ضرورت بازنگری مصرف انرژی و راه های کاهش آن در صنعت سیمان

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

افشار علی حسینی ¹ (گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی،دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز *(مسوول مکاتبات).)
علی رضا عباس زاده ² (گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی،دانشگاه ایلام)
داریوش باستانی ³ (استاد دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی شریف)

تاریخ دریافت : 1389/07/10 تاریخ پذیرش : 1389/12/12 تاریخ انتشار : 1393/10/01

کلید واژه: سیمان, انرژی, انرژی های جایگزین, توسعه ترکیبات سیمان,

چکیده مقاله :

رشد روز افزون مصرف انرژی و محدودیت منابع فسیلی که اصلی ترین منبع تولید انرژی در ایران و جهان هستند، جوامع صنعتی را برای تامین انرژی مورد نیاز در حال حاضر و آینده به تکاپو وا داشته است. بیش از 26% کل انرژی ایران در بخش صنعت به مصرف می رسد. بخش سیمان یکی از زیر بخش های مهم صنعت است که به شدت وابسته به انرژی می باشد، به گونه ای که بیش از 15% از انرژی مربوط به بخش صنعت در این زیر بخش به مصرف می رسد. با نگاه به هدفمند کردن یارانه ها و آزاد سازی نرخ انرژی، وضعیت فعلی سیمان در مصرف انرژی به بازنگری جدی نیاز دارد. مدیریت تولید، تغییر در نوع مواد تشکیل دهنده سیمان، یافتن راهکارهای جایگزین انرژی و وارد کردن تکنولوژی جدید می تواند نتایج مناسبی در کاهش مصرف انرژی در صنعت سیمان داشته باشد. در این مقاله ضمن بررسی انرژی مصرفی در 2بخش الکتریکی و گرمایی در دستگاه های مختلف در یک واحد تولید سیمان، راهکارهای کاهش انرژی در هر بخش از فرایند مورد بررسی قرار می گیرد. آنچه از مطالعات و تحقیقات پژوهشی در واحدهای تحقیق و توسعه فعال در صنعت سیمان درسال های اخیر بدست آمده، نشان از تغییر روش های تولید با اهمیت کاهش مصرف انرژی و افزایش تولید داشته است؛ تغییراتی مانند جایگزینی روش خشک به جای روش تر و یا توسعه پیش گرمکن و پری کلسیناتورها، امروزه در صنعت سیمان علاوه بر تاکید بر کاهش مصرف انرژی در جهت کم کردن هزینه تمام شده محصول،مسایل زیست محیطی هم مورد توجه قرار گرفته است. از آنجایی که به ازای kg1 سیمان تولیدی بیش ازkg7/0 گاز کربن دی اکسید و دیگر آلاینده ها وارد محیط زیست می شود، لذا اگر از سوخت های جایگزینی استفاده شود که تعداد کربن کمتری در فرمول مولکولی خود دارند،علاوه بر کاهش مصرف و کاهش هزینه،آلاینده کمتری به محیط زیست وارد می شود.

چکیده انگلیسی:

The increasing rate of energy consumption and limitation of fossilized sources which are the main sources ofenergy in Iran and the world has made the industrial societies to seek for providing their essential energy fornow and future. More than 26% of total energy is used in industrial section. Cement section is one of theimportant sub-sections of industry which is greatly energy-dependand, so that more than 15% of the energyallocated to industry is consumed in sub-section. Considering the “targeted subsidy plan” and “energy priceliberalization”, the current rate of energy consumption in cement industry needs to be seriously revised.Production management, changing the ingredients of cement, finding alternative ways for replacing energy, andimporting new technology can have good results in reducing energy consumption in cement industry. In thispaper, energy consumption in its electrical and heat forms in a cement factory is investigated. The different waysfor reducing energy consumption were also investigated in this paper. Findings of different studies carried out bythe research units involved in cement industry in recent years indicate changes in production methods with anemphasis on energy consumption reduction and production increase. These changes include replacing wetmethod by dry method or development of pre-heating center. Nowadays, in cement industry, not only there is anemphasis on decreasing energy consumption to decrease the production costs, but also the environmental factorsare focused. Over 0.7 kg of CO2 and other pollutants is released into the invironment as per production of 1 kcement particles. Therefore, application of alternative fuels which contain less carbon in their structural formulawill result in reduction of both consumption and production cost as well as fewer pollutants released into theenviroment

منابع و مأخذ:

1. Vleuten, F.P.Vander., (1994), Cement in Development, Energy and Environment. Netherlands Energy Research Foundation, the Netherlands


2. S. Ellis., (2003), Environment Update for the Cement Industry, Cement Americans. May1,. Internet source. Available at


3. Loreti. Christopher, (2009), Cement sector greenhouse gas emission reduction, California Energy commission, CEC. 600-2009-005


4. کریمی، م.، افسریان، س م ، جهان زاده، ح، (1386) بکارگیری سوخت های ضایعاتی در صنعت سیمان. کنفرانس بین المللی سوخت در صنعت سیمان، تهران ، ایران              


5. A. Avami, S.Sattari, (2007), Energy Conservation Opportunities: Cement Industry in Iran. International Journal of Energy Issue 3.vol.1. pp1-7


6. Worreler, E. And Galistky,C., (2004), Energy efficiency  improvement opportunities for cement making, An energy star Guide for Energy and plant managers, report LBNL- 54036, Lawrence Berkley national laboratory, Berkley


7. بکائیان منوچهر (1386) نقش فرایند در کاهش مصرف سیمان .  کنفرانس بین المللی سوخت در صنعت سیمان، تهران ، ایران         


8. Freight Railroads and Greenhouse Gas Emissions, 2008. Association of American Railroads, Policy and Economics Department, February 2008.


9. ASTM (2003), Standard specification for Portland cement, Annual books ASTM standard American society for testing and materials, USA.


10. Mair and M. Rosset, (2002) Principles for the utilization of material in cement works ZKG. NO.1


11. Khurana Shaleen., (2002), balance and cogeneration for a cement plant, applied thermal Engineering, vol.22,pp. 485-494


12. M.Jacott, F.Comunes, C. Reed, (2003); Energy use in the cement industry in North America: Emissions, Waste Generation and Pollution Control, 1990-2001.


13. T.Engin, V. Arl., Energy auditing and recovery for dry type cement rotary kiln System –A case study , Energy Conversion and Management  , vol.46,pp,551-562


14. G.A. Boyd., (2006), Development of a performance- Based industrial Energy indicator for Cement Manufacturing Plants; Argonne National Laboratory.ANL/DIS-06-3.pp1-34


15. Ernst Worrell, Nathan Marin, Lynn price, (2002) Potentials for energy efficiency improvement in the US cement industry, Energy, 25; 1189-1214


16. Emission of Greenhouse gases in the United State (2001), Energy information Agency, DOE, December 2002, Page31


17. کریمی، م .، افسریان، س م ، جهان زاده، ح. ، (1386) انرژی و محیط زیست در صنعت سیمان. کنفرانس بین المللی سوخت در صنعت سیمان، تهران ، ایران                            


18. رحمانی، فریدون. یعقوبی، محسن.،(1387) ضرورت کاربرد آسیاب های غلطکی در صنعت سیمان، تهران ، ایران


19. E.Worell, N. Martin L. Price., (2004), Potentials for energy efficiency improvement in the US cement plant, applied thermal engineering.vol.22, pp, 485-494