doktoratura edion arapi, fakulteti i shkencave i natyrore

UNIVERSITETI I TIRANS

FAKULTETI I SHKENCAVE T NATYRS

DEPARTAMENTI I KIMIS INDUSTRIALE

Disertacion

i

Paraqitur nga

Z. EDION ARAPI

Pr marrjen e grads shkencore

DOKTOR

Tema: Alkalet, squfuri, fenomeni qarkullues n

fabrikat e imentos dhe prdorimi i qymyrit koks,

n procesin e pjekjes s klinkerit

Udhheqs shkencor: Prof. Dr. ROLAND PINGULI

Mbrohet m dt. ......./......./.......... para juris :

1. Kryetar ..

2. Antar (opponent)

3. Antar (opponent)

4. Antar ..

5. Antar ..

ii

UNIVERSITETI I TIRANS

FAKULTETI I SHKENCAVE T NATYRS

PROGRAMI

PROCESET E TRAJTIMIT KIMIK T LNDVE T PARA NATYRORE

DHE T MBETURINAVE INDUSTRIALE E URBANE

DISERTACION

TEMA ALKALET, SQUFURI, FENOMENI QARKULLUES N

FABRIKAT E IMENTOS DHE PRDORIMI I QYMYRIT KOKS,

N PROCESIN E PJEKJES S KLINKERIT

Kandidati Udhheqs Shkencor

M.Sc Edion ARAPI Prof. Dr. Roland PINGULI

Tiran, 2014

Alkalet, squfuri, fenomeni qarkullues n fabrikat e imentos dhe prdorimi i qymyrit koks, n procesin e pjekjes s klinkerit

iii

FALENDERIME

Dshiroj ti shpreh mirnjohjen dhe vlersimin tim udhheqsit tim t nderuar

Prof. Dr. Roland Pinguli, pr udhheqjen e dobishme, ndihmesn e paprtuar dhe

sugjerimet konstruktive gjat ktij studimi. Me punn e palodhur dhe durimin e

pamas, ka luajtur nj rol tepr t rndsishm n prfundimin me sukses t ktij

studimi. Nj falenderim t veant, shkon pr Menaxherin e prgjithshm t Fabriks

s imentos Fush Kruj, Inxhinier Luan Bici, i cili m mundsoi realizimin praktik t

krkimit, pran ksaj fabrike. Gjithmon, sht treguar i gatshm pr t m ndihmuar

n realizimin e studimit, duke m dhn sugjerime mjaft t vlefshme n fushn e

prodhimit t imentos. Gjithashtu, dua t falenderoj t gjith kolegt, q luajtn nj

rol kryesor, n do stad t ktij punimi. Veanrisht, Menaxherin e Cilsis, inxhinier

Jurgen Kola, pr kontributin e tij. Nj falenderim i sinqert, shkon pr t gjith

Departamentin e Kimis Industriale dhe Fakultetin e Shkencave t Natyrs, q m

dhan mundsin t realizoj kt studim doktorature.

Nj falenderim t veant ja dedikoj prindrive t mi, vllait tim pr inkurajimin e

vazhdueshm q m kan dhn gjat ktij udhtimi. Bashkshortes time, Anisa q ka

luajtur nj rol t rndsishm pr realizimin e tij. Vajzs time Alison, q mbush me

gzim do dit t jets time.


iv

PRMBAJTJA FALENDERIME... iii

PRMBAJTJA..... iv

LISTA E FIGURAVE.. viii

LISTA E TABELAVE. X

LISTA E GRAFIKVE.. xiii

HYRJE.. xiv

KAPITULLI I

KIMIA DHE TEKNOLOGJIA E PRODHIMIT T CIMENTOS

N FUSH KRUJ

1.1 HISTORIA E PRODHIMIT T IMENTOS PORTLAND 1

1.2 LNDT E PARA T PRODHIMIT T KLINKERIT T CIMENTOS

PORTLAND.. 2

1.2.1 Procesi teknologjik i prodhimit t imentos Portland... 2

1.3 SILLOSET HOMOGJENIZUES. 6

1.4 PARANGROHSI DHE SISTEMI I PARAKALCINIMIT............................ 6

1.4.1 Parangrohsit me ciklone.................................................................................. 6

1.4.2 Aspekte teorike t kalcinimit............................................................................. 7

1.4.2.1 Kalcinimi i lnds s par................................................................................. 7

1.4.2.2 Sistemi i kalcinimit........................................................................................... 8

1.5 FURRA RROTULLUESE PR PJEKJEN E KLINKERIT............................ 9

1.5.1 Furra rrotulluese................................................................................................ 9

1.5.1.1 Shkalla e mbushjes s furrs............................................................................. 10

1.5.1.2 Zonat e pjekjes s materialit n furr................................................................ 10

1.5.2 Shndrrimet kimike t klinkerit....................................................................... 12

1.5.2.1 Reaksionet q ndodhin n procesin e pjekjes s klinkerit................................ 14

1.6 FTOHJA E KLINKERIT DHE SISTEMI I FTOHJES.................................... 17

1.7 PRBRJA KIMIKE E KAMPIONVE T MARR NGA LNDA E

PAR DERI TEK KLINKERI........................................................................ 17

1.8 T DHNAT E PRGJITHSHME TEKNIKE PR PROCESIN E

KLINKERIT.................................................................................................... 19


v

1.9 PRQENDRIMI I OKSIGJENIT N SISTEMIN E FURRS T PAJISUR

ME KALCINATOR........................................................................................ 20

1.9.1 Furra rrotulluese dhe ftohsi............................................................................. 20

1.9.2 Kalcinuesi dhe parangrohsi............................................................................ 20

1.9.3 Oxhaku............................................................................................................. 20

1.10 KUSHTET OPTIMALE T BLUARJES S KLINKERIT N MULLINJT

HORIZONTAL RROTULLUES T PAJISUR ME SEPERATOR............. 21

1.10.1 Materiale dhe metoda.. 22

1.10.2 Rezultate dhe Diskutime .. 24

1.10.3 Prfundime 26

KAPITULLI II

LNDT DJEGSE N PRODHIMIN E KLINKERIT

2.1 LNDT DJEGSE N INDUSTRIN E IMENTOS................................. 27

2.2 LNDT DJEGSE T NGURTA QYMYR............................................... 28

2.2.1 Lnda volatile... 29

2.3 LNDA DJEGSE, KOKS NAFTE 29

2.3.1 Historiku i prodhimit t koksit t nafts n bot dhe n vendin ton... 29

2.3.2 Lndt e para pr prodhimin e koksit... 30

2.3.3 Koksifikimi........................................................................................................ 31

2.3.4 Mnyrat e koksifikimit t nafts....................................................................... 31

2.3.5 Karakteristikat e lnds djegse qymyri koks.................................................. 31

2.3.6 Bluarja e koksit t nafts................................................................................... 33

2.3.7 Djegia e koksit t nafts.................................................................................... 33

2.3.8 Prodhimtaria e furrs........................................................................................ 34

2.3.9 Cilsia e klinkerit.............................................................................................. 34

2.3.10 Bluarja e klinkerit............................................................................................. 35

2.4 BLUESHMRIA E KLINKERIT T PRODHUAR ME KOKS NAFTE, N

MULLI LABORATORIK................................................................................ 35

2.4.1 Materiale dhe metoda....................................................................................... 36

2.4.2 Rezultate dhe diskutime.................................................................................... 39


vi

2.5 STUDIM MBI EMETIMIN E NOX GJAT DJEGIES S KOKSIT T

NAFTS, N FURRN RROTULLUESE...................................................... 42

2.5.1 Mekanizmi i formimit t NOx........................................................................... 42

2.5.2 Ndikimi n mjedis i NOx t shkarkuar nga procesi i prodhimit t imentos..... 43

2.5.3 Metod e reduktimit t NOx me an t djegorit me NOx t ulta.................. 45

2.5.4 Materiale dhe metoda........................................................................................ 46

2.5.5 Rezultate dhe diskutime.................................................................................... 46

KAPITULLI III

FENOMENI QARKULLUES N PROCESIN E PJEKJES S

KLINKERIT

3.1 HYRJE.......................................................... 49

3.2 MEKANIZMI I QARKULLIMIT................................................................... 50

3.3 ELEMENTT QARKULLUES N SISTEMIN E FURRS.......................... 52

3.3.1 Cikli i alkaleve................................................................................................... 52

3.3.2 Cikli i squfurit.................................................................................................... 55

3.3.3 Cikli i klorit........................................................................................................ 60

3.4 AVULLUESHMRIA E ELEMENTVE QARKULLUES........................... 61

3.4.1 Prkufizimi i avullueshmris totale................................................................. 61

3.4.2 Afiniteti i elementve qarkullues....................................................................... 63

3.4.3 Parametrat q ndikojn n avullueshmri.......................................................... 64

3.5 FORMIMI I UNAZAVE, SFERAVE T KLINKERIT DHE SHTRESAVE

KONDENSUESE.............................................................................................. 67

3.5.1 Formimi i kondensateve (Mekanizmi i prgjithshm)....................................... 68

3.5.1.1 Unazat e klinkerit dhe t zons s pjekjes.......................................................... 68

3.5.1.2 Unazat e lnds s par...................................................................................... 69

3.5.1.3 Kondensatet n parangrohs............................................................................... 70

3.5.2 Formimi i sferave t klinkerit............................................................................. 70

3.5.3 Parandalimi i formimit t cips.......................................................................... 71

3.6 MNYRAT PR T SHMANGUR FENOMENIN QARKULLUES.............. 72

3.6.1 Przgjiedhja e lndve t para............................................................................ 72

3.6.2 Zgjedhja e lnds djegse.................................................................................. 72


vii

3.6.3 Largimi i elementve qarkullues nga sistemi i furrs me an t sistemit

Bypass............................................................................................................

