Umeå University's logo

umu.sePublications
Change search
ExportLink to record
Permanent link

Direct link
BETA

Project

Project type/Form of grant
Project grant
Title [sv]
Optimering av processer vid cementklinker- och kalktillverkning
Title [en]
Optimization of processes for production of cement and lime
Abstract [sv]
Syfte och mål: Syftet var att minska energiförbrukning och CO2-emissioner med 10 % vid tillverkning av cement- och kalk, att förstå förbränning och energifördelning i kalkschaktugnar samt att styra kvaliteten genom optimering av alternativa råmaterial och bränslen. Vi har studerat hur MgO påverkar klinkerreaktionerna, och beskrivit hur MgO bidrar till klinkerstrukturen vid olika temperaturer. Syftet är också att föreslå processkoncept med alternativa bränslen, nya oxidationstekniker och stoftbildning samt att utveckla en ny modell som simulerar en schaktugn för kalkbränning. Förväntade effekter och resultat: Försök med slagg som råmaterial för klinker ger 10 % lägre emissioner. Beräkningar visar att användning av syre i kalkugnen ger 10 % lägre energibehov. Studier har gett förståelse för hur klinker påverkas av MgO och på energins fördelning i schaktugnar. Teoretiska beräkningar visar att ökad MgO minskar klinkertemperaturer med 50°C. En modell för produktion av bränd kalk i schaktugn har utvecklats. Mer arbete krävs för att precisera och validera modellen. Nya bränsledefinitioner har tagits fram liksom nya data för fasta lösningar för klinkerfaser. Detta arbete är ännu inte avslutat. Upplägg och genomförande: Ett samarbete fanns sedan tidigare etablerat mellan TEC-Lab vid Institutionen för Tillämpad fysik och elektronik, Umeå universitet och cement- och kalkindustrin. Två industridoktorander från respektive bransch har arbetat med projektet. Forskargruppen, som har lång erfarenhet inom området, fick i samarbete med berörda industriparter uppgiften att utveckla projektidén. Arbetet utfördes på Umeå universitet samt på fabrikerna. Resultaten sammanställdes, avrapporterades och analyserades vid återkommande projektmöten.
Abstract [en]
Purpose and goal: The aim was to decrease the energy consumption and CO2 emissions by 10% cement and lime production, to understand combustion and energy distribution in shaft kilns, and to control quality through optimization of alternative raw materials and fuels. Studies were done on how MgO affects the clinkering reactions, and how MgO contributes to the clinker structure at different temperatures. The aim is to propose process concepts with alternative fuels, new oxidation techniques and dust formation, as well as to develop a new model that simulates a shaft kiln for lime-burning. Expected results and effects: Experiments with slag as raw material for clinker gives 10% lower emissions. Calculations show that oxygen in the lime kiln gives 10% lower energy need. Studies have increased the understanding of how clinker is afected by MgO, and on energy distribution in quicklime shaft kilns. Theoretical calculations show that increased MgO reduces clinkering temperatures by 50°C . A model for the shaft kiln was developed. Work is still needed to improve and validate the model. New fuel definitions were developed, as well as new data for solid solutions for clinker phases. This work is not yet ready. Approach and implementation: A collaboration was previously established between TEC-Lab at Department of Applied Physics and Electronics, Umeå University and the cement and lime industry. Two industrial PhD students from each industry have worked within the project. The research group, which has extensive experience in the field, got in cooperation with industrial partners, the task to develop the project idea. The work was performed at Umeå University and at industrial sites. The results were compiled, reported and analysed at regular project meetings.
Principal InvestigatorBackman, Rainer
Coordinating organisation
Umeå University
Funder
Period
2014-09-01 - 2017-04-30
National Category
Chemical Process EngineeringMineral and Mine EngineeringOther Materials Engineering
Identifiers
DiVA, id: project:379Project, id: 2014-04073_Vinnova