kroz sloj klinkera koji polagano putuje na klipnom rotilju koji se sastoji od perforiranih ploa. Zrak prolazi kroz perforacije, hladi klinker i sam se zagrijava prije no to prijee u rotacijsku pe kao sekundarni plin za izgaranje ili se koristi za kruto gorivo i/ili za suenje sirovinskog materijala ili prelazi u predkalcinator kao tercijarni zrak za izgaranje. Planetarni (ili satelitski) hladnjaci sastoje se od niza od 10 do 12 cijevi velikoga promjera privrenih na oklop pei koje se rotiraju zajedno s njom. Klinker upada u cijevi i zbog nagnutosti pei prolazi kroz hladnjake preko ulazeeg toka zraka koji u pe uvlai ventilator. Planetarni hladnjaci nisu pogodni za predkalcinatore budui da se ispuni zrak ne moe koristiti za izgaranje u sekundarnom paljenju. Rotacijski hladnjak je rotirajui cilindar, uglavnom montiran ispod pei i opremljen podizaima i ploama za prevrtanje. Protok zraka jednak je protoku u planetarnom hladnjaku. Ova vrsta hladnja rijetko se koristi u cementnoj industriji. 2.2.6 Mljevenje cementa

11

Klinker se prenosi u natkrivena skladita ili silose za klinker gdje se uva prije mljevenja. Iz skladita se vadi i ubacuje u cemetni mlin koritenjem meumjealice uz dodavanje 3 do 8% gipsa i drugih aditiva. Konani proizvod je cement koji se zatim odvodi u cementne silose. Gips se dodaje u svrhu kontrolebrzine vezanja fino mljevenog klinkera. Mljevenje cementa uglavnom se vri u valjanim (kuglinim) mlinovima no koritenje valjanih prea moe doprinijeti utedi energije. Valjani mlinovi rade u otvorenom ili zatvorenom krunom sustavu s klasifikatorima ili separatorima zraka kako bi se poveala uinkovitost. Mljevenje proizvodi znaajnu toplinu te je potrebno unutarnje hlaenje zraka uz unutarnje ili vanjsko prskanje vodom. Mljevenje cementa takoer proizvodi mlazove dima s visokom koncentracijom praine koji zahtijevaju smanjenje oneienja. 2.2.7 Rukovanje proizvodom i skladitenje Cement se iz silosa prenosi ili izravno u kamione ili vagone za prijevoz rasutog tereta, ili u postaju za pakiranje u vree. Potencijalne emisije estica iz ovog dijela proizvodnog postupka su znaajne. 2.2.8 Proizvodnja kompozitnog cementa U proizvodnji kompozitnog cementa dodaju se granulirana troska, letei pepeo, pucolan i/ili dodaci te se melju zajedno s klinkerom i gipsom ili se melju odvojeno i mijeaju s cementom nakon faze mljevenja.