73

3.7 REDUKTIMI I AVULLUESHMRIS S ELEMENTVE

QARKULLUES SI DHE PASURIMI I TYRE N SISTEM............................. 74

3.7.1 Shtimi i alkaleve................................................................................................. 74

3.7.2 Shtimi i squfurit.................................................................................................. 74

3.8 TEKNIKA DREJTUESE PR MINIMIZIMIN E KONDENSIMIT T

ELEMENTVE QARKULLUES N SISTEMIN E FURRS......................... 75

3.8.1 Drejtimi konstant i furrs................................................................................... 75

3.8.2 Shmangia e ajrit falls......................................................................................... 75

3.8.3 Ulja e prodhimtaris s furrs............................................................................ 75

3.8.4 Pastrimi i materialit t kondensuar................................................................... 75

3.9

KONTROLLI I QARKULLIMIT T ALKALEVE DHE SQUFURIT, N

FURRN E PJEKJES S KLINKERIT ME PROCES T THAT, N

FUSH KRUJ................................................................................................. 77

3.9.1 Identifikimi i problemeve t materialit t kondensuar...................................... 77

3.9.1.1 Bilanci material pr studimin e fenomenit qarkullues...................................... 78

3.9.1.2 Kriteret dhe treguesit pr t vlersuar problemin e formimit t materialit

kondensues......................................................................................................... 79

3.9.1.3 Bilanci material pr fenomenin qarkullues me lnd djegse qymyr

linjit.................................................................................................................... 80

3.9.1.4 Bilanci material pr fenomenin qarkullues me lnd djegse koks nafte.......... 92

3.9.1.5 Bilanci material i komponentve avullues pr przierjen e lndve djegse

(linjit: koks nafte).............................................................................................. 100

PRFUNDIME DHE REKOMANDIME. 105

LITERATURA................................................................................................ 109

SHTOJCA A.................................................................................................... 112

SHTOJCA B.................................................................................................... 121

ARTIKUJ SHKENCOR DHE KONFERENCA....................................... 125


viii

LISTA E FIGURAVE

Figura 1.1 Skema teknologjike e prodhimit t klinkerit................................. 4

Figura 1.2 Skema teknologjike e prodhimit t imentos................................ 5

Figura 1.3 Sillosi homogjenizues me kon qndror......................................... 6

Figura 1.4 Koha e ngrohjes s grimcave t gurit glqeror t madhsive t

ndryshme, n nj rrym gazi......................................................... 7

Figura 1.5 Kurba e kalcinmit.......................................................................... 8

Figura 1.6 Kalcinatori me djegor me NOx t ulta dhe Piroklon.................. 9

Figura 1.7 Skema e shkalls s mbushjes s furrs........................................ 10

Figura 1.8 Profilet korrespondues t temperaturs s gazit dhe materialit n

furr ................................................................................................ 11

Figura 1.9 Ndryshimet minerale gjat pjekjes s klinkerit............................. 14

Figura 1.10 Ekuilibri i shprbashkimit t CaCO3 n varsi t temperaturs.... 15

Figura 1.11 Skema e marrjes s kampionve n pika t ndryshme, n fabrikn e

imentos Fush Kruj................................................... 18

Figura 1.12 Skema teknologjike e bluarjes me cikl t mbyllur...................... 21

Figura 1.13 Skema e prgjithshme e marrjes s kampionve pr analiz

sitore.............................................................................................. 22

Figura 1.14 Ndarja ideale e grimcave............................................................... 23

Figura 2.1 Shkalla e formimit t NOx n baz t temperaturs dhe

oksigjenit....................................................................................... 43

Figura 2.2 Shkatrrimi i shtress s ozonit..................................................... 44

Figura 2.3 Formimi i shiut acid...................................................................... 45

Figura 3. 1 Mekanizmi i qarkullimit................................................................ 51

Figura 3.2 Skema e qarkullimit t alkaleve.................................................... 55

Figura 3.3 Snowman....................................................................................... 58

Figura 3.4 Absorbimi i SO3 nga CaO............................................................. 59

Figura 3.5 Skema e qarkullimit t squfurit..................................................... 60

Figura 3.6 Skema e qarkullimit t klorit......................................................... 61

Figura 3.7 Avullueshmria e elementit qarkullues.......................................... 62

Figura 3.8 Presioni i avullit pr disa komponent t ndryshm t

alkaleve...........................................................................................

63

Figura 3.9 Afiniteti i elementve qarkullues.................................................. 63

Figura 3.10 Kurba avullueshmri temperatur.............................................. 65


ix

Figura 3.11 Zonat e kondensimit dhe t formimit t unazave.......................... 67

Figura 3.12 Sferat e klinkerit............................................................................ 71

Figura 3.13 Burimi i lnds s par.................................................................. 72

Figura 3.14 Lndt djegse............................................................................... 73

Figura 3.15 Pastrimi i ciklonit me ajr t kompresuar...................................... 76

Figura 3.16 Kufijt e bilancit............................................................................ 78


x

LISTA E TABELAVE

Tabela 1.1 Transformimet kimike t lnds s par t bluar, gjat pjekjes......... 12

Tabela 1.2 Mineralet m t shpeshta, q gjenden n lndn e par pr

prodhimin e imentos......................................................................... 13

Tabela 1.3 Analiz kimike e lnds s par, nga e cili prodhohet klinkeri i

imentos Portland t zakonshm........................................................ 13

Tabela 1.4 Vlerat e lejueshme t prbrsve mineral t klinkerit t imentos

Portland.............................................................................................. 13

Tabela 1.5 Minerale t ndrmjetm q formohen gjat pjekjes.......................... 16

Tabela 1.6 T dhnat e prgjithshme teknike t furrs dhe parangrohsit t

pajisur me kalcinator......................................................................... 20

Tabela 1.7 T dhnat e rekomanduara nga literatura.......................................... 22

Tabela 1.8 Simbolet e prdorura pr bilancin e mass....................................... 24

Tabela 1.9 Karakteristikat e llogaritura t mullirit............................................. 24

Tabela 1.10 Analiza sitore fraksiometrike........................................................... 25

Tabela 1.11 Rezultatet eksperimentale t efikasitetit dhe kurbs Tromp............. 26

Tabela 2.1 Opsione t lndve djegse pr industrin e imentos.............. 27

Tabela 2.2 Prbrsit elementar t qymyrit linjit dhe koksit t nafts............... 28

Tabela 2.3 Shprndarja e grimcave t koksit t nafts....................................... 32

Tabela 2.4 Sasia dhe prmasat e trupave bluars............................................... 36

Tabela 2.5 Prbrja kimike dhe mineralogjike e klinkerit t prodhuar me lnd

djegse koks nafte.............................................................................. .. 38

Tabela 2.6 Prbrja kimike dhe mineralogjike e klinkerit t prodhuar me lnd

djegse qymyr linjit........................................................................... 38

Tabela 2.7 T dhnat mbi sasin e gazit t shkarkuar n ambient, n periudhn

2008 2010........................................................................................ 47

Tabela 2.8 Shuma e sasive t NOx t shkarkuara n ambient............................ 48

Tabela 3.1 Pikat e shkrirjes dhe avullueshmria e komponentve t ndryshm

n zonn e pjekjes s furrs.............................................................. 51

Tabela 3.2. Prbrja e produkteve t djegies n %.............................................. 65

Tabela 3.3 T dhnat mesatare mujore t lnds s par, argjil....................... 81

Tabela 3.4 T dhnat mesatare mujore t lnds s par, gur glqeror.............. 81

Tabela 3.5 T dhnat mesatare mujore t przierjes s lnds s par.............. 81

Tabela 3.6 T dhnat mesatare mujore t lnds djegse qymyr linjit............... 81

Tabela 3.7 T dhnat mesatare mujore t miellit t nxeht................................ 81


xi

Tabela 3.8 T dhnat mesatare mujore t klinkerit............................................ 82

Tabela 3.9 T dhna ndihmse pr llogaritjen e bilancit material...................... 82

Tabela 3.10 Bilanci material i komponentve avullues pr muajin qershor ....... 82

Tabela 3.11 Rezultatet e avullueshmris pr secilin komponent........................ 83

Tabela 3.12 Rezultatet e arritura pr muajin qershor........................................... 83

Tabela 3.13 Bilanci material i komponentve avullues pr muajin korrik ......... 85


Tabela 3.15 Rezultatet e arritura pr muajin korrik............................................. 85

Tabela 3.16 Bilanci material i komponentve avullues pr muajin gusht............ 86


Tabela 3.18 Rezultatet e arritura pr muajin gusht.............................................. 87

Tabela 3.19 Bilanci material i komponentve avullues pr muajin shtator......... 88


Tabela 3.21 Rezultatet e arritura pr muajin shtator............................................ 88

Tabela 3.22 Bilanci material i komponentve avullues pr muajin tetor............. 89


Tabela 3.24 Rezultatet e arritura pr muajin tetor................................................ 90

Tabela 3.25 T dhnat mesatare mujore t lnds s par, argjil....................... 92

Tabela 3.26 T dhnat mesatare mujore t lnds s par, gur glqeror.............. 92

Tabela 3.27 T dhnat mesatare mujore t przierjes s lnds s par.............. 92

Tabela 3.28 T dhnat mesatare mujore t lnds djegse qymyr koks nafte..... 92

Tabela 3.29 T dhnat mesatare mujore t miellit t nxeht................................ 93

Tabela 3.30 T dhnat mesatare mujore t klinkerit............................................ 93

Tabela 3.31 T dhna ndihmse pr llogaritjen e bilancit material...................... 93

Tabela 3.32 Bilanci material i komponentve avullues pr muajin dhjetor ........ 93


Tabela 3.34 Rezultatet e arritura pr muajin dhjetor............................................ 94

Tabela 3.35 Bilanci material i komponentve avullues pr muajin mars............ 96


Tabela 3.37 Rezultatet e arritura pr muajin mars............................................... 96

Tabela 3.38 Bilanci material i komponentve avullues pr muajin shtator......... 97


Tabela 3.40 Rezultatet e arritura pr muajin shtator............................................ 98

Tabela 3.41 T dhnat mesatare mujore t lnds s par................................... 100

Tabela 3.42 T dhnat e lnds djegse linjit...................................................... 100


xii

Tabela 3.43 T dhnat e lnds djegse koks nafte.............................................. 100

Tabela 3.44 T dhnat e przierjes s raporteve t lnds djegse................ 100

Tabela 3.45 Bilanci material i komponentve avullues pr raportin (90:10)....... 101

Tabela 3.46 Rezultatet e arritura pr raportin (90:10)......................................... 101












xiii

LISTA E GRAFIKVE

Grafiku 1.1 Shprndarja e prmasava t grimcave............................................ 25

Grafiku 1.2 Efikasiteti dhe Kurba Tromp.......................................................... 26

Grafiku 2.1 Krahasimi midis imtsis s klinkerit t prodhuar me lnd

djegse koks dhe atij me linjit, n sitn 25 m.............................. 39





Grafiku 2.4 Krahasimi i siprfaqes specifike t klnkerit t prodhuar me dy

qymyre t ndryshm....................................................................... 40

Grafiku 2.5 Krahasimi i rezistecave n shtypje 2 ditore, t klinkerit t

prodhuar me dy qymyr t ndryshm.............................................. 41

Grafiku 2.6 Krahasimi i rezistecave n shtypje 28 ditore, t klinkerit t


Grafiku 2.7 Krahasimi i rezistecave n shtypje 3 mujore, t klinkerit t


Grafiku 2.8 Prqendrimi n mg/m

3 i NO2 dhe NOx t emetuar n mjedis pr

katr oxhakt.................................................................................. 48

Grafiku 2.9 Sasit e shkarkuara n ton/vit, pr katr oxhakt........................... 48

Grafiku 3.1 Rezultatet e llogaritura pr miellin e nxeht, pr muajin qershor. 84

Grafiku 3.2 Rezultatet e llogaritura pr miellin e nxeht, pr muajin korrik... 86

Grafiku 3.3 Rezultatet e llogaritura pr miellin e nxeht, pr muajin gusht.... 87

Grafiku 3.4 Rezultatet e llogaritura pr miellin e nxeht, pr muajin shtator.. 89

Grafiku 3.5 Rezultatet e llogaritura pr miellin e nxeht, pr muajin tetor...... 90

Grafiku 3.6 Rezultatet e raporit Alk/ SO3 gjat prdorimit t qymyrit linjit..... 91

Grafiku 3.7 Rezultatet pr miellin e nxeht, pr muajin dhjetor...................... 95

Grafiku 3.8 Rezultatet pr miellin e nxeht, pr muajin mars.......................... 97

Grafiku 3.9 Rezultatet pr miellin e nxeht, pr muajin shtator....................... 98

Grafiku 3.10 Rezultatet e raporit Alk/ SO3 gjat prdorimit t koksit t nafts 99


xiv

HYRJE

Industria e imentos sht nj aktivitet i konsumit t lart t energjis. Rritja e

mimit t nafts, gazit natyror dhe qymyrit ka rritur interes n prdorimin e lndve

djegse alternative. Ka nj larmi t madhe t lndve djegse q mund t prdoren n

furrat e imentos, t tilla si koks naft, qymyr bituminoze, goma, etj. Prdorimi i

koksit t nafts si lnd djegse n industrin e imentos sht rritur, duke u

kombinuar me nj mim t ult t tregut. N kt tez, paraqitet studimi mbi

prdorimin e lnds djegse koks nafte, ku prbrja kimike e tij ndikon n procesin e

pjekjes s klinkerit. Gjithashtu, pr shkak t sasis s lart t squfurit n kt lnd

djegse sht studiuar dhe fenomeni qarkullues, ku trajtohen komponentt e

avullueshm.

