Industria energetica reprezintă una din cele mai importante surse de poluare din economie. Poluarea [602039]

Introducere
Industria energetica reprezintă una din cele mai importante surse de poluare din economie. Poluarea
atmosferica datorata emisiilor evacuate de instala țiile mari de ardere (IMA) din sistemul energetic generează
următoarele consecin țe pe termen lung: efectul de sera, poluarea pe distante lungi si degradarea calită ții aerului
in condițiile unei dispersii precare in atmosfera.
Conceptul de dezvoltare durabila implica promovează prevenirea sau reducerea poluării precum si
producția si consumu l sustenabil, ținând -se cont de caracterul limitat al resurselor consumate , cu efect in
încetinirea cre șterii economice si degradarea condițiilor de mediu. Drept pentru care, creșterea economica trebuie
sa se bazeze pe un model sustenabil de produc ție si consum, precum si separarea de impactul negativ asupra
mediului înconjurător.
Datorita combustibililor fosili folosi ți in sectorul energetic(gaz natural, păcura, cărbune) in instalațiile
mari de ardere (IMA) este produsa o cantitate uria șa de emisii de ga ze cu efect de sera , cam mai important
component fiind dioxidul de carbon, reprezentând una din cauzele principale ale încălzirii globale si a
schimbărilor climatice in general. Produc ția de energie in Romania este structurata, bineînțeles pe baza
resurse lor naturale de care dispune tara. Rezervele de cărbune abundente au permis dezvoltarea produc ției de
energie bazata pe arderea acestor resurse in instala ții mari de ardere precum termocentralele Turceni si
Rovinari. Acest sector de produc ție este responsa bil pentru generarea a aproximativ 88% din emisiile de Noxa
la nivel na țional, 72% din cantitatea de particule poluante si 90% din emisiile de SO2, acestea generându -se
prin procesele de ardere a combustibililor fosili in scopul producerii de energie elect rica.
Tratatul de aderare la Uniunea Europeana garantează unele perioade de tranzi ție pentru sectorul energetic
, astfel pana la sfâr șitul anului 2015 Electrocentrale le mari mai pot funcționa evacuând in atmosfera gazele arse
cu emisii de SOx si NOx si pulberi. Pana la sfâr șitul lui 2017, aceste centrale vor trebui sa implementeze si
masurile suplimentare de reducere a emisiilor de NOx pentru a se conforma cu prevederile Directivei 2001/80/EC
si angajamentele luate in cadrul Protocolului de la Goteborg. In prezent Romania realizează investi ții majore in
obiective de mediu ce implica resurse umane , dar mai ales financiare uria șe pentru reducerea emisiilor de
SOx,NOx si pulberi. Astfel, începând cu anul 2009 s -a început o campanie masiva de retehnologizar e a vechilor
grupuri de produc ție de la cele mai importante centrale termoenergetice din Romania. Se implementează accelerat
atât soluții de desulfurare a gazelor arse cat si implementarea arzătoarelor de noua generație cu NOx redus,
precum si filtre elect rostatice sau cu saci (material textil) in vederea reducerii emisiilor de pulberi generate de
ardere.
Creșterea calității mediului înconjurător , mai ales in zonele intens afectate de poluare precum Valea
Jiului, reprezintă principala preocupare in mater ie de mediu in momentul actual. Reducerea sau chiar
eliminarea emisiilor toxice in atmosfera reprezintă principalul obiectiv, aceste emisii trecând prin fenomene de
acid fiere afectează totodată solurile si apele precum si flora si fauna, ducând treptat si la afectarea stratului de
ozon care are efecte catastrofale , odată ce se ajunge la un prag critic, nesustenabil in mod natural. Efectele
poluării produse de marile instala ții de ardere se regăsesc si in sănătatea populației atât la nivel local dar si pe
suprafețe mai întinse.
În grupurile modernizate/retehnologizate, proiectele de investi ții în instalațiile de desulfurare a gazelor
de ardere, arzătoare cu NOx redus și filtre pentru IMA au ca efect principal reducerea emisiilor de poluanți în aer
și creșterea calită ții mediului înconjurător, prin diminuarea fenomenelor de acid fiere, care afectează solurile,
apele, fauna și flora și reducerea formării ozonului, care are efecte adverse asupra sănătății umane și asupra
ecosistemelor.
Operațiunea „Investiți i în instala ții de desulfurare a gazelor de ardere, arzătoare cu NOx redus și filtre pentru
instalațiile mari de ardere din grupuri modernizate/retehnologizate” are următoarele obiective:
Minimizarea impactului negativ asupra mediului;
Limitarea efectului de seră cu consecin ței negative asupra dezvoltării durabile;
Respectarea angajamentelor de mediu asumate de România prin Tratatul de Aderare;
Introducerea celor mai bune tehnici disponibile (BAT) și a tehnologiilor moderne pentru reducerea
emisiilor polua nte (investi ții în instalații de desulfurare a gazelor de ardere, arzătoare cu NOx redus și
filtre pentru IMA);

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
1Crearea de noi locuri de muncă și menținerea celor existente.1
Dezvoltareadurabilăeste,generic,unobiectiv cheiealpolitic ilorComunitățiiEuropenecareare
cascopîmbunătățireacontinuăacalitățiiviețiipePământatâtpentrugenerațiileprezentecâtșipentru
cele viitoare,princombatereaexplo atăriiabuzivearesurselornaturaleșiaoamenilor,bazându-se pe
principii democratice, solidaritate,respectarealegislațieișiadrepturilorfundamentalecalibertateași
egalitateadeșanse.
Parte a strategiei Programului Opera țional Sectorial : „Creșterea Competitivității Economice ,
aparținând de Axa Prioritara 4 (AP4) a fost elaborată pe baza analizei situa ției curente a sectorului energetic
National si a analizei SWOT, punându -se accent pe cre șterea eficienței energetice, valorificarea resurselor
regenerabile de energie si protec ția mediului.
Având în vedere ținta de reducere a intensității energetice primare cu 40% până în anul 2015,
comparativ cu 2001, România trebuie să investească în îmbunătă țirea eficienței energetice pe întregul lanț –
producție, transport, distribuție, consumator final de ener gie.
AP 4 din POS CCE con ține 3 Domenii Majore de Intervenției (DMI). Politicademediuarelegături
strânsecupolitica energetică,înmăsuraîncareproducereașiutilizareaenergieiesteprintreprincipalele
sursedepoluareaaerului(prinardereacombustibililor)șiapei(prindeversareaapelorderăcireșia
substanțelorpoluanterezultatedinrafinăriișicentralenucleare).Esteevidentfaptulcă,politicadeutilizare
raționalăaenergiei șiîncurajareaenergieinepoluanteesteprimașicea maiimportantădin d omeniul
protecțieimediului.Pachetulenergie-schimbăriclimatice, adoptatdeConsiliulșiParlamentulEuropeanîn
decembrie2008,dovedeșterecunoașterealaniveleuropeanafaptuluicămulte problemedemediupot
firezolvateprinmăsuriîndomeniulenergetic.
ÎncalitatedeStatMembrualUniuniiEuropene,Româniatrebuiesăincludăîntreprioritățile
salealinierealastandardeleUniuniiEuropenedeprotecțieamediului.Acestprocesreprezintăunadintrecele
maimariprovoc ărișiimplicămarieforturiîndouădirecțiiprioritare:
armonizarealegislațieiromâneșticuacquis-ulUniuniiEuropeneînacestsector;
reformainstituțională,carenecesit ădezvoltareaunuimecanism instituționalcapabil
săapliceșisămonitorizezepunereaînaplica realegislațieiadoptate.
ÎnRomânia,cadrullegislativpentruprotecțiamediuluitrebuiesăfieînpermanențăîmbunătățit,astfel
încâtsătinapasulcudirectiveleeuropeneșialtereglementăriinternaționaleînvigoare.
Legislațiaromâneascăpermitereferirilalegislațiaeuropeanămaialespentruproiectefinanțate
cufondurieuropene,cuexcepțiasituațieiîncarelegea româneascăpentruprotecțiamediuluiestemai
restrictivădecâtceaeuropeană.
LaConferința a doua “Un Mediu pentru Europa” de la Lucerna, Elveția, în 1993, miniștrii mediului din
tarile membre ale Uniunii Europene au ini țializat Studiile de Performanta in domeniul Protecției Mediului (SPM).
Comitetul pentru Politica de Mediu al Comisi ei Economice pentru Europa (CEE) , parte din ONU a stabilit ca in
mod regulat astfel de studii sa aibă loc in tarile in tranzi ție.
1Programul OperaTional Sectorial „Cresterea CompetitivităTii Economice”
Axa Prioritară (AP4) -Cresterea eficienTei energetice si a securităTii furnizării, în contextul combaterii schimbărilor
climatice
Domeniul Major de IntervenTie (DMI1) -Energie eficientă si durabilă
OperaTiunea c) –„InvestiTii în instalaTii de desulfurar e a gazelor de ardere, arzătoare
cu NOx redu si filtre pentru instalaTiile mari de ardere din grupuri
modernizate/retehnologiazate”

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
2La zece ani distanta, la Conferin ța V Ministerială “Un Mediu pentru Europa” (Kiev, 2003), Miniștrii au
confirmat eficienta pr ogramului SPM implementat , determinând astfel eficienta eforturilor depuse de tarile in
tranziție către implementarea de noi masuri in vederea gestionarii corecte a problemelor de mediu. Programul a
stabilit direc ții clare, cu titlu de recomandări Guverne lor adaptate la situa țiile specifice din fiecare tara implicata,
printre care si Romania. Sugestiile s -au referit in principal la subiecte ca managementul de mediu , reducerea
poluării si implementarea sectorial a direc țiilor generale ale UE in materie de mediu precum si o mai buna
cooperare intre statele membre. Mini ștrii statelor cu economia in tranziție si -au reafirmat sus ținerea fata de
programele SPM, recunoscând efectele benefice. S -a stabilit continuarea acestor programe cu un nou ciclu de
studii de performanta. Aceasta etapa secunda pune un accent important pe beneficiile aduse de solu țiile
implementate după primul ciclu de studii de performanta in domeniul protec ției mediului. De asemenea se acorda
o importanta crescuta finan țării si integrării solu țiilor de mediu precum si interac țiunii elementelor sociale si
economice cu cele de mediu.
Aceste procese de evaluare mutuala prin care s -au realizat studiile promovează schimbul de experien ța intre tarile
participante, precum si armonizarea politicilor si cerințelor de mediu atât la nivel regional cat si internațional.
Studiile s -au desfă șurat pe baza solicitării voluntare a unei tari către organismul CEE din partea ONU.
In 2009, intr -un raport al Comisiei Europene cu privire la mediu înconjurător se arata ca mai mult de o
treime dintre locuitorii din mediul urban al UE sunt afecta ți intr -un fel sau altul de concentra ții excesive de
particule in suspensie in aer. Calitatea precara a aerului inspirat poate cauza o serie de afec țiuni cardiace si
respirat orii, un indicator important reprezentându -l numărul îmbolnăvirilor de bron șite, astm si cancer pulmonar
mult mai crescut in mediul urban unde efectele poluării sunt mai pronun țate. Poluanții găsiți au un grad mare de
diversitate de la monoxidul de carbon (CO), întâlnit in emisiile autovehiculelor si in orice tip de ardere incompleta
in general pana la oxizi de mercur sau plumb sau chiar in stare naturala (Hg;Pb).
Particulele reprezintă probabil cel mai periculos dintre poluan ții atmosferici pentru sănătate a omului,
acestea fiind capabile sa pătrundă u șor in zone sensibile ale aparatului respirator, provocând boli, uneori letale.
In ultimii 20 de ani s -au făcut progrese importante in vederea combaterii poluării atmosferice mai ales
cu particule, solu ții pre cum electrofiltre si filtre cu saci din material textil fiind implementate in majoritatea
instalațiilor de ardere dar si in vopsitorii , hale de sablare si așa mai departe. Cu toate acestea un alt raport publicat
in 2012 tot de Comisia Europeana arata in c ontinuare un grad mare de poluare cu particule mai ales in mediul
urban recunoscând ca multe dintre tarile emergente din cadrul UE nu implementează corespunzător directivele
de mediu date de uniune. Astfel, numeroase regiuni din Europa continua sa fie afec tate sever de concentra ții mari
de particule in atmosfera, concentra ții mari de ozon la nivelul solului precum si alte substanțe printre care
monoxidul de carbon(CO), sau dioxidul de sulf (SO2).
„Acest raport ne reaminte ște, la momentul oportun, cat de imp ortanta este calitatea aerului pentru
sănătatea cetă țenilor noștri. Iată de ce mă voi concentra pe consolidarea legislației noastre privind calitatea aerului
pentru a aborda problemele identificate astăzi”, a declarat comisarul european pentru Mediu, Janez Potocnik.
Pe de alta parte, directorul executiv al Agen ției Europene de Mediu, profesorul Jacqueline McGlade, a
explicat ca „politica Uniunii Europene a redus emisiile multor poluan ți in decursul ultimului deceniu, dar putem
face mai mult de atât. In mult e tari, concentra țiile de poluanți atmosferici sunt încă superioare limitelor legale si
recomandate, stabilite pentru a proteja sănătatea cetă țenilor europeni. De fapt, poluarea atmosferica reduce
speranța de viată a oamenilor cu aproximativ doi ani in cel e mai poluate ora șe si regiuni”.
In Raportul Agen ției Europene de Mediu (AEM) privind calitatea aerului repirat de cetățenii europeni se
analizează expunerea la poluan ții atmosferici si se conturează o imagine generala a ciliații aerului in Europa.
Rolul raportului in cauza este acela de a urmări elaborarea unor politici de mediu mai eficiente.
De asemenea raportul eviden țiază faptul ca particulele reprezintă cel mai mare risc de sănătate legat de
poluarea atmosferica, afectând îndeosebi bătrânii si copii si conducând la mortalitate prematura. In acela și raport
se arata ca peste 21% din popula ția urbana a fost expusa unor concentrații de particule cu dimensiuni peste 10
microni superioare valorilor limita zilnice considerate pentru men ținerea stării de săn ătate. De asemenea, pana la
30% din popula ția din mediul urban a fost expusa unor concentrații de particule cu dimensiuni peste 2.5 microni
superioare valorilor medii anuale considerate adecvate pentru men ținerea stării de sănătate.
Conform nivelurilor de referința ale OMS, care sunt chiar mai stricte decât cele impuse de legislația UE,
pana la 81% si respectiv 95% dintre locuitorii din mediul urban au fost expu și unor concentrații de particule care
depășesc valorile de referința stabilite pentru protecția sănătății umane. Din acest motiv, este necesara revizuirea
legislației europene referitoare la aer.
Un alt factor de risc pentru sănătate îl reprezintă ozonul (O3) care poate cauza probleme respiratorii si
uneori la mortalitate prematura. Expunerea in med iul urban este foarte mare. Astfel, 97% dintre locuitorii din
orașe din UE au fost expuși in anul 2012 la concentrații de ozon superioare nivelului OMS de referința al. Peste

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
317 la suta au dintre locuitori fost expu și la concentrații mai mari decât cea a valorii limita a UE pentru O3. In
anul 2011, aproximativ 22% dintre terenurile agricole din Europa au fost expuse la concentra ții crescute de O3
cu efecte negative , ceea ce a condus la pierderi la culturile agricole.
Tabelul 1: Limitele de poluare insusi te de Uniunea Europeana cu privire la diferite gaze poluante
Poluant Concentra țiePerioada
medie
măsurataDispozițiile legaleExcesul
permis
anual
Particule fine
(PM2.5)25 µg/m3*** 1 an Valoarea ținta intrata in vigoare 1.1.2010
Valoarea limita intrata in vigoare 1.1.2015n/a
Dioxid de sulf
(SO2)350 µg/m3 1 ora Valoarea limita intrata in vigoare 1.1.2005 24
125 µg/m3 24 ore Valoarea limita intrata in vigoare 1.1.2005 3
Dioxid de azot
(NO2)200 µg/m3 1 ora Valoarea limita intrata in vigoare 1.1.2010 18
40 µg/m3 1 an Valoarea limita intrata in vigoare 1.1.2010* n/a
PM10 50 µg/m3 24 ore Valoarea limita intrata in vigoare
1.1.2005**35
40 µg/m3 1 an Valoarea limita intrata in vigoare
1.1.2005**n/a
Plumb (Pb) 0.5 µg/m3 1 an Valoarea limita intrata in vigoare 1.1.2005
(sau 1.1.2010 in imediata apropiere de
sursele industriale de poluare; si o
concentra ție 1.0 µg/m3 valoarea limita
aplicata din 1.1.2005 to 31.12.2009)n/a
Monoxid de
carbon (CO)10 mg/m3 Maximum
zilnic medie
8hValoarea limita intrata in vigoare 1.1.2005 n/a
Benzen 5 µg/m3 1 an Valoarea limita intrata in vigoare
1.1.2010**n/a
Ozon (O3) 120 µg/m3 Maximum
zilnic medie
8hValoarea ținta intrata in vigoare 1.1.2010 25zile,
medie pe
3 ani
Arsenic (As) 6 ng/m3 1 an Valoarea ținta intrata in vigoare 31.12.2012 n/a
Cadmiu (Cd) 5 ng/m3 1 an Valoarea ținta intrata in vigoare 31.12.2012 n/a
Nichel (Ni) 20 ng/m3 1 an Valoarea ținta intrata in vigoare 31.12.2012 n/a
Hidrocarburi
aromatice
policiclice1 ng/m3
(ca si concentra ții
de Benzo(a)piren)1 an Valoarea ținta intrata in vigoare 31.12.2012 n/a
* Conform noii directive, statul membru poate solicita o prelungire de până la cinci ani (de exemplu, maximum
până în 2015), într -o zonă specifică. Cerere este supusă evaluării de către Comisie. . In astfel de cazuri în
perioada de prelungire de timp limită Valoarea aplică la nivelul limită Valoarea + marja maximă de toleran ță
(48 pg / m3 pentru NO2 anual).
** Conform noii directive, statul membru a fost în măsură să ap lice pentru o prelungire până la trei ani de la
data intrării în vigoare a noii directive (de exemplu, mai 2011) într -o zonă specifică. Cererea a fost supusă
evaluării de către Comisie. În astfel de cazuri în perioada de prelungire a termenului limită se aplică la