2.3

Utjecaj proizvodnog postupka na emisijeProizvodnju cementnog klinkera u sustavima rotacijskih pei karakterizira kruenje komponenti poput praine, klorida, sumpornih spojeva i alkala. Ovi su ciklusi ili dio sustava ili su djelomino izazvani recikliranjem cementne praine natrag u sustav iz opreme za smanjenje oneienja. Ovi ciklusi imaju velik utjecaj na inherentne emisije iz bilo kojeg sustava pei za proizvodnju cementa. Ciklusi nastaju uslijed varijacije sposobnosti materijala unutar sustava pei da apsorbira ili emitira tvari. Sposobnost apsorpcije materijala varira s njegovim fizikalnim i kemijskim stanjem, koje nasuprot tome ovisi o njegovom poloaju unutar sustava rotacijske pei. Primjerice, materijal koji naputa fazu kalcinacije u postupku proizvodnje u rotacijskoj pei ima visok sadraj slobodnog vapna i stoga ima visoku sposobnost apsorpcije kiselih spojeva poput SO2. Meutim, kad isti materijal prijee u fazu sinteriranja dio apsorbiranoga sumpora emitira se natrag u plinovito stanje. Ova varijacija, u kombinaciji s protustrujanjem zraka i krutih tvari kroz sustav rezultira time da se mnoge oneiujue tvari veu za klinker, a koje bi se inae potencijalno emitirale u zrak. Vrsta proizvodnog postupka u pei takoer ima znaajan utjecaj na koliinu emisija u zrak. Dio za predgrijavanje u pei u kojoj se primjenjuje suhi postupak proizvodnje cementa vrlo uinkovito upija nepostojane ili kisele spojeve poput sumpornih oksida. Do toga dolazi uslijed visoke razine doticaja plinova i krute tvari sa sirovinskim branom unutar ciklona, to djeluje kao suhi sustav otpraivanja. Mokri dio (stranji dio) pei u kojoj se primjenjuje morki postupak proizvodnje cementa takoer upija oneiujue tvari, ali nije tako uinkovit kao predgrija. Pei za mokri postupak proizvodnje cementa takoer emitiraju veu masu nekih oneiujuih tvari po toni proizvedenog klinkera u usporedbi sa suhim peima zbog injenice da zahtijevaju veu potronju goriva i jaa strujanja plinova.

12

2.3.1

Praina iz pei, alkali i sustav bypass-a na pei U cementnoj se industriji kontroliraju razine alkala, sumpora i klorida (hlapljive komponente) u proizvodnji klinkera kako bi se postigla traena kvaliteta cementnog proizvoda. Hlapljive komponente mogu predstavljati problem u sustavu pei budui da visoke razine mogu uzrokovati blokade u ciklonskim predgrijaima ili stvoriti prstenove u ulaznoj zoni rotacijske pei. Cementnoj industriji je na raspolaganju nekoliko mogunosti kontrole alkalnog sadraja u klinkeru. Pomna kontrola alkalnog sadraja u sirovinama je mogua no njezina izvedivost ovisi o raspoloivosti sirovina s niskim udjelom alkala. U peima u kojima se primjenjuje morki postupak za proizvodnju cementa dio hlapljivih komponenti isparava u dijelu za sinteriranje, ali se kondenziraju u zoni za suenje na finim esticama. Stoga, ako se za hvatanje koriste elektrostatski talonici (EPs), udio praine iz cementne pei (CKD) koji sadri najvee koncentracije hlapljivih komponenti moe se odstraniti dok se ostatak praine reciklira (odabirom odgovarajuih polja na elektrostatskim talonicima). Recikliranje se moe postii uvoenjem praine iz cementne pei u rotacijsku pe koritenjem posebno izraenih crpki/lopatica u cilindrinim zidovima pei, ili ee, ubrizgavanjem praine iz cementne pei u zonu gorenja pei. U peima za suhi postupak, praina iz cementne pei esto se mijea sa sirovom masom radi ponovnog uvoenja ili se dio direktno ubacuje u cementni mlin. Elektrostatski talonici obino prikupljaju koliinu koja odgovara koliini od 10% proizvedenog klinkera. Inherentna sposobnost apsorpcije predgrijaa suhih pei moe uzrokovati probleme s blokadom u ciklonskim sustavima uglavnom zbog nakupina hlapljivih komponenti. Jedna od mogunosti obuzdavanja razine hlapljivih komponenti je koritenje bypassa kako bi se dio struje plina optereenog esticama odveo iz stranjeg kraja pei i izvan ciklonskoga sustava i kako bi se hlapljive komponente kondenzirale hlaenjem. Ponekad je potreban bypass za do 100% plinova iz pei iako je to moda ekstremna razina i 30% bi bilo uobiajeno. Navedeni mlaz u bypassu moe sadravati visoku razinu oneiujuih tvari (estice i sumporni oksidi) i mora se tretirati odvojeno (vidi dolje). estice odstranjene iz mlaza u bypassu sadre visoku razinu hlapljivih komponenti. Praina iz cementne pei kao i praina iz bypassa moe se u potpunosti vratiti u postupak pod uvjetom da se kontrolira razina luina. U industriji proizvodnje vapna, materijal prikupljen u opremi za smanjenje oneiujuih tvari na pei sadri visoke razine CaCO3, ali sadri i pepeo (ovisno o vrsti goriva) i ivo vapno. Sastav i fina (prakasta) priroda ovoga materijala ini ga nepodobnim za izravno recikliranje

