RAPORT STIINTIFIC SI TEHNIC Proiect Complex 32PCCDI/2018 ...

RAPORT STIINTIFIC SI TEHNIC

Proiect Complex 32PCCDI/2018 - CRESTEREA EFICIENTEI ENERGETICE A INSTALATIILOR DE BIOGAZ

PRIN ELABORAREA SISTEMULUI INTEGRAT: BIOGAZ-MICROALGE-BIOCOMBUSTIBILI, IN CADRUL

CONCEPTULUI DE BIORAFINARE (ALGALBIOGAZCONCEPTENERGIE)

Etapa III - Perioada de raportare: 01/01/2020 - 31/12/2020

REZUMATUL ETAPEI

Prin acest proiect se va creşte capacitatea de cercetare în domeniul valorificarii resurselor regenerabile

datorita dezvoltării unei retele de infrastructura de C-D specifica, şi formarii masei critice de specialisti

care vor asigura creşterea performanţei în cercetare, si cadrul pentru intensificarea colaborărilor

internaţionale (proiecte H2020, EUREKA, ERA-NET).

Proiect component P1. Realizarea sistemului experimental integrat de cultivare microalge în fluxul

tehnologic al instalației de biogaz. Demonstrarea functionalitatii.

Principala activitate realizata in cadrul etapei III de executie a proiectului component numarul 1 este

finalizarea instalatiei pilot experimental demonstrativ la sediul INCDCSZ, Brasov, cat si demonstrarea

functionalitatii tehnologiilor propuse pentru functionarea acestei instalatii, astfel incat in final a putut fi

realizata tehnologia integrata pilot experimental, la nivel TRL6. INCDCP-ICECHIM Bucuresti a realizat

instalatia experimentală de cultivare microalge, la sediul INCDCSZ Brasov, si a demonstrarat

funcționalitatea sistemului de cultivare, recoltare si procesare microalge, cu utilizarea de nutrient

digestat lichid. INCDIE ICPE - CA Bucuresti a acordat asistenta tehnică la realizarea și punerea în

functiune a instalației experimentale de co-digestie anaeroba si a participat la experimente de

demonstrare a functionalitatii instalitiei de co-digestie anaeroba in conditiile sistemului integrat.

INCDCSZ Brasov a participat prin monitorizarea și demonstrarea funcționalității sistemului experimental

demonstrativ, organizarea de stagii de instruire a tinerilor specialiști de la instituțiile partenere. UPG

Ploiesti a acordat asistență tehnică la realizarea și punerea în functiune a instalației experimentale de

separare a digestatului rezultat in urma procesului de digestie anaeroba si a elaborat tehnologia

integrata de valorificare multiplă a digestatului solid.

Proiect component P2. Conceperea, realizarea si operarea modelului experimental de conversie

catalitica a CO2 in bio-metan.

In cadrul proiectului component 2, partenerul P2 a continuat cercetarile anterioare prin testarea

catalizatorilor sintetizati in vederea selectiei variantelor optime. A fost conceput si realizat reactorul

prototip de hidrogenare, care va fi protejat printr-o cerere de brevet de inventie. A fost conceput si

realizat un sistem analitic de proces inovativ si s-a facut sinteza preparativa de catalizatori optimizati

pentru demonstrarea procesului de hidrogenare a CO2. Partenerul P5, Universitatea Tehnica Iasi, a

realizat teste experimentale preliminare şi calibrari privind arderea atmosferica a gazului metan si

experimente extinse asupra arderii şi studii de caz. Testarea catalizatorilor si optimizarea compozitiei

catalizatorilor utilizand CO2 izolat din fluxul de biogaz din instalatia demonstrativa a fost finalizata prin

realizarea unei tehnologii de laborator la nivel TRL 4.

Proiect component P3. Dezvoltarea experimentala a procesului de recuperare a nutrientilor din

digestatul lichid si valorificare complexa a biomasei microalgale, in instalatia experimentala de la P5.

Proiectul component 3 s-a axat pe punerea in functiune si exploatarea instalatiei pilot experimental

demonstrativ biogaz-microalge de la sediul partenerului P3, INCDCSZ Brasov. Partenerul P1, INCDIE ICPE

Raport Stiintific si Tehnic - Proiect Complex 32PCCDI/2018 - Etapa 3: 01/01/2020 - 31/12/2020

2

- CA Bucuresti, a realizat cercetari preparative pentru furnizare 80 L digestat lichid pentru preparare

inocul. Coordonatorul proiectului, INCDCP-ICECHIM Bucuresti, a realizat lucrari preparative de laborator

pentru furnizare 300 L inocul microalge necesar experimentarilor din instalatia pilot demostrativ, pentru

procesarea biomasei microalgale in vederea obtinerii de fitocatalizatori, fractie lipidica si pentru

stabilizarea biomasei microalgale epuizate necesara pentru procesul de co-digestie anaeroba. Impreuna

cu partenerul P3, s-a realizat evaluarea si testarea apelor rezultate din procesul de cultivare a

microalgelor in vederea utilizarii acestora pentru irigarea culturilor agricole (anul II de testare). A fost

evaluata eficienta sistemului propus pentru reducerea continutului de C, N si P din digestatul lichid si s-a

elaborat o tehnologie de epurare a digestatului lichid prin sisteme microalgale.

Proiect component P4. Valorificarea biocarbunelului si procesarea fractiei de bio-oil.

Biocarbunele obtinut din procesul de piroliza catalitica a digestatului solid a fost testat de partenerul P3,

INCDCSZ Brasov, ca ameliator pentru sol la culturile existente (anul II de testare). Partenerul P5,

Universitatea Tehnica Iasi, a efectuat testari preliminare şi calibrări cu compozitii asemanatoare fractiei

gazoase lichefiabile si experimente extinse şi studii de caz, in scopul realizarii unei tehnologii la nivel

TRL3 si protejarea ideii prin depunerea unei cereri de brevet de inventie. Partenerul P4, UPG Ploiesti si

coordonatorul proiectului, INCDCP-ICECHIM Bucuresti, au realizat impreuna cercetari experimentale

privind prepararea, caracterizarea si testarea sistemelor catalitice pentru procesele de hidrocracare si

hidrotratare a amestecului conditionat de bio-oil purificat si fractia lipidica, finalizate prin realizarea a

doua tehnologii la nivel TRL 3, protejate prin doua cereri de brevet de inventie depuse. Coordonatorul

proiectului, INCDCP-ICECHIM a realizat experimentarea in situ a proceselor de hidrocracare/hidrotratare

a amestecului conditionat de bio-oil purificat si fractia lipidica in instalatia pilot existenta la ICECHIM.

DESCRIEREA STIINTIFICA SI TEHNICA

Rezultatele propuse la finalizarea Proiectului Complex sunt urmatoarele:

1. Tehnologie integrata pilot experimental – TRL6 pentru: Procesul de co-digestie anaeroba; Cultivare

(purificare digestat lichid), recoltare și procesare microalge; Separare a biogazului si conversie

catalitică a bioxidului de carbon la biometan; Valorificare multiplă a digestatului solid.

2. Instalatie pilot experimental la sediul INCDCSZ, Brașov.

3. 1 stand experimental dezvoltat pentru studiul arderii combustibilor gazoşi alternativi.

4. 11 tineri nou angajati.

Rezultatele realizate in Etapa III a Proiectului Complex sunt urmatoarele:

1. Sustinerea a 11 noi locuri de munca, dupa cum urmeaza: 5 noi angajati in cadrul colectivului CO

INCDCP-ICECHIM Bucuresti, 1 nou angajat la P1, INCDIE ICPE-CA, 2 noi angajati la P2, Univestitatea

Bucuresti, 2 noi angajati la P3, INCDCSZ Brasov si 1 nou angajat la Universitatea Tehnica “Gh. Asachi”

Iasi.

2. Instruirea continua a resursei umane nou angajate prin CEC-uri de mobilitati intre partenerii

proiectului complex, pentru o mai buna intelegere a domeniilor care sunt abordate in cadrul acestui

proiect.


3

3. Exploatarea instalatiei pilot experimental demonstrativ Biogaz-Microalge, compusa din

urmatoarele utilaje:

Digestor 5 m3, utilaj customizabil, material PAFS (polistiren armat cu fibra de sticla);

Vas colectare digestat, 200 L, material PAFS;

Vas colectare digestat lichid, 200 L, material PAFS;

Vas preparare solutie nutrienti, 500 L, material PAFS;

Vas absorbtie CO2 in solutie nutrienti, 500 L, material PAFS;

Vas recoltare (depozitare/sedimentare) suspensie algala, 500 L, material PAFS;

Vas colector apa filtrata, 500 L, material PAFS;

Vas omogenizare substrat mobil, 500 L, material PAFS;

Bazin cultivare microalge 10 m3, material PAFS (polistiren armat cu fibra de sticla).

4. Exploatarea standului experimental pentru combustoare cu biocombustibili gazoşi, pentru

caracterizarea hidrocarburilor gazoase lichefiabile obţinute. Standul experimental este amplasat la

sediul Partenerului P5 – UT Iaşi. Standul va servi in egala masura pentru lucrarile de cercetare

aferente proiectului, si chiar dupa finalizarea proiectului pentru instruirea personalului de cercetare

si pentru realizarea de analize pentru operatorii economici care doresc sa caracterizeze

biocombustibili gazosi, avand in vedere ca nu exista pana in prezent un astfel de laborator in tara.

PROIECT COMPONENT P1

Activitatea 3.1 - Dezvoltare experimentala de finalizare instalatie experimentala la INCDCSZ, Brasov. 1.

Realizarea instalatie experimentală de cultivare microalge - INCDCP-ICECHIM Bucuresti; 2. Asistență

tehnică la realizarea și punerea în functiune a instalației experimentale de co-digestie anaeroba la

INCDCSZ Brasov - INCDIE ICPE - CA Bucuresti; 3. Asistență tehnică la realizarea și punerea în functiune a

instalației experimentale de cultivare si recoltare a microalgelor - INCDCP-ICECHIM Bucuresti; 4.

Asistență tehnică la realizarea și punerea în functiune a instalației experimentale de separare a

digestatului - UPG Ploiesti

Indicatori de realizare: Instalatie experimentala; montaj final instalatie experimentala; probe mecanice;

documentatie de achizitie; achizitie echipamente – etapa III;

In aceasta etapa a proiectului complex a fost finalizata achizitia echipamentelor si materialelor necesare

punerii in functiune a instalatiei pilot experimental demonstrativ biogaz – microalge. Montajul final al

instalatiei a fost realizat prin colaborarea partenerilor proiectului complex cu furnizorul utilajelor care a

asigurat si montajul acestora. Dupa montaj, au fost realizate probe hidraulice pentru a verifica buna

functionare a utilajelor, iar instalatia a fost pusa in functiune cu participarea partenerilor.

INSTALATIE PILOT EXPERIMENTAL - DEMONSTRATIVA BIOGAZ – MICROALGE

Nr. crt.

Denumire utilaj / echipament tehnologic; Caracteristici Pozitie in skid

1

2

INSTALATIE DIGESTIE ANAEROBA Digestor: V=5.000 l, Vas cilindric, orizontal ø x l =1400x3500, cupola/dom h=0,7m, racorduri pentru alimentare, golire, evacuare biogaz; material PAFS (poliester armat cu fibra de sticla), prevazut cu sistem rotativ antisedimentare cu perii (programabil) si recirculare, termometru si manometru. Stuturi de golire. Pompa central centrifuga Q=3000l/h H = 45mcl (pentru recirculare + golire), N-2,2 kw, material inox.

DA

PC


4

3

Vas colectare digestat: V=200 l Vas cilindric, vertical, capac plan, fund conic /semielipsoidal, ø x h = 700 x 500, material PAFS (poliester armat cu fibra de sticla) prevazut cu stuturi R1, R3, R4, R5 pe capac si golire fund R2.

V2

4

INSTALATIE PRELUCRARE MECANICA SUBSTRAT PENTRU DIGESTIE Omogenizator mobil pentru substrat Vas cilindric vertical V = 500 l, material PAFS (poliester armat cu fibra de sticla), inclusiv grup de pompare ( 2 pompe vertical submersibile ) – stuturi, Q=500 l/h , H = 10 mcl, inox

Om

5

6

7

INSTALATIE DE PREPARARE SOLUTIE NUTRIENTI Vas colectare digestat lichid: V = 200 l Vas cilindric, vertical, capac plan, semielipsoidal, ø x h = 700 x 500, material PAFS (poliester armat cu fibra de sticla) Vas preparare solutie nutrienti Vas cilindric vertical 500 l, capac plan, semielipsoidal, ø x h = 800 x 1000 – material PAFS (poliester armat cu fibra de sticla) pe capac racorduri DN25 pentru alimentare apa calda, intrare apa filtrate / solutie reciclata si aerisire + gura de incarcare DN 200 (cu capac rabatabil pentru saruri solzi, golire fund, pentru evacuare solutie material fibra de sticla G=80kg. Pompa centrifuga Q=4800 l/h, H = 8 mcl, N= 1,3 kw, inox

V3

V1

P1

8

9

10

11

SISTEM CULTIVARE MICROALGE Vas absorbtie CO2 in solutie nutrienti Vas cilindric vertical V=500l, capac semielipsoidal, fund semielipsoidal, ø x h = 500 x 1800, material PAFS (polyester armat cu fibra de sticla) prevazut cu stuturi R1, R2, R4 + plonjor, R5 cu ventil, R6 cu plutitor de nivel. Pompa centrifuga Q=3600 l/h, H = 10 mcl, N= 0,8 kw, Material pompa - plastic Bazin cultivare alge Bazin oval l x L x h = 1,8 x 10 x 0,6m, lateral de forma semielipsoidala, captusit cu folie neagra, perete longitudinal in axul bazinului, prevazut cu paleti actionati de motor N= 2,2 kw; iluminare cu sistem LED-uri, material PAFS (poliester armat cu fibra de sticla), Stut de evacuare R2; Pompa centrifuga Q=3600 l/h, H = 10 mcl, N= 0,8 kw, Material pompa: Plastic

VA

P2

BCA

P3

12

13

14

SISTEM RECOLTARE BIOMASA ALGALA Vas recoltare (depozitare / sedimentare) Vas cilindric vertical V= 500 l, capac plan, fund conic, ø x hc x ht = 700 x 1000 x 1330 – prevazut pe capac cu racorduri Dn 25 pentru alimentare suspensie algala sia erisire lateral 2 racorduri preaplin Dn25 pentru evacuare apa decantata, golire la fund Dn25, pt. evacuare suspensie, material PAFS (poliester armat cu fibra de sticla) Pompa centrifuga Q=3600 l/h, H = 10 mcl, N= 0,8 kw, Material pompa: Plastic. Vas collector apa filtrata vas cilindric vertical V= 500 l, capac plan, fund semielipsoidal, ø x h = 800 x 1000 – Prevazut cu stuturi – R1, R3, R4, R5 pe capac si stut de evacuare R2.

VR

P4

V4

Total valoare utilaje / echipamente tehnologice 107.286,40

Total valoare materiale 6.184,59

Total servicii c+m asamblare componente 14.000,00

Total valoare instalatie pilot experimental demonstrativ Biogaz-Microalge 127.470,99


5

Activitatea 3.2 - Dezvoltare experimentala si demonstrarea functionalitatii tehnologiilor propuse –

Partial. 1. Experimente de demonstrare a functionalitatii instalitiei de co-digestie anaeroba in conditiile

sistemului integrat - Partial - INCDIE ICPE - CA Bucuresti; 2. Demonstrarea funcționalității sistemului de

cultivare, recoltare si procesare microalge, cu utilizarea de nutrient digestat lichid - Partial - INCDCP-

ICECHIM Bucuresti; 3. Monitorizarea și demonstrarea funcționalității sistemului experimental

demonstrativ; organizare stagii de instruire a tinerilor specialiști de la instituțiile partenere - Partial –

INCDCSZ Brasov;

Indicatori de realizare: 1 raport de experimentare; 1 raport stiintific; 1 comunicare stiintifica.

