Mr Saša Papuga, dipl. inž. hem. teh.
Tehnološki fakultet,
Univerzitet u Banjoj Luci
Univerzitet u Banjoj Luci
Tehnološki fakultet
(n/r Nau no-nastavno vije e)
Ul. Stepe Stepanovi a 73
78000 Banja Luka
Predmet: Prijava teme za izradu doktorske teze
Poštovani,
Obra am Vam se sa molbom da pokrenete proceduru za izradu doktorske teze i izbor
komisije za ocjenu podobnosti teme i kandidata za izradu doktorske teze pod nazivom
„Kopiroliza otpadne plastike i biomase“.
Uz prijavu prilažem:
•
•
•
Program doktorske teze;
Biografiju sa bibliografijom predloženog rukovodioca disertacije;
Biografiju sa bibliografijom kandidata.
Banja Luka, maj 2012. god.
Podnosilac prijave:
Mr Saša Papuga, dipl. inž. hem. teh.
_________________________
1
PROGRAM DOKTORSKE TEZE
1. NASLOV DOKTORSKE TEZE
„Kopiroliza otpadne plastike i biomase“
2. CILJ ISTRAŽIVANJA
Kao rezultat stalnog pove anja potrošnje plasti nih materijala, dolazi i do stalnog
pove anja produkcije otpadne plastike. Ve ina plasti nih materijala nije biorazgradljiva, ima
malu gustinu te je nepoželjno njihovo odlaganje na deponije (Aguado, et al. 2007). Tako e,
odlaganje na deponije ujedno zna i i nepovratan gubitak dragocjenih sirovina i energije.
Uvi aju i zna aj ovoga problema, EU je donijela niz Direktiva (i njihovih amandmana)
kojima zahtijeva kako odre en stepen reciklaže i ponovne upotrebe ovakvih materijala tako i
smanjenje koli ine otpada koji završi na deponiji (Directive 94/62/EC; Directive 1999/31/EC;
Directive 2000/53/EC; 2002/96/EC.). Tako e, Vlada RS donijela je Uredbu o upravljanju
ambalažom i ambalažnim otpadom (Sl. Gl. RS, 2011), po ugledu na važe e EU direktive, u
kojoj se tretira i problematika otpadne plastike, te se postavlja cilj od 22,5 % reciklaže
otpadne plastike i daje se prednost postupcima ponovne up trebe, reciklaže i energetske
obnove u odnosu na odlaganje na deponije.
Ipak, i pored zna ajnog napretka u polju reciklaže, ak 61 % otpadne plastike koja se
produkuje u zemljama zapadne Evrope još uvijek se odlaže na deponije. Preostalih 39 % se
recikluje, pri emu se samo 2 % (0,35 miliona tona) podvrgava procesima hemijske reciklaže
(Achilias, et al. 2008). Doma a, zvani na statistika pruža uvid samo u koli ine otpadne
plastike koja se produkuje na godišnjem nivou, dok podaci o eventualnim koli inama ovog
otpada koji se podvrgava procesima reciklaže nisu dostupni. Ipak, može se pretpostaviti da se
radi o koli inama koje su daleko ispod navedenog prosjeka u zemljama zapadne Evrope, te
da ve ina ovog otpada završi neiskoriš ena, odložena na deponijama otpada, u najboljem
slu aju. Kada je u pitanju otpadna biomasa, tako e nedostaje zvani nih podataka, ali iz
dostupne lierature može se konstatovati da se radi o ogromnim koli inama, koje su posljedica
intezivne primarne i sekundarne drvoprera iva ku industrije. Ako se uzme u obzir niska
efikasnost procesiranja drveta u pilanama, koja se procjenjuje na 40-45%, i ukupa koli ina
procesiranog drveta, dolazi se do koli ina drvnog otpada iz primarne i sekundarne
drvoprera iva ke industrije od približno 1.14 x 106 m3 godišnje na nivou države (Gvero, et al.
2010)
Jedna od tehnika hemijske reciklaže plasti nih masa je i piroliza odnosno termi ko
krekovanje. Piroliza predstavlja termohemijski proces, kojim se usljed zagrijavanja izaziva
razlaganje organske materije u inertnoj atmosferi. Za razliku od mehani ke reciklaže
plastike, prlikom koje dugi polimerni lanci ostaju sa uvani, piroliza produkuje fragmente
manje molekulske mase. Kao proizvod pirolize nastaje vrsta faza u vidu karbonizovane a i
i isparljiva frakcija koja se dalje razdvaja na kondenzabilne ugljovodonike (bio-ulje ili
piroliti ko ulje), sastavljene od parafina, izoparafina, olefina, naftalena i aromatskih
jedinjenja, i nekondenzabilni visokokalori ni gas. Relativni udio pojedinih faza odre en je
prije svega prirodom otpadne plastike, kao i izborom odgovaraju eg tipa reaktora. Tako e,
podešavanjem radnih uslova procesa, temperature, vremena reakcije, brzine zagrijavanja,
brzine hla enja produkata, pritiska, veli ine estica polazne sirovine i dr., mogu e je
2
kontrolisati brzinu i obim razgradnje, odnosno mijenjati relativni udio pojedinih faza te
dobijati razli ite proizvode. Zbog svega gore navedenog, u literaturi se može uo iti velika
varijacija u dobijenim rezultatima, kako u pogledu prinosa procesa pirolize, potrebe za
katalizatorima, tako i po pitanju kinetike procesa i kvaliteta dobijenih produkata. Detaljnija
analiza, data je u poglavlju Pregled istraživanja.
Kada je u pitanju piroliza biomase, može se re i da se taj proces koristi ve vijekovim
u proizvodnji drvenog uglja. Me utim novija istraživanja mehanizma pirolize biomase, prije
svega lignoceluloznih materijala, sugerišu na mogu nosti mijenjanja relativnog udjela
gasovitih, te nih i vrstih produkata variranjem brzine zagrijavanja, temperature i vremena
zadržavanja, odnosno sugerše se na mogu nosti brze pirolize i proizvodnje bio-ulja. (Q.
Zhang et al.2007).
Posljednjih godina, istraživanja kopirolize plastike i biomase postaju sve zna ajnija
obezbje uju i alternativni na in zbrinjavanja i konverzije ovih, u osnovi otpadnih, materijala
u vrijedne sirovine i goriva. Nekoliko autora u svojim istraživanjima pokazuju da je mogu e
zajedni kom pirolizom, odnosno kopirolizom, biomase i plastike ostvariti odre eni
sinergetski efekat u pogledu pove anja prinosa te nih produkata procesa (pregled relevantih
istraživanja dat je u poglavlju Pregled istraživanja). Me utim, istovremeno nekoliko drugih
autora navodi da u svojim istraživanjima nisu uo ili, ili bar ne u zna ajnom nivou,
sinergetski efekat kopirolize plastike i biomase, što otvara mogu nosti za dalja istraživanja i
karakteizaciju procesa pri razli itim radnim uslovima. Ono što je karakteristi no za navedena
istraživanja je da su sprovo ena, kako u razli itim eksperimentalnim uslovima, esto
nedovoljno pojašnjenim, tako i u razli itim tipovima reaktora. Isto tako, koriš ene su razli ite
vrste plasti nih materijala, razli ite vrste biomase, i razli iti relativni udjeli plastike i biomase
i razli ite granulacije estica. Sve ovo ini pore enje procesa dosta složenim. U ve ini
istraživanja, kao uzorak koriš eni su isti (svježe sintetizovani) pojedina ni polimeri ili
njihove smjese, pri emu su birani ili fiksni udjeli pojedinih polimera ili je u nekim
istraživanjima vršena i varijacija ovog udjela, kako bi se ispitao optimalni udio pojedinih
komponenata, što dodatno usložnjava analizu i pore enje razli itih sistema i
eksperimentalnih uslova.
Generalno, može se konstatovati
da postoji zna ajna varijacija podataka o
odgovaraju im uslovima procesa, konfiguraciji reaktorskih sitema, kako kada je u pitanju
piroliza plastike i biomase, tako kada je u pitanju njihova kopiroliza.
Uzimaju i u obzir prethodno navedene injenice, ovaj rad e se bazirati na istraživanju
optimalnih uslova pirolize otpadne plastike i biomase u poluindustrijskoj instalaciji koja e
biti razvijena za datu namjenu.
Osnovni cilj ove disertacije je istraživanje uticaja razli itih parametara
(eksperimantalnih uslova) procesa na pirolizu otpadne plastike, biomase i zajedni ku pirolizu
njihove smjese. Ova istraživanja e rezultovati odre ivanjem optimalnih radnih uslova koji e
doprinositi ve em prinosu bio-ulja.
Za potrebe istraživanja bi e razvijeno pilot postrojenje za pirolizu otpadnih materijala.
Rezultati eksperimenata, odnosno odgovaraju ih mjerenja i izra unavanja, e
omogu iti analizu uticaja radnih uslova, prenosa toplote i kinetike procesa, na pirolizu
otpadne plastike, kao i analizu mogu eg sinergetskog efekta kopirolize otpadne plastike i
biomase u predloženom postrojenju za pirolizu i pri datim radnim uslovima. Dobijeni
rezultati bi e pore eni sa dostupnim podacima u literaturi i diskutovani u smislu me usobne
povezanosti radnih uslova, prinora reaktora i modela prenosa toplote i kinetike procesa, te
konfiguracije predloženog pilot postrojenja za pirolizu.
Nakon utvr ivanja optimalnih radnih uslova bi e sprovedena kvalitativna hemijska
analiza dobijenih produkata primjenom neke od instrumentalnih metoda analize kao što su IR
spektroskopija, gasna hromatografija ili FTIR spektroskopija. Dobijeni rezultati bi e pore eni
3
sa dostupnim podacima u literaturi, te diskutovani u smislu me usobne povezanosti nastanka
pojedinih frakcija, izabranih/optimalnih radnih uslova i konfiguracije predloženog sistema za
pirolizu.
S obzirom na karakteristi an sistem pirolize koji e biti razvijen za potrebe ovih
istraživanja, kao i karakteristi an sastav polazne sirovine moglo bi do i do odstupanja u
odnosu na dostupne literaturne podatke, odnosno druga istraživanja. Za sirovinu koristi e se
smjesa otpadne plastike, pri emu e maseni odnos pojedinih vrsta plastike u sirovinskoj
smjesi odgovarati njihovom karakteristi nom masenom odnosu u smjesi komunalnog otpada
iz regiona. Kao uzorak biomase koristi e se otpadna piljevina, koja e biti prethodno sušena
do konstantne vlažnosti, kako bi se izbjegao uticaj varijacije vlažnosti u polaznoj sirovini.
Specifi nim izborom sirovine, pokušava se na jednostavan na in omogu iti dostupnost
sirovine, te ukazati na mogu nosti koriš enja ovih, u osnovi otpadnih materijala, te na taj
na in dati doprinos budu em razvoju sistema recikalže otpadne plastike i biomase na našim
prostorima, i uopšte doprinos održivom razvoju. Tako e, ovo treba da omogu i i lakše
približavanje EU standardima, odnosno strogih zahtjeva u pogledu stepena reciklaže i
smanjenju koli ine otpada koji se nepotrebno odlaže na deponijama.
