Investeşte în oameni! FONDUL SOCIAL EUROPEAN Programul OperaŃional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013 Axa prioritară 1 „EducaŃie şi formare profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăŃii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenŃie 1.5. „Programe doctorale şi post-doctorale în sprijinul cercetării” Titlul proiectului: „Studii doctorale pentru dezvoltare durabilă (SD-DD)” Numărul de identificare al contractului: POSDRU/6/1.5/S/6 Beneficiar: Universitatea Transilvania din Braşov Universitatea Transilvania din Brasov Scoala Doctorala Interdisciplinara Departament de cercetare: Eco-tehnologii avansate de sudare Ing. Maria Alexandra MARMANDIU (cas.DRAGAN) ContribuŃii şi cercetări privind tehnologii şi utilaje pentru prelucrarea deşeurilor Rezumat Contributions and researches on technologies and equipment for waste processing Abstract Conducător ştiinŃific Prof.dr.ing. Teodor MACHEDON PISU Brasov, 2011
Transcript
Investeşte în oameni! FONDUL SOCIAL EUROPEAN Programul OperaŃional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013 Axa prioritară 1 „EducaŃie şi formare profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăŃii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenŃie 1.5. „Programe doctorale şi post-doctorale în sprijinul cercetării” Titlul proiectului: „Studii doctorale pentru dezvoltare durabilă (SD-DD)” Numărul de identificare al contractului: POSDRU/6/1.5/S/6 Beneficiar: Universitatea Transilvania din Braşov
Universitatea Transilvania din Brasov Scoala Doctorala Interdisciplinara
Departament de cercetare: Eco-tehnologii avansate de sudare
Ing. Maria Alexandra MARMANDIU (cas.DRAGAN)
ContribuŃii şi cercetări privind tehnologii şi utilaje pentru prelucrarea deşeurilor
Rezumat Contributions and researches on technologies and
Totodată vă invităm să luaŃi parte la şedinŃa publică de susŃinere a tezei de doctorat.
Vă mulŃumim.
- 3 -
CUPRINS
Pg.
teza
Pg.
rezum
at
INTRODUCERE CAPITOLUL 1. PREOCUPĂRI ŞI REALIZĂRI PRIVIND VALORIFICARE PRODUSELOR DIN ARDEREA CĂRBUNILOR 1.1Preocupări şi realizari mondiale 1.2Preocupări şi realizări în România. 1.3Concluzii CAPITOLUL 2. ECHIPAREA ŞI FUNCłIONAREA CENTRALELOR TERMOELECTRICE CE FOLOSESC MATERIE PRIMĂ CĂRBUNELE 2.1Materii prime şi auxiliare 2.1.1 Materii prime 2.1.1.1 Caracteristicile principale ale cărbunilor 2.1.1.2 Tehnologii de ardere a cărbunilor 2.1.2Materii auxiliare 2.1.3 CondiŃii de preluare transport, manipulare, depozitare 2.2 Descrierea instalaŃiilor şi a fluxurilor tehnologice pe amplasament 2.2.1 Activitatea desfăşurată 2.2.2 Fluxurile tehnologice 2.2.3 InstalaŃii şi dotări 2.3 Impactul poluanŃilor emişi în urma arderii combusibililor 2.4 Instalatii pentru retinerea evacuarea şi dispersia poluanŃilor în mediu 2.4.1 Aer 2.3.2 Apă 2.3.3 Sol 2.3.4 Alte dotări 2.5 Deşeuri produse, colectate, tratate, stocate temporar 2.5.1 Deşeuri periculoase şi nepericuloas 2.5.2Deşeuri refolosite şi comercializate 2.5.3 Deşeuri depozitate final 2.6 Monitorizarea activităŃii 2.6.1 Monitorizare aer 2.6.2 Monitorizare apă 2.6.3 Monitorizare sol 2.6.4 Zgomot 2.7. SiguranŃa instalaŃiei 2.7.1. Factorii de risc 2.8. Concluzii \CAPITOLUL 3. CERCETĂRI ŞI CONTRIBUłII PRIVIND PROIECTAREA ŞI REALIZAREA INSTALAłIEI PENTRU SEPARAREA CENUŞILOR LA ELECTROFILTRELE DE LA CET BRAŞOV 3.1 GeneralităŃi 3.2 Descrierea instalaŃiei de captare a cenuşii 3.3 Descrierea funcŃionării automate a instalaŃie de captare a cenuşii 3.3.1 Pornirea instalaŃiei 3.3.2 Oprirea instalaŃiei pentru o durată de timp redusă (maxim 2 zile) 3.3.3 Oprirea instalaŃiei pentru o durată de timp mare (peste 2 zile) 3.4 ConstrucŃie siloz metalic de stocare cenuşă 3.4.1 Metode de încărcare şi descărcare
3.4.2 Avantajele de exploatare ale silozurilor 3.4.3 Structura silozului, caracteristici tehnice 3.4.4Calculul structurilor la acŃiunea seismică 3.4.5 ProtecŃia contra coroziunii 3.5 Proiectare matriŃă garnitură gomflabilă 3.6 Concluzii CAPITOLUL 4. CERCETĂRI ŞI CONTRIBUłII PRIVIND VALORIFICAREA CENUŞILOR RECUPERATE CU TEHNOLOGIA STUDIATĂ 4.1 Caracterizarea probelor de cenuşă 4.1.1 Caracteristici fizice 4.1.2 Caracteristici chimice 4.2 Utilizarea în domeniul materialelor de construcŃii 4.2.1 Utilizarea cenuşilor recuperate drept component în obŃinerea cimenturilor 4.2.2.Determinări de laborator a calităŃii cimenturilor obşinute utilizând cenuşile recuperate 4.2.2.1. CompoziŃia chimică 4.2.2.2. Determinarea aptitudinii la măcinare 4.2.2.3. Determinarea rezistenŃei mecanice 4.3 Utilizarea în producŃia de electrozi pentru sudură 4.3.1Experimentări pentru utilizarea cenuşei în productia de electrozi pentru sudură 4.3.2Determinarea capabilităŃii de utilizare a loturilor de cenuşă 4.3.3Experimentări pentru realizarea lianŃilor cu densitate ridicată 4.3.3.1Caracteristicile fizice ale soluŃiei de silicat de sodiu 4.3.3.1.1 Determinarea modulului 4.3.3.1.2 Determinarea densităŃii 4.3.3.1.3 Determinarea vâscozităŃii 4.3.3.2Calculul concentraŃiilor soluŃiei de silicat de sodiu cu adaos de cenuşă aditivantă luată în lucru 4.3.3.2.1Exprimarea concentraŃiilor 4.3.3.2.2Exprimări cu cenuşă 4.3.3.2.2.1Determinarea vâscozităŃii 4.3.4Experimentări pentru realizarea materialelor refracto-reglatoare 4.3.4.1Măcinarea 4.3.4.2Cernerea 4.3.4.3Dozarea 4.3.4.4Omogenizarea şi malaxarea 4.3.4.5Granularea 4.3.4.6Uscarea şi calcinarea 4.3.5Cercetări pentru realizarea unor electrozi înveliŃi pentru sudură 4.3.5.1Studiu asupra reŃetelor de produs şi a tehnologiilor de fabricaŃie a electrozilor înveliŃi 4.3.5.1.1Rolul învelişului electrozilor. Tipuri de învelişuri 4.3.5.1.2Studiu asupra reteŃelor de fabricaŃie 4.3.5.2Realizarea electrozilor experimentali 4.3.5.2.1Caracteristici fizico-chimice ale materiilor prime utilizate 4.3.6Testarea electrozilor realizaŃi 4.3.6.1.Determinarea compoziŃiei chimice a materialului depus 4.3.6.2 Determinarea durităŃii materialului depus 4.3.6.3 Determinarea structurii materialului depus 4.3.6.4 Determinarea pătrunderii la sudare
4.3.6.5 Determinarea randamentului de depunere 4.3.6.6 Verificarea dimensiunilor şi aspectul învelişului 4.3.6.7 Determinarea excentricităŃii 4.3.7Concluzii CAPITOLUL 5. CONCLUZII FINALE. CONTRIBUłII ORIGINALE. DIRECłII VIITOARE DE CERCETARE 5.1Concluzii finale 5.2ContribuŃii personale şi originale 5.3DirecŃii viitoare de cercetare 5.4 ModalităŃi de valorificare a rezultatelor cercetării BIBLIOGRAFIE
170 171 171 171 173 173 176 177 178 179
41 41 41 43 43 45 46 46 47
- 6 -
CONTENTS
Pg.
teza
Pg.
rezum
at
INTRODUCTION CHAPTER 1. CONCERNS AND ACHIEVEMENTS OF RECOVERY BURNING COAL PRODUCTS 1.1 Concerns and global achievements 1.2 Concerns and achievements in Romania 1.3 Conclusion CHAPTER 2.EQUIPMENT AND OPERATION OF THERMAL POWER STATION WHAT USE COAL RAW MATERIAL 2.1 Raw materials and auxiliary 2.1.1 Raw Materials 2.1.1.1 Principal characteristics of coal 2.1.1.2 Burning coal technologies 2.1.2 Auxiliary materials 2.1.3 Conditions for taking transport, handling, storage 2.2 Description of facilities and technology flows to the site 2.2.1 Activity performed 2.2.2 Technological flows 2.2.3 Plant and equipment 2.3 The impact of pollutants emitted from burning fuel 2.4 Installations for discharge and dispersion of pollutants in the environment 2.4.1 Air 2.3.2 Water 2.3.3 Sol 2.3.4 Other facilities 2.5 Waste products collected, processed, stored temporarily 2.5.1 Waste reused 2.5.2 Waste sold 2.5.3 Final storage waste 2.6 Monitoring activities 2.6.1 Air monitoring 2.6.2 Water monitoring 2.6.3 Monitoring of waste 2.6.4 Noise 2.7. Safety facility 2.7.1. Risk factors 2.8. Conclusions CHAPTER 3. RESEARCHES AND CONTRIBUTIONS FOR DESIGN INSTALLATION FOR THE SEPARATION OF FLY ASH ON ELECTROFLTER AREA FROM CET
3.1 General 3.2 Description of capture of fly ash 3.3 Automatically functional description of capture 3.3.1 Starting the installation 3.3.2 Switching off for a limited period of time (up to 2 days) 3.3.3 Switching off for a period of time (over 2 days) 3.4 Design storage metal silo of fly ash 3.4.1 Methods of loading and unloading
3.4.2 Advantages of operating in silos 3.4.3 Silo structure, technical features 3.4.4 Calculation of structures to seismic action 3.4.5 Corrosion potection 3.5 Design mold of gomflabil fitting 3.6 Conclusion CHAPTER 4. RESEARCHES AND CONTRIBUTIONS FOR THE VALORIFICATION OF DLY ASH RECOVERY WITH STUDY TECHNOLOGY 4.1 Characterization of samples of fly ash 4.1.1 Physical Characteristics 4.1.2 Chemical Characteristics 4.2 Use in building materials 4.2.1 Use the fly ash as a component recovered in obtaining cements 4.2.2. Laboratory determination on the quality cements obtained using fly ash recovered 4.2.2.1. Chemical composition 4.2.2.2. Determining the ability of the grinding 4.2.2.3. Determination of mechanical strength 4.3 Using the production of electrodes 4.3.1 Experiments for the use of fly ash in the production of welding electrodes 4.3.2 Determining the capability of using lots of fly ash 4.3.3 Experiments to achieve high density binders 4.3.3.1 Physical characteristics of sodium silicate solution 4.3.3.1.1 Determining of module 4.3.3.1.2 Determination of density 4.3.3.1.3 Determination of viscosity 4.3.3.2 Calculation of concentrations of sodium silicate solution with the addition of fly ash with additives made in this 4.3.3.2.1 Expression concentrtions 4.3.3.2.2 Expression with fly ash 4.3.3.2.2.1 Determination of viscosity 4.3.4 Experiments to achieve refracto-regulatory materials 4.3.4.1 Grinding 4.3.4.2 Sieving 4.3.4.3 Dosage 4.3.4.4 Mixing and mixing 4.3.4.5 Granulation 4.3.4.6 Drying and calcination 4.3.5 Research for making coated electrodes for welding 4.3.5.1 Study of recipes produced and the coated electrodes technologies 4.3.5.1.1 The role of coating electrodes. Types of coatings 4.3.5.1.2 Study on manufacturing recipes 4.3.5.2 Making experimental electrodes 4.3.5.2.1 Physicochemical characteristics of raw materials used 4.3.6 Testing the electrodes 4.3.6.1.Determinarea chemical composition of material deposited 4.3.6.2 Determination of hardness of the material submitted 4.3.6.3 Determining the structure of deposited material 4.3.6.4 Determination of penetration welding 4.3.6.5 Determination of deposition efficiency 4.3.6.6 Verification of sheath size and appearance
4.3.6.7 Determination of eccentricity 4.3.7 Conclusions CHAPTER 5. FINAL CONCLUSIONS. ORIGINAL CONTRIBUTIONS. FUTURE RESEARCH DIRECTIONS 5.1 Conclusions 5.2 Personal and original contributions 5.3 Research directions 5.4 Method of use of research results REFERENCES
171 171 173 173 176 177 178 179
41 41 43 43 45 46 46 47
- 9 -
INTRODUCERE NECESITATEA RECUPERĂRII PRODUSELOR SECUNDARE REZULTATE ÎN
URMA ARDERII COMBUSTIBILILOR
Escaladarea volumului de produse secundare generate de progresul industrial, devint un element de alarmă la scară planetară, necesită concentrarea preocupării pentru găsirea de soluŃii performante pentru îndepărtarea acestei primejdii care ameninŃă însăşi viaŃa pe pământ. Modificarea ecosistemelor datorită consumului şi producŃiei arată cât de important este procesul de regândire a utilizării resurselor naturale de către economie şi societate.
