| dc.description.abstract | For å nå fremtidige klimamål, pålegger FN bedrifter utslippskrav i økende mengder for å stramme inn karbonutslipp. Elkem ASA forsker på hvordan dagens kull og koks brukt i reduksjonsprosessen av kvarts kan erstattes med et bærekraftig alternativ for fremtidig produksjon av silisium. Dette har startet et forskningssamarbeid med SINTEF hvor et av fokusområdene omhandler bruk av trekull som reduksjonsmiddel. Metoden som forskes på er termisk konvertering av treflis om til trekull gjennom en pyrolyseprosess. Målet med denne oppgaven har vært å simulere denne prosessen numerisk.
Oppgaven tar for seg numeriske strømningsberegninger (CFD) hvor masse- og varmetransporten har blitt studert. Studie av relevant litteratur og forenklinger har muliggjort en numerisk simulering av pyrolyse. En viktig del av oppgaven har vært å finne de riktige egenskapene til treflisen som skal konverters termisk til trekull. Disse egenskapene har deretter blitt overført til de numeriske modellene hvis oppgave har vært å definere et porøst domene. Modellene har vært bygd opp av 4 steg, hvor hver av dem er CFD modeller som gradvis øker i kompleksitet. Utfallet har resultert i fire modeller som demonstrerer hver sin oppgave. Modellene har vist at gode tilnærminger av pyrolyse, hva angår masse- og varmestrøm, kan bli demonstrert uten å involvere kjemisk kinetikk. Resultater viser til at akkumulert masse som har forlatt reaktoren under prosessen er omtrent 75\% av den opprinnelige massen. Opphetningstiden tar omtrent 100 minutter før man kan se en tilnærmet konstant temperatur i biomassen. Videre viser resultatene at et trykkfall gjennom det porøse domene er forsvinnende liten. Masse- og energibalanse har blitt utført på systemet. Beregningene viser at konserveringene er tilfredsstilt for stasjonære strømninger, men at i modellene må mer arbeid må til for å forbedre konserveringslovene for transiente strømninger. | |
