CAPITOLUL 1 1.1 SCOPULSI OBIECTIVELELUCRARII 1.2 TERMINOLOGIE SI CONSIDERATII SUMARE
1.1 SCOPUL SI OBIECTIVELELUCRARII 1
• Lucrarea are ca scop identificarea resurselor de materii prime, materiale si energie din
fluxurile tehnologice de obtinere a materialelor de constructii, reducerea cantitatii acestora si valorificarea lor in grad cat mai inalt in fluxurile tehnologice care le-au generat sau in fluxuri tehnologice adiacente de producere a materialelor de constructii. • Valorificarea potentialului important reprezentat de aceste resurse, disponibile din
fluxurile tehnologice, implica : - identificarea cantitativa si calitativa a acestora si a locului de generare in fluxul tehnologic de realizare a unui material de constructii, pentru tehnologia reprezentativa de obtinere a unui anumit material de constructie; - analiza posibilitatilor de diminuare a cantitatilor de resurse deseu rezultate in fluxul tehnologic; - prezentarea siste melor tipice pentru gestionarea si/sau valorificarea resurselor deseu, aplicate de agentul economic; modalitatile de gestiune, monitorizare si valorificare la nivel european a aceluiasi tip de resursa deseu.; - analiza compatibilitatii reutilizarii resurselor deseu in fluxurile tehnologice care le-au generat sau in fluxurile tehnologice adiacente, procesarile care se impun spre a fi reintoarse in circuitul productiv; - stabilirea solutiilor de valorificare a resurselor deseu; - demonstrarea elementelor de functionalitate a solutiilor propuse pentru valorificarea resurselor deseu in circuitele productive; - prezentarea eficientei tehnice si economice a reintroducerii in circuitul productiv a resurselor deseu; - stabilirea deseurilir ultime aflandu-se “la timpul prezent” in afara sferei de utilizare, pe considerente tehnice sau/si economice, a cantitatii acestora si a modului de depozitare, monitorizare si diminuare a influentelor negative asupra mediului ambiant.
• Lucrarea urmareste crearea unei sinergii in subsectoarele de obtinere a materialelor
de constructii, astfel incat sa poata fi obtinute, la agentii economici, rezultate superioare fata de rezolvarile individuale si partiale existente in aceste subsectoare. 2
• Prin rezultatele sale, proiectul vizeaza :
- economia de nergie in fluxurile tehnologice de obtinere a materialelor de constructie; - economia de materii prime, materiale, in fluxul tehnologic; - valorificarea prin reutilizare a deseurilor tehnologice, inclusiv in combinatie cu subproduse din alte sectoare, toate intr-o abordare ecologica. • In mod concluziv, rezultatul implementarii proiectului in subsectoarele de realizare a
materialelor de constructii este adoptarea unui sistem care integreaza mai multe variabile : competitivitatea, cresterea economica, respectul pentru mediu si calitatea vietii, prin abordari diferentiate, pe termen scurt, mediu si lung. • Obiectivele lucrarii se coreleaza cu tematicile de profil din programele de
eficientizare, programe dezvoltate de unitatile productive : - In problematica energetica, obiectivele lucrarii se coroboreaza cu programele de masuri pentru reducerea consumurilor energetice (in conformitate cu cap.VI Obligatiile consumatorilor de energie din Legea 199/2000 - “Lege privind utilizarea eficienta a energiei”). Se realizeaza, de asemenea, o imbinare a problematicii lucrarii cu reglementarile tehnice si standardele de eficienta energetica pentru utilajele si tehnologiile utilizate, actiune care trebuie realizata la propunerile Agentiei Romane pentru conservarea Energiei si a Ministerului de resort (conform cap.IV din Legea 199/2000). -In problematica legata de materii prime, prin realizarea obiectivelor lucrarii, se sustin si se materializeaza actiunile din cadrul “Sistemului calitatii”, cand acesta este implementat la agentul economic.
• Implementarea proiectului la agentii economici asigura :
- apropierea sistemelor de monitorizare si valorificare a resurselor reutilizabile de energie, materii prime si materiale, la agentii economici din tara de cele existente la nivel european. 3
- valorificarea competitiva si curata a resurselor reciclabile; problematica se subscrie Directivei 96/61 a Consiliului Europei, referitoare la Prevenire a si Controlul Integrat al Poluarii.
1.2 TERMINOLOGIESI SPECIFICATII. •
Mediu natural - reprezinta [1] totalitatea conditiilor in care traiesc organismele
( conditii de relief, de clima, celelalte fiinte vii etc.) sau, altfel spus, complexul teritorial in care se imbina element ele de relief, de structura geologica, resursele (din subsol, apele etc.), conditiile de clima, solul, vegetatia si fauna, elemente care - in ansamblu constituie cadrul natural de desfasurare a vietii materiale a societatii omenesti. Termeni sinonimi sunt: - environnement (termen cvasigeneralizat preluat ca atare din francez a si in engleza si in alte limbi) - mediu ambiant, acesta avand insa un inteles ceva mai larg, putand cuprinde si semnificatii de ordin psihologic, artistic, social •
Mediu inconjurator - totalitatea factorilor naturali si a celor creati prin activitati umane, factori care, in stransa interactiune, asigura mentinerea echilibrului ecologic, determina conditiile de viata pentru om si dezvoltarea societatii. [1].
Mediul inconjurator se diferentiaza, asadar, de mediul natural. Mediul inconjurator are doua tipuri de componente: - componente naturale incluzand elementele : - abiotice, adica aerul, apa, substratul geologic, relieful, solul; - biotice, adica vegetatia si animalele. - componente antropice incluzand elementele introduse de om prin activitatile sale (componenta antropica este denumita uneori si componenta sociala, pornindu-se de la faptul ca omul, desi element al lumii organice, isi depaseste conditia naturala prin actiunea sa constienta, mijlocind, reglementand si controland schimbul de materie dintre el si natura). 4
Natura relatiei mediu –dezvoltare tehnologica s-a schimbat drastic. In timp ce exista informatii abundente asupra fenomenelor de mediu, exista putine informatii care sa permita evaluarea relatiei intre procesele de mediu si dezvoltarea socio-economica astfel incat aceasta sa constituie suport pentru o politica eficienta in domeniu. Trebuie identificate inca din faza incipienta cele mai mici schimbari care pot determina impacturi socio-economice. De aceea, in “Programul National de Mediu 1997-2005”, elaborat de Comisia de Ecologie, Protectia Mediului si Gospodarirea Apelor din cadrul MCT s-a stabilit un Subprogram3 “Dimensiunea umana a schimbarilor de mediu” care are anume obiective specifice, stabilindu-se si continutul stiintific al fiecarui domeniu de cercetare din cadrul Subprogramului. •
Poluarea - reprezinta [1], in linii mari, impurificarea aerului, apei si solului cu particule, vapori sau gaze produse artificial, cu ape uzate, menajere, industriale etc. Cel mai adesea poluarea este definita ca introducerea in mediul inconjurator a reziduurilor materiale ale consumului productiv (procesele de productie) si a celui neproductiv, direct de catre om, sau ca urmare a activitatilor sale, reziduuri materiale care se acumuleaza in asemenea proportie incat depasesc limitele de toleranta si provoaca
deteriorari
ale
mediului,
perturbari
ale
functionarii
organismelor
vietuitoarelor. Adeseori esenta procesului de poluare este definita ca patrunderea in mediul inconjurator a unor substante daunatoare pentru om, impiedicandu-l sa foloseasca eficient propriul sau mediu de viata. In afara de poluare exista si alte forme de degradare a mediului inconjurator, precum : degradarea solului, a terenurilor in general, prin eroziune, defrisari, lateritizarea solurilor, distrugerea unor specii vegetale si specii animale etc. •
Ecodezvoltarea - este un concept operational care presupune redefinirea strategiilor de dezvoltare (atat in tarile dezvoltate cat si in cele in dezvoltare)[1] In dorinta de dezvoltare, de “a stapani natura”, omul afecteaza de multe ori mediul inconjurator. Ecodezvoltarea se inscrie pe linia a ceea ce definea naturalistul francez Jean Dorst adica “o solutie constructiva care respectand interesele legitime ale omului (de dezvoltare) poate duce la amenajarea rationala a planetei in intreaga sa diversitate, salvandu-se in acelasi timp si natura salbatica, pe care nu avem nici un interes s-o 5
distrugem”. Ecodezvoltarea este deci punerea progresului tehnico-stiintific
in
concordanta cu posibilitatile obiective ale biosferei •
Dezvoltare durabila - termen creat de Comisia Europeana pentru Mediu si Dezvoltare spre a se defini un mou model ecopolitic [2]. Principiul dezvoltarii durabile este continuarea dezvoltarii economice spre a satisface necesitatile societatii de astazi, fara a risca dezvoltarea generatiilor viitoare. Principiul dezvoltarii durabile sta la baza Legii Mediului din tara noastra. Dezvoltarea durabila se va asigura daca vor fi respectate reglementarile legislative bazate pe principii ca: precautii in luarea deciziilor, prevenirea riscurilor ecologice si a producerii de daune, conservarea biodiversitatii si a ecosistemelor specifice cadrului biogeografic natural, inlaturarea poluantilor care afecteaza nemijlocit si grav sanatatea oamenilor. Atingerea acestui scop implica conceptul de dezvoltare economica in circuit inchis
(flow - circular economy) de transformare a materiei si energiei, fara a aduce atingere echilibrelor ecologice. In exteriorul circuitului vor fi deversate deseurile, dar cu inchiderea fluxului acestora. Dezvoltarea durabila presupune, implica, cooperarea intre toate ramurile economice spre a se realiza mentinerea materialelor in procesare tehnica pe o durata cat mai mare. Pentru industrie gestionarea deseurilor deversate in exteriorul circuitelor devine o necesitate nationala. Gestionarea prin valorificare inseamna recuperarea si reciclarea lor. In cadrul structurii programului de cercetare “Programul National de Mediu, 1997-2005”, elaborat de MCT, Comisia de Ecologie, Protectia Mediului si Gospodarirea Apelor, se au in vedere cercetari privind optiuni socio-e conomice pentru dezvoltare durabila. Unul dintre aceste obiective este cel al dezvoltarii criteriilor si indicatorilor economici si sociali cu care se poate evalua progresul facut spre o dezvoltare durabila. •
Deseu- orice substanta sau orice obiect (din categoriile stabilite in anexa I B din OG 78/2000),pe care detinatorul le arunca, (sau) are intentia sau obligatia de a le arunca.Se dau cateva categorii de deseuri din anexa I B, (numerotarea din anexa) in legatura cu lucrarea: 1-reziduuri de productie sau de consum; 6
2-produse (care se situeaza) in afara specificatiilor tehnice; 9-reziduuri de la procesele industriale (zguri, incluziuni); 10-reziduuri de la procesele de combatere a poluarii (namoluri de scrubere, pulberi de la filtre de desprafuire); 11-reziduuri de fabricatie (margini de taiere, bavuri de la presare); 12-reziduuri de la extractia si prelucrarea materiilor prime.
-Deseu industrial - Materie prima secundara de recuperare : - Subproduse industriale - Subproduse secundare - Combustibil secundar Este un material solid sau lichid, cu o compozitie complexa, provenit din indutria minerala, care il face impropriu pentru utilizarea initiala. Deseurile industriale inglobeaza substante, materiale, produse, reziduuri generate de activitatea industriala si sunt eliminate din ciclul productiv. Pentru unitatea producatoare (detinator), deseul (industrial) are valoare economica nula sau negativa, la un moment dat si la un loc dat. Pentru a evacua deseul, detinatorul trebuie sa plateasca. Dar daca, dimpotriva, pentru un deseu rezultat dintr-un proces industrial se plateste achizitionarea lui de catre un utilizator tert, atunci denumirea de deseu se schimba, denumirea corecta pentru utilizator devenind materie prima secundara. Pentru producator insa, deseurile generate la acesta dar destinate recuperarii si comercializarii catre terti devin “subproduse industriale” sau “produse secundare”. Deci, un deseu industrial (care este un material rezidual dintr-un proces industrial sau chiar un produs industrial epuizat intr-o etapa a utilizarii sale) va deveni, va fi considerat “subprodus industrial”, numai daca dobandeste un potential de utilizare, in starea in care se afla sau dupa un tratament specific. Delimitarea notiunilor de “deseu” si de “materie prima secundara” va fi, evident, fluctuanta, in functie de performantele tehnologice dar si de interesele economice de a procesa un deseu. Cum potentialul de reutilizare constituie, acum, criteriul esential in 7
abordarea gestionarii deseurilor, din acest punct de vedere, capata sens tot mai concret, echivalarea notiunii de “deseu” cu cea de “materie prima secundara”. Scopul economiei in flux inchis il constituie tocmai posibilitatea de a se putea echivala notiunea de “deseu industrial” (fara utilizare deci) cu cea de “subprodus industrial”, cu utilizare deci, (din punctul de vedere al producatorului) si cu “materie prima secundara” sau “combustibil secundar” (din punctul de vedere al tertului utilizator). • •
Deponii- material rezultat prin decopertarea solului in urma excavatiilor; Producator-orice persoana fizica sau juridica din a carei activitate rezulta deseuri (producator initial) si/sau care a efectuat actiuni de pretratare,de amestecare sau alte operatiuni care genereaza schimbarea naturii ori a compozitiei acestor deseuri (Legea 426/2001- Lege pentru aprobarea OUG,nr. 78/2000 privind regimul deseurilor).
•
Recuperarea (resurselor materiale, de energie) -activitatea de colectare, transport, stocare, selectionare si prelucrare (conditionare) a anumitor deseuri, resurse si/sau componenti ai acestora. Deseul, resursa materiala sau energetica recuperata poate fi reintrodus in fluxul tehnologic prin reciclare interna (denumita si reciclare directa) si /sau reciclare externa (denumita si reutilizare). Conceptul RRR (recuperare, reciclare, refolosire) a aparut in momentul in care
omenirea a devenit constienta de caracterul limitat al resurselor materialelor si energetice. Pretul recuperarii s-a dovedit a fi mai mic decat pretul nerecuperarii. Daca unul singur dintre producatori adopta un procedeu care implica recuperarea de orice fel, pretul produsului sau scade si ii obliga si pe ceilalti producatori de pe aceeasi piata sa adopte un procedeu asemanator. Recuperarea, a energiei sau a resurselor materiale, este din punct de vedere tehnic, legata de un contur de bilant dat (agregat, sectie, intreprindere, platforma industriala). In raport cu acest contur de bilant, energetic sau de materiale, stabilit, recuperarea poate fi interioara sau exterioara. Fiecare dintre cele doua directii are avantaje si dezavantaje cand se pune problema recuperarii unui flux deseu de energie sau de materiale, eliminat din conturul stabilit. Primul aspect al analizei consta in inventarierea consumatorilor potentiali pentru 8
fluxul respectiv de energie si/sau materii prime, materiale. Consumatorii potentiali sunt cautati atat in interiorul conturului cat si in exteriorul lui. •
Reciclare- operatiunea de reprelucrare intr-un proces de productie a deseurilor pentu scopul srcinal sau pentru alte scopuri (cf. L.426/2001) Altfel spus, reciclarea este posibilitatea reintroducerii unui material in procesul industrial in vederea fabricarii unui nou produs cu calitati identice sau cu calitati inferioare.
•
Reciclarea directa, interna (interioara) - reintroducerea deseurilor, resurselor industriale recuperate in acelasi tip de flux tehnologic care le-a generat [2].
•
Reciclarea externa, exterioara (sau reutilizarea) - activitatea industriala de reintroducere a deseului, resurselor recuperate, intr-un flux tehnologic diferit total de fluxul tehnologic care le-a generat. Acest flux utilizator poate fi in cadrul aceleiasi intreprinderi sau platformei industriale sau in afara lor.
Comparativ cu recuperarea interioara, recuperarea exterioara poate conduce la limitari de regim de recuperare datorata nesimultaneitatii consumului cu producerea (fie sub aspect cantitativ fie sub aspect calitativ). In plus, efectele energetice obtinute sau efectele privind reducerea consumului de materii prime si materiale se manifesta nu la cel care le-a generat ci la utilizator. Tot la utilizator se manifesta si efectele economice determinate de economia de cheltuieli cu combustibilul sau materiile prime care altfel ar fi trebuit sa le consume, dar si cheltuielile aferente instalatiilor, investitiilor, care fac sa fie utilizate resursele de energie sau materii prime. •
Gestionare- colectarea,transportul, valorificarea si eliminarea deseurilor, inclusiv supravegherea zonelor de depozitare dupa inchiderea acestora.
Gestionarea globala a deseurilor/resurselor (de materiale, energetice) are la baza principiile: -de limitare a cantitatii la sursa; -de recuperare si valorificare; -de tratare a deseurilor/resurselor nevalorificabile, in conditii de siguranta pentru mediu; -de stocare a deseurilor ultime in locuri autorizate. 9
•
Eliminare- orice operatiune prevazuta in anexa II A din Legea 426/2001. Se dau mai jos “Operatiuni de eliminare a deseurilor”, cf. anexei, in ordinea din aceasta: -depozitarea pe sol si in subsol (de ex.depunerea in depozite de gunoi) -tratarea in contact cu solul (de ex. biodegradarea deseurilor lichide sau a namolurilor depozitate pe sol)
-descarcarea pe suprafete (de ex. descarcarea de deseuri lichide sau de namoluri in depresiuni, iazuri sau lagune) 10- incinerare pe sol. •
Tratare- totalitatea proceselor fizice, chimice si biologice care schimba caracteristicile deseurilor, in scopul reducerii volumului si caracterului periculos al acestora, facilitand manipularea sau valorificarea lor ( L 426/2001).
Tehnologia de solidificare/ stabilizare (s/s) consta in reducerea procesului de migrare a poluantilor (in special metale toxice) la un nivel considerat acceptabil (protector) al panzei freatice. Prin procedeele s/s utilizate in mod curent, substantele poluante continute in deseu sunt imobilizate in matricea hidraulica, de intarire a pastelor, mortarelor sau betoanelor. Solidificarea descrie procesele care transforma deseul intr-un solid impermeabil, cu coeziune puternica, concretizata de proprietatile fizico-mecanice (impermeabilitate si rezistenta mecanica). Stabilizarea este efectul proceselor de diminuare sau de eliminare a fenomenelor de transfer de masa a poluantilor in ape si sol. Poluarea apelor si solului prin migrarea (lixivierea) substantelor periculoase este criteriul restrictiv fundamental al activitatilor de gestionare prin depozitare sau valorificare a deseurilor industriale. •
Valorificare- orice operatiune mentionata in anexa nr. II B din Legea 426/2001. Se dau mai jos cateva din “Operatiuni de valorificare a deseurilor”, cf. Anexei, in ordinea din aceasta: 1- utilizarea ca material combustibil; 4- reciclarea sau recuperarea materialelor anorganice. 10
Odata ce un deseu (reziduu) a fost produs, cea mai buna cale de a reduce sau elimina impactul sau negativ asupra mediului este revalorificarea sa. Valorificarea poate urmari: recuperarea de materiale sau recuperarea de energie. In conformitate cu subcapitolul “Metode si tehnologii de tratare si valorificare a deseurilor”, din cadrul “Programului National de Mediu, 1997-2005”, elaborat de MCT, se prevad cercetari avand ca obiectiv, pe langa altele, utilizarea deseurilor ca inlocuitori de materii prime sau pentru obtinerea unor compusi. In cadrul obiectivelor “Industriale” (pct. 2.4.1) se precizeaza ca necesare cercetari privind: “Metode si tehnologii de valorificare a deseurilor din industria liantilor, materialelor de constructii, sticlei si ceramicii”, “Recuperarea energiei inglobate in deseurile din industria liantilor, materialelor de constructii, sticlei si ceamicii”. •
Deseu ultim - este acel deseu (rezultat fie direct dintr-un proces industrial, fie din deseul supus unui tratament de neutralizare), care nu mai poate fi tratat - in conditiile tehnico-economice de moment - pentru extragerea partii valorificabile sau pentru reducerea caracterului poluant si/sau periculos [2]. Deseurile ultime sunt, de regula, de natura minerala, iar potentialul poluant este dat de continutul in metale grele sub forma de compusi greu solubili Ele sunt foarte putin reactive, foarte putin evolutive, foarte putin solubile. O metoda de gestionare a deseurilor ultime este solidificarea/stabilizarea lor in sisteme de intarire hidraulica, sisteme cu grad ridicat de impermeabilitate, deosebit de stabile fizico-chimic, practic inerte fata de substantele considerate agresive dizolvate in apa (O2, CO2, cloruri, sulfati)
•
.Metal greu -inseamna, cf. HG 856/2002, art.8, orice compus al arseniului, cadmiului, cromului VI, cuprului, plumbului, mercurului, nichelului, seleniului, staniului, stibiului, taliului si telurului, precum si acestea in forma metalica, in masura in care sunt clasificate ca substante periculoase. Substantele sunt clasificate ca periculoase in conformitate cu HG nr. 490/2002 pentr aprobarea Normelor metodologice de aplicare a OUG nr. 200/2000.
