8/14/2019 Evaluarea Ciclului de Viata Al Cimentului

1/7

Atomulesei Catalina-Georgiana

Evaluarea ciclului de viata al cimentului

Cimentul este o materie anorganic fin mcinat care, n amestec cu apa, formeaz o past care face priza i se ntrete i care, dup ntrire, i confer rezisten i stabilitateachiari sub ap.

1.Materii prime

Constituenii cimentului sunt:

c1incherul, o roc de sintez fabricat n cuptoarele de ciment i care este compusn

principal din silicai i aluminai de calciu;

gips (CaSO4) care regleaz timpul de priza;

alte adaosuri (zgura de furnal, cenui, filer de calcar, trass, etc.) care confer proprietati deosebite.Clincherul este obinut prin arderea, la 1450oC a amestecului de materii de materii

prime: calcar, argila, alte materii cum ar fi cenua de pirita, detritus, fluid de furaj, sau alicompui care au ncompoziie oxizi de fier , aluminiu, siliciu i calciu. Acestea sunt mcinaten moara de fina i transportate cu ajutorul elevatorului n silozurile de omogenizare idepozitare.

Procesul tehnologic de fabricare a cimentului include i valorificarea deeurilor.Astfel se folosesc

a) deeuri industriale utilizate ca substituieni de materii primedetritus;

fluide de foraj;

zgura i cenui. b) deeuri utilizate drept combustibili alternativi prin coincinerare

plastic si hartie;

vopsele si lacuri;

email;

8/14/2019 Evaluarea Ciclului de Viata Al Cimentului

2/7

grund;

apret;

plastisol;

lam provenit din procesul de lcuire piese auto;deeuri de lemn - rumegu;

solveni;

nmoluri provenite de la epurri;

nmoluri cu reziduuri petroliere;

deeuri textile.

Industria cimentului este o industrie energofag, ponderea energie n structura preuluide cost al cimentului este de aproximativ 25%, ceea ce a amplificat n rile europenedezvoltate, tendina de valorificare a resurselor de combustibili secundari, prin substituirea parial a combustibililor primari. Prin rezultatele obinute se consider unanim c,coincinerarea deeurilor combustibile n cuptoarele de ciment este o soluie viabil pentruimpactul asupra mediului, pentru recuperarea energiei i conservarea resurselor.

Toate instalaiile de coincinerare trebuie echipate i exploatate astfel nct s se

previna emisii n atmosfer care s genereze creterea senmificativ a poluarii aerului lanivelul solului; n particular, gazele trebuie evacuate ntr-o manier controlat i nconfomrmitate cu standardele naionale i internaionale privind calitatea aerului, prinintermediul unui co a crui nalime este astfel calculat nct s asigure, cel puin la limita primei zone locuite, o dispersie corespunztoare a unor emisii sub valorile normale aleindicatorilor de poluare, n orice condiii atmosferice.

De mai bine de 10 ani, pentru a reduce costurile de producie, fabricile de ciment

folosesc din ce n ce mai mult deeurile drept combustibili alternativi sau ca adaosuri lamateria prim.

Utilizarea combustibililor de substituie n industria de ciment prezint numeroaseavantaje la nivel ecologic:

diminuarea consumului de combustibili fosili, neregenerabili, cum este carbunele idiminuarea periclitrii mediului, ca urmare a exploatrii lor;

recuperarea maxim de energie furnizata de deeuri, utilizat n totalitate pentru

fabricarea c1incherului;recuperarea elementelor necombustibile din deeuri i eliminarea necesitii de

8/14/2019 Evaluarea Ciclului de Viata Al Cimentului

3/7

depozitare a cenuii, care se nglobeaz n c1incher.Cuptorul de clincher prezint anumite caracteristici care-l fac s fie un echipmnent foarte

bun pentru valorificarea i arderea n siguran a combustibililor de substituie:- temperatura ridicat;- timp indelungat de staionare a materialului n cuptor;- atmosfer oxidant;- inerie termic ridicat;- mediu alcalin;- reinerea cenuii n clincher;- alimentarea continua a combustibilului.

