haku: @instructor Eloneva, Sanni / yhteensä: 4
viite: 2 / 4
| Tekijä: | Mannisto, Pekka |
| Työn nimi: | Carbon Dioxide Capture from Flue Gases based on Calcium-Rich Ammonium Salt Solutions: Escape of Ammonia Vapour and Quality of Calcium Carbonate Precipitate |
| Hiilidioksidin talteenotto savukaasuista kalsiumia sisältävien ammoniumsuolaliuosten avulla; Ammoniakin haihtuminen ja kalsiumkarbonaattisakan laatu | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2010 |
| Sivut: | 79 s. + liitt. 2 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Energiatekniikan laitos |
| Oppiaine: | Energiatekniikka (Ene-47) |
| Valvoja: | Fogelholm, Carl-Johan |
| Ohjaaja: | Eloneva, Sanni |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 6924 | Arkisto |
| Avainsanat: | ammonium salt CCS mineral carbonation PCC steelmaking slags ammoniumsuolat CCS mineraalien karbonointi PCC teräskuonat |
| Tiivistelmä (fin): | Teräksenvalmistus on yksi suurimmista ihmisperäisen hiilidioksidin tuottajista, sillä siinä käytetään paljon hiiltä energian tuottamiseen sekä myös raaka-aineena. Mineraalien karbonointi on menetelmä hiilidioksidin varastointiin, jossa CO2 reagoi metallioksideja sisältävien materiaalien kanssa muodostaen stabiileja karbonaatteja. Kaksivaiheisella menetelmällä, jossa valmistetaan karbonaatteja teräksenvalmistuksen kuonista ammoniumsuolaliuoksen avulla, on todettu olevan taloudellista potentiaalia sekä selvästi hiilidioksidipäästöjä pienentävä vaikutus. Tämän työn tarkoituksena oli tutkia kokeellisesti ammoniakin haihtumista menetelmän karbonointivaiheessa, sisäänmenevän kaasun alhaisen CO2 pitoisuuden vaikutusta reaktioaikaan ja karbonointisuhteeseen, sekä analysoida muodostuvien CaCO3 -sakkojen laatua. Kokeissa käytetyt kalsiumia sisältävät ammoniumnitraatti- ja ammoniumkloridiliuokset valmistettiin teräskuonasta ja vastaavan ammoniumsuolan vesiliuoksesta. Kokeet, joissa käytettiin alhaisia CO2 konsentraatioita, johtivat pidempiin reaktioaikoihin, sekä hieman alhaisempiin karbonointisuhteisiin ja sakkasaantoon. Ammoniakin haihtuminen (0,4 - 1,0 wt- %) oli kuitenkin FTIRS-mittausten mukaan melko merkityksetöntä reaktion aikana. Suurin osa kokeen aikana menetetystä liuoksesta (~ 1,2 wt- %) näytti aiheutuvan veden haihtumisesta. Jatkuvatoimisessa prosessissa nämä melko pienet liuoshäviöt pitäisi pystyä helposti korvaamaan lisäämällä pieniä määriä ammoniakkia ja vettä prosessiin karbonointivaiheen jälkeen. Kunhan rikkidioksidin pitoisuus ei yhtä 200 ppm:ää ja CO2 -konsentraatio on vähintään 10 %, savukaasuja voidaan käyttää suoraan karbonoinnissa ja erilliselle hiilidioksidin talteenotolle ei pitäisi olla tarvetta. Kaikki muodostuneet sakat sisälsivät CaCO3:a kalsiittina. Sakkojen laatu oli myös korkea, sillä niiden CaCO3 -pitoisuus oli yli 99.5 wt- %. Sakat olivat väriltään kirkkaan valkoisia ja koostumukseltaan hienojakoisia ja jauhemaisia. Korkealaatuisen CaCO3:n valmistamiseksi tällä menetelmällä karbonointivaiheesta saatavat sakat pitää myös pestä kunnolla. |
| Tiivistelmä (eng): | Steel manufacturing accounts for a large share of total anthropogenic CO2 emissions, as it is highly dependant on coal as its main energy an also raw-material. Mineral carbonation is a carbon dioxide storage method, where CO2 is reacted with metal-oxide bearing materials to form stable carbonates. A two-stage mineral carbonation method based on steelmaking slags and ammonium salt solutions has been found to have economical potential and clearly negative CO2 emissions. The focus of this thesis was to study the carbonation step of this method by investigating experimentally the possible escape of ammonia vapour during the carbonation, the effect of low CO2 content in the ingoing gas flow on the rate and ratio of CaCO3 precipitation, and to analyse the quality of the CaCO3 precipitates. Calcium-rich ammonium nitrate and ammonium chloride solutions used in these experiments were produced from steel converter slag and corresponding aqueous solution of ammonium salt. Lower carbonation rates, as well as slightly lower calcium conversion ratios and precipitate yields were observed in the experiments, where low CO2 concentrations were used. However, FTIRS measurements revealed that evaporation of ammonia (0.4 - 1.0 wt-%) during the reaction is quite insignificant despite of the CO2 content of the gas flow. Of the total amount of solution lost during the reaction (~ 1.2 wt-%) the largest share seemed to be caused by evaporation of water. In the continuous real-scale process these quite small losses should be easily compensated by adding small volumes of ammonia and water into the process after the carbonation step. As long as the sulphur dioxide content does not exceed 200 ppm and CO2 concentration is at least 10%, flue gases can be used directly in the carbonation, i.e., separate CO2 capture should not be needed. All of the formed precipitates consisted of CaCO3 as calcite. The quality of the precipitates was also found to be high, as their CaCO3 content was >= 99.5 wt-%, colour was bright white and texture was fine and powdery. To obtain high-quality CaCO3 with this method, the precipitate resulting from the carbonation step should be washed properly. |
| ED: | 2010-10-25 |
INSSI tietueen numero: 41190
+ lisää koriin
INSSI