•
Deseuri periculoase- sunt acele deseuri care sunt cuprinse in lista intocmita de autoritatile competente in domeniu, lista care se elaboreaza pe baza: 11
-
Categoriilor sau tipurilor generice de deseuri periculoase, adica a
anexei nr. I C din L 426/2001(ex. cenusa, zgura, argila, nisip, prafuri);
-
Constituientilor acestor deseuri din anexa I C, care fac ca aceste
deseuri sa fie periculoase atunci cand au proprietatile descrise in anexa nr. I E din L426/2001(ex. fenoli, azbest, metale acaline sau alcalino-pamantoase dar in forma necombinata; in argile aceste metale sunt in forme combinate ca de ex. silicati etc);
-
Proprietatilor deseurilor care fac ca acestea sa fie periculoase, cf.
anexa I E din L 426/2001(ex. inflamabile, explozive, iritante, cancerigene). Conform clasificarii EPA-SUA (similar normelor europene CEN) deseurile periculoase sunt incluse in fiecare din cele 5 categorii de surse: D- deseuri toxice periculoase cu continut de metale (As, Ba, Cd, Cr, Pb, Hg, Se, Ag) ,deseuri cu pH = 2, deseuri cu pH = 12,5 sau deseuri care contin complecsi cianurati; F- deseuri provenite de la procesele de electrodepunere si tratamente metalice; K- deseuri industriale din surse specifice; P- constituienti cu periculozitate acuta; U- constituienti toxici. Constituienti acut periculosi (P) si toxici (U) sunt compusii metalelor mentionate la categoria D. •
Clasa, clasificare a deseurilor - sistem de grupare a deseurilor dupa criterii dinainte stabilite Conform normelor europene se disting cinci clase de deseuri industriale stocabile
(clasificare dupa periculozitatea acestora) in: material inert, material periculos, material toxic Clasa 1 : deseuri industriale periculoase, dar netoxice (ex.. azbest) Clasa 2 : deseuri industriale nepericuloase, netoxice si asimilate lor; Clasa 3 : deseuri inerte - sunt incluse in aceasta clasa, in special : - deseuri din constructii si din demolarile cladirilor (din care se exclud materialele inflamabile si putrescibile) 12
- deseurile solide si inerte provenite din constructii rutiere Clasa 4 : deseuri toxice Clasa 5 : deseuri industriale produse in cantitati foarte mari, ale caror caracteristici sunt cunoscute si, in general, stabile, in anumite limite (ex.sterilele carbonifere, zgurile din indutria metalurgica, cenusile de termocentrala, deseurile de cariera, deseurile din industria extractiva). Dat fiind ca prin clasificarea deseurilor ca periculoase toxice sau inerte se impun anume decizii relative la eliminarea/depozitarea deseurilor industriale (Directiva Europeana nr.7745/1994), clasificarea lor (in periculoase sau inerte) se face pe baza capacitatii de transfer de substanta prin difuzia si solubilizarea constituientilor toxici, definite ca proprietati de lixiviere (Lixivierea = trecerea metaleleor grele si a altor constituenti periculosi in apa de suprafata sau in apa freatica, proces influentat de numerosi factori de natura fizico-chimica si biologica. Lixivierea este un proces complex de transfer de masa, de natura fizico-chimica si biogeochimica, definit de solubilizare,difuzie, sorbtie, reactii chimice si biochimice). Tabel 1.1 Concentratiile solutiilor de lixiviere ale deseurilor periculoase si inerte [2] Parametrul
Deseuri periculoase
Deseuri inerte
compozitional [mg/L] pH Arsenic Cadmiu
4-13 0,2-1,0 0,1-0,5
6-7 0,1 <
Crom Cupru Plumb Mercur Nichel Zinc Cloruri Floruri Sulfati Substante organice total
0,1-0,5 2-10 0,4-2,0 0,02-0,10 0,4-2,0 2-10 1200-6000 10-50 200-1000 40-200
(TOC) 13
Total 5<
500 < 5< 1000 < 200 <
• O alta clasificare a deseurilor industriale se poate face in functie de potentialul de
utilizare, astfel : Deseuri industrile : a)
Valorificate in mod curent : a1 ) materii prime a2) combustibil de substitutie
b) Nevalorificate, dar cu potential de utilizare : b1) netoxice b2) inerte b3) toxice b4) radioactive b5) stocabile numai dupa inertizare c) Neutilizabile De foarte multe ori este dificil de a fixa un anumit deseu sau subprodus industrial intr-o anumita clasa pe criteriul proprietatilor fata de mediu, enuntate (material inert, periculos, toxic). Aceasta deoarece acelasi deseu periculos, toxic, dupa inglobarea lui intr-o matrice compatibila [in proportie corespunzatoare unei “dilutii” suficiente in functie de proprietatile componentilor (matrice-deseu) si ale produsului (pamant stabilizat, ciment, beton, ceramica)], potentialul poluant scade substantial. Exemplul cel mai concludent il reprezinta haldele de cenusi volante de termocentrala. Asa cum sunt, ele pot genera prin lixiviere in apele naturale, compusi toxici la un nivel inacceptabil. Dar inglobat intr-o matrice, realizand
betoane cu 20 ÷ 25% cenusi volante, sunt
realizate produse care sunt acceptate ca neavand un impact semnificativ asupra mediului.
•
Resurse energetice secundare (r.e.s.). Resursa energetica recuperabila (r.e.r.) (industriala)
Prin resurse energetice secundare (r.e.s.) ale productiei industriale se inteleg cantitatile de energie caracterizate de un potential energetic utilizabil,(resurse energetice avand de cele mai multe ori ca suport fluxuri de masa), de toate formele si de diferite potentiale termice, obtinute ca deseuri sau ca produse secundare ale procesului tehnologic [3, 4, 6, 14
7]. Ele nu mai pot fi utilizate, de regula, direct si eficient, in agregatele sau procesele tehnologice din care provin, dar continand inca un potential
energetic ce poate fi
utilizat, se pot valorifica fie in/pentru agregatele sau procesele respective, dupa o anumita procesare, fie in afara proceselor care le-au generat. In starea lor initiala, avand in vedere modul de definire a lor, r.e.s.. pot fi incadrate in categoria pierderilor energetice ale procesului din care au rezultat. Intrucat analiza recuperarii, reutilizarii unei r.e.s. rezultate dintr-un proces industrial se face la un anumit moment de timp caracterizat de anumite conditii tehnice si economice, numai o cota parte din continutul energetic al r.e.s. poate fi folosit eficient tehnico-economic. Aceasta cota se numeste resursa energetica refolosibila (r.e.r.) Resursa energetica recuperabila (r.e.r.) (industriala) - defineste cel mai adesea potentialul unei r.e.s. de a fi recuperabila tehnic si economic atat prin nivelul sau Q, cantitatea de caldura, cat si prin nivelul de temperaturi T (t + 273) al acesteia [5]. In cazul r.e.s. termice, pe langa cantitatea de caldura , continuta, important este si nivelul termic, energetic, care determina calitatea sa. Daca Q este cantitatea disponibila, atunci caldura maxima efectiv utilizata este data de produsul ηT .Q unde ηT = “coeficientul de temperatura” dat de relatia ηT =
T − T0 T
=1-
T0 T
in care T0 = temperatura absoluta a mediului ambiant iar T
- temperatura absoluta a r.e.s. (= t + 273) Valoarea coeficientului ηT variaza intre 0 si 1. 0
Astfel, pentru temperatura maxima t= 600 C al unei resurse de un nivel mediu de temperatura, si pentru temperatura mediului ambiant t 0 = 200C rezulta ηT = 1 -
20 + 273 600 + 273
= 0,664 Pentru temperatura de 1500C a resursei rezulta ηT = 0,308, iar pentru o resura cu temperatura de 1000C, coeficientul de temperatura este de numai : 0,214. In alte cazuri, ca de exemplu pentru gazele de ardere care contin compusi corosivi, se impun temperaturi t
2
de iesire din instalatia recuperatoare mult mai mari
15
pentru a evita coroziunea. Deci nu intreg potentialul termic este posibil de recuperat ci numai valoarea Q = W (t 1 - t2) in care : W = capacitatea calorica a debitului de gaze (produsul dintre debit si caldura specifica medie) t1 = tempertura la care sunt disponibile gazele iesite, recuperate, la locul de reutilizare t2 = temperatura cu care gazele trebuie sa iasa din instalatia de recuperare pentru a evita efecte negative ( ca de ex: coroziunea). Astfel, pentru gazele arse provenite de la combustibilii care contin sulf, valorile lui t2 sunt mari iar termenul t 1- t 2 se micsoreaza sensibil .Pentru combustibilii avand sub 1% sulf, trebuie ca t 2 min al gazelor iesite dupa recuperare sa fie t 2 min = tr + 30. Pentru combustibilii avand peste 1% sulf, trebuie ca t
2 min
al gazelor iesite dupa
recuperare sa fie t2 min = tr + 40, unde tr = temperatura punctului de roua acida In general, r.e.s. ale productiei industriale se pot imparti in patru mari grupe [3, 4]. a) resurse energetice secundare (r.e.s.) combustibile (ex.gazul de furnal, gazul de cocs, cocsul, gazele de rafinarie, gazele rezultate din procesele de innobilare a carbunilor, deseurile de materii prime si materiale folosite in procesele de productie ca de ex: rumegus, deseuri de lemn, puzderii, coji). b) resurse energetice secundare (r.e.s.) termice, care sunt constituite din caldura fizica continuta de diversi purtatori de energie rezultati din procesele tehnologice. Cele mai importante r.e.s. termice sunt: - caldura sensibila a gazelor de ardere evacuate din agregatele tehnologice; - caldura fizica (sensibila si interna) a produselor calde; - caldura fizica (sensibila si inte rna) a aburului uzat care a lucrat in diferite procese; - caldura preluata de agentii de racire ( aer de racire, apa de racire, abur rezultat in urma unui proces de racire) a diferitelor agregate tehnologice. Precizam ca : 16
- prin caldura sensibila se intelege cantitatea de caldura care poate fi degajata la o transformare sub presiune constanta de la temperatura corpului respectiv pana la temperatura mediului ambiant. - prin caldura interna se intelege caldura de lichefiere sau vaporizare, la presiune constanta. c) resurse energetice secundare (r.e.s.) de suprapresiune (fluide sub presiune care au lucrat in diferite procese : presiunea aburului uzat, aerului comprimat). d) resurse energetice secundare (r.e.s.) sub forma de energie mecanica . Exista insa obiectii si pareri diferite privind considerarea “deseurilor combustibile ” ca r.e.s. [4]. Continutul de caldura incomparabil mai mare al “deseurilor combustibile” industriale fata de resursele care contin doar caldura fizica, sensibila, (gazele de ardere, aerul cald), capata o importanta
suplimentara
deosebita datorita posibilitatii
transportului lor la distante destul de mari, chi ar cativa kilometri (ex: cocsul marunt, rumegusul, gazele de furnal). De aceea aceste deseuri industriale combustibile ar trebui mai curand considerate “combustibili artificiali” si sa fie trecute in categoria resurselor energetice primare, ca si pacura (care este tot un deseu al procesului de prelucrare a titeiului, unde scopul prelucrarii, al procesului, este obtinerea produselor usoare de combustibil lichid si uleiuri.).Continutul mic de caldura fizica a deseurilor termice, chiar cu temperaturi foarte ridicate, rezultate din procesele pirotehnologice, este cauza ineficientei economice a transportului lor la distanta mare. Ele trebuie utilizate cat mai aproape de locul de producere, ceea ce constituie particularitatea de baza si deosebirea principala fata de deseurile industriale combustibile. De aceea, pentru a evita crearea unei imagini gresite asupra “eficientei aparente” a gradului de folosire a r.e.s., este necesar ca “deseurile termice” sa fie puse in evidenta separat de “deseurile combustibile”. In unele cazuri insa, in afara caldurii fizice (a gazelor evacuate sau a celorlalte deseuri termice), poate face parte din categoria r.e.s. si o cantitate mica de caldura legata chimic daca aceasta nu depaseste continutul de caldura fizica si nu poate fi transportata ca un combustibil gazos artificial. Exemplu : gazele evacuate de la un furnal sunt caracterizate de temperaturi de cca. 300 - 400 0C si un continut care poate atinge max. 30 -32% CO. In aceste conditii, caldura legata chimic depaseste de cca. 10 17
ori caldura fizica a gazelor si reprezinta o valoare industriala. Ea poate fi utilizata in alte sectii ale unitatii sau chiar in afara unitatii, drept “combustibil artificial” atat in scopuri tehnologice cat si energetice. Pe de alta parte, sunt gaze arse evacuate de la cuptoare, care pot avea temperaturi de pana la 1300 0C dar care nu contin decat 5-10% CO. In acest caz caldura legata chimic continuta in gazele evacuate reprezinta un procent mic (20 -30%) din caldura fizica a lor si trebuie deci sa fie folosita odata cu folosirea caldurii fizice a lor, prin arderea suplimentara, in imediata vecinatate a locului de generare, ca r.e.s. a procesului respectiv. Ele nu se pot considera “combustibil artificial”. In categoria aratata se incadreaza gazele de la cubilourile pentru vata minerala, gaze care nu pot fi considerate “combustibil artificial” ramanand in categoria r.e.s. care necesita o ardere suplimentara. Deci r.e.s. industrial ale unui proces de productie se considera suma deseurilor termice netransportabile.
•
Directiile utilizarii r.e.s. industriale - in circuit inchis ( recuperare tehnologica) - in circuit deschis (recuperare energetica) Resursele energetice secundare industriale se pot folosi in doua moduri principale
diferite, a si b. a) In circuit inchis (recuperare interioa ra) prin valorificarea caldurii pierdute, chiar in procesul din care a rezultat. Acest mod de recuperare se numeste “recuperare tehnologica” si are loc ori de cate ori caldura recuperata se reintoarce in agregatul tehnologic din care a provenit. In acest caz bilantul termic al agregatului care produce acea r.e.s. se va imbunatati. Exemplul clasic este utilizarea caldurii gazelor arse calde ale cuptoarelor pentru preincalzirea aerului de ardere (si uneori si a combustibilului) al aceluiasi agregat b) In circuit deschis (recuperare exterioara), prin valorificarea r.e.s. in afara procesului din care au rezultat. Aceasta este “recuperarea energetica” si are loc atunci cand caldura recuperata este folosita ca atare sau pentru a incalzi un alt agent, ambele fiind 18
utilizate in afara agregtului din care provine r.e.s. Recuperarea energetica se poate face la randul sau in trei directii : b1) Recuperare energetica in directia termica care se face in scopul imbunatatirii bilantului termic al intreprinderii. Este cazul utilizarii aerului cald obtinut de la cuptorul de ceramica prin racirea produselor, aer care ca fi utilizat la uscatoria de produs crud, inlocuindu-se o parte sau total combustibilul care ar fi trebuit sa se arda la uscatorie pentru a genera aerul cald pentru uscare. b2) Recuperarea energetic in directie electroenergetica. Este caracterizat a prin folosirea r.e.s. in cazane recuperatoare care produc abur, utilizat apoi la producerea energiei electrice. b3) Recuperarea energetica in directie combinata Utilizarea r.e.s in diferite directii impune anumite conditii caracteristice pe care trebuie sa le indeplineasca ele si sistemul format din sursa si consumator. Astfel, r.e.s. supuse recuperarii au un regim de producere determinat de procesul tehnologic care are loc in agregatul din care provin. De asemenea nivelul termic la care este furnizata aceasta caldura este dictat de agregatul si procesul tehnologic respectiv. In consecinta, atat debitul mediu al caldurii recuperabile, cat si variatia sa in timp sunt strans legate de natura procesului si de modul de functionare a agregatului tehnologic de la care provine. Pe de alta parte, even tualul consumator impune ca aceasta sa fie livra ta cu un anumit regim (de temperatura, debit etc.). De aceea pot aparea decalaje sensibile intre necesitatile consumatorului si posibilitatile de livrare a caldurii reziduale. Conditia de baza care trebuie indeplinita in aceste cazuri este posibilitatea de a satisface pe consumator in conditiile impuse de agregatul de la care se efectueaza recuperarea. Alte conditii importante, pentru a realiza un avantaj economic in urma recuperarii sunt ca echipamentul utilizat in acest scop sa fie sigur in functionare, elastic in exploatare si ieftin. •
Nivelul de temperatura al r.e.s.
Nivelul de temperatura al r.e.s. conduce la o
clasificare a acestora astfel : a)R.e.s cu nivel ridicat de temperatura, in care resursa are temperatura peste 600 0C 19
b)R.e.s. cu nivel mediu de temperatura, in care resursa are temperatura cuprinsa intre 2500C si 6000C c)R.e.s cu nivel scazut de temperatura , in care resursa are temperatura de max. 250 0C. Nivelul energetic al resursei determina in mare masura directia de utilizare a acesteia. Obs. Cond este vorba de agentii purtatori, apa fierbinte, aer comprimat, procesele de consum, se pot imparti conventional, in urmatoarele categorii : - consumator de joasa temperatura cu t 1 impusa resursei < 1000C - consumator de medie temperatura cu t1 impusa resursei 100 < t1 ≤ 1800C - consumator de inalta temperatura cu t1 impusa resursei > 1800C
STUDIU PRIVIND POTENŢIALUL DE UTILIZARE A RESURSELOR RECICLABILE DE MATERII PRIME, MATERIALE ŞI ENERGIE DIN DOMENIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII ŞI SOLUŢII PRIVIND REINTRODUCEREA LOR ÎN CIRCUITUL PRODUCTIV.
Sectiunea CERAMICA DE CONSTRUCTII (CARAMIZI SI TIGLE CERAMICE )
20
2.1 Definirea domeniului • Industria ceramicii de constructii cuprinde obtinere a produselor de tipul caramizi
ceramice, blocuri ceramice, tigle ceramice si produse speciale ceramice de diverse tipuri (ex: caramizi pentru placaje de pereti exteriori, caramizi pentru pardoseli etc.). • Tipurile de produse ceramice pentru constructii realizate in Romania sunt prezentate
mai jos specificandu-se si domeniile de utilizare : - materiale de zidarie : - caramizi pline (P) sau cu goluri de uscare (Gu.) - caramizi si blocuri ceramice cu goluri verticale (GV.) - blocuri cu goluri orizontale (GO.) - caramizi gaurite cu lamba si uluc pentru pereti despartitori neportanti; - fasii ceramice cu goluri orizontale pentru pereti. - mteriale pentru plansee : - corpuri ceramice pentru plansee. - materiale pentru invelitori : - tigle trase prin filiere (profilate cu si fara jgheab) - tigle presate (cu jgheaburi laterale sau cu jgheaburi laterale si la capete) - tigle solz - coame, olane - materiale de finisaj : - placi din argila arsa pentru placarea elementelor de constructii, la interior si exterior 21
- caramizi de fatada pline sau cu goluri verticale, cu fetele laterale glazurate si/sau cu reliefuri. - tigle, coame, olane, glazurate - materiale pentru utilizari speciale : - caramizi ceramice pentru pardoseli; - tuburi ceramice pentru drenaj; - tuburi pentru cosurile de fum si de ventilatie; - caramizi radiale pentru cosuri industriale. • Ceramica de constructii, ca domeniu principal, se incl ude in cadrul
mai larg al
industriei ceramice, alaturi de domeniul ceramicii fine (faianta, gresie, obiecte sanitare) • Materia prima de baza pentru produsele ceramice de constructii este argila comuna
(argila fuzibila). Argilele sunt roci poliminerale care, in amestec controlat cu apa, formeaza paste cu proprietati plastice, iar apoi prin ardere dobandesc proprietati ceramice. Argilele ceramice din Romania au compozitia oxidica in limitele : - SiO2 = 50-65% - Al2O3 + TiO2 = 10-18% - Fe2O3 = 3-10% - CaO = 0-20% - MgO = 0-3 % - Na2O + K2O = 1 - 5% - PC (pierderea la calcinare) = 3-20% Mineralogic, compozitia argilelor comune
include in general mineralele caolinit,
montmorilonit, ilit, cuart, calcit, mice. • In cele ce urmeaza se vor aborda problemele resurselor de materii prime si energie
pentru tehnologiile reprezentative de obtinere a caramizilor si tiglelor ceramice.