Dobijeni rezultati eksperimentalnih ispitivanja i sprovedene analize e omogu iti dalji
razvoj sistema za pirolizu ne samo otpadne plastike i biomase, nego i drugih sekundarnih
sirovina, prije svega otpadnih pneumatika. Pokušava se naglasiti da je mogu e i u doma im
uslovima, sa doma om intelektualnom i radnom snagom, razviti sisteme koji se danas
razvijaju u drugim naprednijim/bogatijim zemljama. Konkretno, o ekuje se da e sprovedena
istraživanja dati novi uvid u složene fenomene koji se odvijaju tokom analiziranih procesa i
omogu iti razvoj manjih sistema za termohemijsku konverziju razli itih vrsta otpada
organskog porijekla.
S obzirom na prethodno, kao i injenice da je u Republici Srpskoj i BiH, generalno,
nerazvijen sistem hemijske reciklaže plastike, a istovremeno se postavlaju ciljevi u pogledu
reciklaže koji važe u razvijenim zemljama EU, te da najve e koli ine ove sekundarne
sirovine završavaju kao otpad, na ovaj na in e se dati doprinos budu em razvoju savremenih
sistema tretmana otpada na našim prostorima i uopšte približavanju EU u oblasti zaštite
životne sredine i održivog razvoja.
4
3. PREGLED ISTRAŽIVANJA
Generalno, procesi reciklaže otpadne plastike dijele se u etiri kategorije (Al-Salem et
al. 2009): re-ekstrudiranje u samom proizvodnom procesu (primarna), mehani ka
(sekundarna), hemijska ili sirovinska (tercijarna) i energetska (kvarterna) reciklaža tj. procesi
insineracije sa koriš enjem toplote procesa. Procesi insineracije, i pored mogu nosti
koriš enja toplote koja se oslobodi tokom procesa, u suštini predstavljaju gubitak vrijednog
organskog materijala, emituju gasove staklene bašte kao i toksi ne gasove poput dioksina i
furana, te nailaze na sve snažaniji otpor javnosti. S druge strane, procesi mehani ke reciklaže
se odnose na razdvojene tokove pojedina nih polimernih materijala, koji istovremeno moraju
biti o iš eni od prašine, metala i drugih kontaminanata, što dodatno usložnjava proces. Stoga,
može se re i da su danas najinteresantniji procesi hemijske reciklaže, pri kojim se otpadna
plastika prevodi u polazne monomere ili druge vrijedne sirovine, koji se dalje mogu koristiti
u nizu industrijskih procesa ili kao goriva (Achilias, et al. 2008), .
Procesi pirolize plastike obi no se dijele na nisko, srednje i visokotemperaturne
procese sa odgovaraju im temperaturama, do 600°C, od 600°C do 800°C i preko 800°C.
Niskotemperaturni procesi se generalno koriste za pove anje relativnog udjela te ne faze u
produktima procesa, dok se visokotemperaturni procesi koriste ako se želi pove ati obim
produkcije gasovite faze. Polimeri kao što su polistiren i polimetilmetakrilat pri pirolizi
produkuju polazne monomere i druga monoaromatska jedinjenja, uz ostale ugljovodonike,
dok polietilen i polipropilen daju prinos od svega 0-2% polaznih monomera te se kao takvi
koriste za produkciju drugih ugljovodonika (Kiran et al. 2000).
Istraživanja procesa pirolize polimernih/plasti nih materijala su relativno novijeg
datuma. Prisutno je niz radova koji obra uju ovu tematiku, a neki od novijih radova su
(Singh et al.2012), (Ding et al. 2012), (López et al. 2011a), (López i sar 2011b),
(Khaghanikavkani i Farid, 2011), (Siddiqui i Redhwi, 2009), (Panda et al. 2010). Ve ina
istraživanja bazira se na termogravimetrijskim analizama (TGA), te na ispitivanju kinetike
procesa ili na ispitivanju uticaja razli itih procesnih parametara, prije svega temperature i
vremena reakcije, na prinos produkata. Data istpitivanja, se sprovode na malim uzorcima i
naj eš e u autoklavima, namjenskim ure ajima za sprovo enje TGA i u reaktorima sa
fiksnim slojem.
Tako e, ve ima istraživanja se sprovodi na istim uzorcima polimera, dok svega
nekolika radova tretira tematiku otpadne plastike i smjesa razli itih vrsta otpadne plastike. U
pojedinim istraživanjima vrši se miješanje više vrsta istih sintetizovanih polimera, te se na
taj na in pokušava simulirati sastav otpadne plastike. Piroliza uzoraka otpadne plastike može
da se razlikuje od pirolize istih polimera jer je mogu e da su uzorci ve djelomi no
degradirani, zaprljani esticam prašine i uopšte ostacima svog radnog okruženja. Tako e,
teško je mljevenjem miješane otpadne plastike posti i jenoli an sastav sirovine. Razli iti
aditivi koji se nalaze u gotovim proizvodima od plastike, mogu tako e imati uticaj na
karakteristike pirolize samog polimera (Hall i Williams, 2006)
Ono što je karakteristi no za ve inu istraživanja, jeste da se kre e od neke fiksne
brzine zagrijavanja uzorka, te se pri datoj brzini zagrijavanja ispituju uticaji svih drugih
procesnih parametara. Me utim, poznato je da je sa ve im brzinama zagrijavanja mogu e
dobiti ve i prinos te ne faze, uz uslov dovoljno malog vremena zadržavanja odnosno reakcije
u gasnoj fazi, u tom slu aju se govori o brzoj odnosno fleš pirolizi. Istovremeno dokazano je
da sa pove anjem brzine zagrijavanja dolazi i do pove anja temperature pirolize. Tako e,
odre eni autori navode i mogu nosti kontrole i promjene brzine zagrijavanja u procesu, te
primjenu višefazne pirolize, konkretno kod pirolize otpadnih guma, a u cilju iskoriš enja
toplote egzotermnog dijela procesa za narednu endotermnu sekvencu, te na taj na in
5
smanjuju i ukupnu potrošnju energije u procesu (Cheung et al. 2011a), (Cheung et al.
2011b), (Lam et al, 2011).
Detaljna studija mehanizama termi ke depolimerizacije polimera izložena je u (Cullis
et al.1981) gdje se predlažu 4 tipa mehanizma pirolize polimernih materijala, kako je
navedeno u (Ofoma, 2006). Poznato je da se piroliza PE i PP odvija po mehanizmu kidanja
kraja lanaca uz stvaranje razli itih oligomerea i dimera (Demirbas, 2004). Peterson i sar.
(Peterson et al. 2001) navode da pri termogravimetrijskoj dekompoziciji PE, najve im
dijelom nastaje 1-heksen i propen, kako je navedeno u (Ofoma, 2006).
U radu (Khaghanikavkani i Farid, 2011), dat je detaljan pregled dosadašnjih studija
kinetike termi kog razlaganja otpadne plastike. Ve ina autora razmatra brzinu razlaganja PE i
PP a uz primjenu standardnih kineti kih zakonitosti za reakcije prvog reda, pri emu se
navodi veoma širok opseg mjerenih vrijednosti energije aktivacije od 160 do 498 kJ/kmol i
predeksponencijalnog faktora i to ak 1011 do 1021 1/s, u primjeru PE.
Naj eš e koriš ena tehnika za odre ivanje navedenih kineti kih parametara je TGA,
pri emu pouzdanost primjenjivane tehnike zavisi od niza pretpostavki i pojednostavljenja u
izrazima za kinetiku procesa. Tako e, odre eni autori su odre ivali kineti ke parametre na
temelju destilacije produkata na razli ite frakcije, što dodatno otežava pore enje podataka.
Primjenjivana su i mjerenja u izotermalnim i neizotermalnim uslovima, u ve ini studija može
se uo iti da kineti ki parametri dobijeni u izotermalnim uslovima neodgovaraju parametrima
dobijenim u neizotermalnim uslovima. Može se re i da je ovako širok opseg dobijenih
rezultata i njihovo neslaganje, posljedica razli itosti uslova prenosa toplote i veoma
kompleksnog mehanizma razgradnje, s obzirom na veoma širok opseg radnih uslova.
Prisustvo estica metala ubrzava reakciju razgradnje plastike, najvjerovatnije zahvaljuju i
pove anju prenosa toplote.
Kada se radi o kvantitativnom i kvalitativnom sastavu produkata procesa pirolize,
sli no kao i kod prethodno opisane kinetike, može se uo iti jako širok opseg objavljenih
rezultata. Ovo je svakako posljedica razli itih radnih uslova procesa, razli itih konfiguracija
rekcionog sistema, razli itog kvaliteta sirovina, kao i primjene razli itih metoda uzorkovanja
i analize dobijenih produkata (kondenzacija, apsorpcija sa razli itim rastvara ima, direktna
masena spektrofotometrija, gasna hromatografija sa razli itim sistemima detekcije itd.). Sve
ovo ini pore enje rezultata jako složenim. Ipak, u literaturi se može prona i niz radova koji
daju pregled prinosa i kvalieta dobijenih produkata u razli itim istraživanjima. Neki od
novijih radova su: (Siddiqui i Redhwi, 2009), (Williams i Slaney, 2007), (Jung i Fontana,
2006). Generalno, relativno mnogo istraživanja je sprovedeno na pojedina nim vrstama istih
sintetskih plasti nih materijala ili na njihovima smjesama, koje najvjerovatnije pokazuju
razli ito ponašanje u procesu pirolize u odnosu na otpadnu plastiku, dok je svega nekoliko
istraživanja sprovedeno na plastici porijeklom iz komunalnog otpada. Pregled nekih od
komercijalizovanih procesa pirolize otpadne plastike može se na i u (UNEP, 2009), (Scheirs,
2006), (Arena et al. 2006), (Okuwaki et al. 2006), (Xingzhong, 2006).
Kada je rije o pirolizi biomase, danas su od posebnog interesa procesi brze pirolize sa
ciljem proizvodnje te nih goriva, koja se mogu skladišti i transportovati sa nižim troškovima
u odnosu na vrstu biomasu (IEA Bioenergy, 2007). Ovi procesi se sprovode na
atmosferskom pritisku, relativno niskim temperaturama (400-450°C), velikim brzinama
zagrijavanja (1000–10000 K/s), kratkom vremenu zadržavanja (do 2s) i brzom hla enju gasa
(Zhang et al. 2007). Ovi uslovi omogu avaju da se intermedijerni te ni produkti kondenzuju
prije stupanja u sekundarne reakcije, koje dovode do kidanja ve ih molekulskih lanaca, te
stvaranja gasovitih-nekondenzabilnih produkata.