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
4nivelul de valoare limita + marja maximă de toleran ță (35 zile la 75 pg / m3 pentru fiecare zi valoarea limita
PM10, 48 pg / m3 anual).
*** Standard introdus de noua directivă.
În conformitate cu legisla ția UE Valoarea limita este obligatorie de la data intrata in vigoare sub rezerva
oricăror depă șiri permise de legislație. O valoarea ținta trebuie să fie atinsa în măsura în care este posibil
până la data stabilită care este mai pu țin strictă decât un valoarea limita.
Noua directivă introduce ob iective de PM2.5 suplimentare țintind sa reducă expunerea populației la particule
fine. Aceste obiective sunt stabilite la nivel na țional și se bazează pe indicatorul mediu de expunere (AEI2).
AIE se determină la 3 ani de func ționare-concentra ție anuală PM2.5 medie pe sta țiile de monitorizare
selectate în aglomerările și zonele urbane mai mari, stabilite în locații de fond urbane pentru a evalua cel mai
bine expunerea PM2.5 pentru popula ția generala. Aceste elemente sunt prezentate in Tabelul 2.
Tabelul2: Limitele insusite de statele europene cu privire la concentratiile de particule evacuate
Element Concentra țiePerioada medie
măsurataDispozițiile legaleExcesul
permis
anual
Limita obligatorie de
expunere PM2.520 µg/m3
(AEI)Bazat pe medii
demăsurători
timp de 3 aniObligativitate din 2015 n/a
Limitaținta de
expunerePM2.5Reducere
procentuala*
+ toate măsurătorile
sa indice maxim 18
µg/m3
(AEI)Bazat pe medii
de măsurători
timp de 3 aniReducerile vor avea loc acolo
unde e posibil pana in 2020,
valorile de baza sunt furnizate de
studiul AEI 2013n/a
* În funcție de valoarea AIE în 2013, o cerință de reducere procentuală (0,10,15 sau 20%), este stabilita în
directivă. Dacă AIE în 2010 este evaluată ca fiind de peste 22 micrograme / m3, toate măsurile necesare
trebuie luate pentru a atinge 18 g / m3, până în 2020.
Unul dintre cele mai nocive gaze pentru atmosfera este dioxidul de azot NO2 care reprezintă unul dintre
elementele care contribuie intens la eutrofizare (dezvoltarea accentuata de alge si vegeta ție in ape) precum si la
acidificare, accelerând de asemenea formarea particulelor de ozon. In 2012 si 2013, peste 7% dintre cetă țenii
europeni din mediul urban au fost expu și la concentrații de NO2 mai mari decât valorile limita ale UE. I n prezent,
se considera ca emisiile de NO2 din majoritatea tarilor europene, mai ales in zonele urbane, depă șesc plafoanele
de emisii stipulate atât de documentele ONU cat si UE.
Benzo (a) pirenul este o hidrocarbură aromatică policiclica găsita în gudron generat din arderea de
cărbune , are formula C20H12. Metaboli ții săi sunt foarte mutagene și cancerigene, si este listat ca un agent
cancerigen grupa 1 de către International Agency for Research on Cancer (IARC) . Compusul este una dintre
benzopirene , for mată dintr -un inel benzenic condensat la piren, și este rezultatul arderii incomplete la temperaturi
cuprinse între 300 ° C și 600 ° C. In studiul publicat in 2013 de Comisia de Mediu a UE s -a arătat ca intre anii
2011 si 2013, intre 18 si 26% din popula ția urbana europeana a fost expusa concentra țiilor ridicate ale acestui
compus foarte toxic. Pana la sfâr șitul lui 2015 toate instalațiile care generează acest compus vor trebui
modernizate pentru a se conforma valorilor limita emise.
Pentru dioxidul de sul f însă (SO2), masurile impuse de UE au generat ni ște rezultate cu totul neașteptate,
in anul 2012, popula ția urbana a UE nu a mai fost expusa la valori ale acestui compus peste valoarea limita
impusa de UE. Acest aspect arata astfel eficienta metodelor de reducere a oxizilor de sulf. Reducerea
conținutului de sulf al combustibilului ars este una din metodele primare de desulfurare, dar greu aplicabila si
costisitoare având in vedere cantită țile uriașe de cărbune sau păcura folosite purtătoare de sulf. Metod a cea mai
uzuala este desulfurarea gazelor arse înainte ca acestea sa fie evacuate in atmosfera.
2AEI -Archive of European Integration (Arhiva Europeana de integrare)

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
5Oamenii pot fi afecta ți în mod negativ de expunerea la poluanți atmosferici în aerul înconjurător. În replică,
Uniunea Europeană a dezvoltat un organism extin s de legisla ție care stabilește standarde și obiective pentru
sănătate pentru un număr de poluan ți în aer. Aceste standarde și obiective sunt cuprinse în Tabelul 1. Acestea
se aplică pe perioade diferite de timp, deoarece impactul asupra sănătă ții observat asociat cu diferi ți poluanți
apar pe diferite perioade de expunere.ihttp://ec.europa.eu/environment/air/quality/standards.htm
Legislația europeană privind calitatea aerului este construita pe anumite principii. Primul dintre acestea
este că statele mem bre împart teritoriul lor într -un număr de zone și aglomerări. În aceste zone și aglomerări,
statele membre ar trebui să realizeze evaluări ale nivelului de poluare a aerului cu ajutorul măsurătorilor ,
modelare și alte tehnici empirice. În cazul în care n ivelurile sunt ridicate, statele membre ar trebui să
pregătească un plan privind calitatea aerului sau program pentru a asigura conformitatea cu valoarea limita
înainte de data la care aceasta intra in vigoare. În plus, informa țiile privind calitatea aerul ui ar trebui să fie
făcute publice.
In prezent, datorita măsurilor luate, concentra țiile de metale grele ca plumb, nichel sau cadmiu, precum
si monoxid de carbon sau benzen sunt scăzute in general si depă șesc limitele doar pe zone restrânse si sporadic.
Valorile limita pe tara nu au mai fost depă șite de nici un stat membru începând cu anul 2014. Astfel se dovedește
eficienta masurilor luate de Comisia Europeana in domeniul mediului si a sănătă ții populației.
Pana in prezent, Agen ția Europeana de Mediu a pu blicat date referitoare la poluarea in statele membre
anuale. Urmărirea acestor date si arhivarea lor este un proces deosebit de important in vederea stabilirii
tendințelor poluării in viitor, astfel s -au realizat studii care indica tendin ța de migrare a p roducției de energie de
la sursele bazate pe combustibili fosili spre sursele regenerabile precum cele eoliene. Este probabil ca in viitor
aceste masuri aplicate instala țiilor de producere pe baza arderii combustibililor fosili sa producă si unele
dezechil ibre in re țelele naționale de energie, mai ales in tarile unde aceste resurse exista din abundenta , iar
sistemele energetice au fost structurate in jurul acestor resurse.
Un raport al Organiza ției pentru Cooperare și Dezvoltare Economică (OCDE) din 2013 relevă că, dacă
guvernele lumii nu vor lua măsuri, în 2050 nec esarul de energie va creste cu 80%, iar poluarea aerului va urca
pe locul întâi în topul cauzelor mortalită ții.
În timp ce guvernele lumii se luptă cu provocări curente, cum ar fi actuala criză economică, ele nu trebuie
să neglijeze importanta protec țieimediului. Aceasta este concluzia unui raport din 2013 al Organiza ției pentru
Cooperare și Dezvoltare Economică (OCDE) . Documentul arată că, dac ă nu se vor lua măsuri, peste patru
decenii oamenii vor muri din cauza poluării aerului.
„Sursele verzi de dezvoltare economică pot ajuta guvernele să facă fată provocărilor presante.
Agricultura organică, sursele curate de apă și energie sunt necesare pen tru satisfacerea nevoilor cu care se va
confrunta omenirea în 2050”, a declarat secretarul general al OECD, Angel Gurria. //Ecomagazin.ro -2013//
“Cum arată viitorul peste mai pu țin de patru decenii (2050), în lipsa unor politici sustenabile:
Cererea de energie va creste cu 80%, mai ales din cauza nevoii ridicate din economiile
emergente, care se vor baza, în propor ție de 85%, pe combustibilii fosili. Efectul imediat al
acestei previziuni este că emisiile de gaze cu efect de seră vor creste cu 50%.
Poluarea aerului, mai ales în zonele urbane, va ajunge principala cauză de mortalitate, urmată
de consumul de apă murdară. Numărul de mor ți premature cauzate de aerul poluat se va dubla
de la nivelul actual de 3,6 milioane pe an.
Biodiversitatea globală va scădea cu 10%, cu pierderi semnificative de în Asia, Europa și Africa
de Sud. Suprafe țele împădurite ale lumii se vor reduce cu 13%.
Nevoia de apă la nivel global va creste cu 55%, din cauza consumului ridicat din industrie
Aceste previziuni indică nevoia urgentă de schimbare a politicilor publice”, se arată în documentul
OCDE.
„Deja am fost martorii sucombării pescăriilor din cauza pescuitului excesiv, cu impact semnificativ
asupra vie ții comunităților din zonele de coastă, iar seceta severă din unele zone a devenit o
amenințare pentru agricultură. Aceste provocării de mediu nu trebuie ignorate, ci rezolvate”, a mai
spus Gurria. //www.Ecomagazin.ro -2013//

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
6Se estima intr -un raport al Agen ției Europene de Mediu publicat in 2012 ca aproximativ 135 de milia rde de
euro pe an sunt costurile in domeniile sănătate si mediu cauzate de poluarea atmosferei. Aceasta cifra subliniază
necesitatea imediata a folosirii unor solu ții eficiente de depoluare sau de înlocuirea vechilor instalații de producție
cu unele ce fol osesc surse regenerabile. Aceste costuri sunt conexe activită ților din aproape 10000 de unități mari
de ardere precum producerea energiei, fabrici sau alte unită ți industriale (siderurgie).
Aceste costuri uria șe se regăsesc practic in problemele de sănătat e ale locuitorilor precum probleme
cardiovasculare si respiratorii si bineîn țeles in probleme de întreținere a mediului ca investițiile in instalații de
desulfurare, filtrare electrostatica sau cu saci sau tratare pre -ardere a combustibililor fosili. Cost urile pe cap de
locuitor se estimează a se situa in jurul valorii de 200 -300 de euro/om/an. ”Analiza arată impactul semnificativ
al folosirii combustibililor fosili și costurile ridicate în sănătate și mediu; aceste date ne arată clar că este cazul
să intr oducem urgent noi tipuri de energie în uz”, a declarat Jacqueline McGlade, director executiv al Agen ției
Europene de Mediu.
La aceasta valoare se estimează ca sectorul energetic are o pondere intre 60% -70%, raportul incluzând toate
tarile europene precum si tari din afara uniunii europene precum Elve ția si Norvegia. Se observa însă ca in tabelul
de mai jos Polonia , Romania si Germania se situează in topul costurilor pe tara generate de poluarea cu emisii
de gaze de la instala țiile de producere a energiei, costurile cu vie țile afectate de poluare fiind cele mai ridicate
raportat la tara. Daca privim lucrurile din punctul de vedere al costurilor pe cap de locuitor situa ția era cu atât
mai dramatica in 2012 când Romania era a doua cea mai poluanta tara din Un iunea Europeana in spe ța
termocentralelor pe cărbuni, potrivit unui raport publicat de Health and Environment Alliance (HEAL) /iulie
2013. Tara noastră este depă șita doar de Polonia in ceea ce privește cantitatea de substanțe poluante eliberate in
atmosfer a de co șurile centralelor, fiind urmata de Germania. Dintre cele mai poluante 20 de centrale pe
cărbune din UE, cinci sunt instala țiile romanești de la Turceni, Rovinari, Drobeta Turnu Severi n, Ișalnița si
Mintia.
In prezent, doar 3 din cele 5 termocentrale au fost echipate cu instala ții de desulfurare, si anume Ișalnița,
Rovinari si Turceni, la ultimele 2 procesul fiind încă in derulare, atât la Turceni cat si la Rovinari mai exista cate
ungrup care încă nu are instala ție de desulfurare, proiectele urmând sa fie demarate la sfârșitul anului 2015,
începutul lui 2016. Centrala de la Drobeta Tr.Severin este închisă, probabil nici nu î și mai vai relua activitatea si
va fi demolata, iar centrala de la Mintia produce in continuare cu 3 grupuri de 330MW, beneficiind de o derogare
pentru SO2 pana la sfâr șitul lui 2016, când probabil va fi închisă daca încă nu s -a stabilit sursa de finan țare a
proiectului de desulfurare necesar.
Tabelul 3: Clasamentul tarilor din UE in privin ța poluării realizate de centralele pe cărbune

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
7Aceste estimări făcute de Uniunea Europeana situează pe primele pozi ții tari ca Romania, Polonia si
Germania , lucru deloc întâmplător, aceste tari dispunând de cele mai mari rezerve de cărbune din Europa. Aici
apare o problema destul de sensibila asupra c osturilor pentru mediu care sunt suportate in final de instala țiile de
producție, chiar daca nu vorbim de investiție care in general este finanțata din fonduri europene
nerambursabile, pe lângă aceasta apar costuri suplimentare de exploatare a instala țieide depoluare, precum
consumabilele. La instala țiile de desulfurare montate la termocentralele din Romania se folosesc cantități uriașe
de calcar, apa de proces sau energie electrica, suportate de producător. Acest aspect duce in final la cre șterea
costului de produc ție per MWh, astfel încât uneori este mai rentabil din punct de vedere economic sa se închidă
unitatea de produc ție decât sa se echipeze o instalație de desulfurare, așa cum este cazul termocentralei Mintia.
Daca analizam in detaliu situa ția ec onomica a unora din marile termocentrale pe cărbune se observa ca
profitul acesteia scade considerabil odată ce se implementează solu ții de desulfurare, in unele cazuri exista si
posibilitatea ca aceasta sa nu mai fie competitiva pe pia ța de energie, având costuri de produc ție mult prea mari.
Doveziștiințifice actuale leagă expuneri pe termen scurt la SO2, variind de la 5 minute la 24 de ore, cu o
serie de efecte adverse, inclusiv bronhoconstric ție respiratorie și accentuarea simptomelor de astm. Aceste
efecte sunt deosebit de importante pentru astm la rate de ventila ție ridicate (de exemplu, în timp ce își exercită
sau joc.)Țara Costuri totale
(milioane Euro),
valoarea statistică a
vieților afectate
(VSL) -limită
superioară estimatăCosturi totale
(milioane Euro),
valoarea anilor de
viață pierduți –
limită inferioară
estimatăCosturi pe cap de
locuitor/an (Euro)
(VSL)Costuri relative,
Eurocenți / kWh de
electricitate produs
din cărbune (VSL)
Austria 74 27 9 2.0
Belgia 134 46 12 2.6
Bulgaria 4.629 1.678 608 23,3
Cehia 2.842 1.034 271 6.2
Danemarca 63 23 11 0.4
Estonia 445 159 332 5.8
Finlanda 169 62 32 1.5
Franța 1,879 697 29 8,7
Germania 6.385 2.303 78 2.6
Grecia 4.089 1.474 363 12,0
Ungaria 268 101 27 4.2
Irlanda 201 72 45 5.0
Italia 857 312 14 2.2
Letonia 3 1 1 127,5
Olanda 386 129 23 1,6
Polonia 8.219 2.979 216 6,2
Portugalia 90 33 8 0,7
România 6.409 2.315 298 29,5
Slovenia 228 86 112 4,5
Slovacia 925 336 171 24,0
Spania 827 310 18 2,3
Suedia 7 3 1 1,4
Marea Britanie 3,682 1,275 60 3,6
EU27 42.811 15.453 87 5,3
Croația 243 88 55 14,7
Turcia 6.689 2.448 94 12,3
Serbia 4.987 1.832 680 21,5
TOTAL 54.730 19.821 95 6,2