2.2 Fluxul de ansamblu pentru obtinerea produselor de ceramica de constructii (caramizi si tigle) 22
In ansamblul sau fluxul tehnologic cuprinde etapele : a)
prepararea (materiei prime) in care materia prima, argila, sufera prelucrarile necesare pentru a fi apta in etapa urmatoare. La aceasta etapa se pot introduce si adaosurile necesare de materiale combustibile sau adaosuri care sa-i modifice proprietatile fizice ale produsului crud (spre a fi corect obtinut) sau ars (spre a-i conferi anume proprietati de densitate , rezistenta mecanica, proprietati termice). La fluxul reprezentativ utilajele principale pentru etapa de preparare asigura : - preluarea argilei (sau a 2 tipuri de argila) si a altor adaosuri (nisip, alti degresanti) din depozit,cu utilaje specifice : ifron, buldozer cu lama sau camion; - dozarea fiecarui component in alimentatorul de tip cutie asigurand in fluxul continuu o cantitate cvasiconstanta din respectivul component prin dozare volumetrica, debitul de material fiind reglat cu sibere ; - transport la etapa urmatoare de prelucrare, cu benzi transportoare (din cauciuc) prevazute de regula la tamburul de deversare cu separator de materiale metalice;
- dezintegrarea materialului grosier,preomogenizarea componentilor si corectarea umiditatii in malaxorul biax; - separarea din masa de argila a pietrelor,calcarelor si reziduurilor vegetale in curatitorul de argila; - prelucrarea primara (argila + component) in colergangul cu gratar cu gauri, colergang prevazut cu role rotitoare. In aceasta etapa argila poate primi o cantitate de apa pentru prelucrarea dorita; - colectarea, dozarea si asigurarea transferului materialului prelucrat, pentru transport, de catre alimentatorul farfurie, la utilajul urmator; - prelucrarea materialului in valtul grosier, cu deschidere de 3-4 mm intre valturile rotitoare de tip tambur; maruntirea avansata a impuritatilor calcaroase este benefica, diminuand potentialul de expansiune (si de fisurare) al ceramicii;
- transportul materialului prelucrat (banda transportoare) la silozul de stocare in care are loc omogenizarea si stabilizarea materialului din punctul de vedere al umiditatii. 23
Silozurile pot fi metalice din care materia prima poate fi extrasa sau pot fi depozite acoperite in care materialul prelucrat se haldeaza, in care caz silozul se prevede cu utilaje specifice de depunere a materialului intr-o anume zona si de preluare a materialului din punctul dorit. b)
fasonarea - in care materia prima prelucrata anterior sufera noi prelucrari,
omogenizari si dozare de umiditate pentru a se obtine proprietatile dorite spre a fi apta pentru realizarea produselor. In fluxul tehnologic reprezentativ, se realizeaza : - preluarea si transportul materiei prime anterior prelucrata inclusiv dozarea ei, astfel incat sa se asigure un debit cvasiconstant in fluxul ce urmeaza; - omogenizarea materiei prime intr-o noua etapa, in malaxorul biax (prevazut sau nu cu o noua treapta de curatare a argilei); - transportul argilei la etapa urmatoare; - prelucrarea argilei in valtul fin, cu deschidere de 1-1,5 mm intre valturile rotitoare, de tip tambur; materialul este omogenizat din nou iar maruntirea impuritatilor este avansata; - transportul argilei prelucrata avansat; - malaxarea si alimentarea constanta a presei de extrudere in malaxorul biax al presei, cu adaosul (ultim) necesar de apa pentru a se realiza umiditatea necesara fasonarii produsului; - presarea argilei in presa cu vacuum (pentru cresterea omogenitatii, eliminand tendinta de stratificare, si cresterea plasticitatii masei argiloase sub forma de calup), extru derea si obtinerea fie a forme i produsului dorit (caramizi , tigle) fie a profilului care ulterior este debitat si utilizat pentru obtinerea tiglelor prin presare; - debitarea produsului (taiere si obtinerea produsului crud, “verde”) de tip caramizi si tigle sau numai a calupului (galeta) din care se va obtine prin presare tigla presata (impropriu denumita dublu presata, considerandu-se ca obtinerea profilului din presa de extrudere ar constitui o prima presare). 24
c)
conveying (tehnologia de conveying)- care asigura preluarea produselor crude,
asezarea pe ramele suport, cu tot felul de manevre spre a fi apte pentru intrare la uscare. In etapa conveyng se cuprind si toate manevrele si utilajele (complexe de altfel) pentru descarcarea produselor uscate si asezarea lor pentru ardere, pe vagonete, precum si descarcarea si ambalarea produselor arse. d) uscarea produselor crude. Se realizeaza in uscatorii tunel sau cu camere, de diverse con ceptii si alcatuiri, agentul cald de ardere fiind obtinut prin ardere de combustibil superior sau asigurat prin recuperarea resurselor secundare de tip aer cald, gaze calde.Uscarea trebuie condusa astfel incat viteza de evaporare a apei la suprafata caramizilor sa fie comparabila cu viteza de migrare a
apei din interiorul produsului, spre a se evita fisuril e. In timpul
uscarii, sarurile solubile (sulfatii, azotatii, clorurile alcaline si alclino-pamantoase) se concentreaza la suprafata carmizilor crude, iar la arderea la temperaturi joase acestea se transforma in eflorescente, prin formarea de cristalohidrati. e) arderea produselor. Se realizeaza in cuptoare tunel, camera sau circulre, de diverse conceptii si configurari, cu realizarea regimului termic prin arderea, de regula, de hidrocarburi superioare. In cursul arderii materia argiloasa se transforma fizico-chimic, cu dezvoltarea structurii de rezistenta proprie produselor ceramice (structuri alcatuite din compusi cristalini- mulit, cuart- inglobati intr-o matrice vitroasa);
2.3 Deseurile/ resursele de materii prime si produse crude. Punctele din fluxurile tehnologice reprezentative in care apar deseuri/resurse de materii prime si materiale. Modul actual de monitorizare, si de valorificare, la diversi producatori: •
Pe traseul fluxului de preparare: nu apare material argilos deseu. In afara caderilor nesemnificative de material de pe unele benzi nu sunt pierderi tehnologice. Singurul material deseu, crud, umed, deseu ultim, il reprezinta materialul separat
de curatitorul de argila. Acesta reprezinta in exploatarea normala cateva zeci de kilograme pe zi. Se colecteaza la curatarea utilajului, in containere metalice si se 25
deverseaza in zona marginala a carierei exploatate, astupand diversele gauri create pe parcursul anilor urmare exploatarii. In alte cazuri, cand cantitatile sunt foarte mici, el este colectat ca material rezultat din curatenia la locul de munca. Acest tip de deseu constituit din argila, pietre si resturi vegetale nu constituie deseu periculos, poluant al zonei in care se depoziteaza. Nu polueaza nici aerul, nici solul, nici panza freatica. •
Pe traseul fluxului de fasonare apar urmatoarele deseuri umede, crude, din flux : - materialul iesit din presa de extrudere pana la atingerea regimului corect reglat (pentru a obtine gaurile corecte la produs si inaintarea uniforma a calupului), a se vedea fig.1; - produsele ceramice debitate gresit, fig 2; - marginile de calup care “cad” la debitarea calupului in produsele crude finite, fig.3-a; fig.3-b; fig.4 ; - marginile (bavuri) de la presarea tiglelor, intrucat nu toata masa calupului (galetei) se regaseste in produsul finit crud, fig.5. Se prezinta in continuare cum rezulta aceste deseuri, cat reprezinta ele din masa
prelucrata si modul de monitorizare si de utilizare sau/si reintroducere in circuitul productiv al sectiei, la diversi producatori. • Deseurile crude dar intar ite (de exemplu calupul, uscat
partial si intarit, din gura
presei, care a stationat un timp, fig. 1) se reintroduce in fluxul productiv la preparare, in diverse moduri specifice producatorului : - unii producatori (Ceramus Camulung-Muscel) colecteaza acest produs deseu in containere metalice si il reintoarce la depozitul de argila din care se alimenteaza fluxul normal dar depozitarea se face la marginea depozitului, lasandu-se un timp indelungat pentru inmuiere in conditiile naturale (poate ramane chiar peste 1 an pana a fi reintrodus in flux alaturi de argila din depozit); - alti producatori (Siceram Sighisoara) colecteaza acest deseu alaturi de deseurile de produs uscat (sau uscat + umed cum se va vedea) si acesta, prin releul de benzi, ajunge la preparare, urmand prelucrarile care se vor arata, inainte de a introdus in flux sau a fi pregatit pentru reutilizare in alte fluxuri. 26
•
Produsele ceramice umede, caramizi, debitate gresit, fig.2, se reintorc in fluxul tehnologic imediat, de asemenea, in diverse puncte ale fluxului tehnologic depinzand de conditiile specifice la producator : - unii producatori (Ceramus Campulung-Muscel) reintorc aceste tipuri de deseuri
la inceputul fluxului tehnologic de preparare, reintrand imediat in circuit in amestec cu argila neprelucrata; preluarea lor se face in containere metalice fiind apoi transportate si descarcate la locul aratat; - alti producatori (Siceram Sighisoara) reintorc imediat in circuit aceste deseuri umede, proaspete, nu la inceputul fluxului de preparare ci in fluxul de fasonare, in malaxorul biax aflat inaintea valtului fin de prelucrare a argilei; preluarea se face printro banda cu functionare continua care deverseaza in malaxorul biax. •
Marginile de calup care “cad” la debitarea calupului in produsele crude finite tip
caramizi,fig.3-a, fig.3-b,fig.4, rezulta si se valorifica asa cum se arata mai jos : - In fluxul normal, modern, din presa strangul de material este debitat (taiat) in calupuri de o anumita lungi me din care apoi sa rezulte de regul a 4-6 produse finite crude. Calupul intra la masa de taiat, operatia facandu-se cand acesta este stationar. Sarme de taiere paralele taie 6 produse si se inlatura margin ile exterioare ale calupului care cad pe banda cu miscare continua fiind deversate in malaxorul biax aratat. Produsele crude bune sunt preluate de utilajele conveyingului pentru a fi asezate pe vagonetele uscatorului. In cazul obtinerii de blocuri ceramice 290 x 230 x 138 (dimensiuni finale arse) sunt debitate simultan din calup 6 blocuri, “cazand” marginile cu grosimea de cca.40 mm fiecare. Deseul reprezinta (40 + 40) : (6 x 1,38) . 1,10, adica 8,78% din masa calupului crud compactat iesit de la presa de extrudere. Masic, cantitatea din acest deseu care rezulta si se reintoarce imediat in flux are in vedere urmatoarele : Pentru o capacitate (linie tehnologica) de 30 mil FN/an din produse 5,52 echivalent FN/buc., la 330 zile/an de functionare, inseamna (pentru 10,2 kg/bloc ars) 55.435.000 kg produs ars/an (168 t produs ars/zi) ceea ce inseamna cca. 187 t produs complet uscat/zi si cca. 233 t/zi produs umed compactat. Rezulta ca deseul rezultat si reintros in flux reprezinta 0,0878 . 233 = 20,46 t/zi, adica 6750 t/an (pt.330 zile/an). 27
•
Produsele ceramice caramizi debitate gresit si marginile de taiere pentru reglare, de la fasonarea caramizilor, deseuri crude, proaspete, se reintorc in circuit la alte fluxuri de productie si in alt loc decat cel descris anterior, reintroducerea in flux nefiind imediat. Ele se amesteca cu produsele uscate deseu. Fluxul pe care acestea, impreuna, le urmeaza se va descrie mai departe cand se va analiza valori ficarea produselor deseu de la uscare caramizi.
• Producatorii nu monitorizeaza din punct de vedere cantitativ deseurile la taiere.
Urmaresc insa ca marginile taiate sa fie cat mai mici fara a exista pericolul de taiere necorespuzatoare in cazul ca marginile sunt de grosime foarte mica, in care caz rezistenta calupului asupra sarmei de taiere este nesatisfacatoare si taierea poate fi defectuoasa. •
Marginile crude, proaspete de la presarea tiglelor (bavurile rezultate la presare), fig. 5, fig. 6-a, fig.6-b, se reintorc in circuit : - fie imediat, cum se va arata mai jos; - fie dupa ce se vor fi amestecat cu produse deseu uscate si dupa ce vor fi supuse
unor procesari anume, procesari care se vor prezenta (asa cum s-a aratat si mai sus) la punctul despre valorificarea deseurilor de la uscare tigle; Intoarcerea imediat in circuit se face prin colectarea continua a bavurilor de catre o banda de cauciuc inclinata cu functionare continua, deversand produsele deseu chiar in malaxorul presei de extrudere, fig.6-b, care genereaza strangul din care se debiteaza galetele pentru obtinerea tiglelor prin presare. • In cazul fasonarii tiglelor tip Marsilia se au in vedere urmatoarele elemente
determinate
- dimensiunile galetei L = 378 mm, l = 254 mm, h = 42 la centru, 25
la margini,
G = 7,030 kg/galeta
- dimensiunile produsului fasonat L = 410 mm, l = 253 mm, h = 12 mm , G = 3,360 kg/tigla fasonata cruda - pierderea de material (bavuri) = 3,67 kg/tigla (adica 52,205% din materialul- galeta- adus la presare). - In cazul fasonarii tiglelor tip Portugheza s-au avut in vedere urmatoarele elemente determinate : 28
- dimensiunile galetei : L = 368 m m, l = 24 9 mm,
h = 30 mm ,G = 5,690
kg/galeta - dimensiunile produsului fasonat L = 410 mm, l = 260 mm,
h = 12,5 mm
G = 3,460 kg/tigla fasonata cruda - pierderea de material (bavuri) = 2,23 kg/tigla, adica 39,19% din materialul (galeta) adus la presare - In cazul fasonarii tiglelor tip jgheab s-au avut in vedere urmatoarele elemente determinate : - dimensiunile galetei L = 365 mm, l = 242 mm, h = 38 la centru, 24 la margini G = 4,900 kg/galeta - dimensiunile produsului fasonat
L = 410 mm, l = 227 mm, h = 13 mm
G = 3,010 kg/tigla fasonata cruda - pierderea de material (bavuri) = 1,890 kg/tigla = 38,57% din materialul (galeta) adus la presare. Pentru o linie cu productia de 500.000 tigle arse/luna si linie (6 mil. buc tigle/an) cu:
- rebut la ardere de 2,5 % din ceea ce s-a introdus la ardere ; - rebut la uscare de 5% din ceea ce s-a introdus la uscare;
rezulta : - numar de tigle introduse la uscare : 539.810 buc/luna; - numar de tigle rebut la uscare :
26.990 buc/luna;
- numar de tigle produs bun de uscare si introdus la ardere : 512.820 buc/luna; - numar de tigle rebut la ardere = 12.820 buc/luna; - numar de tigle arse produs vandabil = 500.000 buc/luna. Cum sortimentele aratate detin aproximativ ponderi egale in productie, pierderea medie de masa prin bavurile la presare devine : (3,67 + 2,23 + 1,89) : 3 = 2,60 kg mat crud presat /buc, adica, annual, o pierdere de 53.981.012 . 2,60 = 16.842 t/an si linie tehnologica cu productia de 6 mil. produs finit/an tigle presate. - Intoarcerea imediat in circuit a materialului presat deseu (bavuri de la presare tigle) se face astfel : materialul, fig.5, cade pe o banda de cauciuc, fig.6, cu functionare 29
continua, inclinata, care deverseaza bavurile in malaxorul biax, fig.6-b, al presei de extrudere care realizeaza strangul din care se debiteaza galetele. Desi exista si linia tehnologica in care bavurile sunt colectate in comun cu tiglele deseu uscate, producatorii au in vedere realizarea cat mai curand a amenajarilor pentru colectarea lor separata astfel incat reintroducerea in circuit sa fie imediat, fara a fi nevoie de procesari ulterioare, procesari care sunt dictate de produsul deseu uscat si nu de bavurile crude, proaspete. Fluxul in cazul colectarii in comun se va prezenta la descrierea reintroducerii in circuit a produselor deseu uscate.
- Deseurile (bavuri) de la presarea tiglelor nu se monitorizeaza cantitativ la producator. Exista insa preocuparea, la stabilirea oricarui sortiment, ca galeta din care se obtine tigla presata sa fie optimizata din punctul de vedere al lungimii, latimii si grosimii astfel incat consumul de material sa fie minim dar sa se obtina corect produsul.
2.4 Deseurile produse uscate (caramizi si tigle ceramice) Punctele, din fluxurile tehnologice reprezentative, in care apar. Modul actual de monitorizare si de reintroducere in circuitul productiv. • Deseurile produse uscate (caramizi si tigle) pot fi considerate atat pentru etapa de
uscare cat si pentru etapa conveying, depistarea produselor deseu si scoaterea lor din flux desfasurandu-se de fapt in parcur sul lor prin utilajele constituind asa numitul conveying. Practic, produsele, fie caramizi, fie tigle, sunt, dupa uscare, descarcate si manevrate in flux pe benzi inguste de diferite configurari una cate una, fig.8, operatorul indepartand produsul necorespunzator, fig.9, sau pe benzi late, in grup de cate 4-6 bucati (asa cum s-au aflat pe ramele de uscare) in care caz operatorul controlor, indeparteaza produsul necorespunzator (fisurat de regula) urmand a se recompleta spatiul ramas cu un produs uscat bun. In acest mod etapa urmatoare de preluare si asezare automata a produselor uscate pe vagonet nu este perturbata. 30
Deci, pe acest traseu urmat de produsele uscat e spre punctele de asezare pe vagonete pentru ardere se identifica produsele deseu, rebut, care in aproape toate cazurile sunt produse (caramizi sau tigle) fisurate sau crapate (mai rar). - Unii producatori (Helios Alesd, Ceramus Campulung, Ceramica Iasi) la care fluxul tehnologic asigura circulatia produselor uscate, una dupa alta pe banda ingusta, separa produsele deseu in moduri diferite : - fie le preia manual si le colecteaza in containere metalice care apoi sunt preluate cu electrostivuitorul; - fie le preia manual si le arunca pe planul inclinat care duce sub cota zero unde se afla benzi transportoare de preluare a deseurilor uscate; - Alti producatori (Siceram Sighisoara) adopta la unele linii acelasi sistem iar la liniile modernizate separarea produselor fisurate se face indepartand manual din grupul de 6 caramizi (preluate simultan de pe rama vagonetului uscatorului) care se misca in acelasi rand in cadrul banzilor late din conveying. In acest caz, caramizile deseu se reinlocuiesc cu altele uscate bune, iar cele fisurate se colecteaza in containere metalice alaturate, fiind preluate cu electrostivuitorul. De regula, la liniile modernizate, in mod obisnuit, nu rezulta deseuri la uscare decat numai in cazul unor accidente tehnologice, asa incat producatorul considera rebutul la uscare ca fiind zero. Eventualele deficiente ascunse de la uscare, se reliefeaza la finalul arderii. • Monitorizarea deseurilor se face de catre fiecare producator nu ca masa uscata rebut
si care trebuie reintoarsa in circuit ci numai ca procent de produse rebut la uscare, din totalul produselor intrate la uscare ( diferenta dintre produsele incarcate la uscare si cele incarcate la cuptor fiind rebutul la uscare si conveying), urmarind prin masurile luate la fasonare si la instalatia de uscare ca acesta sa fie cat mai mic. Procentul de rebut la uscare variaza intre 2, 4 si 6% din cantitatea de produse intrate la uscare. Exista cazuri accidentale insa cand procentul de rebut ar trebui sa fie mai ridicat, la selectarea lor riguroasa, dar produsele merg fisurate la ardere crescand sensibil procentul de rebut la ardere. • Sistemele de colectare, depozitare si de procesare pentru reintroducere in flux a
produselor uscate sunt foarte diferite de la producator la producator. 31
- unii producatori (Ceramus Campulung, Helios Oradea) preiau deseurile uscate (numai uscate) in containere metalice si se depoziteaza intr-o parte marginala a depozitului de argila. Nu se reintroduc in flux imediat. Raman acolo cel putin un an de zile apoi se refolosesc ca argila spre prelucrare; - alti producatori (Siceram Sighisoara) preiau deseurile uscate si le amesteca cu deseurile umede, banda
preluatoare asigurand transportul simultan al acest ora. Mai
mult, o aceeasi banda transportoare poate juca rolul de colector ale produselor uscate (caramizi de la o linie si tigle de la doua linii) precum si al produselor umede de la linia de caramizi si de la o line de tigle, fig.10. Modul de colectare depinde de la caz la caz de configurarea liniilor in cadrul sectiei. • Se descrie mai jos unul din fluxurile complete de asigurare a intoarcerii in circuit a
deseurilor uscate si crude (de la caramizi si tigle) asa cum se realizeaza la Siceram Sighisoara. Exista trei linii in paralel : - linia I de fasonare (prin presare) tigle presate si de uscare a acestora intrun uscator tunel; - linia de fasonare prin extrudere de caramizi ceramice si de uscare a acestora intr-un uscator tunel paralel cu cel de la linia de tigle; - linia II de fasonare (prin presare) tigle presate si de uscare a acestora intrun uscator tunel similar si paralel cu cel de la linia I; Deseurile sunt colectate si dirijate astfel : - Deseurile umede de la linia I tigle se amesteca cu cele uscate ale aceleasi linii si sunt deversate de o prima banda pe o alta banda perpe ndiculara pe prima (banda colectoare), fig.10; - Deseurile umede de la linia de caramizi se amesteca cu cele uscate de la aceeasi linie si sunt, de asemenea, deversate de o prima banda scurta pe banda perpendiculara pe aceasta (aratata anterior); - Deseurile uscate de la linia II tigle sunt colectate pe o banda proprie si deversate si ele la randul lor pe aceeasi banda colectoare 32
Obs. Deseurile umede - bavuri - de la linia II tigle se reintorc imediat in malaxorul biax al presei de extrudere a galetelor. Banda colectoare de la cele trei linii deverseaza pe o alta, care transporta deseurile in sectia de prepare unde le deverseaza, la inaltime, alternativ, in functie de umplerea lor, in doua buncare metalice identice, buncare cu sectiunea in plan dreptunghiulara si cu parte inclinata jos, pe toata lungimea lor,fig.11-a, asa incat materialul de dimensiuni mari din buncare poate fi preluat de pe toata lungimea buncarului. Sub buncare, inchizandu-l inferior, se afla benzile metalice. Benzile metalice in functiune scot materialul, fig.11-b, de dimensiuni mari din aceste buncare (ex. o tigla aproape intreaga) si-l descarca in valtul cu pinteni care le zdrobeste grosier pana la max. 100 mm. Apoi deseurile zdrobite grosier sunt preluate de o banda de cauciuc, inclinata, si le deverseaza la un nou zdrobitor, cu cutite, unde sunt maruntite mai mult, la max, 40-50 mm. Sub aceasta noua treapta de maruntire, deseurile sunt preluate de o banda care le descarca pe o alta, pe aceasta din urma putand veni si argila proaspata de la buncarele de argila ale sectiei. In continuare, amestecul de argila “proaspata” si deseuri maruntite, sau numai deseurile maruntite, sunt deversate de banda intr-un valt cu tamburi, reglat la cca 10-15 mm, si materialul maruntit mai mult astfel este preluat printr-o noua banda si deversat la inaltime in buncarul metalic de alimentare a valtului fin, cu reglaj intre tamburi de 11,5 mm. Valtul fin asigura procesarea finala a materialului care este suficient de omogenizat si maruntit incat sa fie reintors pentru reutilizarea in flux, la buncarele de alimentare a preselor de extrudere, cu observatia foarte importanta ca materialul acesta pregatit care provine si din deseuri (fie ele crude, fie uscate) nu va fi folosit decat pentru fasonare caramizi si nu pentru tigle (pentru tigle se utilizeaza numai argila “proaspata”). In situatia in care buncarele de stocare materie prima pentru presa de extrudere caramida sunt pline, dar fluxul descris anterior functioneaza, intrucit acest material recuperat nu poate fi reintros in buncarele presei de extrudere, atunci deseurile 33
preparate ca mai sus sunt transvazate pe o banda la inaltime si sunt deversate in exteriorul halei,fig.12, formand o halda din care se va alimenta cu materie prima o alta sectie a intreprinderii, din aceasta materie prima fasonandu-se la Unitatea 2 (cu cuptor Hoffman) dale de pardoseala. In nici un caz aceste deseuri odata deversate in exteriorul halei Unitatii U3 nu se mai intorc in aceasta sectie din care au provenit nici chiar pentru fasonarea caramizilor. In cazul cand fluxul normal cu valtul fin nu este in functiune din diverse motive (fie ca buncarul lui de alimenatre este plin, fie ca valtul fin are o defectiune) atunci fluxul de deseuri umede si uscate va fi maruntit numai grosier pana la cca 10 mm in utilajele din amonte aratate dar nu vor fi deversate in buncarul de alimentare al valtului fin ci vor fi transvazate acolo, la inaltime, pe o alta banda care le va transfera, de asemenea, in exteriorul halei formand o noua halda, diferita de halda anterioara care cuprindea materialul trecut si prin valtul fin.