2.3.2

Kruenje ostalih tvari O kruenju ostalih tvari i tvari koje se iz pei emitiraju u zrak govori se u Odjeljku 2.3.

2.4

Sirovine i kamenolomiPrimarne sirovine uglavnom se eksploatiraju u kamenolomima koji se nalaze u blizini postrojenja za proizvodnju cementa ili vapna i uglavnom su dio postrojenja ako su povezani i nastavljaju se kao dio proizvodnoga postupka na odreenoj lokaciji. Pored toga, kamenolomi koji su povezani u proizvodni postupak esto se koriste i za odlaganje krutog otpada, posebice otpadne praine, bilo iz postrojenja za smanjenje oneinjenja ili iz drugih dijelova postupka. Operateru se savjetuje razmotriti opseg postrojenja s tijelom nadlenim za donoenje propisa.

13

Sirovine poput vapnenca eksploatiraju se koritenjem tehnike eksploatiranja vrstih stijena. Emisija estica moe se pojaviti u bilo kojoj fazi postupka u kamenolomu; kontrola mlinova i transportnih traka smatra se najboljom raspoloivom tehnikom. Postupak obino ukljuuje buenje i miniranje kamena nakon ega slijedi lomljenje i drobljenje. Pei za proizvodnju vapna uglavnom koriste grublju i iu sirovinu vapnenca od postupka za proizvodnju cementa. Uobiajeno je da se postupak finog mljevenja vri u postrojenju za proizvodnju cementa, a ne u samom kamenolomu. Materijali poput krede i gline eksploatiraju se u mokrom stanju te je stoga mogunost emisije praine mnogo manja nego pri iskapanju vrstih stijena. U proizvodnji cementa mogua je potreba i drugih sirovinskih materijala kako bi se prilagodio kemijski sastav sirovinskog brana ukljuujui prijesak, eljezni oksid i boksit. Skladitenje i rukovanje ovim materijalima moe rezultirati emisijom praine. Sekundarne sirovine kao to su filterska praina, troska i drugi otpadni materijali koji nastaju u postupku proizvodnje mogu djelomino zamijeniti primarne sirovine i aditive ovisno o njihovoj kemijskoj podobnosti i emisijama u okoli koje su vezane uz njihovu uporabu. Sustavi mijeanja sirovinskih materijala i analize na licu mjesta dokazuju poboljanu kvalitetu proizvoda i smanjuju emisije kako pri skladitenju tako i pri postupku proizvodnje u pei. Zakljuci NRT-a 1. Za nova postrojenja i zamjenu pei u postojeim postrojenjima najboljom raspoloivom tehnikom u proizvodnji cementnog klinkera smata se suhi postupak s vie stupnjeva predgrijaa i predkalcinacijom. Toplinska bilanca vezana uz primjenu NRT iznosi 2900-3300 MJ/toni klinkera. Operateri bi mogli opravdati odstupanja od gore navedenoga na temelju raspoloivih sirovina poput krede. koritenje zamjenskih agregata uzimajui u obzir openiti utjecaj na okoli. Postojea bi postrojenja mogla unaprijediti operativni sustav proizvodnoga postupka koritenjem suvremenog nadzora proizvodnog postupka.

2. 3. 4.

