syrgasanvändning vid cement och kalktillverkning samt ......syrgasanvändning vid cement och...
TRANSCRIPT
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
24/04/2016Name of presentation - authorSlide 3 -
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?
24/04/2016Name of presentation - authorSlide 4 -
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
24/04/2016Name of presentation - authorSlide 5 -
© 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
WP 2 Utveckling av radarbaserad mätteknik för schaktugnar
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
© Nordkalk | Member of Rettig Group3
WP 2 Utveckling av radarbaserad mätteknik för schaktugnar
Nuläge:• Specialanpassad testugn• Antennhus för placering på testugnen • Eldfast testlåda• Mätningar under uppvärmning, 20-1050°C
© Nordkalk | Member of Rettig Group4
WP 2 Utveckling av radarbaserad mätteknik för schaktugnar
Mätning:• Radar (dielektricitetskonstant och dämpning [db])• Temperaturloggning (material och ugn [°C])• Vikt (ugn med last [kg])• Effektförbrukning ([kWh])
Tx-antennRx-antenn
Mantelplåt
KeramikProvlåda
Prov
© Nordkalk | Member of Rettig Group5
WP 2 Utveckling av radarbaserad mätteknik för schaktugnar
Mätresultat:• Full låda (brutto)• Differens mot (tom låda)• Temperatur (+900°C)• Dämpning
© Nordkalk | Member of Rettig Group6
WP 2 Utveckling av radarbaserad mätteknik för schaktugnar
Fin fraktion och +720°C:
Temperatur
Dämpning
Dielektricitetskonstant
© Nordkalk | Member of Rettig Group7
WP 2 Utveckling av radarbaserad mätteknik för schaktugnar
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.
© Nordkalk | Member of Rettig Group8
WP 2 Utveckling av radarbaserad mätteknik för schaktugnar
Mätning på schaktugn:
© Nordkalk | Member of Rettig Group9
WP 2 Utveckling av radarbaserad mätteknik för schaktugnar
Förberedelser för mätning på schaktugn:• Mäta långt:
• Kalksten: 4,9 m• Bränd kalk: 5,6 m
• Mäta igenom isoleringsmaterial
© Nordkalk | Member of Rettig Group10
WP 2 Utveckling av radarbaserad mätteknik för schaktugnar
Kalksten, CaCO3Bränd kalk, CaO9,3 m9,2 m
Mäta långt:
© Nordkalk | Member of Rettig Group11
WP 2 Utveckling av radarbaserad mätteknik för schaktugnar
Mäta igenom isoleringsmaterial:
© Nordkalk | Member of Rettig Group12
WP 2 Utveckling av radarbaserad mätteknik för schaktugnar
Frågor