Aceasta noua halda va constitui materia prima tot pentru unitatea U 2, pentru caramizile de pardoseala, caramizile pentru soba sau alte repere grosiere. In nici-un caz nici aceste deseuri maruntite grosier din halda in care au ajuns nu se reintorc in sectia care le-a generat. - Alti producatori (Helios Astileu Oradea) valorifica, reintroducand in circuitul productiv, produsele uscate prin macinarea lor intr-un dezintegrator (vezi cele aratate la valorificarea produselor deseu arse), macinate separat sau impreuna cu argila rosie, si ea uscata la 14-15-16% umiditate intr-un uscator tambur rotativ. Cele doua feluri de argila macinate in amestec constituie liantul pentru masa in realizarea caramizilor rosii presate, pline. In aceste produse celalalt component este constituit din argila rosie arsa macinata din produsele ceramice deseu (cca 30-40%). Amestecul este presat semiuscat la 6-8% umiditate asa cum se realizeaza caramizile refractare. Se obtine un produs (fasonat 1 FN 240 x 115 x 63) cu rezistenta la compresiune de cca 100 daN/cm
2
, cu aspect rosu
pronuntat dupa ardere, produs cu utilizari multiple pentru constructii civile, ca material aparent. 34
• Cantitatea de deseuri uscate (se considera numai deseurile uscate) generate la linia de
caramizi despre care s-a aminitit anterior rezulta din cele ce urmeaza :
- se produc 800.000 caramizi arse 1,4 FN/luna adica 9.600.000 buc/an; - rebutul la ardere (cca.2,5% din ceea ce s-a introdus la ardere) = 246.154 buc./an; - produse uscate bune = 9.846.154 buc/an; -rebutul la uscare (cca 1% din productia de caramizi umede intrate in uscator) = 99.456 buc/an; - cantitatea de produse intrate in uscator = 9.945.610 buc/an. Rebutul la uscare, devine, 2,96 kg/buc . 99456 buc/an = 294.390 kg/cm
÷ 295 t/an
pentru o linie de
9.600.000 buc 1,4 FN/an adica 13,440 mil. FN/an Rezulta ca rebutul la uscare pentru o linie de 30 mil FN/an este de 658 t/an. • Cantitatea de deseuri uscate de la o linie de tigle presate cu capacitatea de 6 mil
tigle/an este (tinand seama de cele prezentate anterior) de : 26.990 tigle rebut/linie si luna.12 luni/an. 2,72 kg/tigla uscata =1.761.907 kg/an =1.762 t/an (S-au avut in vedere valorile masei pentru tigla uscata cu Wabs ≅ 2,2 -2,9 %) -Marsilia = 2,780 kg/buc. -Portugheza = 2,830 kg/buc. -Jgheab = 2,540 kg/buc. • Deseurile uscate (caramizi si tigle) nu se monitorizeaza cantitativ la producator. Se
urmareste insa procentual rebutul la uscare, raportat la tiglele care intra la uscare, existand o evidenta clara a produselor intrate in uscator si a celor care intra la cuptor (diferenta reprezentand rebutul la uscare si conveyng). Exista preocuparea pentru a reduce la valori cat mai mici rebuturile la uscare.
35
2.5 Deseurile -produse arse (caramizi si tigle) Punctele, din fluxurile tehnologice reprezentative, in care apar. Modul actul de monitorizare si de reintroducere in circuitul productiv • Deseurile produse arse ( caramizi si tigle) pot fi considerate atat pentru etapa de
ardere cat si pentru etapa conveying , depistarea produselor deseu (fisuri vizibile gen “fir de par” sau ascunse, cu sunet tip “doaga”), si scoaterea lor din flux desfasuranduse sau la sortarea produselor dupa iesire de la etapa ardere pe un flux separat, legat oarecum de cuptor, sau dupa ce vagonetul cu produse arse este adus la punctele speciale de descarcare mecanizata si de ambalare mecanizata ceea ce face parte din etapa conveyng. • Colectarea produselor deseu arse se face in diverse moduri depinzand de fluxul
existent la beneficiar. - caramizile deseu, la unii producatori (Siceram Sighisoara, Helios Oradea), se colecteaza la descarcarea vagonetelor cu produse arse, care se face pe linia de descarcare acoperita din exteriorul halei cuptorului si uscatorului, sortandu-se si ambalandu-se produsele corespunzatoare in timp ce caramizile arse deseu se colecteaza manual in containere metalice,fig.13, aflate langa locul de descarcare urmand a fi preluate, dupa umplere, cu stivuitorul si descarcate la locul de depozitare a deseurilor arse, fig.14. Acesta este o platforma betonata pe care produsele sunt descarcate “gramada langa gramada”, putand apoi fi preluate cu incarcatorul cu cupa si puse in camion pentru mai departe. Platforma betonata nu are boxe sau pereti de delimitare si nici nu este prevazuta cu buncare de colectare de sub care o banda transportoare sa poata incarca camionul pentru expeditie; - la alti producatori (Ceramica Iasi) care ard simultan si caramizi si tigle pe acelasi vagonet ( tiglele fiind sprijinite jos si lateral de picioare din caramida) si care le sorteaza “una cate una”, “bucata cu bucata”, produsele arse deseu (caramizi si tigle) se arunca in toboganul aflat la cota zero a halei cazand pe o banda transportoare mereu in miscare care le deverseaza intr-o remorca aflata in exteriorul halei. Remorca va fi apoi descarcata la locul de valorificare a deseurilor arse; 36
- deseurile de tigla, atunci cand tiglele se ard fara a avea in lateralul stivei asa numitele picioare de caramizi, fig.15, se colecteaza la statia de descarcare a lor de pe vagonet (descarcare cu ghiara de prindere a pachetelor de tigle). Practic aici cantitatea de deseu este mai redusa intrucat nu se sorteaza “bucata cu bucata”. Statistic se cunoaste procentul de rebut la ardere si se adauga pentru beneficiar numarul de tigle in “compensare”. Se indeparteaza din stive tiglele deseu crapate vizibil sau rupte. Colectarea lor se face in containere metalice care vor fi apoi duse la rampa de depozitare, cu stivuitorul; • Deseurile arse reprezinta cca.2-6 si uneori chiar 10% (la tigle) din productia intrata la
ardere. Utilizarea sau reutilizarea lor se face diferit de la producator la producator: - unii producatori (Ceramus Campulung Muscel), unde produsele caramizi deseu de la cuptorul Hoffman reprezinta cca.6% din productia intrata in cuptor, colecteaza toate produsele arse si le depoziteaza pe o platforma betonata. De aici sunt preluate in anumite perioade si se macina intr-o moara de tip dezintegrator cu sita, fig.15-a, fig.15b, pentru obtinerea granulatiei dorite. Produsul macinat este colectat in containere tip buncar si reintors ca degresant in argila care se prelucreaza. Acest praf este introdus dozat in flux inainte de colergang. Important este ca din incinta unitatii nu iese nici un deseu de produs ars, intreaga cantitate fiind procesata (maruntita sub 1 mm) si reintrodusa in circuitul productiv; La unitatile care produc numai caramizi deseurile arse procesate pot fi absorbite ca degresant de fluxurile tehnologice pentru obtinerea caramizilor existente. - alti producatori (Siceram Sighisoara) nu realizeaza procesarea deseurilor arse. Din depozitul de produse arse deseu, acestea sunt preluate de diversi beneficiari, cu mijloacele lor proprii de transport si utilizate pentru ameliorarea infrastructurii unor drumuri cu trafic redus; Deseurile de ceramica arsa fiind deseuri granulare inerte, se pot valorifica si in exteriorul unitatii in lucrari de geotehnica si fundatii (de mica anvergura), fiind utilizate ca straturi de egalizare sau umpluturi la cladiri. Imbunatatirea pamantului in zona de utilizare se face prin compactarea cu aceste deseuri granulare. Compactarea conduce la micsorarea volumului de goluri interstitiale care nu contin apa. Se realizeaza un strat compactat neliat. 37
Trebuie spus ca produsele deseu ceramic ars nu reprezinta un material care sa poata fi folosit in lucrari rutiere de anvergura cum se pot utiliza alte deseuri granulare ca zgura de furnal, zgura de otelarie, cenusile volante de termocentrala, pentru straturile de fundatie si de baza ale drumului., datorita cantitatilor mici care parasesc contururile unitatilor in care au fost generate. Ele se reintorc, majoritar, dupa procesare, in fluxul tehnologic din care provin fara a fi parasit unitatea. - Alti producatori, care au si productie de blocuri din beton obtinute prin vibropresare cu masini de turnare-vibrare mobile, (care realizeaza produsele pe platforme betonate acoperite sau descoperite) valorifica o parte din deseurile arse dupa fluxul : depozit de deseuri, concasare (deci o granulatie pana la cca. 10 mm), depozitare produs concasat, dozare volumetrica in betoane.
- Procesarea deseurilor arse (caramizi + tigle) se realizeaza alteori si dupa urmatorul flux : - descarcarea remorcii cu care produsele au fost aduse la procesare, la cota zero peste un buncar metalic sub cota zero a terenului, buncar prevazut la parte superioara cu un gratar cu ochiuri de o anumita marime, corelat cu produsul ars; - preluarea deseurilor din buncarul metalic cu un sistem de impingator care le deverseaza pe o banda de cauciuc (sau cu un sistem de banda metalica aflata sub buncar pe toata lungimea lui, banda cu viteza foarte mica) intr-un sistem similar cu cel de la produsele uscate descris anterior; - deversarea deseurilor intr-un zdrobitor apoi un concasor cu falci care le aduce la granulatia de 25 mm, utilaj aflat inaltime; - transferarea deseului concasat in buncarul de alimentare a treptei urmatoare de macinare; - macinarea deseurilor concasate intr-un dezintegrator cu sita cu ochiuri de marime mai mare decat granulatia la care trebuie sa se ajunga; - preluarea macinisului iesit prin sita dezingratorului, cu un sistem tip elevator si deversarea lui pe o sita vibratoare cu ochiuri corelate cu granulatia care trebuie 38
obtinuta, sita aflata la inaltime; materialul cu granulatia corespunzatoare va trece prin sita si se va colecta in buncarul de material maruntit corespunzator, iar refuzul va reajunge in moara dezingrator :
- extragerea materialului din buncarul metalic de materialul maruntit, in diverse sisteme : fie cu dozator farfurie, fie cu snec, fie prin cadere printr-o gura cu clapeta. Acest flux de procesare implica mai multe utilaje, cu dezvoltare pe inaltime, cu consum relativ important de energie electrica. Fluxul, desi este un auxiliar al fluxurilor tehnologice normale, implica aceeasi atentie tehnica chiar mult mai mre datorita problemelor majore de captare a degajarilor de praf de la concasor, dezintegrator, elevator, de la sistemul de descarcare si de retinere a prafului (filtre cu saci colectori) O alta problema majora este stocarea materialului procesat care nu poate fi absorbit in fluxul normal in care se reintoarce materialul macinat, trebuid : fie sa existe buncare siloz pentru materialul final rezultat, fie ca intreg fluxul tehnologic, inclusiv depozitul de produse deseu (care trebuie in aceste conditii creat, alaturi) sa fie intr-o constructie corect acoperita, (intrucat maruntirea, nu se poate face decat daca produsele sunt bine uscate) si sa functioneze discontinuu. In cazul cand produsele sunt umede, sita dezintegratorului se infunda (exista si dezintegrator fara sita), apar infundari la ciurul vibrator iar filtrul cu saci se colmateaza. De asemenea, perioada anuala de procesare a acestor deseuri se restrange la perioada cu timp calduros. Situatia de neabsorbire a deseurilor arsein fluxul tehnologic existent - cand existase datoreaza urmatoarelor : a) cantitaea de deseu ars devine mare datorita rebutului mai mare la fabr icarea tiglelor comparativ cu caramizi (o caramida este utilizata chiar cu mici fisuri pe cand o tigla nu). In acest fel o unitate producatoare si de caramizi si de tigle cu o productie mare de tigle va avea o cantitate mai mare de deseu ars datorita fabricarii tiglelor in principal; b) deseul ars procesat nu se foloseste decat ca degresant pentu masa ceramica utilizata pentru caramizi. In cazul in care productia de tigle este foarte mare comparativ 39
cu cea de caramizi, rezulta deseu ars in principal de la tigle, iar reutilizatorul - fluxul de fabricrae caramizi- are putere mica de absorbire; a) utilizarea deseului ars de procesat, la fabricarea tigle lor presate s-a doved it a nu fi o solutie corespunzatoare deoarece implica doua elemente contradictorii : macinarea la granulatia corespunzatoare ca degresant distruge prin mici si repetate intepaturi suportul de cauciuc al poansoanelor preselor pentru tigle. Macinarea foarte fina a produselor arse care sa evite aceste distrugeri, inrautateste calitatile de degresant, iar in plus, obtinerea la finete foarte mare complica atat fluxul de macinare a deseurilor arse cat si fluxurile adiacente macinarii, de captare si retinere a prafului de la instalatia de macinare.
- Alti producatori (Helios Astileu) proceseaza produsele deseu arse (caramizi ceramice) dupa un flux foarte complex, aplicabil mai degraba procesarii produselor refractare deseu si de la demolari de utilaje termice, in sistem centralizat (o unitate colectoare pentru unitati din intreaga zona geografica); Fluxul de produse consta in utilaje care sa realizeze maruntirea de la volumul initial al produsului pana la particule sub 0,3 mm.Se va descrie in cele ce urmeaza acest flux, cel mai complex existent. In acest flux complex etapele si utilajele fac sa existe o linie tehnologica speciala denumita “macinare deseuri”. Ea se justifica acolo unde la macinare se aduc si produse refractare de la diversi utilizatori din tara cu astfel de produse. Materialul deseu este adus fie cu mijloace CF fiind descarcat de pe linia de garare, aflata la inaltime, in boxele special destinate tipului de produs adus (compozitiei sale ondice), fie cu mijloace auto depozitandu-se in boxa destinata produsului. Boxele sunt bine delimitate, cu pereti din beton, cu inscriptionari corespunzatoare, cu platforma betonata si cu spatiu suficient pentru realizarea de manevre de catre mijlocul auto care le descarca sau de catre incarcatorul cu apa care le incarca pentru a le introduce in fluxul de procesare. Produsele depozitate preluate cu un incarcator cu cupa sunt deversate intr-un buncar metalic aflat la cota zero a terenului, buncar cu forma adecvata pentru a se 40
scurge aceste deseuri mari fara a se bloca incarcatura lui. Mat erialul extras este depus apoi pe o banda transportoare de viteza redusa, inclinata, de unde cad intr-un separator de particule foarte mici (un gratar cu bazele in lungul miscarii). In aceasta etapa se separa o parte din particulele de pamant care au fost preluate odata cu produsele deseu la incarcarea lor si aducerea la acest flux. Produsele deseu cat de cat curatate cad intr-un buncar metalic aflat la capatul unei benzi care transporta aceste deseuri la concasorul cu flaci unde materialul este sfaramat pana la marimea de 40-50 mm. Rezulta la concasare si o parte importanta de material maruntit. Materialul iesit de la concasor este preluat de o noua banda de cauciuc, inclinata (de regula nu in continuarea fluxului de pana aic i pentru a se realiza o ocupare a spatiului cat mai buna) care il aduce intr-o moara cu ciocane unde este macinat pana la 4-5 mm - maxim 10 mm. Produsul macinat etapa I, este ridicat la inaltime cu un elevator cu cupe care deversa materialul macinat pe o sita vibratoare. Materialul trecut prin sita este colectat in 4 silozuri metalice a cate 20 t/siloz, iar refuzul se reintoarce la remacinare in treapta I (exista si posibilitatea ca materialul adus de banda la moara sa by-pusseze acest utilaj), putand sa se scurga in elevator si sa fie astfel introdus in buncarele siloz fara a fi macinat. La partea superioara a constructiie se afla filtrul cu saci pentru realizarea desprafuirii acestui flux. Materialul retinut in flitru se descarca la randul sau intr-un siloz metalic special destinat sa stocheze numai materialul foarte fin retinut la filtrul cu saci. Fluxul pana aici se poate considera “statie de sfaramare, maruntire”. Materialul astfel sfaramat se transporta auto la depozitul “statiei de macinare”, care in cazul analizat este o sectie total separata de prima. Din boxa de depozitare in care s-a adus “materialul sfaramat ” este preluat cu o cupa a podului rulant si deversat intr-un buncar metalic de alimentare a benzii care il transporta in cladirea propriu-zisa a statiei de macinare in buncarul din care se alimenteaza masa de macinare (moara cu impact sau dezintegrator). De regula pentru deseurile din ceramica arse se utilizeaza 41
macinarea cu dezintegrator fara sita asa incat materialul cade in buncarul de jos al elevatorului cu cupe asa cum a fost macinat (unele granule mai fine altele grosiere). Umreaza : elevator, deversare pe o sita vibratoare la care materialul cu granulatia corespunzatoare in buncarele de stoarcere a materialului macinat, corespunzator, iar rezidul va reintra in buncarul de alimentare al dezintegratorului spre a fi supus unei noi macinari. Cand materialul macinat va fi utilizat ca degresant pentru produse ceramice atunci sita va avea ochiurile de 3,15 mm sau 2 mm cu obligativitatea insa ca in faza de procesare a argilei in care s-a introdus acest material sa existe inca o sfaramare a acestui material prin reglarea la cotele cerute a valturilor la 0,8 - 1 mm (si nu la 3-4 mm cum exista in prezent la diversi producatori) . In cazul granulelor mari, la taierea produselor la masa de taiere se rup sarmele de taiere si produsele crude vor fi rebutate. Cand materialul va fi utilizat pentru caramida rosie presata sita va fi cu ochiuri mai mici. Materialul finit este extras din buncarul de stocare in diverse sisteme si preluat de o banda transportoare cre il deverseaza in containerul care va merge la sectia de produse ceramice. Utilizarea principala si care absoarbe cantitatile in intregime este pentru caramida rosie presata. Caramida rosie presata este realizata din argila rosie comuna (din zona unitatii Helios), argila care joaca rolul de liant si din deseul rosu concasat si macinat (din produsele ceramice deseu). Acesta are restul pe sita 2 mm de 10% iar restul pe sita de 1 mm este de cca. 20-25%. Deseul rosu macinat, avand rolul de degresant in amestecul pentru caramida rosie presata, se introduc in reteta in proportie de 30-40%. Se realizeaza un amestec semiuscat (la 6-8% umiditate) intre argila rosie uscata (dar nu total) si deseul rosu macinat, intr-un amestecator de tip Eirich. Amestecul este presat in prese pentru produse refractare obtinandu-se caramizile ceramice pline presate care prin ardere au culoarea rosie, pronuntata. Caramida aceasta este utilizata pentru constructii civile in principal (a se vedea utilizarea la Biserica Cretzulescu - Bucuresti) si pentru diverse constructii civile drept caramida aparenta. Este o caramida cu rezistenta la compresiune peste 100 daN/cm2 realizata dupa un procedeu brevetate de Helios-Astileu-Oradea. Productia 42
aceastui tip de caramida absoarbe intreaga cantitate de deseu ceramic ars asa incat se reutilizeaza integral in acest flux. Nimic nu paraseste ..... unitatii ca deseu. Mai trebuie mentionat ca tot in dezintegrator se macina si produsele ceramice deseu uscate, singure, dar cel mai adesea amestecate cu argila rosie (in prealabil uscata la 15-16% umiditate in uscatorul tubular rotativ, alaturat sectiei). Argila rosie va constitui liantul in caramida rosie presata plina descrisa mai sus • Rebutul la ardere a fost calculat la punctul privind produsele uscate (pct ....)
