Waste materials co-processing in cement industry: Ecological efficiency of waste reuse

Abstract

Cement is the main component of concrete, which is, in turn, the second most consumed material on earth, in addition, the cement industry is one of the most intensive energy consumptions. The modern plants often have nominal production capacity exceeding one million tons per year. To produce one ton of cement, you need the equivalent of 60-130 kg of fuel and 110 kWh of electricity. Due to the large consumption of energy, which represents over 30% of the total production cost for the cement industry, the reduction in spending on energy inputs is a major motivation for technological advances in the production process of cement. To reduce the costs of fossil fuel consumption (non-renewable source), the technique of co-processing has been employed for introducing alternative fuels as part of the manufacturing process. This technique provides a lower cost of production, introducing fuel waste from different industrial activities, besides contributing to the reduction of environmental liabilities; they generate waste when discarded in inappropriate places. It is evident that the cement industry sector is highly intensive in energy consumption, and should be considered in studies on energy planning, especially with the changes in its energy matrix, which has occurred continuously since the oil crisis in 70 years, still that this change is very heterogeneous when one considers each manufactures cement. The ecological analysis is done through comparison between ecological efficiency, pollution indicator and values for CO2 equivalent from cement industry rate, before and after adoption of waste reuse. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

O cimento é o principal componente do concreto, que é, por sua vez, o segundo material mais consumido na Terra; além disso, a indústria do cimento é um dos consumos de energia mais intensivos. As plantas modernas costumam ter capacidade nominal de produção superior a um milhão de toneladas por ano. Para produzir uma tonelada de cimento, você precisa do equivalente a 60–130 kg de combustível e 110 kWh de eletricidade. Devido ao grande consumo de energia, que representa mais de 30% do custo total de produção para a indústria de cimento, a redução nos gastos com insumos energéticos é uma grande motivação para os avanços tecnológicos no processo de produção de cimento. Para reduzir os custos do consumo de combustível fóssil (fonte não renovável), a técnica de coprocessamento foi empregada para a introdução de combustíveis alternativos como parte do processo de fabricação. Essa técnica proporciona menor custo de produção, introduzindo desperdício de combustível de diferentes atividades industriais, além de contribuir para a redução do passivo ambiental; eles geram resíduos quando descartados em locais inadequados. É evidente que o setor da indústria de cimento é altamente intensivo em consumo de energia e deve ser considerado em estudos de planejamento energético, especialmente com as mudanças em sua matriz energética, que ocorrem continuamente desde a crise do petróleo em 70 anos, ainda que essa mudança seja muito heterogênea quando se considera cada fabricante de cimento. A análise ecológica é feita através da comparação entre eficiência ecológica, indicador de poluição e valores de CO2 equivalente à taxa da indústria de cimento, antes e depois da adoção da reutilização de resíduos.