Ideja pr zhvillimin e ksaj teze ishte vshtirsia teknologjike, q paraqet

fenomeni qarkullues gjat prodhimit t imentos. Fenomeni qarkullues, trajton

problemet e formimit t shtresave t materialit kondensues dhe unazave, q formohen

n pjesn e poshtme t parangrohsit, n hyrje t furrs dhe n zonn e kalcinimit.

Prmbajtja e elementve qarkullues mund t ulet, duke ndrhyr n drejtimin e furrs

dhe zgjedhjen e lnds djegse.

Studimi fillon me njohuri t prgjithme mbi kimin dhe teknologjin e

prodhimit t imentos. Ktu prshkruhen lndt e para dhe nyjet e veanta t procesit

teknologjik t fabriks, si dhe reaksionet kimike m t rndsishme q ndodhin, gjat

formimit t klinkerit n furrn rrotulluese. N fund t kapitullit t par, paraqiten

studimet mbi prbrjen kimike t kampionve t marr nga lnda e par deri tek

klinkeri; mbi t dhnat e prgjithshme teknike pr procesin e klinkerit, ku disa jan

marr nga projekti i fabriks dhe disa jan llogaritur me ekuacione prkatse.

N kapitullin e dyt, paraqiten njohuri t prgjithshme mbi lndt djegse pr

prodhimin e klinkerit, n industrin e imentos: historiku i prodhimit t koksit t

nafts n bot dhe n vendin ton, lndt e para, procesi teknologjik i prodhimit dhe

karakteristikat fiziko-kimike t tij. Prbrja kimike e koksit t nafts ndikon

drejtprdrejt n ciklin e lndve volatile, t cilat kan tendenc t kondensojn n

parangrohs dhe n hyrje t furrs, duke penguar prodhimtarin, deri n bllokimin e

furrs. Pr kt arsye, duhet t studiohet bilanci alkale squfur, pra duhet monitoruar

dhe t mbahet n nivel optimal. Gjithashtu, sht studiuar blueshmria e klinkerit dhe

efektet e tij, duke prdorur si lnd djegse koks nafte. Duke qen se n fabrikn ton

prdoret qymyr linjit, e zgjeruam studimin duke br krahasimin midis tyre. Rreth 1/3

e energjis s krkuar pr t prodhuar nj ton imento, konsumohet pr bluarjen e

klinkerit. Ekperimentet jan kryer n nj mulli laboratorik, pr dy lloj klinkerash, ku

si lnd djegse sht prdorur linjit dhe koks nafte. Ne kemi studiuar prbrjen

kimike dhe mineralogjike t mostrave, ku vrehen ndryshime n rezultatet e marra, si:

n imtsin e mostrave, siprfaqen specifike dhe rezistencat n shtypje. Nse t gjitha

kushtet e procesit mbahen t pandryshuara, ndryshimi i lnds djegse linjitit me

koksin e nafts nuk i ndryshon emetimin e NOx n mnyr t konsiderueshme.

Megjithat, koksi n krahasim me lndt e tjera djegse, ka prmbajtje m t lart

azoti dhe pr shkak t fuqis kalorifike t lart krijon nj temperatur flake m t lart

se qymyri linjit, kshtu q pritet nj rritje e leht e emetimeve t NOx-ve. Studimi mbi

emetimin e NOx n furr rrotulluese, paraqitet n kapitullin e dyt.


xv

Kapitulli i tret, fillon me aspekte teorike mbi fenomenin qarkullues, n procesin e

pjekjes s klinkerit. Kjo lidhet me prmbajtjen e alkaleve, squfurit dhe klorit, q

pjesrisht avullojn dhe qarkullojn me gazet e furrs, dhe pjesrisht kondensojn; si

n furr duke formuar unaza, ashtu dhe n parangrohs, duke depozituar material t

kondensuar.

Si rezultat i formimit t unazave, apo materialeve t kondensuara, bllokohet rrjedhja

normale e materialit t ngurt dhe lvizja e gazeve, duke prishur regjimin normal t

furrs dhe duke ulur rendimentin e saj. N kushte praktike, mnyra e drejtimit dhe

parametrat e furrs, kontribuojn n elementt qarkullues, n furrat rrotulluese. N

kt kapitull, jan trajtuar parametrat q ndikojn n avullueshmrin e elementve

qarkullues; formimi i unazave, sferave t klinkerit dhe shtresave kondensuese;

mnyrat pr t shmangur fenomenin qarkullues; teknikat drejtuese pr minimizimin e

kondensimit t elementve qarkullues n sistemin e furrs. Nj nga mnyrat sht

zgjedhja e lnds djegse, pasi me an t saj n sistemin e furrs futet squfuri, i cili

sht nj element problematik. Zgjedhja e lnds djegse sht mnyra m efikase

dhe me m pak kosto, duke e krahasuar me zgjedhjen dhe ndryshimet n lndn e par.

Duke qen se problemet e kondensimit mund t shkaktohen nga kloruret, sulfatet,

alkalet ose nga do kombinim i tyre, krkohet nj analiz e detajuar pr t gjetur nj

zgjidhje t prshtatshme. Analiza, fillimisht konsiston n kryerjen e nj bilanci

material me element qarkullues, q hyjn dhe dalin nga sistemi. Duke u bazuar n

przierjen e lndve t par dhe cilsin e lnds djegse ne kryem llogaritjet e

bilancit t squfurit, t alkaleve dhe n fund arritm t prcaktonim nprmjet

bilanceve vlern e raportit Alk/SO3, nj vler e cila duhet t jet brenda normave t

lejuara (0.8-1.2), pr t patur nj prodhimtari cilsor.


1

KAPITULLI I

KIMIA DHE TEKNOLOGJIA E PRODHIMIT T

IMENTOS N FUSH KRUJ

Ky kapitull trajton njohuri t prgjithshme mbi kimin dhe teknologjin e prodhimit

t imentos. Ktu prshkruhen lndt e para dhe nyjet e veanta t procesit teknologjik t

fabriks, si dhe prshkruhen reaksionet kimike m t rndsishme q ndodhin, gjat

formimit t klinkerit n furrn rrotulluese.

1.1 HISTORIA E PRODHIMIT T IMENTOS PORTLAND

Fjala imento ka prejardhje t vjetr romake. Romakt prodhuan beton nga gur t

thyer ose materiale t ngjashme, duke prdorur si lidhs natyror glqere. Ky material u

quajt opus caementitium. M von, u prdor termi cementum, pr t treguar

prbrsit t cilt duke u przier me glqeren shfaqnin veti hidraulike, si mpiksje dhe

fortsim gjat przierjes me uj (Hewlett, 1998). Romakt kryen ndrtime madhshtore

me kt material, mund t prmendim ndrtesn e famshme Panteon e ndrtuar gjat

periudhs s Perandorit Hadrian. N vitin 1756, inxhinieri anglez John Smeaton rinjohu

rndsini e argjils n sjelljet hidraulike. N vitin 1796, nj tjetr inxhinier anglez,

prodhoi nj imento hidraulike imento Romake, nga kalcinimi i gurit glqeror me

prmbajtje t konsiderueshme argjile. Prpjekjet e para, pr t prodhuar imento nga

pjekja e nj przierje artificiale t gurit glqeror dhe argjils, u bn n Franc nga Vicat

n fillim t shekullit t 19-t. N vitin 1824, Joseph Aspdin murator Britanik arriti t

prodhonte nj lidhs hidraulik duke pjekur n temperatur t lart sasi t caktuara t gurit

glqeror dhe argjils. Ai e quajti produktin e tij imento Portland, pasi ngjante me

gurt Portland, nj gur glqeror i gjendur n Britanin jugore (Labahn, Kohlhaas, 1983).

Megjithat, imento Portland e vrtet u prodhua nga djali i tij William, n 1843, duke

prdorur temperatur m t lart pjekjeje. Furra e par e ndrtuar nga William Aspdin

ishte vertikale dhe n form shisheje. N fund t shekullit t 19-t, furrat vertikale u

zvendsuan me furrat rrotulluese (Bhatty, Miller and Kosmatka, 2004).

N ditt e sotme, imentoja m e prdorur sht ajo Portland. imento Portland

prodhohet nga pjekja e nj przierjeje t gurit glqeror dhe argjils, ose t materialeve t

tjera me prbrs t ngjashm n nj temperatur rreth 1450 C. Klinkeri i prodhuar,

prziehet me nj prqindje t ult gipsi dhe bluhet imt (Taylor, 1990).

Fabrika e imentos n Fush Kruj, ka nisur prodhimin e klinkerit n vitin 1966 me

procesin me rrug t njom. N vitin 2006, kjo fabrik filloj prodhimin e klinkerit me an

te teknologjis s fundit me rrug t that, me nj furr t pajisur m parakalcinaror me

kapacitet 3300 t/or.


2

1.2 LNDET E PARA T PRODHIMIT T KLINKERIT T IMENTOS PORTLAND

1.2.1 Procesi teknologjik i prodhimit t imentos Portland

Tre fazat kryesore t prodhimit t imentos Portland jan: (1) Prgatitja e lnds

s par; (2) Prodhimi i klinkerit; (3) Prodhimi i imentos (Johansen, Hills, Miller and

Stevenson, 2002). Lndt e para coptohen n prmasa 25-100 mm dhe ruhen n bunkera

t veant (Andersen, 1981). Guri glqeror nga karriera, me prmasat 1 1.2 m, futet n

nj coptues me eki me kapacitet 800 t/h dhe materiali del me prmasa 0 80 mm. Ky

gur, transportohet me ndihmn e nj transportjeri prej gome, n nj bunker ndrmjets me

kapacitet 400 t. Argjila, me prmasa 400 600 mm, vjen me makina nga karriera, futet

n franto me rrula e t pajisur me dhmb, dhe del me prmasa 0 80 mm. Guri dhe

argjila, bashkohen, n nj transportjer t vetm dhe drgohen pr n depon rrethore t

przierjes s lnds s par, me kapacitet 60000 t. N kt transportjer t prbashkt,

sht instaluar analizuesi me rreze Gama, i cili rregullon n mnyr automatike,

shpejtsin e ushqyesve metalik t argjils dhe gurit glqeror.

