1 st ottobre th Settembre Il progetto CLEANKER

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Raffaello Fede
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1 1 st ottobre th Settembre 2021 Il progetto CLEANKER

2 Obiettivi del progetto Cleanker Dimostrare la fattibilità del processo di cattura della CO 2 nella realtà industriale di una fabbrica senza intaccare la qualità del clinker/cemento Sperimentare l uso della farina di cemento come agente per catturare la CO 2 (CO 2 - sorbent: CaO) Calcolare le prestazioni tecnico-economiche del processo di cattura nell ipotesi di realizzare un impianto industriale a scala reale che tratti la totalità della CO 2 emessa Valutare possibili scenari di stoccaggio della CO 2 e dimostrarne in piccola scala la fattibilità Individuare fabbriche o siti del gruppo Buzzi Unicem e Italcementi-Heidelberg dove la tecnologia sarebbe potenzialmente applicabile Informare/tenere aggiornate le comunità locali sulla sperimentazione di un processo di cattura della CO 2 2

3 Concetto del Calcium Looping Calcinazione classica del calcare CaCO 3 + aria (N 2, O 2 ) + combustibile (CH) CaO + CO 2 + N 2 + CO 2 + H 2 O (950 C) Concentrazione di CO 2 nei gas esausti = 16 20% Troppo diluita per la cattura! Calcinazione nel progetto Cleanker CaCO 3 + O 2 + combustibile (CH) CaO + CO 2 + CO 2 + H 2 O (950 C) Concentrazione di CO 2 nei gas esausti dopo i cicli > 90% + CO 2 (650 C) adeguata alla cattura! 3

4 Schema dell impianto 4

5 Flue gas recycle Calciner Carbonator Schema del processo di Calcium Looping in cementeria Cement plant with CaL Raw meal for clinker CaO/CaCO 3 for CO 2 capture CO 2 from calciner fuel CO 2 from fresh raw meal CO 2 from kiln fuel Q out,1 CaO Q out,2 Q out,3 CO 2 -poor exhaust gases Raw meal CO 2 -rich flow to CPU 920 C CO C Q in,1 Fresh raw meal can either go through carbonator or by-pass it CO 2 CO 2 Q in,2 CO 2 CaCO 3 CaO+CO 2 CaCO 3 Fuel O 2 Air ASU CaO Q out, C Flue gas from klin Preheated air Rotary kiln Clinker Fuel Air 5

6 Obiettivi misurabili del progetto Aspetti Indici Obiettivi Emissioni CO 2 Efficienza di cattura CO 2 Efficienza di cattura >90% Efficienza energetica Bilancio Economico Consumo di combustibile Consumo elettricità Costo del cemento Costo della CO 2 catturata Aumento del consumo di combustibile <40% Aumento del consumo di elettricità <20% Aumento del costo < 25 /t cemento Costo della CO2 catturata <30 /t CO2 Rischi per il raggiungimento degli obiettivi tecnologici del processo: - Presenza di aria falsa che può diluire la concentrazione di CO 2 in uscita al camino - Difficoltà nella gestione di un bruciatore ad ossigeno - La presenza di possibili reazioni di clinkerizzazione nel calcinatore - Scelta dei materiali nella costruzione dell impianto pilota compatibilmente con il budget del progetto 6

Innovazione tecnologica del progetto CLEANKER La tecnologia del Calcium Looping é stato già dimostrato all interno del progetto FP7- CaOling dove i gas esausti in uscita da una centrale elettrica a

7 Innovazione tecnologica del progetto CLEANKER La tecnologia del Calcium Looping é stato già dimostrato all interno del progetto FP7- CaOling dove i gas esausti in uscita da una centrale elettrica a letto fluido (1 MW) vengono processati da un reattore di cattura CO 2 Centrale elettrica CO 2 Gas esausti Impianto Ca-Looping Gas esausti privi di CO 2 Gas esausti arricchiti di CO 2 La grande innovazione (e difficoltà) del processo CLENKER é l integrazione dell impianto Ca-looping all interno della linea di produzione cemento sfruttando le materie prime già in uso nella fabbrica 7

8 Configurazione dell impianto pilota CLEANKER CO 2 rich flue gas to storage/utilization CO 2 poor flue gas Flue gas Calciner 920 C CaO Carbonator C Flue gas from cement kiln Existing pre-heating tower (Vernasca) CaCO 3 Fuel O 2 Demonstrator Raw meal Solids Pre-calciner Rotary kiln Tertiary air Fuel Air Clinker 8

9 Rendering dell impianto pilota in Vernasca nella torre di precalcinazione 9

10 Coinvolgimento degli stakeholder e della comunità locale Foto incontro Vernasca

11 Il consorzio del progetto CLEANKER 5 stati EU + Svizzera Stati non EU 11

12 Attività di comunicazione e disseminazione Sito web dedicato al progetto (per il momento solo in inglese): 12

Acknowledgments This project has received funding from the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme under Grant Agreement n.

13 Acknowledgments This project has received funding from the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme under Grant Agreement n This work is supported by the China Government (National Natural Science Foundation of China) under contract No and No

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