UNIVERZITET U TUZLI
TEHNOLOŠKI FAKULTET
Na osnovu člana 18. Pravilnika o završnom magistarskom radu na II ciklusu studija Univerziteta u Tuzli, Tehnološki fakultet
OBJAVLJUJE
Damir Mulamehmedović, diplomirani inženjer tehnologije će javno braniti završni magistarski rad na II ciklusu studija pod naslovom: “Sinteza optimalnog sastava alternativnih sirovina u proizvodnji klinkera“ na Tehnološkom fakultetu Univerziteta u Tuzli, 22.09.2023. godine u 14:00 sati, pred Komisijom u sastavu:
- Dr.sci. Sabina Begić, redovni profesor
uža naučna oblast “Hemijska tehnologija”
Tehnološki fakultet Univerziteta u Tuzli,predsjednik - Dr.sci. Zehrudin Osmanović, redovni profesor
uža naučna oblast “Hemijsko inženjerstvo”
Tehnološki fakultet Univerziteta u Tuzli,član - Dr.sci. Edisa Papraćanin, vanredni profesor
uža naučna oblast “Hemijsko inženjerstvo ”
Tehnološki fakultet Univerziteta u Tuzli,član.
Pristup javnosti je slobodan.
Završni magistarski rad može se pogledati u Sekretarijatu Tehnološkog fakulteta Univerziteta u Tuzli radnim danom od 08:00 do 16:00 sati.
REZIME RADA
U uvodnom dijelu rada magistarskog rada pod naslovom „Sinteza optimalnog sastava alternativnih sirovina u proizvodnji klinkera“, opisuju se osnovne operacije u procesu proizvodnje klinkera i cementa definišući osnovne faze u proizvodnji, kao i vrste sirovina koje su neophodne za proizvodnju. U uvodu je također naglašeno da su sirovine za proizvodnju klinkera/cementa uzrok nastanka značajnog dijela CO2 koji se emituje u atmosferu iz svakog cementnog postrojenja pojedinačno. Vodeći se činjenicom da je čak 75 % emitovanog CO2 nastalo tokom termičkog procesa obrade sirovina, a da je 25 % emitovanog CO2 nastalo kao produkt sagorijevanja energenata, kroz rad su definisana tri osnovna smjera koja vode ka značajnom smanjenju emisije CO2 u atmosferu, a oni su:
- razvoj tehnologije za prikupljanje, skladištenje i industrijsku upotrebu CO2,
- smanjenje udjela klinkera u cementu i
- supstitucija prirodnih sirovina za proizvodnju klinkera sa alternativnim sirovinama.
Obzirom da je svaki od navedenih koraka različit i neophodan je drugačiji pristup u procesu rješavanja problematike koju definiše, u magistarskom radu je analizirana supstitucija prirodnih sirovina za proizvodnju klinkera sa alternativnim, dok su teme vezane za razvoj tehnologija za prikupljanje i skladištenje CO2, kao i mogućnost smanjenja emisije CO2 smanjenjem udjela klinkera u cementu samo kratko obrađene, vodeći se činjenicom da navedene teme mogu biti definisane kao funkcija cilja u nekim narednim naučnim radovima.
U teoretskom dijelu magistarskog rada hronološki je predstavljen historijski pregled naučnih dostignuća vezanih za upotrebu alternativnih sirovina u cementnoj industriji, nakon čega je opisan proces proizvodnje klinkera i cementa putem teoretskog i šematskog opisa tehnološkog procesa za proizvodnju. Proces proizvodnje cementa je teoretski predstavljen preko tri osnovne tehnološke cjeline:
- proizvodnja sirovinskog brašna,
- proizvodnja klinkera i
- meljava cementa.
Opis procesa proizvodnje sirovinskog brašna se sastoji od nekoliko različitih koraka, a oni su: odabir sirovine za proizvodnju, hemijska analiza sirovina, prikaz principa rada metoda analize sirovina, te prikaza parametara kontrole kvaliteta sirovinskog brašna.