In etapa a III-a a proiectului complex, instalatia pilot experimental demonstrativ a fost montata pe pozitii

si pusa in functiune, cu participarea intensiva a coordonatorului proiectului, INCDCP-ICECHIM Bucuresti

si a partenerului P3, INCDCSZ Brasov. In prima faza a fost incarcat digestorul de volum total 5 m3, volum

util de 3.5 m3 folosind reteta de alimentare stabilita in etapele anterioare ale cercetarii, impreuna cu

partenerul P1, INCDIE ICPE-CA Bucuresti. Materiile prime pentru incarcarea digestorului au fost furnizate

de catre partenerul P3, INCDCSZ Brasov, din productia proprie a institutului. Inoculul necesar pornirii

procesului de digestie anaeroba a fost furnizat de catre P1, INCDIE ICPE-CA Bucuresti, care a participat la

activitatea de incarcare a acestuia in digestor. Monitorizarea procesului de digestie anaeroba, ulterior

incarcarii, a fost realizat de catre INCDCP-ICECHIM in colaborare cu INCDCSZ Brasov. Tinerii nou angajati

au participat activ la operarea si monitorizarea instalatiei experimentale. Au fost monitorizati zilnic

parametrii digestorului, si anume debitul de biogaz, compozitia biogazului, in principal procentul de

metan din biogaz, si temperatura substratului alimentat. Procentul de metan din biogaz a inregistrat

crestere constanta pana la o anumita valoare, iar cand acest procent a inceput sa descreasca, s-a realizat

improspatarea substratului de digestie prin evacuarea unei parti de substrat epuizat (digestat) si

inlocuirea acestuia prin alimentare de materii proaspete. Digestatul evacuat din digestor a fost prelucrat

cu participarea partenerului P4, care este responsabil de prelucrarea digestatului solid, prin piroliza, la

biocarbune, bio-oil si bio-hidrogen. Digestatul lichid este folosit ca sursa de nutrienti pentru cultivarea

biomasei microalgale.

Ulterior incarcarii digestorului, a fost pus in functiune si bazinul de cultivare microalge, cu volumul total

de 10 m3 si volum util de 3 m3. INCDCP-ICECHIM Bucuresti a realizat aceasta activitate la sediul INCDCSZ

Brasov. Bazinul a fost inoculat, microalgele s-au dezvoltat in mediul lor specific timp de doua saptamani,

dupa care s-a pornit refacerea nutrientilor din mediul de cultivare prin dislocuirea unui volum de

suspensie microalgala cu acelasi volum de digestat lichid provenit de la procesul de digestie anaeroba.

Suspensia microalgala evacutata a fost supusa unei etape de electrocoagulare/floculare pentru a separa

biomasa microalgala din suspensie. Biomasa microalgala astfel separata a fost colectata si preluata de

catre INCDCSZ pentru valorificarea acesteia, prin extractia compusilor bioactivi cu rol de fitocatalizatori

in procesul de digestie anaeroba.

In ceea ce priveste valorificarea digestatului solid, UPG Ploiesti si ICECHIM Bucuresti au realizat cercetari

experimentale de conditionare a acestuia prin procedee mecanice si caracterizare fizico-chimica si

structurala a acestuia. Partenerul P4 a completat instalatia experimentala existenta in cadrul UPG

Ploiesti pentru procesul de piroliza si a efectuat teste. S-au realizat experimentări necesare elaborarii

tehnologiei la nivel de laborator privind prepararea sistemelor catalitice pentru piroliza digestatului

conditionat. Catalizatorii au fost caracterizati de catre ICECHIM prin determinarea distributiei

dimensiunilor de particule, analiza texturala si determinarea distributiei tariei acide. Testele

experimentale de piroliza pe catalizatorii preparati in situ au fost realizate pe o instalatie in sistem

continuu, intr-un reactor tubular cu curgere descendenta. In urma programului experimental privind


6

testarea sistemelor catalitice in procesul de piroliza a digestatului conditionat cu fractie lipidica a fost

selectata de catre partenerul UPG varianta tehnologica pentru conditionarea fractiei gazoase lichefiabile

in directia obtinerii de combustibili pentru turbomotoare, utilizand catalizatorul WO3/γ-Al2O3. Pentru

obtinerea de componenti pentru combustibili si fluxanti ecologici pentru bitumul rutier partenerul UPG

a conditionat amestecului de bio-oil si fractie lipidica si a caracterizat combustibilul aditivat si bitumul

fluxat cu bio-oil. Partenerul P3, INCDCSZ Brasov a realizat in perioada raportata cercetari privind

testarea biocarbunelui, ca ameliator pentru sol la culturile existente in anul I de testare.

Activitatea 3.3 - Elaborare tehnologie integrata pilot experimental – TRL6 – Partial. 1. Elaborare

tehnologie integrată de fermentare anaerobă – Partial - INCDIE ICPE - CA Bucuresti; 2. Elaborare

tehnologie integrată de cultivare, recoltare și procesare microalge - Partial - INCDCP-ICECHIM Bucuresti;

3. Elaborare tehnologie integrata de separare si conversie catalitică a dioxidului de carbon la metan -

Partial - Universitatea Bucuresti; 4. Elaborare tehnologie integrata de valorificare multiplă a digestatului

solid - Partial - UPG Ploiesti;

Indicatori de realizare: 1 cerere brevet de inventie; 1 comunicare stiintifica.

Principalul rezultat al proiectului complex 32PCCDI/2018 este realizarea si operarea unei instalatii

integrate biogaz microalge, la sediu partenerului P3 al proiectului, Institutul National de Cercetare-

Dezvoltare pentru Cartof si Sfecla de Zahar INCDCSZ-Brasov. Aceasta instalatie are ca scop demonstrarea

avantajului prezentat de integrarea unui sistem de cultivare a microalgelor in cadrul instalatiilor de

biogaz, atat pentru a valorifica digestatul lichid obtinut ca flux secundar din procesul de digestie

anaeroba pentru obtinere de biogaz, dar si pentru imbunatatirea continutului de metan al biogazului

prin adaugare de fitocatalizatori in procesul de digestie anaeroba, fitocatalizatori obtinuti din biomasa

microalgala cultivata folosind digestatul lichid ca sursa de nutrienti. Dioxidul de carbon din compozitia

biogazului este convertit catalitic la metan de catre partenerul P2, Universitatea Bucuresti, printr-un

proces inovativ. Instalatia integrata este amplasata la sediul Partenerului de la Brasov, acolo fiind sursa

de materii prime care vor fi utilizate in procesul de digestie anaeroba si tot acolo este locul in care se

doreste a fi valorificat digestatul obtinut ca flux secundar in acest prces. Digestatul obtinut in urma

procesului de digestie anaeroba este separat in digestat lichid, folosit in procesul de cultivare a

microalgelor, si digestat solid. Microalgelele sunt cultivate in regim continuu, intr-un bazin deschis, in

ciclu zi/noapte, autotrof, folosind lumina solara ca sursa de energie si dioxid de carbon atat din aer

(bazin deschis), cat si provenit de la procesul de digestie anaeroba, barbotat in mediul nutrient. Apele

rezultate in urma cultivarii microalgelor pe digestat lichid sunt potrivite pentru irigarea culturilor

agricole ce vor fi utilizate ca materii prime in procesul de digestie anaeroba, avand continut de nutrienti

si microelemente.

Biomasa microalgala cultivata pe digestat lichid este procesata pentru obtinere de extract brut, cu rol de

fitocatalizator in procesul de digestie anaeroba, fractie lipidica, adaugata in procesul de piroliza catalitica

a digestatului solid pentru a obtine bio-oil, si biomasa microalgala epuizata, care este adaugata in

procesul de digestie anaeroba, cu rol de fitocatalizator. Digestatul solid este valorificat de catre

Partenerul P4, Universitatea de Petrol-Gaze Ploiesti, prin piroliza catalitica, obtinandu-se bio-carbune,

bio-oil si bio-hidrogen. Bio-carbunele este utilizat ca ameliorator de sol in procesul de cultivare a

materiilor prime pentru digestia anaeroba.

Astfel, dintr-un flux secundar sunt obtinute produse valoroase care sunt reintroduse in proces pentru a-i creste eficienta economca si pentru a obtine un proces care nu genereaza fluxuri secundare, in cadrul conceptului de economie circulara.


7

Tehnologiile finalizate pana in acest moment in cadrul proiectului complex 32CCDI/2018 cu privire la

subiectul Biogaz-Microalge:

Tehnologie de laborator TRL 4 de de cultivare microalge;

Tehnologie de laborator TRL 4 de epurare a digestatului lichid prin sisteme microalgale;

Tehnologie de laborator TRL 4 de extractie compusi bioactivi din biomasa microalgala.

Tehnologie de laborator TRL 4 de separare a amestecurilor CO2/CH4;

Tehnologie de laborator TRL4 pentru evaluarea potențialului de biometan al diferitelor amestecuri

de fermentare;

Tehnologie de laborator TRL 4 de testare a catalizatorilor si optimizare a compozitiei catalizatorilor

utilizand CO2 izolat din fluxul de biogaz din instalatia demonstrativa;

Tehnologie de laborator TRL 3 de preparare a catalizatorului WO3/ɤ-Al2O3 pentru piroliza

digestatului conditionat;

Tehnologie de laborator TRL 3 de piroliza a unui digestat rezultat la fabricarea biogazului;

Tehnologie de laborator TRL 3 de ardere diferiti combustibili gazosi in standul experimental;

Tehnologie de laborator TRL3 pentru procesul de hidrocracare a amestecului conditionat de bio-

oil purificat si fractia lipidica;

Tehnologie de laborator TRL3 pentru procesul de hidrotratare a amestecului conditionat de bio-oil

purificat si fractia lipidica;

Ultimele tehnologii propuse spre realizare in cadrul proiectului complex se afla in curs de elaboare si vor

fi finalizate in etapa 4 a proiectului:

Tehnologie integrata pilot experimental - TRL 6, compusa din:

Tehnologie integrata Biogaz-Microalge- validata si demonstrata la nivel TRL 6;

Tehnologie de codigestie anaeroba a deseurilor organice-validata si demonstrata la nivel TRL 6;

Tehnologie de cultivare microalge cu valorificarea digestatului lichid din instalatia de Biogaz -

TRL 6;

Tehnologie de recoltare a biomasei microalgale cu instalatia prototip de

electrocoagulare/floculare - TRL 6;

Tehnologie de laborator TRL 3: Proces de hidrocracare /hidrotratare a amestecului conditionat de

bio-oil purificat si fractia lipidica in instalatia pilot (ICECHIM).

Rezultatele cercetarii in ceea ce priveste subiectul proiectului complex au fost protejate prin realizarea

urmatoarelor cereri de brevet de inventie, depuse la Oficiul de Stat pentru Invenții și Mărci – OSIM:

Procedeu de stimulare a producției de biogaz și biometan în procese de codigestie (INCDIE ICPE-

CA Bucuresti);

Procedeu si sistem deschis de cultivare a microalgelor, integrat in instalatiile de biogaz (INCDCP-

ICECHIM Bucuresti);

Procedeu si echipament de recoltare a biomasei microalgale prin procese de electrocoagulare -

floculare (INCDCP-ICECHIM Bucuresti);

Catalizator pe baza de Mo si procedeu de piroliza lenta a biomasei pe acest catalizator (UPG

Ploiesti);

Stand experimental pentru analiza proceselor de ardere a combustibililor gazoși (UT Iasi);

Injector turbionator cu vane frontale cu înclinare variabilă (UT Iasi);

Material polimeric stabilizat cu biomasa microalgala si procedeu de obtinere (INCDIE ICPE-CA

Bucuresti).


8


Activitatea 3.4 - Testarea catalizatorilor sintetizati in vederea selectiei variantelor optime -

Universitatea Bucuresti;

Indicatori de realizare: 1 raport de testare.

Testele catalitice au avut in vedere selectia catalizatorului optim urmarind:

i) Influenta compozitiei chimice, respectiv a raportului Co/Fe

ii) Anduranta catalizatorului, adica stabilitatea la reciclare

iii) Influenta parametrilor tehnologici: a) raport molar H2/CO2; b) influenta temperaturii de

reactie; c) influenta presiunii de reactie; d) anduranta catalizatorului la adaos de apa.

i) Influenta compozitiei chimice, respectiv a raportului Co/Fe, asupra conversiei CO2 si selectivitatii la

metan

Figura 3.4.1. prezinta variatia selectivitatii si conversiei in reactia de hidrogenare a CO2 la metan pe

catalizatori continand concentratii diferite de cobalt si fer folosind ca suport grafena nedopata.

Selectivitatea este influentata major de compozitia catalizatorului. Astfel, catalizatorul Co-Fe@C (1)

prezinta o selectivitate practic totala la metan intr-un interval larg de temperatura, Co-Fe@C (1) o

selectivitate ridicata doar la temperaturi mai mari de 450 oC iar Co-Fe@C (1) o selectivitate modesta la

temperature mici si cca 80% la 450 oC.

In acord cu calculele termodinamice, conversia reactiei de hidrogenare a CO2 creste cu cresterea

temperaturii atingand o conversie practic totala la 500 oC.

Figura 3.4.1. Variatia selectivitatii si conversiei CO2 la metan pe catalizatori continand concentratii

diferite de cobalt si fer dupa al 5-lea ciclu de reactie: a) Co-Fe@C (1), b) Co-Fe@C (2) si c) Co-Fe@C (3).

10 bari, H2/CO2 7:1 (3.5 : 0.5 mL/min).

ii) Anduranta catalizatorului, adica stabilitatea la reciclare, cuplata cu influenta raportului H2/CO2.

Figurile 3.4.2 si 3.4.3 prezinta rezultate confirmand stabilitatea catalizatorului. In cazul catalizatorului

Co-Fe@C (1) (Figura 3.4.2,a) lucrand la o presiune de 10 bari, cu un raport H2/CO2 de 7:1 si un debit de

3.5 : 0.5 mL/min, cu catalizatorul proaspat cresterea temperaturii de reactie produce modificari ale

selectivitatii. La 300 oC CO2 este complet transformat, metanul este dominant (peste 80%) iar diferenta o

reprezinta practic numai intermediarul CO. Peste 350 oC incep sa se formeze si hidrocarburi C2-C4 cu un

maxim la 400 oC si ceva urme de alchene la aceiasi temperatura. In timpul urmatoarelor doua reciclari

catalizatorul sufera o serie de transformari structurale care se traduc in modificari ale selectivitatii si o

crestere usoara a conversiei. Dupa al patrulea ciclu (insemnand racirea si reincalzirea catalizatorului)

(Figura 3.4.2, b) nu se mai observa astfel de modificari. Cresterea temperaturii de reactie conduce


9

deasemenea la o schimbare a selectivitatii. La 300 oC selectivitatea in metan este de cca 45%, s-au

detectat hidrocarburi saturate si alchene C2-C4 si aproape 30% CO. Cresterea in continuare a

temperaturii are ca efect o scadere a selectivitatii in CO, insotita de o cresetere a selectivitatii in metan,

si dupa un maxim la 350 oC o scadere continua a selectivitatii in alcani si alchene C2-C4.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C

C

300 350 400 450 500

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv. (%

)

Test initial

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C

C

300 350 400 450 500

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

A 4-a reciclare

Figura 3.4.2. Teste de stabilitate ale catalizatorului Co-Fe@C (1). 10 bari, H2/CO2 7:1 (3.5 : 0.5 mL/min)

Operand la acelasi raport molar H2/CO2 de 7:1 catalizatorul Co-Fe@C (2) a suferit deasemenea

transformari structurale atingand pragul de stabilitate dupa 5 cicluri de reactie successive (Figura 3.4.3).

Deasemenea acest catalizator a fost testat mentinand raportul de H2/CO2 de 7:1, debitul si temperature

de reactie timp de 24 de zile fara intrerupere fara sa conduca la modificari ale conversiei sau

selectivitatii.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C

C

300 350 400 450 500

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

H2:CO2 = 7:1 (3.5:0.5 mL/min)

A 5-a reciclare

Figura 3.4.3. Teste de stabilitate ale catalizatorului Co-Fe@C (2). 10 bari, H2/CO2 7:1 (3.5 : 0.5 mL/min)

Raportul H2/CO2 este un factor important in controlul activitatii si selectivitatii catalizatorului. Acest

comportament este demonstrat pentru acelasi catalizator Co-Fe@C (2) in Figura 3.4.3. Scaderea

raportului molar H2/CO2 prezinta cateva tendinte generale: scaderea conversiei CO2 si a selectivitatii la

metan. Variatia selectivitatii la alchene C2-C4 (in limite de pana la 7%) are loc la temperaturi de pana la

400 oC fara a urmari o tendinta clara. In acelasi timp, selectivitatea la alcani C2-C4 trece printr-un maxim

la 400 oC. Pentru raport molar H2/CO2 de 1:1 si temperature de 500 oC selectivitatea in metan este

comparabila cu selectivitatea in CO.


