Mange interessante resultater fra CLIMIT-støttet prosjekt

Kombinert kalsinering og CO₂-fangst i eksisterende sementovnssystemer

Prosjektene er finansiert av CLIMIT-Demo og Heidelberg Materials (HeidelbergCement). Fase 2 av prosjektet startet i august 2020 og er planlagt med en varighet på ca. 3,5 år.

Målene med prosjektet er å:

1. Spesifisere i detalj et teknisk gjennomførbart konsept for kombinert kalsinering og CO₂-fangst i eksisterende sementovnssystemer
2. Verifisere nøkkelinndata gjennom laboratorieeksperimenter
3. Lage en skisse av et pilotanlegg

Heidelberg Materials er prosjekteier

Heidelberg Materials har med seg partnerne Universitetet i Sørøst-Norge, IFE, SINTEF Industri og Kanthal i prosjektet.

Dette viser resultatene

Prosjektet har produsert en rekke vitenskapelige artikler. I lenken til høyre kan dere se og lese det som er publisert i prosjektets historie.

• 11 ulike reaktorkonsepter har blitt evaluert med tanke på teknisk gjennomførbarhet, energieffektivitet og arealbehov. Evalueringen har blitt gjort med prosjekteier Heidelberg Materials’ kalsinator i Brevik som referanse-reaktor. Det å elektrifisere en ordinær kalsinator, der partiklene fraktes gjennom en rørreaktor ved hjelp av en varm gass, er ikke særlig gunstig fordi dette vil kreve betydelig resirkulasjon av CO₂, noe som er lite energieffektivt. Dessuten vil et slikt system være sårbart med tanke på slitasje og vedlikehold av et stort antall varmeelementer som trengs for å tilføre varmen. Man bør derfor heller benytte et reaktorkonsept som trenger lite resirkulasjon av gass. Tre konsepter har blitt valgt ut for videre studier: i) roterende kalsinator med intern strålingsbasert oppvarming via et aksielt plassert varmeelement, ii) roterende kalsinator med konduksjonsbasert ekstern oppvarming og iii) virvelsjiktsreaktor med bruk av en binær partikkelblanding oppvarmet med varmeelementer i kontakt med et fluidisert partikkelsjikt.
• Den roterende kalsinatoren med aksielt varmeelement er et nytt reaktorkonsept utviklet i ELSE-prosjektet basert på en idé av USN. Dette konseptet blir nå grundig studert teoretisk av USN, både med tanke på varmeoverføring og krafttilførsel. Kanthal, som har ekspertise på utstyr for høytemperatur varmeoverføring, og som også deltar i ELSE-prosjektet, har bidratt med engineering for praktisk implementering av konseptet. Det pågår nå forberedelser til pilotforsøk i en testovn på Gotland i løpet av våren 2022. Forsøket vil skje i nært samarbeid med Cementas CemZero-prosjekt, der varmeoverføring med bruk av plasmateknologi er i fokus. Synergieffektene mellom ELSE og CemZero har vært betydelig og vil bli enda sterkere gjennom disse forsøkene.
• IFE, som også er med i ELSE-prosjektet, har dessuten startet forsøk med kalsinering i en roterende lab-reaktor med oppvarming via mantelen. Forsøkene har indikert at dette varmeoverføringskonseptet også vil fungere, men det trengs ytterligere testing, og visse forbedringer av apparaturen, før man kan konkludere med hensyn til materialvalg og effektiviteten av varmeoverføringen.