Emplacement du projet : CanmetÉNERGIE à Ottawa, Ottawa, Ontario
Durée : 5 ans (2023-2028)
Programme : Bioénergie
Description du projet
Dans le cadre du projet, on étudie la possibilité d’utiliser des combustibles de substitution et l’oxycombustion (recours à l’oxygène au lieu de l’air comme oxydant pour la combustion) dans les fours rotatifs de l’usine de pâte kraft, pour la transformation de la chaux minérale et la fabrication du ciment.
Les fours rotatifs sont dotés d’un brûleur pour chauffer les solides jusqu’à la température de réaction. Les solides comprennent le carbonate de calcium qui se décompose en oxydes de calcium (chaux) et en dioxyde de carbone (CO2). Par conséquent, le gaz de combustion présente une concentration élevée de dioxyde de carbone rejeté par le combustible et les solides. L’oxycombustion est tout indiquée pour produire un gaz de combustion qui peut être envoyé à la séquestration en ne nécessitant qu’un traitement additionnel minimal. L’oxycombustion remplace l’air requis pour la combustion par de l’oxygène et le gaz de carneau recyclé, éliminant ainsi l’azote et augmentant le dioxyde de carbone. La concentration de dioxyde de carbone plus élevée dans le four peut inhiber la décomposition du carbonate de calcium. Dans le cadre de ce projet, on étudiera par expérimentation l’inhibition des réactions grâce au dioxyde de carbone plus élevé dans le gaz, principalement la calcination, à l’aide d’un analyseur thermogravimétrique (ATG) en fonction de diverses concentrations de dioxyde de carbone. Les chercheurs mettent au point un modèle mathématique du four, y compris de la combustion et de la réaction des solides, pour calculer l’incidence de l’utilisation de combustibles de substitution et de la gestion du brûleur sur la qualité des produits solides dans le but de créer un outil numérique à l’usage de l’industrie. Au final, ils procéderont à une analyse technico-économique pour comparer le coût du passage à l’oxycombustion par rapport à la technologie de référence de captage et de stockage du carbone (CSC) impliquant la purification par les amines
(2-aminoéthanol).
Activités liées au projet
Déterminer la plage de températures de fonctionnement pour la calcination (transformation de la chaux) et formation du clinker (ciment) sans surchauffe lors du recyclage du gaz de combustion.
Mettre au point la stratégie de gestion du brûleur pour l’oxycombustion de la flamme avec le recyclage du gaz de carneau pour une transformation efficace des solides dans les fours à chaux et à ciment.
Comparer les coûts du CSC au moyen de l’oxycombustion et de la purification par les amines pour le captage du CO2.