10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

CC

300 350 400 450 500

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

H2:CO2 = 4:1 (3.2:0.8 mL/min)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

CC

C

300 350 400 450 500

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

H2:CO2 = 3:1 (3:1 mL/min)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

CC

C

300 350 400 450 500

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

H2:CO2 = 2:1 (2.66:1.33 mL/min)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

CC

C

300 350 400 450 500

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

H2:CO2 = 1:1 (2:2 mL/min)

Figura 3.4.4. Comportamentul catalizatorului Co-Fe@C (2) functie de raportul molar H2/CO2 (10 bari)

Influenta presiunii corelata cu raportul H2/CO2

Figura 3.4.5 prezinta variatia conversiei CO2 si a selectivitatii cu presiunea pentru un raport molar de

H2:CO2 = 4:1 (3.2:0.8 mL/min). Cresterea presiunii la 40 de atm conduce la conversii totale pentru

temperaturi mai mari decat 350 oC. Deasemenea, cresterea presiunii are ca efect cresterea selectivitatii

in metan. In fapt, la 40 atn, pentru temperaturi mai mari de 350 oC produsul de hidrogenare contine

numai hidrocarburi saturate C2-C4 si metan. Deasemenea, important de subliniat, la aceasta presiune

stabilitatea catalizatorului este atinsa chiar dupa primul ciclu de reactie.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C

C

250 300 350 400 450

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

P = 5 bar

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

CC

300 350 400 450 500

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

P = 10 bar


11

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

CC

250 300 350 400 450

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

P = 15 bar

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

CC

250 300 350 400 450

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

P = 20 bar

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C C

250 300 350 400 450

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

P = 40 bar

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C C

250 300 350 400 450

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

A 2-a reciclare

Figura 3.4.5. Comportamentul catalizatorului Co-Fe@C (2) functie de presiune pentru un raport molar

de H2:CO2 = 4:1


H2:CO2 = 2:1 (3.2:0.8 mL/min). Cresterea presiunii la 40 de atm conduce la conversii mai ridicate dar nu

totale. Deasemenea, cresterea presiunii are ca efect cresterea selectivitatii in metan, dar aceste

selectivitati sunt sub 80%, rezultand deasemenea hidrocarburi C2-C4 pe langa CO nehidrogenat. Pentru

acest raport molar la presiunea de 20 atm stabilitatea catalizatorului este atinsa chiar dupa al treilea

ciclu de reactie.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C

C

250 300 350 400 450

0

20

40

60

80

100

Sel. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

P = 5 bar

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C

C

250 300 350 400 450

0

20

40

60

80

100

Sel. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

P = 7.5 bar


12

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

CC

C

300 350 400 450 500

0

20

40

60

80

100S

el. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

P = 10 bar

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C C

250 300 350 400 450

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

P = 15 bar

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C C

250 300 350 400 450

0

20

40

60

80

100

Sel. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

P = 20 bar

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C C

250 300 350 400 450

0

20

40

60

80

100

Sel. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

P = 20 bar

A 3-a reciclare


de H2:CO2 = 2:1


H2:CO2 = 1:1 (3.2:0.8 mL/min). Si in acest caz cresterea presiunii conduce la conversii mai ridicate dar

acestea raman modeste, sub 40% chiar la 40 atm. Cresterea selectivitatii in metan este deasemenea

modesta (sub 45%), rezultand amestecuri aproape echimoleculare metan - C2-C4 pe langa CO

nehidrogenat. Pentru acest raport molar la presiunea de 20 atm stabilitatea catalizatorului este atinsa

numai dupa al saselea ciclu de reactie.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C

250 300 350 400

0

20

40

60

80

100

Sel. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

P = 5 bar

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

CC

C

300 350 400 450 500

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

P = 10 bar


13

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C

250 300 350 400

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

P = 15 bar

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C

250 300 350 400

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

P = 20 bar


de H2:CO2 = 1:1 (2:2 mL/min).

Influenta adaosului de apa

Reactia de hidrogenare a CO2 la metan (dar si hidrocarburi superioare) decurge inevitabil cu formare de

apa. Stabilitatea catalizatorului fata de apa este de aceea un parametru important si pentru a verifica

acest punct s-au realizat exoerimente cu catalizatorul cel mai efficient (Co-Fe@C (2)) in conditii de

adaosuri de apa. Figura 3.4.8, descrie aceste rezultate pentru experimente efectuate la presiune de 10

bari, raport H2:CO2 = 2:1 (3.2:0.8 mL/min). Rezultatele prezentate confirma faptul ca adaosul de apa are

un efect pronuntat negativ asupra conversiei la temperature mici, si a selectivitatii pe intreg intervalul

de temperaturi investigat. Astfel, reactia este majoritar blocata la formare de CO si hidrocarburi C2-C4 la

temperaturi mici si la amestecuri de metan si hidrocarburi C2-C4 la temperature mai mari de 400 OC

cand apa poate avea rol de oxidant.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

CC

C

300 350 400 450 500

0

20

40

60

80

100

Sel. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

Fara adaos de apa

H2:CO2 = 2:1 (2.66:1.33 mL/min)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

CC

250 300 350 400 450

0

20

40

60

80

100

Se

l. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

H2:CO2:H2O = 2:1:1 (3.2:0.8:0.001 mL/min)


14

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C

C

250 300 350 400 450

0

20

40

60

80

100

Sel. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

H2:CO2:H2O = 2:1:2 (3.2:0.8:0.002 mL/min)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

C

C

C

250 300 350 400 450

0

20

40

60

80

100

Sel. (

%)

T (oC)

CO CH4 C

2-C

4

o C

2-C

4

=

Co

nv.

(%)

H2:CO2:H2O = 2:1:4 (3.2:0.8:0.004 mL/min)

Figura 3.4.8, Comportamentul catalizatorului Co-Fe@C (2) in experimente efectuate la presiune de 10

bari, raport H2:CO2 = 2:1 (3.2:0.8 mL/min) in prezenta de adaos de apa.

Influenta doparii cu azot a grafenei (Catalizatori Co-Fe@(N)C

Figura 3.4.9 prezinta rezultatele doparii cu azot a grafenei suport in hidrogenarea CO2 la metan.

Exceptand catalizatorul Co-Fe@C (3), catalizatorii Co-Fe@C au prezentat selectivitati superioare

catalizatorilor Co-Fe@(N)C. Deasemenea conversiile masurate pentru catalizatorul Co-Fe@C (2) au fost

superioare tuturor conversiilor masurate pentru ceilalti catalizatori recomandand-ul pentru acest

process.

(a) (b) (c)

(a) (b) (c)

Figura 3.4.9. Variatia selectivitatii si conversiei CO2 la metan pe catalizatori grafene dopate cu concentratii diferite

de azot si continand concentratii diferite de cobalt si fer dupa al 5-lea ciclu de reactie: a) Co-Fe@(N)C (4), b) Co-

Fe@(N)C (5) si c) Co-Fe@(N)C (6). 10 bari, H2/CO2 7:1 (3.5 : 0.5 mL/min).


15

Activitatea 3.5 - Conceperea si realizarea reactorului prototip de hidrogenare - Universitatea Bucuresti;

Indicatori de realizare: 1 reactor prototip de hidrogenare; 1 cerere de brevet.

Reactorul de hidrogenare este de tip continuu tubular vertical, cu

strat fix de catalizator.

Corpul reactorului este din oţel inox (SS 316), acelasi material fiind

utilizat si pentru conectare la fluxul de intrare gazos, respectiv

efluent. Stratul fix de catalizator (pulbere sau fasonat sub forma

unor sfere cu diametru de 1-2 mm) este susţinut la mijlocul

înălţimii de dopuri de vată de sticlă. Alegerea vatei de sticlă în

locul unei frite metalice suport s-a făcut în urma unor teste

catalitice de tip "blank" (fără catalizator în reactor) care a dovedit

faptul că vata de sticlă nu prezintă activitate catalitică în reacţia

investigată. Mai mult, prin utilizarea vatei de sticlă (care este

schimbată la fiecare cataizator testat) se evită contaminarea cu

urme de catalizator de la o şarjă testată anterior (cazul unei frite

metalice, mult mai dificil de înlocuit la fiecare experiment).

Forma liniară a reactorului tubular permite o curăţare bună a

acestuia după testarea fiecărei şarje de catalizator, evitănd astfel

probleme de contaminare a corpului reactorului cu pulbere de

catalizator. Sistemul este prevăzut deasemenea cu o inserţie a

unei tije de măsurare a temperaturii (termocuplu de tip K) direct

în stratul fix de catalizator; reglarea temperaturii (reactorul

operează introdus într-un cuptor ceramic tubular) se efectuează

având ca referinţă temperatura stratului catalitic la nivelul căruia

are loc reacţia de hidrogenare. Materialele utilizate şi modul de

construcţie al reactorului asigură etanşeitate aşadar permite

operarea în siguranţă a acestuia cu gaz combustibil (H2) sub

presiune la temperatură ridicată (max. 100 bari, 800°C).

Activitatea 3.6 - Conceperea si realizarea unui sistem analitic de proces inovativ - Universitatea

Bucuresti;

Indicatori de realizare: 1 metoda de control analitic.

Sistemul analitic de proces a fost realizat prin modificarea unui cromatograf de gaze Agilent 7890A, prin

inserarea unui circuit de injectie automată cu buclă (volum 100 microlitri) operat printr-o valvă

pneumatică cu 6 căi. Amestecul gazos colectat de la ieşirea din reactorul de conversie catalitică a CO2 a

fost trecut prin bucla de injecţie şi apoi eliminat sub formă de efluent gazos. Acţionarea valvei cu 6 căi a

fost efectuată de către circuitul pneumatic al reactorului catalitic, modalitate de operare care permite

controlul momentului injecţiei probei gazoase în sistemul cromatografic din cadrul secvenţei de

parametrii operaţionali ai sistemului computerizat de control al reactorului. Modificarea sistemului

cromatografic a avut in vedere păstrarea în circuit a injectorului split/splitless pentru a putea injecta cu

ajutorul unei seringi probe standard de gaze, necesare calibrării sistemului analitic. Separarea s-a

realizat pe o coloană pentru gaze permanente cu fază staţionară de tip site moleculare, folosind

hidrogen sau heliu ca gaz purtator. Detecţia a fost efectuată cu ajutorul unui detector de


16

conductibilitate termică (TCD), la ieşirea căruia poate fi conectat un spectrometru de masă. Atât

conexiunea de la ieşirea reactorului cât şi corpul valvei cu 6 căi/bucla de injecţie sunt prevăzute cu

sistem de încălzire termostatată.

Figura 3.6. Sistemul analitic proiectat/utilizat in procesul de hidrogenare a CO2 la metan

Activitatea 3.7 - Sinteza preparativa de catalizatori optimizati pentru demonstrarea procesului de

hidrogenare a CO2 - Universitatea Bucuresti;

Indicatori de realizare: 1 raport stiintific.

In baza studiilor efectuate in etapele anterioare, sinteza catalizatorilor aliaje de Co-Fe depusi pe grafene

(@C) sau grafene dopate cu azot (@(N)C) s-a realizat cu reactanti procurati de la Aldrich fara nici o

purificare ulterioara urmand urmatoarele stragii.

i) Catalizatorii Co-Fe@C au fost preparati pornind de la 100 g alginat de sodiu care au fost

dispersati in 5 L apa deionizata (milli-Q). Dupa dizolvarea completa a alginatului de sodiu, solutia a fost

adaugata treptat in 5L solutie apoasa de CoCl2·6H2O si FeCl2, gelul rezultat fiind mentinut sub agitare

peste noapte. Apoi, microsferele de hidrogel au fost spalate succesiv cu o serie de solutii etanol/apa

urmand o crestere a concentratiei de etanol de la 10, 30, 50, 70, 90 pana 100 vol% in cicluri de 15 minut

si uscate sub CO2 supercritic. Microsferele rezultate au fost apoi calcinate in flux de Ar (200 mL/min), cu o

viteza de crestere a temperaturii de 2 oC/min pana la 200 oC timp la care au fost mentinute de 2h si apoi

pana la 900 oC pentru alte 2 h.

ii) Catalizatorii Co-Fe@(N)C au fost preparati pornind de la 100 g chitosan si 62,5 mL acid acetic

care au fost adaugati in 5 L apa deionizata (milli-Q). Dupa dizolvarea completa a chitosanului, solutia a

fost adaugata treptat intr-o solutie apoasa de hidroxid de sodiu (5 L; 2M). Gelul microporos a fost ulterior

separat si spalat cu apa distilata pana la pH=7. Apoi, microsferele de hidrogel rezultate au fost spalate cu

solutii de etanol/apa cu o concentratie crescuta de etanol (10, 30, 50, 70, 90, si respectiv 100 vol%) timp

de 15 min fiecare si adaugate unei solutii de 100 mL Co-Fe-etanol sau Co-Fe-Pd-etanol sub o agitare


17

usoara. Dupa aceasta, microsferele au fost reduse cu o solutie alcoolica de 375 mL 0.05 M NaBH4-timp de

5 h si apoi tratate in CO2-supercritic. In final au fost calcinate in flux de Ar (200 mL/min), cu o viteza de

incalzire def 2oC/min pana 200oC unde au fost mentinute 2h si apoi pana la 900oC unde au fost

mentinute 2 h.

Intr-o a doua varianta 100 g chitosan dispersati in 62,5 mL acid acetic au fost amestegate cu cantitati

masurate de Co(OAc)2 si Fe(OAc)2 si dispersate fara dizolvarea prealabila a chitosanului in 5 L apa

deionizata (milli-Q). Tratamentele ulterioare de precipitare, spalare si reducere s-au realizat in acelasi

mod ca in cazul precedent.

Tabelul 1 prezinta compozitia analitica a catalizatorilor Co-Fe@C si Co-Fe@(N)C selectati pentru etapa

de optimizare si dimensiunea de particola a ansamblurilor active.

Tabelul 3.7. Compozitia analitica a catalizatorilor Co-Fe@C si Co-Fe@(N)C selectati pentru etapa de

optimizare si dimensiunea de particola a ansamblurilor active

Sample

No. Co (wt.%)a Fe (wt.%)a

Total Co+Fe

content (wt.%)a C (wt.%)b N (wt.%)b

Average particle

size (nm)c

1 4,9 - 4,9 87,33 - 9,5±2

2 13,1 4,6 17,7 65,12 - 13,3±4

3 13,6 5,2 18,8 72,67 - 9,7±5

4 4,9 - 4,9 85,85 1,48 9,5±2

5 12,0 5,0 17,0 76,80 1,21 6,9±2

6 17,5 4,3 21,8 63,91 1,05 11,2±3 a Determinate analitic prin ICP-OES dupa dizolvarea metalelor in apa regala; b Diferenta pana la 100 %

corespunde oxigenului rezidual; c Determinat prin DF-TEM.

Activitatea 3.8 - Teste experimentale preliminare şi calibrari privind arderea atmosferica a gazului

metan - Universitatea Tehnica Iasi;

Indicatori de realizare: 1 raport de testare si calibrare.

Utilizand standul experimental conceput si realizat in cadrul proiectului complex au fost desfasurate experimente preliminare cu scopul de a verifica functionarea standului si a tuturor componentelor instalatiei experimentale. Au fost finalizate lucrarile de constructie a standului experimental, a subsistemului de preincalzire a aerului utilizat in procesul de ardere cat si a sistemului de achizitii de date.

Activitatile desfasurate in acest an au presupus finalizarea sistemului de deplasare a camerei de ardere pe verticala si orizontala, permitand in acest fel utlizarea tehnologiei PLIF pentru analiza procesului de ardere din punct de vedere a campului de temperaturi, dispunerea radicalilor liberi, etc, implementarea instrumentatiei de masura compusa din traductoare de debit, de presiune si de temperatura, cat si a instalatiei de preincalzire a aerului utilizat in procesul de ardere. Pentru a realiza preincalzirea aerului s-a folosit un cuptor electric existent in dotarea Facultatii de Mecanica care a fost automatizat pentru a mentine constanta temperatura impusa in timpul experimentelor.

Au fost desfasurate experimente initiale pentru verificarea functionarii standului experimental utilizand gaz metan urmand sa realizam o evaluare a rezultatelor obtinute experimental cu cele obtinute prin modelarea numerica.