2.5

Tvari koje se isputaju iz pei za proizvodnju cementaOsnovne emisije iz postupka proizvodnje cementa su emisije u zrak iz dimnih plinova pei, hladnjaka klinkera i moguih obilaznih (bypass) plinova. Postoji mogunost i znaajne emisije praine iz cementne pei u tlo ovisno o alkalnom sadraju koritenih sirovina. Oneiavajue emisije su rezultat odreenog kemijskog sastava sirovina i goriva koji se koriste. Sline emisije mogu nastati i u proizvodnji vapna. Operater je duan izvijestiti o emisiji NOx, SO2, estica i o ostalim emisijama. Oksidi duika Postoje dva osnovna mehanizma koji djeluju u bilo kojem procesu izgaranja na stvaranje NOX: oksidacija molekularnoga duika u zraku za izgaranje (poznat pod nazivom termiki NOX) i oksidacija duikovih spojeva u gorivu (NOX u gorivu). U proizvodnji cementa i vapna, termiki NOX je bitan put nastajanja NOX.

14

Stvaranje termikog NOX bitno ovisi o temperaturi izgaranja s primjetnim poveanjem nastanka iznad 1400C. U proizvodnji cementa, budui da je temperatura plamena u pei oko 2000C, najvea koliina termikog NOX stvara se u zoni sinteriranja. U fazi kalcinacije temperature su od 800-900C to nije dovoljno visoka temperatura za stvaranje znaajnije koliine NOX u usporedbi s NOX u gorivu. Budui da u predkalcinatorima u fazi kalcinacije izgori do 60% goriva, koliina proizvedenoga NOX je manja od one u peima za mokri postupak gdje svo gorivo izgara u fazi sinteriranja. Meutim, neke studije su pokazale da se pri usporedbi suhih pei s predgrijaem i predkalcinatorom smanjenje stvaranja termikog NOX moe ponititi poveanom proizvodnjom NOX u gorivu u predkalcinatorima. U peima za proizvodnju vapna temperatura plamena moe biti nia nego pri proizvodnji cementa te stoga i udio termikog NOX moe biti manji. Stvaranje NOX ovisi takoer i o koliini vika zraka koja je prisutna u plamenu, s veom mogunou stvaranja spojeva s kisikom. Razliita svojstva sirovine mogu utjecati na koliinu proizvedenog NOX. Primjerice, neki vapnenac zahtijeva daleko manje peenja od drugih da bi se proizveo cementni klinker i kao rezultat toga proizvodi se manje termikog NOX i NOX u gorivu po toni proizvedenog klinkera. U proizvodnji peenog dolomita potrebne su vie temperature u pei te se stoga proizvode vee razine NOX. Pored toga, neke sirovine sadre kemijski vezani nitrogen koji pri temperaturama od 300-800C prelazi u NOX. Meutim, ovaj izvor NOX je uglavnom beznaajan u postupcima proizvodnje cementa i vapna. 2.5.1 Sumporni oksidi Emisija sumpornih oksida iz postupka proizvodnje cementa i vapna nastaje iz dimnih plinova pei. Emisija je uglavnom u obliku SO2 (99%) iako se proizvodi i neto SO3 , a u manjim uvjetima moe nastati H2S. Sumporni oksidi nastaju uslijed sumpornog sadraja goriva i sirovina. Sirovine poput vapnenca mogu sadravati sumpor u obliku sulfata (npr. kalcij sulfat), sulfida (npr. pirit) i organskih spojeva. Udio sumpora emitiranog iz pei za proizvodnju cementa ovisi o ravnotei izmeu apsorpcije i emisije SO2 na raznim stupnjevima proizvodnoga postupka. Mehanizmi emisije sumpora jo uvijek nisu sasvim poznati i podaci navedeni u raspravi koja slijedi su indikativni za neke pei, ali postoje iznimke. Primjerice, iako je uglavnom prihvaeno da pei za suhi postupak bolje apsorbiraju SO2 od pei za mokri postupak, neke pei za mokri postupak su vrlo dobre u apsorpciji i zadravaju vie od 90% sumpora. Kapacitet apsorpcije pei varira u odnosu na ravnoteu kemijskog sastava, alkala, sulfata i klorida, temperaturom, udio kisika i izvedbu pei.