Pentru tigle, produsele rebut = 2,5% din produsele intrate la ardere 12820 tigle/luna . 12 luni/an = 153 .840 buc/an, pentru o productie de 6 mil/an tigle presate, productia unei linii. (2,7 kg/buc) = 415.368 kg/an = 416 t/an tigle deseu pentru I linie de 6 mil tigle/an. Pentru caramizi produsele rebut = 2,5% din produsele intrate la ardere 246154 buc. caramizi 1,4 FN/an x 2,7 kg/FN = 664.616 kg/an
≅ 665 t/an pentru o
productie anuala de 9,6 mil. 1,4 FN/an sau 13,44 mil FN/an. Cantitatea de caramizi deseu devine de 1.485 t/an pent ru o productie de 30 mil.FN/an. Intrucat produsele deseu la ardere reprezinta valori scazute, cateva procente din productia intrata la ardere, aceste produse arse precesate prin macinare pot fi absorbite ca degresant in masa de argila supusa prepararii si fasonarii. Se impune ca toti producatorii de caramizi si tigle sa-si construiasca sau modernizeze fluxurile de procesare, macinare a produselor arse.
Problema dificila pentru aceste fluxuri este
captarea, retinerea pulberilor la macinare • De subliniat ca deseurile arse de caramizi (si tigle) sunt materiale inerte. Ele nu au potential poluant pentru apa, sol, aer si nici nu afecteaza sanatatea oamenilor ce sunt haldate temporar, depozitarea, haldarea si preluarea pentru procesare ulterioara necesita fiecare cheltuieli suplimentare si ocupa suprafate importante in
cadrul unitatii.
Caracterul inert al acestor tipuri de deseuri incurajeaza depozitarea la producator pentru reintroducerea lor in flux dupa procesare. Astfel, subramura ceramicii de constructii se poate considera un promotor important al acestui mod de gestionare prin reutilizarea deseurilor proprii, cu ata mai mult cu cat exista o gama larga de procedee si tehnologii 43
de valorificare a lor in propriile tehnologii fie ca substituenti de materii prime degresante si fondante fie ca substituenti de masa argiloasa (vezi fabricarea caramizilor rosii presate din argila) .
2.6 Consideratii privind deseurile din liniile tehnologice de fabricare a caramizilor si tiglelor
in conformitate cu :- HG nr.856/2002 -“Hotarare privind evidenta gestiunii deseurilor si pentru aprobarea listei cuprinzand deseurile, inclusiv deseurile periculoase” ( publicata in MO nr.659 -5 septembrie 2002) • In conformitate cu art. 1 din HG 856/2002 “Agentii economici care genereaza
deseuri au obligatia sa tina o evidenta a gestiunii acestora, in conformitate cu modelul din anexa nr. 1, pentru fiecare deseu. Datele centralizate anual privind evidenta gestiunii deseurilor se transmit autoritatilor publice teritoriale pentru protectia mediului, la cererea acestora”. Din constatarile facute la producatori, pentru produsele deseu care se reintroduc in fluxul tehnologic (exemplu - deseurile crude si uscate, resursele energetice refolosibile) nu se tine o evidenta a gestiunii acestora ele nefiind deseuri care parasesc fluxul tehnologic al sectiei (unele) sau fluxurile tehnologice ale unitatii. Aceasta deoarce, conform Anexei I A, din L 426, “deseu” in sensul legii de fata este orice substanta sau oricare obiect pe care detinatorul il arunca (sau) are intentia sau obligatia de a le arunca. In cazul ceramicii de constructii intentia de a fi aruncat, de a nu se mai reutiliza in flux, de a fi scos in afara unitatii ca nefolositor ar putea fi (uneori, si 44
numai la unul sau cativa producatori) numai pentru produsul rebut caramizi si tigle arse, Atunci cand nu se mai marunteste sa se foloseasca ca degresant in fluxul tehnologic se scoate din sectie pentru a parasi unitatea. Numai atunci se va considera produs deseu. • In conformitate cu art. 5,6 “Tipurile (categoriile) de deseuri prevazute in anexa
2 (din HG 856/2002) sunt definite in mod individual printr-un cod complet format din 6 cifre”. “Titlurile si subtitlurile categoriilor de deseuri sunt definite printr-un cod format din doua respectiv din 4 cifre”. “Pentru incadrarea in anexa nr. 2 a unui deseu in mod individual, agentii economici au obligatia codificarii acestora cu 6 cifre, dupa urmatoarea procedura :”
a)“Se identifica activitatea generatoare de deseuri din capitolele 01-12 sau 1720”.
b) “Se identifica subcapitolul in care se incadreaza deseul” Identificarea in cazul concret al lucrarii la punctul a, b, a deseurilor umede, uscate si arse din tehnologiile de fabricare a caramizilor si tiglelor este astfel : -Categoria de deseu (adica titlul categoriei de deseu): 10 - Deseuri din procesele termice. -Subtitlul categoriei de deseu
(adica subcapitolul in care se incadr eaza
deseul) este: 10 12 - Deseuri de la fabricarea materialelor ceramice, caramizilor, tiglelor si materialelor de constructie.
c) “Se identifica in cadrul subcapitolului, deseul, in mod individual, conform codului corespunzator, format din 6 cifre, excluzandu-se codurile terminate cu 99”. In conformitate cu HG 856/2002 aceste subcapitole sunt : 10 12 01 - Deseuri de la prepararea amestecurilor anterior procesarii termice; 10 12 03 - Particule si praf; 10 12 05 - Namoluri si turte de filtrare de la epurarea gazelor; 10 12 06 - Forme si mulaje uzate; 10 12 08 - Deseuri ceramice, de caramizi, tigle sau materi ale de constructii (dupa procesarea termica); 45
10 12 09* - Deseuri solide de la epurarea gazelor cu continut de substante periculoase (* marcarea cu asterisc este pentru deseurile periculoase, conform Art.4 (3) din HG 856); 10 12 10 - Deseuri solide de la epurarea gazelor, altele decat cele specificate la 10 12 09; 10 12 11* - Deseuri de la smaltuire cu continut de metale grele; 10 12 12 - Deseuri de la smaltuire, altele decat cele specificate la 10 12 11; 10 12 13 - Namoluri de la epurarea efluentilor proprii; 10 12 99 - Alte deseuri nespecificate. In conformitate cu aceasta se poate spune : - Deseurile crude de la fazele de preparare, fasonare (caramizi si tigle), adica marginile si bavurile, se incadreaza (daca ele ar parasi conturul fluxului tehnologic si al fabricii adica daca ar fi aruncate) la codul 10 12 01 - Deseuri de la prepararea amestecurilor anterior procesarii termice.
- Deseurile constituite de caramizile si tiglele uscate precum si cele arse se incadreaza daca parasesc conturul fluxului tehnologc si al fabricii, adica daca ar fi aruncate, la codul 10 12 08 - Deseuri ceramice, de caramizi, tigle sau materiale de constructie, dupa procesarea termica. -Deseurile constituite de praful si particulele retinute dupa instalatiile de concasare si maruntire a deseurilor arse de caramizi si tigle, adica la filtrele cu saci pentru evitarea poluarii, si daca acesta va fi aruncat ulterior din fabrica se incadreaza la codul 10 12 03 - Particule si praf. Daca un asemenea praf este retinut printr-un sistem de retinere cu scopul de a fi utilizat ca degresant sau pentru amestec in produse poroase atunci el nu va mai fi calificat drept deseu deoarece nu reprezinta un produs ce va fi aruncat.
d) daca deseul nu este identificat la cap 01 -12 sau 17-20, se examineaza pentru identificarera deseului capitolele 13, 14, 15.
e) daca deseul nu este identificat nici in capitolele 13, 14, 15 se examineaza capitolul 16. 46
f) daca deseul nu este identificat nici in capitolul 16, atunci se examineaza pentru identificare codurile cu terminatia 99 - alte deseuri (dar) corespunzatoare activitatii din care provine deseul. De mentionat ca in conformitate cu HG 856/2002, gazele arse curate nu reprezinta deseu. Deseul este reprezentat de particulele si praful din gazele arse dupa ce acesta a fost captat in instalatiile de retinere si urmeaza a fi aruncat din fabrica. In conformitate cu Legea 426/2001 - Lege privind aprobarea OG a Guvernului, nr 78/2000 privind regimul deseurilor, art 2 (pct.1) prevederile OG 78/2000 nu se aplica efluentilor gazosi emisi in atmosfera.(cf. Ord. 462/1993 sunt considerati efluenti gazosi aerul evacuat, fumul, alti poluanti ai atmosferei emisi de catre instalatii). In schimb conf. art.1 din OG 78/2000 modificata prin Legea 426/2001, prevederile OG 78/2000 se aplica deseurilor de productie (subliniem , daca acestea ar fi aruncate din unitatea respectiva). De asemenea nici-un deseu din tehnologia de obtinere a caramizilor si tiglelor nu se considera deseu periculos in conformitate cu precizarile din HG 856/2002 si HG 78/2002 si Legea 426/2001.
•
2.7 Consideratii privind deseurile din liniiletehnologice de fabricare a caramizilor si tiglelor
in conformitate cu: - Legea 426 - Lege privind aprobarea Ordonantei de Urgenta a Guvernului, nr 78/2000 privind regimul deseurilor ∗ In conformitate cu art.1 din OG 78/2000 prevederile ordonantei se aplica :
a) …. b) deseurilor de productie c) deseurilor de constructie si demolari d) deseurilor periculoase Deci deseurile analizate prin lucrare, fiind deseuri de productie intra sub incidenta OG 78/2000 (daca acestea parasesc conturul unitatii, fiind aruncate). 47
∗ Deseul este, conform Anexei nr. I A din OG 78/2000, definit ca orice substanta sau
orice obiect din categoriile stabilite in anexa nr. I B din ordonanta, pe care detinatorul le arunca (sau) are intentia sau obligatia de a le arunca. Deci deseurile analizate prin lucrare, deseurile de productie, intra sub incidenta OG 78/2000 daca : - intra in categoriile stabilite in anexa nr. I B din ordonanta; - detinatorul le arunca sau are intentia sau obligatia de a le arunca. Astfel spus daca deseurile din fluxul tehnologic se reintorc in circuitul tehnologic si daca ele nu sunt aruncate si nici nu exista intentia sau obligatia de a le arunca, atunci nu pot fi considerate deseu in sensul obligatiilor impuse de OG 78/2000. Pentru deseurile care ies din conturul tehnologic, din perimetrul fabricii armand a fi aruncate, atunci trebuie sa se supuna obligatiilor din OG 78/2000 (de a fi monitorizate). - In ceea ce priveste categoriile de deseuri (conform anexei nr I B din OG 78/2000), deseurile umede, uscate sau arse la care se face referire in capitolul de fata, ceramica de constructii, se incadreaza in categoriile notate : 1 - “reziduuri de productie”. 2 - “produse in afara specificatiilor tehnice” (deci produse care nu corespund normelor tehnice). 9 - “reziduuri de la procesele industriale” (se incadreaza aici “incluziunile” de la curatitorul de argila). 10 - “reziduuri de la procesele de combatere a poluarii (namoluri de scruber, pulberi de la filtrele de desprafuire, filtre uzate etc)”. 11 - “reziduuri de fabricatie/finisare (exemplu aschii de la strunjire sau frezare)”. 12 - “reziduuri de la extractia si prelucrarea materiilor prime (ex: reziduurile de la exploatarile miniere sau petroliere etc)”, si aceasta numai daca ele vor parasi conturul unitatii, spre a fi aruncate, sau sunt in unitate si urmeaza a fi aruncate. ∗ In conformitate cu art.2 din OG 78/2000, prevederile ordonantei de urgenta nu se
aplica : 48
a) ...... b) rocilor si deponiilor de sol, precum si depozitelor de resurse minerale rezultate de la foraje, din prospectiuni geologice si din operatiuni de exploatare subterana a bogatiilor subsolului, inclusiv din cariere de suprafata. Deci deseurile de decopertare a carierei de argila nu intra sub incidenta OG 78/2000. c) ..... d) efluentilor gazosi emisi in atmosfera; Deci gazele arse de la uscatorie si cuptor, nu intra sub incidenta OG 78/2000. Particulele retinute de sistemele de filtrare vor intra sub incidenta OG 78/2000 daca ele nu vor fi reutilizate in fluxurile tehnologice ale unitatii si urmeaza a fi aruncate de unitate ∗ In conformitate cu art.3 din OG 78 se cuvin a fi mentionate o parte din principiile
generale care stau la baza gestionarii deseurilor, conform ordonantei, si care clasifica pozitia care trebuie sa o adopte producatorii de materiale de constructii : a) principiul utilizarii cu exclusivitate a acelor activitati de gestionare a deseurilor care nu aduc prejudicii sanatatiii si mediului; b) principiul “poluatorul plateste”; c) principiul responsabilitatii producatorului; d) principiul utilizarii celor mai bune tehnici disponibile, fara antrenarea unor costuri excesive; e) principiul proximitatii care presupune ca deseurile sa fie valorificate si eliminate cat mai aproape de locul de generare; f) .... ∗ In conformitate cu art. 6 din OG 78, “Autoritatile competente stabilesc norme,
standarde si reguli si adopta masuri stimulative economice si financiare corespunzatoare pentru ” : 1. prevenirea generarii deseurilor si efectelor nocive ale acestora prin : a) dezvoltarea de tehnologii curate si economice in utilizarea resurselor naturale; 49
2. valorificarea deseurilor prin reciclare, reutilizare sau prin orice alt proces care vizeaza obtinerea de materii prime secundare sau utilizarea unor categorii de deseuri ca sursa de energie. In acest context - utilizarea, valorificarea, reciclarea gazelor arse calde si aerului cald in alte fluxuri tehnologice, inlocuind astfel consumul de hidrocarburi trebuie sa-i asigure producatorului de materiale ceramice de constructii un stimulent economicofinanciar din partea autoritatilor conpetente. De asemenea, procesarea deseurilo r de ceramica arsa spre a fi reutilizate in fluxurile tehnologice ale unitatilor ar trebuie sa fie sprijinite financiar conform acestei prevederi. ∗ In conformitate cu sectiunea 1.1 din Legea 426 publicata in forma initiala “Acordul
de mediu pentru realizarea de noi investitii si/sau modificarea celor existente pentru selectarea si amenajarea unor noi amplasamente, construirea instalatiilor si aplicarea tehnologiilor in vederea valorificarii si eliminarii deseurilor se emite de :” : a) autoritatea teritoriala de protectie a mediului pentru : - deseuri de productie; - deseuri de constructie si demolari; In conformitate cu art.12, introductiv, “sunt exceptate de la cerinta autorizarii specifice activitatile de valorificare si eliminare a deseurilor (mentionate la art.11)”: a) unitatile care asigura eliminarea propriilor deseuri la locurile de producere fara sa afecteze sanatatea populatiei sau calitatea mediului. b) unitatile care valorifica integral deseurile fara sa afecteze sanatatea populatiei sau calitatea mediului. Sunt prezentate si conditiile in care exceptia aratata se se aplica. ∗ In conformitate cu art.19 din OG 78/2000 “Producatorii de deseuri precum si unitatile
specializate in conceperea si proiectarea activitatilor ce pot genera deseuri au urmatoarele obligatii” : a) sa adopte inca de la faza de conceptie si proiectare a unui produs, solutiile si tehnologiile de eliminare sau de diminuare la minim posibil a producerii deseurilor; b) sa ia masurile necesare de reducere la minim a cantitatilor de deseuri rezultate din activitatile existente; 50
c) sa nu puna in circulatie produse, daca nu exista posibilitatea eliminarii acestora ca deseuri, in conditiile respectarii art.5; d)sa conceapa si sa proiecteze tehnologiile si activitatile specifice, astfel incat sa se reduca la minimum posibil cantitatea de deseuri generate de aceste tehnologii; e) sa ambalaze produsele in mod corespunzator, pentru a preveni deteriorarea si transformarea acestora in deseuri; f) sa evite formarea unor stocuri de materii prime, materiale auxiliare, produse si subproduse ce se pot deteriora ori pot deveni deseuri ca urmare a depasirii termenului de valabilitate; g) sa valorifice in totalitate, daca este posibil din punct de vedere tehnic si economic, subprodusele rezultate din procesele tehnologice; h) sa nu amestece diferitele categorii de deseuri periculoase sau deseuri periculoase cu deseuri nepericuloase; m) sa tina evidenta deseurilor si operatiunilor cu deseuri in conformitate cu prevederile prezentei ordonante de urgenta; n) sa permita accesul autoritailor de inspectie si control la metodele, tehnologiile si instalatiile pentru tratarea, valorificarea si eliminarea deseurilor tehnologice, precum si la documentele care se refera la deseuri. ∗ In conformitate cu art.54 din OG 78/2000 “In scopul aplicarii eficiente a masurilor de
gestionare a deseurilor prevazute in prezenta OG, prin hotarare a Guvernului, la propunerea autoritatii publice centrale competente se reglementeaza ” : 1. modalitatile de gestionare pentru urmatoarele categorii speciale de deseuri : a) uleiuri uzate; c) baterii si acumulatoare uzate; e) ambalaje si deseuri din ambalaje ∗ Un element foarte important trebuie lamurit plecand de la mentionarea in anexa nr. I
C, litera B, la OG 78/2000 denumita “Categorii sau tipuri generice de deseuri periculoase”, la pozitia 23, a solului, nisipului, argilei, inclusiv materialele de dragare. Este sau nu argila un deseu periculos ? Respunsul este nu si se au in vedere considerentele urmatoare : 51
Conform art.181 din Legea 426/2001 “Autoritatile competente intocmesc lista cuprinzand deseurile periculoase (in termen de 90 de zile de la data intrarii in vigoare a legii de aprobare a ordonantei , deci 25.08.2001 + 90 zile). Lista se elaboreaza atat pe baza categoriilor sau tipurilor generice de deseuri periculoase (adica a anexei nr. I C mentionata mai sus in care se regaseste la poz.23 si argila) (dar) si a constituentilor acestor deseuri, prezentate in anexa nr. I D, constituenti care fac ca aceste deseuri sa fie periculoase atunci (si numai atunci) cand au proprietatile descrise in anexa nr. I E (anexa I D este denumita Constituenti ai deseurilor cu privire la lit.B din anexa I C, care fac ca aceste deseuri sa fie periculoase atunci cand au proprietatile descrise in anexa nr. I E) (exemplu, un constituent ca azbestul, de la poz. 25 din anexa I D face ca deseul de la litera B din anexa IC care il contine sa devina periculos daca deseul respectiv are si una din proprietatile mentionate in anexa I E. La fel, un deseu ca cenusa sau zgura mentionat in anexa I C la litera B, daca are drept constituent plumbul sau compusi ai plumbului mentionati in anexa I D la poz. 18, ar putea face sa fie considerat deseu periculos daca acest deseu are si una din proprietatile cuprinse in anexa I E). Sublinierile facute arata ca mai exista o a treia conditie ca deseul sa fie considerat periculos si anume ca acei constituenti sa imprime deseului proprietatile descrise in anexa nr I E (adica deseurile sa fie ori explozive, ori oxidante, inflamabile, foarte inflamabile, iritante, nocive, toxice, cancerigene sau corozive etc.). Deci argila, pentru a fi considerat deseu periculos trebuie, cumulativ : are nici una din proprietatile : exploziv, oxidant, inflamabil, foarte inflamabil, iritant, nociv, toxic, cancerigen, coroziv, infectioase, mutagene, teratogene, ecotoxice sau in contact cu apa, aerul sau un acid produc gaze toxice, sau dupa depozitare produc pe diferite cai alta substanta care poseda una din caracteristicile anterioare mentionate in anexa I E, nu indeplineste conditia 3 si in concluzie argila nu poate fi considerat un deseu periculos.
2.8 Valorificarea resursei termice deseu - caldura sensibila a produselor ceramice dupa ardere. 52
Solutiile si realizarile in vederea valorificarii r.e.s.-caldura sensibila a produselor dupa ardere. •
Dupa faza de ardere cu mentinere constanta a temperaturii (arderea la palier de temperatura) produsele se racesc urmare pierderilor de caldura in exterior ale cuptorului in aceasta zona, inca zona constructiva de ardere. Produsele ceramice tip caramizi si tigle se ard de regula la temperaturi de 950 0C (intre 950 si 1040 0C). Racirea convectiva a produselor incepe de la cca 900 0C, caldura cedata de produse fiind absorbita, preluata, de aerul de racire a produselor introdus in zona convectiva de racire a cuptorului. Racirea convectiva a produselor in prima faza se realizeaza de la cca 9000C pana la cca 620 0C, dupa care trebuie ca produsele sa se raceasca lent, de la sine (se trece prin punctul de transformare a cuartului, la racire, 573 0C), pana la cca 5300C. Urmeaza o noua faza a racirii convective pana la cca 500C.