6
Težište ve ine istraživanja je na primjeni produkata pirolize u energetke svrhe, s
obzirom na rastu e zahtjeve u pogledu smanjenja emisije gasova staklene bašte, jer se radi
obnovljivom izvoru i CO2 neutralnom izvoru energije. Me utim, pored koriš enja produkata
pirolize kao goriva, isti se mogu koristiti i za druge namjene. Npr. te ni produkti sadrže niz
hemijskih jedinjenja koja se mogu koristiti kao sirovine za sintezu niz drugih jedinjenja,
adheziva, ubriva, smola, za proizvodnju vodonika, dodataka hrani, hidroksiacetat aldehida,
levoglukozana, itd. (Bridgwater, 2002).
Sli no kao i kod procesa pirolize plastike, sastav i koli ina produkata kod pirolize
biomase zavise od niza faktora, kao što su u radni uslovi u kojima se sprovodi proces (brzina
zagrijavanja, temperatura, vrijeme reakcije, pritisak i dr.), tipa i kvaliteta sirovine,
konfiguracije rakcionog sistem i dr. Sve ovo ini pore enje rezultata razli itih istraživanja
veoma otežanim. Generalno, oko 45-70% (suve) biomase može se prevesti kondenzabilne
pare (bio-ulje), 10-25% se prevede u nekondenzabilne gasove i oko 10-30% se preved u a ,
odnosno poru ne ugljeni ne estice (Bridgwater, Peacocke, 2000). U (Bajus, 2010)
predstavljeni su rezultati istraživanja procesa spore pirolize biomase, u obliku bukove
piljevine, u šaržnom reaktoru na temperaturama od 350 do 450 °C i vremenu reakcije od 95
min. Dobijeno je 25.1 %. gasa, 44.3 %wt. te nih produkata i 30.6 % vrstog ostatka, te se
ukazuje na strogu zavisnost relativnog udjela ovih produkata od uslova prenosa toplote.
Osnovni elementi sistema za brzu pirolizu uklju uju doziranje, sušenje, usitnjavanje
sirovine, predtretman, konfiguraciju reaktora, izvor toplote, prenos toplote, vrijeme reakcije,
temperaturu reakcije, vrijeme zadržavanja para u reaktoru, sekundarno krekovanje, separaciju
a i i sakupljanje te nih produkata. Pregled i diskusija prethodno pomenutih elemenata
sistema brze pirolize dat je u (Bridgwater, 1999).
Iako se tehnologije brze pirolize biomase razvijaju još od 80-tih godina prošlog vijeka,
još uvijek nisu potpuno komercijalizovane i postoji niz tehni kih aspekata koje je potrebno
riješiti, kao što su obezbje enje toplote za proces, prenos toplote, hidrodinamika procesa (kod
sistema sa fluidizovanim slojem), održavanje odgovaraju eg prinosa reaktora, separacija a i,
priprema biomase, scale-up, doziranje sirovine, kontrola sekundarnih reakcija, definisanje
odgovaraju eg kvaliteta produkata, monitoring i kontrola (Bridgwater, 2002).
Generalno može se re i da je u budu em periodu potrebno poboljšati pouzdanost
reaktora i uopšte procesa pirolize, demonstrirati mogu nosti koriš enja bio-ulja kao goriva za
kotlove, motore i turbine, kao i dodatno razvijati tehnologije pirolize za proizvodnju
hemikalija i biogoriva.
Posljednjih godina, tehnologije kopirolize postaju sve zna ajnije jer obezbje uju jedan
alternativan na in zbrinjavanja i konverzije plasti nih polimera i lignoceluloznih materija u
vrijedne sirovine i goriva. Na taj na in ne samo da se izbjegava neracionalno odlaganje
ovakvih potencijalno vrijednih materijala, ve se obezbje uje i potencijalno gorivo ili izvor
sirovih hemikalija za niz industrijskih i drugih aplikacija (Paradela et al.2009), (Cornelissen
et al. 2008a); (Rutkowski et al. 2005), (Cornelissen et al. 2008b)
Poliolefinski polimeri, kao što su PE i PP, sadrže približno 14% vodonika. Stoga se
uzima da ovi materijali mogu da obezbijede vodonik tokom termohemijskog procesiranja sa
drvnom biomasom, te da na taj na in pove avaju sadržaj ugljenika i vodonika u gorivu
odnosno da poboljšaju kvalitet dobijenog goriva, bio-ulja. Rezultati više istraživanja navode
da je mogu e smjesu drvnih materijala sa PE i PP prevesti u te ne produkte primjenom
tehnika ko-pirolize, te se navodi na postojanje sinergetskog dejstva u vidu pove anja prinosa
te nih produkata (Sharypov et al. 2003), (Marin et al. 2002), (Sharypov et al. 2002),
U komleksnom istraživanju ko-pirolize više razli tih vrsta drvne biomase i istog
sintetskog PE i PP (individualno) dokazano je da sastav sirovine, priroda i biomase i
polimera, kao primijenjeni radni uslovi procesa imaju veliki uticaj na prinos, hemijsku
7
strukturu i fizi ke osobine dobijenih produkata (Sharypov et al. 2002). Preliminarnim TGA
ispitivanjima pokazano je da se biomasa termi ki razlaže na nižim temperaturama u odnosu
na ispitivane polimere, te da svaka komponenta pokazuje nezavisno termi ko ponašanje u
ispitivanoj smjesi biomasa/plastika (1:1 maseni odnos). Proces je ispitivan na temperaturama
od 360 do 450°C), te se navodi da je za datu smjesu (1:1) optimalna temperatura konverzije
400 °C, odnosno temperatura pri kojoj se dobija maksimalan prinos od 18,5% (maseni
procenti) te nih produkata. Nadalje, za datu temperaturu ispituje se otptimalan odnos
biomasa/plastika, te što je posebno interesantno, dokazuje se da za smjese koje sadrže više od
50% plastike se javlja neaditivan efekat prinosa te ne faze. Ovo se ogleda u tome da je
prinos te ne faze ve i nego kada se uzme o ekivani prinos koj bi dobili kao prostu sumu
prinosa pirolize biomase + prinos pirolize plastike. Ustanovljeno je da se za smjesu od
80%PP i 20% drvne biomase dobija prinos te ne faze koji je više od dvostruko ve i od
o ekivanog. Ova ispitivanja su sprovo ena u rotacionom autoklavu zapremine 0,250 l
(Sharypov et al. 2002). U navedenom istraživanju nije opisana dinamika zagrijavanja, samo
se navodi da je termi ki tretman trajao od 1-3 h, a poznato je da je dinamika zagrijavanja
jedan od osnovnih parametara koji uti u na prinos pirolize, kako biomase, tako i plastike, što
je ve opisano u ovom poglavlju. Ipak, jasno je da se radi o procesu spore pirolize.
U radu (Rutkowski et al. 2005) istraživana je piroliza celuloze (C), polistirena (PS) i
smjese celuloza/polistiren (9:1, 3:1, 1:1, 1:3), a u cilju dobijanja bio-ulja. Prinos piroliti kog
ulja iznosio je od 45,5 do 94,8%, zavisno od sastava sirovine. U zaklju ku se navodi da
dodatak PS ima pozitivan efekat na pirolizu celuloze u smislu pove anja prinosa bio-ulja, te
da je hemijski sastav dobijenog bio-ulja u strogoj zavisnosti od dodatka PS. Istraživanja su
vršena u rektoru tipa rotacione pe i, sa uzorcima od 50g, pri fiksnoj brzini zagrijavanja od 20
°C/min, do temperature od 500 °C. Uticaj temperature na procesa nije razmatran.
Istraživanje procesa ko-pirolize smjese drvog materijala vrbe i polilaktonske kiseline
(PLA) (10:1, 3:1, 1:1, 1:2) u uslovima fleš pirolize na temperaturi od 600 °C prikazano je u
(Cornelissen et al. 2008b). Me u testiranim smjesama, najve i sinergetski efekat pokazala je
smjesa vrba/PLA 1:2, uz smanjenje produkcije nepoželjne piroliti ke vode od 28% i
pove anje energetske vrijednosti dobijenog goriva. Ono što je karakteristi no u odnosu na
prethodna istraživanja, koja su sprovo ena u autoklavima uz kasnije uzorkovanje produkata,
ovi procesi si istraživani u posebnom tipu reaktora sa Arhimedovim vijkom i vrelim pjeskom
kao medijumom za direktno kondukciono zagrijavanje, a koji je konstruisan za tu namjenu.
Instalacija sadrži i sistem doziranja i sistem kondenzacije produkata za razliku od prethodno
navedenih istraživanja i radi kao polušaržni sistem.
Tako e isti autori istražuju i ko-pirolizu smjese drvnog materijala vrbe i biopolimerapolihidroksibutirata (PHB), u sli nim uslovima i u istom reakcionom sistemu na temperaturi
od 450°C, te tako e dokazuju postojanje sinergetskog efekta ali u ovom slu aju za smjesu 1:1
(Cornelissen et al. 2008a). Dakle u ovim radovima nije razmatran uticaj temperature i
dodatno ne navode se uslovi zagrijavanja reakcione smjese. Navodi se da se radi o fleš
pirolizi, ali i dalje ostaju nejasni uslovi prenosa toplote u samom reaktoru i njihov uticaj na
proces u cjelini.
U radu (Bhattacharya et al. 2009) istražuje se ko-piroliza smjese drvnog ipsa bora i
PS, HDPE, PP, istih sintetskih polimera, individualno, na temperaturama od 525, 450 and
450 °C. Ono što je karakteristi no u odnosu na prethodna istraživanja jeste da se proces
istražuje u posebnom tipu reaktora- auger reaktor, te se ukazuje na povoljno dejstvo kopirolize u smislu pove anja sadržaja ugljenika i vodonika, pove anja toploten mo i,
smanjenja sadržaja vode i viskoznosti dobijenog goriva u odnosu bio-ulje dobijeno iz istog
drvmog materijala bora. Tako e u vom radu se navodi da nije uo en sinergetski efekat, te se
pretpostavlja da u datom reaktoru termi ka razgradnja plastike i naknadan kondezacija para
obavlja toliko brzo da ne dolazi do interakcije sa produktima pirolize biomase. Što se ti e
8
zagrijavanja navodi se odre ena dinamika zagrijavanja sirovine prije ulaska u reakcionu
zonu, me utim nakon ulaska u istu, brzina zagrijavanja i vrijeme zadržavanja ostaje
nepoznato, kako i sami autori navode. Isti e se da je piroliza brza, ali ne kao u reaktorima sa
fluidizovanim slojem.
Istraživanje uticaja, vremena reakcije, temperature reakcije, po etnog pritiska i odnosa
smjese drvni ostaci bora/otpadna plastika u uslovima rada rotiraju eg autoklava dato je u
(Paradela et al.2009). Karakteristi no je to da je koriš ena fiksna smjesa 3 vrste plasti nih
materijala 6% PE, 17% PS i 27% PP, a mjenjan je odnos biomasa /smjesa plastike od 0 do
100%. Za razliku od drugih radova, (Sharypov et al. 2003), (Marin et al. 2002), (Sharypov et
al. 2002), koji su tako e sprovo eni u autoklavima, kao i radova (Cornelissen et al. 2008a);
(Rutkowski et al. 2005), (Cornelissen et al. 2008b), ovdje se navodi da nije uo en sinergetski
efekat u vidu pove amja prinosa bio-ulja. U radu se navodi uticaj procesnih parametara na
sastav gasovitih i te nih produkata, te se sugeriše da je potrebno sprovesti dodatna
istraživanja da bi se ispitao eventualni pozitivan uticaj prisustva plastike na kvalitet dobijenih
te nih produkata.