2. Procesul tehnologic

Obinerea produsului semifinit - clincherul - se realizeaz n cuptorul rotativ cucapacitate de 3000 t/zi, prin urmtoarele operaii tehnologice:

arderea finii n cuptor pentru obinerea clinkerului, pentru care se folosete dreptcombustibil cocsul de petrol i combustibili altemativi;

rcirea clinkerului se realizeaz cu ajutorul instalaiei de insuflare aer n rcitorulgrtar;

transportul clinkerului de la rcitorul grtar la releul de benzi se realizeaz cutransportorul metalic tip. Clinkerul este preluat de pe transporul metalic de releulde benzi i depozitat n trei silozuri de clinker prevzute fiecare cu filtre cu saci;

desprfuirea rcitorului grtar se realizeaz cu filtru cu saci tip dotat cuopacimetru pentru monitorizarea continua a emisiilor de pulberi la cos, iar transportorul este desprfuit de dou filtre cu saci.

Arderea clincherului Aceast parte a procesului este cea mai important din punct devedere al emisiei, al calitii i costurilor produsului finit. La arderea clincherului, fina estealimentat n sistemul cuptorului rotativ unde este uscat, prenclzit, calcinat isinterizat pentru a produce clincher de ciment. Clincherul este rcit cu aer i apoi depozitat.

n procesul de ardere a clincherului este esenial meninerea temperaturii ncrcturiicuptorului ntre 1400 pn la 1500C i a temperatura flacrii de circa 2000C.

Arderea n cuptor Combustibilul introdus prin arztorul principal produce flacra

principal cu o temperatur n jur de 2000C. Din motive de optimizare a procesului, flacra

8/14/2019 Evaluarea Ciclului de Viata Al Cimentului

4/7

trebuie reglat n anumite limite.Alimentarea combustibilului n cuptor se face:

- prin arztorul principal la captul de evacuare al cuptorului rotativ;- printr-un dispozitiv - de alimentare la camera ascendent de la captul de intrareal cuptorului rotativ (pentru combustibilul sub form de buci).

Sistemul cuptorului cu schimbtor de cldur n patru trepte a fost o tehnologiestandard n anii 1970 cnd multe instalaii au fost construite avnd capaciti de la 1000 pnla 3000 tone/zi. Gazul exhaustat, are o temperatur de circa 130C.

Cuptorul de clincher pentru ciment este ideal pentru valorificare temoenergeticdatorit urmtoarelor caracteristici:

- temperatura foarte ridicat a flacrii (2000C);- 5-6 sec. - timp de edere la temp> 1200C;- exces de O2 n timpul i dup combustie;- neutra1izarea acizilor gazoi;- fixarea metalelor grele;- nu genereaz alte produse secundare;- reperarea puterii calorifice de la deeuri.

Arztorul principal accepta produse combustibile n stare pulverulent, lichid sau

gazoas. La nivelul treptei IV a schimbtorului de cldur, la camera ascendent acuptorului, a fost montat o instalaie de introducere a deeurilor utilizate drept substituent decombustil.

Gazele de evacuare din cuptor n sistemul cuptorului, gazele exhaustate trec n final printr-un dispozitiv de control al polurii aerului (filtru electrostatic-electrofiltru) pentrusepararea prafului nainte de evacuare la co.

n procedeul uscat, gazele de evacuare pot avea o temperatur relativ ridicat i pot

furniza cldur pentru uscarea materialului la moara de fin cnd aceasta este n funciune(funcionare compus), ct i la uscare material la moara de cocs. Inaintea intrrii ndispozitivul de control al polurii aerului, gazele sunt n mod normal rcite prin pulverizarede ap ntr-un turn de condiionare, att pentru a reduce volumul lor ct i pentru ambunti caracteristicile de precipitare.

Cuptorul are un mediu alcalin nalt, care permite absorbia pn la 95% din emisia deSO2.

Gazele de ardere sunt evacuate in atmosfer printr-un co.De-a lungul cuptorului sunt 3 zone distincte n care au loc urmtoarele procese:

8/14/2019 Evaluarea Ciclului de Viata Al Cimentului

5/7

Zona de decarbonatare, temperatura medie este de 900-1000oC, unde se

definitiveaz procesul de decarbonatare; Zona de clincherizare, temperatura medie este de 1400-1450oC este zona unde

au loc procesele n faz lichid cu formarea noilor componeni mineralogici; Zona de rcire, materialul se rcete pn la 1300-1100oC, dup care procesul

continu n rcitor.Etapele procesului de clincherizare sunt urmtoarele:

evaporarea apei n stare liber la 100oC; pierderea apei de legtur la 250-450oC; decarbonatarea carbonailor de magneziu i calciu la 575-900oC; formarea compusilor mineralogici ai clincherului la temperatur de 1000-

1450oC; procesul clincherului nu este incheiat complet dup trecerea materialului prin

zona de ardere, deoarece, modul n care acesta este rcit, i influeneazcalitatea.