Rezulta ca de la 1 kg de produs ceramic ars (caramizi sau tigle) avand caldura specifica 0
de cca 0,23 kcal/kg C se poate recupera o cantitate de caldura de 175 kcal/kg produs ars. • Cantitatea de caldura recuperabila de la un cuptor de caramizi cu productia de 30 mil
echiv FN/an (1 FN din caramizi cu goluri = 1,928 kg) adica o productie de 57.857.000 kg/an - 7.300 kg produs ars/h (pentru 330 zile /an) va fi : orar = 1.278.000 kcal/h anual = 10.125 Gcal/an Pe baza caldurii produselor se obtine aerul de racire produse, incalzit la cca 220 0C (de la cca 200C); debitul minim de aer cald furnizat de la cuptor va fi de cca 20.286 m 3N aer/h adica 36.630 m3real/h la 2200C. •
Pentru o productie de 12 mil.an tigle presate ( o tigla arsa ≅ 2,6 kg/buc) realizate in 330 zile/an de functionare, rezulta cantitatea de caldura recuperata de la un cuptor de tigle (cu productia medie de 3.940 kg produs ars/h), sub forma de aer cald pentru uscatorie :
orar = 690.000 kcal/h anual = 546 Gcal/an 53
Pe baza caldurii produselor se obtine aerul incalzit la 220 0C, de la 20 0C. Debitul de aer cald care se obtine de la cuptor pentru uscatorie va fi minim 10.950 m3N/h adica cca 20.000 m3 real/h. • In solutiile adoptate, realizarile au pornit de la faptul ca aerul incalzit prin racirea
produselor poate fi utilizat la uscatoria de caramizi sau tigle ale aceleasi sectii de productie, prin introducerea acestuia in camera de dilutie a uscatoriei sau chiar direct in tunelul de uscare. Reintroducerea aerului cald in circuitul productiv la uscatorie are vantaje majore : - reduce consumul de hidrocarburi, de regula gaz natural, la uscatorie; - este un agent fara umiditate in plus fata de cea care o contine aerul atmosferic (are x = 8-10 g apa/kg aer uscat).Deoarece este mai sarac in umiditate decat agentul cald rezultat la uscatorie prin arderea gazului natural, capacitatea de preluare a umiditatii produselor este mai mare comparativ cu gazele arse de la uscatorie chiar daca excesul de aer este foarte mare (18-20). • Efectul reintroducerii in circuit a aerului cald recuperat de la cuptorul de ardere este diferit in functie de tipul uscatoriei la care se utilizeaza. Efectul de reducere este net mai bun cand aerul cald este introdus la o uscatorie modernizata care realizeaza un consum specific de cca 1000 kcal/kg apa evaporata, comparativ cu efectul la o uscatorie invechita, cu consum de 1.500 kcal/kg apa evaporata. Cunoscand ca pentru a obtine un produs ars de 1 kg, inseamna cca. 1,052631 kg material total uscat (w= 0, PC = 5%), cum produsul total uscat se obtine dintr-un material cu umiditatea absoluta de cca 20%, rezulta ca pentru a obtine la ardere 1 kg produs ars, pe parcursul traseului uscare- ardere trebuie sa se evacueze 0,26316 kg apa. In uscatoria de produse insa uscarea se face de la umiditatea de 20% la cca 2% adica trebuie evaporata in uscatorie o cantitate de 0,24167 kg apa/kg de produs ars, final. Prin aducerea de la cuptor a cantitatii de caldura 175 kcal pentru fiecare kg produs ars, este posibil a vaporiza in uscatoria de produse 175 : 1500 = 0,1167 kg apa pentru uscatoria modernizata, din cele 0,24167 kg apa, adica implicit o reducere a 54
consumului de caldura la uscatorie de 48,27% fata de situatia de uscare numai cu consum de gaz natural. In cazul uscatoriei modernizate, reducerea de consum de hidrocarburi (gaz natural) urmare utilizarii aerului cald este mai importanta, crescand la 71,11%. Se poate spune deci ca cu cat uscatoria realizeaza un consum mai redus pe kg de apa evaporata din produse si cu cat se recupereaza mai multa caldura de la cuptor, cu utilizare la uscatorie, cu atat mai spectaculoasa este reducerea de combustibil la uscarea produselor. • Utilizarea aerului cald de la cuptor pentru uscatoria sectiei reprezinta o recuperare :
- interna, daca se priveste ansamblul uscatorie + cuptor din sectie, procesul de uscare-ardere; - externa, daca se priveste separat cuptorul, care a generat resursa si separat uscatoria, ca utilizator diferit de agregatul care le-a generat. Pe de alta parte se poate afirma ca potentialul caloric, caldura sensibila a produselor arse, considerat ca o resura importanta (care ar putea altfel sa devina pierdere pentru proces) este reintrodusa in circuitul productiv al sectiei. De subliniat ca temperatura de 50
0
C a produselor la iesirea din cuptor este o
temperatura medie a stivei de produse. Coborarea temperaturilor sub acest nivel este destul de dificila in cuptor, ea putandu-se eventual realiza in exteriorul cuptorulu i prin racirea fortata a vagonetului incarcat cu produse arse intr-o incinta separata, imediat dupa ardere, cu implicatii nefavorabile multiple asupra fluxului vagonetelor, a traseelor de preluare a aerului recuperat, a spatiilor libere pentru diverse manevre in vecinatatea cuptorului. • Se prezinta in continuare economia de combustibil superior, gaz natural, la uscatorie
urmare introducerii in circuitul productiv la uscare, a aerului cald de la cuptor (175 kcal/kg produs ars) pornind de la echivalentul caloric al aerului recuperat : - pentru o linie de 30 mil echiv. FN/an caramizi economia este de 1.191.200 m3N gaz/an (8.500 kcal/m3N gaz natural) respectiv 150 m3N gaz/h; - pentru o linie de 12 mil. tigle presate arse/an, economia este de 642.300 m3 N gaz/an, respectiv 81 m3N gaz/h. 55
• Modalitatile de generare, preluare si reintroducere in circuitul productiv a acestei
resurse energetice poate fi, principial, la fel, dar dupa scheme diferite de la producator la producator in functie de tipul de cuptor de la care rezulta si de configuratia uscatoriei. - La unii producatori (Ceramica Iasi) caldura sensibila a produselor arse (tigle + caramizi) este preluata de aerul cald insuflat rece la finalul cuptorului tunel (ventilatoare axiale montate pe usa de iesire din cuptor) si extras ca aer cald prin bolta cuptorului in diferite puncte ale zonei de ardere, ventilatorul care aspira aerul cald refulandu-l atat la zona de uscator a cuptorului, de la intrarea produselor in cuptor (recuperare interna), cat si la uscatoria de produse crude (uscatorie cu camere) - recuperare externa- cu referire la conturul cuptorului sau tot recuperare interna daca referirea se face la conturul sectiei de tigle. Introducerea aerului cald la uscatorie se realizeaza la camera de combustie, inaintea grupului de ardere a combustibilului. Aerul cald recuperat, aerul de dilutie rece intrat si gazele arse rezultate prin arderea combustibilului (cu acest aer intrat) constituie agentul cald de uscare a produselor, insuflat de un ventilator in uscatorie. Existenta posibilitatii de evacuare a aerului cald in atmosfera in conditii de avarie la uscatorie face ca functionarea cuptorului sa nu fie perturbata de nefunctionarea uscatoriei. In schimb, la nefurnizarea resursei (aer cald) de la cuptor spre uscatorie functionarea acesteia nu este perturbata dar apare consumul de gaz natural , care trebuie sa suplineasca efectul termic normal al resursei. - La alti producatori (Siceram Sighisoara - Unitatea U 1, acolo unde s-a realizat si experimentat o instalatie), aerul cald preluat de la cuptorul tunel este furnizat uscatoriei de caramizi, intrarea facandu-se, de asemenea, la camera de combustie, inaintea grupului de ardere, dar printr-un sistem de “rupere de presiune” combinat cu posibilitatea evacuarii la nevoie in atmosfera, ceea ce elimina influentele negative ale unor perturbari de la un utilaj catre celalalt. -
La unitatea U 3 de la Siceram Sighisoara, aerul cald preluat din zona de racire,fig.16, din bolta cuptorului tunel de tigle, este utilizata atat pentru uscarea finala a produselor in uscatorul precuptor (un tunel de numai 10-12 vagonete, 56
separat de cuptor) cat si direct in tunelul de uscare pentru tigle, linia 1/2, sau in camera de dilutie de la uscatoria de caramizi. La introducerea directa a aerului cald in uscatorie se coboara temperatura aerului cald la cca 120 - 140 0C prin dilutie cu aer din hala. Se prezinta anexat proiectul de utilizare a aerului cald provenit de la cuptorul tunel pentru uscatorul tunel de tigle al aceleasi sectii. In cazul valorificarii la uscatorie a resursei secundare constituita de aerul cald de la racirea produselor s-au obtinut efecte deosebite; cresterea capacitatii de uscare cu 33%. (initial in uscator se puteau usca un numar de 18 tigle / minut = 1080 tigle/ora, iar dupa realizarea instalatiei se usuca 24 tigle/minut = 1440 tigle/ora). Proiectul a fost conceput de Procema si s-a realizat de catre Siceram Sighisoara. Se prezinta mai jos elementele pentru clarificare . Uscarea tiglelor ceramice se efectueaza in 2 uscatoare de tip tunel, UNIVELOX – Franta, in care tiglele incarcate pe platanele unor carucioare suspendate parcurg 2 drumuri suprapuse pe verticala, un drum superior si altul inferior, in contracurent cu agentul de uscare respectiv aerul de racire. Drumul superior era pentru uscarea produselor iar cel inferior pentru racirea produselor, cu valorificarea caldurii produselor uscate. Pornind de la faptul ca faza de uscare propriu-zisa, pretentioasa termic, se desfasura in acelasi interval de timp ca faza de racire produse uscate, ceea ce nu era o abordare tehnologica corecta, s-au hotarat si s-au realizat : a) prelungirea uscatorului cu inca 22 + 22 vagon ete, fata de cele 55 + 55 existente b) reorganizarea fluxului de introducere aer cald de uscare, nu numai in tunelul superior ci si in tunelul inferior de la jumatatea acestuia. In acest mod, pentru uscarea propriu-zisa este destinat ¾ din lungimea circuitului produsului, iar pentru racirea produselor numai ¼. c) utilizarea ca agent de usca re a aerului cald preparat la came ra de combustie proprie uscatorului la care se adauga aerul cald, r.e.s., provenit de la cuptorul tunel urmare instalatiei efectuate.
57
- In cazul liniei de ardere tigle de la SC Macofil Targu-Jiu, aerul cald preluat de la zona de racire produse a cuptorului tunel este furnizat la camera de dilutie a uscatoriei sectiei. - In mod similar este la cuptorul si uscatoria de caramizi de la Sastuc - Satuc Buzau, unde s-au facut amenajari suplimentare pentru cresterea aerului cald recuperat de la racirea produselor. - In alte cazuri (Helios - Alesd - Oradea ) aerul cald preluat din zona de racire a cuptorului tunel este utilizat in modalitati diferite in functie de produsul care se arde in cuptor. In cazul arderii de blocuri ceramice cu goluri, uscarea finala a acestora in zona de uscator de la inceputul cuptorului tunel se face chiar cu gazele arse din zona de ardere care circula in contracurent cu produsele, fara a se introduce aer cald de la racirea produselor; acesta este furnizat in totalitate uscatoriei cu tunele de uscare, de caramizi si blocuri ceramice, fara a exista camera de combustie la uscatorie. Uscarea produselor se face numai cu aerul cald recuperat de la cuptor introdus in tunelele uscatoriei in diferite puncte pe lungimea acestora. In cazul arderii produselor de tip caramizi rosii ceramice, fasonate prin presare semiuscata, care nu se usuca in prealabil intr-un uscator separat ci numai in uscatorul cuptorului, umiditatea produselor fiind 6-8%, nu se poate realiza procesul de uscare cu gazele arse din zona de ardere (cum se realizeaza la blocuri ceramice), in care caz se impune extragerea gazelor arse din cuptor imediat ce au parcurs zona de preincalzire (fara a mai intra in zona de uscator) si furnizarea ca agent de uscare la zona de uscator a unei parti din aerul cald recuperat de la racire; cealalta parte din aer va fi trimisa la uscatoria de caramizi dar evident in cantitate mai redusa. In toate cazurile de mai sus transportul aerului cald de la cuptor la uscatorie se face prin tubulaturi aeriene, izolate termic corespunzator. - Rezolvari tehnologice diferite se impun in cazul cand cuptorul de ardere este de tip circular (tip Hoffman). In cazul de la Ceram Material Construct Tandarei, preluarea aerului cald se face mereu din diverse puncte (mereu deplasabile dupa foc) ale cuptorului. Aerul cald este extras din cuptor (de venti latoarele de aer cald aferente, nu la cuptor ci la uscatorie ), 58
peste produse, prin 6-8 hote mobile montate pe buchinele utilizate pentru ardere.Aerul cald reintra in canalul de zidarie inglobat in cuptor si parcurge subteran traseul pana la uscatorie unde va fi introdus in camera de dilutie de la uscatorie si de aici, din nou printr-un traseu subteran, in camerele de uscare. In cazul de la Ceramus Campulung Muscel, care are in dotare tot un cuptor circular, s-a adoptat solutia de crestere a gradului de recuperare a caldurii de la cuptor, dupa racirea produselor prin extragerea din cuptor a aerului prin 5 x 3 = 15 furtune metalice, mobile, fig.17-a, fig.17-b, conectate la colectorul de aer cald aflat deasupra cuptorului. Extractia o face ventilatorul de la uscatorie iar intrarea aerului cald se face direct in camerele de uscare (agentul de uscare este numai aerul cald recuperat de la cuptor, neexistand camera de combustie) prin peretii dubli cu gauri, din lungul fiecarei camere de uscare. •
Tot la Ceramus S.A. s-a adoptat si o noua solutie de obtinere agent termic, aer cald. La acest tip de cuptor exista 2 canale de circulatie a agentului termic dupa ce acesta paraseste camerele de ardere propriu-zise. Este canalul de gaze arse care parasind camerele se indreapta spre evacuare cos, si canalul de aer pozat peste canalul de gaze arse, neutilizat la acest cuptor. Cum acest canal superior are toti peretii calzi, fiind inglobati in zidaria cuptorului iar partea sa inferioara est chiar plafonul canalului de gaze arse fierbinti iesite din contur, s-a adoptat solutia de a utiliza acest canal, acest tunel ca schimbator de caldura pentru aerul rece, suplimentar, absorbit pentru uscatorie. In loc de a se aspira aer atmosferic, la temperatura exterioara, scazuta mai ales in perioadele de iarna, se aspira aer prin acest canal, incalzirea lui fiind la 60-650 C ceea ce reprezinta un castig substantial de caldura. Bazat pe aceasta solutie si pe cea de crestere a numarului de guri de absorbtie a aerului din produsele aflate in racire s-a reusit scurtarea ciclului de uscare la uscatoria de produse de la cca. 200 ore la max. 72 ore, adica scurtarea duratei de uscare de circa 3 ori. In acest mod productia uscatoriri s-a triplat fata de situatia existenta inainte de a realiza si experienta aceste instalatii.
59
De mentionat ca atat realizarile de la Siceram Sighisoara cat si cele de la Ceramus Campulung sunt realizari concrete, demonstrarea cea mai elocventa fiind confirmarea la beneficiar a efectelor prezentate. • Monitorizarea resursei deseu constituita din aerul cald se realizeaza la producatori in
diverse moduri : - urmarind ca tempertaura produselor la iesire sa fie cat mai redusa (ceea ce inseamna o extractie corespunzatoare de caldura din cuptor); - urmarind ca sa fie minimizat consumul de gaz natural la uscatorie, ceea ce, de asemenea, inseamna o extractie cat mai buna de aer de la cuptor; Toti producatorii de materiale de constructie constientizeaza in modul cel mai serios ca acesta resursa deseu asigura economii substantiale de gaz natural si evident si banesti. In cazurile in care uscarea se bazeaza numai pe aerul cald recuperat de la cuptor (fara a exista combustibil instalat la uscatorie) situatia resursei deseu este poate cel mai bine monitorizata, fiind facute eforturi pentru cresterea chiar pana la 100C a temperaturii aerului cald sau cu 5-10% a debitului de aer cald recuperat de la cuptor. • Aerul cald de la racirea produselor este o resursa deseu curata atat pentru sanatatea
oamenilor cat si pentru aer, apa, sol.
2.9 Valorificarea resursei termice deseu - aer cald de la racirea boltilor cuptoarelor ceramice cu bolta suspendata • In industria ceramicii de constructii se afla in functiune si cuptoare tunel cu bolta
suspendata. Bolta propriu-zisa, din materiale refractare dense, dreapta, nu arc, este formata din elemente care sunt sustinute de elemente metalice, tije de ancorare, transmitand efortul unei alte structuri metalice. Toate aceste elemente metalice se afla intr-un spatiu care trebuie racit impiedicand astfel ca acestea sa se arda sau sa se dilate sau alungeasca necontrolat. De aceea prin spatiul dintre cele doua bolti drepte circula fortat aer de racire aspirat de ventilatoare si reintrodus in circuitul productiv. • Racirea boltii in zona constructiva de ardere se face astfel : 60
Prima jumatate a boltii spre intrare produse este racita cu aer din hala, aspirat de un ventilator care ulterior il refuleaza in zona de “uscator” a cuptorului (partea de la inceput a cuptorului, in sensul intrarii produselor). Cealalta jumatate a zonei constructive de ardere cat si zona constructiva de racire sunt racite, de asemenea, cu aer din hala aspirat fie de ventilatorul de aer cald de la uscatoria de produse crude, fie de un ventilator propriu cuptorului, fig.18,care il refuleaza spre uscatoria de produse crude. Circulatia aerului in aceste doua zone este : pe zona II ardere aerul circula in sensul porduselor iar pe zona de racire, aerul circula contrar sensului circulatiei produselor. Extractia aerului se face in zona de contact intre cele doua zone constructive ale cuptorului : ardere si racire. • In aproape toate cazurile existente (Macofil Targu-Jiu, Sastuc - Satuc Buzau) aerul
cald de racire a blotii din zona II ardere si de la racire este aspirat in comun cu aerul de la zona de racire a cuptorului care circul a prin laboratorul cupto rului ceea ce creeaza destule dificultati in reglaje asupra racirii. PROCEMA realizeaza solutia de separare a fluxurilor ceea ce prezinta avantaje multiple : racirea prin laborator se poate intensifica pe anumite zone in functie de curba de racire dorita iar bolta la racire se poate, de asemenea, raci deosebit de bine fara a influenta produsele din laborator. • Debitele de aer cald extrase de la racirea boltii in aceste zone sunt, pentru o linie de
30 mil./an, echiv. FN, - la zona I de racire a boltii la ardere : 10.000 m
3
/h la cca 90 0C, insemnand o
cantitate orara de caldura extrasa de la cuptor de 217.000 kcal/h (aerul intrat avand 200C) ceea ce inseamna anual (330 zile/an) o recuperare termica de 1710 Gcal/an. - la zona II de racire a boltii la ardere si la racirea boltii la racire : 20.000 m 3/h la 600C, insemnand o cantitate orara de caldura extrasa de 248.000 kcal/h, adica 1964 Gcal/an. Totul, de la racirea boltii, se extrage o cantitate de caldura de 465.000 kcal/h respectiv 3682 Gcal/an pentru o linie de caramizi de 30 mil/an echiv.FN. • Aceasta resursa este urmarita din doua considerente :
- asigurarea necesarului de aer cald pentru uscatorie; 61
- necesitatea racirii ancorelor metalice de sustinere a boltii cuptorului. • Pe baza resursei deseu, preincalzindu-se aer din hala, nu se pune problema existentei
unui pericol poluator, fiind aer “curat”, cald.
2.10 Consideratii asupra posibilitatii de valorificare a resursei termice deseu : gazele arse calde evacuate de la cuptorul de ardere • In obtinerea ceramicii de constructii (pentru caramizi in principal) se valorifica
diverse subproduse industriale si deseuri industriale cu scopul : - de a substitui materii prime degresante si fondante (in special prin reciclarea deseurilor uscate si arse, proprii, care nu au proprietati combustibile). Deseurile cu proprietati degresante se impun pentru argilele cu plasticitate ridicata si cu sensibilitate mare la uscare, iar deseurile cu proprietati fondante se impun pentru argilele cu continut ridicat de Al2O3. Deseurile (compatibile cu proprietatile ceramice) care nu au proprietati combustibile contribuie la reducerea consumurilor energetice prin : - micsorarea temperaturii de ardere datorita proprietatilor fondante; - reducerea cantitatii de apa de fasonare plastica ceea ce va contribui atat la scurtarea perioadei de uscare cat si la diminuarea fisurilor. -de a substitui atat masa argiloasa dar si de a reduce consumul de combustibil (in special se valorifica deseurile combustibile din alte industrii). Deseurile cu proprietati combustibile, asigura caracteristici termoizolante mai bune produsului ca urmare a structurii poroase ce se formeaza (pori inchisi) prin gazeificarea carbunelui si arderea volatilelor din deseu. Deseurile precum sterilele carbonifere au in principal rolul de combustibil inglobat pe cand altele precum deseurile celulozice (rumegusul, inglobate in masa) au un rol in principal porozifiant. 62
Continutul
mai mare sau mai mic, ori delo c, al acestora in argila determina
compozitia elementelor in gazele arse evacuate la cosul cuptorului. Daca utilizarea deseurilor ceramice arse procesate (macinate) nu influenteaza asupra compozitiei gazelor arse evacuate la cos, utilizarea in masa argiloasa a substituentilor de combustibili - precum sterilele carbonifere inglobate in masa la arderea caramizilor (la Macofil Tg.-Jiu) sau utilizarea carbunilor diversi la arderea produselor ceramice (Ceramus Campulung, Ceram Material Construct Tandarei)influenteaza asupra componentilor evacuati in gazele arse. Continutul in compusi organici volatili (COV) si in carbon din deseurile combustibile principale sunt date in tabelul 2.10.1 Tabel 2.10.1 Deseul
COV
Carbon
Umiditate
Puterea
Adaosul de Economia
a
calorica
deseu
interioara Pci
masa argiloasa,
%
%
kcal/kg
Rumegus Sterile de
75 3
50 15
% 30-40 20-25
2000-2500 1000-1500
filtru presa Steril
3
7
5
600-700
in
de
combustibil care se poate obtine la ardere %
%masic 4 20
5-10 30-40
30
35-40
carbonifer (0-50 mm) • Sterilele carbonifere sunt deseuri de la exploatarea minelor de carbuni, fiind formate,
in general, dintr-un amestec de roci argiloase si neargiloase care insotesc zacamintele de carbune. Raportul steril/carbune poate varia de la 0,6 pana la 1 t steril/t carbune. • Sterilele carbonifere se clasifica in functie de :
A) Sursa de provenienta : - sterile de la exploatarile de carbune brun si lignit.