Materiali i przier (gur glqeror + argjil), n parametra t prafrta me ato t dshiruara,

drgohen me an t nj transportjeri n nj bunker metalik, pran mullirit t lnds s

par. Posht tij sht instaluar nj peshore elektronike, q dozon n mnyr t sakt,

sasin e przierjes pr n mulli (Andersen, 1981). Gjithashtu pran mullirit t lnds s

par, jan instaluar dhe dy bunker t tjer; njri pr gur glqeror t pastr dhe tjetri pr

mineral hekuri, q shrbejn pr korrektimin e przierjes. Mulliri i lnds s par, ka nj

kapacitet prej 280 t/h. Materiali del nga mulliri me nj imtsi 10 12 % mbetje n sitn

90 m, dhe me lagshti 1 %. Materiali i dal nga mulliri, me an t nj elevatori me

kova drgohet n sillosin e homogjenizimit (kapaciteti 16000 t). Sistemet e pajisura me

parakalcinator jan sistemet m t prdorura, pr shkak t disa avantazheve pozitive

(Roseman, Locher and Jeschar, 1987; Bolwerk, 2004). Nga sillosi i homogjenizimit,

materiali drgohet n furr n ciklonin e par t parangrohsit, duke e dozuar me an t

nj peshoreje elektronike. Materiali prshkon katr bateri ciklonesh t parangrohsit

(cikloni 1 deri te cikloni 4), m pas kalon n parakalcinator. Prej ktej materiali kalon n

ciklonin e fundit (cikloni 5), ku arrin nj shkall kalcinimi 90 95 %. Nga cikloni i pest

materiali futet n furrn rrotulluese. Furra ka prmasat 4.8 x 52 m, mbshtetet n dy

bandazhe dhe ka kapacitet prodhimi 3300 ton klinker n dit. N parakalcinator, me an

t dy djegorve digjet 60 65 % e lnds djegse t nevojshme, ndrsa n furr digjet 35

40 % e lnds djegse. Aspektet m t rndsishme n energjin e konsumuar, n

fabrikat e imentos jan entalpit e reaksioneve, t cilt mund t jen endotermike ose

ekzotermike (Kreft, Scheubel, and Schutte, 1987). Pasi materiali kalon t gjitha zonat e

furrs rrotulluese (afrsisht 1450oC) (Lawrence, 1998); zonn ekzotermike, zonn e

pjekjes dhe at t ftohjes, ai del nga furra me nj temperatur 1200 1250 C dhe kalon

n ftohs me pllaka, n form zgare.


3

Ftohja realizohet prej ajrit t fryr nga ventilatort e vendosur nn pllaka. Kjo bn t

mundur ftohjen e klinkerit nga 1250 C deri n 80 C. Gazet e nxehta, t prftuara nga kjo

ftohje, ndahen n tre pjes: nj pjes, kalon n furr si ajr sekondar, nj pjes, kalon n

parakalcinatorin (piroklon), si ajr terciar, ndrsa ajri i teprt ftohet n nj shkmbyes

nxehtsie, kalon n nj filtr me thas dhe m pas shkarkohet n ambjent me rreth 30 mg

pluhur pr Nm3 gaz. Klinkeri i dal nga ftohsi, kalon n sillosin e staxhionimit t

klinkerit me an t nj transportjeri metalik me kova. Sillosi i klinkerit ka nj kapacitet

40000 t. Klinkeri me an t nj transportjeri prej gome, kalon n bunkert e ushqimit t

dy mullinjve. do mulli imentoje, ka katr bunker, t cilt prdoren respektivisht pr

dozimin e klinkerit, shtesave t ndryshme dhe gipsit. Mullinjt e bluarjes s imentos,

kan kapacitet 110 t/h. imentoja e prodhuar, depozitohet n sillose, ku m pas kalon n

repartin e paketimit. imentoja shprndahet e paketuar n paleta, si dhe rifuxho me nj

linj t veant. Paletimi bhet me an t dy paletizuesve modern, makineri rrotulluese

me nga 8 gryka, me nj kapacitet 120 t/h secili dhe me veshje plasmasi. Pr t br t

mundur pjekjen e klinkerit, prdoret si lnd djegse qymyri linjit ose przierje qymyresh.

Ky qymyr, dozohet me an t pjatave, n nj transportier t prbashkt gome. Prej ktu,

przierja depozitohet n nj depo t veant. Nga kjo depo, furnizohet bunkeri i mullirit

t qymyrit. Nga bunkeri, me an t nj peshore elektronike, qymyri futet pr tu bluar n

mullirin vertikal me nj kapacitet 25 t/h. Qymyri ka fuqi kalorifike rreth 6500 kkal/kg,

del nga mulliri me imtsi 8 10 % n sitn 90 m dhe lagshti jo m shum se 1 %.

Qymyri i bluar depozitohet n dy bunker t veant, posht t cilve jan instaluar

peshues elektronik, q bjn t mundur dozimin e qymyrit q futet n furr dhe n

parakalcinator.


4

Figura 1.1 Skema teknologjike e prodhimit t klinkerit


5

Figura 1.2 Skema teknologjike e prodhimit t imentos


6

1.3 SILLOSET HOMOGJENIZUES

Pr prodhimin e klinkerit t imentos, sht e nevojshme q przierja e lndve t

para t bluara, t jet sa m homogjene dhe me prbrje kimike t prcaktuar. Pr kt

qllim prdoren silloset homogjen. Homogjenizmi i lnds s par t bluar, ka dy

funksione:

- S pari, ai duhet t siguroj nj ushqim pr furrn me prbrje kimike dhe imtsi konstante.

- S dyti, ai duhet t siguroj depozitim t ndrmjetm t lnds s par e cila lejon mirmbajtjen n mullirin e lnds s par, ose n pajisje t tjera.

Hapi i fundit dhe m i rndsishm n procesin e lnds s par t bluar sht

homogjenizimi, i cili bhet gjithmon n sillos. Meqnse luhatja e prbrjes s materialit

sht e vogl, n fabrikn e imentos Fush Kruj prdoret nj sillos homogjenizues i

vazhduar me pjes konike qndrore. Sillosi homogjenizues prdoret n t njjtn koh

pr proesin e przierjes, si dhe pr depozitimin e lnds s par (figura 1.3) (Duda,

1985).

Figura 1.3 Sillosi homogjenizues me kon qndror

1.4 PARANGROHSI DHE SISTEMI I PARAKALCINIMIT

1.4.1 Parangrohsit me ciklone

Sistemi i parangrohsit n fabrikn e imentos Fush Kruj sht i prbr nga

pes stade ciklonesh dhe parakalcinatori. Vetm stadi i par i parangrohsit sht i pajisur


7

me dy ciklone, t cilt kan nj efikasitet shpluhurizimi afrsisht 95 %. Shkmbimi i

nxehtsis n tubat e gazit dhe ciklonet e parangrohsit ndodh n rrjedhje paralele;

megjithat, po ta konsiderojm si nj sistem t vetm, parangrohsi me ciklone,

funksionon shkall-shkall n rrym t kundrt. Siprfaqja e madhe e lnds s par,

realizon n parangrohs nj shkall m t shpejt dhe m t lart t shkmbimit t

nxehtsis. Pr nj ndarje sa m t mir t grimcave, krkohet q ato t jen t s njjts

madhsi. Koha e ndarjes s grimcave me madhsi t njjt n ciklon, ndikohet gjithashtu

dhe nga graviteti specifik i tyre.

Koha e krkuar, pr t ngrohur grimcat e lnds s par nga gazi n parangrohs

sht relativisht e shkurtr. Kjo duket nga diagrama e paraqitur ne figurn 1.4. Diagrama

tregon kohn e krkuar pr ngrohjen e grimcave me madhsi t ndryshme t gurit

glqeror. Diagrama n figurn 1.4 tregon temperaturn e siprfaqes s grimcave t gurit

glqeror; kjo temperatur sht shprehur n prqindje t temperaturs s gazit n t cilin

grimcat mbahen pezull.

0 0.05 0.1 0.15

20

40

60

80

100

Koha (Sekonda)

Te

mp

era

tura

e s

ip

rfa

qe

s s

g

rim

cs

n

% t

t

em

pe

ratu

rs

s

ga

zit

grimca

0.0

4 m

m

0.08

mm

0.1 m

m

0.15 mm

Figura 1.4 Koha e ngrohjes s grimcave t gurit glqeror t madhsive

t ndryshme, n nj rrym gazi

Si tregohet n figurn 1.4, grimcat m t mdha krkojn koh ngrohjeje m t gjat.

Grimcat m t mdha, largohen nga cikloni para se t arrijn temperaturn e gazit brenda

tij. Kjo ul intesitetin e shkmbimit t nxehtsis, prandaj jan prdorur ciklone t

ndryshm t lidhur n seri, pr t shtuar shkmbimin e nxehtsis. Lnda e par kalon

nga stadi n stade dhe ngrohet, deri n temperaturn 840 850 C (Hewlett, 1998).

1.4.2 Aspektet e parakalcinimit

1.4.2.1 Kalcinimi i lnds s par

Nga t gjitha reaksionet q lidhen me pjekjen e klinkerit, kalcinimi krkon sasi m

t madhe energjie. Shprbashkimi i karbonatit t kalciumit kryhet sipas reaksionit:


8

3 2

nxehtsiCaCO CaO CO 325 ,1

425.3 /o C atmH kkal kg CaCO

Gjat ngrohjes s lnds s par, kalcinimi nuk ndodh menjher n nj temperatur t

caktuar, por fillon n rreth 600 700 oC dhe prfundon ndrmjet 900 1000

oC, duke

ndjekur t ashtuquajturn kurba S (figura 1.5). Forma e sakt dhe pozicioni i ksaj

kurbe ndryshon pr do lnd t par (ASEC, 2006).

Figura 1.5 Kurba e kalcinimit

Prve temperaturs, nj tjetr parametr i rndsishm sht koha e qndrimit t lnds

s par. Ndrkoh, q nxehtsia kalon nga gazi n lndn e par n nj stad t

parangrohsit (e cila arrihet brenda m pak se nj sekond), kalcinimi krkon nj koh

veprimi n kufijt rreth 3 deri 12 sekonda, n nj temperatur rreth 900 oC n gjendje

pezull. Meqnse, n parakalcinator krkohet vetm 90 95 % kalcinim, me qllim q t

shmangen problemet me bllokimet, do t jet efikase nj koh veprimi rreth 1 4

sekonda.

Pr t arritur t dyja kushtet e prmendura m sipr mbajtja e lnds s par pezull pr

pak sekonda n 900 oC, n nj tub t palvizhshm, pa rrezik bllokimi, sht qllimi i t

gjith sistemeve parangrohse me ciklone.

1.4.2.2 Sistemi i kalcinimit

Sistemi i parakalcinimit n fabrikn e imentos Fush Kruj sht nj projektim i

kompanis Gjermane (KHD Humboldt Wedag), sht nj kalcinues n form tubi 180.

Sistemi i kalcinimit prbhet nga djegori me NOx t ulta, djegori i piroklonit dhe Pirotop,

t cilt lejojn:

Djegien komplete t lnds djegse t kalcinatorit Kontrolli i temperaturs s zonave Prmirson przierjen e gazeve Ul sasin e NOx


9

Kalcinuesi me NOx t ulta shfrytzon pr djegien e qymyrit, gazin e nxeht q vjen nga

furra. Kalcinuesi piroklon shfrytzon gazet e nxehta, q vijn nga ftohja e klinkerit (ajri

terciar), (figura 1.6). Reaksioni kryesor n djegorin me NOx t ulta, q ndikon n uljen e

NOx sht:

NO2 + 3CO N2 + 2CO2 +CO

N Pirotop realizohet nj djegie e plot e CO, q vjen nga NOx t ulta dhe O2 t teprt q

vjen nga ajri terciar.