U radu (Berruceo et al.2004) predstavljeni su rezultati istraživanja za ko-pirolizu
piljevine bora i istog sintetskog PE na temperaturama od 640, 685, 780 i 850 °C, uz fiksan
odnos sadržaj smjese piljevina/PE 3:1. U radu se navodi da nije uo en sinergetski efekat u
vidu pove anja prinosa te nih produkata (ne uzimaju i u obzir vodu), ve naprotiv došlo je
do njihovog smanjenja a pove ava se prinos gasovitih, nekondenzabilnih produkata kopirolize. Pokazano je da se sa pove anjem temperature pove ava prinos gasne faze kako kada
su u pitanju piroliza istih sirovina, tako i kada se radi o ko-pirolizi navedene smjese. Za
razliku od prethodno navedenih istraživanja ko-pirolize, ova istraživanja su sprovedena u
laboratorijskom reaktoru sa fluidizovanim slojem, dijametra 4,3cm i visine 23 cm, spojenim
sa sistemom za kondezaciju te nih produkata i sistemom za uzorkovanje/sakupljanje nekondenzabilnih produkata.
Dakle, može se zaklju iti da postoji zna ajna varijacija u objavljenim rezultatima
istraživanja ko-pirolize biomase i plastike. Navedena istraživanja su sprovo ena, kako u
razli itim eksperimentalnim uslovima, esto nedovoljno pojašnjenim, tako i u razli itim
tipovima reaktora. Isto tako, koriš ene su razli ite vrste plasti nih materijala, razli ite vrste
biomase, i razli iti relativni udjeli plastike i biomase i razli ite granulacije estica. U
navedenim istraživanja kao uzorak koriš eni su isti (svježe sintetizovani) pojedina ni
polimeri ili njihove smjese, pri emu su birani ili fiksni udjeli pojedinih polimera ili je u
nekim istraživanjima vršena i varijacija ovog udjela, kako bi se ispitao optimalni udio
pojedinih komponenata, što dodatno usložnjava analizu i pore enje razli itih sistema i
eksperimentalnih uslova.
9
4. RADNA HIPOTEZA
Postavljeni ciljevi i trenutni na in zbrinjavanja otpada, prije svega kada je rije o
reciklaži otpadne plastike i velikim koli inama otpadne biomase-piljevine, postavili su
nekoliko polaznih hipoteza ove doktorske disertacije:
Sadašnji na in tretiranja i uopšte upravljanja otpadnom plastikom ne zadovoljava
uslove propisane važe im, kako EU tako i doma im, zakonskim okvirima;
Razvojem pilot postrojenja za pirolizu otpadnih materijala mogu e je dati novi
uvid u prirodu složenih procese pirolize i kopirolize koji se odvijaju u realnim
uslovima rada pilot postrojenja;
Pirolizom plasti nog otpada u šaržnom reaktoru mogu e je dobiti vrijedan
produkat, koji se može dalje koristiti kao energent ili kao polazna sirovina za druge
procese;
Kopirolizom otpadne plastike i biomase mogu e je ostvariti sinergetski efekat u
smislu pove anja prinosa te ne faze u odnosu na pirolizu iste biomase;
Pogodnim izborom radnih uslova procesa, može se posti i optimalan prinos te nih
produkata kopirolize otpadne plastike i biomase u predloženoj instalaciji za
kopirolizu;
Izborom odgovaraju e dinamike grijanja reaktora mogu e je ostvariti optimalan
režim zagrijavanja u smislu smanjenja ukupne potrošnje energije za dati proces i
pove anja prinosa reaktora, odnosno pove anja energetske efikasnosti procesa.
5. MATERIJAL I METODE RADA
Kao materijal za istraživanja koristi e se otpadne plastike, biomasa i njihove smjese.
Maseni odnos pojedinih vrsta plastike u sirovinskoj smjesi e odgovarati njihovom
karakteristi nom masenom odnosu u smjesi komunalnog otpada iz regiona.
Pri izboru pojedinih vrsta plastike za sirovisku smjesu vodi e se ra una da u smjesu
u u najzastupljenije vrste plastike u komunalom otpadu iz regiona, uz istovremeno vo enje
ra una da produkti pirolize sadrže što manju koli inu toksi nih gasova. Stoga se ne e
uklju ivati materijale kao što su npr. polivinilhlorid PVC (zbog prisutnosti hlora), akrilonitril
butadien stiren ABS (zbog mogu e pojave cijanidnih jedinjenja). Smjesa otpadne plastike
bi e pripremljena mljevenjem u laboratorijskom elektri nom mlinu, vagana, i u
odgovaraju poj grupi eksperimenata mješana sa uzorcima biomase prema utvr enim
odnosima.
Kao uzorak biomase koristi e se otpadna drvna biomasa, npr. piljevina koja e biti
prethodno sušena do konstantne vlažnosti, kako bi se izbjegao uticaj varijacije vlažnosti u
polaznoj sirovini. U nekim budu im istraživanjima može se pokušati i sa varijacijom sadržaja
vlage u polaznoj sirovini te ispitivati i taj uticaj na itav proces.
Za potrebe istraživanja bi e razvijeno pilot postrojenje za pirolizu otpadnih materijala.
Predloženo postrojenje e uklju ivati:
o
o
o
o
o
reaktorski sistem sa mogu noš u polušaržnog /polukontinuiranog rada;
sistem za doziranje sirovina;
sistem brzog hla enja odnosno kondezacije bio-ulja;
sistem separacije gasovitih i te nih produkata;
sistem za postizanje inertne atmosfere u uslovima rada instalacije;
10
o sistem za regulaciju i kontrolu procesa;
o sistem akvizicije podataka sa mogu noš u dalje obrade na PC-u.
Kako bi se ispitao uticaj radnih uslova na prinos reaktora i njegovo termi ko
ponašanje, bi e sprovedeno niz mjerenja koja e davati podatke o uticaju temperature,
vremena, sastava smjese plastika/biomasa i dinamike grijanja reaktora. U sklopu mjerenja
bi e snimane slede e zavisnosti:
ℵ Promjene temperature praznog reaktora u funkciji vremena, pri razli itim
brzinama zagrijavanja reaktora;
ℵ Promjena temperature reaktora u funkciji vremena, pri razli itim koli inama
otpadne plastike, biomase i smjese plastika/biomasa;
ℵ Prinos pirolize smjese otpadne plastike reaktora (bio-ulja) u funkciji izabrane
temperature. Vrijednost temperature koja e doprinositi ve em prinosu te ne
faze e biti izabrana i koriš ena kao konstantan parametar za slede u grupu
ispitivanja;
ℵ Prinos pirolize smjese otpadne plastike u funkciji vremena reakcije, odnosno
vremena zadržavanja nastalih para i gasova u reakcionom sistemu. Za ovu
namjenu vrijeme reakcije e se posmatrati kroz matemati ki model vremena
zadržavanja gasova u datom reakcionom sistemu – pilot reaktoru. Vrijednost
vremena zadržavanja koja bude doprinosila ve em prinosu bio-ulja e biti
izabrana i koriš ena kao konstantan parametar za slede u grupu ispitivanja;
ℵ Prinos pirolize smjese otpadna plastika/biomasa. Za ovu svrhu varira e se
sastav smjese plastika/biomasa, prema karakteristi nim odnosima koji e
omogu iti njihovo dalje pore enje sa drugim dostupnim podacim u literaturi.
Temperaatura i vrijeme reakcije e biti izabrano prema rezultatima prethodnih
ispitivanja, Karakteristi an sastav smjese koji kao rezultat pokaže najve i
prinos bioulja bi e izabran i koriš en u narednoj grupi eksperimenata.
ℵ Prinos pirolize smjese plastika/biomasa pri razli itim brezinama zagrijavanja,
u uslovim odabrane temperature, vremena reakcije, sastava smjese.
ℵ Nakon odre ivanja optimalnih radnih uslova bi e sprovedena kvalitativna
hemijska analiza dobijenih produkata primjenom neke od instrumentalnih
metoda analize kao što su IR spektroskopija, gasna hromatografija ili FTIR
spektroskopija.
U svim grupama eksperimenata prinos pirolize bi e odre en vaganjem dobijenih
te nih produkata nakon njihovog sakupljanja iz sistema za separaciju gasovitih i
koondezabilnih produkata. Izabrani uslovi za sprovo enje eksperimenata kreta e se u
intervalima poznatih temperatura i vremena zadržavanja, a koja su dostupna u literaturivanja,
Mogu i sinergetski efekat kopirolize smjesa plastike i biomase bi e ispitivan
pore enjem mjerenih sa teorijskim prinosim te ne faze, koji e se izra unati shodno
relativnim udjelima komponenata smjese i njihovog odgovaraju eg prinosa u uslovima da
komponente smjese, dakle plastika i biomase, me usobno ne reaguju.
Nakon sprovedenih eksperimenata analizira e se uticaj radnih uslova (vremena
reakcije, temperature, brzina zagrijavanja) na prinos bio-ulja koji se dobija pirolizom
predložene smjese plastike i biomase. Dobijeni rezultati bi e, pore eni sa dostupnim
podacima u literaturi, te diskutovani u smislu me usobne povezanosti radnih uslova,
konfiguracije predloženog postrojenja za pirolizu i razli itih modela prenosa toplote i
kinetike procesa. Tako e biže diskutovana i nastanak pojedinih frakcija, odre e nekom od
navedenih instrumentalnih metoda analize, u funkciji izabranih radnih uslova procesa.
11
6. PLAN RADA (ZA EKSPERIMENTALNA I EMPIRIJSKA
ISTRAŽIVANJA)
Ispitivanje uticaja radnih uslova na procese pirolize plastike i biomase
podrazumijevaju detaljno planiranje eksperimenata i metoda obrade rezultata. Planirano je da
se istraživanja i izrada doktorske teze obave u etiri faze.
Prva faza: Za po etak istraživanja potrebno je projektovati/dimenzionisati pilot
postrojenje za pirolizu koja e se sastojati od reaktora, sistema za doziranje sirovine,
sistema za brzu kondezaciju bio-ulja, sistema za regulaciju procesa i sistema
akvizicije mjernih parametara procesa. Nakon projektovanja pristupi e se
konstrukciji navedenog pilot postrojenja, te e se obezbijediti neophodna oprema,
hemikalije i sa initi plan za sprovo enje eksperimenata.
Druga faza: Planiranje i provo enje eksperimentalnog dijela rada
Kako bi se ispitao uticaj eksperimantalnih uslova na prinos reaktora, i uopšte
termi ko ponašanje reaktora, prvo e se sa initi splan eksperimentalnih istraživanja.