În acest context Comisia Europeană pentru Mediu si Dezvoltare a definit un nou model ecopolitic şi a creat termenul de dezvoltare durabilă. Dezvoltarea durabilă urmăreşte şi încearcă să gasească un cadru teoretic stabil pentru luarea deciziilor în orice situaŃie în care se regăseşte raportul om/mediu, fie că este vorba de mediul înconjurător, economic sau social.
O stategie importantă pentru atingerea acestui scop constă în dezvoltarea economiei într-un sistem (circuit) închis de transformare a materiei şi energiei (flow-circular-economy) fără atingerea echilibrelor ecologice, prin deversarea deşeurilor în exteriorul circuitului cu închiderea fluxului acestora.
Această teză de doctorat se doreşte a fi un studiu teoretic şi experimental privind metodele de captare a cenuşilor rezultate în urma arderii cărdunilor din cadrul centralelor termoelectrice, determinarea proprietăŃilor cenuşilor precum şi utilizarea acestora ca material de adaos sau materii prime în industria materialelor de construcŃii şi utilizarea cenuşilor de termocentrală în producŃia de electrozi de sudură.
Preambulul tezei de doctorat constă într-o introducere cu privire la necesitatea recuperării produselor secundare rezultate în urma arderii combustibililor.
În primul capitol intitulat „ Preocupări şi realizări privind valorificare produselor din arderea cărbunilor” am prezentat domeniul larg în care se folosesc cenuşile de termocentrală atât la nivel national cât şi la nivel mondial.
Capitolul 2 intitulat „ Echiparea şi funcŃionarea centralelor termoelectrice ce folosesc materie primă cărbunele” aduce în prim plan detalii descrierea instalaŃiilor şi a fluxurilor tehnologice din cadrul unei central termoelectrice convenŃionale, ce utilizează ca materie primă cărbunele, precum şi impactul acesteia asupra mediului înconjurător.
Capitolul 3 „Cercetări şi contribuŃii privind proiectarea instalaŃiei pentru separarea cenuşilor la electrofiltrele de la CET Braşov” începe cu o prezentare a instalaŃiei de captat cenuşa în stare uscată, precum şi cu descrierea acesteia şi modificările aduse instalaiei de către autor.
În capitolul 4 intitulat „Cercetări şi contribuŃii privind valorificarea cenuşilor recuperate cu tehnologia studiată” am prezentat determinările teoretice şi experimentale cu privire la caracteristicile cenuşilor. Am studiat posibilităŃile de utilizare a cenuşilor ca materie prima sau ca adaos la fabricarea materialelor de construcŃii şi anume la cimenturi, precum şi utilizarea în producia de electrozi de sudura cu precursori din cenuşă.
Capitolul 5 intitulat „Concluzii finale. contribuŃii originale. direcŃii viitoare de cercetare” după cum sugerează şi titlul prezintă concluziile împreună cu contribuŃiile mele personale privind tema abordată şi studiată în prezenta teză de doctorat, precum si direciile viitoare de cercetare .
- 10 -
O parte din rezultatele, observaŃiile şi concluziile reieşite pe timpul efectuării cercetărilor au fost publicate la sesiuni ştiinŃifice sau în reviste de specialitate.
Pentru sprijinul acordat de-a lungul întregii perioade de realizare a tezei de doctorat, pentru îndrumările competente şi remarcabile făcute cu înalt professionalism, adresez cu deosebit respect şi consideraŃie cele mai sincere multumiri Doamnei Prof.Univ.Dr.Ing. Rodica Mariana Popescu şi Domnului Prof.Univ.Dr.Ing Teodor Machedon Pisu. Multumesc conducerii UniversităŃii „Transilvania” din Braşov, FacultăŃii de ŞtiinŃa şi Ingineria Materialelor, precum şi cadrelor didactice şi personalului tehnic de la Catedra de Ingineria Materialelor şi Sudării pentru sprijinul acordat, Multumesc de asemenea Profesorului Mario Rosso de la Universitatea Politehnica din Torino, Italia pentru spijinul acordat pe perioada stagiului extern, precum şi conducerii întreprinderii S.C. Lafarge S.A. Hoghiz şi personalului tehnic pentru sprijinul acordat pentru realizarea cercetărilor experimentale pentru teza de doctorat. Şi nu în ultimul rând vreau să mulumesc familiei mele care m-a susŃinut şi suportat pe întreaga perioadă de realizare a acestei teze de doctorat.
Acknowledgements This paper is supported by the Sectoral Operational Programme Human Resources
Development (SOP HRD), financed from the European Social Fund and by the Romanian Government under the contract number POSDRU/6/1.5/S/6..
- 11 -
CAPITOLUL 1 PREOCUPĂRI ŞI REALIZĂRI PRIVIND VALORIFICAREA PRODUSELOR DE
ARDERE A CĂRBUNILOR
În condiŃiile pericolului de epuizare a resurselor de materii prime îşi face tot mai mult loc în lume, ideea necesităŃii creării unor tehnici şi elaborării unor tehnologii care să determine schimbări radicale în metodele de producŃie industrială, utilizarea cât mai completă a resurselor secundare, creşterea gradului de recirculare şi folosire succesivă a re¬surselor, prin adoptarea aşa-numitelor tehnologii fără deşeuri.
Pe baza inventarului de materii prime, materiale, combustibili şi energie, rezultate ca deşeuri în diversele procese de producŃie, precum şi a posibilităŃilor de captare a acestora, au fost stabilite programe de cercetare care asigură continuu îmbunătăŃirea tehnologiilor existente şi crearea de noi tehnologii moderne şi eficiente.
În procesul de generare a energie din cărbune, cantităŃi mari de compuşi de combnustie sunt produşi.
Cenusile zburătoare reprezintă principalul produs de combustie al cărbunelui, alături de zgură.
FuncŃie de felul combustibilului şi tehnologia de ardere aplicată, rezultă diverse categorii şi tipuri de astfel de produse/deşeuri, evidenŃiate şi codificate la nivel european tabelul 1.1.
Tabelul 1.1. Categorii şi tipuri de deşeuri [76]
Codul deşeului Tipul deşeului
10 01 Deşeuri de la centralele termice şi de la alte instalaŃii de combustie (cu excepŃia 19)
10 01 01 Cenuşă de vatră, zgură şi praf de cazan (cu excepŃia prafului de cazan specificat la 10 01 04)
10 01 02 Cenuşa zburătoare de la arderea cărbunelui 10 01 03 Cenuşa zburătoare de la arderea turbei şi lemnului netratat 10 01 04* Cenuşa zburătoare de la arderea uleiului şi prafului de cazan 10 01 05 Deşeuri solide, pe baza de calciu, de la desulfurarea gazelor de ardere 10 01 07 Nămoluri pe bază de calciu, de la desulfurarea gazelor de ardere 10 01 09* Acid sulfuric 10 01 13* Cenuşi zburătoare de la hidrocarburile emulsionate folosite drept
combustibil 10 01 14* Cenuşă de vatră, zgură şi praf de cazan de la co-incinerarea deşeurilor
cu conŃinut de substanŃe periculoase 10 01 15 Cenuşă de vatră, zgură şi praf de cazan de la co-incinerarea altor deşeuri
decât cele specificate la 10 01 14 10 01 16* Cenuşă zburătoare de la co-incinerare cu conŃinut de substanŃe
periculoase 10 01 17 Cenuşă zburătoare de la co-incinerare alta decât cea specificată la 10 01
16 10 01 018* Deşeuri de la spălarea gazelor de ardere cu conŃinut de substanŃe
periculoase 10 01 19 Deşeuri de la spălarea gazelor de ardere altele decât cele specificate la
10 01 05, 10 01 07 şi 10 01 18
10 01 20* Nămoluri de la epurarea efluenŃilor în incintă, cu conŃinut de substanŃe periculoase
10 01 21 Nămoluri de la epurareaspecificate la 10 01 20
10 01 22* Nămoluri apoase de la spălarea cazanului după ardere, cu conŃinut de substanŃe periculoase
10 01 23 Nămoluri apoase de la spălarea cazanului după ardere, altele decât cele specificate la 10 01 22
10 01 24 Nisipurile de la paturile/ straturile fluidizate10 01 25 Deşeuri de la depozitatea combustibilului şi de la pregătirea cărbunelui
de ardere pentru instalaŃii termice10 01 26 Deşeuri de la epurarea apelor de răcire10 01 99 Alte deşeuri nespecificate
1.1. Preocupări şi realizări pe plan mondial Primele încercări de valorificare a cenuşii datează de la mijlocul anilor 1930 în SUA. Tot
în SUA a la mijlocul anilor 1940 sînceput colectarea cenuşilor la scară importantă sfirma înfiinŃată în domeniu Chicago Fly ash Company a iniŃiat valorificarea cenuşilor în domeniul betoanelor.
În continuare este prezentată situacărbunilor în S.U.A. în perioada 2001
Fig.1.2. Cantitatea de compuşilor de combustie ai cărbunelui produşi şi utilizaŃi în perioada 2001
Conform statisticilor ECOBA în anul 2008 cea mai mare parte din cenuşa de termocentrala este utilizată în industria materialelor de construcŃii aproximativ 17.7 milioane tone, după cum se poate observa în figura 1.5
Fig.1.5. Utilizarea cenuşii zburătoare în construcŃii în Europa în anul 2008 (conform ECOBA)
22,70%
- 12 -
10 01 05, 10 01 07 şi 10 01 18
Nămoluri de la epurarea efluenŃilor în incintă, cu conŃinut de substanŃe periculoase Nămoluri de la epurarea efluenŃilor în incintă, altele decât cele specificate la 10 01 20 Nămoluri apoase de la spălarea cazanului după ardere, cu conŃinut de substanŃe periculoase Nămoluri apoase de la spălarea cazanului după ardere, altele decât cele specificate la 10 01 22 Nisipurile de la paturile/ straturile fluidizate Deşeuri de la depozitatea combustibilului şi de la pregătirea cărbunelui de ardere pentru instalaŃii termice Deşeuri de la epurarea apelor de răcire Alte deşeuri nespecificate
Preocupări şi realizări pe plan mondial
Primele încercări de valorificare a cenuşii datează de la mijlocul anilor 1930 în SUA. Tot în SUA a la mijlocul anilor 1940 s-au dezvoltat cazanele cu arderea cărbunelui început colectarea cenuşilor la scară importantă s-a pus problema aplicaŃiilor practice. Prima firma înfiinŃată în domeniu Chicago Fly ash Company a iniŃiat valorificarea cenuşilor în
În continuare este prezentată situaŃia generării şi valorificării produselor din arderea cărbunilor în S.U.A. în perioada 2001-2009 conform studiilor efectuate de AACA.
Cantitatea de compuşilor de combustie ai cărbunelui produşi şi utilizaŃi în perioada 2001-2009 în SUA (conform ACAA)
Conform statisticilor ECOBA în anul 2008 cea mai mare parte din cenuşa de
termocentrala este utilizată în industria materialelor de construcŃii aproximativ 17.7 milioane tone, după cum se poate observa în figura 1.5
Utilizarea cenuşii zburătoare în construcŃii în Europa în anul 2008 (conform ECOBA)
32,60%
13,90%21,80%
22,70%
2,50% 1,00% Adaos
Betoane
Amestec
ciment
Nămoluri de la epurarea efluenŃilor în incintă, cu conŃinut de substanŃe
efluenŃilor în incintă, altele decât cele
Nămoluri apoase de la spălarea cazanului după ardere, cu conŃinut de
Nămoluri apoase de la spălarea cazanului după ardere, altele decât cele
Deşeuri de la depozitatea combustibilului şi de la pregătirea cărbunelui
Primele încercări de valorificare a cenuşii datează de la mijlocul anilor 1930 în SUA. Tot au dezvoltat cazanele cu arderea cărbunelui pulverizat şi a
a pus problema aplicaŃiilor practice. Prima firma înfiinŃată în domeniu Chicago Fly ash Company a iniŃiat valorificarea cenuşilor în
Ńia generării şi valorificării produselor din arderea 2009 conform studiilor efectuate de AACA.
Cantitatea de compuşilor de combustie ai cărbunelui produşi şi utilizaŃi în perioada
Conform statisticilor ECOBA în anul 2008 cea mai mare parte din cenuşa de termocentrala este utilizată în industria materialelor de construcŃii aproximativ 17.7 milioane
Utilizarea cenuşii zburătoare în construcŃii în Europa în anul 2008 (conform ECOBA)
- 13 -
1.2. Preocupări şi realizări în România
Chiar dacă România s-a situat printre primele Ńări din lume care au adoptat, la nivel de stat, încă din perioada anilor 70 un „Program prioritar de valorifcare complexă a cenuşilor”, acesta a rămas doar un slogan politic şi nu s-a materializat prin rezultate semnificative (un grad de utilizare a cenuşii de numai 2% din cantitatea totală posibil a fi livrată) datorită lipsei unor instrumente viabile de cointeresare atât a furnizorilor cât şi a consumatorilor de cenuşă.
La nivelul anilor 1991, s-a produs la nivel national aproximativ 97% energie electrică şi 38% energie termică de către toate termocentralale .
Cercetările efectuate până în prezent au aratat că în România cenuşile de termocentrală au fost utilizate în diverse domenii cum ar fi: construcŃii, stabilizarea solului, terasamente, umplutură mineralogică pentru asfalt, etc.