Figura 1.6 Kalcinatori me Djegor me NOx t ulta, Piroklon dhe Pirotop

1.5 FURRA RROTULLUESE PR PJEKJEN E KLINKERIT

1.5.1 Furra rrotulluese

N furrat me parakalcinator, ajri pr djegien e qymyrit, zakonisht merret nga furra

pr djegorin me NOx t ulta dhe nprmjet ftohsit me an t tubit t ajrit terciar pr

djegorin piroklon. Lnda djegse ndahet n: 35 40 % digjet brenda n furr dhe 60

65 % e digjet n parakalcinator. Lnda e par futet rreth 92 95 % e kalcinuar n furr.

Furra me proces t that sht nj nga instalimet m t thjeshta, pr prodhimin e klinkerit,

nse krahasohet me proceset e tjera t mparshme (Bolwerk, 2004). Nj furr e till

moderne sht instaluar n fabrikn e imentos n Fush-Kruj. Furra ka prmasa 52 x

4.8 m dhe nj kapacitet prodhues prej 3300 t/d klinker.


10

1.5.1.1 Shkalla e mbushjes s furrs

Ushqimi formon nj segment trthor n furrn rrotulluese. Raporti i hapsirs s

ktij segmenti, me at t seksionit trthor t furrs, i shprehur n prqindje, sht quajtur

shkalla e mbushjes ose prqindja e mbushjes s furrs, (figura 1.7) (Duda, 1985).

Figura 1.7 Skema e shkalls s mbushjes s furrs

Shkalla e mbushjes s furrs lviz n kufinjt 5 17%. Prqindja e shkalls s mbushjes

llogaritet:

3

3.2(%)

ef f

PShkalla embushjes

D v p

(1.1)

Ku:

P - Prodhimi i furrs (t/d)

Def - Diametri efektiv (m)

vf - Shpejtsia e furrs (rpm)

p - Pjerrsia e furrs (%)

1.5.1.2 Zonat e pjekjes s materialit n furr

Modeli i nj furre, prdoret pr t patur nj prshkrim t vlefshm pr fenomenet,

q ndodhin n furr. Pa marr n konsiderat parangrohsin, eksperiencat praktike

tregojn se pjesa e nxeht e modelit t furrs mund t ndahet n pes zona. Zonat

sigurisht, nuk jan t ndara nga kufinj t prer, por m mir, ato jan karakterizuar nga

proceset dominuese fizike dhe kimike q i ndodhin materialit n seciln zon. Kto zona

zakonisht jan shnuar si: zona e kalcinimit (ZK), zona e ngrohjes (ZN), zona e formimit

t fazs s lngut (ZFL), zona me temperatur maksimale (ZTM) dhe zona e ftohjes (ZF)

(ASEC, 2000).

Figura 1.8, tregon modelin e furrs bashk me profilet korresponduese t temperaturs s

gazit dhe materialit.


11

800

1000

1200

1400

1600

1800

ZK ZN ZFL ZTM ZF

OC

Temperatura e gazit

Temperatura e materialit

Figura 1.8 Profilet korresponduese t temperaturs s gazit dhe materialit n furr

N zonn e kalcinimit (ZK), ndodh dekarbonizimi i karbonateve t lnds s par, ku

kryesisht formohet C2S. N fund t zons s kalcinimit, temperatura e materialit sht

mbi 990C. Mbas ksaj fillon zona e ngrohjes (ose e tranzicionit), e cila shtrihet deri n

fillimin e formimit t fazs s lngt n rreth 1330C (ASEC, 2000).

Kshtu reaksionet midis CaO dhe Al2O3 dhe midis CaO dhe Fe2O3, t grimcave t

glqeres dhe argjils, vazhdojn n zonn e ngrohjes me formimin e disa mineraleve t

ndrmjetme, t cilat jan t qndrueshme vetm n kufij t ngusht temperature.

Zona e formimit t fazs s lngt (ZFL), fillon n temperatur 1300C 1350C, ku

formohet plotsisht dhe faza e lngt. Prbrja e fazs s lngt, varet nga prbrja

kimike e saj dhe rritet shum me rritjen e temperaturs. Zona e formimit t fazs s lngt

sht zona m e rndsishme, pr formimin dhe kokrrizimin e klinkerit. N t njjtn

koh, me formimin e fazs s lngt, fillon dhe formimi i C3S (ASEC, 2000).

Me qllim, q t sigurojm nj kokrrizim sa m t mir, sht e rndsishm q zona e

fazs s lngt t jet mjaftueshm e gjat. N pikn ku sasia e C3S arrin vlern e saj

kritike, kokrrizimi ndalon dhe fillon zona me temperatur maksimale (ZTM). N kt

zon, e cila sht direkt posht pjess s ndriuar t flaks, procesi kryesor sht formimi

dhe rritja e grimcave t C3S nga reaksioni midis C2S t formuar m par dhe glqeres s

lir (Boateng, 2008).

2 22 3 (1350 1450 )oCaO SiO CaO CaO SiO C

Kjo ndodhet, atje ku rritet rrjedhshmria e ngarkess s furrs dhe ku temperatura e

materialit sht m e lart, midis 1400 dhe 1500 C. Zona e ftohjes (ZF), fillon kur

ngurtsohet materiali. N prgjithsi, ftohja e shpejt ka nj efekt pozitiv, sepse C3S

kristalizon n kristale t imta, e cila ndikon n cilsin dhe n bluarjen e klinkerit.


12

1.5.2 Shndrrimet kimike t klinkerit

Gjat ngrohjes s lnds s par deri n temperaturn e pjekjes 1450 C

(temperatur e klinkerizimit), zhvillohen nj sr procesesh t ndrlikuara fiziko kimike

(Hewlett, 1998; Bye, 1999 and Bhatty, 2004).

Kto prfshijn:

Dehidratimin e mineraleve argjilore; Shprbashkimin e karbonateve; Reaksionet

n fazn e ngurt; Reaksionet me pjesmarrje t nj faze t lngt dhe

Kristalizimet.

Faktort q ndikojn n proceset jan: faktort kimik (prbrja kimike e lndve t para),

faktort mineralogjik (prbrja e tyre mineralogjike), faktort fizik (imtsia ose

prmasat e grimcave t lnds s par t bluar, homogjeniteti dhe faktor t tjer).

Reaksionet endotermike, luan nj rol kryesor n cilsin e imentos.

Tabela 1.1, tregon shndrrimet e lnds s par t bluar, q marrin pjes gjat pjekjes s

klinkerit, t vendosur sipas rritjes s temperaturs. N furrn me parakalcinator, pes

transformimet e para, q zhvillohen n kulln parangrohse, tregohen n tabeln 1.1.

Shprbashkimi i gurit glqeror dhe i karbonateve t tjera, fillimisht do t ndodhin n tubat

kalcinues, ku temperatura e kalcinimit arrihet me an t lnds djegse. Dy transformimet

e fundit zhvillohen n furr.

Tabelat 1.2 dhe 1.3, tregojn tipet e mineraleve m t zakonshm, q ndodhen n lndn

e par t imentos dhe prbrjen kimike t lnds s par.

Tabela 1.1 Transformimet kimike t lnds s par t bluar, gjat pjekjes

(Labahn and Kohlhass,1983)

Temperatura

C Procesi Transformimet kimike

< 100 Tharje, largimi i ujit t lir. H2O(l) H2O(g)

100 400 Largimi i ujit t lidhur fizikisht.

400 750 Shprbashkimi i argjils dhe formimi i

metakaolinitit. Largimi i ujit strukturor.

Al4(OH)8Si4O10

2(Al2O32SiO2) + H2O

600 900 Shprbashkimi i metakaolinitit n okside

t lir reaktiv. Al2O32SiO2 Al2O3 + 2SiO2

600 1000

Shprbashkimi i gurit glqeror dhe

formimi i produkteve t ndrmjetm CS

dhe CA.

CaCO3 CaO + CO2

3CaO + 2SiO2 + Al2O3

2(CaO SiO2) + CaO Al2O3

800 1300

Veprimi i glqeres me CS dhe CA, duke

formuar C2S, C3A dhe C4AF.

Formimi i belitit dhe fazs s lngt

(shkrirje e alumins dhe mineralit t

hekurit)

CaO SiO2 + CaO 2CaO SiO2

2CaO + SiO2 2CaO SiO2

CaO Al2O3 + 2CaO 3CaO

Al2O3

CaO Al2O3+3CaO + Fe2O3

4CaO Al2O3Fe2O3

1250 1450

Lidhja e mtejshme e glqeres me C2S,

pr t formuar C3S. Kompletimi i

reaksionit dhe rikristalizimi i alitit dhe

belitit.

2CaO SiO2 + CaO 3CaO SiO2

Ftohja

1300 1240

Kristalizimi i fazs s lngt, kryesisht n

alumin dhe mineral hekuri.


13

Tabela 1.2 Mineralet m t shpeshta, q gjenden n lndn e par pr prodhimin e imentos

Prbrsi Mineralet

Karbonatet Kalciti (CaCO3), Aragoniti (CaCO3), Dolomiti (CaCO3 MgCO3),

Magneziti (MgCO3), Sideriti (FeCO3)

Oksidet e thjeshta Kuarci (SiO2), Kristobaliti (SiO2), Hematiti (Fe2O3), Magnetit (Fe3O4)

Feldspatet Feldspatet e kaliumit (Na, K)Si3O8 dhe seria e pleksiglasit (Na, K)(Si,

Al)Al2Si2O8

Shtresat silicore

Mineralet e miks dhe grupet e kloriteve (biotit, muskovit, klorit),

mineralet e argjils (kaolinit, montmorilonit, ilit) dhe shtresa t tjera

silicore

Hidroksidet Hidroksidet e Al (boehmiti)

Hidroksidet e Fe (geotiti, limoniti)

Sulfitet dhe sulfatet Piriti (FeS2), CaSO4 (anhidridi),

Gipsi CaSO42H2O

Fluoruret Flouriti (CaF2)

Tabela 1.3 Analiz kimike e lnds s par, nga e cili prodhohet klinkeri i imentos

Portland t zakonshm Prbrja kimike HK 35.3 %

SiO2 13.15 %

Al2O3 3.66 %

Fe2O3 2.21 %

CaO 42.48 %

MgO 1.06 %

SO3 0.24 %

K2O 0.46 %

Na2O 0.27 %

TiO2 0.17 %

Mn2O3 0.12 %

P2O3 0.11 %

Cl 0.010 %

Raportet MS 2.3 %

MA 1.90 %

KN 97 %

Mineralet C3S 61.3 %

C2S 14.1 %

C3A 8.1 %

C4AF 11.8 %

Tabela 1.4 Vlerat e lejueshme t prbrsve mineral t klinkeri t imentos Portland

SiO2 16 26 % CaO 58 67 %

Al2O3 4 8 % MgO 1 5 %

Fe2O3 2 5 % K2O + Na2O 0 1%

Mn2O3 0 3 % SO3 0.1 2.5 %

TiO2 0 0.5 % P2O5 0 1.5 %

HK 0.5 3 %

Ndryshimet e mineraleve, t cilat marrin pjes gjat formimit t klinkerit, paraqiten n

figurn 1.9.