Plan e uklju ivati:
o utvr en redoslijeda pojedinih grupa eksperimenata
o utvr en izbor po etnih uslova sprovo enja eksperimenata
o utvr en utvr ena na in održavanja sitema.
Provo enje eksperimentalnog dijela rada prema utvr enom. Eksperimenti e biti
podijeljena u 4 grupe, u svakoj grupi ispitivanja bi e mijenjan po jedan parametar
(vrijeme reakcije, temperatura reakcije, sastav smjese biomasa-plastika, brzina
zagrijanja i izabrana njegova odgovaraju a vrijednost za narednu grupu ispitivanja.
Vrijednost koja e doprinositi ve em prinosu te ne faze e biti izabrana.
Tre a faza: Analiza dobijenih rezultata i njihova matemati ka (statisti ka) obrada u
nekom od poznatih softvera kao što su MS Excel, Origin i sl. Nakon mjerenja, a prije
navo enja rezultata, mjereni podaci se obra uju razli itim prora unima koji mogu
obuhvatati izra unavanje srednje vrijednosti, procjenu greške i sl.
etvrta faza: Pisanje doktorske teze, odnosno diskusija rezultata i izvo enje
zaklju aka.
7. RUKOVODILAC DISERTACIJE
Za rukovodioca predmetne doktorske teze predlažem dr Petra Gveru, vanrednog
profesora Mašinskog fakulteta Univerziteta u Banjaluci.
12
Univerzitet u Banjaluci
Tehnološki fakultet
Banja Luka
Predmet: Saglasnost mentora o prihvatanju mentorstva
Na zahtjev kandidata mr Saše Papuge, diplomiranog inženjera hemijske tehnologije,
prihvatam mentorstvo za predloženu temu doktorske teze.
Opšti podaci o kandidatu:
Ime i prezime kandidata za prijavu
teme za izradu doktorske teze:
Naziv institucije završenih
postdiplomskih studija:
Mjesto i datum odbrane magistarske
teze:
Naziv magistarskog rada:
Naslov predložene doktorske teze:
Prijedlog kandidata za rukovodioca
disertacije:
Mr Saša Papuga, dipl. inž.hem.teh.
Tehnološki fakultet, Univerzitet
Banjoj Luci
Banja Luka, 05.02.2009. godine
u
"Matemati ki model rotacione sušare
za piljevinu“
„Kopiroliza
otpadne
plastike
i
biomase“
prof. dr Petar Gvero
U Banjaluci, dana 29.05.2012. godine
Dr Petar Gvero, vanredni profesor
____________________________
13
8. BIOGRAFIJA I BIBLIOGRAFIJA RUKOVODIOCA
DISERTACIJE
1.
,
30.
!
%
,
,
1966,
,#
'
"
&
,
,
$
,
2.
(
%
,
$
)
, 1992
%
,
$
, 1997
%
*
+
*
&
%
'
'
'
,
$
, 2003
%
*
$
&
'
)
(
$
,
& '
'
-
$
,
,
, 1995 – 1997
, 1997-2003
, $ , 2003
, $ , 2004
3.
1. ,
1.
.
2.
3.
4.
5.
,
.
, -.( ,
.,
,
*
.&
'
, .4 (345-350), 1997.
.
, -.( , .,
, .
,
*
$
$
.
$
'
, No.2-3, pp.135-138, 2000.
P.M.Gvero, M.S.Ilic, S.N.Oka, M.R.Radovanovic; Effect of Wood Shape, Dimension and
Type on Pyrolysis Kinetcs in Fluidized Bed and Freeboard. 1st South-East European
Symposium on FLUIDIZED BEDS IN ENERGY PRODUCTION, CHEMICAL AND
PROCESS ENGINEERING AND ECOLOGY, Ohrid, Republic of Macedonia, 1997.
P.M.Gvero, M.S.Ilic, S.N.Oka, M.R.Radovanovic; Investigation of Wood Waste Pyrolysis
Kinetics. EUROTHERM, Heat Transfer in Radiating and Combusting Systems – 3,
Greece, 1998.
P.M.Gvero, M.S.Ilic, S.N.Oka, M.R.Radovanovic; Effect of Grain Structure and Particle
Geometry on Biomass Pyrolysis in theFluidized Bed and the Freeboard. 2nd Symposium
of South-East European Countries (SEEC) on FLUIDIZED BEDS IN ENERGY
14
PRODUCTION, CHEMICAL AND PROCESS ENGINEERING AND ECOLOGY,
Arandjelovac, Yugoslavia, 1999.
6. P.M.Gvero; Research and Developments in Fluidized Bed Technology in Republic of
Srpska, 1st South-East European Symposium on FLUIDIZED BEDS IN ENERGY
PRODUCTION, CHEMICAL AND PROCESS ENGINEERING AND ECOLOGY, Ohrid,
Republic of Macedonia, 1997.
7.
.
;
,
.",
,
",
) , 1995.
8.
.
, .
, . ". ; ,
$
NOx
.YUNG '95, #
, 1995.
.
, #. /
;
'
'
9.
'
. XXVII 0
o 0 1,
, 1996.
10. !. ,
,
.
, %. #
; %
-,
. XXII 2
'
.#
, 1997.
11. .
, .
. -.( , .,
,
*
3
. YUTERM, Zlatibor 1997.
, -. %. ( , . ,. ,
, J. Rath, . -.
;4
12. . .
*
$
. XI. 5
,!
, 2003.
13. #. /
, .
, .
, . & $; &
+
. 4
98,
) , 1998.
,
. ,
;
14. .
,
$ . 4%4, 4& 0" -, -04,
,
&
, 1998..
15. .
;
'
$ $
'
.
( 6 "- 40& 40- )O"&"5 24, , ,4 4
-" (,24-#"7 "
84#"
,4
) 04 -, -04. %
,
&
, 1999.
16. .
, .,
;
'
,
$ . 4%4, 4& 0" -, -04, &
,&
, 2001.
17. V.9uri:kovi;, P.M.Gvero; Condition and Concept of Developing Pipeline, Economic
Infrastructure of South-Eastern Europe, Regional Investment Forum 2000, Sarajevo,
March, 2000.
2. ,
1. Lj..M. Vukic, P.M.Gvero, M.D.Maksimovic, Gravitational Sedimantation – An Efficient
Chromium Removal Method from the Tanning Industry and Waste Waters. Acta
Periodica, Vol 39, APTEFF, 39, pp.121-129., 2008.
.
.
.
.
.
.
,
15
2. P.M.Gvero, S.N.Oka, M.R.Radovanovic, J.Rath, M.S.Ilic; The Influence of Wood
Structure Anisotropy and Fuel Particle Geometry on Pyrolysis Proces. 2nd Word
Conference and Technology Exibition on Biomass for Energy, Industry and Climate
Protection, Rome, Italy, 2004.
,
900oC. "
400
.!
,
:
. !
.
3. P.M.Gvero, S.Petrovic, G-B. Tremeer, S.Maslac, Biomass as Energy Resource in Bosnia
and Herzegovina, Bioenergy 2007 3rd International Conference and Exibition, Finland,
2007.
"
#
$
,
# $.
4. P.M.Gvero, S.N.Oka, M.R.Radovanovic, J.Rath, M.S.Ilic, Investigation of the Large
Wood Particles Devolatilization Process Kinetics, Bioenergy 2007 3rd International
Conference and Exibition, Finland, 2007
"
,
. %
,
.&
,
(
,
,
),
.!
400
900oC
'
(%
(%.
5. P.M.Gvero, S.Petrovic, G-B. Tremeer, S.Maslac, Bioenergy Potential of Bosnia and
Herzegovina, IEEP (Industrial Energetics and Environment Protection) Regional
Conference, Zlatibor, Serbia, 2008.
"
#
$
,
,
. "
,
,
.
6. .& $ , #./
, .
,
$
*
'
'
. ,
$
*
+
2
4
, IEEP 2008,
!
,, 2008.
"
.
,
,
7.
. .
*
,
.
$
2
4
.
, #.6
, IEEP 2008, !
.
, %
, -.2
,-
*
, 2008.
$
.,
+
16
"
,
,
,
8.
. & $, .
.4
"
,
, #./
1-2,
,
IX,
.
. .
*
,
.
.
1,2
,
'
. 266 – 270, 2007
."
,
9.
,
. )
, #.6
&
, -.2
,
'
.
, %
$
.
, 2008
'
"
*
, IEEP 2008
!
10. 8.#
'
'
,
.
,
'
.
. )
.
,
'
,
.
.
-
,
+
$
.
. 179-194, 2009.
. 1,
,
'
,
. &
.
11. .& $ , #./
, .
,
611-616.
) , 2007.
12. .
'
, .
, -.)
,
0
$ , 14. ,
,
. DEMI2007,
'
. 5.46-5.51,
, 2008.
,
.
'
$, ".<
$
)
-,
, -.)
,
.0
, 2009.
.
, 4
$
&4, 34.
FlexHEAT,
.
(!&
13.
. 2
*
4
2009,
. 487-492,
FlexHEAT,
. %
,
=
,
.
Thermal Science
17
SCI
-
.
Thermal Science Vol.8, Number 2. pp.1-64, Belgrade 2004.
%
,
,
,
,
).+
.
1.
1. (
1. #
2. (
1.
2.
1998-2003
$
$
$
)
& '
2004-2009.
3.
4.
5.
6.
, 2009.
=
'
+
$
$
1.
$
, 2007.
)
!
,5
LSTM Germany (
$
!
, 5
LSTM Germany (
,
.
,
.
'
'
CFD (Computational
) , 2007.
: .0
,
, -.
,
. & '
.
$:
.
$
2003, !
2.
2004-2009
, ,
$
$+
/.#
'
.& '
, $
, $
$
$
Fliud Dynamics)
=
=
)
(
'
*
'
"Short Course in Combustion",
DAAD
4
, 7
)
: "Combustion of Biomass".
*
'
"Short Course in Combustion", 2004,
DAAD
'
4
, 7
)
: "Biogas".
18
2. !
1. 3. WUS CEP No.750/97:%
4. WUS SSP
godine.
5.
'
:%
LIFE
$
,
.
6. #./
*
$
02 TCY/BIH/009
*
,
.
,
. 2000
+
1
$
.,
, 1996.
)
. 1999.
*
$
. 2003.
$
) ,
$
#
2. ,
"
1.
.
,
,
.
, -
-
, 2007
,
,
, ,
$
*
.
$
,
. )
.
,
.,
.
,
.*
2.
#
,
.)
)
> 6: Flexible Permixed Burners for Low-cost Domestic Heating
FlexHEAT,
4
0
INCO-CT-2004-509165,
. 2004-2007.
$
-
,
,
+
3.
#
;
$
,
&
.
Systems,
!
,
,
. )
.
$
$
45
-
. )
50
11 , .
,
1
.
UNDP #
. 0
# $
+
$
.
$
,
/
,
# $. 1
19
,
4.
.)
,
%
UNDP #
. %
,
#
/
$
+
2
.
.
'
$
*
U.S.Steel Serbia d.o.o., 2007.