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
8Studiile arată, de asemenea, o legătură între expunerea și creșterea vizitelor pe termen scurt la
departamentele de urgenta si de internări in spital pentru boli respiratorii, in special in rândul popula țiilor
expuse la risc, inclusiv copiii, persoanele în vârstă, și astmatici.
Calitatea aerului înconjurător este necesar sa fie controlata pentru a proteja împotriva expunerii la între gul grup
de oxizi de sulf (SOx). SO2 este componenta ce provoacă cea mai mare îngrijorare și este folosit ca indicator
pentru un grup mai mare de oxizi de sulf gazos (SOx). Al ți oxizi de sulf gazos (de exemplu SO3) se găsesc în
atmosferă la concentra ții mu lt mai mici decât SO2.
Emisiile care con țin concentrații mari de SO2, în general conduc la formarea altor gaze ce conțin oxizi de
sulf SOx. Masurile de control care ac ționează in sensul reducerii SO2 duc in general la reducerea tuturor
oxizilor de sulf.. Acest lucru poate avea importante beneficii in vederea reducerii formarii de particulelor de
sulfat fine, care prezintă amenin țări importante la sănătate publica.
SOx poate reac ționa cu alți compuși din atmosferă, pentru a forma particule mici. Aceste part icule pătrund
adânc în păr ți sensibile ale plămânilor și pot provoca sau agrava boli respiratorii, cum ar fi emfizemul si
bronșita, si pot agrava boli de inima existente, ceea ce duce la creșterea internărilor in spital si de moartea
prematura.
Dioxidul de sulf este un compus chimic cu formula SO 2. Eliberat in atmosfera este un gaz toxic, cu un
miros înțepător, iritant, și putred. Punctului triplu este 197.69 K și 1,67 kPa. Acesta este eliberat in mod natural
de activitatea vulcanică.
Dioxid de sulf a fost folosit de romani în vinifica ție când au descoperit că arderea de lumânări cu sulf in
interiorul vaselor de vin goale le -a păstrat în stare proaspătă și fără miros de oțet.
Se găsește pe Pământ si exista in concentrații foarte mici și în atmosferă la aproximativ 1 ppb.
Pe alte planete, poate fi găsit în diferite concentra ții, cel mai important fiind atmosfera lui Venus, unde este al
treilea cel mai important gaz atmosferic la 150 ppm. Acolo, se condensează pentru a forma nori, și este o
componentă che ie a reacțiilor chimice în atmosfera planetei și contribuie la încălzirea globală. Acesta a fost
implicat ca un agent cheie în încălzirea timpurie a planetei Marte, cu estimări ale concentra țiilor în atmosfera
inferioară de aproximativ 100 ppm, de și există doar urme la momentul actual . Atât pe Venus cat și pe Marte,
sursa sa primară, cum ar fi pe Pământ, este considerat a fi vulcanice. Se crede de asemenea că există în cantită ți
infime în atmosfera lui Jupiter.
Sub forma solida SO 2, se crede ca exista di n abundenta pe sateli ții Galileei –pe emisfera posterioară a Io,
un satelit natural al lui Jupiter [11] și în scoarța și mantaua sateliților Europa, Ganimede, Calisto de asemenea si
în formă lichidă.
Dioxidul de sulf este produsul principal pentru fabri carea acidului sulfuric. În Statele Unite în 1979, 23,6
milioane de tone de dioxid de sulf au fost folosite în acest fel, în compara ție cu 150 de mii de tone utilizate în
alte scopuri. Majoritatea dioxidul de sulf este produs prin arderea sulfului elementa r. Dioxidul de sulf este, de
asemenea, produs de arderea unor materiale ca pirită și alte minereuri sulfuroase în aer.
Dioxidul de sulf este produs de arderea sulfului sau a materialelor combustibile care con țin sulf:
S + O2 → SO2, AH3=-297 kJ / mol (1)
Pentru a ajuta arderea, sulf lichefiat (140 -150 ° C) este pulverizat printr -o duză de pulverizare pentru a
genera picături fine de sulf, cu o suprafa ță mare . Reacția este exotermă, iar combustia produce temperaturi de
1000 -1600 ° C. Cantitatea semn ificativă de căldură produsă este recuperată prin generarea de abur care poate fi
ulterior transformata în energie electrică.
Arderea hidrogenului sulfurat și a compușilor organici sulfuroși continuă în mod similar. De exemplu:
2 H 2S + 3 O 2→ 2 H 2O + 2 S O2 (2)
Arderea minereurilor sulfuroase, cum ar fi pirita, sfaleritul și cinabru (sulfura de mercur) eliberează și
SO2:
4 FeS 2+ 11 O2 → 2 Fe 2O3+ 8 SO 2 (3)
3AH=entalpie

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
92 ZnS + 3 O 2→ 2 ZnO + 2 SO 2 (4)
HgS + O 2→ Hg + SO 2 (5)
4 FeS + 7O 2→ 2 Fe 2O3+ 4 SO 2 (6)
O combina ție a acestor reacții este responsabilă pentru cea mai mare emisie naturala de dioxid de sulf, erupțiile
vulcanice. Aceste evenimente pot elibera milioane de tone de SO2.
Reducerea oxizilor si obtinerea SO 2
Dioxid de sulf poate fi, de asemenea, un produs secundar în fabricarea cimentului cu silicat de calciu. CaSO4
este folosit împreună cu cocs și nisip în acest proces:
2 CaSO 4+ 2 SiO 2+ C→ 2 CaSiO 3+ 2 SO 2+ CO 2 (7)
Până 1970, cantită ți comerciale de acid sulfuric și ciment au fost produse prin acest procedeu în Whitehaven,
Anglia. După ce este amestecată cu șist sau marnă, și încălzit, sulfatul eliberat devine gaz de bioxid de sulf,
utilizat în produc ția de acid sulf uric, reacția a produs, de asemenea, silicat de calciu, un precursor la fabricarea
cimentului.
Pe o scară de laborator, ac țiunea acidului sulfuric concentrat fierbinte pe așchii de cupru produce dioxid de
sulf.
Cu + 2 H 2SO 4→ CuSO 4+ SO 2+ 2 H 2O (8)
Rezultatele sulfit provin din reac ția de bază apoasă și dioxid de sulf. Reacția inversă implică acidificarea
metabisulfitului de sodiu:
H2SO 4+ Na 2S2O5→ 2 SO 2+ Na 2SO 4+ H 2O (9)
Capitolul 1 : Stadiul actual al poluării si modalită ți de depoluare a
atmosferei [1]
Printre tehnicile de filtrare cel mai adesea utilizate pentru reținerea particulelor existente în
gazele rezultate în urma diferitelor activități industriale, un loc important îl ocupă precipitatoarele
electrostatice (numite și filtre electr ostatice sau electrofiltre). Aceste instalații de filtrare au la baza
principiului de funcționare încărcarea cu sarcină electrică a particulelor pentru ca acestea să fie reținute.
Sub acțiunea câmpului electric, particulele colectate sunt depuse pe suprafe țele unor electrozi de
colectare. Din punctul de vedere al masei particulelor colectate, precipitatoarele electrostatice asigură
o eficiență de filtrare superioară procentului de 99 %. Un alt mare avantaj al acestor filtre îl constituie
și faptul că aceste a pot trata debite foarte mari de gaze, producând în același timp pierderi de presiune
foarte mici în instalațiile de evacuare ale acestora.
Deși eficiența de filtrare a precipitatoarelor electrostatice este foarte ridicată, studii recente au
arătat că ra ndamentul în cazul particulelor cu diametre cuprinse între 0,1 și 1 μm, este foarte sc ăzut.
Interesul pentru ameliorarea funcționării acestor instalații a crescut considerabil în urma cercetărilor
care au adus în evidența faptul că particulele fine sunt cel e mai dăunătoare sănătății.

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
10Ameliorarea funcționării electrofiltrelor necesită înțelegerea fenomenelor fizice care intervin în
procesul de separare electrostatică. De -a lungul timpului, au fost create modele teoretice simple care
au stat la baza dimension ării electrofiltrelor mai bine de o jumătate de secol. Odată cu dezvoltarea
mijloacelor moderne de calcul, s -au putut crea noi metode de dimensionare a electrofiltrelor, ce au
condus la progrese apreciabile în domeniul precipitării electrostatice. Totuși, datorită complexității
fenomenelor fizice prezente în electrofiltre, unele aspecte sunt încă neglijate în noile teorii elaborate.
Obiectivul este acela de a lărgi sfera de cunoștințe privitoare la modul de încărcare al particulelor în
electrofiltre și la c aracteristicile curgerii de gaz între electrozii acestora, ținând cont de curgerea de gaz
existentă.
Pentru a restrange sfera de aplicatii ale diverselor solutii de depoluare, vom studia intr -un mod
sustinut depoluarea in cadrul centralelor electrice cu ciclu termodinamic , cea mai importanta sursa de
poluare in prezent alaturi de industria siderurgica. Datorita a necesitatii tot mai mare de energie
electrica si a costului mult prea ridicat al solutiilor de producere regenerabile, un procent majoritar di n
energia produsa , atata timp cat vor exista resurse combustibile rentabile din punct de vedere al
exploatarii, va fi constituit de energia produsa prin arderi. Arderile incomplete produc intotdeauna noxe,
poluare, si cum arderile complete nu exista decat in domeniul teoretic putem concluziona ca orice proces
de ardere produce poluare.
Gasirea unor solutii cu adevarat viabile atat din punct de vedere tehnic , dar mai ales economic pentru
eficientizarea obtinerii energiei electrice din cicluri termodinamice s-a dovedit a fi o sarcina grea si de
interes , indiferent daca vorbim de societatea din urma cu 50 de ani sau cea de peste 50 de ani.
In urmatoarele pagini vor fi prezentate majoritatea solutiilor de reducere a poluarii generate de
centralele energetice cunoscute pana in prezent. Majoritatea acestor solutii sunt folosite de un timp
indelungat si si -au dovedit eficienta in timp, altele sunt in faza de experiment si se lupta pentru a -si
dovedi atat eficienta cat mai ales rentabilitatea.
Sectorulenergiei(înțelescaansamblulsistemelordeextracție,transport,transformare,distribuție,
utilizareaenergiei)esteoactivitatecuputernicimpactasupramediului.Celemaimarisurse
de poluaresuntsurseledeelectricitate;practiceleproductoatetipuriledefluxuri,demasăși
energie,careintrăîncategoria poluanților. Numeroșifactoripoluanți(factorinocivisau“noxe”) apar
datorităactivitățiiumane. Noxelefiziceșichimicepotfifenomene,substanțesaucâmpuri:
carenuexistauanterioractivitățiiumanerespective(înaceastăcategorieintrășinoxelea
căror prezențăînnaturăeraextrem derarăînaintedemanifestarea activitățiiumane
respective).
careexistauanteriorînnatură,daracărorprezențăs-aamplificatmultprinactivitateaumană.
Unexemplutipicîn acestsensîlconstituieCO2dinatmosferă.
Eleperturbămediulși“ciclurilenaturale”prinacțiunidirectesi indirecte.
În analizaecologicătrebuiesăidentificăm:
sursa depoluare(încazuldefațăCE,lamodulgeneralșiCTEînspecial);
factorulpoluant(câmp,substanță,etc)șitipuldepoluare;
sistemulpoluat(“receptor”sau“țintă”)șimodulîncareseexercităefecteleasuprasa;
limiteledepoluare“suportabile”;
căileșimijloaceledeareduceefectelepoluării.
Tabelul 1.1. Poluarea produsa de centralele termoenergetice, Tipul poluarii si agentul poluant
Tipulpoluării Agentulpoluant
Gazedeardere

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
11PoluareaPoluarechimicăsubformădesubstanțemiscibilesausolubileSoluțiichimice
Cenușă(unelecomp.)
Poluarefizicădirectă,subformădecăldurăApăderăcire
Gazedeardereprodusă
Poluarefizicădirectă,subformădesubstanțeZgurășicenușădeC(T)EVaporideapă
Poluarefizicăindirectă CO2(efectdeseră)
Poluarefizicădirectă,subformădeoscilații, undeșicâmpUndesonore
Undeelectromagnetice
Radiațiiionizante
Tabelul 1.2. Poluarea produsa de centralele termoenergetice, mediul poluat
PoluareaMediulpoluat Exemple
ApelesubteranePoluarechimicăsauradioactivăprininfiltrațiidesoluții
Poluaretermicăprininfiltraredeapăcaldă
Solul(poluare pedologică
și geologică)Schimbareadestinațieiunorterenuri,scoaterealordincircuitul
agricol
Poluarefizicășichimicăprin depozitedezgurășicenușă
Amplasarea unormasemari(barajela CHE,fundații,etc).
produsă
AtmosferaPoluarefizică,chimicăsauradioactivăprin pulberișigazenocive
deC(T)E Poluaretermicălaturnurilederăcireșiprin gazeledeardere
Poluarefizicăcuvaporideapă
ApelesuprateranePoluarechimicăsauradioactivăprinevacuaredesoluții
Poluaretermicăprin apăcaldă
Schimbareacirculațieiunorfluxurideapă(înspecialla CHE)
“Biosfera”Efecteleindirectealefactorilordemaisusasupramediuluideviață
“Ingerarea”denoxechimicesauradioactive
Tabelul 1.3. Ex tinderearazeigeograficeșitemporaledeacțiunea factorilorpoluanți
Scara
“geografică”
depoluareRazaefectului Exemple
Locală(câțivakm) Poluareapedologică
Zonală(zecidekm)Poluareacucenușăzburătoare
Poluareatermicăa apelordesuprafață
Regională(sutedekm)Fenomenedetip“ploaieacidă”(datorateSOxșiNOx)
Poluareradioactivăîncazdeaccident
Globală(întreagaplanetă)Contribuțialaefectuldeseră(în principalprin CO2)
Efecteleecologiceregionalepot cuprindesuprafețeleamaimultețărișipun problema
poluărilortransfrontaliere(poluatorulseaflăîntr-oțarăiarțintaîn alta).Limitareapoluărilorregionale
transfrontaliereșia poluăriiglobalenecesităacorduriinterstatale.
Tabelul 1.4 Ef ectulfactorului“timp”asupraintensitățiipoluării
DupăsituațiileînRegimuldelucru Exemple
PoluareînregimdePoluareacu gazedeardere,cenușăzburătoare

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
12care apare
poluarea
deosebim:funcționare“normală” Poluareatermicăa apelordesuprafață
PoluareaccidentalăViituriprovocatederuperidebarajela CHE
Poluareradioactivăîncazdeaccidentnuclear
Exprimareanoxelorlaemisieșiimisie.Fluxuridenoxe“globale”și“raportate”.
Noxelepotfiexprimateîndiversemoduri.După“locul”deexprimaredeosebimnoxe:
la“emisie”(sursă)–moddeanalizăutilpentru analiza de impactauneisurse;
la“imisie”(receptor,“sistemțintă”)-permiteevidențierea poluăriiunui mediu (aer, apă,etc).
Dupămodul deanalizăcantitativănoxelesepotexprima:
camărimiabsolute(cantități,fluxuri);
camărimiraportate,fiesubformădeconcentrațiiînmediulîncaresefacediluția(gazedeardere,
aer,apă)fieraportatelaefectulutilalinstalațieipoluatoare(încazuldefațălaenergie).
Exprimarea noxelorsubformăraportatăestedeosebitdeutilăpentru normarea noxeloradmisibile.
Concentrațiadenoxelaemisie,înagentulpurtător,reprezintăraportul intrefluxuldenoxeșifluxul
deagentpurtătorcareevacueazăacestenoxe.Exemplu,pentruCTE:[..].
Acest tip de oncentrațielaemisieestesupusăunor limităriprinreglementărispecifice.Acesteatrebuiesă
prevadăinclusivmodul deexprimareafluxurilordeagentpurtător.
Concentrațiadenoxelaimisiereprezintăraportulîntrecantitateadenoxeșicantitateadeagentpoluatde
acestenoxe.Exemplu:[..].Concentrațialaimisiepoateficoborâtăprintr-ocâtmaibună
dispersiea noxelorînmediulpoluat.
“Istoric”primelenormeaufostcelereferitoarelaimisiiledenoxe.Evidențiereaefectuluiuneisurse
laimisieestedificilăatuncicândmaimultesurseîșiexercităinfluența de acelașitipasupraaceluiași
receptor.
Cantitățileșifluxurile“globale”denoxela“emisie”sepotexprimasub diferite
forme:
cantitățitotaledenoxeeliberateaccidental
cantitățitotaledeenergieeliberateaccidentalDupăscara
“temporală”
a poluării
deosebimIntervaluldetimp Exemple
ÎnaintedePIFPoluareadin activitateadeconstrucțieacentraleiși
derealizareaechipamenteloracesteia
Încursulexploatării
“normale”Poluareadinfuncționareapropriuzisăacentralei
Poluaredinactivitățiconexefuncționăriicentralei(de
exemplulamineledecărbune,fabricideapăgrea,etc)
Încursulexploatării
în
situațiiaccidentaleVezimaisus
Dupăterminarea
exploatăriiLucrăridedezafectare(re-ecologizarea amplasamentului)
Peîntreaga duratăde
viațăTotalulactivitățilordemaisus

