"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF7379
ETF7379 "Süsinikdioksiidi mineraliseerimisprotsesside modelleerimine (1.01.2008−31.12.2011)", Andres Trikkel, Tallinna Tehnikaülikool, Keemia ja materjalitehnoloogia teaduskond.
ETF7379
Süsinikdioksiidi mineraliseerimisprotsesside modelleerimine
Modeling of carbon dioxide mineralization processes
1.01.2008
31.12.2011
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.11. Keemia ja keemiatehnikaT350 Keemiatehnoloogia ja -masinaehitus2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).100,0
PerioodSumma
01.01.2008−31.12.2008156 600,00 EEK (10 008,56 EUR)
01.01.2009−31.12.2009150 336,00 EEK (9 608,22 EUR)
01.01.2010−31.12.2010136 656,00 EEK (8 733,91 EUR)
01.01.2011−31.12.20118 733,60 EUR
37 084,29 EUR

Üks tehnoloogia, mis võimaldaks vähendada süsinikdioksiidi emissiooni, on CO2 sekvestratsioon mineraalse karboniseerimise teel – protsess, milles kaltsiumi või magneesiumi sisaldavad mineraalid (silikaadid, oliviin, serpentiin) reageerivad gaasilise süsinikdioksiidiga moodustades tahkeid karbonaate. Lisaks looduslikele mineraalidele kui CO2 mineraliseerijatele, on huviorbiiti tõusnud Ca-sisaldavad tööstusjäätmed nagu metallurgilised räbud ja põlemisel tekkivad tuhad. Viimaste hulgas pakuvad erilist huvi vaba lupja sisaldavad põlevkivituhad. Selliste materjalide karboniseerimisel saavutatakse nii CO2 sidumine kui nende ohtlike jäätmete neutraliseerimine. Sealjuures toimuvate protsesside kineetika ja mehhanismi uuringud on väheldased, aga nende parendamiseks väga aktuaalsed. Keevkihttehnoloogia rakendamine Eesti energeetikasektoris suurendab uut tüüpi tahkete jäätmete – madalatemperatuursete keevkihttuhkade teket. Detailsed mehhanismiuuringud ja reaktsioonide matemaatiline modelleerimine heterogeensetes süsteemides CO2 sisaldavad heitgaasid – tahke põlevkivituhk ja CO2 sisaldavad heitgaasid – vesi – põlevkivituhk võimaldavad parendada ja luua teoreetilised alused keevkihttuhkade kasutamiseks ja leida neile uusi kasutusalasid, näiteks vähendamaks CO2 emissiooni, pöörates samaaegselt tähelepanu ka keskkonnaprobleemidele, mis on seotud tuha kõrge leelisusega, et seda loodusohutumalt ladustada ja pakkuda selleks välja tööstuslikke lahendusi. Saadavad mudelid võimaldavad analüüsida CO2 sidumise protsesside fundamentaalseid aluseid ja saada teoreetilisi teadmisi erinevate sidumisprotsesside võrdlemiseks, efektiivsemate materjalide leidmiseks süsinikdioksiidi mineraliseerijatena, töötada välja optimaalsed tingimused sidumisprotsesside realiseerimisel ja luua teoreetiline aluspõhi erinevate lubimaterjalide osavõtul mitmesugustes heterogeensetes süsteemides kulgevate protsesside juhtimiseks ja selgitamiseks.
A possible technology that can contribute reduction of carbon dioxide emission is CO2 sequestration by mineral carbonation – a process in which calcium or magnesium containing minerals (silicates, serpentinite, olivine) react with gaseous CO2 forming solid carbonates. In addition to the use of natural mineral ores as feedstock for CO2 mineralization, also Ca-containing industrial residues like metallurgical slags and combustion ashes have arisen into focus. Amongst these, special interest should be paid to oil shale ashes which contain free lime. Carbonation of such by-products could provide both CO2 storage and hazardous waste neutralization. Investigation of kinetics and mechanisms of these processes is inadequate, but highly relevant in order to find possibilities for their enhancement. Implementation of CFBC technology in Estonian energetic sector increases production of a new type of solid wastes – low-temperature oil shale ashes. Detailed investigation of the mechanisms and mathematical modeling of the reactions taking place in heterogeneous systems CO2-containing flue gases – solid ash and CO2-containing flue gases – water – ash would enable to improve and create theoretical basis for the present usage of CFBC ashes and find new usage areas, for example, for reducing CO2 emissions paying simultaneously attention also to the environmental problems related to high alkalinity of the ash, considering possibilities for its safer storage and working out industrial methods for its treatment. The respective models enable to analyze fundamentals and create basic theoretical knowledge for comparing different CO2 binding processes, for finding most effective materials for CO2 mineralization and for working out optimal conditions for their implementation and create also basis for better understanding of the processes taking place in a wide range of heterogeneous systems containing calcareous minerals.