水泥行业是最大的二氧化碳排放源之一，占人人东谈主为二氧化碳排放量的 8%，险些是系数航空业的三倍。 为了减少碳踪影并完毕征象中庸，航空业正在转向技巧创新。通过用电加热取代化石燃料驱动的煅烧，ECem 形状旨在透彻调动水泥分娩，减少二氧化碳排放小姐骚，同期普及恶果。

水泥分娩中反转窑响应器感应加热的功能泄露图：添加所谓的感应器是为了弥补生料导电性差的劣势。 这些部件在图片中的面孔为金属球，它们能灵验地将感应传递的能量调理为热量，并均匀地漫衍在系数容器中。 图片起首：B. Schröder/HZDR

ECem形状正在探索一种出息广宽的搞定决策，该形状是一项海皮毛接形状，包括来自Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)的科学家。 该形状的要点是利用电加热技巧为能源密集型的煅烧过程提供能源，旨在大幅减少水泥分娩过程中的二氧化碳排放量。

该形状于 2024 年秋季启动，为期三年半。 该形状得到丹麦创新基金的接济，该基金已拨款 2100 万丹麦克朗（约合 290 万好意思元）。

煅烧是水泥分娩的要津要领。 在这一过程中，石灰石在大型熔炉中被加热到约 1450°C，通过热理解理解闇练料（水泥的主要身分）。 这一响应是水泥行业二氧化碳 排放的主要起首。 梗概三分之二的 CO2 平直来自石灰石的化学理解，这一过程被称为脱碳，是不可幸免的。 剩下的三分之一则来自达到高温所需的多半能源，常常由烧毁煤或自然气等化石燃料提供。

ECem 形状（翌日水泥厂的电煅烧技巧）正奋力于开导一种更清洁的替代技巧。 在丹麦水泥公司 FLSmidth 的教化下，该形状网罗了丹麦技巧商酌所、奥尔堡大学、欧洲能源公司、Cementos Argos 和 HZDR 等相接伙伴。 他们的方针是用两种不同的电加热技巧取代化石燃料加热，使水泥分娩更具可合手续性。

该形状的丹麦相接伙伴正在开导一种红外线发射加热系统，而 HZDR 流体能源学商酌所的科学家们则在商酌一种基于感应加热的电气搞定决策。 商酌小组当先但愿建立一个实际室实际，让感应线圈产生一个高频场来加热容器中的材料。 在稍后阶段，将在进一步的实际装配中对旋转窑进行建模，其要津数据将接近工业条款。 濒临的挑战是，石灰石等主要由碳酸钙构成的材料由于导电性差，骨子上并不顺应感应加热。

为了克服这一扯后腿，商酌小组但愿在要加热的原材料中混入所谓的感应元件。 这些元件旨在灵验地将电能调理为热能并传递给材料。 一项蹙迫的任务是找到合适的材料，使其冒昧在高暖热恶劣的工业条款下坚固地施展感热体的作用。 可能的候选材料必须具有较高的熔点，不会与石灰石发生响应，并具有耐磨性。 将可疑物资制成某种面孔，举例金属球，这么作念的公正是不错将煅烧和研磨过程统一为一个要领。 对工业历程电气化的投资，除了幸免产生二氧化碳外，还能产生更多积极影响，如普及恶果或改善家具性量，从而使关连公司在人人市集上获取竞争上风。

\"乍一看，这个形状与咱们商酌所常常处理的流膂力学关系不大，\"HZDR 磁流膂力学部门认真东谈主、工程师 Sven Eckert 博士讲解谈。\"然而，这不单是是在响应器中安装一个加热器的问题。 水泥窑常常要处理好多吨的材料，因此在系数窑内酿成均匀的温度场十分贫苦。 若是感应式加热器不可保证鼓胀的热传导，不仅到达上层，况且到达庞杂体积的里面，那么它以至会加重这一问题。 因此，咱们必须从旨趣上商酌工艺，包括优化炉内的对流气流，这必须确保灵验的热传输。\"

这亦然端淑-埃克特周围的商酌东谈主员冒昧讹诈其专科常识的场地。 在 HZDR，他们还不错使用磁场断层扫描等特有的测量技巧，这些技巧十分顺应监测电气化工业历程。 该团队还但愿从欧盟 CITADEL 形状中罗致训戒，该形状由 HZDR 认真和谐，当前已在进行中。

ECem 形状的意见是在实际室鸿沟上考证该技巧。 计划实际中获取的数据将成为计较机模拟和数字双胞胎开导的蹙迫输入，数字双胞胎将绘画包括能量流和质地流在内的系数过程。 在此基础上，科学家们但愿弄清实际室实际是否不错扩大到骨子的工业条款。 若是谜底是笃定的，那么在形状于 2028 年终局后，相接伙伴就不错驱动确立一个肖似于工业版块的检修工场。 字据商酌狂妄，该工场既不错罗致感应加热，也不错罗致发射加热（这两种加热程序正在同步开导中），或者将这两种程序集合起来。

编译自/ScitechDaily