1.3. Concluzii
EvoluŃia producerii şi valorificării cenuşăŃor a fost studiată şi prezentată grafic în figurile
1.1 şi 1.2, ca urmare putem concluziona că: - Cenuşile de la centralele termoelectrice reprezintă principalul deseu industrial
care, datorita compoziŃiei chimice şi proprietăŃilor hidraulice pot constitui surse de materii prime valorificabile in diverse domenii.
- Printre Ńările care au adoptat diferite programe de recuperare şi valorificare a deseurilor rezultate in urma arderii cărbunilor in centralele termoelectrice se află şi Romania.
- 14 -
CAPITOLUL 2 ECHIPAREA ŞI FUNCłIONAREA CENTRALELOR TERMOELECTRICE CE
FOLOSESC MATERIE PRIMĂ CĂRBUNELE
Centralele termoelectrice reprezintă obiective energetice complexe caracterizate printr-o gamă largă de instalaŃii, construcŃii, echipamente şi procese, în cadrul cărora se vehiculează diverse fluxuri de energie şi masă (materie).
2.2. Descrierea instalaŃiilor şi a fluxurilor tehnologice pe amplasament
În figura 2.1 este prezentată schema clasică a unei centrale termoelectrice bazată pe
cărbune. De obicei termocentralele funcționează pe baza unui ciclu Clausius-Rankine.
Fig. 2.1. Schema clasică a unei centrale termoelectrice bazată pe cărbune 1. Turn de răcire, 2. Pompa circuitului de răcire al condensatorului, 3. Linie electrică de
înaltă, 4. Transformator ridicător de tensiune tensiune, 5. Generator electric de curent alternativ, 6. Turbină cu abur de joasă presiune, 7. Pompă de joasă presiune, 8. Condensator, 9. Turbină cu abur de medie presiune, 10. Ventile de reglare ale turbinei, 11. Turbină cu abur de înaltă presiune, 12. Degazor, 13. Preîncălzitor de joasă presiune, 14. Bandă de alimentare cu cărbune, 15. Buncăr de cărbune, 16. Moară de cărbune, 17. Tamburul cazanului, 18. Evacuarea cenușii, 19. Supraîncălzitor, 20. Ventilator de aer, 21. Supraîncălzitor intermediar, (PJP) 22. Priza de aer necesar arderii, 23. Economizor, eventual cu turn de uscare, 24. Preîncălzitor de aer, 25. Electrofiltru pentru cenușă, 26. Exhaustor (ventilator de gaze arse), 27. Coș de fum.
2.1.2. Fluxuri tehnologice
Principalele faze şi operaŃii ale procesului tehnologic ce se desfăşoară la în cadrul unei central termoelectrice în vederea realizării activităŃii de bază sunt:
Fluxul de combustibilul solid – este fluxul principal de materie primă. Fluxul de aer necesar arderii – reprezintă fluxul de aer de combustie introdus pentru a
asigura arderea combustibililor. Fluxul de gaze de ardere - în focarele cazanelor are loc procesul de ardere a
combustibilului, rezultând gazele de ardere, cu temperatură ridicată. Fluxul de apă tehnologică – se pot identifica mai multe circuite închise, sau parŃial
închise
- 15 -
Fluxul de energie electrică pentru serviciile interne - reprezintă fluxul de energie necesar pentru alimentarea consumatorilor interni ai centralei electrice de termoficare.
Fluxul de energie spre Sistemul Energetic NaŃional - reprezintă fluxul de livrare a energiei electrice în SEN.
Fluxul de energie termică – reprezintă fluxul de energie termică utilă livrată consumatorilor printr-o reŃea tubulara ramificată a agentului termic de încălzire şi a apei calde menajere de consum. 2.2. InstalaŃii pentru reŃinerea, evacuarea şi dispersia poluanŃilor în mediu
Particulele din materie se îndeparteaza din aer fie prin filtrarea acestuia, fie cu ajutorul unor colectoare de praf.
Prin filtrare se îndeparteaza numai cantităŃile mici de particule din materie, iar pentru cantităŃile mari se utilizeaza colectoarele de praf.
Principalele elemente pentru stabilirea metodelor şi a echipamentelor de reŃinere sunt: concentraŃia de particule, analiza mărimii particulelor, gradul necesar de îndepărtare a particulelor, temperatura, presiunea şi debitul aerului sau gazului poluat, caracterizarea fizico-chimică a prafului, cerinŃe utilitare, metoda dorită de îndepartare a particulelor.
Principalele metode de reŃinere a prafului sunt: • mecanice, având la bază forŃa de gravitatie şi inerŃie ; • electrice, având la bază ionizarea particulelor în câmp electric; • strat poros, utilizând caracteristicile curgerii fluidelor reologice; • hidraulice, având la baza metode de spalare.
Eliminarea sau recuperarea deşeurilor trebuie să se desfăşoare în conformitate cu legislaŃia naŃionala în domeniu.
Tabelul 2.4. Deşeuri periculoase [113]
Nr. Crt.
Denumire deşeu Cod CompoziŃie Mod de stocare
Mod de eliminare/refolosire
1 Uleiuri de motor, transmisie şi de
ungere
13 02 08
- Butoaie Se elimina cu societăŃi
autorizate
2 Material de
construcŃie cu conŃinut de azbest
17 06 05
Material de construcŃie cu conŃinut de azbest
Containere în incintă betonată
Se elimina cu societăŃi autorizate
3 Slam de la
rezervoarele de păcură
13 07 03
Păcură şi impurităŃi
Preluare unităŃi
autorizate
Se elimina cu societăŃi autorizate
4
Slam tratare apa industrial cu conŃinut de
substanŃe toxice şi periculoase
10 01 20
SoluŃii acide şi alcaline
Bazine de neutralizare
Eliminare deposit zgură şi cenuşă
5
Nămoluri apoase de la spălarea cazanului de
ardere cu conŃinut de substanŃe periculoase
10 01 22
SoluŃii acide şi alcaline
Bazine de neutralizare
Eliminare deposit zgură şi cenuşă
Tabelul 2.5. Deşeuri nepericuloase Nr. Crt
.
Denumire deşeu
Cod CompoziŃie Mod de stocare Mod de
eliminare/refolosire
1 Zgură şi cenuşă
10 01 02
SiO2,Al2O3,Fe2O3,CaO,MgO, Na2O,K2O
Temporar/Siloz de cenuşă
- Utilizare ca material de construcŃie /adios
la fabricile de ciment; - La ecologizarea
depozitului de zgură şi cenuşă;
2 Deşeuri feroase
17.04.05
Fe si oxizi de fier Temporar/ Platformă depozitare
Valorificare REMAT 3 Deşeuri
oŃel
4 Deşeuri
fontă
5 Deşeuri cupru 17 04
01 Cu,Sn,Zn,Pb
Temporar/ Incintă închisă
Valorificare REMAT
6 Deşeuri bronz
- 17 -
7 Deşeuri
aluminiu 17 04
02 Al
Temporar/ Incintă închisă
Valorificare REMAT
8
Beton, cărămizi,
Ńigle şi materiale ceramice
17 01 00
Beton, cărămizi, Ńigle şi materiale
ceramice
Temporar/ Incintă închisă
Eliminare în depozitul de deşeuri municipale
9
Lemn, sticlă şi
materiale plastice
17 02 00
Lemn, sticlă şi materiale plastice
Temporar/ Incintă închisă
Colectare şi eliminare
prin societăŃi autorizate
10 Carton +
Hartie 15 01
01 Celuloză
Temporar/ Incintă închisă
Valorificare la unităŃi reciclare
11 Îmbrăcămi
nte 20 01
10 Textile
Temporar/ Incintă închisă
Colectare şi eliminare
prin agenŃi autorizaŃi
12 Valorificare la unităŃi
20 03 10
Resturi menajere Temporar/Contai
nere speciale
Eliminare în depozitul de deşeuri municipale
2.5.2. Deşeuri refolosite şi comercializate
Cenuşa zburătoare şi cea care se depune este produsă de centralele termoelectrice functionând pe cărbune. Cenuşa zburătoare, rezultată de la gazele de coş, conŃine mici particule iar cenuşa care se depune conŃine particule mai mari. Ambele categorii de cenuşi conŃin metale grele. Cantitatea de cenuşa rezultată din arderea cărbunelui depinde de conŃinutul în cenuşă al acestuia. Componentele primare ale cenuşii sunt oxizii de siliciu, aluminiu, fier şi calciu.
2.6. Monitorizarea activităŃii
Monitorizarea se va efectua prin două tipuri de acŃiuni: - supraveghere din partea organelor abilitate şi cu atribuŃii de control; - automonitoring;
Automonitoringul este obligaŃia societăŃii şi are următoarele componente: - monitoringul emisiilor şi calităŃii factorilor de mediu; - monitoringul tehnologic/monitoringul variabilelor de proces; - monitoringul postînchidere.
2.7. Concluzii
Centralele termoelectrice cu ardere pe cărbune constituie obiective energetic complexe ce folosesc diverse prosese tehnologice, instalaŃii şi echipamente la care sunt asociate aspect de mediu semnificative cu ar fi emisiile de poluanŃi în atmosferă şi produsele rezultate din arderea cărbunilor.
- 18 -
Principalii poluanŃi sunt pulberile evacuate sub formă de cenuşă şi gazele de ardere; în cenuşă se găsesc oxizi, sulfaŃi, fosfaŃi, azotaŃi ai diverselor substanŃe, care poluează solul şi apele. De asemenea, poluarea apare datorită CO2, SO2, NOx din gazele de ardere.
FuncŃionarea termocentralelor utilizând drept combustibil cărbunele energetic va necesita şi în viitor o atenŃie maximă a producătorilor de energie electrică, precum şi a organismelor abilitate pentru protejarea mediului ambiant, ştiut fiind efectul ireversibil al poluării.
Cărbunele ocupă o pondere importantă în balanŃa de resurse energetice pentru producerea energiei electrice, dar extinderea utilizării sale în ultimele decenii a fost limitată de faptul că este o sursă majoră de poluare a atmosferei, dar şi a apei şi solului.
PerformanŃele termocentralelor a cărei funcŃionare este bazată pe combustibil fosil solid, au ca scop, sub aspect ambiental, integrarea în cerinŃele dezvoltării durabile.
- 19 -
CAPITOLUL 3 CERCETĂRI ŞI CONTRIBUłII PRIVIND PROIECTAREA
INSTALAłIE PENTRU SEPARAREA CENUŞII LA ELECTROFILTRELE DE LA CET BRAŞOV
În acest capitol vor fi prezentate câteva cercetări privind construcŃia şi funcŃionarea instalaŃiei de captat cenuşă de la Centrala Termoelectrică Brasov unde autorul a participat la proiectarea şi elaborarea programului de funcŃionare a instalaŃiei.
3.2. Descrierea instalaŃiei
InstalaŃia este concepută să funcŃioneze non stop şi în regim automat, fără a afecta procesul de producŃie al centralei termoelectrice şi respectând în totalitate cerinŃele de protecŃia muncii şi de protecŃia mediului.
InstalaŃia este amplasata în imediata apropiere a electrofiltrelor de la CET.
Fig. 3.1. Planul de amplasamanet al instalaŃiei
În continuare sunt descrise principalele compomentele ale instalatiei prezentate în figura 3.2.
Fig.3.2. Schema instalaŃiei de recuperat cenuşa
- 20 -
1 – siloz stocare cenuşă, 2 – manşă completă Beumer tip BF401 pentru încărcat cenuşă, 3 – filtru tip FSD-K, 4 – recipient oŃel pentru colectat cenuşa de la electrofiltru RI, 5 – recipient intermediar oŃel RII, 6 - valva Inflatek dn=200mm pentru intrare în recipient, 7 - valva Inflatek dn=100mm pentru ieşire din recipient, 8 – şibăr lance (de siguranŃă), cu acŃionare manuală l=400mm, 9 – şibăr lance cu acŃionare pneumatică l=400mm, 10 – şibăr lance (de siguranŃă), cu acŃionare manuală l=200mm, 11- electrocompresor elicoidal pentru transferul cenuşei din recipienŃi în silozul de stocare, 12 - tubulatură pentru colectat cenuşă şi stocare in recipientii, 13 - tubulatura de transfer al cenuşii din recipientul RI în silozul de stocare, 14 – electroventile, 15 – electrocompresor elicoidal pentru actionarea comenzii pneumatice, 16 - valva de control al fluxului, 17 – şibar manual, 18,19 – uscator aer.
Echipametul este dotat cu o cameră de comandă de unde pot fi urmărite toate procesele ce se desfăşoară în timpul funcŃionării instalaŃiei. Supravegherea proceselor de desfăşurare se realizează prin intermediul camerelor video amplasate în diferite locaŃii ale echipamentului şi conectate la un monitor din camera de comandă figura 3.14.Tot în camera de comandă se găseşte şi panoul central de comanda al instalaŃiei prezentat în figura 3.15 şi figura 16.
Fig.3.14. Monitor supraveghere instalaŃie
Fig.3.15. Panou central central
InstalaŃia de automatizare este prevăzută cu un microprocesor care va prelua toate informaŃiile provenite de la senzorii montaŃi pe subansambele componente. 3.3. Descrierea funcŃionării automate a instalaŃiei de captare a cenuşii
Microprocesorul şi ansamblul de senzori montate pe toate subansamblele vitale ale
instalaŃiei (senzorii de poziŃie pentru şibăre şi vane, senzorii pentru nivelul minim şi maxim al cenuşii în recipienŃi) asigură parcurgerea următoarelor etape :
a) Se verifică ca sibarele cu acŃiune manuală poziŃiile 8 şi 10 din figura 3.2 să fie deschise la maxim.
b) Se deschid cele 4 şibăre din poziŃia 8 după care se închid şibărele din poziŃia 9. În acestă situaŃie se închid valvele din poziŃia 7, iar valvele din poziŃia 6 se deschid.