Rcirea clincherului ncepe la civa metri naintea capului de descrcare a cuptoruluirotativ i se realizeaz cu ajutorul instalaiei de insuflare aer n rcitorul grtar. Viteza de

rcire, adic timpul n care toi compuii au trecut n stare solid, este foarte important pentru calitatea produsului, conferidu-i o aptitudine mrit la mcinare. Dup ieirea dincuptorul rotativ, clincherul este trecut prin rcitorul grtar, unde are loc rcirea lui definitiv, pn la 65oC.

Rcirea cu rcitor grtar este realizat prin trecerea unui curent de aer de jos n sus printr-un strat de clincher (ptur de clincher) care este aezat pe un grtar permeabil la aer.Aerul ncrcat cu praf din rcitor este desprfuit corespunztor printr-un filtru cu saci

prevzut cu rcitor de gaze.

3. Msuri de limitare a concentraiei oxizilor de azot n gazele de ardere

In ce privete oxizii de azot, msurile pentru limitarea concentraiei acestora n gazele deardere la valori admise de legislaia n domeniu sunt de dou tipuri:

- Msuri primare;- Msuri secundare.

8/14/2019 Evaluarea Ciclului de Viata Al Cimentului

6/7

Msurile primare de limitare a concentraiei oxizilor de azot n gazele de ardere suntmsuri tehnice, pe partea de ardere, care mpiedic apariia masiv a oxizilor de azot nc dintimpul arderii. Acestea sunt msuri de optimizare a condiiilor de funcionare, dintre care:

- Funcionarea cu exces de aer sczut - tehnic de reducere a concentraiei de oxigen pn la necesarul minim pentru ardere complet;

- Funcionarea cu arztoare cu NO x redus , aa numitele arztoare n trepte; la acestea, prin meninerea cantitii de aer total dozat pentru ardere, o parte din aerul de ardereeste ramificat n zona arztorului i redirecionat ctre procesul de ardere;

- Funcionarea cu alimentarea treptat a combustibilului - printr-o a doua etap dealimentare a combustibilului ntr-o zon sarac n oxigen, are loc reducerea NO la N2.

Msuri secundare

Aplicarea msurilor primare determin o scdere important a concentraiei oxizilor de azot n gazele de ardere care prsesc focarul, dar nu ntotdeauna i suficient pentru acorespunde normelor internaionale privind emisia de NOx pe coul instalaiilor.

n scopul protejrii mediului ambiant e necesar s se procedeze i la o curare(denoxare) a gazelor de ardere deja formate. Metodele de denoxare a gazelor de ardere

urmresc reinerea oxizilor de azot din gazele de ardere nainte ca acestea s fie eliminate pecoul de fum n mediul ambiant.

Procesele tehnice eseniale pentru denoxare suntprocesul SCR i procesul SNCR.

Reducerea selectiv ne-catalitic (SNCR)Procedeul SNCR se folosete de obicei atunci cnd cheltuielile pentru denoxare nu

trebuie s fie prea mari, sau exist pericolul unei otrviri a catalizatorului, n cazul n care s-ar folosi procedeul SCR.

Condiia necesar este ns s se lucreze la temperaturi nalte capabile s asigurefurnizarea energiei termice necesare pentru descompunerea si vaporizarea agentului reductor care se injecteaz n curentul gazelor de ardere. De aici decurge importana alegerii corecte alocului n care se introduce reactantul, n concordan cu tipul, componenta i sarcina la carefuncioneaz generatorul respectiv. In procesul SNCR nu se utilizeaz nici un catalizator.

Procedeul de denoxare cu uree - este un procedeu SNGR, care se bazeaz pe dozarea de

uree, prin duze, n camera de ardere. Chiar n camera de ardere, oxizii de azot se transform n

8/14/2019 Evaluarea Ciclului de Viata Al Cimentului

7/7

azot i ap. n funcie de sarcina generatorului la un moment dat, locul de dozare a soluiei deuree variaz, fiind ales acolo unde exist optimum de temperatur (850 1000 oC) .

Acesta este format din urmtoarele grupuri funcionale:1) Sistemul de producere apa demineralizat;2) Sistemul de preparare a soluiei de uree;3) Sistemul de dozare i injectare a soluiei de uree.