14

Figura 1.9 Ndryshimet minerale gjat pjekjes s klinkerit (Hewlett, 1998)

Karbonati CaCO3, shprbashkohet ndrmjet temperaturave 600 800 C duke formuar

CaO, ndrsa kuarci dhe argjila, shprbashkohen lehtsisht m prpara dhe lirojn

oksidet e lira Al2O3 dhe SiO2. CaO q tashm sht formuar, do t reagoj me SiO2, pr

t formuar C2S dhe m von me m shum CaO pr t formuar C3S. Nj sasi e CaO, do t

reagoje gjithashtu me Al2O3 dhe Fe2O3 pr t formuar disa komponent t ndrmjetm,

CA, C12A7, C2F etj, t cilt do t shprbashkohen n temperatura m t larta dhe do

formojn C3A dhe C4AF. Prmbajtja e C2S, rritet vazhdimisht gjat ngrohjes dhe arrin nj

prmbajtje maksimale n rreth 1300C, e cila sht dhe pika ku fillon t shfaqet edhe faza

e lngt. Pjesa m e madhe e C2S m pas, kthehet ne C3S dhe prmbajtja e C2S

prfundimtare n klinker sht m e vogl se prmbajtja C3S (Hewlett, 1998).

1.5.2.1 Reaksionet q ndodhin n procesin e pjekjes s klinkerit

Reaksionet e ndryshme mund t klasifikohen sipas tipit, fazs prbrse dhe sipas

kinetiks s reaksioneve.

Reaksionet e shprbashkimit

Reaksionet kryesore t shprbashkimit dhe t formimit, q ndeshen gjat

prodhimit t klinkerit jan:

Shprbashkimi i mineraleve argjilore (kaolina, etj) Me nxehjen e mtejshme t lnds s par, n temperaturat nga 400 C n rreth 750 C,

lirohet uji i lidhur nga komponentt e argjils. Argjilat jan t prbra nga hidro alumo-

silikatesh t ndryshme, ku raporti SiO2 : Al2O3 lviz nga 2 : 1 n 4 5 : 1. Nj nga


15

prbrsit m t thjesht t argjils sht kaoliniti, 2SiO2Al2O32H2O, dehidratimi i t

cils tregohet mposht:

Al4[(OH)8Si4O10] 2(Al2O32SiO2) + 4H2O

kaolinit metakaolinit

Metakaolina shprbashkohet pjesrisht n temperaturat e prmendura m lart, por me

rritjen e temperaturs, shprbashkimi sht m i dukshm, duke formuar nj przierje t

oksideve reaktiv sipas reaksionit (Pecani, 2000):

Al2O32SiO2 Al2O3 + 2SiO2

N dehidratimin e mineraleve argjilor ndikojn faktor t ndryshm si sht: lloji i

mineraleve, natyra dhe sasia e lndve ndotse, madhsia e grimcs, shkalla e

kristalizimit t argjilave, atmosfera e gazit etj.

Shprbashkimi i mineraleve karbonate (magnezit, dolomit, kalcit, spurrit) Shprbashkimi i mineraleve karbonate ndodh sipas reaksionit:

MeCO3(ng) MeO ( ng ) + CO2 (g)

Ku Me, mund t jet Ca (kalciti), Ca/Mg (dolomiti) ose Mg (magneziti). Me rritjen e

temperaturs nga 600 C n rreth 700 C, ndodh shprbashkimi i karbonatit t Mg:

MgCO3 MgO + CO2

Shprbashkimi i karbonatit t Ca t pastr ndodh n temperatur 890 C, (figura 1.10),

sipas reaksionit (Pecani, 2000):

CaCO3 CaO + CO2

Reaksioni i shprbashkimit, fillon q n temperaturn mbi 600 C dhe rritet me rritjen e

saj. Me ngrohje t mtejshme, kalcinimi vazhdon t rritet n nj shkall, i cili prcaktohet

nga temperatura dhe nga presioni parcial i CO2 n atmosfern e furrs. N temperaturat

mbi 890 C, do t prfundoj shprbashkimi i CaCO3. Kompletimi i kalcinimit t

karbonatit t kalciumit sht nj proces endotermik, dhe sht reaksioni kryesor i

konsumit t energjis n procesin e pjekjes s klinkerit.

0.2

0.4

0.6

0.8

1

P (

CO

2)

(ba

r)

0750 800 850 900 950

Temperatura (oC)

Figura 1.10 Ekuilibri i shprbashkimit t CaCO3 n varsi t temperaturs


16

Reaksioni midis CaCO3 dhe argjils, fillon n temperatura m t ulta (rreth 600 C), ku

ndodhin nj sr reaksionesh m komplekse, n faz t ngurt. Formohen komponimet

q prfshijn (Pecani, 2000): CaOAl2O3 (CA), 2CaOFe2O3 (C2F)

CaOSiO2 (CS) si dhe 2CaOSiO2 (C2S)

Nj prmbledhje t mineraleve t ndrmjetm, q formohen gjat prodhimit te klinkerit,

tregohen n tabeln 1.5.

Tabela 1.5 Minerale t ndrmjetm, q formohen gjat pjekjes

Tipi i prbrjes Emri i mineralit Prbrja kimike

Sulfate t thjeshta Anhidrite

Arkanite

CaSO4 K2SO4

Sulfatet e przier Sulfate Spurrit

Kalcium

Langbeinit

2(C2S) CaSO4 K2Ca2(SO4)3

Karbonatet e przier Spurriti 2(C2S)CaCO3 Klorure t thjeshta Silviti KCl

Aluminatet e kalciumit Majeniti 12CaO7Al2O3

Ferrit kalciumi 2CaOFe2O3 Alumo silikati i kalciumit Geleniti 2CaOAl2O3SiO2

Nj reaksion i shprbashkimit t mtejshm sht shprbashkimi i mineralit t

ndrmjetm spurritit (C2SCaCO3), sipas reaksionit (Pecani, 2000):

2 3(ng) 2 (ng) (ng) 2 (g)2C S CaCO 2C S + CaO + CO

Reaksionet e kombinimit

Gjat reaksioneve kryesore t kombinimit formohen silikate t kalciumit: aliti dhe

beliti, fazat kryesore q mbeten t patretura, n temperaturat m t larta t klinkerizimit.

Fazat e tjera kryesore: aluminate dhe ferrite, formohen gjithashtu nga reaksionet e

kombinimit gjat ngrohjes. Ato treten n temperaturat m t larta dhe jan t pranishme

n klinkerin prfundimtar t ftohur (Hewlett, 1998).

Formimi i belitit, fillon afrsisht n 800 C dhe formohet kryesisht nga reaksione

t fazs s ngurt. N fazn e par t klinkerizimit, beliti formohet n sasi shum m t

mdha se sa ato q mbeten n klinkerin prfundimtar. Kjo ndodh, sepse n prani t fazs

s lngt, beliti vepron me glqeren e lir pr t prodhuar alitin, prandaj sasia e belitit ulet

n krahasim me at prfundimtaren q vrehet. Formimi i belitit, ndodh si rezultat i

kombinimit, midis karbonatit t kalciumit (CaCO3) dhe prbrsve t silics s lnds s

par (Pecani, 2000): 800

3 2 2 22 2 2o CCaCO SiO C S CO

Gjat reaksioneve n fazn e ngurt t silics dhe karbonatit t kalciumit, produkti i par i

reaksionit sht gjithmon C2S. Vetm m von mund t krijohet CS, n nj faz t pasur

me silic, si rezultat i bashkveprimeve midis C2S dhe SiO2. N temperaturn n t cilin

ndodhin reaksionet n fazn e ngurt, formimi i C3S nuk ndodh pr shkak t

paqndrueshmris termike t tij.


17

Formimi i alitit, fillon kur temperatura arrin 1250C. N kt temperatur, fillon t

formohet dhe faza e lngt. Si pasoj, formimi i alitit sht nj reaksion heterogjen lng

ngurt, pasi reaksioni n prani t fazs s lngt, sht m i shpejt se proceset n faz

vetm t ngurt (Pecani, 2000).

C2S + CaO 1250

fazelngt

C C3S

1.6 FTOHJA E KLINKERIT DHE SISTEMI I FTOHJES

Ftohja e klinkerit arrihet n dy stade. N radh t par, klinkeri ftohet n furrn

rrotulluese, nga temperatura e klinkerizimit me an t ajrit sekondar, q sht n rrym t

kundrt me t, derisa t bie n ftohs. N radh t dyt, klinkeri ftohet n ftohs nga

1200-1250oC deri n 80

oC (Duda, 1985). N fabrikn moderne t imentos n Fush-

Kruj prdoret ftohs me pllaka. Ftohja e klinkerit ndikon n strukturn e tij, n

prbrsit mineralogjik, n blueshmri dhe si pasoj n cilsin e imentos prfundimtare.

Ftohja e klinkerit sht e nevojshme sepse:

Klinkeri i nxeht sht vshtir pr tu transportuar. Klinkeri i nxeht ka nj efekt negativ n procesin e bluarjes. Sasia e nxehtsis s prdorur t klinkerit, rreth 200 kkal/kg, sht nj faktor i

rndsishm n uljen e kostos s prodhimit.

Ftohja e duhur prmirson cilsin e imentos.

1.7 PRBRJA KIMIKE E KAMPIONVE T MARR NGA LNDA E PAR DERI TEK KLINKERI

Lndt e para, t procesit t prodhimit t imentos, u studiuan pr nj periudh

kohore, 5 mujore (viti 2010), nga qershori deri n tetor, duke marr parasysh ndikimin e

lnds djegse, qymyr linjit. Ndrsa gjat periudhs s prdorimit t lnds djegse koks

nafte, lnda e par u studiua pr nj periudh 3 mujore (viti 2011). Analizat kimike, t

argjils, gurit glqeror, mineral hekuri, materialit t przier, miellit t nxeht dhe klinkerit

jan kryer mbi kampion t marr n pika t prcaktuara, n fabrikn e imentos Fush

Kruj. Kampiont, merren n mnyr manuale dhe automatike, duke u analizuar me

pajisje specifike. Pikat e marrjes s kampionve tregohen n figurn 1.11. Kampiont e

materialit t przier merren n mnyr automatike, duke prdorur pajisje elektronike dhe

t programuara.

Pajisja q kryen analizimin e materialit t przier, sht pajisja gamametrike (me rreze

gama), duke prdorur dy peshore elektronike, t gurit glqeror dhe argjils, t cilat

punojn me shpejtsi variabl. Me an t ksaj pajisje, analizohet prmbajtja e oksideve

kryesore, CaCO3 dhe SiO2, n do 3 deri n 5 sekonda. N baz t prqindjes q nevojitet,

rritet ose ulet shpejtsia e peshoreve. Kampionve iu prcaktua prbrja kimike

nprmjet matjeve me XRF (X Ray Fluorescence), n aparatin e tipit XRF Cubix

Panalytical. T dhnat eksperimentale t argjils, gurit glqeror, mineral hekuri,

materialit t przier, miellit t nxeht dhe klinkerit, pr rastin e prdorimit t lnds

djegse, qymyr linjit, paraqiten n tabelat tek shtojca A. Ndrsa, t dhnat eksperimentale

pr rastin e prdorimit t lnds djegse, koks nafte, paraqiten n tabelat tek shtojca B.

