تایرهای فرسوده در راه کارخانه های سیمان(۱)

نباید از نظر دور داشت كه كوره های سیمان محیط مناسبی برای به كارگیری سوخت های جایگزین هستند. این موضوع بیشتر از آن جهت است كه این كارخانه ها دارای یك كوره طویل و بسیار داغ با دمای بالا هستند كه ضمناً زمان اقامت در آن نیز نسبتاً زیاد است. در ادامه باید متذكر شد كه كلینكر تولید شده در كوره می تواند با خاكستر حاصل از سوخت های دیگر مخلوط شود بدون آن كه از كیفیت سیمان كاسته شود. اساساً تایرها یك سوخت فشرده با رطوبت بسیار كم هستند. تایرها دارای مقداری از تركیبات آهن و روی هستند كه هر دو برای اختلاط با مواد خام سیمان مفید است. به علاوه در اكثر كارخانه های سیمان می توان تجهیزات حمل و نقل مواد را یافت و فقط باید اندكی اصلاحات در آن صورت پذیرد تا بتوان در آنها سوخت حاصل از تایر (TDF) را خوراك دهی كرد.قابل ذكر است كه سوختن تایر در كوره سیمان باعث ایجاد مشكلات زیست محیطی نخواهد شد چون گزارشات سازمان حفاظت محیط زیست آمریكا (EPA) بیانگر آن است كه مواد منتشره از این كوره ها مشكل ساز نبوده و در بعضی موارد باعث كاهش آلاینده های منتشره خواهد شد. بر این اساس در سال ۲۰۰۱ حدود ۶۰ كوره سیمان آمریكا از تایر به عنوان سوخت كمكی استفاده كرده و بیش از ۵۳ میلیون حلقه تایر را به مصرف رسانده اند.در حال حاضر وجود تایرهای فرسوده در محیط به ایجاد یك سری مشكلات زیست محیطی برای سازمان های خدمات شهری منجر شده است كه با به كارگیری آنها در كوره های سیمان می توان از حجم این مشكل كاست. هدف این مقاله ارائه نتایج تحقیق در زمینه وضعیت موجود ایران و جهان از لحاظ پتانسیل به خدمت گرفتن تایر به عنوان سوخت در كارخانه های سیمان و ارائه راهكارهای مناسب است.
• مقدمه
در حال حاضر بیش از ۶۰ خط تولید سیمان در كشور وجود دارد كه سالانه بیش از ۳۰ میلیون تن سیمان تولید می كنند و قرار است در پایان برنامه چهارم توسعه به رقم ۷۰ میلیون تن در سال برسد كه برای تولید این حجم سیمان به انرژی الكتریكی و حرارتی زیادی نیازمند هستند (۶- ۴ میلیون كیلوژول برای تولید هر تن محصول) و با توجه به رشد چشمگیر این صنعت در سالیان گذشته و آهنگ تسریع این رشد در سنوات آتی، این صنعت بایستی در مصرف انرژی خود بازنگری كند كه بخشی از آن از طریق ارتقای سیستم ها و بهینه سازی مصارف انرژی به دست می آید. با توجه به سیاست های جدیدی كه دولت در بخش سوخت در پیش گرفته است به نظر می رسد كه مناسب است صنعت سیمان نیز به دنبال سوخت های جایگزین و ارزان باشد تا در روند توسعه ای آن مشكلی بروز ننماید.
• فرایند تولید سیمان و وضعیت سیمان كشور
صنعت سیمان ایران با سابقه هفتاد سال فعالیت با توجه به نوع و سطح تكنولوژی به كار گرفته شده در آن دارای روش های مختلف تولید است.
از آنجایی كه سیمان پودری است نرم، جاذب آب و چسباننده خرده سنگ كه اساساً مركب از تركیبات پخته شده و گداخته CaO با SiO۲، Al۲O۳و Fe۲O۳ است، ملات این پودر قادر است به مرور در مجاورت هوا یا در زیر آب سخت شود و در زیر آب ضمن داشتن ثبات حجم، مقاومت خود را حفظ كند. براساس این تعریف ماده اصلی تشكیل دهنده سیمان اكسید كلسیم (آهك) است كه با سه اكسید دیگر تشكیل خواص سیمانی و چسبندگی را می دهد و برای ساخت چنین موادی از سنگ آهك و یا خاك رس و یا مخلوط آنها استفاده می شود. برای این كه این مواد با یكدیگر تركیب شوند ابتدا بایستی مواد در سنگ شكن اولیه خرد شده پس از طی مرحله هموژنیزاسیون در آسیاب، مواد خام پودر شده و پس از تنظیمات مقدماتی و نهایی به عنوان مواد خام یا خوراك كوره مورد استفاده بعدی قرار گیرد. در فرایند پخت شرایطی فراهم می شود كه مواد اولیه تنظیم شده تبدیل به مینرال های هیدرولیك شوند.
شرایط لازم این تغییرات آن است كه درجه حرارت تا حدی بالا باشد كه مواد اولیه ضمن از دست دادن رطوبت و تجزیه شدن به اكسیدهای متشكله، مقداری گداخته شدند تا مینرال اصلی سیمان پدید آید، سپس مواد حاصله را سریعاً سرد كرده تا كریستال ها فرصت درشت شدن و برگشت واكنش را نداشته باشند. محصول حاصله در این بخش كلینكر نام دارد و می باید همراه با چند درصد سنگ گچ در آسیای سیمان پودر و به سیمان آماده مصرف تبدیل شود.
روش تولید سیمان با توجه به نوع سیستم پخت كه شامل كوره و خنك كن آن است براساس میزان رطوبت مواد كه به كوره تغذیه می شوند به چهار روش تولید تقسیم می شوند:
۱- روش تر با درصد رطوبت خوراك كوره بین ۴۰- ۲۵ درصد
۲- روش نیمه تر با درصد رطوبت خوراك كوره بین
۲۱- ۱۷ درصد
۳- روش نیمه خشك با درصد رطوبت خوراك كوره بین ۱۲- ۱۰ درصد
۴- روش خشك كه درصد رطوبت مواد ورودی به كوره كمتر از یك درصد است.
• مواد اولیه
از آنجایی كه بخش اعظمی از مواد خام مورد نیاز سیمان متشكل از كربنات كلسیم است بنابراین حرارت دادن به مواد خام در یك كوره سیمان همراه با حدود ۳۵ درصد كاهش وزنی ناشی از متصاعد شدن CO۲ است، لذا به خاطر جبران این كاهش وزن برای تولید یك تن سیمان حدود ۵/۱ تن مواد اولیه مصرف می شود. مواد خام مورد نیاز در صنعت سیمان عبارتند از: سنگ آهك، خاك رس، سنگ شیشه، سنگ آهن، سنگ گچ، سنگ تراس یا پوزولان خوراك كوره های سیمان به طور رایج حاوی ۷۸ تا ۸۰ درصد كربنات كلسیم (CaCO۳) است و بنابراین بسته به مقدار دیگر تركیبات موجود در سنگ آهك، تركیبات شیمیایی آن به تركیب شیمیایی خوراك كوره نزدیك می شود. وجود مقدار كافی از كمك ذوب ها (Mg ، Fe ، Al ،F) به عنوان عامل پیش برنده پدیده ذوب و امتزاج مواد در كوره كاملاً ضروری است.

منبع : باشگاه اندیشه