Electroventilele EV3 şi EV4 sunt închise, iar electrocompresorul 11 este oprit. În momentul în
- 21 -
care nivelul cenuşii în fiecare recupient RI ajunge la maxim, se închide valva Inflatek 6, iar valva Inflatek 7 se deschide odată cu electroventilul 14. În acel moment se porneşte electrocompresorul 11 şi cenuşa este tranferată în silozul de stocare.
După golirea fiecărui recipient 4, automat se reia ciclul de umplere al recipientului. InstalaŃia este astfel concepută sa poată fi descărcaŃi simultan 2 recipienŃi.
Toate elementele de etanşare a şibărelor şi valvelor Inflatek sunt prevăzute să reziste la cenuşă precum şi la temperaturi de 110oC. 3.4. ConstrucŃie silozul metalic de stocare a cenuşii Silozurile sunt depozite care adăostesc materiale granulare şi pulverulente.
3.4.3. Structura silozului caracteristici tehnice
Dimensiunile principale ale silozului figura 3.17 se stabilesc geometric, pe baza capacităŃii necesare Gb, din care rezultă volumul total (φu≈0,8):
Vt=Vcilindru+Vpalnie [m3] (3.1)
În figura 3.18 este prezentată imagine silozului în care se captează cenuşa de la CET Brasov.
Fig. 3.18. Siloz captare cenuşă
Pentru determinarea presiunii se admite ca silozul este încarcat în întregime cu material. În conformitate cu teoria presiunii materialului într-un masiv nelimitat valoare presiunii
po a materialului pe pereŃii verticali ai silozului se determină cu formula conform SR EN 1991-4/NB-2008: �� � ��� [daN/m2] (3.2) 3.4.4. Calculul structurilor la acŃiunea seismic
Din evaluarea analitică, în varianta structurală cu siloz în consolă verticală , conform nornativului P100-92 construcŃia este amplasată în zona seismică D cu: Tk=1sec, ks=0,16, Ψ=0,65, εr=1, βr=2,5, G=157t rezulta ca cr=0,312, respectiv sarcina seismică Sr=49t. 3.5. Proiectare matriŃă garnitură sigiliu gomflabil
Datorită caracterului abraziv pe care cenuşă de termocentrală îl are, aceasta are o acŃiune negativă asupra componentelor instalaŃiei şi în special asupra valvelor Inflatek.
- 22 -
În acest scop am proiectat o matriŃă cu ajutorul căreia s-au turnat garnituri din cauciuc, păstrând dimensiunile garniturilor originale.
3.6. Concluzii
În proiectarea construcŃiilor metalice trebuie acordată o atenŃie deosebita zonei unde acestea vor fi amplasate.
In cadrul acestui proiect s-a făcut un studiu asupra instalaŃiei de captat cenuşa, realizată şi montată în cadrul CET Braşov, ce captează o cantitate de cenuşă DE aproximativ 25 t/h pentru un cazan. În prima parte s-a făcut o prezentare generală a principalelor component ale instalaŃiei, modul de amplasare, şi funcŃionarea acesteia.
În cea de-a doua partea s-a studiat construcŃia silozului de captare, după care am prezentat îmbunătăŃirile aduse instalaŃiei.
Prin utilizarea acestei instalaŃii şi metode de captare a cenuşii s-a avut în vedere: - reducerea riscului apariŃiei unor spulberări cenuşă sub acŃiunea vânturilor puternice, prin creşterea gradului de coeziune a particulelor de cenuşă; - reducerea emisiilor poluante în atmosferă; - reducerea suprafeŃelor destinate depozitării cenuşilor de termocentrală; - reducerea costurilor de eploatare şi întretinere.
Adoptarea acestei soluŃii de captare şi transport a cenuşii s-a făcut tocmai pentru diminuarea impactului asupra mediului, deci putem considera investiŃia benefică pentru protecŃia şi îmbunătăŃirea calităŃii mediului.
- 23 -
CAPITOLUL 4 CERCETĂRI ŞI CONTRIBUłII PRIVIND VALORIFICAREA CENUŞILOR
RECUPERATE CU TEHNOLOGIA STUDIATĂ Cenuşile de termocentrală sunt puzzolane artificiale, rezultate sub forma unor produse secundare în urma arderii cărbunelui pulverizat, şi purtate din camera de ardere spre coşul de evacuare de către gazele de ardere. 4.1. Caracterizarea probelor de cenuşă 4.1. 1. Caracteristici fizice Cenuşile de termocentrală sunt materiale granulare, necoezive, de culoare gri, gri-închis, până la negru, alcătuite din granule cu dimensiuni mici şi forme variate. prezintă ca pulberi compacte la mărimi naturale (Figura 4.1).
Fig. 4.1 Cenuşă de termocentrală la mărimi naturală
La microscopia optică se găseşte sub forma de sfere microporoase, iar la microscopia electronică sub formă de sfere sticloase sau cavernoase.
Fig. 4.3. Structura microscopica (SEM) a cenuşii
Granulozitatea. Din punct de vedere granulometric cenuşile de la CET-uri se încadrează într-un spectru cuprins între 0,2 şi 200µm.
Fig.4.8. Cernerea
În figura 4.9 este prezentata curba granulometrică a cenuşilor de termocentrală.
- 24 -
Fig.4.9. Curba granulometrică cenuşă
4.1.2. Caracteristicile chimice În cadrul Programului de mobilitate la Universitatea din Torino la POLITECNICO DI TORINO, Sede di Alessandria, Centro di Studio e Sviluppo per la Metallurgia e i Materiali per l’ingegneria experimentele au fost effectuate pe o perioada de 3 luni pe un singur tip de cenuşă, iar în cadrul Labotatorului de încercări din cadrul firmei Lafarge Romcim Hoghiz pe o perioada de 12 luni pe 2 tipuri de cenuşă. În tabelul 4.3 sunt prezentate rezultatele compoziŃia chimică a cenuşilor determinată prin metode instrumentale de analiză şi anume prin metoda XRF(FluorescenŃă de raze X). Tabelul 4.3. CompoziŃie chimică cenuşă determinată prin metoda XRF cu aparatul Rx Rigaku
Proba CompoziŃie chimică %
SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO
Proba 1 53,2 8,6 24,2 6,6
Proba 2 52,2 8,6 21,5 7,6
Proba 3 54,1 8,8 22,0 5,9
În continuare. sunt prezentate rezultatele cercetărilor experimentale privind compoziŃia cenuşilor efectuate pe 2 sorturi de cenuşă, în cadrul Laboratorului de încercări de la firma Lafarge. Tabelul 4.5. CompoziŃie chimică cenuşă CET Braşov
Probele au fost prelevate din silozul de depoziare după care în starea iniŃială au fost măcinate cu moara de laborator Polysius prezentată în figura 4.12.
Fig.4.12. Moara de laborator Polysius
În figura 4.15 este prezentată cenuşa pregatită pentru analiză în dispozitivele tip inel.
Fig. 4.15. Proba de cenusă pregătită pentru analiza XRF
4.2. Utilizarea în domeniul materialelor de construcŃii 4.2.1 . Utilizarea cenuşilor recuperate drept component în obŃinerea cimenturilor Cenuşile de la CET-uri în dependenŃă de compoziŃia chimică şi proprietăŃile fizice pot fi utilizate ca material de adaos la fabricarea cimentului. 4.2.2.Determinări de laborator a calităŃii cimenturilor obşinute utilizând cenuşile recuperate 4.2.2.1. CompoziŃia chimică CompoziŃia oxidică a fost determinată ca şi în cazul cenuşii prin metoda XRF, cu aparatul BRUKER S8 TIGER, prezentat în figura 4.7, probele fiind pregătite în acelaşi mod ca şi cenuşa
CEM II A-V 42,5R este un ciment Portland compozit de înaltă performanŃă utilizat
pentru betoane de clase superioare în diferite medii de expunere. În tabele 4. 15 şi 4.16 este prezentă compoziŃia oxidică respective pricipalele compomente din ciment.
Tabelul 4.15.CompoziŃie oxidică CEM II A-V 42,5R
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O P.C.
24,71 7,88 4,17 51,10 2,40 3,68 0,32 1,46 3,22
24,29 7,54 4,17 52,07 2,48 3,44 0,32 1,37 3,27
24,02 7,41 3,99 52,96 2,72 3,26 0,29 1,31 3,19
23,53 7,09 3,92 53,66 2,53 3,29 0,30 1,30 3,13
24,32 7,56 3,98 52,48 2,52 3,22 0,30 1,35 3,20
24,05 7,53 4,05 52,71 2,84 3,22 0,28 1,31 3,07
24,32 7,63 4,08 52,29 2,50 3,18 0,30 1,39 3,08
24,22 7,56 4,04 52,59 2,51 3,22 0,30 1,38 3,05
24,06 7,62 4,41 52,30 2,28 3,29 0,27 1,41 3,26
23,66 7,63 4,28 52,37 2,45 3,41 0,28 1,44 3,09
Tabelul 4.16. CompoziŃie CEM II A-V 42,5R
CLINKER %
CENUŞĂ %
GIPS %
CALCAR %
82,90 10,22 4,90 3,00
81,10 11,02 5,00 3,70
78,10 13,70 5,00 3,30
79,60 12,66 4,80 4,00
76,50 14,90 5,10 3,60
78,20 12,60 5,70 3,50
78,00 13,90 4,40 3,70
76,90 14,50 5,10 3,60
77,50 13,99 5,50 3,20
- 27 -
După cum se poate observa din datele prezentate în tabelele de mai sus, cantitatea de cenuşă se adaugă în funcŃie de cantitatea de clincher, care este în stransă legătură cu cantitatea de aluminiu din ciment. Cimentul cu adaos de cenuşă are o cantitate mai mare de aluminiu. Cenuşă ajută la măcinabilitatea clincherului. Cantitatea de CaOliber îmbunătăŃeşte măcinabilitatea, iar cantitatea MgO > 2.0% scade măcinabilitatea (peste aceasta limita se poate găsi sub formă de periclaz). Clincherele cu conŃinut mic de Al2O3 si Fe2O3 sunt mai uşor măcinabile. 4.2.2.2. Determinarea aptitudinii la măcinare
Fig. 4.19. Aptitudinea la măcinare a cimentului fără adaos de cenuşă
Fig. 4.21. Aptitudinea la măcinare a cimentului cu 30% cenuşă În urma experimentelor efectuate s-a constatat că utilizarea cenuşilor ca adaos la
cimenturi nu influenŃează negativ calitatea acestora. Cimentul cu adaos de cenuşă, prezintă aptitudine la măcinabilitate bună, creşterea cantităŃii de cenuşă uşurând măcinabilitatea.
conformitate cu standardele în vigoare. Încercarile au fost efectuate în cadrul vizitei de studiu a autoarea la firma Lafarge Romcim Hoghiz.
Fig. 4.29.
Din datele prezentate se poate observa că cimentul utilizate se incadrază în limitele
standardului.
4.3. Utilizare în producŃia de electrozi de sudură4.3.1. Experimentări pentru utilizarea cenuşei în productia de
Caracterul pulverulent şi compoziŃia chimică a loturilor experimentale de cenuşă, creează premizele de utilizare a acesteia ca materie primă, ieftină, în procesul de fabricaŃie a electrozilor înveliŃi şi al sârmelor tubulare pentru
0
2
4
6
8
10
Ciment fără
Rezistenţa la încovoiere
0
20
40
60
Ciment fără
cenuşă
Rezistenţa la compresiune
- 28 -
4.2.2.3. Determinarea rezistenŃei mecanice
este utilizată pentru a evalua dacă cimenturile obconformitate cu standardele în vigoare. Încercarile au fost efectuate în cadrul vizitei de studiu a autoarea la firma Lafarge Romcim Hoghiz.
Fig. 4.28. VariaŃia rezistenŃei la incovoiere
Fig. 4.29. VariaŃia rezistenŃei la compresiune
Din datele prezentate se poate observa că cimentul utilizate se incadrază în limitele
4.3. Utilizare în producŃia de electrozi de sudură Experimentări pentru utilizarea cenuşei în productia de electrozi pentru sudură
Caracterul pulverulent şi compoziŃia chimică a loturilor experimentale de cenuşă, creează premizele de utilizare a acesteia ca materie primă, ieftină, în procesul de fabricaŃie a electrozilor înveliŃi şi al sârmelor tubulare pentru sudare electrică cu arc.
Ciment fără
cenuşă
Ciment cu 25%
cenuşă
Ciment cu 30%
cenuşă
Rezistenţa la încovoiere
2 zile 7 zile 28 zile
Ciment fără
cenuşă
Ciment cu
25% cenuşă
Ciment cu
30% cenuşă
Rezistenţa la compresiune
2 zile 7 zile 28 zile
este utilizată pentru a evalua dacă cimenturile obŃinute sunt în conformitate cu standardele în vigoare. Încercarile au fost efectuate în cadrul vizitei de studiu a
Din datele prezentate se poate observa că cimentul utilizate se incadrază în limitele
electrozi pentru sudură
Caracterul pulverulent şi compoziŃia chimică a loturilor experimentale de cenuşă, creează premizele de utilizare a acesteia ca materie primă, ieftină, în procesul de fabricaŃie a electrozilor
- 29 -
4.3.2. Determinarea capabilităŃii de utilizare a loturilor de cenuşă
Cercetările efectuate asupra compoziŃiei elementale a loturilor experimentale de cenuşă, au evidenŃiat că acestea sunt constituite, în general, din substanŃele prezentate în tabelul 4.1. Datele din literatura de specialitate [8,14,15,22,79,80] evidenŃează pe baza efectelor asupra procesului de sudare, tabelul 4.19, domeniile posibile de utilizare ale cenuşii.