Figura 1.11 Skema e marrjes s kampioneve, n pika t ndryshme, n fabrikn e cimentos Fush Kruj

Pika 1 Kampioni i gurit glqeror; Pika 2 Kampioni argjil; Pika 3 Kampioni i lnds s przier; Pika 4 Kampioni mineral hekuri; Pika

5 Kampion qymyri; Pika 6 Kampion i lagshtis; Pika 7 Kampion i qymyrit t bluar; Pika 8 Kampion i lnds s przier; Pika 9

Kampion i gurit t pastr; Pika 10 Kampion i mineralit t hekurit; Pika 11 Kampion i lnds s par t bluar; Pika 12 Kampion i ushqimit

t furrs; Pika 13 Kampion i miellit t nxeht; Pika 14 Kampion klinkeri; Pika 15 Kampion klinkeri n sillos


19

1.8 T DHNAT E PRGJITHSHME TEKNIKE PR PROCESIN E KLINKERIT

N tabeln 1.6, tregohen t dhnat teknike t furrs dhe parangrohsit t pajisur

me kalcinator. Materiali i bluar futet n parangrohs n nj temperatur rreth 300 C dhe

arrin deri 1450 C, n zonn e pjekjes n furr. Rryma e ajrit t nxeht dhe materiali jan

n drejtime t kundrta me njri-tjetrin. Temperatura e gazit n furr, e cila arrin rreth

2000 2100 C, vjen gradualisht duke u ulur n furr, kalcinator, parangrohs dhe

largohet me nj temperatur rreth 320 C. Ky gaz prdoret m pas pr t ngrohur

materialin, q bluhet n mullirin e lnds s pare dhe largohet nga oxhaku me nj

temperatur 90 100 C. Duhet theksuar, se vlerat e qndrimit t gazit dhe materialit n

parangrohs jan marr nga projekti i fabriks. Kto vlera jan t ndryshme, pr fabrika

t ndryshme. Shkalla e mbushjes pr furrn rrotulluese dhe ngarkesa specifike pr furrn

rrotulluese, jan llogaritur me an t ekuacioneve n baz t dhnave t fabriks. Koha e

qndrimit t materialit n furr llogaritet me ekuacionin 1.1 (Alsop, Chen and Tseng,

2007):

11.2 Lt

r D s

(1.1)

Ku:

L - gjatsia e furrs, m

r - shpejtsia e furrs, rpm

D - diametri efektiv, m

s - pjerrsia, grad (o)

Shkalla e mbushjes s furrs llogaritet me ekuacionin 1.2 (Alsop, Chen and Tseng, 2007):

1.67(%)

FR W tShkallaembushjes

L A

(1.2)

Ku:

FR - raporti i ushqimit (kg material q hyn n furr pr 1 kg klinker)

W - prodhimtaria e furrs, ton/or

A - prerja trthore efektive, m2

t - koha, min


20

Tabela 1.6 T dhnat e prgjithshme teknike t furrs dhe parangrohsit t pajisur

me kalcinator

Pajisjet Parangrohsi Kalcinatori Furra

rrotulluese Ftohsi

Temperatura e gazit 320 880 C 870 1000 C 1150 2100 C 1100 25 C

Temperatura e

materialit 100 840 C 800 900 C 900 1450 C 1250 80 C

Koha e qndrimit t

gazit 7 12 s 3 4 s 5 10 s 2 3 s

Koha e qndrimit t

materialit 18 25 s 4 5 s 18,8 min 15 30 min

Shkalla e mbushjes - - 10.25 % -

Ngarkesa specifike - - 4.25 t/d/m3

38.4 t/d/m2

1.9 PRQENDRIMI I OKSIGJENIT N SISTEMIN E FURRS T PAJISUR

ME KALCINATOR

1.9.1 Furra rrotulluese dhe ftohsi

Ajri, q prdoret n furr futet nga ftohsi dhe nga djegori, si ajr ambjenti. Pr

shkak t djegies s qymyrit, prqendrimi i oksigjenit bie deri n rreth 2 3 % n daljen e

gazeve t furrs. Nje pjes e ktij ajri t prdorur transportohet nga ftohsi nprmjet

tubit t ajrit terciar n kalcinuesin e piroklonit, me nj temperatur afrsisht 900

1100 C. N tabeln 1.6, jan paraqitur vlerat e llogaritura t parametrave t ndryshm, t

cilt ndikojm direkt n ecurin e procesit teknologjik t prodhimit t klinkerit.

1.9.2 Kalcinuesi dhe parangrohsi

N kalcinuesin me NOx t ulta, niveli i oksigjenit sht i ult, pasi lnda djegse

futet pa oksigjenin e nevojshm pr djegie. Sasia e oksigjenit, rritet kur bashkohet me

djegorin e piroklonit dhe arrin afrsisht vlerat 3.5 4 %. Djegia prfundimtare e lnds

djegse arrihet n pirotop. N parangrohs, prqendrimi i oksigjenit ndikon pak

reaksionet e oksidimit t komponentve t pakt si, pr djegien e karbonit organik,

riformimit t CaCO3 nga CaO, formimi i SO2 nga piriti (FeS2). Pr shkak t presionit

negativ n parangrohs futet edhe pak ajr falls.

1.9.3 Oxhaku

Prqendrimi i oksigjenit, q del nga oxhaku sht rreth 5 10 %.


21

1.9 KUSHTET OPTIMALE T BLUARJES S KLINKERIT N MULLINJT HORIZONTAL RROTULLUES T PAJISUR ME SEPERATOR

imentoja portland sht lnd lidhse hidraulike, q prftohet nga bluarja e imt e

klinkerit t imentos portland, me nj sasi t vogl gipsi. Klinkeri sht gjysm produkt,

q del nga pjekja deri n shkrirje t pjesshme, t nj przierje artificiale t gurit glqeror

dhe argjils. Me ann e lndve karbonate, futen n przierjen e lndve t para kryesisht

oksidi i kalciumit (n form karbonate (CaCO3)), ndrsa me lndt argjilore futen oksidi i

silicit (SiO2), oksidi i aluminit (Al2O3) dhe oksidi i hekurit (Fe2O3). (Bhatty, Miller and

Kosmatka, 2004). Bluarja e klinkerit, prbn operacionin tjetr themelor, nga i cili varet

n nj shkall mjaft t madhe marka dhe cilsit e imentos Portland.

Sistemi i bluarjes, mund t ndahet n sistem me cikl t hapur dhe n sistem me cikl

t mbyllur, sipas metodave t ndryshme. N procesin e bluarjes, kur materiali kalon

vetm nj her n mulli, konsiderohet prodhim me cikl t hapur. Kur materiali i dal nga

bluarja e par, kalon n przgjedhje, ku pjesa e imt kalon si produkt prfundimtar,

ndrsa pjest e trasha kthehen prsri n mulli pr tu ribluar dhe nj her, ky sistem

quhet unazor ose me cikl t mbyllur. Pajisjet kryesore q prdoren n sistemin e bluarjes,

jan mullinjt dhe seperatort. N figurn 1.12 sht paraqitur skema teknologjike e

bluarjes s imentos.

Figura 1.12 Skema teknologjike e bluarjes me cikl t mbyllur

Mulliri horizontal, sht nj tub q n dy skajet sht i mbshtetur n mekanizmin e

guzhinetave rrshqitse (bronxinave). N brendsi t mullirit, ndodhen trupat bluars dhe

lnda q do bluhet. Ai rrotullohet sipas aksit centrifugal horizontal. Materiali n kto

mullinj, futet me an t transportierve ushqyes me rrip, n mnyr t vazhdueshme.

Seperatort bazohen ne balancimin e tre forcave: forcs centrifugale, forcs s

rndess dhe forcs s kundrshtis s grimcave ndaj ajrit. Seperatort, luajn rolin e

ndarjes s grimcave, n produkt t gatshm dhe n produkt t trash, i cili rikthehet

prsri n mulli. (Duda, 1985) Pas viteve 1980 filluan t prdoren seperatort dinamik

me efikasitet t lart, t cilt vazhdojn t prdoren me sukses dhe n ditt e sotme.

Seperator

Filter

Elevator

Mulli

Bunker ushqimi


22

1.10.1 Materiale dhe metoda

Dy pjest kryesore n bluarjen me cikl t mbyllur jan mulliri dhe seperatori ajror.

Mulliri bluan materialin n nj prmas t caktuar. Seperatori ndan materialin q

shkarkohet nga mulliri, n fraksionin e imt (produkti) dhe fraksioni i trash (i cili

drgohet prsri n mulli pr tu ribluar).

Llogaritjet pr mullirin e bluarjes s imentos, jan kryer pr mullirin me cikl t

mbyllur. Mulliri ka prodhimtari 110 t/h imento normale, me siprfaqe specifike 3200

cm2/g. Pr t prcaktuar parametrat, shfrytzuam t dhnat n tabeln 1.7 (ASEC, 2006).

Tabela 1.7 T dhnat e rekomanduara nga literatura

1. Shkalla e mbushjes s mullirit f = 30 % (0.3)

2. Prqindja e shpejtsis kritike K = 78 %

(0.78)

3. Raporti ndrmjet gjatsis dhe diametrit t

mullirit = 3.45

4. Pesha vllimore mesatare e trupave

bluars Q= 4.5 t/m

3

5. Rendimenti i shfrytzimit t energjis

elektrike = 0.95

Pr kt mulli u llogaritn: fuqia motorrike e mullirit; diametri i brendshm i mullirit;

gjatsia e prgjithshme e mullirit; gjatsit e dhomave t bluarjes; sasia e prgjithshme t

trupave bluars; ngarkesa me trupa bluars pr do dhom; shpejtsia e rrotullimit t

mullirit.

Kampiont e imentos s bluar u morn n tre pikat kryesore:

Shkarkimi i mullirit (ushqimi i seperatorit) A t/h Produkti i gatshm (produkti i imt) F t/h Fraksionet e trasha (mbetjet q rikthehen n mulli) G t/h

Figura 1.13 Skema e prgjithshme e marrjes s kampioneve pr analiz sitore


23

Rendimenti i seperatorit mund t prcaktohet nga tre kritere: materiali qarkullues,

efikasiteti i seperatorit dhe vlera-Tromp.

Materiali qarkullues, (u), sht raporti midis sasis s materialit t rikthyer me sasin e

ushqimit t seperatorit.

Gu

A

Vlera minimale e u sht 1 (nse i gjith ushqimi i seperatorit del si produkt, F = A),

ndrsa vlera maksimale sht (nse materiali nuk del si produkt, F = 0).

T dyja vlerat ekstreme jan t pa dshirueshme, pr nj efikasitet t mir t seperatorit.

Vlera e materialit qarkullues varet nga disa faktor si: prmasat e mullirit, imtsia e

produktit prfundimtar, etj, por n prgjithsi operohet me vlera u = 2.0 3.0.

Efikasiteti i seperatorit, sht prqindja e nj fraksioni t caktuar t grimcave (0 x m),

t cilat kalojn nga ushqimi i seperatorit n produktin prfundimtar, ose e shprehur

ndryshe sht propabiliteti i nj grimce pr t patur prmasat e fraksionit t imt.

Vlera-Tromp ose kurba-Tromp, tregon pr do prmas grimce t ushqimit t seperatorit,

sasin e s cils, grimcat e ksaj prmase, jan n fraksionet e imta (tF) ose n fraksionet

e trasha (tG). Llogaritjet tona jan br vetm pr fraksionin e trash (tG). Nj ndarje

ideale e grimcave do t ishte si n figurn 1.14.

0

50

100

tG (%)

Prmasa e grimcave

(mm10-3)

Ndarje ideale

(NI)

Figura 1.14 Ndarja ideale e grimcave

T gjitha grimcat < NI shkoj n fraksionin e imt.

T gjitha grimcat > NI shkojn n fraksionin e trash.