Kemijske reakcije sa SO2

15

Na2O + SO2 + O2 = Na2SO4 K2O + SO2 + O2 = K2SO4 CaO + SO2 = CaSO3 CaCO3 + SO2 = CaSO3 + CO2 CaSO3 + O2 = CaSO4

Slika gore prikazuje kruenje sumpora u sustavu pei za mokri postupak. Od 30 do 80% sulfata koji ulaze u zonu sinteriranja u pei mogu se rastaviti i stvoriti SO2, tona koliina ovisi o sirovinama i uvjetima izgaranja u pei. Do apsorpcije SO2 u tom sluaju moe doi u oblaku praine unutar pei i vlanim uvjetima apsorpcije u zoni koja se nalazi na stranjem kraju pei dok dimni plinovi iz pei prolaze kroz zonu kalcinacije i suenja. Meutim, uslijed openito manje uinkovitog doticaja izmeu plinova u pei i sirovine, u usporedbi s pei s predgrijaima, vea koliina ukupnog sumpora moe iscuriti iz zone apsorpcije. Emisije SO2 nastaju i iz sulfidnog sadraja sirovina (kao i organskih sumpornih spojeva) koji se pee u zoni za suenje/grijanje, na temperaturama izmeu 400600C. Na navedenim temperaturama nema dovoljno kalcij oksida za reakciju s SO2. Procjena je da do 30% ukupnog sumpora koji ulazi u pe za mokri postupak moe biti emitirano u obliku SO2 u dimnim plinovima pei dok je ostatak apsorbiran u klinkeru i cementnoj praini iz pei. Od navedenih emisija, do 50% moe biti uzrokovano sumpornim sadrajem u gorivu pod pretpostavkom da se koristi sirovina s niskim udjelom sumpora, iako je doprinos iz sirovina esto dominantan. Kruenje sumpora u sustavu cementne pei u kojoj se koristi mokri postupakEmisija SO SO 2 emission 2

Filter

Zona gorenja u pei Kiln burning zone Gorivo Kilnpe za f uel

Stranji kraj pei Kiln back endDust Odstranjivanje disposal praine

SO 2

Sulfati Sulphates

Oksidacija Sulphide sulfida oxidation Sulfati

Sirovine Raw materials

Klinker Clinker

U suhim predgrijaima oko 30% ukupnog unosa sulfida moe napustiti sustav predgrijaa u obliku SO2. Tijekom izravne operacije, tj. kad je mlin sirovine iskljuen, veina se emitira u atmosferu. Tijekom operacije spajanja, tj. kad je mlin sirovine ukljuen, dodatnu koliinu SO2 apsorbiraju estice svjee mljevenog sirovinskog brana u mlinu sirovina.

16

U rotiljnim predgrijaima apsorpcija SO2 je dobra budui da plin prolazi kroz turbulentni tok materijala od rotilja do pei i zatim prolazi niskim brzinama prvo kroz sloj materijala koji je djelomino kalciniran i zatim kroz vlani kalcij karbonat u komori za suenje. Sustavi za predkalcinaciju omoguuju izravniji kontakt izmeu kalciniranih materijala (vii udio slobodnog vapna) i izlaznih plinova iz pei te se stoga moe apsorbirati vei udio SO2 nego u predgrijaima. Meutim, treba primijetiti da predgrijai ili kalcinatori s bypassom mogu dovesti to znaajne emisije SO2 osim ako se ne provodi operacija smanjenja oneienja mlaza u bypassu. Plinovi u bypassu ne prolaze kroz ciklonske predgrijae te stoga u tom dijelu nema apsorpcije SO2. U dugim peima u kojima se koristi suhi postupak kapacitet kemijske apsorpcije SO2 je uglavnom manje uinkovit od onoga u suhim predgrijaima uslijed smanjenog doticaja dimnih plinova pei i sirovina. U proizvodnji vapna, u veini sluajeva, samo se mali dio sumporovog dioksida koji nastaje unutar pei (bilo iz sirovina ili iz goriva) emitira u atmosferu, budui da je uglavnom ugraen u vapno kemijskim spajanjem. Pei s fluidiziranim loitem su posebno uinkovite u apsorpciji SO2 zahvaljujui visokom doticaju plina i toka krutih tvari. Meutim, mogue je upravljati rotacijskim peima za proizvodnju vapna i bez bypassa kako bi se smanjila apsorpcija sumpora u ivom vapnu to dovodi do viih razina SO2 u dimnim plinovima pei. Kruenje sumpora u predgrijau ili predkalcinatoruMlin sirovina Raw mill Sirovine Raw materials Emisija SO2 kroz SO2 emission through glavni dimnjak main stack