Tabelul 4.19. Efectele elementelor din cenuşă asupra procesului de sudare
Componentul Ponderea % Efect asupra
procesului de sudare
SiO2 54 contra oxigenului
Fe2O3 9 aliant
Al2O3 22 contra oxigenului
CaO 6 ionizant
MgO 5 ionizant
SO3 0,9 -
Na2O 0,98 ionizant
K2O 2,4 ionizant
Din tabelul 4.1 rezultă două direcŃii concrete de utilizare a cenuşii şi anume:
• Pentru elaborarea unor lianŃi sintetici cu densitate ridicată şi caracteristici mărite de ionizare a arcului electric şi implicit de îmbunătăŃire a performanŃelor de amorsare şi reamorsare a arcului electric, lianŃi constituiŃi din amestecuri optimizate de silicat de sodiu lichid, silicat de potasiu lichid şi cenuşă pulverulentă în stare coloidală;
• Pentru elaborarea unor materiale granulate cu caracteristici de reglare a refractarităŃii învelişului şi respectiv a fluidităŃii băii topite în procesele de ardere a arcului electric şi de solidificare şi separare a zgurilor din topitură;
4.3.3. Experimentări pentru realizarea lianŃilor cu densitate ridicată
În cadrul experimentărilor efectuate am urmărit variaŃia a două caracteristici de bază, anume vâscozitatea şi densitatea soluŃiei de silicat de sodiu cu adaosuri de cenuşi aditivante.
4.3.3.1. Caracteristicile fizice ale soluŃiei de silicat de sodiu
Baza experimentală o constitue silicatul de sodiu de tip S în stare lichidă, utilizat în mod curent, ca liant, la fabricatia electrozilor înveliŃi pentru sudarea electrică manuală.
În scopul aprecierii nivelului calitativ al materialului din lotul experimental s-a procedat la determinarea caracteristicilor tehnologice ale acestuia [106].
Determinarea vâscozităŃii s-a efectuat cu vâscozimetrul Hoppler cu bila numărul 4. Timpii măsuraŃi precum şi intervalul de timp la care s-a efectuat determinările sunt
prezentate în tabelul 4.20.
Tabelul 4.20. Timpii măsuraŃi şi intervalul de timp la care s-a efectuat determinările
Numărul determinărilor Timpul de cădere al bilei
(secunde) Intervalul de timp înre două
determinări (minute)
1 48,9 10
2 86,6 10
3 114,0 10
4 135,0 10
5 165,2 10
6 255,8 10
Densitatea soluŃiei la terminarea determinărilor a fost ρ = 1,42g/cm3. Deoarece măsurarea densităŃii s-a efectuat la altă temperatură decât 20oC s-a calculat
corecŃia. Verificarea obŃinută a fost de ρ = 1,4218g/cm3. Vâscozitatea calculată pentru fiecare tip de cădere a bilei şi fiecare interval de timp înscris în
tabelul 4.20 sunt prezentate în tabelul 4.21.
Tabelul 4.21. Calcul vâscozitatea
Număr determinări Valoare vâscozotate (cP)
1 386,09
2 683,75
3 900,09
4 1065,9
5 1304,34
6 2019,68
Curba de variaŃie a vâscozităŃii în funcŃie de timp la aceeaşi concentraŃie de cenuşă este
prezentată în figura 4.33.
Fig.4.33. Curba de variaŃie a vâscozităŃii în funcŃie de timp
0
500
1000
1500
2000
2500
0 10 20 30 40 50 60 70
Va
sco
zita
te [
]cP
Timp [minute]
- 31 -
Din tabelul 4.3 se observă că imediat după introducerea cenuşii în soluŃia de silicat valoarea vâscozităŃii scade de la 547,28cP la 386,09cP, ca apoi să crească, ajungând la 57 de minute la o valoare de peste 2000cP.
În figura 4.36 se prezintă curba de variaŃie a vâscăzităŃii soluŃiei de silicat de vâscozitate iniŃială 50,48cP cu 1% cenuşă .
Se observă o creştere pronunŃată a vâscozităŃii după 30 minute de la introducerea cenuşii . Se ajunge după 75 minute la o valoare a acesteia de peste 1000cP.
Fig.4.36. Curba de variaŃie a vâscăzităŃii soluŃiei de silicat de vâscăzitate iniŃială 50,48cP cu 1% cenusa .
Cercetarile efectuate au evidenŃiat posibilitatea de creştere a performantelor de aliere şi de economisire a silicatului de sodiu, prin diluarea acestuta cu 10% p.g. apă şi doparea noii soluŃii cu 0,5% p.g. cenuşă.
4.3.4. Experimentări pentru realizarea materialelor refracto-reglatoare
ConŃinutul relativ ridicat de alumină din cenuşă, face ca aceasta să prezinte proprietăŃi însemnate de creştere a refractarităŃii învelişului şi respectiv a zgurii în faza de topitură .
Cercetările şi experimentările efectuate [7] au evidenŃiat etapele tehnologice ale procesului de fabricare a materialelor refracto-reglatoare, prezentate sintetic în fluxul tehnologic redat în figura 4.37.
4.3.4.1. Măcinarea Măcinarea este operaŃia de mărunŃire cu ajutorul morilor, a materilor prime pentru a se
aduce la o granulaŃie corespunzatoare fabricării materialelor refracto-reglatoare. Procesul de măcinare este prezentat sintetic în fluxul tehnologic din figura 4.41 [7,8].
0
200
400
600
800
1000
1200
0 20 40 60 80
Va
scp
zita
te [
cP]
Timp [minute]
- 32 -
4.3.4.2. Cernerea OperaŃia de cernere este obligatorie atât pentru cenuşile coloidale cât şi pentru cenuşile
aglomerate pentru evitarea pătrunderii în masa păstoasă a învelisului a unor fracŃii cu dimensiuni superioare maximului acceptat de 0.3 mm, în procesul de presare prin extruziune.
Fig. 4.37. Flux tehnologic de fabricare
4.3.4.3.Dozarea
Alimentare - operaŃie tehnologică de încărcare a silozurilor aferente instalaŃiei de dozare cu materii prime în vederea dozarii reŃetelor de fabricaŃie.
Dozare este operaŃia de cântărire manuală sau automată a tuturor componentelor necesare pregătirii conform reŃetei de fabricatie [7,8].
Dozare
Cernere
Depozitare
Dozare
Omogenizare
Malaxare
Granulare
Uscare
Calcinare
Marcare
C.T.C
Depozitare
Recirculare
Silicat de sodium lichid
Măcinare
Uscare
Minerale şi substanŃe chimice
RecepŃie CTC
Depozitare
Aprovizionare materii prime
- 33 -
Dozarea unei şarje se considera acceptată în momentul în care nu s–au constatat erori de cântărire care să conducă la rebutarea şarjei.
Fig.4.41. Flux tehnologic măcinare
4.3.4.4. Omogenizarea şi malaxarea
Omogenizarea este operaŃia de amestecare a materiilor prime în vederea obŃinerii unei
repartiŃii uniforme a acestora [7,8].
Această operaŃie se face într-un omogenizator cu palet figura 4.43 timp de cca. 10 min, determinate experimental.
Fig. 4.43. Omogenizator cu palet
Bulgări de material
Sfărămare
Măcinare fina CTC
Cernere
CTC
Fractie utila Fractie mare
Măcinare fina CTC
Cernere CTC
FracŃie utilă CTC
FracŃie mare
- 34 -
4.3.4.5. Granularea
Masa astfel obŃinută se utilizeză pentru realizarea unor granule cu diametrul de 0,15 – 0,3 mm, prin metoda granulării pe talerul din figura 4.45 [7,8]. Dimensiunile granulelor se realizează prin reglarea distanŃei dintre dinŃii pieptenului la 0,3 mm.
Fig. 4.45. Granulator cu taler
4.3.5. Cercetări pentru realizarea unor electrozi înveliŃi pentru sudură
În scopul demonstrării aptitudinii de utilizare a cenuşilor în procesul de fabricaŃie a electrozilor pentru sudare s-a procedat la studiu învelişurilor şi la experimentarea noilor materiale pentru fabricarea unui electrod din producŃia curentă pe baza reŃetelor adaptate pentru participarea în constituŃia acestora a noilor produse, rezultate în etapa anterioară, anume lianŃi cu densitate crescută şi granule refractoreglatoare. 4.3.5.4. Studiu asupra reŃetelor de produs şi a tehnologiilor de faricaŃie a electrozilor înveliŃi
Din literatura de specialitate [7,8,33] se observă că electrozii, funcŃie de domeniul de
utilizare au diferite concentraŃii de elemente componente. Rolul acestora este complex. 4.3.5.4.1. Studiu asupra reŃetelor de fabricaŃie
Cercetarea literaturii inovative [9,10,11,12,13] a evidenŃiat structuri distincte şi concrete
pentru o gamă relativ ridicată de electrozi pentru încărcare şi sudare. Pentru stabilirea electrodului fabricat cu noile materiale realizate pe baza de cenuşa sunt prezentate în sinteza rezumatele brevetelor ce prezintă interes în acest scop .
O primă inveŃie „Înveliş rutilic pentru electrozi de sudură” se referă la un înveliş rutilic pentru electrozi de sudură, destinat, în special, fabricării electrozilor inoxidabili care asigură un material depus prin sudare cu o strucură austenito-feritică. Învelişul conform invenŃiei este constituit, în procente de greutate, din: 45-55% rutil, 15-22% marmură, 4-8% fluorură de calciu, 5-10% silicat de zirconiu, 2-5% talc, 0,5-1% carboximetilceluloză, 5-12% crom, 0-3% nichel, 3-5% mangen şi 1-2% aluminiu [30].
InvenŃia „Materiale pentru încărcarea prin sudare” se referă la un material pentru încărcarea prin sudare, având în componenŃă aliaje pe bază de fier şi adaosuri de crom, wolfram,
- 35 -
nichel şi titan, destinat acoperirii suprafeŃelor active ale pieselor intens solicitate mecanic, chimic şi termic. Materialul este eleborat sub formă de sârmă tubulară sau electrod învelit şi depune prin sudare cu arc electric, un aliaj pe bază de fier si adaosuri de 0,5-1,2% carbon, 0,5-1,5% mangan, 0,5-1% siliciu, 17-22% crom, 0,8-1,8% nichel, 3-5% wolfram şi maxim 0,5% titan [10]. Studiile efectuate asupra lucrărilor elaborate în ultima perioada pe plan naŃional de cercetare, dezvoltare au evidenŃiat o gamă relativ redusă de reŃete de produs şi tehnologii specifice de fabricaŃie a electrozilor pe baza respectivelor reŃete. Dintre reŃetele studiate s-a ales pentru testarea noilor produse o varintă complexă cu aliere a metalului depus din vergea şi cu aliere – diluŃie din înveliş, [8] reŃetă prezentată în tabelul 4.31.
A doua reŃetă studiată, tabelul 4.32, şi testată în cadru unei teze de doctorat [8] a fost abandonată din considerente de similitudine cu prima reŃetă.
Tabelul 4.31. ReŃetă de produs electrozi aliaŃi cu 12% Cr
REłETA DE PRODUS
SC SUDOTIM AS SRL TIMISOARA, Bd. MIHAI VITEAZU FISA RETETA DE PRODUS : ELECTROZI ALIAłI CU 12% Cr 1. CARACTERISTICI TEHNICE : CONFORM SF / SUDOTIM Nr. 1 / 2006 2. CARACTERISTICI TEHNICE VERGELE : STAS 1126-87 S12Mo1Cr17. se pot utiliza şi alte mărci similare. Se pot utiliza si variante fără molibden, se compensează compoziŃia metalului depus prin înveliş. Diametrele vergelelor : 2,5 ;3,25 ; 4 si 5 mm ; lungimea vergelelor 350-500 mm. 3. INVELISUL ELECTROZILOR: Bazic fluoro-calcic. 4. COEFICIENT DE INVELIRE : DVI / DV = 1,7 5. COMPOZITIA MINERALOGICA A INVELISULUI , IN % MASICE FuncŃie componente Componente în înveliş Limita de dozare %
Zgurifiant Sistemul zgurifiant de bază
Marmură Fluorină Rutil
10-25 10-20 2-10
Adaosuri speciale CuarŃ Alumină Mica Alb de titan
0-5 0-6 0-2 1-3
Aliere, dezoxidare Sistemul de aliere Ferotitan 60 Ferosiliciu Ferocrom Grafit Hematită Feromangan Pulbere fier
1-5 1-5 1-10 0,5-5 5-5 0-5 2-20
Plastifiere Talc C.M.C.
0-10 0-3
Liant Silicat de Na+K 15-20 6. GRANULATIA MAXIMA A MINERALELOR : 0,3 mm 7. PURITATEA COMPONENTELOR : Conform specificaŃiilor de aprovizionare a materialelor.
- 36 -
Tabelul 4.32. ReŃetă de produs EL Cr20W4Ti
REłETA DE PRODUS
ELABORATOR BINCHICIU HORIA FISA RETETA DE PRODUS : ELECTROZI ÎNVELITI PENTRU ÎNCĂRCARE PRIN SUDARE MARCA : EI Cr20W4Ti 1. CARACTERISTICI TEHNICE : CONFORM SF / SUDOTIM Nr. 1 / 2006 2. CARACTERISTICI TEHNICE VERGELE : STAS 1126-87 S12Mo1Cr17. se pot utiliza şi alte mărci similare. Se pot utiliza si variante fără molibden, se compensează compoziŃia metalului depus prin înveliş. Diametrele vergelelor : 2,5 ;3,25 ; 4 si 5 mm ; lungimea vergelelor 350-500 mm. 3. INVELISUL ELECTROZILOR: Bazic fluoro-calcic. 4. COEFICIENT DE INVELIRE : DVI / DV = 1,7 5. COMPOZITIA MINERALOGICA A INVELISULUI , IN % MASICE
FuncŃie componente Componente în înveliş Limita de dozare %
Zgurifiant Sistemul zgurifiant de bază
Marmură Fluorină Rutil
10-25 10-20 2-10
Adaosuri speciale CuarŃ Alumină Mica Alb de titan
0-5 0-6 0-2 1-3
Aliere, dezoxidare Sistemul de aliere Ferowolfram 60 sau Wolfram metalic Ferotitan 60 Ferosiliciu Ferocrom Feromangan Grafit Hematită
8-18 6-14 5-10 5-15 5-15 5-15 0-5 0-2
Plastifiere Talc C.M.C.