. ,
.
-
#
,
,
%
.
!
1. P.M.Gvero T.Laukkanen,; “Air Monitoring Handbook” u okviru “Guidance on
Environmental Monitoring in Bosnia and Hezregovina – Handbook”,
4
,
EU Cards Projakt RANSMO (2005).
2. ).+
,.2
,
,
./
179
,'
,
.)
.
/
0 +
“%
“
,
#
2
.
3. G.Ballard-Tremeer, .
, -.
,
1
4. +
5. (.)
4
1
, 2006
$
, 4
. UNDP
$
,
5
.
. -
51
1, 2003.
152
-" ,
(SEED)
(REX).
'
+
.
: „(
+
. 114-122.
1“
(
!
1.
.& $ , .
,
$ 2. "
"
3.
. .
)
,
, 2008.
$
$
,
. "-,
%
.
XIV,
,
. 2-3,
*
*
+
'
)
, 2009.
. )
,
,
,
. =
,
. 1. -
.21-24,
20
4.
. .
, &
, . 2. -
$
)
.23-29,
, 2009.
(
"
1.
. .
2004.
2.
. .
3.
4.
5.
6.
.
'
, <.
.
*
,
.& $ , "
2004. )
=
2)
, -
$
,
5
, -., -.
, .& $ , .0
,"
$
'
$ „#
“
) . 13 ,, 2007.
.& $ , .
, -.2
, .+
;
. XXII
5
,, 2005
.
. (.)
. .& $ . !.
,(
+
$
*
1 $
.
2004, )
,5
, 2004
. .
, . +
, /.#
, . & $ , -. /
, +
$
'
, XXII 5
,, 2005
. .
, -.
, >.0 $
,
1 $
$
$ . 4)40&,"%4 2006, #
,
2006.
"
1.
. .
2007.
2. .& $ ,
,
.
-.'
'
.& $ ,
. DEMI2007,
577-583.
, .
,
,
$ .
„4
,
,
“
) , 3,4.,5., 08.-11.06.2006., 98-103
3. 8. #
, -.
, .
, >
'
, !
,
„4
+ ,
,
“
) , 3,4.,5., 08.-11.06.2006., 98-103
4.
. .
,
'
0
. 4
2005,
. 447-450,
2005.
5. .& $ , .
, #./
,
0
$
4
2009,
. 445-452,
) , 2009.
,
)
.
+ ,
'
,
,
)
1,
"
WUS Austria CEP
No.750/97
Purchasing of mobile equipment for measurements of emission of
combustion products and monitoring of their influence on the
environment
LIFE 2003-2004
Setting up an Operational Unit under the Environmental Steering
Committee (ESC B&H) ROSA
FP6 INCCO CT2004-509165
Flexible Premixed Burners for Low-Cost Domestic Heating Systems
(FlexHEAT) - Team Leader of the Faculty of Mechanical Engineering
Group. Project is in realization phase jointly with other seven (7)
21
2004-2007
EC CARDS project
Finished in 2004
CARDS Project
Finished in 2006
EU RED Project
Finished in 2005
CARDS Project
Finished in 2007
CARDS Project
Finished in 2005
UNDP Project
Finished in 2006
EC CARDS Projekt
Finished in 2006
institutions from Europe
RANSMO EC CARDS project "Development of National
Environmental Monitoring System"- realization of the "Air monitoring
handbook" jointly with the expert from Finland
SAM CARDS Project "Support to Air Monitoring" Local Expert for air
and combustion .
Feasibility study realization "Integral solution of waste problem on
farms and slaughterhouses" - Long term expert for waste, energy and
environment – Team Leader.
CARDS Project "Support to Environmental Field Inspections - POLI"
Local Expert for energy and combustion
PM CARDS PROJECT Support to the Capacity Building for
Environmental Sector in Bosniaand Herzegovina, Air Quality
Management in B&H, Cost-Benefit Analysis for Traffic project in
Banja Luka.
UNDP Project "Pilot study on using biomass fired boilers in rural
buildings or for rural productive uses using local wood waste in
Bosnia and Herzegovina" ,
MEDWASTE EC CARDS Projekt “Solving of the medical waste
problem in Banja Luka city.
BioforEnergy - Adriatic New Neighbourhood Programme
INTERREG/CARDSINTERREG/CARDS-PHARE
PHARE, 2008
SNV, 2007
SNV, 2007
UNFCCC UNDP in
realization phase
Government of
Republic of Srpska ;
Ministry of the
Enviroment, 2008
Government of
Republic of Srpska ;
Ministry of Science
and Technology,
Action Plan for strengthening of DRVO-PD Association in
cooperation with SNV – Training course Energy in Wood Processing
Industry
Assignment Contract DRVO – MG - Training course Energy in Wood
Processing Industry
First National Communication in Bosnia and Herzegovina to the
UNFCCC, Team Leader for Mitigation/Entity Coordinator
Air Quality Strategy of Republic of Srpska - member of Project Team
(Draft version – in legal procedure)
Development of small wood gasification boiler for home heating
purposes, Team Leader
22
2008 – in realisation
phase
EC financed project,
coordinated by
Kronauer
Consulting, 2008.
EC financed project,
coordinated by
Izborplus
Consulting, 2009.
City of Banja Luka
and UNDP, 2009 –
in realisation phase
ECO ESCO Energy
Livno – Dvokut pro
Sarajevo, 2008 – in
realisation phase
USAID/HellenicAid
SYNENERGY
programme , 2009 –
2010.
“BiH General Technical Service”. Short-term technical expert in
realization of purchasing equipment (mainly measuring) for entity
Inspectorates in B&H s
“BiH General Technical Service”. Short-term technical expert in
realization of purchasing equipment (mainly measuring) for entity
Inspectorates in B&H s
Sustainable Energy Action Plan (SEAP) for Banja Luka in
accordance to “Covenant of Mayors” obligations, (Senior Expert –
Technical Coordinator)
Livno city (Bosnia and Herzegvina) district heating system based on
wood chips. – Phase I (2 MW)
Regional Biomass Study – Part of Study related to Bosnia and
Herzegovina.
National Trainer for Conducting of Training Program in Energy
UNDP , Streghting
Efficiency - Mechanical engineering and energy management
Capacities in the WB
Countries to address
environmental
problems through
remediation of high
priority hot spots.
2010.
Bilateral project with
Slovenia, 2010UNDP, Bosnia and
Herzegovina
Biomass energy for
employment and
energy security,
2010GTZ, GFA
Consulting Group
GmbH, Energy
Efficiency
Consultancy in
Bosnia &
Herzegovina, 2010SEVENTH
FRAMEWORK
Research of methods for fluid flow vector measurements with
constant temperature anemometer
National Technical Expert for Biomass heating systems’ baseline
assessment
Consultant for Providing coordination of the organisation of the
project workshop for presenting SEAP experience in Banja Luka in
October as part of the Banja Luka Energy Days.
High-Performance Computing Infrastructure for South East Europe’s
Research Communities, Team member of the Faculty of Electrical
23
PROGRAMME,
2010
Engineering Banja Luka
Combination of
Collaborative Project
and Coordination
and Support Action
IRG (International
Resources Group),
E&E Regional
Energy Security and
Market Development
(EPP-I-00-0300006-00) 2010- in
realization phase
TEMPUS, JPCR
510952,
2010-
SYNENERGY work program to assist Energy Community, National
Energy Efficiency Action Plan for Buildings for Republic of Srpska
Creation of third cycle studies – Doctoral Programme in Renewable
Energy and Environmental Technology
24
9. BIOGRAFIJA SA BIBLIOGRAFIJOM KANDIDATA
Biografija
Saša Papuga je ro en 03.04.1976. godine u Br kom. Osnovnu i srednju elektrotehni ku
školu je završio u Br kom. Maturirao je 1994. godine sa odli nim uspjehom. Tehnološki
fakultet u Banjaluci, hemijsko-tehnološki odsjek, upisao je škoske 1996/97 godine.
Diplomski rad pod nazivom „Tretman teških metala u otpadnim vodama galvanskih
postrojenja“ odbranio je 2002.g. Prosje na ocjena tokom studiranja iznosila je 8,94. U toku
studiranja proveo je dva mjeseca u studentskoj praksi na nau no-istraživa kom institutu
Hydro Research Center, kraljevina Norveška, te pet mjeseci na Univerzitetu Kaiserslautern,
SR Njema ka, pri izradi diplomskog rada u okviru DAAD projekta.
Postdiplomski studij na Tehnološkom fakultetu u Banjaluci upisao je školske 2003/04.
godine. Magistarski rad: „Matemati ki model rotacione sušare za piljevinu“, odbrano je
05.02.2009.g. Prosje na ocjena tokom magistarskog studija je iznosila 10.
Od 01.03.2003.g. do 30.09.2003.g. je zaposlen kao stru ni saradnik na Institutu zaštite,
ekologije i informatike, Banja Luka. Od 01.10.2003.g. je zaposlen na Tehnološkom fakultetu
Univerziteta u Banjaluci, izborom u zvanje asistenta na predmetu „Tehni ka termodinamika“.
2009 godine izabran je u zvanje višeg asistenta za užu nau nu oblast Reakcijsko inženjerstvo.
Tako e, angažovan je i na nastavi na Mašinskom fakultetu Univerziteta u Banja Luci.
U estvovao je u više me unarodnih i doma ih nau noistraživa kih projekta. 2007/08.g.
angažovan je od strane UNDP-a pri izradi dokumenta: „Prvi nacionalni izvještaja BiH u
skladu sa Okvirnom konvencijom Ujedinjenih nacija o klimatskim promjenama“ - UNFCCC,
a kao ekspert za upravljanje otpadom. 2011/12.g. u estvovao je u izradi prvog NEEAP-a BiH
(Nacionalni akcioni plan za energetsku efikasnost). Koautor je na više nau nih radova kao i
studija izvodljivosti primjene razli itih sistema za upravljanje otpadom (medicinski otpad,
životinjski otpad, komunalni otpad), kao i plana za koriš enje obnovljivih energetskih resursa
i smanjenje emisije gasova staklene bašte za Grad Banja Luku.
lan je Savjeta za klimatske promjene Grada Banja Luke.
Oženjen, otac dvoje djece.
25
Curriculum Vitae
1. Ime, ime jednog roditelja i prezime
2. Datum, opština i država ro enja
3. Pol i državljanstvo
4. Adresa, broj telefona i elektronska pošta
Naziv visokoškolske ustanove i njene
5. organizacione jedinice u kojoj je zaposlen sa
punim radnim vremenom
Naziv visokoškolske ustanove i njene
6. organizacione jsdinice u kojoj je dodatno
radno angažovan
7. Datum stupanja u radni odnos
8.
9.
10.
11.
12.
14.
15.
16.
Saša (Vladimir) Papuga
03.04.1976. Br ko, BiH
Muški, RS BiH
V. Stepe Stepanovi a 73, Banja Luka
Tel: 051 462 400
[email protected]
Tehnološki fakultet Univerziteta u Banjoj
Luci
Mašinski fakultet univerziteta u Banja Luci
01.10.2003.