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
13Ncantitățitotaledenoxe(energii)eliberateînfuncționarea“normală”acentraleipeduratadeviață
fluxurimasice[kg/s],volumice[m3/s]saudeenergie[kW, MW]înfuncționarea“normală”.
Exprimareacantitățilorșifluxurilorglobalepermiteevidențiereaimpactuluiunui obiectiv,dar
nupermitecomparareaîntreeleadiverselorobiectivecuproducțiidiferite.Înacestultimscopsunt
necesariindicatoriraportațidetipconcentrațiilaemisieșilaimisie,factorideemisie,etc.
Dupăposibilitateadereutilizare,evacuaresaustocarecontrolatănoxelepotfi:
a)noxereciclabilesaucarepotfitransformaterelativușorînsubstanțereutilizabile.Zgurașicenușa
suntsubstanțeneutrechimic.Acesteapotfifolositecaumpluturăsaucamaterieprimăîntr-oaltăindustrie.
Ex:
cenușacuconținutdecalcarsepoatefolosilafabriciledeciment.
cenușacubauxităsepoatefolosilafabriciledealumină.
cenușa“neutră”,ceconținesilicați,poatefifolosităcamaterialdeumpluturăînamenajarea
terenurilorsauînconstrucții, granulațiasafiindcomparabilăcucea anisipului.
b)neutralizabile–potfitransformateîncadrulprocesuluidereținerea noxelorîncentraleîn
substanțe utilesauînsubstanțenepericuloase.
SO 2+ Ca(OH)2⇒CaSO3+H2O (⇒ghips)
HCl+NaOH⇒NaCl+H2O (⇒sare)
c)noxecarepotfievacuatecontrolatprindiluțieîntr-unmediuastfelîncâtconcentrațiasăscadă
sublimiteleadmisibile
d) no xestocabilecontrolat.Ex:noxeputernicradioactive.
Noxedeardere.Combustibilienergetici:tipuri,caracteristici
Principalelecaracteristicialecombus tibililorenergetici“clasici”sunt legatede:
stareadeagregare:combustibilisolizi,lichizișigazo și;
compozițiachimică(participațiimasicesauvolumicealediferitelorcomponente);
putereacalorificăeste cantitateadecăldurădegajatăprinardereacompletăa1kg de
combus tibilsolidsaulichidsaua1m3
Ndecombus tibilgazos;
necesarul deaerdeardereșiprodu cțiadegaze deardere“umede”(conținând vapori deapă)și“uscate”
(fărăvapori deapă),exprimateînm3
Ndeaersaudeg.a.pentru1kgdecombus tibil solidsaulichid
saupentru1m3
Ndecombus tibilgazos șideterminatedinecuațiilechimicede ard ere;
conținutuldesubstanțevolatile,dintreacesteaceleorgan iceinfluențeazăinflamab ilitatea.
Tabelul 1.5: Compozitia elementara pentru combustibilii solizi si lichizi exprimata in parti masice

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
14Nr.Componente
principaleNotațiaEx.numericeCompozițiaelementarăPăcurăLignit
11aProcente
demasă
organică,
Morganică
dincare:ProcentuldeCarbonorganic CO8320
1b ProcentuldeHidrogenorganicHO8,52
1c ProcentuldeOxigenorganic OO17,4
1d ProcentuldeNitrogenorganic NO12
1e ProcentuldeSulforganic SO3,50,6
TOTALMASĂORGANICĂ
22aProcentede
masăanorganicăProcentuldeSulfdinsulfuriSsulfuri-0,2
2b TOTALMASĂANORGANICĂA128
3Procentuldeumiditate W240
4VerificarecompozițieMorganică+W+A=100
Schema 1.1 Exprimare grafica a compozitiei elementare a combustibililor solizi si lichizi
C; H;O;N S0 Ss M Wt
Masa organică Sulf Masa min. Umiditatea
Conventionala necomb.
organic sulfura higroscopica de imbinatie
(o)Masaorganică
(mc)Masacombustibilă
(anh)Combustibilanhidru
(a)Probauscatălaaer
(i)Probainițială
Tabel 1.6 E xempludeclasificareacărbunilordupăgraduldeîncarbonizare
Clase Grupe
1.Turbă
2.Cărbunebrun2.1.Cărbunebrunpământos
2.2.Cărbunebrunlemnos(lignit)
2.3.Cărbunebrunmat
2.4.Cărbunebrun“lucios”(“smolos”)
3.Cărbunebrunhuilos
4.Huilă4.1.Huilăflambantă(cuflacărălungă)
4.2.Huilădegaz
4.3.Huilăgrasă
4.4.Huilădecocs
4.5.Huilăslabădegersantă
4.6.Huilăantracitoasă
5.Antracit

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
15Înafarădecărbune sepotutilizaalțicombus tibilisolizi:
fosili(șisturibituminoase,OrinOil);
biomas ă(lemn,deșeuridelemn,paie);
deșeuricombus tibileindus trialeșiurbane ș.a.
Păcuraesteunsubprod usdeladistilareapetrolului.Compoz ițiaelementarăasadepindede
ceaa petroluluibrut șide“adâncimea”deextracțiedelaprocesuldedistilare.Păcurafolosităuzual
înCTEșiCET poa teficuconținutdeSulfridicat(>2%),mediu(0,5÷2%)sauredus(sub0,5%).
Putereacalorificăsuperioarăacombus tibililor solizisau lichizisepoatedeterminape
caleexperimentală,sauprincalculporninddelaanalizaelementară(înprocente):
Formu laMendeleevHs=339·C +1256·H +109· (S–O) [kJ/kg]
Conform definițieiputereacalorificăinferioarăsedeterminăporninddelaceasuperioarăși
ținând s eama decăldura latentădecondensare avaporilordeapă(2509)kJ/kg:
Hi=Hs–2509· (9·H/100+W/100) [kJ/kg] Formu laMendeleevHi
=339·C +1256·H +109· (S–O)–25,1· (W+9·H) [kJ/kg]
Pentrucombustibiliigazoșicompozițiaelementarăseexprimăînparticipațiimolare:
fH2;fCO;fH2S;fCH4=∑fC4H10;fC5H12;ș.a.m.d.
Tabelul 1.7 Clasificarea dupa sursa a combustibililor
Dupăsursă
deosebim:Combustibil
gazosfosilgaze“desond ă”,asociatezăcămintelorpetroliere
gazenaturaledinpungifărăhidrocarburilichide
Combustibilgazos
dinindustriegazdecocserie
gazdefurnal
Combustibilgazossintetic,obținutdincomb.solizisaulichizi:gazdegazogen
Biogaz–combustibilgazosdefermentație
Compoz ițiacombus tibililorgazo șivariazămultînfuncțiedesursă.Înafarădegaze
combus tibileei pot săconținășigaze carenuparticipălaardere(N2;CO2,ș.a.).Înplus:
comb. gazo și“indus triali”(gaze decocs,defurnal etc.)conținparticulesolide,dincareunele pot fi
combus tibile;compoz ițialautilizare poatesădifereînraport cuceadelasursă.
Încalculeaceșticombu stibili sunt tratațicaamestecuridegaze.Puterilecalorificesuperioară
șiinferioarăaleamestecului se determinăcamediiaritmeticeponderatealeputerilorcalorificeale
compon entelor:
•fiecarecompo nentăesteluatăcupond ereamolarăînamestec;
•pentrufiecarecompo nentăHișiHsserapor teazăla1m3
N,iarrezultatulseobțineînaceeașiUM;
•valorileHișiHspecomponentesunt determinateexact,experimental;
•compon entelenecombus tibileseiaucuputericalorificenule.
Tabelul 1.8 Puterea calorifica inferioara Hi a diverselor elemente intalnite in procesul de ardere.

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
16Compon entelecareprezintă“pericol”ecologicsunt C(dinCO2,COșihidrocarbur i)șiS(din
H2S).
Necesarul deaerdeardereșiprodu cțiaspecificădegaze deardere“umede”și“uscate”,exprimateîn
m3Ndeaer(saudeg.a.)pe1m3Ndecombus tibilgazos sedeterminătotpornind de laecuațiiledearderepe
compon ente,apoi sefacemediaaritmeticăpond eratămolar,pentruamestec.
Noxedeardere–totalitateanoxelorlegatedeprocesuldecombustie.Mărimea
noxelordeardereesteputernicinfluențatăde:
calitateacombus tibilului;
tipultehnologieideardere;
folosireainstalațiilordereținereanoxelor.
Dinpunctdevederealcalitățiicombus tibilului,mărimilecelemaiimpor tantesunt:
Hi-putereacalorificăinferioară;
C–conținutuldecarbon depinddecompoz ițiaelementară
S–conținutuldesulf
A–conținutuldesubstanțăanorgan ică
[ ]-cantitatea de aer rezultata in urma arderii stoechiometrice
[..]-cantitatea de gaze de ardere uscate rezultata in urma arderii stoechiometrice
[..]-cantitatea de g.a. umede rezultate in urma arderii stoechiometrice
Atâtconcentrațiiledenoxecâtșifactoriideemisiesunt rapoar teîntrefluxuridarfiecaredinfluxurile
delanumărătorșinumitorestepropor țional cudebituldecombus tibil.Acestapermitecaînexpresia
concentrațiilorșifactorilordeemisiesănuintervinăelementelegatedemărimeainstalației.
FactoruldeemisiedeNOxșiconcentrațiadeNOxîn gazeledearderelaemisie.
AzotulcesetransformăînNOxpoate pro veni dincompon ențaorgan icăacombus tibililorsolizisau
dinaer.Ceamai mare parteaNOxdinardereestesub formădeNO.Dupămecanismelede
formare aNOdeosebim:
NOtermic–format înflacărăprinoxidareamoleculelordeN2dinaer.
Necesităunaport energeticpentruarupe moleculeledeN2.Formar eaNOtermicesteintensificatăla
Tdeordinula1500 K.Înplusprodu cțiadeNOtermicestepropor ționalăcurădăcinapătratăa
concentrațieiO2.DenumireaFormulaHi[kJ/1m3
N]
j=n
Hs=∑fj⋅Hs
j=1
j=n
Hi=∑fj⋅Hij
j=1Hidrogen H210742
OxiddeCarbon CO12635
HidrogensulfuratH2S23381
Metan CH435707
Etan C2H663572
Propan C3H891023
Butan C4H10118339
Pentan C5H12145767
Etilen C2H459461
Propilen C3H686402

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
17NOdincombustibilsau“prompt”–format prinoxidareaNorganicdincombus tibil.
Deșimecanismeledeproduceresunt maipuținstăpânitematematic,estegeneraladmiscăNOdin
combus tibilseprodu ceșilatemperaturimai micidecombus tie.CantitateadeNOcreștecu
procentuldeNorganicșicuconcentrațiaînO2dinflacără,fiindmaipuțindependentădetemperatură.
NOprecoce–rezultădintr-ocombinațieaproceselordemaisusșiproduceofracțiune m icădeNO.
NO2șiN2Osunt forme deNOxacărorprodu cțielaardereesteneglijabilă.Înplusduratadeviațăa
N2Olatemperaturisub1500 Kestede10ms.
Înacestecondițiicompozițiacombus tibiluluiinfluențeazăînmultmaimicămăsurăprodu cția
deNOx,factorul deemisieșiconcentrațiadenoxe,prepond erentăfiindtehnologiadeardere.Cum
pentruoxidareaazotuluitrebuiesăseîndeplineascăsimultandouăcondiții:
•atmosferăboga tăînoxigen;
•temperaturăridicatădelucru;
Tehnologiadearderetrebuiesăseasigure:
♦unexcesmicdeaerînzonelecutemperaturimari;
♦temperaturăredusăînzonelecuexcesmaimare deaer.
Tipuriledemăsuripentrureducereanoxelordearderesunt :
a)Clasificaredupămoduldeacțiune:
-măsuri careeliminăsaureduc producțiaunor noxeprinalegerea para metrilorșitehnologiilor
avantajoase (utilizareadearzătoare cuNOxredus);
-măsuripentrureținereanoxelorînprocesultehnologic sau peconturul dintreacesteașimediu
(reținerecenușăzburătoare);
-măsurideneutralizare aunor noxeșitransformar ealorînsubstanțenepericuloase;elesecombină
cuceledereținere;
-măsuridedispersieanoxeloremisepentru aminimizaefectullaimisie(folosireacoșurilorcât mai
înalte);
-măsuridestocaretemporarăîncondițiicontrolateanoxelorreținute,neutralizate.
b)Clasificaredupăloculîncareintervinmăsuriledereducereanoxelorînraport cuprocesul
tehnologic:
măsuriprimare:
•careintervinînamon tedeprocesuldeardereșisereferălaelementecarețindecompoz iția
combus tibilului;
•careintervinîncadrul procesuluideardereșisereferălaalegereaunor tehnologiiadecvate
tipuluidecombustibilșicentralei.
masurisecundare:careintervinînaintedeeliminareafluxurilormari demasăcătremediul amb iant
șicaresebazeazăpetehnologiidereținere,neutralizare.
măsuriterțiare:careintervinînfazadedispersieînmediuanoxelorcarenuaufostreținuteșistocare
controlatăanoxelorcareaufostreținute.
1.Măsuri “primare” de reducere a noxelor de ardere.
Măsuriprimare,cesereferălaîmbunătățireacalitățiicombustibililor,printratareaacestora
Tipuriledemăsuritrebuiecorelatecucombus tibilulutilizat:
Lacombustibilulgazos sejustificăpretratareanumai încazul unor surse boga teînsulforgan ic

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
18(H2S);estemaieficientăreținereaSdincombus tibildecâtdingazeledeardere,înplussereducefectele
corozive.
Pentrupăcurăsepoatejustificatratareaînvedereadesulfurăriiînspeciallasorturilecu
conținutmare deS.Procedeelededesulfurare suntrelativscumpeșiridicăprețulpetonăcuvaloride
ordinulzecilorde$.Costuldesulfurăriiuneitonedepăcurăesteaprop iat de diferența de prețdintre
păcuracuconținutredusdesulfșiceasulfuroas ă.Desulfurarea sepoatefacela surs ă(rafinărie)sau
lacentrală.
Pentrucărbunesepotaplicaprocedeefizicecaresămicșorezeconținutuldesubstanțe
anorgan ice(prinsortarepeciururi vibratoare s aurotative;prinspălare)sauprocedeecaresăreducă
umiditatea(prinstocarebunăsauprinuscareînafarasăliicazanelor> pr euscareacărbunelui).Aceste
procedeeduclacreștereaHișilareducereamaseiorare decombus tibilla aceeașiprodu cțiede
electricitate.
Observații:
Încazul sortăriicărbuneluipeciur,înfracțiacare seseparăexistăcompon ente
combus tibilecaresepierd.Laspălareumiditateacombus tibiluluicrește.
Căldura pentrupreuscareprovinedinciclultermodinamic,întimpcelauscareaînmori pro vine
directdincazan. Lapreuscareseparatădeceadinmori sepierdvolatile.
D.p.d. v.alinstalațiilorcentraleimăsuriledescrisepot necesitaadap tăriîngospod ăriade
combus tibil.
Tehnologiideardere
Tehnologiiledearderesealegînfuncțiedetipulcombus tibilului,decompoz ițiașidepropr ietățile
sale.Cerințeletehniceșiecologicepentruacestetehnologiisunt:
•atingereatemperaturiideinflamab ilitateacombus tibiluluidebază18;
•realizareauneisupra fețedecontactcâtmaimari întrecombus tibilșicomburant19;
•asigurar eaunui timpsuficientderemanențăacombus tibiluluiînzona deardere;
•ardereasăfiecompletăatâtdinpunctdevedere“chimic”20câtși“fizic”21;
•produs eledearderesănufienocive;
•cantitateadeaersăfieapropiatădenecesarul pentruardereastoechiometrică,darmaimare22.
Principaliiparam etricaredefinescacestetehnologiiledearderesunt:
modul de“fragm entare”acombus tibilului(amestecturbulent-pentrugaze,pulverizare-pentru
comb. lichid,tăiere,sfărâmar e,concasaresaumăcinare-pentrucomb.solizi);
coeficientul“optim”deexcesdeaer,înraport cunecesarul pentruarderestoechiometrică;
forma flăcării,modul deasigurare atimpuluideremanențăacombus tibiluluiînflacără;
modul deevacuare aproduselordeardere(înspecialacelorsolide).

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
19Figura 1.1 E xempledetehnologiide ardere
Aersec. Aersec.
Comb.
Aersecundar
Zgura
AerprimarComb.
Cenușă
Aer
Ardereapegrătaracombus tibililorsolizicu
granu lațiemare saumedie.Necesităuncoeficientmare
deexcesdeaer,realizatprinintroducereaaeruluiîntrepte
(aer“primar” -pesubgrătarșiaersecundar –pelângă
grătarși/saupedeasupra a cestuia).Zgura seevacuează
delaparteainferioarăagrătarului,sau chiardesub
grătar.Timpul deremanențăpegrătarestebun, totuși
apar nearse înzgură.Sefoloseștelacazane micișicel
mult mediișilaincineratoare dedeșeuri.Temperaturile
reduse de arderecoboar ăproducția de NOx.Pentru
combus tibiliiinferiori se poatefolosisiuncombus tibil
supor t.Ardereaînpat fluidizatacombus tibililor
solizidegranu lație mică.Menținereaîn sus tentație se
realizeazăprinintroducerea aeruluipelapartea
inferioară,vitezamare decurgereșidimensiunile mai
miciale granu lelor.Timpul deremanențăînstrateste
mare,coeficientuldeexcesdeaeremaimic decâtla
ardereapegrătarșinearselescad. E vacuareacenușei
sefacedinstratuldela supra față.Sepoatefolosila
cazane mediiși mar i,darnufoartemari.Temperatura
de ard ere r ămâne coborâ tă.Esteconsideratăo
tehnologiecuratăecologic.Permitefolosirea unor
adaosuri pentrudesulfurare.