63
Prin selectarea carbunelui brun si a lignitului de pe benzile transportoare de sup rafata (bulgari de la cat iva cm pana la 400-500 mm) se obtin sterilele carbonifere de claubaj. Acest steril sfaramat, concasat, apoi macinat la o granulatie de cca 3-5 mm se utilizeaza la arderea caramizilor un cuptoarele circulare fara a fi inglobat in masa ceramica. - sterile de la exploatarile de huila (Valea Jiului), de la procesele de preparare, de innobilare, a huilei : Sunt sterile carbonifere de spalatorie de la prepararea huilei si rezulta in mai multe sorturi granulometrice in functie de procedeele de separare a carbunelui, astfel : a) sterile de spalatorie (de huila) din procesele de separare prin suspensie. Rezulta o fractie grosiera cu d = 10-250 mm, sorturile 10-30; 30-80 si peste 80 mm b) sterile de spalatorie (de huila) din procesele de separare prin sedimentare. Rezulta o fractie fina cu d = 0,5 - 30 mm; sorturi 0,5 ... 10 mm; 10-30 mm. c) slamuri (de huila) din procesele de separare prin flotatie. Rezulta paste cu particule foarte fine cu d = < 0,5 mm sau d < 1 mm. Sorturile grosiere a) se haldeaza si nu se utilizeaza, deocamdata,in ceramica. Odata haldate se degradeaza nemaiputand fi utilizate in sectorul ceramicii. Sorturile
cu particule fine b) si foarte fine c),
continand cea ma i mare
concentratie de carbune sunt valorificabile in ceramica de zidarie substituind combustibilul primar si componenta argiloasa. Din categoria slamuri, cel mai utilizat in industria ceramica prin inglobare in masa argiloasa este sterilul de filtru presa -denumit si sist carbonifer filtrat- obtinut prin cencentrarea si deshidratarea sub vacuum a suspensiei de separare prin flotatie a particulelor fine de carbune, cu dimensiuni de 0-0,5 mm. Rezulta de la statiile de preparare Petrila, Coroesti, Lupeni, care apartin de Exploatarea Petrosani.. Sterilul de filtru presa de la Exploatarea de Preparare Petrosani are : - umiditatea , 20-25%; - Pci , 880... 1670 Kcal/kg; - continutul de cenusa , 62-75%; 64
- puterea lianta , 100-120 g/cm2 - compozitia chimica, valori medii : - SiO2 = 45,5 % (majoritar intotdeauna) - Al2O3 = 22,1%; - Fe2O3 = 6,5 %; - TiO2 = 0,6 %; - CaO = 2,7%; - MgO = 1,7%; - Na2O + K2O = 2,7%; - SO3 = 1,8 %; - PC = 16,3%; Mineralogic ele incld : - minerale argiloase (caolinit, clorit, ilit) = 40-45%; - cuart - feldspat
= 10%; = 5 %;
- calcit
= 5 %;
- dolomit
= 5 %;
- muscovit
= 5 %;
- faza amorfa
= 30%
B) Puterea calorifica inferioara Pci, in - sterile carbonifere cu Pci > 350 kcal/kg - se folosesc ca adaos combustibil si tehnologic la fabricarea caramizilor; - sterile carbonifere cu Pci < 350 kcal/kg - se folosesc ca materie prima de baza putand substitui partial sau chiar total componenta argiloasa, la fabricarea caramizilor. • In cursul arderii materia argiloasa se transforma fizico-chimic cu dezvoltarea
structurii de rezistenta, proprie produselor ceramice. Rezistenta la compresiune creste de 5-6 ori datorita formarii unei structuri alcatuite din compusi cristalini - mulit (3 AL2O3 . 2 SiO2); cuart (SiO2), inglobati intr-o matrice vitroasa. 65
Etapele de transformare in ceramica, determinate prin teste multiple de laborator in cuptorul electric sunt : - Intre 20-1500C : -pierderea apei libere si legate fizic (adsorbtia si apa din capilare); pierderea apei determina contractie; - Intre 150-6000C : -pierderea apei legate chimic (apa de cristalizare si hidrolitica); pierderea apei determina contractie; - transformarea polimorfa a cuartului; - arderea substantelor combustibile; - Intre 700-10500C : - disocierea carbonatilor; - arderea structurilor cu carbon pirolizat; - tarnsformari polimorfe ale cuartului; - aparitia fazei lichide la limita granulelor, facand ca granulele sa se aproprie, topitura intra in pori iar fenomenul de contractie anterioara (datorita eliminarii apei) se accentueaza; - formarea mulitului; • La arderea caramizilor ceramice se poate vorbi, real, de modificarea atmosferei din
cuptor : - prin arderea combustibilului traditional se formeaza gazele propriu-zise de ardere; este atmosfera primara (din cuptor); In cazul arderii carbunelui C + O2 → CO2 - reactie exoterma In cazul arderii de gaz metan :CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O - reactie exoterma - la atmosfera primara se adauga atmosfera secundara creata de procesele de deshidratare si decarbonatare (rezultand vapori de apa si CO2, suplimentar fata de cel din arderea combustibilului); Astfel: Al2O3 . 2 SiO2 . 2 H2O → Al2O3 . 2 SiO2 + 2 H2O vap. - proces endoterm si
CaCO3 → CaO + CO2 - proces endoterm 66
Daca in cazul arderii caramizilor fara combustibili inglobati dezvoltarea structurii ceramice se face in atmosfera primara si secundara, in cazul arderii cu combustibil inglobat apar procese suplimentare, se schimba total atmosfera din cuptor. Vaporii de apa, dioxidul de carbon si oxigenul precum si hidrogenul format sunt la randul lor, agenti de gazeificare a carbunelui, carbune rezultat din piroliza fractiunilor mai usoare de compusi organici volatili , COV, ce se desfasoara in intervalul 400-6000C. In intervalul de temperatura 400-600 0C arde carbunele din matricea carbunoasa initiala. In aceste doua intervale de temperaturi (400-600 si 750-900 0C,cand arde carbonul rezultat din piroliza fractiunilor usoare, vitezele de ardere a carbunelui sunt maxime). Reactiile de gazeificare sunt: - Reactia Bell-Boudouard
C + CO2 =2CO
endoterma
- Reactia de formare a gazului de apa C + H2O vap = CO + H 2 endoterma - Reactia de formare a metanului
C + 2 H2 = CH4
endoterma
- Reactia de formare a monoxidului de carbon C + 1/2 O2 = 2 CO endoterma Procesul de gazeificare nu poate fi evitat in cazul unui continut ridicat de carbune in masa, iar existenta procesului de gazeificare creeaza atmosfera reducatoare in masa de argila, la interfata solid/gaz, in pori. La randul sau, monoxidul de carbon CO format (care inseamna reluarea ciclului reducator) se oxideaza la suprafata produselor daca temperatura lor este peste 650 0C, si daca exista atmosfera oxidanta. CO + O2 = CO2
exoterma
Aceste procese de gazeificare endoterma si de oxidare exoterma sunt controlate de difuzia reactantilor de la suprafata caramizilor. Deci, arderea totala a carbonului inglobat, intr-o perioada de timp acceptabila, necesita cresterea suprafetei de contact cu gazele de ardere, ceea ce se obtine numai daca are loc o crestere a suprafetei de contact a produsului cu gazele arse (actionandu-se pentru optimizarea formei produsului, pentru optimizarea distributiei golurilor si al volumului lor in produs). Este de dorit ca fluxul de gaze sa aiba contact cu toata suprafata golurilor si exterioara a produselor ceramice (de aceea se impune o anumita asezare a lor pe vagonete.). Pe langa aceste aspecte, un exces optim de aer va influenta favorabil 67
procesele iar un tiraj controlat al gazelor de ardere va duce la accelerarea fenomenelor de transport, prin gazeificare - oxidare. In cazul arderii caramizilor cu steril carbonifer inglobat, procesele de gazeificare (care se desfasoara cu vitaza maxima la temperaturi de 400-6000C) au loc in acelasi timp cu procesele de transformare ceramica, in prezenta gazelor de ardere. Masa argiloasa care contine o cantitate mai mare de carbon (avand inglobat sterile bogate in carbune) va arde carbonul (rezultat din piroliza fractiunilor usoare), in intervalul 700-9000C. Regimul termic la cuptor, cu aer suplimentar pentru ardere a carbunelui inglobat in masa, permite o ardere corecta a produselor -daca procentul de carbon este redus- si obtinerea la cos in gazele arse in principal a componentelor obisnuite N 2, H 2O, CO2 (un continut de carbune de 2,5% procent din sterilul inglobat asigura si arderea sa dar si economie de cca 30% a combustibilului clasic; cresterea continutului de carbune la 68%, provenit din sterilul inglobat, economiseste aproapte total combustibilul primar) dar procesele de ardere in special de racire se complica iar compozitia gazelor arse la cos devine total diferita. •
Sulful este prezent in sterilele carbonifere in urmatoarele forme de sulfati FeSO
4
,
MgSO4. CaSO 4, si pirita FeS 2. Pirita, principala forma de existenta a sulfului, sub actiunea factorilor atmosferici, se oxideza la H2SO4 si FeSO4 (ulterior sulfatul feros se oxideaza la sulfat feric care, in prezenta mineralelor alcaline determina formarea sulfatilor de calciu, de magneziu, de sodiu sau de potasiu). Determinarea continutului in sulfati este foarte important in conditiile valorificarii sterilului ca materie prima pentru caramizi ceramice (este limitat continutul in sulfati la 0,2% SO3). Sulful, desi combustibil, este de nedorit pentru ca prin ardere (oxidare) formeaza anhidra sulfuroasa (SO2), care la randul ei, in prezenta vaporilor de apa se transforma in acid sulfuros, corosiv pentru structura metalice; SO 2 (+H2)→ H2SO3 → H2SO4. Emisiile de SO 2 in gaze cresc la apariti a varfurilor de CO, re spectiv la reducerea excesului de aer de combustie. In prezenta alcaliilor, sulful din combustibil formeaza sulfati alcalini care numai par tial se stabilezeaza in masa ceramica, iar par tial se volatilizeaza si reintra in circuitul de sulf si alcalii din cuptor. 68
La arderea combustibililor solizi inglobati apare un alt fenomen de corodare a elementelor metalice, la temperaturi ridicate (duzele pentru arzatoare, mai ales cele din bolta). Reziduurile din arderea combustibilului pot contine elementele Va, S, Fe, Si, Al. Daunatoare sunt Va si S prin compusii lor V 2O5 si Na2SO4 (sulfat alcalin). Acestea, in conditiile unor temperaturi ridicate ale metalului, topesc stratul protector de oxid de la suprafata metalului printr-un fenomen nelamurit complet. Se pare ca V 2O5 si Na2SO4 favorizeaza combinarea SO2 cu O → SO3 (avid de apa) (+ H2O ) → H2SO3 → H2SO4.
Actiunea vatamatoare a Na 2SO4 s-a putut atenua la
anumite instalatii (cazane - prin introducerea de MgO in procent foarte mic in gazele arse). Cum actiu nea exercitata de vanadiu nu s-a putut atenua, coroziunea fiind in principal datorata lui, s-a denumit coroziune vanadica. •
In gazele arse se gaseste un procent foarte ridicat de N
2
din aerul de ardere. Azotul
este in general inert. La temperaturi foarte ridicate, peste 1500
0
, azotul se oxideaza
rezultand oxizi de azot, foarte periculosi NO ⇔ 1/2 N2 + 1/2 O2 • Toate cele de pana aici arata ca poluarea atmosferica datorita gazelor arse evacuate in
atmosfera (in cazul in care are loc procesarea ceramicii de constructii cu materiale inglobate, substituenti de combustibil primar si de argila) este determinata atat de compozitia chimica a materialului inglobat si a materiei prime naturale, traditionale cat si de transformarile compusilor cu potential poluant (de asemenea din ambele mase). De exemplu, componenta argiloasa poate sa contina sulfuri de fier (0,2 - 0,5%) sau florura de calciu (0,02 - 0,10%) si, chiar argila, dar in special deseurile, pot avea un potential poluant in special prin continutul de sulf si compusi organici volatili (COV). •
In timpul arderii, asa cum s-a aratat mai sus, sunt posibile emisii gazoase cu SO 2, HF, COV si fum (funingine). - Fumul (funinginea) se datoreaza arderii incomplete a combustibililor solizi fie
inglobati fie utilizati pentru arderea produselor in cuptoarele circulare, fara a fi inglobat in masa ceramica. Concentratia medie de particule de funingine, se pare ca nu depaseste 10 g/m3N gaze arse cand se arde steril. 69
- Emisiile de SO 2 provin atat din unele argile care pot avea 0,03 ... 0,8% S, din combustibilul primar si de la adaosurile combustibile pe baza de sterile sau alt combustibil. Desi nu tot sulful se transforma in SO 2, prin ardere, oxidare (o parte din sulf fiind continut in sulfati) exista o concentratie importanta de SO 2, de la 50-200 mg SO2/m3 N gaze arse. - Emisiile de NOx sunt practic neextistente in gazele arse de la cuptoarele de caramizi datorita temperaturilor scazute (cca 950 - 1040 0C) la care se proceseaza caramizile si tiglele. - Emisiile de HF provin din florura de Ca (CaF 2) a materiei prime argiloase. Ele incep la cca 650 0C cand se rup legaturile din reteaua fluorinei, CaF 2, la suprafata produsului ceramic, in contact cu gazele de ardere, si cresc cu temperatura pana la cca 9500C-10000C dupa care incep sa scada. Concentratia de HF in gazele de ardere la cuptoarele de ceramica de constructii variaza intre 10-90 mg/m 3N. Concentratia de HF in gazele de ardere poate fi partial neutralizat de prezenta CaCO 3 existent in produsele crude, cu care gazele arse au contact in zona de preincalzire a cuptorului, in drumul lor spre evacuare la cos. - Emisiile de COV sunt determinate de compusii combustibili pe baza de carbon si apar la arderea sterilelor carbonifere, a rumegusului, utilizati la arderea caramizilor fie inglobat fie nu. Compusii organici volatili sunt hidrocarburi aromatice, fenoli, aldehide, acid acetic, acid formic si depind de excesul de aer si de temperatura. La temperaturi joase de 200-4500C se produce volatilizarea si carbonizarea substantelor organice. Compusii organici aratati sunt rezultatul unui proces de distilare de joasa temperatura, la cca 500 0C, si alcatuiesc compozitia gudroanelor obtinute la distilarea lemnului si carbunelui. Acesti COV recondenseaza pe tubulaturi in zonele reci, ca apoi cu praful antrenat din cuptor sa formeze cruste de grosimi importante pe tubulaturile instalatiilor cuptorului.
Existenta COV in gazele arse ale cuptoarelor a facut ca in
tarile avansate sa se dezvolte tehnologii de indepartare a acestora prin carbonizarea, arderea, lor intr-un reactor separat prevazut cu arzatoare proprii, pe acest traseu trecand gazele de la cuptor, sau sa se preia o parte din gazele de la zona de preincalzire si sa se introduca in zona de ardere a aceluiasi cuptor pentru a fi arse. Toate aceste procedee 70
sunt consumatoare de energie, necesita investitii importante, iar mentinerea regimurilor hidraulice la cuptor devine mult mai dificila. • Ordonnta 78/2000 privind regimul deseurilor are ca obiect reglementarea activitatilor
de gestionare a deseurilor in conditii de protectie a sanatatii populatiei si a mediului. (Reamintim ca gestiunea deseurilor inseamna mai multe elemente cumulative : colectarea, transportul, valorificarea si eliminarea lor, inclusiv supravegherea zonelor de depozitare dupa inchiderea acestora). Conform Legii 426/2002 pentru aprobrea OG 78/2000, art, 2 (d) prevederile ordonantei nu se aplica efluentilor gazosi emisi in atmosfera. Deci gazele arse evacuate de la cuptor desi deseu nu sunt supuse reglementarilor privind activitatea de gestionare, care se aplica altor deseuri. Trebuie subliniat ca efluentii gazosi trebuie analizati in conformitate cu ord. 462/1993 care prevede ca anumiti componenti in gazele arse sa fie sub anumite limite maxime indicate, astfel : a) pentru pulberi, cf.pct.4 din OM nr. 462/1993 b) pentru substante anorganice sub forma de pulberi - pct.5 din OM c) pentru substante anorganice sub forma de gaze sau vapori - pct. 6 din OM d) pentru substante organice sub forma de gaze, vapori sau pulberi - pct. 7 din OM e) pentru substante cancerigene - pct.8 din OM Gazele arse de la cuptoarele de caramizi nu contin constituentii indicati la pct 5 si 8, iar pentru pct.4, 6 si 7 valorile componentilor, in total, sunt sub cencentratiile admise prin ordin. - Pentru focare (cuptoare) alimentate cu gaze naturale, valorile limita de emisie, cf.OM 462 sunt : - pulberi - max. 5 mg/m3N gaze arse; - monoxid de carbon (CO) - max. 100 mg/m3N gaze arse; - oxizi de sulf (SO) exprimati in SO2 - max 35 mg/m3N gaze arse; - oxizi de azot (NO) exprimat in NO 2 - max. 350 mg/m3N gaze arse 71
Valorile limita se raporteaza la un continut in oxigen al efluentilor gazosi de 3% volumic. - Pentru focare (cuptoare) alimentate cu combustibil solid (carbune, lemn, rumegus), valorile limita de emisie conform OM 462 sunt mai mari decat pentru cazul arderii cu gaz natural : - pulberi - max. 100 mg/m3N gaze arse; - monoxid de carbon (CO) - max. 250 mg/m3N gaze arse; - oxizi de sulf (SO), exprimat in SO2 - max. 2000 mg/m3N (pentru puteri termice < 100 MW); - oxizi de azot (NO) exprimat in NO 2 - max 500 mg/m3N, pentru puteri termice < 100 MW; - substante organice, exprimate in carbon total, C - max. 50 mg/m
3
N gaze
arse; Valorile limita se raporteaza la un continut in oxigen al efluentilor gazosi de 6% volumic. • Cantitatea de gaze arse care se evacueaza la cos este specifica fiecarui cuptor
fiind in functie de cantitatea de produse care se ard orar, debitul orar de combustibil, excesul de aer, infiltrarile de aer in cuptor prin trenul de vagonete neetans, cantitatea de aer insuflat eventual pentru recircularea in zona de racire, aspiratia de aer atmosferic pe la usa de iesire a produselor, diversele spatii de infiltrare aer la siberele ceramice din zona de preincalzire etc. S-au masurat (asa cum s-a facut si pentru debitele de aer cald extras din cuptor pentru uscatorie) debitele evacuate la cosul cuptorului in punctele de evacuare, inainte sau dupa exhasutorul de gaze arse, obtinandu-se o valoare reprezentativa maxima de 3 m3N gaze arse/kg de produs ars, incluzand toate infiltrarile de aer pe traseu, ceea ce inseamna pentru o linie de caramizi de 30 mil.FN/an (1 FN din 1,4 FN = 1,928 kg) adica 7300 kg produs ars/h, un volum de gaze arse evacuat la cos de 21.900 m 3N gaze arse/h, la temperatura medie de cca 100 0C. Rezulta volumul real de gaze evacuat la cos de 29.920 m3real/h ≅ 30.000 m3real/h. Potentialul termic al acestor gaze este fata de temperatura de 200C de : 72
- orar 552.000 kcal/h (reprezentand 16,80% din caldura intrata cu combustibilul pentru ardere, 450 kcal/kg produs ars); - anual 4.370 Gcal/an; Determinarile efectuate la cos cu aparate specifice pentru determinarea componentilor din gazele arse arata valori care sunt sub limitele maxime prescrise de Ord. 462. S-au efectuat determinari la cuptoarele tunel pentru caramizi si tigle (cu suport de caramizi la baza :) O2 = 17,6% 19,4% CO2 1,8 =% 0,7 % CO = 14 ppm (95 mg/m3N) 6 ppm - 89 mg/m3N SO2 = 0 ppp (0 mg/m3N) 0 ppp - 0 mg/m3N 0 T gaz = 96 C 1140C T amb = 230C 280C • Valorificarea directa a gazelor de ardere de la cuptor pentru uscator nu este recomandata : - atat datorita continutului de apa mai mare al gazelor arse fata de aer, in gazele arse regasindu-se nu numai apa din arderea sa dar si apa din produsele care isi definitiveaza uscarea in cuptor (x - continutul de umiditate - reprezentat de raportul dintre masa vaporilor de apa si masa aerului uscat dintr-un volum V de aer umed, sau cantitatea de apa, in kg, din volumul de aer umed, considerat asociata unui kg de aer uscat - este mai mare la gaze fata de aerul atmosferic, care are x = 8-10 g/kg aer uscat); - temperaturii reduse a gazelor arse; - prezentei compusilor poluanti despre care s-a aratat anterior. Sunt si diverse procedee de preincalzire a aerului pe baza caldurii gazelor arse de la cuptor, dar temperatura lor redusa (80-120 0C) nu asigura o eficienta corespunzatoare. Pentru uscare apare mult mai convenabil a se prelua aerul de la racirea produselor si vagonetelor prin procedee in care sa fie cat mai mult valorificata caldura sensibila a acestora. Potentialul termic al gazelor provenind de la cuptoare care nu ard produse cu combustibil inglobat se poate valorifica numai partial in urmatoarele directii : - uscarea sau incalzirea unor produse de serie foarte mica si putin sensibile la uscare, pentru care timpul de uscare nu reprezinta o restrictie in productie, si care se 73
usuca in camere izolate, putin utilizate, anexe la uscatoriile propriu-zise pentru caramizi si tigle. Este o valorificare temporara si numai la anumite unitati de productie.