01.03 - 01.10.2003. Institut zaštite, ekologije i
Podaci o ranijem zaposlenju
informatike Republike Srpske
Ukupan radni staž
8 godina
Engleski
Znanje stranih jezika
Njema ki
Viši asistent, Magistar tehni kih nauka u
Akademska titula i stru no / nau no zvanje
oblasti hemijskog inženjerstva
Naziv završnog, odnosno magistarskog rada, Magistarski rad: „Matemati ki model
ime mentora, datum odbrane i naziv
rotacione sušare za piljevinu“ , prof. dr Pero
visokoškolske ustanove na kojoj je rad
Petrovi , 05.02.2009.g. Univerzitet u Banja
odbranjen
Luci, Tehnološki fakultet
Saradni ko zvanje, datum izbora i
Viši Asistent za užu nau nu oblast Reakcijsko
visokoškolska ustanova koja je izvršila izbor inženjerstvo, 21.05.2009. godine.
u zvanje
Univerzitet u Banjaluci
Period na koji je izvršen izbor i nau na oblast 5 godina, uža nau na oblast Reakcijsko
za koju je izvršen izbor u zvanje
inženjerstvo.
lanstvo u nau nim i stru nim organizacijama
Savjet za klimatske promjene
ili udruženjima
Hydro Research Centre, Department of
Catalysis, Porsgurn, Norveška, jun-avgust
2001, eksperimentalni rad na istraživanju
efektivne difuzivnosti gasova kroz razli ite
katalizatore - studentska praksa.
Obavljeno nau no i stru no usavršavanje u
17.
inostranstvu
Technische
Universität
Kaiserslautern,
Fachgebiet Bodenmechanik und Grundbau,
Kaiserslautern, Njema ka, novembar 2001 april 2002., eksperimentalna mjerenja pri
izradi diplomskog rada (u okviru realizacije
DAAD-projekta Akademischer Neuaufbau
SOE, Umweltschutz – Schulung und
Anwendung).
Technische
Universität
Kaiserslautern,
26
Universität
Heidelberg,
Technische
Universität Karlsruhe, Stadtentwässerung
Kaiserslautern, Müllheizkraftwerk Pirmasens,
Njema ka, oktobar 2003, studijska ekskurzija
studenata Tehnoloških fakulteta Banjaluke,
Tuzle i Mostara (u okviru DAAD-projekta
Akademischer
Neuaufbau
SOE,
Umweltschutz – Schulung und Anwendung)
Padova, Italija, studijska obilazak sistema za
upravljaje vrrstim otpadom i otpadnim
vodama, 2004, (u okviru realizacije projekta
TABLUM - Technical Assistance to Banja
Luka Municipality, INFORMEST, Banja
Luka-B&H)
SWECO, Štokholm, Švedska, septembaroktobar 2005, Me unarodni trening –
Upravljanje vrstim otpadom (International
Training Programme - Solid Waste
Management in South East Europe).
Provincia di Ferrara (municipalità Goro),
Italija, oktobar 2007, Obuka za održavanje
automatskih stanica za pra enje kvaliteta
površinskih voda i koriš enje naprednih
programskih paketa (u okviru realizacije AIA
projekta - EU Commission, CARDS Project
“Acquaculture in Adriatic” - AIA).
UNDP Montenegro office, Podgorica, Crna
Gora, jul 2009, obuka za koriš enje LEAP
softverskog paketa za procjenu mitigacije
klimatskih promjena (LEAP, Long-range
Energy Alternatives Planning System).
EU Commission FP7 Project – „HighPerformance Computing Infrastructure for
South East Europe’s Research Communities“
-HP-SEE (No 261 499), 2010-2012,
Univerzitet u Banja Luci, Elektrotehni ki
fakultet.
18.
U eš e u nau nim projektima (naziv,
rukovodilac, trajanje i naziv nosioca projekta) Ministarstvo nauke i tehnologije RS,
„Kopiroliza otpadne plastike i biomase“, prof.
dr Ljiljan Vuki , 2010-2012, Univerzitet u
Banja luci, Tehnološki fakultet.
EU Commission FP6 Project – „Flexibile
Premixed Burners For Low-Cost Domestic
27
Heating Systems – FlexHeat“, INCO-CT2004-509165-FlexHEAT, prof. dr Petar
Gvero, 2004-2007, Univerzitet u Banja Luci,
Mašinski fakultet.
Ministarstvo nauke i tehnologije RS, „Analiza
mogu nosti
i
perspektive
koriš enja
kogeneracije i trigeneracije u RS“, prof. dr
Zdravko Milovanovi , 2008-2009, Univerzitet
u Banja Luci, Mašinski fakultet.
EUCommission, CARDS Project, “Acquaculture in Adriatic - AiA”, 2007-2008,
EU Commission, CARDS Project – “Solving
of Medical Waste Problem in the City of
Banja Luka – MEDWASTE”, 2005-2006.
EU Commission, CARDS Project - "The
Integral solving of waste problem from farms
and slaughterhouses in NW B&H Region ANIWASTE" , 2004-2005.
28
Bibliografija
Radovi objavljeni u nau nim asopisima
1. Gvero P. M., Tica G.S., Petrovi S.I, Papuga S. V., Jakši B.M., Rolji L.M., (2010),
Renewable Energy Sources and Their Potential Role in Mitigation of Climate
Changes and as a Sustainable Development Driver in Bosnia and Herzegovina,
Thermal Science, 14 No.3, 641-654.
2. Papuga S., Maksimovi M., Petrovi P., (2009), Mathematical modeling for drying
of sawdust in a triple pass rotary dryer, Journal of Engeneering & Processing
Management, 1, 114-125.
3. Maksimovi M., Mandi J., Papuga S., Vojinovi ., (2004), Uklanjanje štetnih materija
iz otpadih voda postupcima reaktiviranja, Zbornik prirodno-matemati kih nauka, 6, 3747.
4. Maksimovi M., Mandi J., Malinovi B., Papuga S., (2007), Upotreba inhibitora u
rastvorima za nagrizanje metala na bazi kiselina, Glasnik hemi ara i tehnologa Republike
Srpske, 46, 105-110.
Radovi objavnjeni na nau nim skupovim me unarodnog zna aja, štampani u
cjelini:
1. Papuga S., Radi R., (2010), Inventar emisije CO2 kao dio održivog energetskog
akcionog plana za Grad Banjaluku, IX Savjetovanje hemi ara i tehnologa
Republike Srpske, Banja Luka, 12-13.11.2010, Zbornik radova, 478-489.
2. Vuki Lj., Papuga S., Gvero P., (2006), Farme kao izvori zaga enja podzemnih i
površinskih voda, Prvi me unarodni kongres „Ekologija, zdravlje, rad, sport“, Banjaluka,
juni 2006, Zbornik radova, 98-103.
3. Davidovi ., Davidovi A., Papuga S., (2005), Strukturne promjene i promjene osobina
materijala kotlovskih cijevi, Konferencija „Saradnja istraživa a razli itih struka na
podru ju korozije i zaštite materijala” povodom 50. godišnjice Saveza inženjera i
tehni ara za zaštitu materijala Srbije, Tara, 29.5-2.6.2005, Knjiga radova (Proceedings),
263-270.
4. Župljanin S., Buni S., Papuga S., Koloni
., Me edovi , P., (2003), Studija o uticaju
elektromagnetnog zra enja baznih stanica mobilne telefonije, Me unarodni kongres
„Zdravlje za sve“, Banja Luka, 04-08.06.2003., Zbornik radova – Životna sredina i
zdravlje“, 201-212.
Nau na monografija nacionalnog zna aja
Vuki LJ., Boti T., Papuga S., Industrija kože i održivi razvoj, Tehnološki fakultet
Univerziteta u Banjaluci, 2012. (ISBN 978-99955-81-05-3)
29
Univerzitetski udžbenik koji se koristi u zemlji
Petrovi P., Papuga, S., Zbirka riješenih zadataka iz tehni ke termodinamika, Tehnološki
fakultet Univerziteta u Banjaluci, 2008.
Druge relevantne publikacije
lan stru nih timova za izradu slede ih dokumenata:
1. „Održivi energetski akcioni plan Grada banja Luke“, Plan za smanjenje emisije CO2 i
pove anje koriš enja obnovljivih izvora energije prema Sporazumu - Covenant of
Mayors, Grad Banja Luka, uz podršku Razvojnog programa UNDP, 2010.
2. „Prvi nacionalni izvještaja BiH u skladu sa Okvirnom konvencijom Ujedinjenih nacija o
klimatskim promjenama“ ,UNDP, Banja Luka, 2009.
3. „Studija opravdanosti izgradnje sortirnice otpada za komunalno preduze e
Studija izvodljivosti, Lir Consulting, Banja Luka, 2007.
isto a AD“,
4. „Rješavanje problema medicinskog otpada u Banjoj Luci“, Studija izvodljivosti, CARDS
Project-Medwaste, EU Commision, LIR, Banja Luka, 2006.
5. „Medicinski otpad“, Brošura, CARDS Project-Medwaste, EU Commision, LIR, Banja
Luka, 2006.
6. „Integralno rješavanje problema otpada sa farmi i klaonica u SZ BiH regionu“, Studija
izvodljivosti, CARDS Project-Aniwaste, Eu Commision, Apis, Srbac 2005.
Magistarski rad: „Matemati ki model rotacione sušare za piljevinu“
U okviru magistarskog rada obra ena je problematika koriš enja obnovljivih energetskih
izvora, prije svega drvne biomase, u svijetu i kod nas. Dat je pregled stanja biomase u
Republici Srpskoj i cijeloj BiH: koli ine, koriš enje, vrste, potencijalne dobiti i dr. Tako e,
obra ena je i problematika prenosa toplote i mase, statika i kinetika procesa sušenja, te je dat
pregled i analiza matemati kog modelovanje sušenja u rotacionim sušarama. Ovo je
rezultiralo razvojem matemati kog modela troprolazne rotacione sušare za piljevinu, na bazi
kojeg je izra en simulacioni model rotacione sušare u vidu MATLAB programa.
U svrhu validacije matemati kog modela, u eksperimentalnom dijelu rada, analiziran je rad
industrijske troprolazne rotacione sušare za drvni otpad, instalisane u pogonu preduze a
Panensa kod Srpca. Upore ivane su vrijednosti temperatura vrelih gasova i vlažnosti
piljevine na izlazu iz sušare (izlazni parametri) sa odgovaraju im vrijednostima koje se
dobiju primjenom MATLAB simulacionog programa, za zadate radne uslove sušare tj. ulazne
parametre. Stvarne vrijednosti izlaznih parametara i onih predvi enih modelom su pokazale
veliko slaganje.
Razvijeni matemati ki model rotacione sušare, odnosno simulacioni program e omogu iti
bolje vo enje i kontrolu procesa u navedenoj industrijskoj sušari, ali i u drugim sušarama za
drvni otpad uz promjenu odgovaraju ih parametara modela.