0-10 0-3
Liant Silicat de Na+K 15-20
6. GRANULATIA MAXIMA A MINERALELOR : 0,3 mm 7. PURITATEA COMPONENTELOR : Conform specificaŃiilor de aprovizionare a materialelor.
ReŃetele mai sus menŃionate au fost utilizate pentru fabricarea unor loturi de electrozi
experimentali de laborator care au fost testati pentru stabilirea caracteristicilor de performanŃă. Pe baza reŃetei de produs a electrozilor aliaŃi cu 12% Cr, s-a elaborat o nouă reŃetă de test
care este prezentată în tabelul 4.33.
- 37 -
Tabelul 4.33. ReŃetă de produs electrozi aliaŃi cu 12% Cr fabricati cu precursori din cenuşă
REłETA DE PRODUS FISA RETETA DE PRODUS : ELECTROZI ALIAłI CU 12% Cr FABRICATI CU PRECURSORI DIN CENUŞĂ 1. CARACTERISTICI TEHNICE : CONFORM SF / SUDOTIM Nr. 1 / 2006 2. CARACTERISTICI TEHNICE VERGELE : STAS 1126-87 S12Mo1Cr17. se pot utiliza şi alte mărci similare. Se pot utiliza si variante fără molibden , se compensează compoziŃia metalului depus prin înveliş. Diametrele vergelelor : 2,5; 3,25 ; 4 şi 5 mm ; lungimea vergelelor 350-500 mm. 3. INVELISUL ELECTROZILOR: Bazic fluoro-calcic. 4. COEFICIENT DE INVELIRE : DVI / DV = 1,7 5. COMPOZITIA MINERALOGICA A INVELISULUI , IN % MASICE
FuncŃie componente Componente în înveliş Limita de dozare %
Zgurifiant Sistemul zgurifiant de bază
Marmură Fluorină Rutil
10-25 10-20 2-10
Adaosuri speciale CuarŃ Material refracto-reglator granulat Mica Alb de titan
0-5 0-6 0-2 1-3
Aliere, dezoxidare Sistemul de aliere Ferotitan 60 Ferosiliciu Ferocrom Grafit Hematită Feromangan Pulbere fier
1-5 1-5 1-10 0,5-5 5-5 0-5 2-20
Plastifiere Talc C.M.C.
0-10 0-3
Liant Silicat de Na+K+CENUŞĂ 15-20
6. GRANULATIA MAXIMA A MINERALELOR : 0,3 mm 7. PURITATEA COMPONENTELOR : Conform specificaŃiilor de aprovizionare a materialelor.
Cercetarile efectuate au avut ca rezultat elaborarea noii reŃete de produs a electrozilor pentru încărcare, aliaŃi cu 12% Cr cu constituenŃi în înveliş din precursori realizaŃi din cenuşă recuperată din zona electrofiltrelor de la centralele termoelectrice.
- 38 -
Fig 4.48. Flux tehnologic
Lucrările efectuate pentru stabilirea noii reŃete de produs şi a tehnologiei de fabricaŃie a electrozilor aliaŃi cu 12% Cr au creat premizele de fabricaŃie a acestora cu componenŃi de tip precursori fabricaŃi pe baza de cenuşă recuperată.
Măcinare Dozare Spălare
Cernere Cernere Preparare amestec Uscare
Depozitare Depozitare
Dozare Dozare
Preomogenizare Preomogenizare
Omogenizare
Malaxare
Brichetare
Presare
Periere
C.T.C
Uscare
Calcinare
Marcare
Ambalare
Depozitare
C.T.C
Depozitare
Uscare
Măcinare
Concasare Reciclare Debitare
Minerale şi substanŃe chimice
Pulberi metalice
LianŃi lichizi Sârmă
RecepŃie CTC
Depozitare
Aprovizionare materii
- 39 -
4.3.5.5. Realizarea electrozilor experimentali
Materile prime utilizate sunt sub formă pulverulentă cu granulaŃie max. 0,3 mm cu
excepŃia silicatului de sodium, care este lichid. Rezultatele cercetărilor, anume reŃetele de produs şi tehnologiile de fabricaŃie a electrozilor
au fost implementate în producŃie pe linia de fabricaŃie a electrozilor prin extruziune, tipul EP10 (OERLICON-ELVETIA) din dotarea SUDOTIM Timişoara, figura 4.48.
Fig.4.48. Linie de fabricaŃie electrozi.
În acest scop s-a procedat la realizarea lotului test, de 10 kg, la testarea caracteristicilor tehnice de produs ale electrozilor.
Pentru lotul test s-a ales o sârmă S12Mo1Cr17 conform SR EN 1668:2000 Simbol 35, îndreptată şi debitată în vergele de 350 mm, figura 4.49.
Fig. 4.49. Sârmă.
CompoziŃia chimică prescrisă prin SR EN 1668:2000 şi determinată pe şpan, este redată în tabelul 4.44
La presare s-a utilizat o presiune de extrudare de 200 ± 5 atm . Electrozii astfel realizati au fost uscaŃi 24 de ore în aer liniştit şi calcinaŃi 2 ore la 400 oC.
BAZICITATEA ÎNVELIŞULUI Bazicitatea învelişului s-a calculat cu formula lui Boniszewski:
�� ��� ������������������ �������
��������������� ����!"��� (4.6)
Calculul bazicităŃii învelişului electrodului experimental de laborator a evidenŃiat că are un
caracter puternic bazic, valoarea indicelui de bazicitate BB este de 3,2. Sinteza experimentărilor efectuate s-a materializat prin reŃeta de produs a electrozilor pentru
încărcarea utilajelor terasiere.
4.3.6. Testarea electrozilor realizaŃi OperaŃiile de testare în procesul de fabricaŃie al electrozilor înveliŃi, se grupează pe teste tehnologice şi încercări pentru caracterizarea proprietăŃilor fizico-chimice şi tehnologice ale produselor. Testele tehnologice urmăresc să asigure compatibilitatea materiilor prime cu tehnologiile de fabricaŃie ale electrozilor înveliŃi, fabricaŃi prin extuziune. Testarea electrozilor s-a realizat pentru toate tipurile realizate, cu parametrii tehnologici prezentaŃi în tabelul 4.45. Tabelul 4.45. Parametrii tehnologici de testare a electrozilor
Marcaj Diametru electrod
Parametri tehnologici de sudare
Curentul de sudare [A]
Natura curentului de sudare
Temperatura de preâncălzire [°C]
Temperatura între rânduri succesive °C
B 4 145±10 cc+ 150±20 150±20
4.3.6.1. Determinarea compoziŃiei chimice a materialului depus
Determinarea materialului depus s-a făcut pe cale spectrală cu spectrometrul
SPECRUMMAX cu programul pentru oŃel de scule.. Analiza chimică a metalului depus prin sudare cu electrozii realizaŃi este prezentată în tabelul 4.46.
- 41 -
Tabelul 4.46. CompoziŃia chimică a materialului depus. Marcaj electrod
Valorile determinate sunt apropiate între ele. Pe stratul 1 duritatea are valori mai scăzute
din cauza diluŃiei cu metalul depus.
4.3.6.6.Verificarea dimensiunilor şi aspectul învelişului Verificarea s-a făcut conform STAS 1125/6-90, atât diametrul cât şi lungimea încadrându-se în toleranŃele admise şi prezintă un aspect corespunzător şi o aderenŃă bună a învelişului conform STAS 1125/6-90. 4.3.6.7. Determinarea excentricităŃii S-a făcut conform STAS 1125/6-90, excentricitatea maximă admisă este de 4%, adică unde: D- diametrul învelişului (mm) ; d- diametrul vergelei (mm). 4.3.7. Concluzii
Rezultatele cercetărilor teoretice şi experimentale au evidenŃiat următoarele concluzii: i Cenuşile de termocentrală sunt puzzolane artificiale, re¬zultate sub forma unor produse secundare în urma arderii cărbunelui pulverizat, şi purtate din camera de ardere spre coşul de evacuare de către gazele de ardere. i Caractersiticile cărbunelui, inclusiv sterilul conŃinut, modul de extracŃie şi tehnologiile de măcinare şi ardere a acestuia, precum şi modul de evacuare/colectare a zgurii şi cenuşii determină caracteristicile acestora din urmă. i A fost stabilită baza materială şi informatizată necesară efectuării cercetărilor, precum şi programele utilizate la prelucrarea datelor experimentale. i S-au efectuat analize amănunŃite a cenuşilor rezultate de la centralele termoelectrice Braşov şi Govora, analizându-se în general caracteristicele fizice (formă şi aspectul, granulozitatea,) precum şi caracteristicile chimice (compoziŃia oxidică, metalele grele şi pierderile la calcinare). i S-au efectuat studii cu privire la utilizarea cenuşilor de termocentrală la fabricarea materialelor de construcŃii, mai precis la fabricarea cimentului, cenuşi ce au fost utilizate fie ca materie primă, fie ca adaos.
- 42 -
i A fost determinată compoziŃia chimică a cimenturilor, la fel ca şi în cazul cenuşilor determinările realizat prin metode instrumentale de analiză şi anume prin metoda XRF(FluorescenŃă de raze X), aptitudinea la măcinare şi rezistenŃa mecanică. i Experimentele efectuate pe cimenturi cu adaos de cenuşă şi fără adaos de cenuşă au demonstrat faptul că cenuşa nu influenŃează negativ calitatea acestora. i S-a constatat că caracteristicile cimenturile cu adaos de cenuşă se găsesc în limitele standardelor în vigoare. i Cercetările au fost efectuate atât în cadrul Firmei Lafarge Hoghiz, cât şi în stagiul extern efectuat de autor la Universitatea din Torino şi anume la POLITECNICO DI TORINO, Sede di Alessandria, Centro di Studio e Sviluppo per la Metallurgia e i Materiali per l’Ingegneria. i S-au efectuat cercetări în ceea ce priveşte producŃia de electrozi de sudură i Au fost realizate experimentări pentru realizarea unor lianŃi cu densitate ridicată, precum şi a materialelor refractoreglatoare cu un rol important în procesul de amorsare şi reamorsare a arcului electric. i S-a demonstrat posibilitatea de utilizare cu bune rezultate a cenuşii recuperate la fabricarea electrozilor pentru sudare aliati cu 12% Cr, prin tehnologia clasică de învelire a acestora prin extruziune. i S-a realizat o nouă reŃetă de electrozi de sudură cu precursări pe bază de cenuşă. i S-au efectuat testări ale electrozilor realizaŃi urmărindu-se:
o compoziŃiei chimice a materialului depus o duritatea materialului depus o structura materialului depus o randamentul de depunere o verificarea dimensiunilor şi aspectul învelişului o determinarea excentricităŃii
i Cercetările privind proprietăŃile cenuşilor arată că acestea pot fi utilizate ca materii prime sau ca materiale de adaos atât în industria cimentului cât şi în producŃia de electrozi de sudură, fără a modifica în mod negativ proprietăŃile acestora.
- 43 -
CAPITOLUL 5 CONCLUZII FINALE. CONTRIBUłII ORIGINALE. DIRECłII VIITOARE DE
CERCETARE 5.1. Concluzii finale
Teza de doctorat “ContribuŃii şi cercetări privind tehnologii şi utilaje pentru prelucrarea deşeurilor”, abordează sub aspect teoretic şi experimental problema utilizării complexe şi integrale a cenuşilor de termocentrală, în urma recuperării cenuşilor din cadrul centralelor termoelectrice.
În cadrul lucrării sunt descrise procese tehnologice originale, criterii de verificare a calităŃii cenuşilor şi a noilor materiale rezultate prin aplicarea unor procedee brevetate în Ńară şi în strainătate şi care deschid noi perspective de utilizare.
Având în vedere dezvoltarea actuală a studiilor, cercetărilor şi măsurilor care se iau la nivel national şi mondial în domeniul recuperării şi valorificarii deşeurilor, lucrarea privind recuperarea cenuşilor rezultate în urma proceselor de combustie din cadrul centralelor termoelectrice, în vederea valorificării în diverse domenii, se înscrie pe aceasta direcŃie de dezvoltare.
Dezvoltarea fără precedent a cercetărilor atât pe plan mondial cât şi la noi în Ńară, inclusiv ale autorului, au determinat apariŃia de noi produse şi tehnologii bazate pe concepte integrate, de mare eficienŃă tehnico economică şi cu implicaŃii asupra extinderii sferei de cunoaştere sub multiple aspecte ale acestui deşeu industrial.
În condiŃiile pericolului de epuizare a resurselor de materii prime, lucrarea s-a axat pe punerea în valoare a proprietăŃilor fizico-chimice a cenuşilor de termocentrală, în corelaŃie cu tipul de cărbune supus procesului de combustie, care stau la baza alegerii criteriilor optime de utilizare a cenuşilor.
Cenuşile de termocentrală sunt în funcŃie de locul de generare sau colectare din cadrul instalaŃiei unui generator de abur conferă anumite caracteristici şi le diferenŃiază posibilităŃile de transport, depozitare şi valorificare. În consecinŃă la o centrală termoelectrică pot şi evidenŃiate diferite tipuri/categorii de zgură şi cenuşă, prezentate în tabelul 1.1.