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
20Influențatehnologiilordeardereasupraemisiilordenoxe.
Aditivareacombustibililorlichizigreisefaceîndubluscop:
-Fluidizareapăcuriipentruîmbun ătățireamanipulăriișiarderii
-ReținereaSO2înfocarșitransformar easaîntr-unprodus solidnetoxic.
Înprimul cazefectulecologicsedatoreazăîmbunătățiriiarderiișiarandam entului
cazanu lui, precumșireduceriinearselorchimiceșimecanice.
În aldoileacazsefolosescaditivicuMgOînstaredepulberefină,menținutăînsuspensie.În
focar au locreacțiile:
MgO+SO 2⇒MgSO 3(sulfitdemagn eziu)
MgO+SO 3⇒MgSO 4(sulfatdemagn eziu).
Coeficientuldereținererealizatestelimitatșinucreștesemnificativlamărireacantitățiide
aditivi.Concentrația ad itivuluiînpăcurătrebuiecorelatăcuconținutuldesulfalacestuia,
datorităcreșteriicheltuielilorcuconținutuldeaditivi.Determinăriexperimentaleauarătatcășiîn
cazul un eiconcentrații de MgOînexcesînraport cuceanecesarăînreacțiilestoechiometrice,cota
care reeacționeazărămânemică.
Figura 1.2 Retinerea oxidului de magneziu in reactia de ardere in focar
Deoarecelacreșteriliniarealeaditivului se obținefectetehniceșieconomicedinceîncemai
mici selimiteazăconcentrațiaacestuiaînpăcurălavalorisubstoechiometricepentrucarecotade
reținereaSO2șiSO3prinreacțiecuMgOînfocarestede30÷35%.Maimultdejumătatedin
MgOnuparticipălareacție;elcreeazănumai oanum itădensitatedemoleculepem3pentrua
măriiprobab ilitateadereacție dupa cum se observa in figura 1.2 .
Rezultateleobținutedepinddetipulsistemuluideardere,temperaturaînfocarșidistribuțiaei,
tipulflăcării,excesuldeaer,modul depulverizare al păcuriișiamesteculacesteiacuaerulșiaditivul,

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
21temperaturapereteluifocarului.
Principala metodădereținereaSO2șiSO3înfocarecuardereînpatfluidizateste
amestecareacărbuneluiînconcasor cuparticuledecalcarCaCO3.Latemperaturadinfocar
CaCO3sedescompune astfel:
CaCO3⇒CaO+CO2 (1)iarCaOreacționeazăcuSO 2șiSO 3:CaO+SO 2⇒CaSO 3 (2)(reținereaSO 2
însulfituldeCalciu)CaO+SO 3⇒CaSO 4 (3) (reținereaSO 3însulfatuldeCalciu)
⇒reținereaSO2înfocarșitransformar easaîntr-unprodus solidnetoxic.
Ardereaînpatfluidizatfacecaparticuleledecărbune sărămânăuntimpîndelungat înzona
detemperaturămare,mărindprobab ilitateadereacțieîntreCaOșigaze.
CoeficientuldereținereînfocaraSO2șiSO3atinge uzual valoride40÷50%.Ceamaimare par te din
sulfatșisulfitrămânesubformădecenușăreținutăînfocar,iarparteadecenușăzburătoare se poa te
rețineușorînelectrofiltrudatorităcreșteriigranu lațieiacesteia(la măsurileterțiare).
Coeficientuldereținereasubstanțelor so lideanorgan iceînfocarelecuardereînpatfluidizat
este mu ltmaibundecat laardereaturbionară,deoarece:
-dimensiunilemediialeparticulelorsunt maimari;
-vitezagazelordearderelaparteasuperioarăastratuluifluidizatestemaimicădecâtînflacăra
turbionară(timpmaimare destaționare).
Ardereacărbuneluiînpatfluidizatcontribuielareducereanoxelorșiprinîmbun ătățireaarderii,
a randam entuluicazanu lui,precumșiprinreducereanearselorchimiceșimecanice.
Măsuripentrureducereaemisiilordenoxelaardereapulverizatăacărbunelui.
ReținereaSO2șiSO3înfocarserealizeazăasemănătorcuprocedeuldelaardereaînpat
fluidizat.Calcarulpreconcasatseintroduceodatăcucărbuneleînmori,unde esteuscatșimăcinatpână
lao granu lațiefoartefină.Reacțiiledinfocarsunt deacelașitip.Spre deosebiredeardereaînpat
fluidizat:
– timpul destaționare înfocarestemai mic(reduceprobab ilitateadereacție:caurmare
coeficientuldereducereaSO2șiSO3scadelavalorisub25%.
– granu lațiaCaSO3șiCaSO4rezultatădin reacțiiestemultmaifină,iarvitezadecirculațiea
gazelorestemare.
Peansamb lu se măreșteantrenareapulberiisolide,odatăcucenușazburătoare,iarreținerea propr iu-
zisăsevafacelaelectrofiltru.
ReducereaproducțieideNOxînfocar(înraport cuardereaturbionară)laardereaînpat
fluidizat.
AzotulcesetransformăînNOxpoate pro veni dincompon ențaorgan icăacombus tibililorsolizi
sau d inaer.Pentruoxidareaazotuluitrebuiesăseîndeplineascăsimultandouăcondiții:
•Atmosferăboga tăînOxigen
•Temperaturăridicatădelucru.
Tehnologiadeardereînpatfluidizatasigurăunexcesredus deaer,încondițiileunei
temperaturimai miciînzona decombus tiedecâtlaardereapulverizată,faptcescade sensibil
produ cțiadeNOx.
Intensificarea ard eriiafostodirecțiedecreștereatemperaturii, deintensificareatransferului
decăldurășidereducereaconsumu luidemetal,cuefectepozitived.p.d. v.alcazanu lui,darcuefecte
negativeasupra produ cțieideNOx.
Avantajularderiiînpatfluidizatînraport cuardereaturbionarăacărbuneluiestedat

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
22de reducereatemperaturiiînfocarprinrăcireapatuluifluidizat pr ințeviimersateînacesta,produ cția
deNOxscăzând de3÷5ori.
Ardereaturbionarăcureținereazguriiînstarelichidăcametodădecreștereacoeficientului
de reținereîncazan asubstanțelorsolideanorgan ice.
Pentrucărbuni cuHi(puterecalorifică)suficientdemare temperaturadinfocarpoate
sădepășeascătemperaturadeînmuiereazguriișicenușiișichiartemperaturadetopireaacesteia.În
starelichidăfenomeneledeantrenare sunt maimiciiarfenomenuldeadeziune contribuiela
aglomerarea picăturilormari șiladepunerealorpepereți.Drenareazguriitopiteseface gra vitațional.
Evacuarealichidămăreștecoeficientuldereținereînfocar.Dezavantajulconstăînnecesitatea
realizăriiunuifocar separat nerăcitîncaretemperaturasăfiecâtmai aprop iatădeceateoreticăde
ardere,încazcontrartemperaturascadecaurmare aradiațieispre perețiicuțeviecranșinuse
poateatingetemperaturadetopireazgurei.Dacăîntr-unfocarclasicseatingetemperatura de topire
azgureiaceastaajunge săcurgăpestețeviledinpâlniafocaruluișisăseîntăreascăprovocând
distrugerisaublocăridecirculație.
Folosireaunuifocarseparatdeînaltătemperaturăarecâtevadezavantajefuncționaleși
constructive:
– faptulcăfocarul estenerăcitimpune caceamai mare parteacazanu luisăsedezvolteîn
mod convectiv;
– perețiifocaruluitrebuierealizațidinmaterialerefractarecaresărezistelatemperaturade
topireacenușii,sănucorodezelacurgereazguriipesteperețișisăofereoizolațietermicăbună.
DezavantajulecologicestedatoratcreșteriiproducțieideNOxtermicdeoarecetemperaturadetopire
azguriiestecomparab ilăcuceadeoxidareaazotului.
ConstrucțiadearzătoarecuproducțieredusădeNOxînsistemedeardereturbionară
pulverizatăpentrucombustibiligazo și,lichizișisolizisubformădepraf. Principiulgeneralfolosit
pentrureducereadeNOxînardereturbionarăesteevitarea simultaneitățiicelordouăcondiții
enunțateanterior(temperaturăridicată șiconținutmare de O xigen),însensul că:
– înnucleulflăcăriiunde temperaturaestefoarteridicatăatmosferatrebuiesăfieușor
reducătoare șiamestecul(conținutuldeOxigen)săfiesubstoechiometric;
– înzona perifericăunde seterminăardereașiunde serealizeazăexcesdeOxigen(pentru
arderecompletă-arderesupras toechiometrică)temperatura s ăfiemaimicădecâtceade oxidare a
azotului(subceadeformare aNOxtermic).
Figura 1.3 E xempluldinfigurademaisus,caresereferălaunarzătordecărbunepraf,folosește
4canaleconcentrice:
•Canalulcentralpentruaerulprimar.

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
23•Canalulinelarsemicentralpentruaerul(gazeledeardere)detransport șicărbunelepraf
•Canalulinelarsemiexteriorpentrurealizareauneiperdeledeseparare șirăciredingazede
ardererecirculate,cuconținutredusdeOxigenșitemperaturămică.
•Canalulinelarexteriorpentruaerulsecundar.
Construcțiaconcretăaarzătoareloruscatecuconținutredus deNOxtrebuieadap tatălatipul
combus tibilului,sistemuluidetransport (pneumatic,antrenare cugaze deardere,aer)etc.
Pentrupăcurăreducereaprodu cțieideNOxsemaipoaterealizașiprinfolosireasistemelor
de pu lverizare cuabur, sauprinpulverizareaamesteculuipăcură-apă.Latemperaturaridicatădin
focar,vaporiideapăsecombinăcuCdincoxulpăcuriișidegajăgazecombus tibilecaredetermină
aparițiauneiatmosferereducătoare.
C+H2O⇒CO+H2
Folosireaemulsieiapă-păcurăareînplusunefect poz itivprinvaporizareabruscăaapei.
Construcțiadearzătoarecu NOxredus,laITG:
DificultățilemențineriiconcentrațieideNOxînlimiteacceptabilelaITGmoderneprovin din
faptulcă:
-princreștereacontinuăatemperaturiiînciclus-auatinsșichiardepășittemperaturadeformare
aNOxtermic;
-cameradeardereestenerăcităsauslabrăcită;
-încărcareaspecificăîncameradeardereestefoartemare;
-coeficientuldeexcesdeaerestefoartemare.
PrimelesistemecuNOxreduslacamerele de arderelaITG(indiferent da căeleutilizeazăcombus tibil
gazos saulichid) au fostdetipumedcuinjecțiedeapăînnucleulflăcării.Dezvoltarea pro cedeelor
uscatepentrucazaneleenergeticeaucondus laaplicareaoxidăriiîntrepteșilacamereledeardere
aleITG,înconstrucțiidetipDLN(DryLowNOx).
Ardereacutreptedecombustibilșicomburant(aer)sebazeazăperealizareaunui
zone intermediare,cuexcesdecombus tibil,încareNOx-ul,dejaformat înurmaarderii,săsereducă
la azot molecular.Mediulreducătorserealizeazăcuajutorul radicalilordehidrocarburi proveniți
din descompun ereacombustibilului.Prin urmar e,combus tibilultrebuieintrodus îndouătrepte,cea de-
adoua treaptăavândroluldeaforma mediulreducătorpentruNOx-ulformat anterior.Pentrualimita
formar eadeNOxșiînprimazonădeinjecțieacombus tibilului,excesuldeaervafimaimic decâtcel
necesararderiicomplete.Pentruaoxidacombus tibilul nears,rămasdinprimazonădeinjecție,precum
șipecelintrodus înceade-adouazonă,estenecesarăexistențauneiatreiazoneîncaresăseintroducă
aerulnecesarpentruardereacompletăacombustibilului. Astfel,zona de reducereaNOx-uluidevine
ozonăintermediară.
Celetreizone forma te,prinaplicareaprocedeuluidearderecutreptedecombus tibilșicombura nt
(aer),seremarcăprinurmătoarele:
I.Înprimazonăsearde combus tibilîntr-unmediuușoroxidant.Cantitateadecombus tibilinjectatîn
aceastăzonădezvoltăprinarderecirca(80÷85)%dinputereatermicătotală.Înurma ard erii
rezultăNOx.CantitateadeNOxforma tăestecuatâtmai micăcucâtpond ereaputeriitermice
dezvoltate prinardereestemaimicăfațădeputereatermicătotală.Pentruareduceformar eadeNOx
seintroduceunexcesdeaermai micdecâtcelnecesarpentruardereacompletăacombus tibilului.
Aceastafaceca,laieșireadin aceastăzonă,săexisteocotămicădecombus tibilnears.Cucâtexcesul
deaerestemai mare decâtcelstoechiometric,cuatâtcantitateadeNOxrezultatăînurma arderii

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
24estemaimare.Arzătoarelefolositepotfiobișnuite sau cuNOxredus. Prinfolosireaarzătoarelorcu
NOxredussecombină,practic,douămăsuri primare de reducereaNOx.Înprincipiu,oricetipde
combus tibilfosilpoatefiarsprinacest procedeu.
Figura 1.4: Arderea in trepte cu adaos de combustibil si aer
II.Laintrareaînceade-adoua zonăseinjecteazădoar combus tibilulcomplementar,formându -se o
zonăcuexcesdecombustibil.Secreeazăastfelunușordeficitdeaer(de oxigen),cedănașterelaun
mediureducător.Aici,NOx-ulformat înprimazonăsereduce,înprezențaradicalilor de h idrocarbur i,
încompu șiaiazotului(HCN,NHx),iarapoi înazot.Pentruadiminuaformar eadeNOxdupăprima
zonă,arfibinecalaintrareaînceade-adoua zonăcombus tibilulsuplimentar sănuconținăazot
(sausăfiecâtmai puțin).Chiardacăreacțiileelementaredinzona de reducere sunt foartemulte
(peste200),datorităfaptuluicăsuntextremderapidetimpul de staționare agazelor de ardereînaceastă
zonădepindeefectivdevitezadeamestecîntreacesteașicombus tibilulinjectat.Cucâtaceastăviteză
estemaimare,cuatâttimpul destaționare este mai micșiînălțimeaacesteizone scade.Prinurmar e,
combus tibilulcomplementaridealeste gazul natural.Chiardacăprețulgazu luinaturalesteridicat,în
compara țiecupăcuragreasaucărbunele,totuși,pelângăfaptulcărespectăintegral condițiile
anterioare, acestaareșialte avantaje:nuconținesulfșinicisubstanțeanorgan ice.Maimult,cantitatea
decăldurădezvoltatădecombus tibilulcomplementar reprezintădoar (15÷20)%dinputereatermică
totală.Păcuraușoarăeste,deasemenea,depreferatînloculpăcuriigrelesauacărbunelui.
III.Laintrareaînceade-atreiazonăseintroducerestuldeaer,astfelîncâtsăseatingăexcesulde aer
dorit.Înaceastăzonăsecompleteazăardereahidrocarbur ilor nearse șiaCO.Înprezența aerului,
azotulrezidual (rămasdinprimazonă)sepoatetransforma înNO.Chiardacăînzona a doua se reduce
circa(70÷80)%dinNOx-ulformatînprima zon ă,totușiNOformat înceade-atreiazonăscaderata
generalădereducereaNOx,prinacestprocedeu,lacirca(50÷ 60)%.

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
25Acestprocedeusepoateaplicaatâtlageneratoareledeabur noi,câtșilaceleretehnologizate.
Înconcluzie,ardereacutreptedecombus tibilpresupune împărțireaprocesuluideardereîntrei
zone.NOx-ulformat înprima zon ă(deardere principală),încarearelocoardere ob ișnuită,este redus
laazot molecularînceade-adoua zonă(dereducereaNOx),prininjecțiedecombus tibil. Ard erease
finalizeazăînzona atreia(decompletare a arderii),prininjectarearestuluideaer necesararderii
întregiicantitățiidecombus tibil.
GazeificareacombustibililorinferioricametodădereducereaimpactuluiCTEasupra mediului
(măsurăprimarădereducereanoxelordeardere)
Gazeificareaesteunprocesfizico-chimicceareloclatemperaturăridicatășicontrolatăîntr-
un m ediusubstoechiometricd.p.d. v.alconținutuluideoxigenșibogat învapori deapă.Scopul
gazeificăriiesteobținereaunui combus tibilgazos porninddelacombus tibilulgreu.
Exempledereacții:
C+1O2⇒CO2
C+H2O⇒CO+H2
D.p.d. v.alschimbur ilordeenergiecuexteriorulîncazul gazeificăriiapar atâtreacțiiexoterme
câtșiendoterme.Pentruanclanșarea reacțieiestenevoiedeaport decăldurădinexterior,dupăcare
prinechilibrul d intrereacțiileexotermeșiendotermetemperaturaînreactorul de gazeificarepoate
ajunge lavaloareaoptimizatăpentruproces.
D.p.d. v.energetic,oricereactordegazeificareestecaracterizatprintr-unrandam ent
subun itarșiarepierderi de tipulcelordelacazan:radiație,convecție,nearsechimic;
îngazeificatorserețin substanțeleprovenitedinparteaanorgan icăacombus tibilului;totușiexistăși
antrenări;
dintresubstanțeleorgan ice,majoritateatrecîngazuldegazog en;
D.p.d. v.altipurilordeprocesedegazeificaresepotfaceclasificăridupă:
a)presiune:
-subpresiunemare
-subușoarăsuprapr esiune
b)comburan tulfolosit:
-aer
-oxigen
c)procedeulfolositpentru amenține par ticuleledecombus tibilgreuînfluxuldecomburant șiapă:
-pegrătarfix
-pegrătaremobile
-înpatfluidizat
-înstarepulverizată
Calitateagazuluidegazogendepinde decompozițiaelementarăacombus tibiluluișide
tipul procesuluiutilizat.

