kl.
09.30
-
15.30
Porsgrunn, Auditorium B-133 og på Zoom
Ron Mangalam Jacob skal forsvare avhandlingen sin for graden philosophiae doctor (ph.d.) ved Universitetet i Sørøst-Norge.
Han har fulgt doktorgradsprogrammet prosess-, energi- og automatiseringsteknikk ved Fakultet for teknologi, naturvitenskap og maritime fag ved campus Porsgrunn.
Alle interesserte ønskes velkommen til prøveforelesning og disputas på campus eller digitalt.
Sammendrag
Omtrent to tredjedeler av CO2-utslippene fra sementindustrien kommer fra kalsinering av kalkstein i klinkerproduksjonsprosessen. Gjennom kalsineringsreaksjonen spaltes kalkstein, og det dannes kalk og CO2. I dagens produksjonsprosess vil CO2 fra kalsineringen være blandet med avgasser fra forbrenning av brensler som tilfører den nødvendige energien til kalsineringen. Hvis denne CO2-en skal fanges, må den først skilles fra de andre gassene. Denne separasjonsprosessen er energikrevende og krever et eget fangstanlegg.
Som et alternativ til metoden beskrevet over, fokuserer dette arbeidet på CO2-fangst integrert med selve produksjonsprosessen: Kalsineringsprosessen elektrifiseres, slik at brensler og forbrenningsavgasser unngås. Dette gir en ren CO2, som i neste omgang kan lagres eller brukes, uten behov for et eget fangstanlegg.
Det meste av kalsineringsreaksjonen skjer i kalsinatoren, og dette arbeidet tar sikte på å finne et passende design for denne reaktoren. Ulike design studeres og sammenliknes ved å vurdere innvirkning på produksjonsprosessen, teknisk gjennomførbarhet og virkningsgrad.
En matematiske modell for produksjon av sementklinker utvikles og valideres mot eksperimentelle resultater fra en fullskalaprosess. To ulike elektrifiserte roterende kalsinatorer, en med intern oppvarming og en annen med ekstern oppvarming, studeres så, både eksperimentelt og ved matematisk modellering. Den internt oppvarmede roterende kalsinatoren er et nytt konsept utviklet i løpet av dette arbeidet. Videre studeres en fluidiseringskalsinator, både eksperimentelt ved romtemperatur og med simulering ved høy temperatur.
Resultatene viser at CO2-utslippene kan reduseres med rundt 78 prosent ved å elektrifisere kalsinatoren i stedet for en bruke kull som energikilde. Dette forutsetter at grønn elektrisk energi er tilgjengelig. Det konkluderes med at en kalsinator basert på fluidisering er mer egnet for elektrifisering da den krever mindre energi enn roterende elektrifiserte kalsinatorer.
Det foreslås å arbeide videre med konseptet ved å bygge en elektrifisert kalsinator basert på fluidiseringskonseptet. Man vil da kunne utføre eksperimenter ved høy temperatur og verifisere de lovende resultatene oppnådd i dette doktorgradsarbeidet.