Cel mai important reziduu din această categorie îl reprezintă cenuşa zburătoare, care este de natură puzzolanică, şi datorită consistentei sale uşoare şi fine, ea este transportată în curentul de gaze de ardere care strabat diversele suprafeŃe de schimb de căldură ale generatorului de abur în drumul lor către evacuarea în atmosferă.
Un rol important în ceea ce priveşte proprietăŃile cenuşilor îl are şi metoda de captare a acestora. În acest scop s-a ales captarea cenuşilor din zona electrofiltrelor în stare uscată cu ajutorul unei instalaŃii moderne, folosind sisteme pneumatice şi mecanice, la silozul de captare, de unde este încărcată în cisterne şi transportată către beneficiar. În acest scop am realizat un studiu asupra instalaŃiei de captat cenuşa, realizată şi montată în cadrul CET Braşov, ce captează o cantitate de cenuşă DE aproximativ 25 t/h pentru un cazan. În prima parte s-a făcut o prezentare generală a principalelor component ale instalaŃiei, modul de amplasare, şi funcŃionarea acesteia. În cea de-a doua partea s-a studiat construcŃia silozului de captare, după care am prezentat îmbunătăŃirile aduse instalaŃiei.
- 44 -
Practic prin această tehnologie de captare, şi anume, captarea cenuşii în stare uscată am urmărit transformarea unor deşeuri cum este cenuşa, într-un produs util, în vederea valorificării acestuia în diverse domenii.
Studiile efectuate până în present atât la nivel naŃional cât şi mondial a demonstrate ca această tehnologie de captare a cenuşii în stare uscată este singura care nu modifică în nici un fel caracteristicile cenuşii.
InstalaŃia este concepută sa funcŃioneze în regim automat, respectând în totalitate normele de protecŃie a mediului.
Dimensionarea recipienŃilor precum şi alegerea celorlalte componente s-a efectuat astfel încât instalaŃia să funcŃioneze la un randament de captare ridicat.
Întrucât cenuşa prezintă un grad ridicat de abraziune, anumite părŃi ale instalaŃiei au o viaŃă scurtă de utilizare.
Un exemplu sunt valvele Inflatek ale căror garnituri (sigiliu gonflabil) confecŃionat din silicon, care ajută la etanşare, sunt uzate cel mai des. Costul ridicat al acestora nepermiŃând schimbarea valvelor.
În acest sens am proiectat o matriŃă pentru elaborarea unor garnituri de cauciuc, mult mai rezistente şi al căror preŃ de cost este mult mai scăzut. Garnitura a fost proiectată respectând dimensiunile garniturii originale. Adoptarea acestei soluŃii de captare şi transport a cenuşii s-a făcut tocmai atât pentru diminuarea impactului asupra mediului, cât şi pentru reducerea costului de exploatare şi întreŃinere. S-au efectuat analize amănunŃite a cenuşilor rezultate de la centralele termoelectrice Braşov şi Govora, analizându-se în general caracteristicele fizice (formă şi aspectul, granulozitatea,) precum şi caracteristicile chimice (compoziŃia oxidică, metalele grele şi pierderile la calcinare). Analizând cenuşile rezultate de la centralele termoelectrice Braşov şi Govora atât din punct de vedere fizic cât şi chimic s-a stabilit că cenuşile prezintă particule cu formă şi geometrie neregulată, la microscopia optică găsindu-se sub forma de sfere microporoase, iar la microscopia electronică sub formă de sfere sticloase sau cavernoase.
Experimentele cartografice au arătat prezenŃa unor particule de Al, Si, Ca, Fe, K, Mg, Na etc. înglobate în pereŃii granulelor de cenuşă.
În ceea ce priveşte compoziŃia chimică determinările s-au realizat prin metoda de fluorescenŃei cu raze X cu doua aparate diferite, rezultatele obŃinute fiind apropiate ca valoare. Elementele Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K etc. sunt măsurate şi concentraŃiile sunt calculate în oxizi.
Conform standardului american ASTM C 618, cenuşă studiată se clasifică în clasa F, deoarece suma elementelor pricipale mai mare de 70%.
În urma studiilor teoretice şi experimetale efectuate s-a ajuns la concluzia că aceste cenuşi pot fi utilizate ca materii prime sau ca materii de adaos în diverse domenii.
S-au ales ca domenii de cercetare, domeniul materialelor de construcŃii şi anume utilizarea cenuşilor la fabricarea cimenturilor, precum şi utilizarea cenuşilor în producŃia de electrozi.
Au fost realizate determinări de laborator a calităŃii cimenturilor obşinute utilizând cenuşile recuperate, mai precis s-au realizat determinări privind compoziŃia chimică, aptitudinea la măcinare şi rezistenŃa mecanică.
Cercetările au fost efectuate atât în cadrul Firmei Lafarge Hoghiz, cât şi în stagiul extern efectuat de autor la Universitatea din Torino şi anume la POLITECNICO DI TORINO, Sede di Alessandria, Centro di Studio e Sviluppo per la Metallurgia e i Materiali per l’Ingegneria.
- 45 -
Prin utilizarea unor soluŃii tehnice uzuale în tehnologia cimenturilor, bazate pe folosirea adaosurilor de cenuşă, s-au obŃinut cimenturi cu proprietăŃi care se găsesc în limite conform standardelor în vigoare.
Utilizarea cenuşii de termocentrală în reŃeta de fabricaŃie a cimenturilor conduce la o reducere preŃului de cost; acesta este un aspect important în condiŃiile în care preŃurile sunt într-o continuă creştere.
S-au realizat cercetări în ceea ce priveşte utilizarea cenuşilor în producŃia de electrozi de sudură.
Caracterul pulverulent şi compoziŃia chimică a loturilor experimentale de cenuşă, creează premizele de utilizare a acesteia ca materie primă, ieftină, în procesul de fabricaŃie a electrozilor înveliŃi.
S-au analizat efectele principalelor componente ale cenuşii asupra procesului de sudare, studiu ce s-a concretizat către două direcŃii de utilizare a cenuşi.
Experimentele efectuate au demonstrat posibilitatea de utilizare cu bune rezultate a cenuşii recuperate la fabricarea electrozilor pentru sudare.
Au fost realizate experimentări pentru realizarea unor lianŃi cu densitate ridicată, precum şi a materialelor refractoreglatoare cu un rol important în procesul de amorsare şi reamorsare a arcului electric.
S-a realizat un studiu asupra reŃetelor de produs şi a tehnologiilor de faricaŃie a electrozilor înveliŃi, a rolului învelişului asupra electrodului.
În urma cercetărilor efectuate s-a elaborat o nou retetă de produs „ELECTROZI ALIAłI CU 12% Cr FABRICAłI CU PRECURSORI DIN CENUŞĂ”. S-au efectuat testări ale electrozilor realizaŃi urmărindu-se:
o compoziŃia chimică a materialului depus o duritatea materialului depus o structura materialului depus o randamentul de depunere o verificarea dimensiunilor şi aspectul învelişului o determinarea excentricităŃii
La elaborarea reŃetei experimentale de laborator s-a urmărit obŃinerea unor învelişuri care să asigure o bună comportare la sudare. 5.2. ContribuŃii personale şi originale • Studii privind stadiul actual al nivelului de recuperare şi valorificare cenuşilor rezultate din procesul de combustie al cărbunilor • Studiu asupra modalităŃii de producere a cenuşilor în cadrul centralelor termoelectrice • Proiectarea unei matriŃe pentru turnarea garniturilor gomflabile ale valvelor Inflatek • Elaborarea şi realizarea programului de funcŃionarea al instalaŃiei de captat cenuşa • Studii şi cercetări exploratorii asupra caracteristicilor cenuşilor recuperate din zona electrofiltrelor centralelor termoelectrice • Studii şi cercetări exploratorii asupra efectului cenuşilor utilizate în producŃia de cimenturi • Studii şi cercetări exploratorii asupra efectului cenuşilor utilizate în producŃia de electzrozi pentru sudură cu arc electric • Elaborarea şi realizarea materialelor refracto-reglatoare din cenuşă recuperată • Elaborarea şi realizarea tehnologii de fabricaŃie a materialelor refracto-reglatoare
- 46 -
• Cercetarea exploratorie a caracteristicilor soluŃiei de silicat de sodiu dopata cu cenuşă de tip coloidal • Elaborarea şi realizarea tehnologiei de fabricaŃie a silicaŃilor cu densitate ridicată • Realizarea lotului experimental de silicat complex cu densitate ridicată • Elaborarea prin adaptare a reteŃei de produs a electrozilor aliati cu 12% Cr cu conŃinut în înveliş de cenuşă recuperată • Elaborarea parametrilor tehnologici de presare şi realizarea lotului de test al electrozilor aliaŃi cu 12% Cr cu continut în înveliş de cenuşă • Realizarea programului de testare al electrozilor aliaŃi cu 12% Cr cu continut în înveliş de cenuşă
În lucrare, se aduc contribuŃii originale atât sub raport fundamental ştiinŃific, cât şi tehnologic aplicativ, care deschid noi perspective utilizării complexe şi integrate a cenuşilor. 5.3. DirecŃii viitoare de cercetare În baza cercetărilor efectuate de autor şi a tendinŃelor existente la nivel national şi mondial se desprind următoarele direcŃii de cercetare: 1. Extinderea cercetărilor cu privire la elaborarea de noi produse cu conŃinut de cenuşă. 2. Efectuarea de cercetări privind posibilităŃile de folosire a electrozilor cu înveliş pe bază de cenuşă. 3. Se recomandă continuarea cercetărilor şi pe alte tipuri deşeuri industriale care pot înlocui sau micşora cantitatea de materie primă. 5.4. ModalităŃi de valorificare a rezultatelor cercetării Rezultatele cercetărilor efectuate pe parcursul elaborării şi finalizării tezei au fost valorificate după cum urmează: i Publicarea unui număr de 17 lucrări ştiinŃifice la congrese şi conferinŃe naŃionale şi internaŃionale. i Publicarea unui număr de 7 lucrări ştiinŃifice în reviste naŃionale de specialitate.
- 47 -
BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ
1. ANDREESCU,F., MACHEDON,T., ANDREESCU,B - Sudarea in mediu protector, Editura Lux Libris, Brasov, 1997;
2. BENłA M., MARMANDIU M.A., CATALIN M., - Experimental Research On The Measuring Methods Of Metallic Surfaces- AFASES 2009 Scientific research and education in the air force, ISBN 978-973-8415-67-6;
3. BENłA M., RAB L., MARMANDIU M.A., - Electro Analytical Measurement Methods Using Virtual Instrumentation Assisted By Labview Programmes- AFASES 2009 Scientific research and education in the air force, ISBN 978-973-8415-67-6;
4. BINCHICIU A., - Contributii Privind Realizarea Materialelor De Adaos Pentru Brazare Sub Forma Vergelelor Invelite Mediu Aliate Cu Argint, Teza de doctorat, Brasov, 2011;
5. BINCHICIU, H., - Contributii Privind Elaborarea Unor Electrozi Pentru Incarcarea Prin Sudare A Sculelor De Prelucrare Prin Presare La Cald Teză de doctorat, Brasov, 2007;