30
10. CITIRANA LITERATURA U POGLAVLJU PREGLED
ISTRAŽIVANJA
1. Achilias D.S., Antonkou ., Roupakias C., Megalokonomos P., Lappas A., (2008),
Recycling Techniques of Polyolefins from Plastic Wastes, Global NEST Journal, Vol
10, No 1,114-122.
2. Adrados A., de Marco I., Caballero B.M., López A., Laresgoiti M.F., Torres A.,
(2012), Pyrolysis of plastic packaging waste: A comparison of plastic residuals from
material recovery facilities with simulated plastic waste, Waste Management, 32,
826–832.
3. Aguado J., Serrano D.P, San Miguel G., (2007), European Trends In The Feedstock
Recycling Of Plastic Wastes, Global NEST Journal, Vol 9, No 1, 12-19.
4. Al-Salem S.M. et al. (2009), Recycling and recovery routes of plastic solid waste
(PSW): A review, Waste Management 29, 2625–2643.
5. Arena U., Mastellone M. L., Fluidized Bed Pyrolysis of Plastic Wastes, (2006), in
Feedstock Recycling and Pyrolysis of Waste Plastics: Converting Waste Plastics into
Diesel and Other Fuels (Ed. Scheirs J., Kaminsky W.), Chichester, John Wiley &
Sons Ltd, 435-474.
6. Bajus M., (2010), Pyrolysis of Woody Materail, Petroleum & Coal 52 (3) 207-214.
7. Berruceo C., Ceamanos J., Esperanza E., Mastral J.F., (2004), Experimental Study of
Co-pyrolysis of Polyethylene/Sawdust Mixture, Thermal Science: Vol. 8, No. 2, pp.
65-80
8. Bhattacharya P., Steele P.H., Hassan E.B.M., Mitchell B., Ingram L., Pittman Jr.
C.U., (2009), Wood/plastic copyrolysis in an auger reactor: Chemical and physical
analysis of the products, Fuel 88, 1251–1260
9. Bridgwater A.V., Meier D., Radlein D., (1999), An overview of fast pyrolysis of
biomassOrganic Geochemistry 30, 1479-1493
10. Bridgwater A.V., Peacocke G.V.C., (2000), Fast pyrolysis processes for biomass ,
Renewable and Sustainable Energy Reviews, 4, 1-73.
11. Cheung K.-Y. et al. (2011a), Integrated kinetics and heat flow modelling to optimise
waste tyre pyrolysis at different heating rates, Fuel Processing Technology, 92 ,856–
863.
12. Cheung K.-Y. et al. (2011b), Operation strategy for multi-stage pyrolysis,Journal of
Analytical and Applied Pyrolysis 91, 165–182
13. Cornelissen T, Yperman J, Reggeres G, Schreurs S, Carleer R. (2008b), Flash
copyrolysis of biomass with polylactic acid. Part 1: influence on bio-oil yield and
31
heating value. Fuel;87:1031–41.
14. Cornelissen T., Yperman J., Reggers G., Schreurs S., Carleer R., (2008a), Flash copyrolysis of biomass with polyhydroxybutyrate: Part 1. Influence on bio-oil yield,
water content, heating value and the production of chemicals , Published in: FUEL,
87(12). p. 2523-2532 .
15. Cullis C.F., Hirschler M.M., (1981), The Combustion of Organic Polymers, Oxford,
Clarendon Press. 189.
16. Demirbas A., (2004), Pyrolysis of municipal plastic waste for recovery of gasolinerange hydrocarbons. Journal Of Analytical And Applied Pyrolysis, 72, 97-102.
17. Ding F., Xiong L., Luo C., Zhang H., Chen X., (2012), Kinetic study of lowtemperature conversion of plastic mixtures to value added products, Journal of
Analytical and Applied Pyrolysis 94, 83–90,
18. Directive 1999/31/EC of 26 April 1999 on the landfill of waste ... 1999/31/EC on the
landfill of waste
19. Directive 2000/53/EC of the European Parliament and of the Council of 18 September
2000 on end-of life vehicles.
20. Directive 2002/96/EC of the European Parliament and of the Council of 27 January
2003 on waste electrical and electronic equipment (WEEE).
21. Directive 94/62/EC of 20 December 1994 on packaging and packaging waste.
Amandmends (Directive 2004/12/EC, Directive 2005/20/EC, Regulation (EC) No
219/2009)
22. Gvero P.M.,. Tica G.S, Petrovi S.I., Papuga S.V., Jakši B.M., Rolji L.M., (2010),
Renewable Energy Sources and Their Potential Role in Mitigation of Climate
Changes and as a Sustainable Development Driver in Bosnia and Herzegovina,
THERMAL SCIENCE, Vol. 14, No. 3, 641-654.
23. Hall W.J., Williams P. T., (2006), Fast Pyrolysis of Halogenated Plastics Recovered
from Waste Computers, Energy & Fuels‚ 20, 1536-1549.
24. IEA Bioenergy, Biomass Pyrolysis, Task 34:2007:01. www.ieabioenergy.com
25. Jung C. G., Fontana A.,(2006), Production of Gaseous and Liquid Fuels by Pyrolysis
and Gasification of Plastics: Technological Approach, in Feedstock Recycling and
Pyrolysis of Waste Plastics: Converting Waste Plastics into Diesel and Other Fuels
(Ed. Scheirs J., Kaminsky W.), Chichester, John Wiley & Sons Ltd, 251-283.
26. Khaghanikavkani E., Farid., (2011), M.M. Thermal Pyrolysis of Polyethylene: Kinetic
Study, Energy Science and Technology, Vol. 2, No. 1, 2011, pp. 1-10
27. Kiran N., Ekinci E., Snape C.E., (2000), Resources, Recyling of plastic wastes via
pyrolysis, Conservation and Recycling 29, 273–283
28. Lam K.-L.,.Oyedun A. O., Cheung K-Y., Lee K.-L., Hui C.-W., (2011) Modelling
32
pyrolysis with dynamic heating, Chemical Engineering Science, 66, 6505–6514
29. López A., de Marco I., Caballero B.M., Laresgoiti M.F., Adrados A., Aranzabal A.,
(2011), Catalytic pyrolysis of plastic wastes with two different types of catalysts:
ZSM-5 zeolite and Red Mud, Applied Catalysis B: Environmental 104, 211–219
30. López A., de Marco I., Caballero B.M., Laresgoiti M.F., Adrados A., (2011),
Influence of time and temperature on pyrolysis of plastic wastes in a semi-batch
reactor, Chemical Engineering Journal 173, 62– 71
31. Marin N., Collura S., Sharypov V.I., Beregovtsova N.G., Baryshnikov S.V.,
Kutnetzov B. N., (2002), Copyrolysis of wood biomass and synthetic polymers
mixtures. Part II: characterisation of the liquid phases, J.Anal. Appl. Pyrolysis 65,41–
55.
32. Miskolczi N., Angyal A., Bartha L., Valkai I., (2009), Fuels by pyrolysis of waste
plastics from agricultural and packaging sectors in a pilot scale reactor, Fuel
Processing Technology, 90 , 1032–1040
33. Ofoma I., (2006), Catalytic Pyrolysis of Polyolefins, Master Thesis, Atlanta, Georgia
Institute of Technology, USA.
34. Okuwaki A., Yoshioka T., Asai M., Tachibana H., Wakai K., Tada K., (2006), in
Feedstock Recycling and Pyrolysis of Waste Plastics: Converting Waste Plastics into
Diesel and Other Fuels (Ed. Scheirs J., Kaminsky W.), Chichester, John Wiley &
Sons Ltd, 665-708.
35. Panda A.K., Singh R.K., Mishra D.K., (2010), Thermolysis of waste plastics to liquid
fuel A suitable method for plastic waste management and production of value added
products—A world prospective, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14, 1,
233–248.
36. Paradela F., Pinto F., Gulyurtlu I., Cabrita I., Lapa N. (2009), Study of the copyrolysis of biomass and plastic wastes, Clean Techn Environ Policy ,11, p. 115–122.
37. Peterson J.D., Vyazovkin S., Wight C.A., (2001) Kinetics of the thermal and thermooxidative degradation of polystyrene, polyethylene and poly(propylene).
Macromolecular Chemistry And Physics, 202, 6, 775-784.
38. Rutkowski P., Lach K., Kubacki A., Stolarski M., (2005), Co-Pyrolysis of
Bimass/Polymer Compositions: Bio-oil characterisation and Upgrading , 14th
European Biomass Conference, 17-21 October 2005, Paris, France, p.612-615.
39. Scheirs J., (2006). Overview of Commercial Pyrolysis Processes for Waste Plastics,
in Feedstock Recycling and Pyrolysis of Waste Plastics: Converting Waste Plastics
into Diesel and Other Fuels (Ed. Scheirs J., Kaminsky W.),Chichester, John Wiley &
Sons Ltd, 383-398
40. Sharypov V.I., Beregovtsova N.G., Kuznetsov B.N., Membrado L., Cebolla V.L.,
Marin N., Weber J.V., (2003), Co-pyrolysis of wood biomass and synthetic polymers
mixtures. Part III: Characterisation of heavy products, J. Anal. Appl. Pyrolysis 67,
33
325–340.
41. Sharypov V.I., Marin N., Beregovtsova N.G., Baryshnikov S.V., Kuznetzov B.N.,
Cebolla V.L., (2002a), Co-pyrolysis of wood biomass and synthetic polymer
mixtures. Part I: influence of experimental conditions on the evolution of solids,
liquids and gases, J.Anal. Appl. Pyrolysis 64,15–28.
42. Siddiqui M.N., RedhwiH.H., (2009), Pyrolysis of mixed plastics for the recovery of
useful products, Fuel Processing Technology 90, 545–552,
43. Singh S., Wu C., Williams P.T., (2012), Pyrolysis of waste materials using TGA-MS
and TGA-FTIR as complementary characterisation techniques, Journal of Analytical
and Applied Pyrolysis 94, 99–107
44. Sl.Gl.RS, (2011) – Službeni Glasnik Republike, broj 50/11, od 13.05.2011.
45. UNEP (2009), Converting Waste Plastics into a Resource: Compendium of
Technologies, United Nations Environmental Programme Division of Technology,
Industry and Economics, International Environmental Technology Centre,
Osaka/Shiga, Japan.
46. Williams P.T., Slaney E., (2007), Analysis of products from the pyrolysis and
liquefaction of single plastics and waste plastic mixtures, Resources, Conservation
and Recycling 51, 754–769.
47. Xingzhong Y., (2006), Converting Waste Plastics into Liquid Fuel by Pyrolysis:
Developments in China, in Feedstock Recycling and Pyrolysis of Waste Plastics:
Converting Waste Plastics into Diesel and Other Fuels (Ed. Scheirs J., Kaminsky W.),
Chichester, John Wiley & Sons Ltd, 729-755.
48. Zhang Q., Chang J., Wang T., Xu Y., (2007), Review of biomass pyrolysis oil
properties and upgrading research, Energy Conversion and Management, 48, 87–92.
34
Download

Predmet: Prijava teme za izradu doktorske teze