Smelter off-gas waste heat and carbon dioxide sequestration to promote production of biodiesel

CIM Journal, Vol. 8, No. 3, 2017

C. A. Laamanen and H. Shang
Bharti School of Engineering, Laurentian University

G. M. Ross
Northern Ontario School of Medicine

J. A. Scott
Bharti School of Engineering, Laurentian University

Indirect recovery and use of waste heat contained in smelter off-gas is proposed to expand regions available for year-round, on-site production of micro-algae–sourced biodiesel, a fuel that could be used in underground machinery. A dynamic model of an off-gas heat exchanger describes capture and distribution of heat into open, external, rectangular micro-algae ponds. Smelter off-gas contains sufficient energy to maintain large-scale micro-algae cultivation pond temperatures above 15°C, even with winter ambient temperatures below –15°C. Results highlight opportunities that could lie in tapping these heat resources to produce renewable biofuels on-site and sequester CO2 while leaving the industrial process unaffected.

On propose la récupération et l’utilisation indirectes de la chaleur résiduelle contenue dans les dégagements gazeux des fonderies pour développer les régions se prêtant à une production toute l’année durant et sur place de biodiesel à partir de micro-algues, carburant dont on pourrait se servir pour le matériel d’exploitation souterraine. Un modèle dynamique d’échangeur de chaleur contenue dans les dégagements gazeux décrit le captage et la distribution de la chaleur dans des bassins rectangulaires ouverts de micro-algues en extérieur. Les dégagements gazeux des fonderies contiennent suffisamment d’énergie pour maintenir les températures des grands bassins de culture de micro-algues au-delà de 15°C, même avec des températures ambiantes en hiver inférieures à –15°C. Ces résultats soulignent les possibilités que pourrait offrir l’exploitation de ces sources de chaleur pour la production de biocarburants renouvelables sur place et pour la séquestration de CO2 sans que cela n’ait d’incidence sur le procédé industriel.