Syrgasanvändning vid cement och kalktillverkning samt ......Syrgasanvändning vid cement och...

Syrgasanvändning vid cement och kalktillverkning samt utveckling av radarbaserad mätteknik för schaktugnar

Dnr .2015-02519Att genom ny kunskap och ny teknik skapa förutsättningar för minskad miljöpåverkan vid produktion av cement och kalk.Detta görs med stöd av vetenskapliga datormodeller för optimering sammansättningen av förbränningsgaser, bränsle, råmaterial och process, samt genom att utveckla ny mätteknik som möjliggör bättre styrning av schaktugnsprocessen.

Projektet

24/04/2016Name of presentation - authorSlide 2 -

KoordinatorProjektledare Erik Viggh

Process AutomationTorbjörn Ottosson

Institutionen för Tillämpad fysik och Elektronik Professor Rainer Backman

Dan Boström

Industridoktorander Matias ErikssonErik Viggh

Forskare Bodil Hökfors

Patrik Ottoson

Projektet går från 2015-07-01 till 2017-08-31. (26 månader)

Delprojekt

■ WP 1: Syrgasanvändning i kalk och cement processerna:– Matias Eriksson och Bodil Hökfors

■ WP 2: Utveckling av radarbaserad mätteknik för mätning i schaktugnar:– Mikael Wendel och Patrik Ottoson

■ Målen för dessa två delprojekt är :– Utveckling av processmodell för kalk- och cementklinker-produktion. – Optimera syrgas användning i kalk och cement processerna med avseende

på kostnader, emissioner, produktkvalitet. – Utveckla ny mätteknik för beröringsfri mätning av kalcineringsgrad vid

produktion i kalkschaktugn, samt kommersialisering av ny mätteknik. – Utnyttjande av ny mätdata vid processmodellering


WP 1: Syrgasanvändning i kalk och cement processerna

■ Task 1: Utveckling av processmodellverktyg– Byte av mjukvara från AspenPlus till SimuSage/CHEMAPP

■ Task 2: Syrgasanrikning i en oxyfuel process för kalk– Vi undersökte återcirkulation av rökgaser och identifierat första “best case” vid

konstant O2 flöde. Nu går vi vidare med dessa case med högre O2 flöden/koncentrationer.

■ Task 3: Syrgasanrikning i en oxyfuel process för cement– Vi undersökte Full och Partiell (one-string) oxyfuel och identifierat “best case” vid

konstant O2 flöde. Nu går vi vidare med ”best case” högre O2 flöden.

■ Task 4: Tillämpning av ”post-combustion capture” avskiljning av CO2 på en oxyfuel kalk/cementprocess med en CO2 anrikningsprocess kopplad till utgående rökgaser.– Vidare optimering av processerna i Task 2 och Task 3:

ASU: Hur koncentrerad O2 lönar det sig producera? CCS: Hur koncentrerad CO2 lönar det sig producera?


WP 2: Utveckling av radarbaserad mätteknik för mätning i schaktugnar:■ Task 1: Laboratorieförsök lasermätning, korrelation

kalcinering/temperatur■ Task 2: Utvärdering av tester, skapande av parametrar för reglering

av kalkugn■ Task 3: Förberedelse av ugn för testkörning i fullskala■ Task 4: Validering av reglerparametrar genom provkörning i

kalkugn■ Task 5: Utvärdering av provkörning, översättning till programkod■ Task 6: Utnyttjande av ny mätdata vid processmodellering■ Task 7: Utvärdering av möjligheter inom andra industriella

applikationer■ Task 8: Rapportering


© Nordkalk | Member of Rettig Group

MinBas-dagen 2016Vinnova Dnr 2015-02519

Syrgasanvändning vid cement och kalktillverkning samt utveckling av radarbaserad mätteknik för schaktugnar

Stockholm 2016-04-14Mikael Wendel Nordkalk AB, Patrik Ottosson Radarbolaget AB

WP 2 Utveckling av radarbaserad mätteknik för schaktugnar

© Nordkalk | Member of Rettig Group2


BakgrundWP2 - Syftar till att bestämma kalcineringsgraden i en blandning av kalciumoxid/kalciumkarbonat med hjälp mikrovågor och radar.

Arbetspaketet består av:• Införskaffande av testutrustning• Genomföra laboratorieförsök i testugn (förberedelser, mätning, beräkning)• Genomföra fullskaleförsök på schaktugn• Koppla data till ugnsstyrning• Projektledning



Nuläge:• Specialanpassad testugn• Antennhus för placering på testugnen • Eldfast testlåda• Mätningar under uppvärmning, 20-1050°C



Mätning:• Radar (dielektricitetskonstant och dämpning [db])• Temperaturloggning (material och ugn [°C])• Vikt (ugn med last [kg])• Effektförbrukning ([kWh])

Tx-antennRx-antenn

Mantelplåt

KeramikProvlåda

Prov



Mätresultat:• Full låda (brutto)• Differens mot (tom låda)• Temperatur (+900°C)• Dämpning



Fin fraktion och +720°C:

Temperatur

Dämpning

Dielektricitetskonstant



Kalcineringsmätning: CO2 frigörs vid uppvärmning av CaCO3, vilket leder till att material blir porösare och lättare. Samtidigt minskar bandgapet i keramer vid högre temperaturer. Dessa effekter påverkar både dielektricitetskonstanten (hur snabbt mikrovågorna färdas) och absorptionen (hur mycket mikrovågorna dämpas).

Nästa steg i projektetLaboratorieförsök med våg-, effekt-, temperatur- och radarmätning.



Mätning på schaktugn:



Förberedelser för mätning på schaktugn:• Mäta långt:

• Kalksten: 4,9 m• Bränd kalk: 5,6 m

• Mäta igenom isoleringsmaterial



Kalksten, CaCO3Bränd kalk, CaO9,3 m9,2 m

Mäta långt:



Mäta igenom isoleringsmaterial:



Frågor

Syrgasanvändning vid cement och kalktillverkning samt ......Syrgasanvändning vid cement och...

Documents

Transcript of Syrgasanvändning vid cement och kalktillverkning samt ......Syrgasanvändning vid cement och...