Emisija emission SO2 SO2 kroz dimnjak bypassa

through by-pass stack By-pass filter etc. Sulphide Oksidacija oxidation sulfida

Filter

Dust Praina Preheater and calciner Predgrija i kalcinator Calciner kalcinator Gorivo za fuel

By-pass dust Praina iz bypassaGorivo Kiln fuel za pe

SO2 Sulphates Sulfati Rotacijska pe Rotary kiln

Klinker Clinker

2.5.2

estice Uslijed finoe sirovina koje se koriste u cementnim peima, stvaranje estica je neizbjeno i one e prijei iz dimnih plinova pei u atmosferu ukoliko se ne koriste tehnike za smanjenje oneienja. Dimni plinovi iz hladnjaka cementnog klinkera takoer predstavljaju izvor emisije estica. Hlaenje klinkera na temperaturu koja je pogodna za prijenos i mljevenje zahtijeva vei volumen zraka od onoga koji je potreban za izgaranje u uinkovitom sustavu pei.

17

Koritenjem rotiljnih hladnjaka, nakon maksimalnog povrata topline za postupak predzagrijavanja, predkalcinacije i suenja materijala i uglja, viak zraka iz (hladnog) ispusnog otvora ventilira se u zrak putem opreme za prikupljanje praine koja mora biti u stanju izdrati varijacije u mlazu zraka i temperature koji nastaju udarom materijala u pei. Kod planetarnih hladnjaka ne postoji mogunost koritenja vika zraka, i takvim hladnjacima bi postizanje zadovoljavajuih temperatura klinkera predstavljalo problem bez uporabe vanjskih ili unutarnjih sustava prskanja vodom. Budui da se zrak za hlaenje iz planetarnih hladnjaka uvlai u pe putem ventilatora, mogunost emisije prakastih tvari je znatno smanjena. Rotacijski hladnjaci takoer koriste unutarnje prskalice za vodu no ova praksa ima negativan utjecaj na toplinsku uinkovitost. Pri rukovanju s rotacijskim peima mogue je postaviti prstenove materijala oko oboda pei. Puknue navedenih prstenova moe izazvati mlaz estica i prouzrokovati probleme na opremi za smanjenje oneienja. U postupcima za proizvodnju vapna dolazi do stvaranja praine uslijed trenja unutar sustava pei i iz praine nastale od goriva. Meutim, razina praine proizvedene u osovinskim peima je sama po sebi manja nego u rotacijskim peima. Postupak hidratacije takoer stvara mlaz estica iz kojeg je, zbog vlanosti, izuzetno teko izdvojiti estice koje oneiuju. Praina proizvedena u peima za proizvodnju vapna uglavnom je manje gustoe od one u proizvodnji cementa i uglavnom ju je tee oistiti. estice se proizvode i u svim ostalim proizvodnim postupcima. Emisije praine niske razime, primjerice pri rukovanju materijalom, mogu biti znaajnije od emisija iz postupaka u pei i hidratoru.