- incalzirea produselor intrate in cuptor la vagonetele care detin pozitiile 1-2 imediat dupa usa nr 2 intare produse. Aceasta se relizeaza recirculand o parte din gazele arse prin cuptor in aceasta zona astfel : din refularea ventilatorului de gaze arse se realizeaza o ramificatie de intrare gaze in cuptor care apoi vor fi absorbite din laborator impreuna cu gazele arse aspirate de ventilator din zona de ardere. In zona acestor 2 vagonete, gazele circula in acelasi sens cu produsele. Este de fapt o preincalzire a produselor uscate intrate in cuptor pana cand vagonetele sa ajunga la punctul de contact cu gazele arse aspirate din zona de ardere, adica pana la tunelul de extractie a lor din cuptor. Exista si cazuri (la Ceram Material Construct) in care gazele arse de la cuptorul de caramizi se utilizeaza la uscatorie. Urmatoarele elemente sunt de subliniat pantru a se intelege cand este posibila recuperarea : - gazele provin de la un cuptor circular de caramizi care : - arde produse ce nu au combustibil inglobat; - se arde rumegus in cuptor; - gazele se utilizeaza la uscatorie dar camerele de uscare sunt in permanenta in depresiune; - ca agent de uscare se utilizeaza amestecul aer cald recuperat de la cuptor + gazele arse calde recuperate; - agentul de uscare nu se recircula in camera de uscare; el parcuge doar un drum in lungul camerei si se evacuaeza la cos; - cand se utilizeaza la arderea produselor carbuni, gazele arse nu se mai recupereaza;
- cand se introduc in cuptor produse cu combustibil inglobat (steril de filtru presa) gazele arse nu se recupereaza.
2.11 Strategia Comunitatii Europene privind deseurile. Principii. Ierarhia principiilor. 74
Introducere • Strategia a fost elaborata de Directoratul General Mediu, Securitate Nucleara si
Protectie Civila din cadrul Comisiei Europene. • Strategia Comunitatii pentru gospodarirea deseurilor reprezinta o adaptare, o
imbunatatire, o revizuire a strategiei elaborate in 1989, reafirmand si/sau adaptand principii care vor indruma strategia asupra deseurilor. • In cadrul acestei Strategii se porneste de la faptul ca deseurile sunt obiecte
materiale. Comunitatea Europeana pornind de la faptul ca exista o piata interna unde granitele nationale nu mai sunt granite economice si unde circulatia libera a bunurilor este de importanta capitala, conchide ca strategia deseurilor, a legislatiei privind deseurile, a gospodaririi lor, nu poate fi lasata in intregime si exclusiv in decizia Statelor Membre ale Comunitatii Europene. S-a admis de Curtea de Justitie ca deseurile sunt bunuri, independent ca acestea au o valoare economica sau nu. Existand reguli pentru circulatia bunurilor, aceste reguli trebuie aplicate si deseurilor. • La distinctia dintre “deseuri” si “bunuri” nu s-a gasit o definitie multumitoare
pentru a se stabili momentul in care materialul devine deseu si cand deseul devine din nou bun material. O solutie uneori favorabila considera ca materialul este un bun atunci cand are o valoare economica. Dar aceasta nu este in concordanta nici cu definitia deseului data de Comunitate, nici cu opinia Curtii de Justitie, care a specificat ca definitia deseului este independenta de valoarea economica pe care obiectul eliminat o poate avea, si a declarat ca deseurile fara valoare economica sunt bunuri–in intelesul Tratatului CE, art. 30-,bunuri de o anumita natura. • Strategia deseurilor a introdus elemente ale principiului “proximitatii”, insemnand
ca deseul trebuie eliminat prin depozitare “intru-una din instalatiile corespunzatoare cele mai apropiate”, principiu aplicabil numai deseurilor destinate depozitarii, nu deseurilor pentru recuperare. Principiul proximitatii intro piata interna reflecta ideea generala ca deseurile care sunt generate in cadrul Comunitatii, nu trebuie sa fie depozitate in afara Comunitatii. Comunitatea, ca un intreg, trebuie sa devina deci “auto-suficienta” 75
• Strategia comunitara asupra mediului doreste sa prevada un “inalt nivel de
protectie” De aceea, emisiile in mediu (in aer, in apa, in sol) ale instalatiilor trebuie reduse cat mai mult posibil. Impactul unei anume emisii asupra mediului are acelasi potential, indiferent de procesul care o emite. Prin urmare,nu exista nici-un motiv pentru a se stabili standarde diferite pentru sectoare diferite (fie ca sunt instalatii industriale, fie ca sunt de tratarea apelor), atata vreme cat materialele intrate si procesul sunt comparabile. De asemenea, “inaltul nivel de protectie” inseamna si asigurarea ca standardele care au fixat limitele la emisii in factorii de mediu (in aer, in apa, in sol) nu conduc la o crestere a emisiilor in alti factori de mediu. Este deci o filozofie de baza, cea a controlului integrat al poluarii, si aceasta filozofie trebuie sa stea la baza oricarei strategii despre deseuri. • Referitor la definitiile “deseu” si “deseu periculos”, date de directivele Consiliului
se arata ca la implementarea legislatiei CE, Statele Membre au adoptat notiuni destul de diferite despre deseuri si deseuri periculoase si au stabilit liste total diferite de deseuri. De aceea, apare foarte clar ca o buna functionare a pietei interne va fi realizata numai cand toate Statele Membre isi vor insusi in legislatia lor nationala definitiile date de CE asupra deseurilor si deseurilor periculoase si cand isi vor fi insusit listele. Aceasta ar evita utilizarea terminologiilor diferite(ca de exemplu: deseuri industriale, deseuri ultime, deseuri finale, materii prime secundare, deseuri speciale etc.) care conduc doar la dificultati atat pentru agentii economici cat si pentru administratii. Existenta a cate o singura lista generala a CE pentru deseuri si pentru deseuri periculoase ar creste considerabil planificarea si siguranta economica precum si transparenta, pentru toate partile implicate . Listele CE pot fi adaptate, la solicitari aduse la cunostinta CE de catre un anume Stat Membru.
Filozofia generala a strategiei comunitare asupra gospodaririi deseurilor. Ierarhia principiilor strategiei de gospodarire a deseurilor. 76
• Filozofia generala a strategiei comunitare supra gospodaririi deseurilor cuprinde
cateva aspecte si anume: -principiile strategiei de gospodarire a deseurilor; ierarhia principiilor. -fluxurile prioritare de deseuri. -transportul deseurilor. -responsabilitatea producatorului. -instrumente de reglementare. -instrumente economice. -instrumente de management. -statistica deseurilor. -particiantii. • Principiile sunt:
-prevenire. -recuperare (reciclare materiale, recuperare de energie) -depozitarea finala (eliminarea finala).
Prevenirea generarii deseurilor reprezinta prima prioritate deoarece povara asupra mediului se exercita pe toata durata de viata a deseului. Realizarile Comunitatii in prevenirea generarii deseurilor sunt evidente, dar nu sunt satisfacatoare intrucat cantitatile de deseuri au continuat sa creasca. Prevenirea generarii deseurilor se realizeaza prin:
- promovarea tehnologiilor si a produselor curate; - stabilirea standardelor de calitate si eventual a regulamentelor CE pentru a limita prezenta unor anumite substante periculoase in produse.
- promovarea schemelor de reutilizare si reciclare; - utilizarea corespunzatoare a instrumentelor: economice, a eco-bilanturilor, a schemelor de eco-audit;
- analiza ciclului de viata a produselor; - actiuni referitoare la informarea si educarea consumatorului; - dezvoltarea sistemelor de eco-etichetare. 77
Comisia, desi promoveaza acest gen de masuri, are posibilitati limitate de a influienta prevenirea deseurilor, caci initiativa ramane pana la urma in seama Statelor Membre si a agentilor economici. In general, Comisia poate doar in limita fondurilor sale sa promoveze anumite tehnologii curate. Poate insa sa prevada reguli de limitare a prezentei metalelor grele sau a unor substante in produse sau in procesul de productie cu scopul final de diminuare a periculozitatii deseurilor. Altfel spus, comisia este constienta ca la nivelul sau se poate stabili numai cadrul legal si institutional. Reusita depinde de hotararile Statelor Membre, de reactia generatorilor de deseuri, a utilizatorilor.
Recuperarea intervine acolo unde generarea nu poate fi evitata. Recuperarea presupune fie reciclarea materialelor, fie recuperarea energiei din materialele deseu. Comisia considera ca trebuie sa se acorde prioritate reciclarii materialelor fata de operatiunile de recuperare a energiei din acestea. In multe cazuri, incinerarea (pentru a se recupera energie) este mai putin eficienta energetic si/sau mai poluanta decat reutilizarea sau reciclarea. Reciclarea implica separarea deseurilor la sursa. In plus, trebuie sa se convinga agentii economici si consumatorii ca materialele si produsele care provin, in parte sau in intregime, din materiale reciclate, satisfac anume standarde de calitate, de sanatate, siguranta si de mediu, uneori ca si produsele noi. Comisia recomanda ca notiunea de reciclare sa fie limitata la reciclarea materialelor fara a se include incinerarea cu recuperarea de energie. Comisia arata ca nu este de dorit stabilirea de strategii energetice bazate in special pe utilizarea deseurilor deoarece aceasta ar fi in detrimentul prevenirii si a obiectivelor de reciclare a materialelor,care ar trebui sa se plaseze mai sus in orice strategie rezonabila de gospodarire a deseurilor.
Depozitarea finala (Eliminarea finala) Eliminarea finala a deseurilor cuprinde: -incinerarea deseurilor fara recuperare de energie; -depozitarea deseurilor. 78
Incinerarea deseurilor fara recuperare de energie este in general necostisitoare. Desi reduce clar volumul deseurilor, ea nu contribuie la economisirea resurselor. In plus, Comisia constata neincrederea considerabila a populatiei fata de orice forma de incinerare. Se impune stricta monitorizare a instalatiilor si conformarea lor la reglementarile existente. Depozitarea deseurilor trebuie, in principiu, sa fie vazuta ca ultima solutie deoarece impactul asupra mediului este negativ mai ales acolo unde impactul pe termen lung nu este luat in considerare. Se impune pre-tratarea inainte de depozitare. Comisia considera ca numai deseurile nerecuperabile si cele inerte ar trebui acceptate in depozite. In general, costul depozitarii nu reflecta costurile reale pe care le determina depozitarea (in special acolo unde costurile sunt pentru intreaga durata de viata a produsului, ajungand la cca. 100 ani si chiar mai mult). Comisia impune o directiva ce cuprinde cerintele minime pentru autorizarea terenurilor pentru depozitare, directiva ce este pusa in practica treptat de Statele Membre. Directiva referitoare la depozite nu va aborda si problema depozitelor vechi desi se recunoaste ca acestea sunt terenuri puternic contaminate. Comisia considera ca actiunile Statelor Membre care au inceput sa aplice masuri de curatire a terenurilor contaminate trebuie avute in vedere ca un schimb de experienta intre Statele Membre privind aceste cunostinte si tehnologiile de curatare.
Fluxurile prioritare de deseuri. Comisia a dezvoltat un Program al fluxurilor prioritare de deseuri. Actiunea s-a concentrat asupra deseurilor de tip cauciucuri uzate, vehicule scoase din uz, deseuri spitalicesti, deseurile provenind din constructii si demolari etc. Metoda de lucru a fost inspirata din experienta olandeza unde exista acorduri intre Guvern si agentii economici, care sunt de acord cu realizarea sarcinilor de reducere sau de recuperare a deseurilor, sarcini care au fost stabilite de Guvern. Dar, la nivel CE nu sunt stabilite sarcini. 79
Transportul deseurilor. Strategia reafirma necesitatea de a fi controlat corespunzator transportul deseurilor. Este necesar insa a se respecta totodata principiile “proximitatii” si “auto-suficientei”. Acestea indica faptul ca deseul generat in Comunitate, nu trebuie depozitat in afara Comunitatii. Transportul si depozitarea deseurilor trebuie sa se aplice numai pentru deseurile destinate depozitarii, nu si pentru deseurile recuperabile care trebuie sa se reintoarca in circuite de recuperare. In plus, trebuie sa se evite transporturile de deseuri intre Statele Membre. Transporturile de deseuri pentru operatiui de recuperare nu trebuie sa fie obstructionate de Statele Membre, dar nici nu se poate sa fie eliminat un eventual refuz de a autoriza astfel de transporturi, pe motivul invocat de transportator ca trebuie asigurata alimentarea cu deseuri a instalatiilor nationale. In ceea ce priveste exportul de deseuri, tarile CE au interzis deja exporturile tuturor deseurilor pentru a fi eliminate in alte tari. In 1997 a fost adoptat prin Conventia de la Basel o lista a deseurilor care ar trebui sa nu aiba interdictia generala a transporturilor de deseuri periculoase. Ramane de vazut in ce masura o asemenea lista va gasi echilibrul direct intre deseurile (periculoase), care ar putea fi transportate din sub cerintele controlului si acele deseuri periculoase care nu vor mai fi transportate din tarile industrializate in cele neindustrializate. CE are interesul de a nu vedea circulatia de deseuri reciclabile excesiv de stanjenita, in timp ce sub pretextul de “transporturi pentru recuperare” sa fie exportate deseuri periculoase, a caror manevrare depaseste capacitatea unor tari.
Principiul responsabilitatii producatorului. Considerand ciclul de viata al unui produs, de la fabricare pana la capatul perioadei sale de utilitate, furnizorii de materiale, apoi cei din latura comert, consumatorii si autoritatile publice trebuie sa isi imparta responsabilitatile gospodaririi deseurilor. Dar fabricantul produsului este acela care are rolul determinant. In orice caz, nu este abandonat conceptul “impartirii responsabilitatilor”, asa cum s-a propus in al 5-lea Program de Actiune pentru Protectia Mediului. 80
Fabricantul, producatorul, este cel care ia deciziile hotaratoare cu privire la produsul sau, cum ar fi proiectul, conceptia, utilizarea materialelor specifice, compozitia produsului si ,in final, aducerea lui pe piata. De aceea, fabricantul este capabil sa prevada mijloacele, nu numai ca sa evite deseurile, dar si pentru reutilizarea corespunzatoare, incluzand marcarea, etichetarea, instructiuni pentru/dupa utilizare. Nu trebuie exclusa implicarea sa activ in tratarea deosebita a produsului odata ce acesta devine deseu. Deci obiectivele pot fi atinse daca responsabilitatea ramane la factorii economici care pot aduce cea mai eficienta contributie pentru protectia, conservarea si imbunatatirea calitatii mediului inconjurator.
Instrumente economice. Instrumentele economice avute in vedere in Strategie pornesc de la faptul ca agentii economici pot lua decizii mult mai bune pentru mediu daca stiu ca se pot bucura de anumite instrumente economice, influentandu-le comportamentul spre atitudini mai prietenoase fata de mediu. Instrumentele economice pot lua diferite forme cum ar fi: masuri fiscale, stimulente financiare. In domeniul deseurilor, instrumentele economice au fost pana acum promovate numai in mod exceptional si in termeni generali. Existenta insa a stimulentelor fiscale, a ajutoarelor de stat care sa se utilizeze la nivelul Statelor Membre, influenteaza agentii economici si/sau consumatorii, ca produsele sa fie preluate si indreptate la sfarsitul ciclului lor de viata spre recuperare, spre tratare sau pentru eliminare finala corespunzatoare. Deocamdata exista doar indicatia de utilizare la nivelul Statelor Membre a acestor instrumente economice, pana cand se va realiza armonizarea la nivelul CE. Ajutoarele Comunitare, pentru masurile de mediu referitoare la deseuri, din cadrul Fondului de Coeziune sau fondului de mediu LIFE, au ramas marginale, comparativ cu ajutoarele de Stat in acest domeniu.
Statistica deseurilor. 81
Statistica deseurilor constituie un instrument important de management. Nu se pot formula obiective in mod realist decat pe informatii de incredere. Desi au fost facute eforturi pentru statistica (de catre Oficiul de Statistica al Comisiei si de catre DGXI), nu exista in prezent un sistem functional al Comunitatii care sa prevada statistici regulate si de incredere. Publicatiile din domeniu vin de regula cu statistici vechi, cu estimari, sau se bazeaza pe monitorizari ad-hoc. In majoritatea tarilor din Europa, datele sunt raportate mai mult voluntar, nu ca parte a unei culegeri sistematice. Rezulta deci largi marje de erori, iar aceasta influenteaza in acelasi mod si deciziile. Cea mai serioasa problema in legatura cu statistica este legata de armonizarea in Statele Membre a metodologiilor, a definitiilor si a sistemelor de clasificare. Pasi s-au realizat odata cu adoptarea Catalogului European, in anul 1993 si a Listei Generale Comunitare, in 1994. Comisia intentioneaza sa dezvolte un sistem credibil de culegere a datelor in toate Statele Membre. Este cea mai importanta sarcina pentru Oficiul Statistic al Comisiei si pentru Agentia de Mediu. Totul insa bazat pe cooperare activa dintre Statele Membre.
Participanti. Se recunoaste rolul activ al tuturor participantilor: - Cetatenii sunt din ce in ce mai mult preocupati de dimensiunea de mediu a societatii moderne. Ei contribuie in mod apreciabil la succesul programelor de reciclare/reutilizare, avand pentru multe desuri responsabilitatea in triere/gospodarire. Aceasta presupune ca ei sa fie informati corespunzator de catre Autoritatile Publice si de catre agentii economici. -Comisia a solicitat ca toate Autoritatile Publice sa afiseze doleantele necesare din punctul de vedere al politicilor lor privind deseurile/mediul si sa prevada resursele corespunzatoare pentru a se materializa strategia gospodaririi deseurilor. - Agentii economici au un rol activ in urmarirea dezvoltarii durabile. Acest rol este recunoscut prin Programele de Actiune pentru Protectia Mediului, al Comunitatii.
82
2.12 Diseminare rezultate. Diseminarea rezultatelor s-a realizat in conformitate cu cele prezentate in documentatia de promovare a proiectului. S-au adoptat urmatoarele solutii : a) discutii si prezentari ale solutiilor adoptate, cu personalul tehnico-ingineresc al unitatilor la care s-au facut experimentele, cu explicatiile tehnice necesare privind solutiile adoptate. De notat ca toate elementele prezentate in lucrare, referitor la diversi producatori de materiale de constructii, sunt urmare investigatiilor pe fluxurile tehnologice facute la aceste unitati de membri din colectivul lucrarii. b) Prezentarea solutiilor la intalnirea cu membrii Asociatiei Profesionale a Producatorilor de Materiale de Constructii din Romania – APMCR. Urmare acestor prezentari, SC Ceramica Urziceni a contactat Procema pentru a realiza (si este in curs de realizare aceasta implementare) cresterea gradului de recuperare a r.e.s. de la cuptor, la faza de racire produse, si utilizarea sub forma de aer cald la uscatoria de caramizi crude. Deja s-au efectuat investigatiile la cuptor/uscatorie si s-a trecut la faza de proiectare, faza care impune restructurarea totala a procesului de racire a produselor in cuptorul tunel. c) Prezentarea solutiilor adoptate la simpozioane. Procema este inscris la simpozionul cu participare internati onala Consilox 2004 – a 9 a Conferinta de Stiinta si Ingineria Materialelor Oxidice – Sighisoara. In cadrul lucrarii prezentata de Procema “Solutii pentru modernizarea cuptoarelor tunel pentru ceramica de constructii” se prezinta, pe langa alte elemente, si solutiile de modernizare la cuptor pentru a se valorifica in grad inalt caldura produselor dupa ardere si reintoarcerea acestei resurse in circuitul productiv al sectiei; d) Editarea de materiale de informare si difuzare. Asa cum se prezinta si in lucrare (foto) s-au realizat CD cu foto reprezentand resursele deseu materiale si termice care apar in fluxurile tehnologice de obtinere a ceramicii de constructii. Aceste materiale permit purtarea discutiilor la beneficiar cu elemente complementare planurilor pe suport de hartie.
83