Proces proizvodnje klinkera je definisan kroz faze koje je neophodno ispuniti da bi se osigurao potreban kvalitet klinkera i cementa. U dijelu rada gdje se opisuje proces proizvodnje klinkera, definisane su granice koje osiguravaju kvalitet i kvantitet u proizvodnji, a da se pri tome ne krše zakonski propisane granice emisija štetnih materija u atmosferu. Odabir i prikaz metoda za analizu i kontrolu kvaliteta klinkera je također predstavljen kroz opis procesa pripreme i analiziranja uzorka.
Proces hidratacije cementa u beton, i značaj mineraloškog i hemijskog sastava klinkera na sam proces hidratacije je obrađen u dijelu rada proizvodnje (meljave) cementa.
Značaj uticaja cementne industrije na ukupnu svjetsku emisiju CO2, kao i značaj smanjenja emisije CO2 za pojedina proizvodna postrojenja sa ekološkog i ekonomskog aspekta, obrađeno je u posebnom dijelu teoretskog dijela rada, ističući značaj upotrebe alternativnih sirovina kao potencijala za smanjenje emisije CO2. Obzirom da je na nivou Evropske unije definisano tržište za trgovinu CO2 kvotama, a od 2026. godine se očekuje primjena istih pravila i u Bosni i Hercegovini, neophodno je bilo integrirati troškove emisije CO2 sa troškovima sirovinske smjese kako bi se osigurala i ekološka odgovornost ali i ekonomska opravdanost rada cementnih postrojenja. Trošak sirovinske smjese i trošak (količina) emitovanog CO2 integrirano je kao ukupni trošak, te je postavljen kao funkcija cilja ovog rada.
Kako je bilo potrebno pronaći optimalnu sirovinsku smjesu polazeći od parametara kvaliteta klinkera, te potrebnih granica koji osiguravaju stabilnost procesa proizvodnje, a da pri tome bude odabrana najjeftinija sirovinska smjesa sa najmanjom emisijom CO2 u atmosferu, razvila se potreba za razvoj matematičkog optimizacijskog modela.
U sastavu magistarskog rada izrađen je i matematički model u programskim alatima „Gams“ i „Excel“ putem kojih je moguće brzo odabrati procentualni sastav sirovinske smjese minimizirajući funkciju cilja, tj. cijenu koštanja sirovinske smjese, odnosno minimalne emisije CO2.
Obzirom da je rad izrađen uz podršku kompanije Lukavac Cement d.o.o., koja je pružila resurse za izradu magistarskog rada, posmatrane alternativne sirovine obrađene u teoretskom dijelu magistarskog rada su one koje su dostupne i koje imaju ekonomski potencijal za proizvodno postrojenje u Lukavcu. Broj dostupnih alternativnih sirovina je mnogo veći, ali alternativne sirovine navedene u radu su sasvim dovoljne za prikaz potencijala i razvoj metodologije brzog odabira potencijalne sirovine bez uticaja na stabilnost procesa i kvalitet proizvoda, a uz značajno ekološki i ekonomski prihvatljiviji proces proizvodnje.
U eksperimentalnom dijelu magistarskog rada je predstavljen model za odabir mogućih kombinacija prirodnih i alternativnih sirovina, gdje je odabir optimalne kombinacije predstavljen kroz dvije selekcijske metode i to:
- selekcija po kompatibilnosti hemijskog sastava smjese i
- selekcija po cijeni sirovinske smjese.
Na kraju rada je definisana optimalna sirovinska smjesa kao kombinacija prirodne sirovine „krečnjak“ i dvije alternativne sirovine „pepeo 2.“ i „gas-beton“, a koja je imala manju cijenu za 31,09 % od početne sirovinske smjese. Istovremeno, emisija CO2 u atmosferu je smanjena za 26,80 %. Smanjenje potrošnje prirodne sirovine za 31,92 % ujedno predstavlja i smanjenje otpadnog „gas-betona“ i „pepeo 2.“ na deponijama gdje se odlažu kao sporedni produkti termoenergetskog i građevinskog sektora, jer će isti biti upotrijebljeni kao sirovine u procesu proizvodnje klinkera.