18

Figura 3.8.1. Stand experimental

Figura 3.8.2. Stand experimental


19

Figura 3.8.3. Sistem deplasare camera de ardere

Figura 3.8.4. Ansamblu debitmetre masice

Figura 3.8.5. Ansamblu debitmetre masice


20

Activitatea 3.9 - Experimente extinse asupra arderii şi studii de caz - Partial - Universitatea Tehnica Iasi;

Indicatori de realizare: 1 raport de cercetare; 1 participare la conferinta stiintifica; 1 articol ISI trimis

spre publicare.

Standul experimental realizat in cadrul proiectului a fost utilizat pentru desfasurarea unor experimente

suplimentare utilizand diferiti combustibili gazosi. Pe langa utilizaa gazului metan s-a decis efectuarea

unor experimente utilizand atat gaz butan cat si amestec de butan-propan (GPL). Se urmareste realizarea

unor experimente viitoare utilizand diverse compozitii de biogaz cu diverse concentratii ale CO2 cat si

diverse valori ale temperaturii de preincalzire – in prima faza se va utiliza temperatura de preincalzire

100°C, 200°C, 300°C si respectiv 400°C grade Celsius si exces de aer 4 si 5.

In urma acestor experimente se va realiza o validare a modelarilor numerice prin compararea acestora

cu rezultatele obtinute in laborator. Astfel, rezultatele vor fi diseminate sub forma unei lucrari trimise

spre publicare: Endoreversible trigeneration cycle design based on finite physical dimensions

thermodynamics,2019, Energies 12(16):3165 DOI:10.3390/en12163165, Gheorghe DUMITRASCU, Michel

FEIDT, Aristotel POPESCU and Stefan GRIGOREAN; First World Energies Forum 2020 / Conferinta / Closed

Irreversible Cycles Analysis Based on Finite Physical Dimensions Thermodynamics / 2020;

Activitatea 3.10 - Testarea catalizatorilor si optimizarea compozitiei catalizatorilor utilizand CO2 izolat

din fluxul de biogaz din instalatia demonstrativa - Universitatea Bucuresti;

Indicatori de realizare: 1 tehnologie de laborator la nivel TRL 4.

Figura 3.10 prezinta instalatia experimentala in care s-a realizat evaluarea catalizatorului Co-Fe@C (2) in

hidrogenarea CO2 izolat dintr-un amestec simulant pentru un flux de biogaz. In acest caz s-a preparat un

amestec gazos cu urmatoarea compozitie: 48% CH4, 46% CO2, 1% N2 si 5% H2O obtinut conform

metodologiei descrise in aceiasi figura. Separarea metanului care urmeaza a se recircula in procesul de

combustie si a apei a condus la un dioxid de carbon a carui hidrogenare in conditiile optimizate descrise

s-a realizat cu conversii si selectivitati reproductibile fata de datele prezentate.

Figura 3.10. Instalatia experimentala pentru evaluarea catalizatorilor in procesul de hidrogenare

catalitica aa CO2 izolat dintr-un amestec simulant pentru un flux de biogaz.


21


Activitatea 3.11 - Cercetari preparative pentru furnizare digestat lichid pentru preparare inocul – Partial

- INCDIE ICPE - CA Bucuresti;

Indicatori de realizare: 300L digestat lichid caracterizat pentru preparare de inocul.

Inoculul folosit în procesele de fermentare anaerobă a materialelor selecționate, atât în experimentele

de laborator, cât și în instalația pilot, este nămol fermentat prelevat de la instalația Genesis Biopartner

din Filipeștii de Pădure, jud. Prahova, rezultat în urma co-fermentării unui substrat organic conținând

atât materiale vegetale (culturi energetice, siloz), cât și deșeuri de proveniență animală (reziduuri și ape

uzate rezultate în procesele tehnologice de procesare a cărnii), în regim temic mezofil.

Înainte de utilizarea în experimentele de fermentare de laborator, inoculul proaspăt prelevat de la

instalația de biogaz a fost condiționat la aceeași temperatură cu cea utilizată în experimente, pentru a

reduce la maxim producția de biogaz datorată materiei organice existentă în inocul și a nu influența

astfel producția de biogaz a substratului care urmează să fie tratat. În acest fel, materia organică rămasă

nedescompusă este epuizată de microbiota din inocul, iar microorganismele active existente în inocul se

pot adapta foarte ușor noului mediu de fermentare existent în instalația experimentală sau în instalația

pilot.

Caracterizarea fizico-chimică a digestatului lichid utilizat ca material de inocul în experimentele de

fermentare anaerobă s-a realizat cu ajutorul unui echipament Photolab S12 și a pus în evidență

următorii nutrienți: azot total 3400 mg/l, fosfor-fosfat 1235 mg/l și potasiu 4800 mg/l.

Având în vedere faptul că încărcarea microbiologică a nămolului fermentat este un parametru esențial

pentru validarea calității sale de inocul și asigurarea eficientă a microbiotei fermentative substratului

organic luat în lucru, în cadrul acestei activități s-a realizat analiza microbiologică a nămolului din punct

de vedere al conținutului de microorganisme metanogene și acidogene.

a. Determinarea numărului de microorganisme metanogene

Tuburile pozitive care indică prezenţa metanogenelor, sunt cele care demonstrează formarea gazului

producând bule în masa de mediu, sau fragmentarea mediului. Tuburile negative nu prezintă modificari

de aspect ale mediului de cultură. Rezultatele sunt calculate în termenii numărului de tuburi pozitive

pentru cele mai mari diluții care dau rezultat pozitiv. În figura 2 sunt prezentate tuburile de analiză

pentru determinarea microorganismelor metanogene prin metoda MPN.

Figura 3.11.1. Tuburi cu mediu de cultură însămânțat cu microorganisme metanogene.


22

b. Determinarea numărului de microorganisme acidogene

În figura 3 sunt prezentate tuburile de analiză pentru determinarea microorganismelor acidogene. Din

datele experimentale rezultă faptul că în proba de nămol fermentat sunt prezente atât microorganisme

metanogene cât și acidogene. Ultima dilutie la care s-a observat formarea de gaz în cel puțin un tub din

cele trei cu bacterii metanogene a fost 10-7, iar ultima diluție ce a prezentat o modificare a culorii

mediului la cel putin un tub, in cazul acidogenelor, a fost 10-8. Distribuția microoranismelor metanogene

este mai mică decât a microoranismelor acidogene, în proba analizată sunt prezente 1,70 x 108 cel./ml

microoranisme acidogene și 2,05 x 107 cel./ml microoranisme metanogene.

Figura 3.11.2. Tuburi cu mediu de cultură însămânțat cu microorganisme acidogene.

Activitatea 3.12 - Lucrari preparative de laborator pentru furnizare inocul necesar experimentarilor din

instalatia pilot demostrativ - INCDCP-ICECHIM Bucuresti;

Indicatori de realizare: 300 L inocul microalge/bacterii.

Inoculul microalgal reprezinta o suspensie concentrata de microalge mature in mediul lor specific de

cultivare, microalge care au capacitatea de a-si continua cresterea in momentul in care sunt introduse

intr-un nou volum de mediu de cultivare. Acestea se multiplica si cresc atat timp cat au la dispozitie

nutrienti prezenti in mediul in care au fost introduse. In general, inoculul se foloseste in proportie de

10% fata de volumul ce se doreste a fi inoculat. Pentru obtinerea celor 300 L inocul necesar pentru

bazinul de cultivare a microalgelor s-a pornit de la 3 L inocul microalgal din colectia proprie ICECHIM

care a fost multiplicat in prima faza de la 3 L la 30 L, dezvoltare care a durat 2 saptamani, iar apoi de la

30 L la 300 L, dezvoltare care a durat inca 2 saptamani. Acest timp este necesar pentru ca tulpina

microalgala sa atinga o concentratie de biomasa suficienta pentru a putea fi multiplicata din nou.

Curba de crestere a microalgelor la introducerea acestora intr-un nou mediu de cultivare este formata

dintr-o prima faza de lag, acomodare a microalgelor in noul mediu, o a doua faza ce crestere

exponentiala, in care microalgele incep sa se multiplice si sa cresca exponential, consumand nutrientii

disponibili si prezinta o inmultire exponentiala, o a treia faza de crestere liniara, in care suspensia

microalgala deja dezvoltata prezinta o crestere dependenta de disponibilitatea luminii si totodata

microalgele incep acumularea de compusi cu masa moleculara mai mare, si o ultima faza stationara,

dupa epuizarea nutrientilor din mediul de cultivare.

Dupa inocularea unui nou volum de mediu de crestere si dupa parcurgerea celor trei faze mentionate

anterior, volumul respectiv devine la randul lui inocul ce poate fi folosit mai departe la inocularea unui

nou volum s.a.m.d.


23

Tulpinile microalgale folosite in experimentarile realizate fac parte din colectia proprie a INCDCP -

ICECHIM Bucuresti. Pentru instalatia integrata biogaz-microalge de la sediul INCDCSZ Brasov, s-a ales

utilizarea tulpinii Chlorella vulgaris, alegere facuta in urma determinarilor experimentale care au aratat

ca acesta tulpina prezinta cea mai buna productivitate in biomasa microalgala, 2 g/L, si cea mai mare

rata de consum a azotului si fosforului din fluxul de digetat lichid, aprox. 80% N si 90% P, ceea ce

inseamna ca microlgele pot realiza epurarea unei cantitati mai mari de nutrienti din acest flux secundar.

Activitatea 3.13 - Lucrari preparative in vederea procesarii biomasei microalgale in vederea obtinerii de

fitocatalizatori, fractie lipidica - INCDCP-ICECHIM Bucuresti;

Indicatori de realizare: minim 0,1 kg fitocatalizatori; minim 1 kg fractie lipidica.

Metodele de analiza utilizate pentru obtinerea de compusi bioactivi din biomasa microalgala, si

caracterizarea acestora au fost selectate in urma unui proces riguros de verificare a eficientei si

reproductibilitatii lor. Metodele optimizate pentru a fi utilizate pentru biomasa microalgala sunt

prezentate in cele ce urmeaza.

Pentru realizarea analizei compusilor extrasi din biomasa microalgala, s-au adaptat proceduri analitice

de control si au fost achizitionate echipamente noi sau a fost imbunatatita (upgradata) configuratia unor

sisteme de analiza din dotare, conform cerintelor proiectului in derulare. Astfel, sistemul 7000 GC/MS

Triple Quad Agilent Technologies a fost dotat cu un modul 7697A Headspace Sampler cu o linie de

transfer si o interfata pentru compusi volatili, pentru a imbunatati performantele de control, si a realiza

separarea, identificare si cuantificarea de noi analiti in matrici complexe.

S-a achizitionat un spectrofotometru UV/VIS seria Ultra-3600 double-beam Rigol Technologies, cu

posibilitatea de a obtine spectrul probei de analizat, de a efectua masuratori de cinetica a reactiilor la

diferite interval de timp, de a seta una sau mai multe lungimi de unda, precum si de a face determinari

cantitative bazate pe compararea absorbantei masurate pentru proba cu o curba de standard. Se pot

face masuratori in modul “Single” sau “Multicell”, pentru 1 pana la maximum 8 probe.

Extractie si caracterizare compusi cu activitate de fitocatalizatori:

Biomasa algala uscata;

Extractia se realizeaza prin ultrasonare;

Solvent: acetona;

Raport biomasa:solvent de 1:6;

Ultrasonare timp de o ora, apoi separarea solventului prin centrifugare, colectarea separata a

acestuia si adaugarea unei portii noi de solvent – procedura repetata pentru 5 etape de

ultrasonare;

Toti cei 5 eluenti colectati in urma ultrasonarilor contin compusii bioactivi vizati de extractie;

Acesti compusi bioactivi sunt separati prin evaporarea solventului (cu recuperare de solvent);

Biomasa microalgala din care au fost extrasi compusii bioactivi este uscata si se pregateste

pentru urmatoarea etapa de extractie, si anume extractia fractiei lipidice.

Extractie si caracterizare fractie lipidica:

Biomasa algala ramasa dupa extractia de compusi bioactivi;

Extractie Soxhlet cu solvent;

Solvent cloroform: metanol, raport 2:1;

Raport planta:solvent 1:5;


24

Timp de extractie 8 ore;

Fractia lipidica este separata prin evaporarea solventului (cu recuperare de solvent);

Biomasa microalgala epuizata este stabilizata si pastrata pentru livrare;

Determinarea continutului de ulei din fractiile lipidice (Galan et al, 2017):

Raport fractie lipidica: 4% KOH in MeOH: 20% BF3 in MeOH =1:20:27;

Fractia lipidica este intai refluxata cu 4% KOH in MeOH timp de 120 minute;

Reactie cu 20% BF3 in MeOH, timp de 90 minute;

Dupa racire, esterii metilici ai acizilor grasi sunt preluati din amestec folosind 5 mL de hexan si

20 mL solutie 20% NaCl (palnie de separare); Daca fazele nu se separa, se suplimenteaza

cantitatea de hexan;

Fractia de hexan este separata de masa de reactie, iar apoi hexanul este evaporat.

Probele de esteri metilici ai acizilor grasi sunt analizate prin GC-MS.

Activitatea 3.14 - Cercetari privind stabilizarea biomasei microalgale epuizate necesara pentru procesul

de co-digestie anaeroba. INCDCP-ICECHIM Bucuresti;

Indicatori de realizare: minim 15 kg biomasa microalgala epuizata.

Biomasa microalgala epuizata, rezultata in urma procesului de extractie succesiva a compusilor bioactivi,

realizat in cadrul activitatii anterioare, este stabilizata prin uscare la etuva. Prin acest proces este

indepartata atat umiditatea reziduala, cat si urmele de solvent ramase din timpul procedurilor de

extractie a compusilor bioactivi.

Biomasa microalgala epuizata este introdusa in procesul de digestie anaeroba pentru a imbunatati

randamentul procesului. Aceasta are in structura sa nutrienti si compusi cu valoare benefica asupra

procesului de digestie anaeroba. Principalul motiv pentru care biomasa microalgala nu este mai mult

utilizata in procese de digestie anaeroba este structura acesteia, dificil de descompus de catre bacteriile

din proces. Astfel, in cazul nostru, biomasa microalgala fiind mai intai supusa unor procese de extractie a

compusilor bioactivi, are deja reteaua fragezita si este mult mai usor procesata in interiorul reactorului.

Activitatea 3.15 - Evaluarea si testarea apelor rezultate din procesul de cultivare a microalgelor in

vederea utilizarii acestora pentru irigarea culturilor agricole. (Anul II de testare) - Partial. 1. Caracterizare

analitica a apelor rezultate din experimentarile la scara pilot demonstrativ - Partial - INCDCP-ICECHIM

Bucuresti; 2. Testare ape rezultate pentru irigarea culturilor existente la P3 - Anul II de testare - Partial -

INCDCSZ Brasov;

Indicatori de realizare: raport de analiza; 2 conferinte stiintifice.

INCDCP-ICECHIM Bucuresti a realizat cultivarea microalgelor folosind ca sursa de nutrient digestatul lichid provenit de la procesul de digestie anaeroba, parte a instalatiei pilot experimental Biogaz-Microalge. Bazinul de cultivare a microalgelor in sistem deschis este construit in forma ovala, cu un perete median despartitor perpendicular. Intre peretele vasului si peretele median despartitor este plasata o paleta actionata mecanic, pentru a asigura deplasarea suspensiei microalgale in interiorul circuitului creat de peretele despartitor. Deplasarea suspensiei in interiorul bazinului este necesara pentru a asigura expunerea uniforma a microalgelor la lumina necesara pentru realizarea fotosintezei. Pentru a minimiza costul procesului de cultivare a microalgelor s-a optat pentru utilizarea digestatului lichid provenit din procesul de digestie anaeroba pentru obtinere de biogaz. Astfel se realizeaza productia de biomasa microalgala concomitent cu valorificarea unui flux secundar din industrie, care


25

altfel necesita epurare. Dupa procesul de cultivare, microalgele sunt indepartate din suspensie prin electrofloculare/decantare.

INCDCP-ICECHIM a realizat analiza acestui flux in ceea ce priveste consumul de nutrienti pe care l-au realizat microalgele in procesul de dezvoltare. Urmatorul tabel prezinta rezultatele obtinute.