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
26Principaleleavantajeecologicealegazeificăriisunt legatede:
posibilitateafolosirii gazu luidegazog enînspecialcândesteprodus lapresiunemare încadrul
unor tehnologiideconversieaenergieicurandamente bun e,carereducfactorul deemisiepe
unitateadeenergieutilă,deexemplu:ciclulcombinatgaze-abur oferărandam ente mar i,
suficientesăcompensezepierderilereactoruluidegazeificare.
simplificareaproblemelordereținereșievacuare aprodus elorsolide pro venitedin
compon enteleanorgan ice(zgurășicenușă);aceasta sedatoreazăunor tehnologiidegazeificare
cuantrenare mică.Parteaantrenatăsubformădecenușăzburătoare îngazul degazog eneste
mai ușordereținutdintr-undebitmai mic(înraport cucelalgazelordeardere)șivolum
specificmaimic(corespunzătoare pr esiuniidegazeificaremaiînalte).
posibilitatea desulfurăriimaieficienteșimaiieftineîncazul gazu luidegazog endecâtîncazul
gazelordeardere(veziobservațiademaisus).
Temperatura de produ cereagazu luidegazog enesteridicată;acestlucrufacedificilăfiltrarea
și desulfurarea.Pentrutrataregazul trebuierăcitpânălatemperaturicomparab ilecucelepecarele au
gazeledearderelacapătulrecealcazanu lui. Aceastasepoaterealizaprinbuclederăcire-reîncălzire,
sauprinrecuperareacălduriidingazul degazog enșifolosireaeiînciclulcuabur.
Tendințamodernădeintegrare agazeificăriiînciclultermod inamic oferăavantajeenergetice
șiecologicedeoarece:
-aburul folositlagazeificarepoateproveniidincicluldeconversietermod inamică;
-căldura recuperatădelagazeificatorsepoatefolosiînciclultermod inamic;
-impactulasupra mediuluiestemaimicdecâtlaocentralăcarearde directcărbunele;
– eficiențaeconom icăagazeificăriiesteinfluențatădecalitateacombus tibiluluicare se
gazeifică;aceastalimiteazăfolosirealignițilorromânești.
Figura 1.5 Schema de principiu a unei instalatii de gazeificare a carbunelui
2.Măsuri“secundare”,bazatepetehnologiidereținereanoxelordeardere.
Măsurilesecundare sebazeazăpereținereanoxelor dingazeledeardereînainteaevacuăriilor

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
27
înmediu.Elesunt specificefiecăreicomponentecetrebuiereținută,iarcerințelelegatedemodul de
desfășurareaprocesuluipotsăaibăcaractercontradictoriu.Acest ultimfaptinfluențeazăschemade
circulațieagazelordearderelacapătulrecealcazanului.
Filtrareagazelordearderearecascopreținereacenușiizburătoare.
Dupăprincipiuldelucrufiltreledecenușăpotfi:
-mecanice
-electrostatice(electrofiltrele).
Filtrareamecanică“umedă”sebazeazăpeforțeledeadeziuneșiserealizeazătrecândg.a.prin
“perdele”deapă(șuvițesau picături)saupelânăperețiuzicucergereînfilm.Necesităcantități
marideapă.Înenergeticăsefoloseșterar. Existăsoluțiilacarefiltrareapealteprincipiisecombină
cudrenareaumedă.
Filtrareamecanică“uscată”sepoaterealiza:
A)înfiltre“sac”sau
B)înfiltrecentrifugale.
A)Filtrelesacsunt realizatedințesăturidesedinmaterialtermorezistentavândochiurilemaimici
decâtparticulele.Coeficientuldereținerealfiltrelorsacestefoartebun, ceacelefaceobligatoriiîn
cazulunor substanțesolidefoartepericuloase.
Principaleledezavantaje:
– pierdereamare depresiune înprocesuldefiltrare trebuiecompensatăprintr-ocreștere
suplimentarădepresiuneînventilatorul degaze,mărindastfelconsu mul de energieal serviciilor
propr ii;
– înfundar eafiltrului m ăreștepierderea de presiuneîncursul funcționăriișinecesităcurățare
periodică;
– necesitateaprevederiiunor filtresuplimentareaflateîncurățirepeperioada încare
celelalteasigurăfiltrarea.
Toateacestedezavantajelimiteazăextindereaacestorfiltrepescarălargă.Caurmar e, deși
filtrele sac aueficiențăfoartebunădereținere,acesteasefolosescînspeciallaseparar eaprodus elor
cu nocivitatemare (deexemplulareținereanoxelorsolidedelaincinerarea unor deșeuriorgan ice
radioactive).
B)Filtrelecentrifugale(ciclon) Figura 2.1
-auuncorpcilindriccuaxverticalcuintrareagazelordeardere
ceconțincenușăzburătoare pelapartea sup erioară,pedirecție
tangențială.Înmișcareaturbionarăcenușasecentrifughează.La
atingereapereteluiviteza particulelor s cade șicenușase
colecteazăînpâlniatronconicădelaparteainferioară.Gazelede
ardereseextragcentral pe direcțieverticală.
Filtrulciclonreținebineparticulelededimensiunimari,darnupermitereținereadeparticule
foartemici.Eficiențadereținereacenușiiînfiltreleciclonestesuficientăpentrucazanemicișicel
multmedii, darpierderiledepresiunepeparteadegazedearderesunt încămari.
Filtrareaelectrostaticăagazelordeardereesteceamaieficientășimairăspândităînenergetică.

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
28Tensiuniledealimentaresunt deordinul30÷70kV,iarintensitateacâmpu luielectricdepășește
100kV/mșitrebuiemenținutălalimita"conturnării"prindescărcareîngaze,fărăscurtcircuitarea
surseidec.c.
Filtreleelectrostatice au corpprismaticcucirculațieorizontalăagazelor de ardere, prinmaimulte
“câmpur i”înseriate.
Figura 2.2: Filtru electrostatic si reprezentarea grafica a campului electro -magnetic
Elementuladimensional caredeterminăeficiențadereținereesterapor tulîntretimpul mediu
de staționare ag.a.înE.F. șitimpul mediudedepunereaparticulelor:
Creștereaacestuiraport sepoaterealizaprin:
mărirealungimiifiltrului:Lcâmp∈(4÷7)m;mărireanumăruluidecâmpur i:LEF=ncampu ri⋅Lcamp;
scădereadistanțeidintreelectrozi:d∈(0,2÷0,3)m;
creștereawdepunere:wdepunere∈(0,1÷0,2)m/s;
scădereavitezeig.a.: wg.a.∈(1,5÷2,5)m/s.
Obs.: Pentruacreștewdepunere,sistememoderneutilizeazătensiunidealimentare[kV]câtmaimari.
Pentruamențineintensitateacâmpu luielectric[kV/m]lalimita"conturnării",distanțadintre
electrozi„d”[m]vacreștecutensiuneașidecicuwdepunere.
Eficiențadereținere(kreținere) poatedepăși99%.
Principalulavantajenergeticșieconom icestedatdepierdereadepresiunefoartemică(multmai mică
calafiltreleciclon),faptcereduceconsumul suplimentardeenergieelectricăalventilatoarelorde
gaze.
Câmpul electricesterealizatîntreelectrozii:
♦negativi,deionizare,ceauforma unor
sârme sau benzicuvârfuri(pentru
amplificareaefectuluiCorona) și
♦pozitivi,dedepunere(realizațisub
forma unor tableverticaledreptesau
profilate).
Particulelesolideatrase de “table” se d epun.
Drenareasepoateface:
uscat(prinscuturare);
umed(prinfilmdeapă).

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
29Eficiențaelectrofiltruluiestefoartemare laparticulededimensiuni m ici.Filtrarea
electrostaticăpermiteeficiențefoarteridicateșiîncadrar eaconcentrațieidecenușăzburătoare încele
maisevere norme ecologice.
MăsurisecundaredereducereaemisiilordeNOx
Reducereaselectivănon-catalitică(SNCR–Selectivenon-catalyticreduction)
SNCResteunprocedeudereducereaNO xlaazotmolecular,prininjecțiaunui reactivîntr-o
zonăcutemperaturămareagazelordeardere.Acestprocedeu nu necesităprezențaunui catalizator.
Eficiențaestedecirca40 ÷ 60 %.
Reactivulutilizatesteamoniacul(NH 3)sauureea((NH2)2CO). Amoniaculpoatefianhidru
(NH 3), sauîntr-osoluțieapoasă(NH 4OH) (într-oconcentrațiedecirca20÷ 30 %).Folosireaca
reactivaamoniaculuianhidru,chiardacănecesităinstalațiideutilizaremaimicișiprinurmaremai
ieftine,totușiestemaipericulosdestocat,detranspo rtatșideutilizat, decâtureea sau hidroxidulde
amoniu NH 4OH(<=>NH 3+H2O).
AmoniaculreacționeazăcuNO x-uldingazeledeardere,rezultândazotmolecularșiapă:
2NH 3+2NO+½O2⇒2N2+3H2O
NO+NO 2+2NH 3⇒2N2+3H2O
Încazulutilizăriiureei,relațiageneralăesteurmătoarea:
(NH 2)2CO+2NO+½O2⇒2N2+CO2+2H2O
Pentrucaacestereacțiisăaibălocînbune condițiiestenecesarca:
reactivulsăfieinjectatîngazeledeardereîntr-oplajăoptimădetemperaturi,decirca
870÷ 1100 °C.Acestintervaldepindedecondițiiledeoperareșidetipuldereactivfolosit.În
cazulutilizăriiureei,intervaluloptimdetemperaturiestedecirca980÷ 1100 °C,întimpceîn
cazulutilizăriiamoniacului valoriletemperaturilordinintervaluloptimscadpânălacirca
870÷ 980 °C.
durataderezidențăalamoniaculuiînintervaluloptimdetemperaturitrebuiesafiesuficient
demare,comparabilcucelnecesarpentruvaporizareareactivului.
raportulmolarîntreamoniacșiNO xsăfieoptimizat.Pentruoeficiențăridicatăaprocedeului,
acestapoateajungelavaloridecirca1,5÷ 2,5.
injecțiadereactivsăsefacăținândcontdefaptulcădistribuțiadeNO xvariazăînsecțiunea
transversalăageneratoruluideabur.
Încazulneîncadrăriitemperaturiidereacțieînintervaluloptim,ratadeconversieaNO xînN2se
reduce,astfel:
•Dacătemperaturadereacțieestepreamică,rezultăocreștereacantitățiideamoniaccarenu
reacționeazășiimplicitopierderedereactiv.Scăpăriledeamoniacînmediutrebuiesăfiecât
maireduse,deoareceacestaestenociv.Oricum,concentrațiamaximadmisădeamoniaceste
reglementatăprinlege.Deasemenea,latemperaturijoase(dinzona preîncălzitorului de aer),

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
30amoniaculreacționeazăcuSO3producândsărurideamoniu(sulfatuldeamoniu(NH 4)2SO4și/sau
bisulfatuldeamoniuNH 4HSO4),caresedepunpesuprafețeledeschimbdecăldură.
•Dacătemperaturadereacțieestepreamare,arelocodescompuneretermicăaamoniacului.
Reacțiadeoxidare,nedorită,ducelaformareadeNO:
4NH 3+5O2⇒4NO+6H2O
Cucâtdurataderezidențăalamoniaculuiînintervaluloptimdetemperaturiestemaimare,cu
atâtratadeconversieaNOxcrește.Dacătimpulderezidențădepășește1s,atuncireacțiiledereducere
aulocîncelemaibune condiții.Totuși,duratanecesarăderezidențăsesitueazăînintervalul
0,2÷ 0,5 s.
CucâtraportulmolarîntreNH 3șiNO xestemaimare,cuatâtcreșteprobabilitateadereacție
șiprin urmareșiratadeconversieaNO x.Totuși,unraportmolarprearidicatmăreștedeasemenea
și pierderiledeamoniac.Pedealtăparte,dacăproporțiamolarăîntreamoniacșiNO xestepreamică,
eficiențaprocedeuluiscade,ocantitatemaredeNOxneparticipândlareacții.
Înexploatare,lavariațiaîncărcăriisauacalitățiicombustibilului, semodificăatâtdistribuția
detemperaturiînlungulgeneratoruluideaburcâtșicantitateadeNO x.Prinurmare,intervaluloptim
detemperaturi sedeplasează.Pentruamențineinjecțiadereactantînintervalul op timsepoateadopta
unadinurmătoarelesoluții:
Realizareamaimultornivele deinjecțiedereactiv de-alungulgeneratoruluideabur(vezifigura
demaijos).Înacestmod,lareducereasarciniișiimplicitatemperaturiigazelordeardereîn dreptul
injectorului de reactivînfuncțiune,acestasevaputeaoprișisevapuneînfuncțiune n iveluldeinjecție
inferior(maiapropiatdefocar).Deasemenea,lavariațiacantitățiideNOxse va modifica
corespun zător debituldereactiv,astfelîncâtraportulmolarîntrereactivșiNO xsărămânăînintervalul
optim.Aceastăsoluțieesteceamaifolosită.Îngeneralsefolosesc 2sau3 niveledeinjecțiedereactiv.
Insistemuldedistribuțiealreactivului(vezifigura),apaestefolosităcaagentdediluțiepentrua
îmbunătățiiamesteculîntregazeledeardereșireactiv,iaraerulcaagentmotor.Atâtpresiuneaapei,
cât șiceaaaeruluisunt reglateîntimpulfuncționării.
Adăugareaanumitoraditivi(hidrocarburi, peroxiddehidrogen(H2O2),COsauanumițialcooli)
permitefuncționarealatemperaturimaicoborâtecucirca100÷200°C.Astfel,reacțiileaulocîn
condițiioptimeșilascădereasarcinii.Dezavantajulîlreprezintăproducția sup limentarădeCO,
rezultatădinintroducereacaatareaacestuiacaaditivsaudinutilizareaînacelașiscopa
hidrocarburilor. Aceastăsoluțieseaplicăînspecialatuncicând,dinanumitemotive,ceținîn special
deconstrucțiageneratoruluideabursaudecondițiiledificiledeexploatare,nusepoateaplicaprima
soluție.

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
31Injectoarelesunt de douătipuri:lanceșideperete.Celedetiplancesuntlungișiasigurăinjecția
dereactivinzonadincentruatraseului de gazedeardere,iarceledeperetesunt scurte șiasigură
injecțiaînimediatavecinătateapereteluigeneratorului de abur.Injectoareledetiplance,avândîn
vederecăseaflăpetraseulgazelordeardere,trebuierăcite.Răcireaacestora se poatefacecuabur,
apă,aersauglicol.Ambeletipurideinjectoare sunt plasatepemecanismeretractabile.Acestease
retragautomatîncazulîncare,înzonadeservitădeele,temperaturagazelordearderescadesubcea
dinintervaluloptim.Înacelașitimpsunt introduse îngeneratoruldeaburinjectoareleaflatepe nivelul
dindreptulnoiizonedeoptimdetemperaturi.
ProcedeulSNCRsepoateaplica,atâtlacentralelenoi,câtmaialeslaceleretehnologizate.De
asemeneaacestasepoatefolosiînacelașitimpcualtemetodedereducereaNO x.Investițiaeste
mică(nuexistăcatalizator)șisepoatepuneînaplicareîntr-untimpscurt.
Reducereaselectivăcatalitică(SCR–Selectivecatalyticreduction)
SCResteunprocedeudereducereaNO xlaN2șiH2O,prininjecțiadereactivîngazelede
ardere,înprezența unui catalizator.Agentulreducător(reactivul)esteinjectatîngazeledeardere
înainteacatalizatorului.CașiîncazulSNCR,acestapoatefiamoniaculsauureea.Eficiența
procedeului po atedepăși80÷ 90 %.
Reactivulcelmaifolositesteamoniacul(NH 3),însă,datorităprezențeicatalizatorului,acesta
seinjecteazăînzonecutemperaturimaimicialegazelor de ardere,încomparațiecucelecerutede
procedeulSNCR(deasemenea,cașilaSNCR,sepoatefolosiureea).Amoniaculreacționeazăcu NO x-
uldingazeledearderepesuprafațacatalizatorului,rezultândazotmolecularșiapă:
2NH 3+2NO+½O2⇒2N2+3H2O
NO+NO 2+2NH 3⇒2N2+3H2O
Pentrucaacestereacțiisăaibălocînbune condițiiestenecesarca:reactivulsăfieinjectatîn
gazeledeardereîntr-ointervaloptimdetemperaturi.Acestinterval depinde de tipuldecatalizator
darșidetipuldecombustibil utilizatșiprinurmaredecompozițiagazelordeardere.Pentruo
eficiențăfoartebună,intervaluloptimdetemperaturiestedecirca320÷ 420 °C,laarderea
combustibiluluisolid(încazulgazuluinaturalacestintervalsereduce).Totuși,dacăseacceptă
eficiențemaimicialeprocedeului,limit ainferioarăaintervalului po atesăscadă.Astfel,pentru o
temperaturăminimăde260°Ceficiențapoatesă scadăpânălavaloridecirca75÷ 80 %,laarderea
combustibiluluisolid,agentulreducător(reactivul)săfieinjectatlaodistanțăsuficientdemarede
catalizator,astfelîncâtsăserealizezeunbunamestecîntrereactivșigazeledeardere,raportulmolar
întreNH 3șiNO xsăfieoptimizat.Acestatrebuiesăaibăovaloareînjurde0,95, d armaimicăde1,1.
LamărirearaportuluimolarîntreNH 3șiNox‚ scăpăriledeamoniaccrescpractic
exponențial,creștereabruscăînregistrându-selavaloride peste0,95 araportuluimolar;eficiența
procedeuluicreșteliniarpânălavalorialeraportuluimolardecirca0,95 ÷ 1, darseaplatizează
puternicpesteacestea.
Îngeneratorul de abur,temperaturagazelordeardereseaflăînintervaloptimînaintede
preîncălzitoruldeaer.Astfel,instalațiaSCRsevaamplasaîntreeconomizorșipreîncălzitorulde
aer.Lasarciniparțiale,temperatura gazelordearderescadesubceadinintervaluloptim.Pentru a
mențineridicatăeficiențaprocedeului,serealizeazăuncanaldeby-pass(ocolire)peeconomizor.
Lascădereatemperaturii, ocotădindebituldegazedeardereestepreluată de laintrareaîn
economizorșiintrodusă laieșireadinacesta(șiintrareaînSCR ).Astfel,temperaturagazelordeardere
estemenținutăînintervaluloptimîninstalațiaSCR .