6. BINCHICIU, H. ş.a. - Incărcarea prin sudare cu arcul electric, Editura Tehnică, Bucuresti, 1992.
7. BINCHICIU, H. - Brevetul OSIM nr. RO 114958 B1 cu titlul: Material Pentru Incarcare Prin Sudare / 2005;
8. BINCHICIU, H. - Brevetul OSIM nr. RO 125834 A0 cu titlul: Invelis De Electrozi Pentru Incarcare Prin Sudare / 2010;
9. BINCHICIU, H. s.a. - Brevetul OSIM nr. RO 125856 A0 cu titlul: Electrozi cu înveliş compozit din aliaj CuNiAl / 2010;
10. BINCHICIU, H. s.a. - Brevetul OSIM nr. RO 125761 A0 cu titlul: Inveliş de electrozi pentru încărcarea prin sudare cu aliaje rezistente la uzarea de abraziune / 2010;
11. BINCHICIU, H., s.a. - Suport director din material ceramic pentru susŃinerea şi dirijarea metalului depus prin sudare dosar osim nr. 115717 OSIM Bucuresti, 1995;
12. BINCHICIU, H., s.a. - Înveliş de electrozi pentru încărcare prin sudare OSIM nr. 102071, OSIM Bucuresti, 1992;
13. BINCHICIU, H., s.a. - Cercetari privind valorificarea complexa a materialelor si rezidurilor organice pentru obtinerea resurselor alternative regenerabile de energie in instalatii adaptate pentru mediul rural - RARENERG - CEEX 114 / 2005;
14. CÂNDEA, N.V. - Bazele cercetarii experimentale in sudura, Curs Universitatea Transilvania din Brasov, 1999;
16. FLYNN J. et al., ECOBA, Production and Utilisation of CCPS in Europe, Gypsum and fly ash 2002, 7th International Science and Technology Conference, 2-4 June 2002, Toronto CANADA;
17. IANCU S., - Brevet OSIM nr. RO 112958 B1 cu titlul: Invelis rutilic pentru electrozi de sudura / 1996;
18. IOVANAS, R. - Sudarea electrica prin presiune, Editura SUDURA, Timisoara, 2005, ISBN 978-8359-32-5;
19. MACHEDON-PISU, T., ANDREESCU, F. G., - Materiale metalice pentru produse sudate, Tom II, Vol. 1, Editura Lux Libris, Braşov, 1996;
20. MACHEDON - PISU T., - Tehnologii de montaj sudură aplicate structurilor sudate (poduri, nave), Editura Lux Libris, Braşov, ISBN 973-9458-62-9, 2006;
- 48 -
21. MARMANDIU M.A., Equipment To Capturing Fly Ash Particles In Electro-Filters Area From Cet Brasov – Metalurgia International, Ed. Stiintifica F.R.M, No. 2, 2009, ISSN 1582-2214;
22. MARMANDIU M.A., MACHEDON-PISU T., - Technical aspects of capture installation of fly ash from thermal power station , AFASES 2011 Scientific research and education in the air force, ISSN 2247-3173
23. MARMANDIU M.A., MACHEDON-PISU T., - Research on the fly ash characteristcs from thermal power station, AFASES 2011 Scientific research and education in the air force, ISSN 2247-3173
24. MARMANDIU M.A., MACHEDON-PISU T., POPESCU R., - Experimental research on the determination of chemical composition of fly ash, Revista Metalurgia, nr.4, 2011, ISSN 0461-9579
25. MARMANDIU M.A., MOSNEAG M., POPESCU R., - Lightweight Aggregates From Fly Ash From Thermal Power Station - AFASES 2010 Scientific research and education in the air force, ISBN 978-973-8415-76-8;
26. MARMANDIU M.A., POPESCU R., BENłA M., - Fly Ash Capturing And Environmental Issuues- AFASES 2009 Scientific research and education in the air force, ISBN 978-973-8415-67-6;
27. MARMANDIU M.A., POPESCU R., BENłA M., - Study On The Composition And Properties Of Fly Ash Thermal From Steam Power Plant - AFASES 2009 Scientific research and education in the air force, ISBN 978-973-8415-67-6;
28. MARMANDIU M.A., POPESCU R., MOSNEAG M., - Toxic Elements In Coal And Fly Ash From Thermal Power Station - AFASES 2010 Scientific research and education in the air force, ISBN 978-973-8415-76-8;
29. MARMANDIU M.A., POPESCU R., NICOLAE I., DRAGOMIR A., BANCILA C., - The Use Of Fly Ash For Road Construction And Similar Projects– BULETINUL INSTITUTULUI POLITEHNIC IASI, 2009, ISSN 1453-1690
30. MARMANDIU M.A., POPESCU R., NICOLAE I., DRAGOMIR A., BANCILA C., - Environmental Impacts Of Using Fly Ash– BULETINUL INSTITUTULUI POLITEHNIC IASI, 2009, ISSN 1453-1690
31. MARMANDIU M.A., POPESCU R., STANCIU G., - Use of fly ash from the production of cement added, Revista Metalurgia, nr.3, 2011, ISSN 0461-9579
32. MARMANDIU M.A., POPESCU R., STANCIU G., - The requirements for training and control method for the driver of a vehicle specialized in the bulk powders container carrier, Revista Metalurgia, nr.3, 2011, ISSN 0461-9579
33. MARMANDIU M.A., POPESCU R., BANCILA C., CARSTEA M., - Research On Determining The Hydraulic Activity Of Ashes From Thermoelectric Power Station – Bulgarian journal for Engineering Design, No.4, 2010, ISSN 1313-7530
34. MARMANDIU M.A., POPESCU R., PLOSCARIU T., MOSNEAG M., - Engineering Properties Of Fly Ash - Bulgarian journal for Engineering Design, No.4, 2010, ISSN 1313-7530
35. MARMANDIU M.A., POPESCU R., PLOSCARIU T., MOSNEAG M., - Study of current research on waste products from power plants – Revista Calitate Mediu, nr.1, 2009, ISSN 2066-9933
36. MENTINK et al., - Coated welding electrode of basic type suitable for vertical downwelding of pipes, United States Patents, 1982;
- 49 -
37. POPESCU R., MARMANDIU M.A., DRAGOMIR A., - Calculation Of Economic Eficiency To Reconditioning Processes For Different Pieces Of Vehicles Construction – BULETINUL INSTITUTULUI POLITEHNIC IASI, 2009, ISSN 1453-1690;
38. POPESCU R., - Tehnologia materialelor, Editura Lux Libris, 2005; 39. POPESCU R., POPESCU D.M., - Stiinta si tehnologia procesarii si prelucrarii materialelor,
Editura Lux Libris, Braşov, ISBN 978-973-9458-84-9, 2009; 40. PLOSCARIU T., POPESCU R., MARMANDIU M.A., CARSTEA M., BANCILA C., -
Reliability And Wearing Resistance Of Breaker Jaws – BRAMAT BRASOV, 2009; 41. PLOSCARIU T., POPESCU R., MARMANDIU M.A., MOSNEAG M., -Phases Control Of
Welded Joints - Revista Calitate Mediu, nr.3, 2009, ISSN 2066-9933; 42. RAVENET, J., - Silos, teoría, investigación y construcción, Técnicos y Asociados, Madrid. 1977; 43. STANCIU G., MARMANDIU M.A., MOSNEAG M., - Researces On Issues Relating To
Surfaces Obtained By Loading Welding - AFASES 2010 Scientific research and education in the air force, ISBN 978-973-8415-76-8;
44. STANCIU G., MARMANDIU M.A., MOSNEAG M., - Deformations Unevenness For Processing By Plastic Deformation - AFASES 2010 Scientific research and education in the air force, ISBN 978-973-8415-76-8;
45. STANCIU G., SERBAN C., MARMANDIU M.A., FLORICEL D., - Research On The Influence Of Factor On The Plastic Deformation - Revista Metalurgia, nr.7, 2010, ISSN 0461-9579;
46. STANCIU G., SERBAN C., MARMANDIU M.A., FLORICEL D., - Researches On The Flow Of Steel During Cold Plastic Deformation - Revista Metalurgia International, nr.3, 2011, ISSN 1582-2214;
48. łIEREAN, M.H., - Cercetări privind utilizarea cenuşilor rezultate de la producerea energiei, CNCSIS, 2007;
49. TUTUIANU, O. Valorificarea produselor rezultate din arderea carbunilor de la centralele termoelectrice, Editura Agir, Bucuresti, 2008;
50. VOINA N.I., - Teoria si practica utilizarii cenusilor de la centralele termoelectrice, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1981;
51. ***American Coal Ash Association, CCP Production and Use Survey, www.acaa-usa.org; 52. ***ECOBA - European Coal Combustion Products Association, www.ecoba.org; 53. ***Colectia de standarede europene si romanesti; 54. ***P100 92 - Normativ privind protectia antiseismica; 55. *** P100-2006 - Cod de proiectare seismică; 56. ***HG no. 1231/2008 modificarea HG nr. 766/1997 pentru aprobarea unor regulamente
privind calitatea in constructii; 57. *** Autorizatie integrate de mediu, nr.14, S.C. TERMICA S.A. SUCEAVA – CET pe huilă, 2006; 58. *** Autorizatie integrate de mediu, nr.70, S.C. CENTRALA ELECTRICA DE TERMOFICARE
BRASOV S.A., 2007;
- 50 -
ContribuŃii şi cercetări privind tehnologii şi utilaje pentru
prelucrarea deşeurilor Rezumat
Această teză de doctorat se doreşte a fi un studiu teoretic şi experimental privind metodele de captare a cenuşilor rezultate în urma arderii cărdunilor din cadrul centralelor termoelectrice, determinarea proprietăŃilor cenuşilor precum şi utilizarea acestora ca material de adaos sau materii prime în industria materialelor de construcŃii şi utilizarea cenuşilor de termocentrală în producŃia de electrozi de sudură.
În cadrul lucrării sunt descrise procese tehnologice originale, criterii de verificare a calităŃii cenuşilor şi a noilor materiale rezultate prin aplicarea unor procedee brevetate în Ńară şi în strainătate şi care deschid noi perspective de utilizare.
Contributions and researches on technologies and equipment for waste processing
Abstracts
This PhD thesis is intended as a theoretical and experimental study on methods of capture of fly ash results by coal combustion on thermal power station, properties determination of fly ash and the use of this with added and raw materials in buildings industry and use the fly ash in production of welding electrodes.
In the original paper are described the technological processes, the test quality of fly ash and of new material resulting from the application of patented process in the country and abroad and open new perspectives to use.
Curriculum vitae Europass
Informatii personale
Nume / Prenume
MARMANDIU (cas. DRAGAN) Maria Alexandra
Adresă(e) 52,Str.Luceafarul, 135400, Pucioasa, Dambovita, Romania
Universitatea „Transilvania” din Brasov Titlu teza: Contributii si cercetari privind tehnologii si utilaje pentru prelucrarea deseurilor
Perioada 2007
FuncŃia sau postul ocupatInginer
Numele şi adresa angajatorului
Perioada FuncŃia sau postul ocupat Numele şi adresa angajatorului
Perioada FuncŃia sau postul ocupat Numele şi adresa angajatorului
Aptitudini şi competenŃe personale
Universitatea „Transilvania” din Brasov Profil: Inginerie si Management in Agroturism2002 Inginer Universitatea „Transilvania” din Brasov Profil: Ingineria si Protecia Mediului Industrial 2008 Profesor suplinitor Grup Scolar Silvic „Nicolae Rucareanu” Brasov
Limbi cunoscute Engleza (mediu)
Competente si abilitati sociale
Competente si cunostinte de utilizare a calculatorului
Permis de conducere
Informatii suplimentare
Italiana (mediu)- - - -
Operare PC nivel avansat (MS Office: Word, Excel, PowerPoint; ProEngineering)
Categoria B
Stagiu Extern perioada 1 septembrie Centro di Studio e Sviluppo per la Metallurgia e i Materiali per l’ingegneria Prof. Mario ROSSO;
- 51 -
MARMANDIU (cas. DRAGAN) Maria Alexandra
52,Str.Luceafarul, 135400, Pucioasa, Dambovita, Romania
Universitatea „Transilvania” din Brasov - Facultatea de Stiinta si Ingineria MaterialelorTitlu teza: Contributii si cercetari privind tehnologii si utilaje pentru prelucrarea deseurilor
2007-2009
Inginer
Universitatea „Transilvania” din Brasov - Facultatea Alimentatie si TurismProfil: Inginerie si Management in Agroturism 2002 - 2007 Inginer Universitatea „Transilvania” din Brasov - Facultatea Stiinta si Ingineria Materialelor
Profil: Ingineria si Protecia Mediului Industrial 2008 Profesor suplinitor Grup Scolar Silvic „Nicolae Rucareanu” Brasov
Engleza (mediu)
Italiana (mediu) Motivat Dinamic Profesionist Asumarea responsabilitatii
Operare PC nivel avansat (MS Office: Word, Excel, PowerPoint; ProEngineering)
Categoria B
Stagiu Extern perioada 1 septembrie - 1 decembrie 2010 la Politecnico di Torino Centro di Studio e Sviluppo per la Metallurgia e i Materiali per l’ingegneria Prof. Mario ROSSO;
Facultatea de Stiinta si Ingineria Materialelor Titlu teza: Contributii si cercetari privind tehnologii si utilaje pentru prelucrarea deseurilor
cultatea Alimentatie si Turism
Facultatea Stiinta si Ingineria Materialelor
Operare PC nivel avansat (MS Office: Word, Excel, PowerPoint; ProEngineering)
1 decembrie 2010 la Politecnico di Torino – Centro di Studio e Sviluppo per la Metallurgia e i Materiali per l’ingegneria
Curriculum vitae
Personal information
First name / Surname
Education
Title of calification awarded
Name of organisation providing education and training
Principales subjects
Title of calification awarded Name of organisation providing
education and training
Title of calification awarded
Name of organisation providing education and training
Title of calification awarded
Name of organisation providing education and training
Personal skills and
Social skills and competences
Computer skills and competences
Driving license
Additional Information
- 52 -
Curriculum vitae Europass
Personal information
First name / Surname MARMANDIU (cas. DRAGAN) Maria Alexandra
Address 52,Luceafarul rd, Pucioasa 135400, , Dambovita, Romania
Name of organisation providing education and training
“Transilvania” University of Brasov - Faculty of Materials Science and Engineering
Principales subjects
Dates
Thesies Title: Contributions and researches onwaste processing 2007-2009
Title of calification awarded Name of organisation providing
education and training
Engineer “Transilvania” University of Brasov – Faculty of Food and TourismStudy Program: Engineering and management in agro
Dates Title of calification awarded
2002 - 2007 Engineer
Name of organisation providing education and training
Universitatea „Transilvania” din Brasov - Faculty of Materials Science and EngineeringStudy Program: Engineering and industrial environmental protection
Dates Title of calification awarded
Name of organisation providing education and training
Personal skills and
competences
2008 Substitute Teacher Forest School Group „Nicolae Rucareanu” Brasov
Languages English
Italian
Social skills and competences
Computer skills and competences
Driving license
Additional Information
- Motivated - Dynamic - Professionial - Responsabilities Competent with most Microsoft Office (MS Office: Word, Excel, PowerPoint; Category B External stage period 1 september -1 december 2010 at Politecnico di Torino Centro di Studio e Sviluppo per la Metallurgia e i Materiali per l’ingegneria Prof. Mario ROSSO;
Maria Alexandra
52,Luceafarul rd, Pucioasa 135400, , Dambovita, Romania
0744691855
Faculty of Materials Science and Engineering
Thesies Title: Contributions and researches on technologies and equipment for
Faculty of Food and Tourism Study Program: Engineering and management in agro-tourism
Faculty of Materials Science and Engineering Study Program: Engineering and industrial environmental protection
Forest School Group „Nicolae Rucareanu” Brasov
Competent with most Microsoft Office (MS Office: Word, Excel, PowerPoint; ProEngineering)
1 december 2010 at Politecnico di Torino – e Sviluppo per la Metallurgia e i Materiali per l’ingegneria