Determinare Rezultat U.M. Metoda de determinare

Azot total 33 mg/L Metoda cu acid cromotropic (kit determinare azot total Hanna Instruments)

Fosfor total 4 mg/L

Adaptare a metodelor stamdard pentru examinarea apei si a apelor reziduale, editia 20, 4500-P C, metoda cu acid vanadomolibdofosforic (kit determinare fosfor total Hanna Instruments)

Tabel 3.15. Analiza mediu nutrient dupa 30 zile cultivare microalge.

Lichidul ramas un urma indepartarii suspensiei microalgale este folosit mai departe de INCDCSZ Brasov

pentru irigare culturi agricole – Anul II de testare. Irigarea a fost facuta pe culturi de cartof, in sera in

care este amplasata instalatia pilot experimental. Irigarea a fost facuta cu 300 ml lichid odata la 3 zile si

realizata in paralel cu irigarea cu apa, ca si control. S-au folosit urmatoarele formulari de lichid de irigare:

V1 - 0% digestat (control);

V2 - 100% digestat;

V3 - 50 % digestat + 50% apa;

V4 - 25% digestat + 75% apa.

Experimentarile au fost realizate in triplicat pentru fiecare punct experimental.

A B

C D

Figura 3.15.1. Plante de cartof irigate cu digestat lichid epurat prin cultivare microalge: A - 0% digestat

(control); B - 100% digestat; C - 50 % digestat + 50% apa; D - 25% digestat + 75% apa.


26

Figura 3.15.2. Tuberculi de cartof dezvoltati in urma irigarii cu digestat lichid epurat prin cultivare

microalge: A - 0% digestat (control); B - 100% digestat; C - 50 % digestat + 50% apa; D - 25% digestat +

75% apa.

Datele obtinute arata ca apele obtinute in urma cultivarii microalgelor pe digestat lichid sunt

corespunzatoare irigarii culturilor agricole, chiar prezentand usoare beneficii aduse procesului de

devoltare a plantei.

Activitatea 3.16 - Evaluarea eficientei sistemului propus pentru reducerea continutului de C, N si P din

digestatul lichid –partial - INCDCP-ICECHIM Bucuresti;

Indicatori de realizare: 1 tehnologie de epurare a digestatului lichid prin sisteme microalgale; 1

conferinta stiintifica.

Tulpina microalgală folosită pentru inocularea bazinului de cultivare a microalgelor este Chlorella

Vulgaris. Pentru început s-au folosit 300L inocul și 2700L mediu BBM, suspensia microalgală obținută

fiind lăsată să se dezvolte timp de 3 săptămâni.

Din bazinul de creștere microalge s-au evacuat cu ajutorul unei pompe 300L de suspensie microalgală în

vasul de colectare/separare a suspensiei de microalge, unde aceasta este lăsată timp de 24 de ore să

sedimenteze. În urma procesului de sedimentare, aproximativ 60L biomasă concentrată este evacuată

pe la baza vasului și colectată în bidoane pentru a fi centrifugată, pentru a separa biomasa microalgală


27

de mediul nutrient, astfel determinând și productivitatea. Supernatantul rezultat în urma sedimentării

biomasei, aproximativ 240L, este amestecat în vasul de amestecare cu o sarjă proaspătă de 60L digestat

lichid evacuată din fermentator, rezultat în urma procesului de digestie anaerobă. Amestecul final este

reintrodus în bazin.

Monitorizarea procesului de cultivare a microalgelor s-a realizat prin prelevarea zilnică a două probe

omogene a câte 50mL fiecare, ce au fost prelucrate în vederea determinării azotului și fosforului, dar și a

determinării cantității de biomasă uscată. De asemenea, temperatura a fost urmărită cu ajutorul unui

termometru cu afișaj digital.

Probele omogene prelevate au fost centrifugate pentru a permite sedimentarea microalgelor. Biomasa

umedă obținută a fost uscată în etuvă, pentru a determina cantitatea de biomasăa uscată. Determinarea

N și P a avut ca scop estimarea capacității celulelor de a asimila nutrienții din mediu. În acest sens,

supernatantul a fost analizat utilizând următoarele două proceduri: pentru azot: Metoda cu acid

cromotropic (kit determinare azot total Hanna Instruments); pentru fosfor: Adaptare a metodelor

stamdard pentru examinarea apei si a apelor reziduale, editia 20, 4500-P C, metoda cu acid

vanadomolibdofosforic (kit determinare fosfor total Hanna Instruments).

In urma analizelor efectuate, se raporteaza o reducere a continutului de azot pana la valoarea de 50

mg/L, scadere cu 75% fata de valoarea initiala de 330 mg/L, si o reducere a continutului de fosfor pana

la valoarea de 1.9 mg/L, scadere cu 96% fata de valoarea initiala de 53 mg/L.


Activitatea 3.17 - Cercetari privind testarea biocarbunelui cu caracteristici conform sub-activitatii 1.7.2,

ca ameliator pentru sol la culturile existente - Anul II de testare - Partial INCDCSZ Brasov;

Indicatori de realizare: 1 raport de testare - anul II.

Biocarbunele este unul dintre produsele obtinute in urma procesului de piroliza catalitica a digestatului

solid obtinut din procesul de digstie anaeroba, piroliza realizata de partenerul P4. In functie de conditiile

procesului de piroliza, caracteristicile carbunelui activ variaza, atfel si posibilitatile de utilizare a acestuia

in agricultura.

Biocarbunele a fost testat de catre partenerul P3 ca ameliorator de sol pentru culturi vegetale, la sediul

INCDCSZ Brasov. Conform definitiei, „ameliorator de sol” înseamnă un material adăugat solului in situ a

cărui funcție principală este menținerea sau îmbunătățirea proprietăților sale fizice și/sau chimice și/sau

biologice, cu excepția amendamentelor minerale bazice. Biocărbunele vegetal este un material cristalin,

negru poros, fara miros, care leagă și stochează microorganisme, microelemente (Fe, Br, Cu, Ph, Mn,

Mg) și apa.

Incorporarea biocarbunelui in sol poate modifica proprietatile fizice ale acestuia, precum textura,

structura, distributia dimensiunilor porilor si densitatea, cu implicatii asupra aerarii solului, a capacitatii

de retentie a apei in sol si a cresterii plantelor. Adaugarea biocarbunelui in sol contribuie in principal la

retentia apei si a nutrientilor necesari dezvoltarii plantelor la nivelul la care se dezvolta radacinile

plantei, astfel incat apa si nutrientii sunt disponibili pentru a fi absorbiti de planta, si nu se pierd in sol

prin eluare.

La sediul INCDCSZ Brasov, testarea a fost realizata pe culturi de telina si ardei gras, cultivate in spatiile cu

sol fertil din cadrul serei in care se afla amplasata instalatia pilot experimental biogaz-microalge.


28

Aplicarea biocarbunelui in sol a fost realizata inainte de plantarea materialului vegetal, fiind incorporat

in sol la o rata de 10 tone biocarbune la hectar, echivalent cu 1 kg/mp sol.

Figura 3.17.1. Spatiul din sera in care au fost realizate testarile.

Figura 3.17.2. Plantele de telina si ardei gras cultivate in solul imbogatit cu biocarbune.

Plantele au fost plantate atat in sol imbogatit cu carbune activ, cat si in sol fara adaos de carbune activ,

ca test control. Dupa perioada de 2 luni de testare, plantele astfel cultivare au fost caracterizate in ceea

ce priveste dezvoltarea acestora cu si fara adaos de biocarbune in sol.

In ceea ce priveste telina, s-a constatat ca partea aeriana a plantei, compusa din frunze, prezinta o

dezvoltare in medie cu 10% mai mare in inaltime decat plantele cultivate in sol fara adaos de carbune

activ. De asemenea, numarul de frunze este mai mare in cazul plantelor crescute cu adaos de

biocarbune. In ceea ce priveste radacina de telina, aceasta este de asemenea mai dezvoltata in cazul

prezentei biocarbunelui, prezentand o greutate cu aproximativ 7% mai mare decat a radacinilor

cultivate in sol fara adaos de biocarbune.

In cazul plantelor de ardei, s-a constatat acelasi trend ca si pentru telina. Inaltimea plantelor a crescut in

medie cu 12%, insa in ceea ce priveste numarul si dimensiunea ardeilor, nu s-au constatat modificari

notabile.

Rezultatele obtinute de catre partenerul P3 demonstreaza efectul benefic pe care biocarbunele obtinut

prin piroliza catalitica a digestatului solid realizata de partenerul P4 il prezinta la aplicarea in sol, pentru

imbunatatirea dezvoltarii culturilor agricole. Experimentarile acestea vor fi continuate prin varierea

cantitatii de biocarbune incorporata in sol.


29

Activitatea 3.18 - Teste preliminare şi calibrări cu compozitii asemanatoare fractiei gazoase lichefiabile

determinate la activitatea 2.2. - Universitatea Tehnica Iasi;

Indicatori de realizare: 1 raport privind testele preliminare şi calibrările.

Pentru aceasta activitate sunt in desfasurare modelari numerice urmand ca dupa primirea

combustibilului gazos comandat conform compozitiei impuse sa desfasuram experimente preliminare.

Ulterior se va realiza validarea rezultatelor obtinute in urma modelarii numerice prin compararea

acestora cu datele obtinute experimental.

Activitatea 3.19 - Experimente extinse şi studii de caz-Partial. - Universitatea Tehnica Iasi;

Indicatori de realizare: 1 tehnologie TRL 3; 1 cerere de brevet; 1 participare la conferinta internationala;

1 articol transmis spre publicare.

In cadrul acestui obiectiv s-a urmarit realizarea unui plan de desfasurare a experimentelor avand in

vedere utilizarea compozitiei combustibilului gazos determinat in cadrul activitatii 2.2 a proiectului

component P4, dar si a altor combustibili gazosi cum ar fi gaz metan, gaz natural, gaz butan si amestec

butan-propan. Se urmareste realizarea experimentelor cu respectarea acelorasi parametri de intrare

utilziati in modelarile numerice realizate anterior, in scopul validarii datelor. Experimentele vor fi

realizate in prima faza utilizand diferite temperaturi ale aerului, pornind de la 20oC, mai apoi 100oC,

200oC, 300oC si 400oC. Ardere se va realiza la presiune atmosferica, cu exces de aer 4 si 5.

Ca rezultate partiale a activitatilor de cercetare desfasurate mentionam obtinerea unei tehnologii TRL 3

prin proiectarea si executia standului experimental destinat analizei proceselor de ardere pentru

combustibili gazosi care va ajuta la validarea datelor obtinute in urma simularilor numerice. De

asemenea, pe parcursul efectuarii analizelor numerice au fost intampinate diverse posibile probleme

pentru care echipa a gasit o solutie fezabila, constituita sub forma unei cereri de brevet de inventie

inregistrata la OSIM pe data de 21.07.2020, avand numar depozit a 2020 00425: INJECTOR

TURBIONATOR CU VANE FRONTALE CU ÎNCLINARE VARIABILĂ, Ștefan Grigorean, Gheorghe Dumitrașcu.

De asemenea, anterior a mai fost depusa o cerere de brevet de inventie avand data de constituire

depozit 28.06.2019 si numar depozit A/00395/2019: STAND EXPERIMENTAL PENTRU ANALIZA

PROCESELOR DE ARDERE A COMBUSTIBILILOR GAZOSI, Ștefan Grigorean, Gheorghe Dumitrașcu: New

design proposal for an air-fuel injector swirler with variable effect, 2020, International Journal of Modern

Manufacturing Technologies (IJMMT), ISSN 2067-3604, Ștefan Grigorean, Gheorghe Dumitrașcu, Ciprian

Ciofu, acceptat spre publicare; TMREES 2020 / Conferinta / Comparative analysis regarding hybrid

rocket engines with single or multi-stages, 2020, acceptat spre publicare in American Institute of Physics

Conference Proceedings, Ștefan Predoi, Ștefan Grigorean, Gheorghe Dumitrașcu.

Activitatea 3.20 - Cercetari experimentale privind procesul de hidrocracare a amestecului conditionat

de bio-oil purificat si fractia lipidica - Partial. 1. Prepararea si caracterizarea sistemelor catalitice pentru

procesul de hidrocracare. INCDCP-ICECHIM Bucuresti; 2. Testarea sistemelor catalitice sintetizate in

procesul de hidrocracare - Partial - UPG Ploiesti;

Indicatori de realizare: 1 raport stiintific; 1 tehnologie TRL3; 1 cerere brevet de inventie.

ICECHIM: 1 Prepararea si caracterizarea sistemelor catalitice pentru procesul de hidrocracare. 1Raport

stiintific ½ tehnologie TRL3; ½ brevet

In urma analizei mecanismului reactiilor de hidrocracare au fost stabilite etapele procesului si implicit

natura centrilor catalitici necesari derularii procesului de hidrocracare a bio-uleiului de piroliza


30

conditionat. Astfel, etapele de dehidrogenare-hidrogenare se realizeaza pe centrii metalici de tip metale

tranzitionale precum Ni si/ sau Co, iar etapa de cracare se realizeaza pe centrii acizi de preferat de tip

oxizi sau sulfuri ale unor metale, care prezinta o distributie optima a aciditatii favorabila procesului de

hidrocracare. Optimizarea retetei catalitice a avut in vedere de asemenea selectarea unui suport

catalitic cu o distributie a marimii porilor care sa evite reactiile de ciclizare care favorizeaza formarea de

precursori ai cocsului si implicit dezactivarea catalizatorului. Caracterizarea sistemelor catalitice

preparate pentru procesul de hidrocracare a avut ca scop determinarea caracteristicilor texturale

(volum de pori, suprafata specifica si distributia marimii porilor), determinarea continutului de metale si

determinarea aciditatii acestora. A fost elaborata tehnologia de laborator de preparare a sistemului

catalitic optim pentru hidrocracarea bio-uleiului de piroliza conditionat (TRL 3). Elementele de noutate

ale cercetarilor s-au regasit intr-o cerere de brevet in curs de depunere la OSIM.

UPG: 2. Testarea sistemelor catalitice sintetizate in procesul de hidrocracare. ½ tehnologie TRL3, ½

brevet

Tehnologia de laborator de hidrocracare a bio-uleiului de piroliza conditionat (TRL 3) s-a elaborat in

urma testarii sistemelor catalitice sintetizate in acest scop si selectarii catalizatorului optim. Programul

experimental de testare a catalizatorilor de hidrotratare preparati s-a realizat pe o instalatie micropilot

in sistem continuu al carei utilaj principal este reactorul tubular tip monoteava cu un volum al stratului

catalitic de maxim 60 cm3. Reactorul este prevazut cu sistem de reglare a temperaturii si a presiunii iar

alimentarea reactantilor in stare lichida s-a realizat cu o pompa dozatoare pentru presiuni mari.

Curgerea reactantilor prin stratul catalitic este descendenta. Optimizarea parametrilor de operare a

procesului de hidrocracare a bio-uleiului de piroliza conditionat a evidentiat ca acest proces necesita

valori mai mari ale temperaturii si presiunii de lucru decat in cazul procesului de hidrotratare.

Elementele de noutate ale cercetarilor s-au regasit intr-o cerere de brevet in curs de depunere la OSIM.

Activitatea 3.21 - Cercetari experimentale privind procesul de hidrotratare a amestecului conditionat de

bio-oil purificat si fractia lipidica. 1. Prepararea si caracterizarea sistemelor catalitice pentru procesul de

hidrotratare - INCDCP-ICECHIM Bucuresti; 2. Testarea sistemelor catalitice sintetizate in procesul de

hidrotratare - UPG Ploiesti;

Indicatori de realizare: 2 rapoarte stiintifice; 1 tehnologie TRL 3; 1 cerere de brevet; 1 articol transmis

spre publicare.