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
32
Efectelenegativeasupracatalizatorului:
•otrăvireadecătre:
-cenușa zburătoare(datorităprezențeimetaleloralcaline:Ca,NașiK,existentesubformăde
CaO,Na2OșiK2O,încenușa zburătoare),
-As2O3(trioxiduldeArsen/arsenic),
-gazeledeardereacide(careconțin:SO3,etc.);
•colmatareacanalelorcatalizatoruluicucenușă zburătoare;
•eroziuneacucenușă zburătoare.
Prinurmare,duratadeviațășiperformanțelecatalizatoruluidepindînmoddirectdeconcentrația de
cenușă dingazeledeardereșidecompozițiaacesteia.
Metodedediminuareaefectelornegativeasupracatalizatorului:
•după oanumităperioadădetimpcatalizatorultrebuieînlocuit(sauregenerat),deoarece
otrăvireaacestuiaduceladezactivare;
•utilizareadesuflantecuabur(și/saugeneratoareacustice)pentruîndepărtareacenușiidepusepe
catalizator(înspeciallavitezereduse alegazelordeardereșiconcentrațiimaridecenușă
zburătoare);
•realizareaunui stratprotectorpemuchiilecatalizatorului,pentruareduceefecteleeroziuniicu
cenușă zburătoare.
PrezențacatalizatoruluicreșteratadeoxidareaSO2înSO3.Amoniaculreacționeazăcu
SO3producând sărurideamoniu,caresepotdepune pesuprafețeledeschimbdecăldurădinavalde
catalizator,sauchiarpeacesta.PrezențaCaOîncenușazburătoarepoatedezactivacatalizatorul,
dacăreacționeazăcuSO3șiformeazăCaSO4:CaO+SO3⇒CaSO4.
ChiardacăCaOesteprinsînporiidepesuprafațacatalizatorului,NH 3șiNO xpotreacționa,
dar dacăgazeledeardereconținSO3,înurmaformăriideCaSO4,poriisunt astupațiiînîntregime
și NH 3șiNO xnumai pot reacționa.
Dinpunct de vederealformeigeometrice,
catalizatoriiutilizațiînCTEsunt îngeneraldetip
fagure sau placă.Ceidetipfagureau pierderi
maimaridepresiune, darprezintăoactivitate
cataliticămaibună încomparațiecuceidetip
placă.Catalizatoriidetipplacăsunt de preferatîn
mediucuocantitatemaredepraf,deexemplu
atuncicândinstalațiaSCResteamplasatăînaintede
filtrul de pulberi,iargazele de ardereconțino
concentrațiemaredecenușă.
a) b)
Catalizatoridetipa)fagureșib)placă StructuracatalizatoruluiSCR de tipfagure

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
33CatalizatoriiceimaifolosițiînCTEpecărbune sunt ceramici.Aceștiasunt realizațidinoxizi
demetalegrele,pebazădedioxiddeTitan(TiO2),iarcasubstanțăactivăsefolosește,înprincipal,
pentaoxiduldeVanadiu(V2O5),rezultândcatalizatorcucompoziția:V2O5/TiO2.Pentruamării
plajaoptimădetemperaturi,V2O5sefoloseșteîmpreunăcutrioxiduldeTungsten(WO3).Astfel
catalizatorulvaaveaurmătoareacompozițiedebază:V2O5•WO3/TiO2(prescurtat:TiO2-V-Wsau
V-W/Ti).PentruarezistacâtmaibinecatalizatorullaacțiuneaAs2O3(trioxiduldeArsen),înloc
WO3sepoatefolositrioxiduldeMolibden(MoO 3),rezultândV2O5•MoO3/TiO2.Catalizatoriipe bază
demetalegrelepotfifolosițiînzonecutemperaturialegazelor de arderedevalorimedii,îngeneral
cuprinseîntre260÷ 420 °C.
Latemperaturimari,decirca340÷ 590 °C,sepotfolosișicatalizatoripebazăde
zeoliți. De asemenea,semai pot utilizașialtecompozițiipentrucatalizatori.
InstalațiaSCR se poateamplasa:
înaintedefiltruldepulberi(electrofiltru)șidepreîncălzitoruldeaer→SCRînmediu
cuconținutridicatdeparticule(„SCR -High-Dust”)
după filtruldepulberișiînaintedepreîncălzitoruldeaer→SCRînmediucuconținutscăzut
departicule(„SCR -Low-Dust”)
după preîncălzitoruldeaer→SCRcasistemfinaldereținerenoxe(„SCR -Tail-End”),de
asemeneaînmediucuconținutscăzutdeparticule.
Celmaifolositmoddeamplasarealcatalizatoruluieste:SCR -High-Dust. Dezavantajulacestui
sistemestedatdeexpunerea directălacenușa dingazeledeardere.Deasemeneaconcentrațiade
amoniacîncenușă estemare,făcând-o dificildevalorificat(acolounde sedoreșteacestlucru).Se
impunmăsuridelimit areaefectelornegativedatedeprezențacenușiiîngazeledeardere,cumarfi:
-folosireaunui cărbune cuunconținutscăzutdeanorganic;
-utilizareadesuflantecuaburpentruîndepărtareacenușiidepuse pecatalizator;
-amplasareaverticalăacatalizatorului,astfelîncâtparticuleledeprafsă„cadă”gravitațional;
– mărireaspațiuluiîntreplăcilecatalizatorului(concomitentcumărireacorespun zătoarea
lungimiiacestora),încazulutilizăriicatalizatorilor de tipplacă,înfuncțiedemărimea particulelorde
praf;etc..

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
34Înfigura de maisusseprezintăoschemădeamplasareaSCRînmediucuconținutridicatde
particule(„SCR -High-Dust”).Amoniacullichidsevaporizeazăprinaportexterndecăldurăîn
„EvaporatorNH 3”,utilizândcaagentdeîncălzireapafierbintesauaburul,carecedeazăcălduraprin
intermediulunui schimbătordecăldurădesuprafață.Vaporiideamoniac se dilueazăcuaer,iarapoi
amestecul(formatîn„Cameradeamestec”)esteinjectatînaintedecatalizatorulSCR .Concentrația de
NH 3înaeruldediluțietrebuie săfiedesub15%,avândînvederecăpesteaceastăvaloare(înintervalul
15÷ 27 %)amesteculesteexploziv.Întreloculdeinjecțieșicatalizatorexistăunsistem de amestec,
pentruarealizaomogenizareaîntreamoniacșigazeledeardere.Înschemademaisusestefigurate
atâtocolirea(by-pass)economizorului,pentrureglareatemperaturiigazelordearderelaintrareaîn
SCR ,câtșiocolireaSCR(opțională),folositălapornireșilafuncționareaînregimuri nerecomandate
pentrucatalizator.
Sistemul„SCR-Low-Dust” se utilizeazăpentruafericatalizatoruldeeroziuneșicolmatare.
Dezavantajulutilizăriiacestuitipdeamplasamentestedatdenecesitateautilizăriiunui electofiltru
deînaltătemperatură,cucirca50%maiscumpdecâtcelobișnuit. Acestasevaamplasaamontede
de-NO x–ator.Preîncălzitoruldeaerregenerativ(PAR)sevamontadupă dispozitivuldereducerea
NO x,iarultimulaparatdecurățareagazelordearderevafidesulfuratorul(scruberul).
Sistemul„SCR -Tail-End” seutilizeazăînspeciallaretehnologizareaCET, atuncicândnu
există suficientdemultspațiuîntregeneratoruldeaburșipreîncălzitoruldeaerpentruaplicarea
sistemului„SCR-High-Dust”,saudacăacestadinurmănecesităoinvestițiepreamare.Oricum,
sistemul„SCR-High-Dust”estemultmaiieftindeimplementatdacăseutilizeazădinfazadeproiect
acentralei,decâtdacăsefoloseștelaretehnologizare. Dezavantajulsistemului„SCR -Tail-End” este
datdefaptulcă,datorităamplasăriiacestuiaînzona de temperaturimiciagazelordeardere(înainte
deevacuarealacoș),acesteatrebuiescreîncălzite,pentrualeaduceînintervaluldetemperaturi
cerutdecatalizator.Încălzireagazelordearderesepoatefacecuajutorulaburului dinciclul
termodinamic și/sauprinardereaunui combustibilcurat(gaznatural).Pentru aserecuperaoparte din
călduraprimitădela„încălzitoruldegazedeardere”seintroduceîncircuitun„preîncălzitorgaz-gaz”.
Astfel,creștereadetemperaturădatăde„încălzitoruldegazedeardere”vaficomparabilăcudiferența
detemperaturăîntregazeledin„preîncălzitorulgaz-gaz,adicăaproximativ30°C.

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
35SCRcasistemfinaldereținerenoxe(„SCR-Tail-End”)
ÎnabsențaSO3îngazeledeardere,laardereaîngeneratorul de aburagazuluinatural,intervalul
detemperaturideoperarepentruSCRpoatesăscadăpânăla205÷ 400 °C,iarcatalizatorulpoate
firealizatdincărbune activ.
EstedemenționatfaptulcăscăpăriledeamoniacîncadrulsistemuluiSCRsunt mai
micide 10 ppmv,fațăde15÷ 27 pp mvîntâlnitelaaplicareaprocedeuluiSNCR. Datorităcosturilor
marialeprocedeuluiSCR ,acestaseaplicănumaidacămăsurileprimaredereducereaNO x,sau
aplicareaprocedeuluiSNCR,nupotîncadracentralaînnormeledemediu.
MăsurisecundaredereducereaemisiilordeSO2-desulfurareagazelordeardereînaintede
evacuarealacoș
Desulfurarea“semiumedă”
Încadrulacestuiprocedeu se pulverizeazăunagentdeabsorbție aSO2îngazeledeardere.
Acesta poatefiuncompusalCalciului(varulstins-Ca(OH)2) saualSodiului(bicarbonat desodiu-
NaHCO3).ChiardacăcompușiiSodiului oferăoreactivitatemaibună decâtceiaiCalciului,totuși,
prețulridicatîidezavantajeazăfoartemult.Astfel,înmajoritateacazurilor, se preferăcompuși ai
Calciului.DintrecompușiiCalcarului,încadruldesulfurăriisemiuscate,hidroxiduldeCalciu(varul
stins)sepreferăînloculcalcarului(CaCO3)datorităreactivitățiimaimari,chiardacăestemai scump.
UmidificareaCa(OH)2creșteșimaimultreactivitateaacestuia.Astfel,varulstinsseinjecteazăîn
gazeledeardereîmpreunăcuapa.PentruacreșteprobabilitateadereacțieaCa(OH)2cuSO2șiprin
urmareeficiențaprocedeului,suspensiadevarestepulverizatăîntr-odispersieextremdefină.
Cucâtpierdereadepresiune pepulverizatorestemaimare,cuatâtpicăturileformatesunt mai
mici șidispersiamai bun ă.
Estedemenționatfaptulcă,încazulfolosiriibicarbonatuluidesodiu,acestaseintoducecaatare
(neumidificat)îngazeledeardere,datorităreactivitățiiridicate.
Temperaturagazelordearderetrebuiesăfieîntr-unintervaloptimdecirca150÷ 170 °C.Apa
din susp ensia de varvaporizeazădatoritătemperaturiirelativridicateagazelordeardere,iarceacare
rămânepesuspensia solidădereactivîmbunătățeștereactivitateaacestuia.Produș iidereacțiesunt sub
formădepulberi uscate.Aceștiatrebuiereținuți,prinurmareestenecesară utilizareaunui filtruavalde
absorber.Filtrudepulberipoatefidetip:filtrusacsauelectrofiltru.Sepoatefolosiunfiltru de pulberi

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
36șiamontedeabsorber. De asemenea,sepoateoptapentrurecirculareaparțialăa pulberilor
captateînfiltru(vezifigurademaijos),deoareceacesteaconținreactivneutilizat.
Eficiențaprocedeuluiestedecirca70÷ 90 %,prinurmareestemaimarefațădeceaa
procedeului uscat(pentruaceeașicantitatedereactiv),darmaimicăfațădeceaaprocedeuluiumed.
Folosirea procedeuluisemiumedimplicăcosturideinvestițiemaimarifațădeprocedeuluscat,darmai
miciîncomparațiecuprocedeulumed.Procedeulsemiumedocupăloculaldoilea,din pun ctdevedere
alrăspândiriipeplanmondial,după celumed.După desulfurare,gazeledearderenutrebuiesc
reîncălzite,așacum seîntâmplă,îngeneral,încazulprocedeuluiumed.Totuși,unul din
dezavantajeleprocedeuluisemiumedfata decelumedestedatdefaptulcaprodus iidereactie sunt
greu de valorificat.
Desulfurarea“umedă”cu scrubere
ProcedeulcelmaifolositpentrueliminareaSO2dingazeledeardereesteceldedesulfurare
umedăînscrubere.Eficiențaprocedeuluipoateatingevaloridecirca90÷ 95 %.
Reactivul folositpoateficalcarul(CaCO3),sauvarulnestins(CaO)șiapoi stins
(Ca(OH)2). DesulfurareaumedăsebazeazăpeoreacțiedereținereaSO2încompuși solizinontoxici.
"Istoric",primelescrubereaufostcelecu"laptedevar",obținutdincalcar(CaCO3)prin
șiruldereacții:
CaCO3⇒CaO+CO2
(ardereacalcaruluișiobținerea"varuluinestins")
CaO+H2O⇒Ca(OH)2
("stingereavarului"șiproducereahidroxiduluideCalciu).
Înscruberarelocînacestcazreacția:
Ca(OH)2+SO2⇒CaSO3+H2O.
Dinpunctdevederealcirculațieirelativeaagenților,avândînvederecăsoluțiadereactiv
curgegravitațional,sepotrealizadouă tipuridescrubere:
încurentîncrucișat,cucirculațieorizontalăag.a.;

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
37încontracurent,cucirculațieverticalăascendentăag.a.(acesteaocupăsuprafețemici deteren).
Pentrucreștereasuprafețeidecontactdintrefazalichidășiceagazoasăsepotfolosiprocedee
asemănătoarecuceledeladegazoareșiturnuriderăcire:
-pulverizarefină(fărăaltesistemeajutătoare);
-prelingereafazeilichidesubformăpelicularăpediversetipurideumplutură(table,sisteme
buretoase,site);
-picurare(curgereînșuvițe);
-sistememixtebazatepecel puțindouă dinprocedeeleanterioare.
PentrucreștereaeficiențeidereținereaSO2șiaSO3(Ca(OH)2+SO3⇒CaSO4+H2O)înscruberese
recomandă:
♦Mărireasuprafețeidecontactîntresoluțieșig.a.
♦Creștereaconcentrațieisoluției,pestenecesaruldinreacțiastoechiometrică.
♦Asigurareaînscruberauneitemperaturioptimedereacție.
Concentrațiareactivilorînmediulaposestecondiționatădeurmătoareleaspecte:
-creștereaconcentrațieimăreștevitezadereacțiedarreducesolubilitatea;
-după reacție,aparețineînsoluțieatâtreactivineconsu mați,cât șiproduși dereacție.
AlegereaconcentrațieisefacepeechilibruldictatdediferențadesolubilitateîntreCa(OH)2șigips.
Gipsul,mai puținsolubil,sedepune.
Condițiilepentrubuna desfășurareadesulfurăriiumedecuvarstinssunt legatede:
-otemperaturăareactivuluicaresănudepășească60÷70°Cșiotemperaturăag.a.caresănu
depășească100°C(otemperaturăredusă ag.a.laevacuarealacoșareefectenegativeasupra
dispersiei,caurmareeletrebuiereîncălzite).Asigurareatemperaturiioptimedereacție,fărăa
coborîpreamulttemperaturalacoș,sefacecuobuclăderăcire-reîncălzirefolosindapăsub
presiunevehiculatăcuopompă.
-realizareauneisuprafețecâtmaimarideschimbdemasăîntrepicăturiledereactivșig.a.
(sistemulcelmaifolositînprezentestecelcupulverizareareactivuluiînpicăturimicilapartea
superioarăadesulfuratorului);
-realizareaunui timpdestaționaresuficientpentruaasiguraobună reținere(lafelcala
electrofiltruaceastăcondiție se îndeplineșteprincreștereasecțiuniidetrecere,lungimea parcursului
g.a.îndesulfurator);
-g.a.săfieînprealabilbinefiltratedecenușa zburătoarepentruarețineparticuleleșianu
impurificareactiviidinscruber.Aceastaobligălamontareadesulfuratoruluidupă electrofiltru.
Încadrareascruberuluiîntraseul de evacuareagazelordearderesefacedupă PAR
(Preîncălzitorde A erdetipRegenerativsaurecuperativ)șielectrofiltru.
ÎnscrubereaulocpelângăreacțiachimicădereținereaSO2,șiprocesefizicedeîncălzireareactivului,
răcireag.a.șideumidificarealorcuvaporideapă.Reactivulcolectatîncuvătrebuierăcitșitratat
pentrureținereagipsului,apoisecompleteazăcuapășireactiv proaspăt.
Exempludeintegrareaaunui desulfuratortunelîncircuituldeg.a.laevacuate:Pentruaevita
colmatareacucenușă,scruberultrebuieamplasatdupă electro-filtru.