2.5.3

Ostale emisije Organski spojevi Dokazi mjerenja koja je provela industrija cementa sugeriraju da emisija organskih spojeva iz sustava pei nastaje uglavnom zbog malih koliina organskih materijala sadranih u sirovinama, a ne zbog goriva. To je zbog toga to bi uvjeti unutar tipine pei (temperature vie od 1400C i vrijeme boravka vie od tri sekunde) trebali uinkovito unititi organske spojeve u gorivu, ali, kao to je sluaj sa sumporom, billo koji nepostojani/hlapljivi organski sadraj u sirovinama moe se emitirati u dimne plinove pei bez izlaganja visokim temperaturama. Do stvaranja dioksina moe doi u bilo kojem sustavu izgaranja pod uvjetom da ima raspoloivog klora i organskih spojeva. Uvjeti izgaranja unutar pei trebali bi osigurati uinkovito unitavanje svih postojeih dioksina. Meutim, postoji mogunost de novo sinteze pri temperaturi od 200-450C. Do toga moe doi uslijed reakcije klora s bilo kojim organskim spojem koji je ishlapio iz sirovine kako se plinovi u pei hlade. Istraivanja su pokazala da moe doi do stvaranja tragova kloriranih aromatinih spojeva i u predgrijau cementnih pei u kojima se koristi suhi postupak.

18

Ugljikovi oksidi i sigurnosno iskljuivanje elektrostatskih talonika zbog prekomjerne koncentracije CO Ugljikov dioksid se neizbjeno proizvodi u postupku proizvodnje u pei u fazi kalcinacije i pri sagorijevanju goriva. Ugljikov monoksid (CO) moe nastati uslijed nepotpunog izgaranja goriva i iz bilo kojeg ugljinog sadraja u sirovinama. Doprinos iz sirovina, zbog predzagrijavanja, napustit e pe s dimnim plinovima, ponovno slino sumporu. Treba primijetiti da doprinos stvaranju ugljikovog monoksida iz sirovina u proizvodnji cementa moe biti vrlo znaajan u usporedbi s onim koji nastaje pri izgaranju. Nadzor razine CO je vrlo bitnan u peima za proizvodnju cementa i vapna kad se za smanjenje oneienja esticama koriste elektrostatski talonici (EPs), kako bi se koncentracije drale daleko ispod donje granice eksplozivnosti. Ukoliko razina CO u elektrostatskom taloniku raste (uobiajeno do 0,5% u volumenu), elektrini sustav se iskljuje kako bi se eliminirala opasnost od eksplozije. To dovodi do emisije estica iz pei koje nisu prole postupak smanjenja oneienja to moe izazvati znaajne lokalne probleme s prainom. Oslobaanje CO mogu izazvati nestabilne operacije sustava za izgaranje koje su esto uzrokovane pri unosu krutog goriva. Sustavi za unos krutog goriva moraju biti izvedeni na nain da sprjeavaju nagli unos goriva u plamenik. Udio vlage u krutim gorivima je posebno kritian imbenik u ovom smislu i mora se paljivo nadzirati kako bi se sprijeili zastoji ili blokade u sustavima za pripremu i unos goriva. Metali i klor Metali koji se emitiraju iz sustava pei nastaju iz koliina sadranih u sirovinama i gorivu. Emisiju metala karakterizira kruenje unutar sustava pei i njihova nepostojanost/hlapljivost. Metali (i spojevi tih metala) mogu se podijeliti u tri skupine:

otporni na toplinu i habanje (relativno postojani), ukljuujui barij, berilij, krom, arsen, nikal, vanadij, aluminij, titan, kalcij, eljezo, mangan i bakar; djelomino nepostojani/hlapljivi poput antimona, kadmija, olova, selena, cinka, kalija i natrija; i nepostojani/hlapljivi, poput ive i talija.

Metali se emitiraju iz sustava pei apsorbirani u klinkeru ili ivom vapnu, u dimnim plinovima pei ili u praini iz cementne pei (CKD) ili praini vapnenca. Visok alkalni sadraj i postupak otpraivanja unutar pei pridonosi zadravanju metala u klinkeru/ivom vapnu. Mjerenja vrena na cementnim peima daju naznake da se