• Energy Research

A promising technology for renewable energy is energy piles used to heat and cool buildings. In this research, the effects of bio-cementation via microbially induced calcite precipitation (MICP) using mixed calcium and magnesium sources and the addition of fibres on the thermal conductivity of soil were investigated. Firstly, silica sand specimens were treated with cementation solutions containing different ratios of calcium chloride and magnesium chloride to achieve maximum thermal conductivity improvement. Three treatment cycles were provided, and the corresponding thermal conductivity was measured after each cycle. It was found that using 100% calcium chloride resulted in the highest thermal conductivity. This cementation solution was then used to treat bio-cemented soil samples containing fibres, including polyethylene, steel and glass fibres. The fibre contents used included 0.5%, 1.0% and 1.5% of the dry sand mass. The results show that the glass fibre samples yielded the highest thermal conductivity after three treatment cycles, and SEM imaging was used to support the findings. This research suggests that using MICP as a soil improvement technique can also improve the thermal conductivity of soil surrounding energy piles, which has high potential to effectively improve the efficiency of energy piles.

En este trabajo se ha estudiado el efecto de una serie de parámetros del proceso HYL sobre la calidad del hierro de reducción directa (DRI), durante un proceso real que tiene lugar en Suez Steel Company. Estos parámetros son la temperatura del gas en la entrada del reactor y en la salida del calentador, el caudal del gas de proceso, el caudal de oxígeno en la zona de combustión parcial, la relación de gases reductores, el porcentaje de humedad en el gas de proceso, el caudal del gas de enfriamiento y la composición del gas natural para el gas de enfriamiento. Al cambiar estos parámetros, luego al calcular la calidad de DRI (porcentajes de metalización y contenido de carbono) después del tiempo de residencia, se ha encontrado que el grado de metalización aumenta con el aumento de la temperatura del gas en la entrada del reactor y en la salida del calentador, el flujo de gas de proceso, el flujo de oxígeno en la zona de combustión parcial, la relación de gases reductores, el porcentaje de humedad en el gas de proceso. También el aumento de la velocidad de flujo del gas de enfriamiento y la composición del gas natural para el gas de enfriamiento ha causado un aumento del contenido de carbono. Dans ce travail, l'effet d'un certain nombre de paramètres de processus HYL sur la qualité du fer réduit direct (DRI), au cours d'un processus réel ayant lieu chez Suez Steel Company, a été étudié. Ces paramètres sont la température du gaz à l'entrée du réacteur et à la sortie du réchauffeur, le débit du gaz de procédé, le débit d'oxygène dans la zone de combustion partielle, le rapport des gaz réducteurs, le pourcentage d'humidité dans le gaz de procédé, le débit du gaz de refroidissement et l'appoint de gaz naturel pour le gaz de refroidissement. En modifiant ces paramètres, puis en calculant la qualité DRI (pourcentages de métallisation et de teneur en carbone) après le temps de séjour, on a constaté que le degré de métallisation augmente avec l'augmentation de la température du gaz à l'entrée du réacteur et à la sortie du réchauffeur, le débit de gaz de procédé, le débit d'oxygène dans la zone de combustion partielle, le rapport des gaz réducteurs, le pourcentage d'humidité dans le gaz de procédé. L'augmentation du débit de gaz de refroidissement et de l'appoint de gaz naturel pour le gaz de refroidissement a également entraîné une augmentation de la teneur en carbone. In this work the effect of a number of HYL process parameters on direct reduced iron (DRI) quality, during a real process taking place at Suez Steel Company have been studied. These parameters are gas temperature at reactor inlet and at heater outlet, process gas flow rate, oxygen flow rate at partial combustion zone, reducing gases ratio, humidity percent in process gas, cooling gas flow rate and natural gas make-up for cooling gas. By changing these parameters, then by calculating the DRI quality (metallization and carbon content percentages ) after the residence time , I has been found that the metallization degree increases with the increase of gas temperature at reactor inlet and at heater outlet , process gas flow, oxygen flow at partial combustion zone, reducing gases ratio, humidity percent in process gas. Also increasing of cooling gas flow rate and natural gas make-up for cooling gas has caused increase a carbon content. في هذا العمل، تمت دراسة تأثير عدد من معلمات عملية HYL على جودة الحديد المخفض المباشر (DRI)، خلال عملية حقيقية تجري في شركة السويس للصلب. هذه المعلمات هي درجة حرارة الغاز عند مدخل المفاعل وعند مخرج السخان، ومعدل تدفق غاز العملية، ومعدل تدفق الأكسجين في منطقة الاحتراق الجزئي، ونسبة تقليل الغازات، ونسبة الرطوبة في غاز العملية، ومعدل تدفق غاز التبريد، وتركيب الغاز الطبيعي لغاز التبريد. من خلال تغيير هذه المعلمات، ثم عن طريق حساب جودة DRI (المعدنة ونسب محتوى الكربون) بعد وقت الإقامة، تبين لي أن درجة المعدنة تزداد مع زيادة درجة حرارة الغاز عند مدخل المفاعل وعند مخرج السخان، وتدفق غاز العملية، وتدفق الأكسجين في منطقة الاحتراق الجزئي، مما يقلل من نسبة الغازات، ونسبة الرطوبة في غاز العملية. كما أن زيادة معدل تدفق غاز التبريد وتركيب الغاز الطبيعي لغاز التبريد قد تسبب في زيادة محتوى الكربون.

In recent years, oil spills and leakages have often occurred during oil exploration, transportation, handling, usage, and processing, causing serious global environmental problems. Microbially-induced carbonate precipitation (MICP) is an emerging green, environmentally friendly, and sustainable technology that has proven to be a promising alternative for soil stabilisation. This paper provides a comparison between the mechanical performance of oil-polluted sand treated with biocement and traditional Portland cement. A series of laboratory tests, including permeability, unconfined compressive strength (UCS), and triaxial consolidated undrained (CU) tests, was conducted. Even though oil contamination deteriorates the bonding strength of treated soil for both biocement and Portland cement soils, the biocement-treated oil-contaminated sand was found to achieve higher strength (up to four times) than cement-treated soil in the presence of similar content of cementing agent. After eight treatment cycles, the UCS value of oil-contaminated sand treated with biocement reached 1 MPa, demonstrating a high potential for oil-contaminated soil stabilisation in regions of oil spills and leakages.