ICECHIM: 1. Prepararea si caracterizarea sistemelor catalitice pentru procesul de hidrotratare. 1 raport

stiintific ½ brevet, ½ tehnologie TRL 3

Cercetarile experimentale privind prepararea catalizatorilor de hidrotratare au fost orientate spre

obtinerea unor catalizatori bifunctionali care sa contina centrii metalici activi in procesul de hidrogenare

si centrii acizi responsabili pentru reactiile de deoxigenare a bio-uleiului de piroliza. Avand in vedere

reactivitate ridicata a bio-uleiului de piroliza in formarea de oligomeri s-a urmarit selectarea unor metale

cu o activitate ridicata in procesul de hidrogenare a legaturilor duble a caror reactivitate in procese de

oligomerizare este cunoscuta. Optimizarea retetei catalitice a avut in vedere selectarea unor metale cu o

activitate ridicata in procesul de hidrogenare atat a legaturilor olefinice cat si a legaturilor carbonilice

responsabile de formarea precursorilor de cocs in urma condensarii pe centrii activi acizi. Astfel se

diminueaza riscul de dezactivare prin infundarea porilor cu precursori de cocs si se asigura mentinerea

unei conversii ridicate a bio-uleiului de piroliza. Caracterizarea catalizatorilor preparati a urmarit

determinarea caracteristicilor texturale (suprafata specifica, volum de pori si distributia marimii porilor),

determinarea continutului de metale si determinarea aciditatii acestora. A fost elaborata tehnologia de


31

laborator de preparare a sistemului catalitic optim pentru hidrotratarea bio-uleiului de piroliza (TRL 3).


UPG: 2. Testarea sistemelor catalitice sintetizate in procesul de hidrotratare. 1 raport stiintific; ½ brevet,

½ tehnologie TRL 3; 1 articol

Testarea catalizatorilor de hidrotratare s-a realizat pe o instalatie micropilot in sistem continuu si strat

fix catalitic al carei utilaj principal este reactorul tubular tip monoteava, cu incalzire electrica prevazut cu

sistem de reglare a temperaturii si a presiunii. Curgerea reactantilor a fost descendenta, alimentarea

reactantilor in faza lichida s-a realizat cu o pompa dozatoare de presiune cu reglare automata a debitului

iar reglarea debitului hidrogenului cu ajutorul unui rotametru. In cadrul programului experimental de

testare a sistemelor catalitice sintetizate au fost identificati si optimizati parametrii de operare a

instalatiei, respectiv regimul de temperatura, presiunea, viteza volumara a reactantului lichid si raportul

hidrogen/ reactant lichid. Studiul a evidentiat exotermicitatea ridicata si tendinta de cocsare a

reactorului la valori ale temperaturii mai mari de 340°C, exotermicitate datorata ambalarii reactiilor de

condensare-oligomerizare la aceste valori ale temperaturii. Pe baza acestor observatii am realizat

procesul intr-un regim in doua trepte de temperatura, selectarea primei trepte de temperatura avand ca

obiectiv saturarea legaturilor olefinice responsabile de ambalarea procesului la valori mari ale

temperaturii. A fost elaborata tehnologia de laborator de hidrotratare a bio-uleiului de piroliza (TRL 3).


Activitatea 3.22 - Experimentarea in situ a proceselor de hidrocracare/hidrotratare a amestecului

conditionat de bio-oil purificat si fractia lipidica in instalatia pilot existenta la ICECHIM – Partial INCDCP-

ICECHIM Bucuresti;

Indicatori de realizare: 1 raport stiintific.

Programul experimental de testare a catalizatorilor de hidrotratare si de hidrocracare a demonstrat ca

procesul de hidrotratare decurge in conditii de operare mai blande (temperaturi si presiuni mai scazute,

timp de contact mai mic) decat procesul de hidrocracare. Totodata s-a observat ca realizarea procesului

de hidrotratare in conditii mai agresive, adica la valori mai mari ale presiunii si viteze volumare mai

reduse) nu influenteaza in mod negativ performantele procesului. Pe baza acestor observatii a fost

realizat un program experimental de testare in situ a proceselor de hidrocracare/hidrotratare a

amestecului conditionat de bio-oil purificat si fractie lipidica pe aceeiasi instalatie. Testarea s-a realizat

pe o instalatie pilot de presiune inalta "PARR" in sistem continuu cu curgere descendenta a reactantilor

si strat fix catalitic al carei utilaj principal este reactorul tubular prevazut cu trei zone de incalzire,

existenta la ICECHIM. Studiul experimental s-a realizat la valori ale presiunii si vitezei volumare specifice

procesului de hidrocracare iar dispunerea catalizatorilor s-a realizat diferentiat in reactor. Astfel in zona

superioara a reactorului (zona cu valori ale temperaturii de pana la 220°C) a fost depus un catalizator de

hidrogenare a legaturilor olefinice (catalizatorul de hidrotratare sau un catalizator specific pentru

procese de hidrogenare a legaturilor duble, care contine Ni sau un metal nobil depus pe un suport de γ-

Al2O3 promotata), in zona mediana (zona cu valori ale temperaturii mai mari decat in zona anterioara,

specifice procesului de hidrotratare) a fost depus catalizatorul de hidrotratare iar in zona inferioara

(zona cu valori ale temperaturii mai mari decat in zona de hidrotratare, specifice procesului de

hidrocracare) a fost depus catalizatorul de hidrocracare. Studiul a demonstrat posibilitatea realizarii

concomitente a proceselor de hidrotratare si de hidrocracare pe acelasi reactor, prezenta apei formata

in zona de hidrotratare neafectand in mod important aciditatea si implicit activitatea catalizatorului de

hidrocracare.


32

REZULTATE OBTINUTE IN CADRUL PROIECTULUI COMPLEX

Pentru asigurarea vizibilitatii proiectului 32PCCDI/2018: Creşterea eficienţei energetice a instalaţiilor de

biogaz prin elaborarea sistemului integrat: biogaz-microalge-biocombustibili, în cadrul conceptului de

biorafinare, s-a creat un site care sa prezinte obiectivele si rezultatele acestui proiect: http://icechim-

rezultate.ro/proiect.php?id=38&lang=ro.

Coordonator Proiect Complex - INCDCP ICECHIM Bucuresti:

8 comunicări științifice susținute la Conferințe Internaționale:

Anca Paulenco, Ana-Maria Galan, Alin Vintila, Alexandru Vlaicu, Grigore Psenovschi, Sanda Velea,

Microalgae Cultivation in an Open System Integrated in Biogas Installations, International

Conference on Innovative Research, Iasi, 21–22 Mai 2020;

Ana-Maria Galan, Anca Paulenco, Alexandru Vlaicu, Alin Vintila, Elena Radu, Sanda Velea, An

Integrated Approach for Biotechnological Treatment of Dairy Wastes and Bioactive Compounds

Production, International Conference on Innovative Research, Iasi, 21–22 Mai 2020;

Sanda Velea, Common Research Plan for Complex Project 32PCCDI/2018 (AlgalBiogasConcept

Energy), “Prioritățile Chimiei Pentru o Dezvoltare Durabilă" PRIOCHEM - Ediția a XVI-a, 28-30

Octombrie 2020;

Luiza Mîrţ, Alexandru Vlaicu, Alin Vintilă, Ana-Maria Gălan, Gabriel Vasilievici, Sanda Velea,

Innovative System for Continuous Microalgae Harvesting by Electrocoagulation/Flocculation and

Sedimentation, “Prioritățile Chimiei Pentru o Dezvoltare Durabilă" PRIOCHEM - Ediția a XVI-a, 28-30

Octombrie 2020;

Alin Vintilă, Alexandru Vlaicu, Ana-Maria Gălan, Anca Paulenco, Elena Radu, Sanda Velea, Bioactive

Compounds Obtained by Treating Dairy Wastewaters with Porphiridium Purpureum, “Prioritățile

Chimiei Pentru o Dezvoltare Durabilă" PRIOCHEM - Ediția a XVI-a, 28-30 Octombrie 2020;

Alexandru Vlaicu, Gabriel Vasilievici, Adrian Radu, Simona Ghimis, Sanda Velea, Mesoporous SBA-

15 Based Materials for Catalytic Hydroprocessing Reaction of Microalgal Biomass, “Prioritățile

Chimiei Pentru o Dezvoltare Durabilă" PRIOCHEM - Ediția a XVI-a, 28-30 Octombrie 2020;

Grigore Pşenovschi, Ana-Maria Gălan, Anca Paulenco, Sanda Velea, Experimental – Demonstrative

Pilot Installation Biogas – Microalgae, “Prioritățile Chimiei Pentru o Dezvoltare Durabilă"

PRIOCHEM - Ediția a XVI-a, 28-30 Octombrie 2020;

Vasilievici Gabriel, Ghimis Simona, Velea Sanda, Direct Hydrothermal Synthesis and

Characterization of Zr–Ce-Incorporated SBA-15 Catalysts for Hydrocracking Reaction, SICHEM

2020 - International Symposium of Chemical Engineering and Materials, 17-18 Septembrie 2020;

Ghimis Simona, Vasilievici Gabriel, Bombos Mihaela, Velea Sanda, Mesoporous catalysts for

hydrocracking of algal biomass, 4th International Colloquium Energy and Environmental Protection,

4-6 Noiembrie 2020;

2 comunicări științifice susținute la Conferințe Naționale:

Grigore Psenovschi, Alin C.N. Vintila, Ana-Maria Galan, Anca Paulenco, Sanda Velea, New

Perspectives for Crop Irrigation with Treated Liquid Digestate, NeXT-Chem, Editia a 2-a, 19 Iunie

2020;

Alexandru Vlaicu, Simona Ghimis, Gabriel Vasilievici, Sanda Velea, Preparation and

Characterization of Mesoporous Hydrocracking Catalysts, NeXT-Chem, Editia a 2-a, 19 Iunie 2020;

http://icechim-rezultate.ro/proiect.php?id=38&lang=ro

http://icechim-rezultate.ro/proiect.php?id=38&lang=ro


33

3 Cereri de brevet de inventie depuse la Oficiul de Stat pentru Inventii si Marci – OSIM, dintre care 2

sunt depuse impreuna cu partenerul P4, UPG Ploiesti:

Cerere brevet A2020/00695/03.11.2020, Procedeu integrat biogaz-microalge si instalatie pentru

realizarea acestuia, Autori: Sanda Velea, Ana-Maria Galan, Gabriel Vasilievici, Anca Paulenco.

Cerere brevet nr. A00782/25.11.2020, Catalizator bifunctional pe baza de Cu-Pd / WO3 - Nb2O5 si

procedeu de hidrotratare a bio-uleiului de piroliza pe acesta, Autori: Bombos Dorin, Bombos

Mariana, Calin Catalina, Oprescu Emilia, Velea Sanda, Vasilievici Gabriel – Cerere depusa impreuna

cu partenerul P4, UPG Ploiesti;

Cerere brevet nr. A00780/25.11.2020, Catalizator bifunctional pe baza de Ni-Pt / MoO3 - SnO2 si

procedeu de hidrocracare a bio-uleiului de piroliza, Autori: Bombos Dorin, Bombos Mariana, Calin

Catalina, Oprescu Emilia, Velea Sanda, Vasilievici Gabriel – Cerere depusa impreuna cu partenerul

P4, UPG Ploiesti;

1 Tehnologie de laborator TRL 4 de epurare a digestatului lichid prin sisteme microalgale;

2 Tehnologii de laborator TRL3, impreuna cu Partenerul P4, UPG Ploiesti:

Procesul de hidrocracare a amestecului conditionat de bio-oil purificat si fractia lipidica;

Procesul de hidrotratare a amestecului conditionat de bio-oil purificat si fractia lipidica.

Partener P1 - INCDIE ICPE-CA:

4 articole ISI:

Andreea Daniela Dima, Oana Cristina Parvulescu, Carmen Mateescu, Tanase Dobre, Optimization of

substrate composition in anaerobic co-digestion of agricultural waste using central composite

design, Biomass and Bioenergy, Vol. 138 (July 2020);

Carmen Mateescu, Andreea-Daniela Dima, Critical analysis of key barriers and challenges to the

growth of the biogas sector: a case study for Romania, Biomass Conversion and Biorefinery, Vol.

10, (October 2020);

Andreea-Daniela Dima, Carmen Mateescu, Evaluation of the biomethane potential of enzymes-

enriched sunflower seeds cake, U.P.B. Scientific Bulletin, Series B, 2020 - lucrare acceptata;

Traian Zaharescu, Carmen Mateescu, Andreea-Daniela Dima, Gustavo H. C. Varca, Evaluation of

thermal and radiation stability of EPDM in the presence of some algal powders, Journal of

Thermal Analysis and Calorimetry, ISSN 1388-6150, publ. online, 27.10.2020.

1 comunicare științifică susținută la Conferință Națională:

Carmen Mateescu - Applied research for the agro-food waste conversion into biogas and by-

products: Outcomes and barriers to projects’ implementation, 3rd Interregional project event and

partner’s meeting, SinCE-AFC (INTERREG Project), Organized by RDA South Muntenia, 5.10.2020.

1 cerere de brevet:

Cerere de brevet A/00463/29.07.2020, Material polimeric stabilizat cu biomasa microalgala si

procedeu de obtinere, Autori: Traian Zaharescu, Carmen Mateescu, Andreea-Daniela Dima.


34

Partener P2 - UNIVERSITATEA BUCURESTI:

3 articole ISI:

M. Magureanu, N.B. Mandache, F. Gherendi, C. Rizescu, B. Cojocaru, A. Primo, H. Garcia, V.I.

Parvulescu, Improvement of catalytic activity of graphene oxide by plasma treatment, Catal.

Today (2020). DOI: 10.1016/j.cattod.2020.07.022;

B. Jurca, L. Peng, A. Primo, A. Gordillo, V. Parvulescu, H. Garcia, Co-Fe nanoparticles wrapped on N-

doped graphitic carbon as highly-selective CO2 methanation catalysts, Journal of Catalysis – in

evaluare;

B. Jurca, L. Peng, A. Primo, A. Gordillo, V. Parvulescu, H. Garcia, Promotional effects on the catalytic

activity of Co-Fe alloy supported on graphitic carbon for CO2 hydrogenation, ACS Applied

Materials and Interfaces – in evaluare.

1 comunicare științifica susținuta la Conferința Internaționala

A. Primo, J. He, B. Jurca, B. Cojocaru, C. Bucur, H. Garcia, V.I. Parvulescu, Efficient hydrogenation of

CO2 to methane over oriented MoS2 nanoplatelets supported on few layers graphene, 11th

International Conference on Environmental Catalysis, 6 - 9 Septembrie 2020, Manchester, UK.

1 tehnologie de laborator TRL 4: Testarea catalizatorilor si optimizarea compozitiei catalizatorilor

utilizand CO2 izolat din fluxul de biogaz din instalatia demonstrativa.

Partener P4 - UPG Ploiesti:

1 articol ISI:

Rami Doukeh, Dorin Bombos, Mihaela Bombos, Elena-Emilia Oprescu, Gheorghe Dumitrascu¸

Vasilievici Gabriel, Catalina Calin, Catalytic upgrading of pyrolysis bio-oil by hydrotreating and

emissions estimation of gas-phase compounds combustion, Scientific Reports – in evaluare.

2 cereri de brevet de inventie depuse, impreuna cu INCDCP-ICECHIM, la Oficiul de Stat pentru Inventii si

Marci - OSIM:

Cerere brevet nr. A00782/25.11.2020, Catalizator bifunctional pe baza de Cu-Pd / WO3 - Nb2O5 si

procedeu de hidrotratare a bio-uleiului de piroliza pe acesta, Autori: Bombos Dorin, Bombos

Mariana, Calin Catalina, Oprescu Emilia, Velea Sanda, Vasilievici Gabriel – Cerere depusa impreuna

cu partenerul P4, UPG Ploiesti;

Cerere brevet nr. A00780/25.11.2020, Catalizator bifunctional pe baza de Ni-Pt / MoO3 - SnO2 si

procedeu de hidrocracare a bio-uleiului de piroliza, Autori: Bombos Dorin, Bombos Mariana, Calin

Catalina, Oprescu Emilia, Velea Sanda, Vasilievici Gabriel – Cerere depusa impreuna cu partenerul

P4, UPG Ploiesti;

2 tehnologii de laborator TRL3, impreuna cu Coordonatorul proiectului, INCDCP-ICECHIM Bucuresti:

Procesul de hidrocracare a amestecului conditionat de bio-oil purificat si fractia lipidica;

Procesul de hidrotratare a amestecului conditionat de bio-oil purificat si fractia lipidica.