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
38Înexemplulprezentats-aprevăzutobuclătermicăderăcire-reîncălzire ag.a.carepreiacăldura
înamontedescruber șioredăînavaldeacesta.Fluidulpoatefiapăsubpresiune,iarsuprafațade
transfer decăldură pepartedeg.a.esteprevăzutăcuaripioare.Coeficientuldetransfer decăldurăfiind
micșiecartuldetemperaturămic,sistemulnecesităsuprafețefoartemaridetransferdecăldură.
Circuituldereactivtrebuiesăfieprevăzutcuoseriedeanexeca:
-răcitordereactivpentrumenținereatemperaturiiînzonaoptimă;
-sistemuldedozajdereactivproaspătcaresămenținăconcentrațiașisăsuplineascăpierderilede
apăprinvaporizare;
-sistemuldedecantareagipsului.
Altevariantederealizareaadesulfurării umedemaisunt:cuscruberdetipturnșicirculațieîn
contracurent;cureactivdetipcalcarmăcinatfinșimenținutînsuspensielaoconcentrațiemultmai
maredecâtceadesolubilitate;cuperdeledeapăcuumpluturăsaucupicurareînșuvițe.
D.p.d.v. alinvestițiilordesulfurareaumedărezolvăproblemaîncadrăriideSO2îng.a.în
limit eleadmisibilechiarlautilizareaunorcombustibilisulfuroși d armăreștefoartemultinvestițiileîn
centrală.Pentrucentraleexistentecarenuaufost p revăzutelaproiectarecuscrubere,costurilepotficu
circa65%maimaridecâtlarealizareaacelorașiscrubereîncentralenoi.
Pentrureducereacheltuielilorcureactivul scruberelemodernefolosesc directcalcarul.
Solubilitatea șireactivitatealuisunt maimici,iarprocesuldeformareagipsuluiesteincomplet.Apare
necesitatea:
uneisuspensiiînapădecalcarfinmăcinat,pestenecesarulstoechiometricșilimit a
de so lubilitate;
barbotăriideaerîncuva scruberuluipentruacontribuiprinOxigenlaformarea
gipsului.
unor instalațiispecialedereținereagipsuluidinreactivuldincuvă.
3.Măsuri“terțiare”dereducereaefectelornoxelorsolidedeardere
Evacuarea“uscată”azguriișicenușii:sefoloseșteînamplasamentesecetoase,saucând
se doreștereutilizareacenușii,iarumidificareaeiîmpiedicăvalorificareaeficientă(deexemplu:ca
materieprimăînfabriciledeciment).Pentru utilizaresepoatefacesortaregranulometrică(deexemplu
preluândmaterialulnumaidintr-unanumitsistemdereținere).
Evacuarea“uscată”azguriișicenușii:
o esteprocedeulcelmaicostisitord.p.d.v. alinvestițiilorșicucelmaimareconsum de
serviciipropriielectrice;
oprezintăpericoluldereantrenarelavânt
oseaplicăînamplasamentefoartesecetoasesauînsituațiilegatedereutilizareaei.
Sistemeledetranspo rtuscatepotfi:cubenzi(tubulare)rulante→pericoldereantrenare;
cusistemedetipschneck(șurubul luiArhimede,spirală)pedistanțescurteșidiferențemaridenivel;
pneumatic,cuaercomprimat,prinrealizareaunor suspensiidecenușăzburătoareîncondu cte
deamestecbifazic;vitezadecirculațietrebuiesăfiesuficientdemarepentruanuaparedepunerea,
darestelimit atădeeroziunealacaresuntsupuse condu ctele;transpo rtînpatfluidizatpesitealimentate
delaparteainferioarăcuaer.

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
39Sistemelepneumaticeșiînpatfluidizatauconsumurimarideenergiepentruvehicularea
aerului.Costulmajoratsepoatejustificadacăcenușa este“vandabilă”.Datorităcosturilormari
și pos ibilității dereutilizare,majoritateasistemelor us catesunt dimensionate pentruocotădincenușă
corespun zătoarefluxuluicarepoatefivândut ($/t)cătreunutilizator.Pentrucenușa nevalorificabilă se
adoptă soluția stocăriipeîntreaga duratădeviațăacentraleișisepreferăsistemedeevacuare umedă
subformădenoroicucosturimaimici,consu murimaimicideenergieelectrică,investițiimaimici.
Evacuarea“umedă”azguriișicenușii,reduceinvestiția,consu muldeenergiepentru
evacuare șicosturiledeexploatarefațădeevacuarea„uscată”. Aceastaestesoluțiaceamaifolosităîn
România.Totuși, datorităconsumu luimare de apășinoilor reglementărieuropene,evacuarea
“umedă”azguriișicenușiisevaînlocuicuevacuareasubformădeșlamdens.Pentruarespecta
noilereglementărieuropene,toatecentraleleelectricedințaranoastrătrebuiesăînlocuităsoluțiilede
evacuare „umedă”cuceledeevacuare sub formădeșlamdens,pânăînanul 2011. Evacuareaînșlam
denspresupune cavaloarearapor tuluiîntre debituldeapășiceldezgurășicenușăsăfie de maxim 1.
Pomp eledeșlamdenssunt pompe volumetrice.
Evacuarea“umedă”azguriișicenușiisebazeazăpeformareaunui amestecbifazic“noroi”
având 6÷18părțiapăla1partecenușă uscată;acestnoroipoatefimaiușor vehiculat,transpo rtatși
trimisladepozit.Curgereanoroiuluiîncentrală se faceprincanaleînclinate,cupantăaleasăastfel
încâtsă se evitecolmatarea,pânălaunbazinsubteran.Delaacestaantrenareanoroiuluisepoateface:
a)cuejectorcuapă;
b)cupompădenoroi(Bagger).
Sistemul folosit in evacuarea umeda:
a)cuejectormăreșteconsu mul de apă.Astfel,dacălanoroiul p rimarseacceptă
participațiide6÷9kgapăpe1kgcenușă uscată,încazulsistemuluia)trebuiesăadăugamo
cantitatedeapăcurată(antrenatăcupompadeapăcurată)comparabilăsauchiarmaimarefațădecea
existentăînnoroiul primar.Creștereadepresiuneînpompadeapăcuratăestemultmaimare decât
pierderiledepresiune pe traseu,deoareceaceastatrebuiesăantrenezeprinșocnoroiulprimar din
cameradeamestecaejectorului.
Încazulfuncționariicuejectordeapăaparșidezavantaje:
→consum deenergiemaimaredepompare(pompa vehiculeazăundebitdeapăcomparabilcucel
existentdejaînnămolulprimar,dartrebuiesăacopereopierderedepresiune de circadouă orimai
marefațădecazulpreluăriinoroiului primarcupompadenoroi-pierdereadepresiunerezultatăîn
urmaantrenăriiprinșocanoroiulprimarestecomparabilăcuceadepetraseu).
→diametremarialeconductelor de noroi(debitdeapădecircadouă orimaimarefațădecazul
preluăriinoroiuluiprimarcupompadenoroi)→creșteconsu muldemetalalcondu ctelor.
Principaleleavantajealeejectoruluisunt:
-lipsăpieseînmișcare;
-costredus;
-posibilitateadeînlocuireîntimpscurt,urmatădereparareaacestuia;
-faptulcăpompalucreazăcuapăcuratăreduceeroziunileșicreștesiguranțaînfuncționare;
-sistemulnunecesitărezervăripreamarișiestemultmai sigur.
b)Pompeledenoroi(Bagger)potvehiculaunamestecde6÷10părțiapăla1partemasicăde
substanțăuscată(cenușă uscată),comparabilcucelaflatînbazinuldecolectarenoroi.Consu mulde
apăpentruevacuareaumedăestedecimaiscăzutdecâtlaschemacuejector.Deoarececreștereade
presiuneestemaimicădecâtlapompacuapăcuratădinejector(iardebitulmasicestecomparabil), se
ajungelaunconsum deenergieelectricăpentruevacuaremaimic(deșirandamentulpropriu-zisal
pompeiBaggerestemai scăzutdecâtlaopompăcuapăcurată).

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării gazelor
arse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
40D.p.d.v. constructivpompeleBuggersunt centrifugale(lente),dar spredeosebiredepompeledeapă
curatăauprofilegroasecaresăpoatăsărezistelaeroziune.
Principaluldezavantaj:fiabilitateașidispon ibilitateapompelorBuggerestescăzută.Datorită
timpuluimarederepararesistemeletrebuiescprevăzutecurezervareintegrală(2×120%sau4x
60%).Lacreșterimaridepresiunetrebuiesăseînserieze2trepte de pomparedistincte(pentru anu
ajunge lapompemultietajate).
Bazin noroi
Pompăapă
curatănoroisecundar
noroiprimar

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării
gazelorarse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
41Condu cteledenoroitrebuiesăfierealizatecuperețigroși,trasecâtmaidreptesau
curazedecurburămarișinumărdearmăturicâtmaimici.Înmulteschemeserenunțăla
colectoarelederefulareșisepune câteocondu ctă de noroipentrufiecarepompăBagger.
Pentruaușura schimbareauneiporțiunidefectesepracticăuzualasamblarea prinflanșe.Aceasta
permiterotirea periodicăatronso anelordrepte(cucirca120ș) laintervaledetimpușor maimici
decâtceledeerodareapereteluiinferior.
Măsuri“terțiare”dedispersieanoxelorgazoase șiacenușiizburătoareînatmosferă
Construcțiadecoșuridefumînalte.
Coșul defumesteuncanalvertical,etanș,caretrebuie să fieizolattermic,sărezistela
greutate proprie,laintemperii(vânt)șilacutremure,săfieprotejatanticorozivșiantierozivla
interior.Funcțiesaestesăconducăgazeledearderelaoînălțimemare,pentruaîmbunătăți
dispersia noxelor.
Dinpunctde vedereconstructiv
deosebim:
Coșuridezidărie–nerecomandatedincauzarezistențeiproastelacutremur.
Coșurimetaliceautoportante.
Acesteasunt condu ctedintablăsudatăelicoidalsaupegeneratoare,vops ite
anticorozivșiantierozivlainteriorșiantiintemperiilaexterior(preferabilargintiu–pentrua
reduceradiațiașiconvecția),rigidizateprinsudu răpeo“talpă”orizontală dintablăgroasă,talpa
fiindlarândul eiprinsăînbuloanecucapîncastratînbloculdebetonalfundației.Înaceastă
variantă,serenunțădeobiceilaizolațiatermică,iarrezistențamecanicăesteceaacondu ctei.
Pentrurigidizaresepotfolosinervuriverticale dintablă,deformătriunghiulară, sud ate de coșși
deplacadebază.Creștereastabilitățiilacoșuriînaltesepoatefaceprintr-un sistemdeancorare
simetrică.Înălțimeaatinsăestedeordinulzecilordemetri.
Coșurimetalicecu structurăseparatăderezistență.
Pentruînălțimidepeste100m,dacăsedoreștemenținereaconstrucțieimetalice,sepot
separacele2secțiuni:parteaderezistențășiparteametalică.Înălțimeaatinsăedeordinul200÷
300m.
Parteaderezistențăesteasiguratăprinscheletmetalicdetipgrindăcuzăbrele(deegală
rezistență).Parteametalicăestepreuzinatăladimensiunifoarteprecise,iarmontajulpropriuzis
sefaceîntermeneprestabilite.Canaluldeevacuareagazelorestedintablăcuperețisubțirișise
sprijină de armăturametalică.Elestevops itanticorozivlainteriorșiizolattermiccusaltelede
vatămineralălaexterior;peste vatăseprevedeotablăargintie.Auoconstrucțieportantădetipul
grinzilorcuzăbrele,cusistemdeancorare.

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării
gazelorarse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
42Coșmetalicancorat Scheletmetalicdetipgrindăcuzăbrele
Coșuridinbetonarmatprefabricat.Elementeleprefabricatesunt turnateprin
centrifugare.Acesteaauproblememecanicelazonadeînnădire;aceastalelimit eazăînălțimea.
Rezistențalaîmbinareasecțiunilorprefabricatelimit eazăînălțimealacâțivazeci demetri(două
tronso ane.Coșuridinbetonarmatmonolit(turnatcucofrajglisant)–sunt celemaifolosite
coșuriînalte.
Vitezadeînaintareacofrajuluitrebuiesăfiecorelatăcuvitezadeîntărireabetonului.
Canalulinteriorpoateficăptușitcucărămidărefractarăși/saumaterialerezistentela
coroziune și eroziune.Existăvariantecumaimultecanaledegazelauncoșsaucuspațiude
vizitareîntre structuraderezistențășicanaluldegaze.Rezistențamecanicăfoartebunăpermite
înălțimide200÷350m.Duratadeexecuțieestemare.Consu muldemetalestecomparabilsau
chiarmaimarefațădeceldelacoșurilecustructurăderezistență,dargraduldeprelucrareal
metaluluiestemultmaimare.Însecțiune coșurile de betonarmatsunt realizatedinstraturi
concentrice.Lainteriorsepoatepunecărămidărefractarăsau betontermorezistent,carenuau
rezistențămecanicăbună.Laexteriorseprevedebetonul deconstrucțiecarenuarerezistență
termicăbună.Întrediverselezone(interioarășiexterioară;ex:întrebetonul derezistențășicanalul
defum),sepotprevedea,laproiectareșiconstrucție,spațiicurolde:
-vizitare
-aîmpiedicatransferuldecăldură-mărirearezistențeitermice(datorităcoeficientuluide
condu cțiescăzutalaerului);
-mențineremai scăzutăatemperaturiibetonuluiderezistență.
Indiferentdetipuldecoșacestatrebuieprevăzutcuunsistemdevizitare,inspecțieși
revizie,iar pesteoanumităînălțimetrebuiemarcatluminoslaparteasuperioară.
Folosireaunuicoșcomunpentruturnuriderăcire(TR)umedeșipentruevacuareagazelor
de ardere
SoluțiaesteposibilănumailaCTElacaregazeledearderesunt suficientdecurate.Încazcontrar:
♦SO2șiNO Xding.a.secombinăcuvaporiideapăîncădinpanașulTR;
♦cenușa zburătoareformeazănucleedecoagulare/condensarecuapadinaerulumed,mărind
nebulozitateașiintensificânddepunereaînvecinătateacentralei(respectivpoluarealocală).

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării
gazelorarse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
43SchemasepoatefolosilaCTE:
•pegaznatural,dacăaudeNO x–aresauarzătoarecuNO xredus;
•pepăcură,cudeNO x–aresauarzătoarecuNO xredusșidesulfurareag.a.;
•pecărbune,cuarzătoarecuNOxredus, desulfurareșifiltrareavansatăacenușiizburătoare
din gazele arse.
gaze
aer
Coș TR Combinațiacoș-TR
Soluțiasebazeazăpeintroducereag.a.încoșul detirajalT.R.,deasuprazoneiderăcirea
apei.Interesultehnico-economicpentruaceastaprovinedin:
♦reducereainvestițieilaCTEnoi(oconstrucțieunică,jucândsimultanroluldecoșdeevacuare
ag.a.șiaaeruluiumeddelaTR,estemaiieftinădecâtdouă construcțiiseparate:uncoșdefum
șiunTR);
♦intensificareatirajuluilacoșul turnuluișiîmbunătățirearăcirii.
Dimensional,aceastăconstrucțieunicăare:
−oînălțimemairedusă decâtceamaiînaltă(coșul defum),darmaimaredecâtceamai
scundă (TR);
−undiametrumaimicdecâtlaTRșimaimaredecâtlacoșul defum.
D.p.d.v. ecologicsoluțiareduceefectelenegativealerăcirii“umede”încircuitînchissaumixt,
deoarece,prinaportuldecăldurăalg.a.:A)contribuielavaporizarea picăturilordeapăantrenate
înaeruldelaparteasuperioară aTRB)condu celareducereaumiditățiirelativeaaeruluievacuat
C)măreșteînălțimeaderidicareapanașuluideasupraT.R.
Exempledecircuitedegazedeardereechipatecuinstalațiidereducereapoluanților
atmosferici.

Contribu ții privind modernizarea sistemelor de depoluare pentru instalațiile mari deardereinvedereadesulfurării
gazelorarse Ing. COSTACHE Andrei Alexandru -TezadeDoctorat
44Înfigurile următoare suntprezentatedouă exempledecircuitedegazedeardereechipate
cuinstalațiidereducereapoluanțiloratmosferici,cuamplasareaSCRînaintedeelectrofiltru.
\\Solutii moderne de depoluare a aerului, Gheorghe Lazaroiu, editura Agir 2006 \\
ihttp://ec.europa.eu/environment/air/quality/standards.htm