При производстве нерудных материалов на получение цемента тратится около 83% от всей потребляемой энергии, и выбрасывается примерно 94% от общих выбросов углекислого газа в атмосферу. В цементной промышленности большая часть затрачиваемой электроэнергии приходится на производство цементного клинкера, поскольку этот процесс подразумевает нагрев полезных ископаемых до температуры 950 градусов и выше. Немало энергии затрачивается и на измельчение сырья и готового цемента. Поэтому энергоэффективность производства цемента в России очень актуальна в настоящее время.

Чаще всего на отечественных предприятиях по-прежнему используют морально устаревший мокрый способ производства, но если реконструировать производственный процесс на сухой способ, то можно на 50% сэкономить расход топлива. А при переходе на комбинированный – на 30% (таблица).

Переход с мокрого на сухой способ производства экономит энергию на 50%, а на комбинированный — на 30%.

Комбинированный способ подразумевает использование старого сырьевого цеха, в котором будет готовиться шлам, а затем обезвоживаться в фильтр-прессах до влажности 19%. А для сухого способа требуется замена оборудования в сырьевом цехе, и, естественно, большие капитальные затраты.

Но в данных способах вместе с уменьшением использования топлива увеличивается расход электроэнергии, примерно в 1,6 раз. Вот поэтому при завышенных в России ценах на электричество энергоэффективность составит всего около 20%. И к тому же, сухой и комбинированный способы обжига требуют большего числа обслуживающего персонала. Вот и получается, что реконструкция отечественного производства не будет экономически выгодной и имеет длительные сроки окупаемости, что не приветствуется инвесторами.

При реконструкции имеющихся производств увеличивается потребление электроэнергии в 1.6 раз, растет потребность в обслуживающем персонале. Поэтому сроки окупаемости очень велики и не привлекают инвесторов.

Еще один способ, обеспечивающий энергоэффективность производства цемента в России – это оптимизация работающих печей. На рисунке показан расход топлива при изменении параметров работы производственных печей.

Согласно данным графика, добиться энергоэффективности в производстве возможно при помощи изменения сырьевого состава смеси – уменьшением влажности и снижением расхода карбонатов. Поэтому довольно выгодно использование в производстве цемента шлака и отходов угледобычи, которые частично заменят природные компоненты. При этом не нужно менять производство, а достаточно добавить линию для подготовки добавки и ее транспортировки.

Добавление металлургического шлака уменьшает количество карбоната кальция в сырьевой смеси. Это приводит к экономии энергии за счет замены углеотходами части топлива. Поскольку они выгорают значительно раньше зоны спекания, это может привести к снижению производительности за счет уменьшения теплонапряжения в зоне горения.

По таблице, приведенной ранее, видно, что добавка техногенных продуктов неизбежно приводит к экономии топлива, к тому же такой способ не предполагает серьезных затрат на капитальную реорганизацию.

Таким образом, можно говорить об энергоэффективности действующих цементных производств при их реконструкции только в случае индивидуальных источников электроэнергии. А больший эффект энергосбережения обеспечит использование в условиях российских производств техногенных продуктов, а также оптимизация работы производственных печей.