HYBRID KILN: Gas & Electric fired Kiln

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia maakaasupolttimesta ja molybdeenidisilisidistä (MoSi2) valmistetuista sähkölämmityselementeistä koostuvan hybridiuunin suorituskykyä. Opinnäytetyö tehtiin asentamalla sähköiset lämmityselementit olemassa olevaan maakaasukäyttöiseen kammiouuniin ja tarkastelemalla tämän järjestelyn toimivuutta. Teknisen keramiikan valmistukseen teollisuudessa käytetään paljon energiaa ja resursseja. Kun otetaan huomioon ilmastonmuutoksen eteneminen ja tarve vähentää hiilidioksidipäästöjä, on tärkeää pidättäytyä fossiilisten polttoaineiden käytöstä. Tämä voidaan saavuttaa nykyaikaisilla toimintatavoilla, jotka perustuvat uusiutuviin energialähteisiin. Tällaisia menetelmiä, kuten vedyn käyttö polttoaineena tai sähkökäyttöinen uuni, on jo käytössä, mutta ne eivät vielä ole verrattavissa perinteisiin uunijärjestelmiin. Kaasukäyttöisen polttoprosessin yhdistelmä, jota tuetaan sähkölämmityselementeillä, voitaisiin optimoida keramiikkatuotannon sekä ekologisesta että taloudellisesta näkökulmasta. Matalissa lämpötiloissa lämpö siirtyy tuotteeseen konvektiomekanismin avulla. Kun taas lämpötiloissa korkeissa, yli 900 °C:n lämpötiloissa lämmönsiirto tapahtuu pääasiassa säteilyn avulla. Tässä opinnäytetyössä esitellään kaasukäyttöisen uunin ja sähkölämmitysjärjestelmän perustoiminnot. Lämmityselementtien asennusta koskevien asiakirjojen lisäksi seurataan niiden todellista toimintaa yhdessä kaasupolttimen kanssa. Tämän tuloksena esitellään kokeen tulos ja arvioidaan todellista ekologista ja taloudellista parannusta sekä tällaisen asennuksen kustannuksia.