Partener P5 - UT Iasi:

1 articol stintific:

Ștefan Grigorean, Gheorghe Dumitrașcu, Ciprian Ciofu, New design proposal for an air-fuel injector

swirler with variable effect, International Journal of Modern Manufacturing Technologies (IJMMT)

2020, acceptat spre publicare;


35

4 comunicari științifice susținute la Conferințe Internaționale:

Gheorghe Dumitrascu, Michel Feidt, Stefan Grigorean, Closed Irreversible Cycles Analysis Based on

Finite Physical Dimensions Thermodynamics, First World Energies Forum 2020, 14 Septembrie - 5

Octombrie 2020;

Ștefan Grigorean, Gheorghe Dumitrașcu, Ciprian Ciofu, New design proposal for an air-fuel injector

swirler with variable effect, ModTech Conference, 23 - 27 Iunie 2020;

Ștefan Predoi, Ștefan Grigorean, Gheorghe Dumitrașcu, Case study regarding the use of three

different fuels in a multi-stage hybrid rocket engine, ACME 2020 – Advanced Concepts in

Mechnical Engineering 2020, 04-05 Iunie 2020;

Ștefan Predoi, Ștefan Grigorean, Gheorghe Dumitrașcu, Comparative analysis regarding hybrid

rocket engines with single or multi-stages, TMREES 2020: Technologies and Materials for

Renewable Energy, Environment and Sustainability, 25 - 27 Iunie 2020;

1 cerere de brevet de inventie depusa la Oficiul de Stat pentru Inventii si Marci - OSIM: Injector

Turbionator cu Vane Frontale cu Înclinare Variabilă, Ștefan Grigorean, Gheorghe Dumitrașcu, Nr.

Cerere a 2020 00425, Data depozit 21/07/2020;

1 tehnologie de laborator TRL 3: Ardere diferiti combustibili gazosi in standul experimental.

Prezentarea structurii ofertei de servicii de cercetare si tehnologice cu indicarea link-ului din platforma Erris

Partener Resurse materiale

CO: INCDCP-ICECHIM Bucuresti https://erris.gov.ro/Institutul-National-de-Cerce-8

P1: INCDIE ICPE-CA https://erris.gov.ro/INSTITUTULNATIONAL-DE-CERCE--6.

P2: UB https://erris.gov.ro/Catalizatori-si-Procese-Cata

P3: INCDCSZ Brasov https://erris.gov.ro/INSTITUTUL-NATIONAL-DECERCE-33.

P4: UPG, Ploiesti https://erris.gov.ro/CETMA-ENE.

P5: UT Iasi https://erris.gov.ro/SustaimableEnergyENERED-Labs

LOCURI DE MUNCA SUSTINUTE PRIN PROGRAM

In cadrul proiectului complex, sunt sustinute 83 locuri de munca, dintre care 11 sunt tineri angajati prin creare de posturi noi in cadrul proiectului complex, iar 72 sunt cercetatori cu experienta provenind de la institutiile si universitatile partenere in proiect, dupa cum este prezentat in tabelul urmator:

Partener

Resurse umane

Membri cercetatori Noi membri

cercetatori angajati

CO: INCDCP-ICECHIM Bucuresti 21 5

P1: INCDIE ICPE-CA 19 1

P2: UB 6 2

P3: INCDCSZ Brasov 8 2

P4: UPG, Ploiesti 14 0

P5: UT Iasi 4 1

Total 72 11

https://erris.gov.ro/Institutul-National-de-Cerce-8

https://erris.gov.ro/INSTITUTULNATIONAL-DE-CERCE--6

https://erris.gov.ro/Catalizatori-si-Procese-Cata

https://erris.gov.ro/INSTITUTUL-NATIONAL-DECERCE-33

https://erris.gov.ro/CETMA-ENE

https://erris.gov.ro/SustaimableEnergyENERED-Labs


36

IMPLEMENTAREA ACTIVITATILOR PROIECTULUI PRIN VIZITE DE LUCRU CERCETATORI CU EXPERIENTA, INTRE INSTITUTIILE PARTENERE ALE PROIECTULUI COMPLEX

Cercetatorii cu experienta din colectivul proiectului complex au efectuat deplasari in scopul colaborarii pentru realizarea obiectivelor proiectului. Majoritatea deplasarilor s-au efectuat la sediul Partenerului P3, INCDCSZ Brasov, sediu la care a fost realizata instalatia demonstrativa biogaz-microalge.

1. Coordonator Proiect Complex, INCDCP-ICECHIM Bucuresti - CEC-uri de tip B – vizite de lucru cercetatori cu experienta: Total de 88 zile deplasare.

Nr. crt.

Denumire CEC Destinatia Descriere Perioada Persoana Total (lei)

1

Experimentari de irigare culturi de cartofi cu digestat lichid epurat prin fotosinteza

microalgala.

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Evaluarea rezultatelor preliminare obtinute in urma irigarii culturilor de cartof cu digestat lichid epurat prin fotosinteza microalgala. Trasarea unor

activitati de continuare a activitatii de irigare. 09.06.2020

Diana Pasarin

500

2

Vizita de lucru pentru stabilirea amplasamentului

final al instalatiei pilot experimental

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Discutii la locul de amplasare al instalatiei pilot experimental pentru a stabili detaliiile finale de amplasare si asamblare a instalatiei pilot

experimental. Stabilirea necesarului de materiale pentru racordarea echipamentelor componente. Stabilire calendar de lucru pentru

desfasurarea activitatilor de asamblare instalatie pilot experimental.

15.06.2020 - 16.06.2020

Sanda Velea 1.000

Ana-Maria Galan

1.000

Gabriel Vasilievici

1.000

3

Receptie lucrari de amenjare sera de la partenerul P3. Realizare plan de lucru

pentru exploatare instalatiei pilot experimental.

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Receptionarea lucrarilor de amenajare a serei in care va fi asamblata instalatia pilot experimental. Realizarea unui plan de lucru comun cu

partenerul P3 in vederea asamblarii si exploatarii instalatiei pilot experimenta de la sediul P3.

14.07.2020 - 15.07.2020

Sanda Velea 1.000

Ana-Maria Galan

1.000

Gabriel Vasilievici

1.000

4

Asamblare utilaje instalatie integrata pilot

experimental Biogaz -Microalge

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Supravegherea activitatii de asamblare a utilajelor componente ale instalatiei pilot experimental Biogaz - Microalge. Verificarea si receptia

lucrarii conform contractului de prestari servicii.

27.07.2020 - 31.07.2020

Gabriel Vasilievici

2.500

5 Receptie lucrari de

asamblare utilaje instalatie integrata biogaz-microalge.

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Verificarea si receptia lucrarii de asamblare a instalatiei pilot experimental conform contractului de prestari servicii incheiat.

29.07.2020 - 30.07.2020

Sanda Velea 1.000

6 Verificarea integritatii

instalatiei pilot experimental.

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

S-a verificat integritatea intregii instalatii pilot experimental dupa saptamana de probe tehnice. S-au stabilit prevederile procesului verbal de

custodie care va fi incheiat intre CO si P3.

06.08.2020 - 07.08.2020

Sanda Velea 1.000

Gabriel Vasilievici

1.000


37

7 Exploatarea instalatiei pilot

experimental Biogaz Microalge.

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Macinare subtrat necesar pentru alimentare digestor 5m3. Alimentare digestor. Monitorizare proces de digestie anaeroba.

10.08.2020 - 14.08.2020

Ana-Maria Galan

2.500

12.08.2020 - 14.08.2020

Gabriel Vasilievici

1.500


experimental Biogaz Microalge.

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Macinare subtrat necesar pentru alimentare digestor 5m3. Preparare 300 L inocul pentru bazin cultivare microalge 10m3. Monitorizare inocul.

10.08.2020 - 14.08.2020

Anca Racoti 2.500

9

Exploatarea instalatiei pilot experimental Biogaz

Microalge - Bazin cultivare microalge

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Preparare 2700 L mediu de cultivare microalge in bazinul de 10m3, parte integranta a instalatiei pilot. Inocularea bazinului prin adaugarea celor 300 L suspensie microalgala pregatita anterior. Monitorizare proces de dezvoltare

a supensiei microalgale in bazin.

24.08.2020 - 26.08.2020

Anca Racoti 1.500

10



Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

A fost urmarit procesul de functionare a digestorului de 5m3 la o saptamana de la incarcarea acestuia cu materii prime. A fost verificata functionarea corecta a pompelor, integritatea traseului de recirculare a

digestatului in digestor, integritatea elementelor conectoare (flanse, evacuare biogaz, etc.)

25.08.2020

Gabriel Vasilievici

500

Simona Ghimis

500

11

Vizita de lucru la sediul INCDCSZ Brasov, locul de

amplasare al instalatiei pilot experimental biogaz-

microalge

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Prezentarea instalatiei pilot experimental partenerilor de proiect - utilaje, functionare, parametri urmariti pentru fiecare proces; Prezentare rezultate

curente; Discutii privind oportunitati de imbunatatire a procesului, valorificare a rezultatelor obtinute, posibilitati de valorificare continua a

inatalatiei pilot experimental - proiecte, stagii de cercetare etc. Monitorizarea procesului de digestie anaeroba; Monitorizarea dezvoltarii suspensiei microalgale in bazinul de cultivare; Monitorizarea dezvoltarii

inoculului de microalge

02.09.2020 - 03.09.2020

Sanda Velea 1.000

Ana-Maria Galan

1.000

Anca Racoti 1.000

12

Vizita de lucru in scopul exploatarii instalatiei pilot

experimental demonstrativ biogaz-microalge

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Evacuare 100L digestat din digestorul de 5m3 concomitent cu incarcarea a 100 l suspensie materii prime (conform retetei de alimentare initiala); Prelucrare digestat in vederea separarii fluxurilor de digestat lichid si

digestat solid; Analiza digestatului lichid; Refacerea nutrientilor din mediul de cultivare microalge prin dislocuire volum de 300L suspensie microalgala din bazin cu 300 L digestat lichid diluat; Recoltare microalge din suspensia

evacuata prin procedeul de electrofloculare.

15.09.2020 - 17.09.2020

Sanda Velea 1.500

Ana-Maria Galan

1.500

Anca Racoti 1.500


38

13 Exploatarea instalatiei pilot experimental demonstrativ

biogaz-microalge

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Refacerea nutrientilor din mediul de cultivare microalge prin dislocuire volum de 300L suspensie microalgala din bazin cu 300 L digestat lichid diluat; Recoltare microalge din suspensia evacuata prin procedeul de

electrofloculare; Izolare digestor 5m3 cu vata minerala.

22.09.2020 -23.09.2020

Gabriel Vasilievici

1.000

14 Exploatarea instalatiei pilot experimental-demonstrativ

Biogaz-Microalge

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Evacuare digestat din digestorul de 5m3 concomitent cu incarcare suspensie materii prime; Prelucrare digestat in vederea separarii fluxurilor

de digestat lichid si digestat solid; Analiza digestatului lichid; Refacerea nutrientilor din mediul de cultivare microalge prin dislocuire partiala a

suspensiei microalgale din bazin cu digestat lichid diluat; Recoltare microalge din suspensia evacuata prin procedeul de electrofloculare.

01.10.2020 -02.10.2020

Sanda Velea 1.000

Ana-Maria Galan

1.000

Anca Racoti 1.000


experimental - demonstrativ Biogaz-Microalge

Partener 3 – INCDCSZ Brasov

Evacuare digestat din digestorul de 5m3 concomitent cu incarcare suspensie materii prime; Prelucrare digestat in vederea separarii fluxurilor

de digestat lichid si digestat solid; Analiza digestatului lichid; Refacerea nutrientilor din mediul de cultivare microalge prin dislocuire partiala a

suspensiei microalgale din bazin cu digestat lichid diluat; Recoltare microalge din suspensia evacuata prin procedeul de electrofloculare.

13.10.2020 - 14.10.2020

Gabriel Vasilievici

1.000

Ana-Maria Galan

1.000

Anca Racoti 1.000

16

Scoaterea din functiune a instalatiei pilot experimental

- demonstrativ Biogaz-Microalge


Evacuarea totala si curatarea instalatiei pilot experimental demonstrativ Biogaz-Microalge, la finalul perioadei de functionare din acest an.

Digestorul, bazinul de cultivare microalge si toate vasele si elementele componente ale instalatiei au fost pregatite pentru o noua etapa de

functionare in anul urmator.

03.11.2020 - 06.11.2020

Ana-Maria Galan

2.000

Anca Racoti 2.000

17

Finalizare activitati desfasurate in etapa 3 si

pregatire activitati pentru etapa 4 a proiectului

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Preluare digestat evacuat din digestorul de 5m3 pentru experimentari de optimizare a procesului de sedimentare si separare a acestuia in scopul

valorificarii complexe. Preluare materii prime pentru procesul de digestie anaeroba, conform retetei de alimentare, pentru realizare de experimentari

de optimizare in instalatia pilot de laborator de la sediul ICECHIM.

02.12.2020 -04.12.2020

Sanda Velea 1.500

Ana-Maria Galan

1.500

Anca Racoti 1.500

Total Cec-uri de tip B: Vizită de lucru Cercetători cu experiență (lei) 44.000

2. Partener P1 proiect complex, INCDIE ICPE-CA Bucuresti - CEC-uri de tip B - vizite de lucru cercetatori cu experienta: Total de 15 zile deplasare.

Nr. crt.


1 Stabilirea caracteristicilor optime

ale substratului utilizat in procesul de codigestie anaeroba.


Discutii finale privind caracteristicile optime ale substratului utilizat in procesul de co-digestie anaeroba pe baza rezultatelor obtinute la scara

de laborator in cadrul etapei numarul 2.

09.06.2020 - 10.06.2020

Carmen Mateescu

1.000


39

2 Exploatarea instalatiei

pilot experimental Biogaz Microalge

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Furnizare 300 L inocul pentru procesul de digestie anaeroba si participare la activitatea de macinare si alimentare a digestorului 5m3

cu materii prime.

11.08.2020 - 12.08.2020

Carmen Mateescu

1.000

3

Monitorizarea procesului de digestie anaeroba in instalatia

pilot experimental la sediul INCDCSZ Brasov.

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

S-a urmarit procesul de digestie anaeroba realizat in digestorul de 5m3, parte integranta a instalatiei pilot experimental de la sediul INCDCSZ Brasov; S-a verificat modul de completare a fisei de monitorizare a

procesului (debit si compozitie biogaz, temperatura proces, recirculare materie prima etc.)

26.08.2020 - 27.08.2020

Carmen Mateescu

1.000

4

Vizita de lucru la sediul INCDCSZ Brasov, locul de amplasare al instalatiei pilot experimental

biogaz-microalge

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Urmarirea functionarii instalatiei pilot experimental biogaz-microalge; Discutii privind oportunitati de imbunatatire a procesului, valorificare a

rezultatelor obtinute, posibilitati de valorificare continua a instalatiei pilot experimental – proiecte, stagii de cercetare etc.

03.09.2020 Carmen

Mateescu 500

5

Vizita de lucru in scopul exploatarii instalatiei pilot

experimental demonstrativ biogaz-microalge

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Monitorizarea parametrilor procesului de digestie anaeroba in digestorul de 5m3 de la sediul INCDCSZ Brasov.

16.09.2020 -17.09.2020

Carmen Mateescu

1.000


Biogaz-Microalge

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Monitorizarea parametrilor procesului de digestie anaeroba in digestorul de 5m3, parte din instalatia integrata Biogaz-Microalge de la

INCDCSZ Brasov.

07.10.2020 - 08.10.2020

Carmen Mateescu

1.000


Biogaz-Microalge

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov


procesului.

29.10.2020 –

30.10.2020

Carmen Mateescu

1.000

8 Finalizare activitati desfasurate in

etapa 3 si pregatire activitati pentru etapa 4 a proiectului

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Vizita de lucru la sediul partenerului P3 realizata in scopul preluarii unei mostre reprezentative de digestat evacuat din digestorul de 5m3,

pentru realizare de analize specifice ale acestuia. Preluare materii prime furnizate de INCDCSZ pentru procesul de digestie anaeroba, conform retetei de alimentare, pentru realizare de experimentari la sediul P1,

INCDIE ICPE-CA.

24.11.2020 –

25.11.2020

Carmen Mateescu

1.000



40

3. Partener P2 proiect complex, Universitatea Bucuresti - CEC-uri de tip B - vizite de lucru cercetatori cu experienta: Total de 14 zile deplasare.

Nr. crt.


1

Vizita de lucru la sediul INCDCSZ Brasov, locul de

amplasare a instalatiei pilot experimental biogaz-microalge

Partener 3 – INCDCSZ

Brasov

Urmarirea functionarii instalatiei pilot experimental biogaz-microalge; Discutii privind oportunitati de imbunatatire a procesului, valorificare a

rezultatelor obtinute, posibilitati de valorificare continua a instalatiei pilot experimental – proiecte, stagii de cercetare etc.

