Produktion av vätgas och biokol från trädbränslen med ny process som utnyttjar steam-iron-reaktionen och järnmalmskoncentrat

Detta projekt undersökte en ny metod för att producera vätgas och biokol från biomassa genom att tillämpa den så kallade Steam-Iron-Reaktionen (SIR). Idén är högst relevant för Sveriges energiomställning, då den möjliggör samproduktion av vätgas, negativa CO₂-utsläpp och biokol, som en potentiell kolkälla för tillverkning av grönt stål. Slutsatserna var att det integrerade SIR-biokol-konceptet är tekniskt genomförbart och erbjuder starka synergier med svenska värdekedjor för biomassa, stål och kraftvärme. För att vara tillämpbart fordras dock mer reaktiva syrebärare än LKAB:s befintliga produkter.

Konceptet bygger på en reaktoruppställning bestående av tre sammankopplade fluidiserade bäddreaktorer och järnmalmskoncentrat som intermediär syrebärare. Det påvisades att magnetitpartklar direkt från LKAB:s processer kan fungera som bäddmaterial för processen. Kinetikdata för reaktion med CO, H₂, CH₄ och H₂O togs fram, även om reaktionshastigheten speciellt med CH4 visade sig vara ganska låg. Det introducerades och validerades ett nytt reaktorkoncept – Packad-Fluidiserad Bädd (PFB). Genom försök i kallmodell verifierades att PFB-konceptet bidrog till att skapa motströmsflöde mellan partiklar och gaser, vilket är nödvändigt för att den undersökta processen skall bli effektiv. I projeket genomfördes även processimulering och designförslag för nyckelkomponenter, där experimentell data kopplades till systemnivåmodeller. Analysen bekräftade att hög total verkningsgrad (upp till 81 %) och att värmeintegration med elproduktion och fjärrvärme vore gynnsamt. Långsam reaktionskinetik hos undersökta mineraler identifierades dock som ett hinder för omedelbar kommersiell tillämpning.

Här finns hela listan med publikationer från projektet att ta del av.