Imtsia e bluarjes pr do kampion t marr, u realizua duke e kaluar secilin kampion

n 7 sita t ndryshme (nga 16 m deri 200 m). Pr secilin kampion u prcaktuan vlerat a,

f, g n % pr do sit, t cilat tregohen n tabeln 1.8.


24

Tabela 1.8 Simbolet e prdorura pr bilancin e mass

Prshkrimi Sasia e ushqimit

(pesha t/h)

Imtsia n %

q kalon n sit

Ushqimi i seperatorit =

Shkarkimin e mullirit A A

Fraksionet e imta

(produkti) F F

Fraksionet e trasha

(mbetjet) G G

Pr llogaritjen e rendimentit prdoret ekuacioni i m poshtm:

100f

a c

(%) (1.3)

Ku; faktori c, llogaritet sipas formuls:

f gc

a g

(1.4)

Ekuacioni i m poshtm prdoret pr llogaritjen e vlers Tromp:

1

1 100Gg

ta c

(%) (1.5)

a, g, f - % e grimcave t cilat jan midis dimensioneve x1 m dhe x2 m.

1.10.3 Rezultate dhe Diskutime

Me rritjen e prmasave t mullinjve nga 3 x 9 m n 4.1 x 14 m dhe pajisjen e tyre me

sisteme moderne seperimi, realizohet nj rritje e konsiderueshme e aftsis bluarse t

mullinjve nga 30 t/h n 110 t/h. N procesin e bluarjes me cikl t mbyllur, procesi i

bluarjes n mulli, ndihmohet shum nga procesi i seperimit. Seperatori, przgjedh dhe

ndan fraksionin e imt, duke rikthyer n mulli, fraksionin e trash. Kjo ndikon ndjeshm

n rritjen e rendimentit t mullirit dhe t aftsis bluarse pr m3 t tij.

Tabela 1.9 Karakteristikat e llogaritura t mullirit

1. Fuqia motorike e mullirit 3800 kw

2. Diametri i brendshm i mullirit 4.1 m

3. Gjatsia e prgjithshme e mullirit 14.15 m

4. Gjatsia e dhomave t bluarjes Dhoma e par: 4.95 m

Dhoma e dyt: 9.20 m

5. Sasia e prgjithshme e trupave bluars 252.07 t

6. Ngarkesa me trupa bluars pr do dhom Dhoma e par: 88.18 t

Dhoma e dyt: 163.89 t

7. Shpejtsia e rrotullimit t mullirit 16.2 min-1

Nga llogaritjet teknike t kryera pr mullirin, rezultatet tregojn prputhje t plot me t

dhnat teknike t projektit t zbatimit. N tabeln 1.10, jan paraqitur rezultatet e

prftuara nga procesi i sitosjes s tre kampioneve t marr n tre pikat.


25

Tabela 1.10 Analiza sitore fraksiometrike

Dimensioni i

grimcave

(m)

Ushqimi i

seperatorit

a (%)

Produkti i

gatshm

f (%)

Fraksioni i

trash

g (%)

16 31.2 44.9 14.4

24 39.7 58.8 16.1

32 47.8 71.1 19.1

48 60.6 87.0 28.1

64 67.7 92.6 37.1

96 81.8 100 59.5

200 95.1 100 89

Shuma 423.9 554.4 263.3

Nga t dhnat e tabels 1.10 ndrtojm grafikun 1.1, ku tregohet shprndarja e

prmasava t grimcave, t tre kampioneve t marra: (produkti, ushqimi i seperatorit dhe

fraksioni i trash).

Grafiku 1.1 Shprndarja e prmasava t grimcave

Llogarisim faktorin c sipas formuls 2:

607.7 285.1

1.81463.1 285.1

f gc

a g

Faktori c do t prdoret pr llogaritjen e efikasitetit dhe vlers Tromp. Vlerat e llogaritura

jan renditur n tabeln 5, dhe n baz t t dhnave sht ndrtuar grafiku 1.2.


26

Tabela 1.11 Rezultatet eksperimentale t efikasitetit dhe kurbs Tromp Dimensioni

i grimcave

Ushqimi i

seperatorit Produkti Fraksioni i trash

Efikasi

teti

Vlera

Tromp

[m] A

[%] a

[%] f [%] f [%] g [%]

g

[%] [%] tG [%]

16 31.2 31.2 44.9 44.9 14.4 14.4 79.4 20.6

24 39.7 8.5 58.8 13.9 16.1 1.7 81.7 9.0

32 47.8 8.1 71.1 12.3 19.1 3.0 82.1 16.6

48 60.6 12.8 87.0 15.9 28.1 9.0 79.2 31.5

64 67.7 7.1 92.6 5.6 37.1 9.0 75.5 56.7

96 81.8 14.1 100 7.4 59.5 22.4 67.5 71.1

200 95.1 13.3 100 0 89 29.5 58.0 99.3

1 10 100 1000

0

20

40

60

80

100

Vle

ra n

e p

erq

ind

je (

%)

Dimensioni i grimcave (m)

Efikasiteti

Kurba Tromp

Grafiku 1.2 Efikasiteti dhe Kurba Tromp

Rezultatet eksperimentale sipas Kurbs Tromp tregojn nj bluarje t knaqshme,

megjithse pr t patur nj bluarje m t mir do t duhet t tentohet drej nj kurbe sa m

perpendikulare.

1.10.4 Prfundime

Pr t vlersuar punn e mullinjve dhe n veanti funksionimin e seperatorve t

imentos, ne llogaritm efikasitetin e seperatorit (ose rendimentin e tij), si dhe at q

sht m e rndsishme n punn e seperatorit, llogaritm vlerat Tromp dhe me ndimn e

tyre ndrtuam Kurbn Tromp, q vlerson dhe prcakton n mnyr kualitative punn e

seperatorit. Duke analizuar kurbat e fituara t efikasitetit dhe Kurbs Tromp vrejm se:

Efikasiteti i seperatorit n prgjithsi sht i knaqshm. Gjat ktij studimi, ne vum

vetm disa piketa dhe prcaktuam disa parametra t rndsishm t puns s mullirit dhe

t seperatorit. Por, studimi i procesit t bluarjes dhe t seperimit, sht nj fush shum e

gjr, ku prfshihen si prsosja e procesit t bluarjes (prcaktimi i prmasave t trupave

bluars dhe raportet e tyre sasiore pr do dhom t mullirit, shpejtsia e ajrit, ndikimi i

lagshtis, temperatura e puns, diagrama e bluarjes, etj), ashtu edhe prsosja e procesit

t seperimit, q ndikon shum n procesin e bluarjes dhe cilsin e imentos s prftuar.


27

KAPITULLI II

LNDT DJEGSE N PRODHIMIN E KLINKERIT

2.1 LNDT DJEGSE N INDUSTRIN E IMENTOS

Pr t prodhuar imento, krkohet nj energji e lart termike. Pjekja e 1 kg klinker

nga lndt e para, gur glqeror dhe argjil, krkon afrsisht 418 kkal energji termike,

duke u nisur nga llogaritjet baz. Gama e lndve djegse alternative sht shum e gjer:

biomasa bujqsore, biomasa jo-bujqsor (p.sh. kafshve dhe nnproduktet), mbetjet

kimike dhe t rrezikshme, dhe lndt djegse me baz nafte (Chinyama, 2001). N

industrin e prodhimit t imentos lndt djegse, jan zakonisht n form gazi, lng dhe

t ngurt (Chinyama, 2001).

Tabela 2.1. Opsione t lndve djegse pr industrin e imentos

Lndve djegse t

lngshme

Mbetje kimike, mbetje distilimi, trets mbetjesh, vajra t

prdorur, pezulli dylli, mbetje petrokimike, mbetje boj,

llum t nafts.

Lnd djegse t gazta Gazi natyror, gazi landfill, gazit pirolize

Lndt djegse t ngurta Koks nafte, mbetje letr, mbetje gome, pulp llumi,

mbetje shtpiake, goma t prdorura, bateri, mbetje

plastike, mbetje druri, ujrave t zeza, lnd djegse q

rrjedhin nga plehrat (skarcot) etj

Nse prdoret ndonj prej ktyre lndve djegse n fabrikn e imentos, duhet t dihet

prbrja e lnds djegse (Kntee, Zevenhoven, Backman, Hupa, 2000). Pjesa m e

madhe e fabrikave t prodhimit t imentos pdorin koks nafte si lnd djegse, sepse ka

nj kosto efektive n krahasim me qymyrin linjit apo naft furre. Prdorimi i gazeve t

tjer sht i nj rndsie m t vogl. Qymyrguri dhe linjitet prdoren n furrat

rrotulluese t imentos dhe n thars. Qymyri koks nafte prdoret n furrat vertikale

(CEMBUREAU, 1999). Qymyri q prdoret n industrin e imentos duhet t prmbush

krkesat si m posht:

Fuqia kalorifike 6500 7000 kkal/kg

Hiri 12 15 %

Lnda volatile mbi 12 %

Mund t prdoren edhe przierje t qymyreve t ndryshme, n prqindje t caktuara

(Kntee, Zevenhoven, Backman, Hupa, 2001).


28

2.2 LNDT DJEGSE T NGURTA QYMYR

Lndt djegse t ngurta, prbhen nga komponime organike dhe minerale. N

prbrsit organik, futen karboni (C), hidrogjeni (H), oksigjeni (O) dhe azoti (N); ndrsa

n prbrsit mineral futen squfuri (S) dhe hiri. Hiri i qymyrit nga ana sasiore prbhet

nga: 15 20 % Al2O3, 25 40 % SiO2, 20 45 % Fe2O3, 1 5 % CaO, 0.5 1 % MgO

dhe 2 8 % SO3. Disa qymyre kan n prbrje klorure t cilat jan zakonisht n kufijt

nga 0.01 n 0.1 %. Qymyret me prmbajtje t lart hiri prmbajn klor mbi 0.4 % dhe

fluor mbi 0.02 %. Prve prbrjes minerale, hiri i qymyrit prmban kripra (kloruresh

dhe suflatesh), dhe lnd volatile.

Tabela 2.2 Prbrsit elementar t qymyrit linjit dhe koksit t nafts Prbrja elementare e qymyrit linjit dhe koksit t nafts

Prbrsit Qymyri linjit (%) Qymyri koks i nafts ( %)

Karboni (C) 60 72 80 90

Hidrogjeni (H) 1 5 0.4 2

Oksigjeni (O) 2 4 0.1 0.6

Azoti (N) 0.3 0.7 1 2

Squfuri (S) 0.5 4 3.5 7

Hiri 5 15 0.5 1.5

Lagshtia 2 15 3 10

Prbrsit e djegshm jan karboni, hidrogjeni dhe squfuri. Kur digjen kta prbrs

kombinohen me oksigjenin nga ajri dhe prodhojn nxehtsi. Sa m e lart sasia e

prbrsve t djegshm n lndn djegse, aq m e lart sht vlera e nxehtsis q

arrihet. Vlersimi i lndve djegse, bhet vetm nga sasia e karbonit dhe hidrogjenit.

Squfuri, edhe pse i djegshm, nuk sht i dshirueshm, sepse djegia e tij prodhon

dioksid squfuri (SO2), i cili n kombinim me ujin formon acid sulfuror (H2SO3). Acidi

sulfuror shkakton korrozion t pjesve metalike t furrs dhe n gazet dalse sht ndots

i ambientit dhe shkatrrues i

doktoratura edion arapi, fakulteti i shkencave i natyrore

Documents