02.09.2020 -

03.09.2020

Vasile Parvulescu 1.000

Bogdan Jurca 1.000

Sabina Ion 1.000

Octavian Pavel 1.000

2 Determinarea compozitiei amestecurilor de gaze de ardere hidrocarburi-aer

Partener 5 – UT Iasi

In cadrul stagiului de pregatire s-au determinat experimental amestecurile de gaze de ardere prin alegerea optima a parametrilor

fucntionali. S-au prelevat probe gazoase din camera de ardere si s-au injectat intr-un sistem cromatografic multicoloana pentru determinarea

compozitiei acestora.

26.10.2020 –

28.10.2020

Vasile Parvulescu 1.500

Bogdan Jurca 1.500


4. Partener P3 proiect complex, INCDCSZ Brasov - CEC-uri de tip B - vizite de lucru cercetatori cu experienta: Total de 12 zile deplasare.

Nr. crt.


1

Vizita de lucru in vederea stabilirii metodologiei de

experimentari irigatii culturi, analiza preliminara a datelor

experimentale obtinute

Coordonator proiect, INCDCP

- ICECHIM Bucuresti

Analiză metodologie de lucru și adminstrare digestat lichid la plantele de cartof cultivate în condiții de seră în vase de vegetație pentru evaluarea

efectului componentelor biochimice ale acestuia asupra creșterii și dezvoltării și formării producției. Pregătire date științifice.

20.05.2020

Manuela Hermeziu

500

Carmen Chelmea

500

2 Vizita de lucru in scopul

stabilirii programului comun de cercetare


- ICECHIM Bucuresti

Stabilirea directiilor de cercetare pentru realizarea programului comun de cercetare a consortiului proiectului complex 32PCCDI/2018. Stabilirea clauzelor si intocmirea contractului de custodie intre INCDCP-ICECHIM si

INCDCSZ, privind Instalatia Pilot Experimental Demonstrativ Biogaz-Microalge, amplasata la sediul INCDCSZ Brasov.

07.10.2020 -

08.10.2020

Donescu Victor

1.000

Chelmea Carmen

1.000

3 Vizita de lucru pentru finalizarea activitatilor

desfasurate in etapa 3 a


- ICECHIM

Finalizarea planului comun de CDI, prin definitivarea directiilor de cercetare ce vor fi abordate ce catre partenerul P3, INCDCSZ Brasov.

Prezentarea si discutarea rezultatelor obtinute in aceasta etapa privind

10.11.2020 –

11.11.2020

Donescu Victor

1.000


41

proiectului Bucuresti utilizarea in agricultura a apelor rezultate in urma cultivarii microalgelor si a carbunelui activ de la instalatia de piroliza catalitica a digestatului

solid, pentru realizarea RST-ului pentru anul 2020.

Chelmea Carmen

1.000

4 Insusire tehnici de analiza a compusilor bioactivi extrasi

din biomasa microalgala


- ICECHIM Bucuresti

Participare la acitivitati de caracterizare analitica a compusilor extrasi din biomasa microalgala recoltata la sediul INCDCSZ, la oprirea din

functionare a instalatiei pilot experimental demonstrativ Biogaz-Microalge.

25.11.2020 –

26.11.2020

Manuela Hermeziu

1.000


5. Partener P4 proiect complex, UPG Ploiesti - CEC-uri de tip B - vizite de lucru cercetatori cu experienta: Total de 9 zile deplasare.

Nr. crt.


1

Vizita de lucru la sediul INCDCSZ Brasov, locul de amplasare al instalatiei

pilot experimental biogaz-microalge


Urmarirea functionarii instalatiei pilot experimental biogaz-microalge; Discutii privind oportunitati de imbunatatire a

procesului, valorificare a rezultatelor obtinute, posibilitati de valorificare continua a inatalatiei pilot experimental – proiecte,

stagii de cercetare etc.

03.09.2020

Elena-Emilia Oprescu 500

Dorin Bombos 500

2

Exploatarea instalatiei pilot experimental

demonstrativ biogaz-microalge


Participare la monitorizarea parametrilor instalatiei experimentale biogaz-microalge; Preluare digestat solid pentru teste de piroliza la

sediul UPG. 23.09.2020

Elena-Emilia Oprescu 500

Dorin Bombos 500

Catalina Calin 500

3

Exploatare instalatie pilot experimental

demonstrativ biogaz-Microalge


Monitorizarea parametrilor procesului de digestie anaeroba in digestorul de 5m3, parte din instalatia integrata Biogaz-Microalge de la INCDCSZ Brasov; Participare la procesul de evacuare digestat

din digestor si incarcare substrat proaspat.

28.09.2020 Dorin Bombos 500

Catalina Calin 500

4

Exploatare instalatie pilot experimental demonstrativ

biogaz-Microalge


Prelevare digestat solid rezultat in urma sedimentarii si separarii fractiei de digestat evacuat in zilele anterioare, pentru

experimentari de piroliza la sediul UPG; Discutare posibilitati de colaborare pentru realizarea planului comun de cercetare.

30.09.2020 Elena-Emilia Oprescu 500

Dorin Bombos 500


6. Partener P5 proiect complex, UT Iasi - Suma pentru CEC-uri din aceasta etapa de implementare a proiectului a fost realocata.


42

PREZENTAREA VALORIFICARII/ IMBUNATATIRII COMPETENTELOR RESURSELOR NOU ANGAJATE LA NIVELUL CONSORTULUI (CECURI)

Resursa umana nou angajata in cadrul proiectului complex a fost instruita prin efectuarea de CEC-uri de tip B – stagiu pregatire tineri cercetatori, prin deplasari realizate intre partenerii Proiectului Complex. Aceste CEC-uri de mobilitati au fost realizate in scopul familiarizarii tinerilor cercetatori cu elementele de realizare a proiectului si pentru imbogatirea cunostintelor acestora prin participare la cursuri de instruire de specialitate oferite de institutiile/universitatile partenere in cadrul proiectului complex.

1. Coordonator Proiect Complex, INCDCP-ICECHIM Bucuresti - CEC-uri de tip B – stagiu pregatire tineri cercetatori: Total de 61 zile deplasare.

Nr. crt.


1

Stagiu pregatire privind experimentarile de

irigare culturi agricole cu ape epurate prin

cultivare microalge


Furnizarea de catre INCDCP-ICECHIM Bucuresti catre INCDCSZ Brasov de ape provenite din procesul de digestie anaeroba pentru obtinere de biogaz

epurate prin cultivare microalge, pentru experimentari de irigare a culturilor agricole; Instruire privind procedura de irigare a culturilor agricole cu ape

epurate prin cultivare microalge.

20.03.2020 Alin Vintila 300

2

Stagiu pregatire privind prelucrarea rezultatelor obtinute in urma irigarii culturilor agricole cu ape

epurate prin cultivare microalge


Furnizare noi mostre de ape reziduale provenite din digestia anaeroba epurate prin cultivare microalge; Instruire in procedurile specifice de

analizare a culturilor agricole in scopul urmaririi beneficiilor pe care le aduce irigarea cu ape reziduale epurate cu microalge fata de irigarea cu apa

curenta asupra dezvoltarii plantelor; Participare la realizarea experimentelor de irigare aflate in derulare la sediul INCDCSZ Brasov.

23.04.2020 –


3 Efectuare probe de

macinare substrat co-digestie anaeroba.


Punerea in functiune a morilor de macinare pentru substrat codigestie anaeroba. Efectuare probe de macinare substrat prin utilizarea a doua mori

industriale.

15.06.2020 –

16.06.2020

Alin Vintila 600

Alexandru Vlaicu

600

4

Lucrari preliminare in vederea asamblarii

instalatiei pilot experimental


Receptia cantitativa si calitativa a materialelor auxiliare necesare asamblarii instalatiei pilot experimental; Participare la depunerea statului de nisip ce va

fi suportul pentru echipamentele componente ale instalatiei pilot experimental;

29.06.2020 –

01.07.2020

Grigore Psenovschi

900

5 Asamblare utilaje

instalatie integrata Biogaz-Microalge


Participa la activitatea de asamblare a instalatiei pilot experimental. 27.07.2020

– 31.07.2020

Grigore Psenovschi

1.500


pilot experimental Biogaz Microalge.


Macinare subtrat necesar pentru alimentare digestor 5m3. Alimentare digestor. Monitorizare Proces de digestie anaeroba.

13.08.2020 –

14.08.2020

Grigore Psenovschi

600


43


pilot experimental Biogaz Microalge.


Macinare subtrat necesar pentru alimentare digestor 5m3. Preparare 300 L inocul pentru bazin cultivare microalge 10m3. Monitorizare inocul.

10.08.2020 –

14.08.2020

Alexandru Vlaicu

1.500

8

Monitorizare proces digestie anaeroba in

instalatia pilot experimental.


Asigura recircularea materiei prime in instalatia de digestie anaeroba de 5 m3. Masoara debitul de biogaz produs; Masoara compozitia biogazului;

Monitorizare inocul microalge.

19.08.2020 –

20.08.2020

Grigore Psenovschi

600

9




Preparare 2700 L mediu de cultivare microalge in bazinul de 10m3, parte integranta a instalatiei pilot. Inocularea bazinului prin adaugarea celor 300 L suspensie microalgala pregatita anterior. Monitorizare proces de dezvoltare

a supensiei microalgale in bazin.

24.08.2020 –

26.08.2020

Alexandru Vlaicu

900

Alin Vintila 900

10

Vizita de lucru in scopul exploatarii instalatiei

pilot experimental demonstrativ biogaz-

microalge


Evacuare 100L digestat din digestorul de 5m3 concomitent cu incarcarea a 100 l suspensie materii prime (conform retetei de alimentare initiala); Prelucrare digestat in vederea separarii fluxurilor de digestat lichid si

digestat solid; Analiza digestatului lichid; Refacerea nutrientilor din mediul de cultivare microalge prin dislocuire volum de 300L suspensie microalgala din bazin cu 300 L digestat lichid diluat; Recoltare microalge din suspensia

evacuata prin procedeul de electrofloculare.

15.09.2020 –

17.09.2020

Alexandru Vlaicu

900

Alin Vintila 900

Luiza Mirt 900

11

Exploatarea instalatiei pilot experimental

demonstrativ biogaz-microalge


Refacerea nutrientilor din mediul de cultivare microalge prin dislocuire volum de 300L suspensie microalgala din bazin cu 300 L digestat lichid diluat;

Recoltare microalge din suspensia evacuata prin procedeul de electrofloculare; Izolare digestor 5m3 cu vata minerala.

22.09.2020 –

23.09.2020

Grigore Psenovschi

600

12

Exploatarea instalatiei pilot experimental-

demonstrativ Biogaz-Microalge


Evacuare digestat din digestorul de 5m3 concomitent cu incarcare suspensie materii prime; Prelucrare digestat in vederea separarii fluxurilor de digestat lichid si digestat solid; Analiza digestatului lichid; Refacerea nutrientilor din

mediul de cultivare microalge prin dislocuire partiala a suspensiei microalgale din bazin cu digestat lichid diluat; Recoltare microalge din

suspensia evacuata prin procedeul de electrofloculare.

01.10.2020 –


13

Scoaterea din functiune a instalatiei pilot experimental-

demonstrativ Biogaz-Microalge


Evacuarea totala si curatarea instalatiei pilot experimental demonstrativ Biogaz-Microalge, la finalul perioadei de functionare din acest an. Digestorul, bazinul de cultivare microalge si toate vasele si elementele componente ale

instalatiei au fost pregatite pentru o noua etapa de functionare in anul urmator.

03.11.2020 - 06.11.2020

Luiza Mirt 1.200

Alin Vintila 1.200

Alexandru Vlaicu

1.200

Grigore Psenovschi

1.200


44

14

Finalizare activitati desfasurate in etapa 3 si

pregatire activitati pentru etapa 4 a proiectului

Partener 3 –

INCDCSZ

Brasov

Preluare digestat evacuat din digestorul de 5m3 pentru experimentari de optimizare a procesului de sedimentare si separare a acestuia in scopul

valorificarii complexe. Preluare materii prime pentru procesul de digestie anaeroba, conform retetei de alimentare, pentru realizare de experimentari

de optimizare in instalatia pilot de laborator de la sediul ICECHIM.

02.12.2020 –

03.12.2020 Luiza Mirt 600

Total Cec-uri de tip B: Stagii pregatire tineri cercetatori (lei) 18.300

2. Partener P1 proiect complex, INCDIE ICPE-CA Bucuresti - CEC-uri de tip B – stagiu pregatire tineri cercetatori: Total de 6 zile deplasare.

Nr. crt.


1 Stabilirea caracteristicilor optime

ale substratului utilizat in procesul de codigestie anaeroba.


Discutii finale privind caracteristicile optime ale substratului utilizat in procesul de co-digestie anaeroba pe baza rezultatelor obtinute la scara de

laborator in cadrul etapei numarul 2.

09.06.2020 –

10.06.2020

Andreea Dima

600


pilot experimental Biogaz Microalge


Furnizare 300 L inocul pentru procesul de digestie anaeroba si participare la activitatea de macinare si alimentare a digestorului 5m3 cu materii prime.

11.08.2020 –

12.08.2020

Andreea Dima

600

3

Monitorizarea procesului de digestie anaeroba in instalatia

pilot experimental la sediul INCDCSZ Brasov.



procesului (debit si compozitie biogaz, temperatura proces, recirculare materie prima etc.)

26.08.2020 –

27.08.2020

Andreea Dima

600


3. Partener P2 proiect complex, Universitatea Bucuresti - CEC-uri de tip B – stagiu pregatire tineri cercetatori: Total de 6 zile deplasare.

Nr. crt.


1

Determinarea compozitiei

amestecurilor de gaze de ardere hidrocarburi-aer

Partener 5 – UT Iasi

In cadrul stagiului de pregatire s-au determinat experimental amestecurile de gaze de ardere prin alegerea optima a parametrilor fucntionali. S-au

prelevat probe gazoase din camera de ardere si s-au injectat intr-un sistem cromatografic multicoloana pentru determinarea compozitiei acestora.

26.10.2020 –

28.10.2020

Andrada Simion 900

Magdi El Fergani 900



45

4. Partener P3 proiect complex, INCDCSZ Brasov - CEC-uri de tip B – stagiu pregatire tineri cercetatori: Total de 12 zile deplasare.

Nr. crt.


1

Stagiu pregatire tanar cercetator privind procesul

integrat de digestie anaeroba si cultivare

microalge

Coordonator proiect, INCDCP -

ICECHIM Bucuresti

Instruire privind operarea instalatiei integrate biogaz-microalge la nivel de laborator; Instruire privind procesul de digestie anaeroba pentru obtinere de biogaz; Instruire privind utilizarea digestatului lichid provenit din procesul de digestie anaeroba in scopul folosirii

acestuia ca mediu nutrient pentru cultivare microalge;

13.02.2020 –

14.02.2020 Adina Rosca 600

2

Stagiu pregatire tineri cercetatori privind tehnicile

de valorificare a bimasei microalgale


ICECHIM Bucuresti

Participare la experimentari de procesare a biomasei microalgale recoltata la sediul INCDCSZ, la oprirea din functionare a instalatiei

pilot experimental demonstrativ Biogaz-Microalge, pentru obtinere de fitocatalizatori, fractie lipidica si biomasa microalgala epuizata.

10.11.2020 –

11.11.2020

Adina Rosca 600

Diana Petre 600

3 Insusire tehnici de analiza a compusilor bioactivi extrasi

din biomasa microalgala


ICECHIM Bucuresti

Participare la acitivitati de caracterizare analitica a compusilor extrasi din biomasa microalgala recoltata la sediul INCDCSZ, la

oprirea din functionare a instalatiei pilot experimental demonstrativ Biogaz-Microalge.

25.11.2020 –

27.11.2020

Adina Rosca 900

Diana Petre 900


5. Partener P5 proiect complex, UT Iasi – Suma pentru CEC-uri din aceasta etapa de implementare a proiectului a fost realocata catre elementul de calculatie 1.1. Cheltuieli cu personalul pentru angajare noi cercetatori cu norma intreaga, conform Actului Aditional nr. 5.

Director Proiect Complex 32PCCDI/2018,

Dr. ing. Sanda VELEA

RAPORT STIINTIFIC SI TEHNIC Proiect Complex 32PCCDI/2018 ...

Documents

Transcript of RAPORT STIINTIFIC SI TEHNIC Proiect Complex 32PCCDI/2018 ...