Denna studie har behandlat och sammanställt en övergripande bild av effektiv avgasrening inom berörda ramar. Detta genom litteraturunderlag och personlig kommunikation med berörda parter. Undersökningen riktade sig mot Karlshamnsverkets lösningar på rådande miljöfrågor. Samma frågor är idag en stor drivkraft för att utveckla sjöfaten. Dialogerna som ligger till grund till den personliga kommunikationen utfördes på Karlshamnsverket och över telefon för att sedan bli analyserad mot effektiv avgasrening till sjöss. Detta med studiens frågeställningar som utgångspunkt. I resultatet framkom det att lösningarna på satta miljömål för Karlshamnsverket är utvecklade utefter verksamhetens effektivitet. Att försöka lösa problemen på ett bredare plan som skulle kunna påverka sjöfarten fanns det inga direkta initiativ till. Grundläggande utredning kring varför avgaser påverkar miljön har identifierats och olika relevanta lösningar har utträtts vinklat mot sjöfarten. Vidare framkom det att valet av bränsle har en stor inverkan på miljön och att utvecklingen i detta område är i ett tidigt skede. På Karlshamnsverket var detta fallet eftersom att elda biobränsle inte var aktuellt då efterfrågan inte var tillräckligt stor. Paralleller till sjöfarten visar att efterfrågan på alternativa bränslen är större och utvecklingen ligger här före. Vidare visar studien att vi behöver göra förändringar för att nå satta miljömål eftersom vi idag påverkar miljön negativt. För att möta eventuella framtida behov för en effektiv avgasrening krävs en fortsatt stark och bred teknikutveckling. / This study has addressed and compiled an overall picture of effective exhaust gascleaning within the relevant frameworks. This through literature and personalcommunication with interested parties. The survey focused on Karlshamnsverketssolutions to current environmental issues. The same issues are today a major drivingforce for the development of the shipping industries. The dialogues that form thebasis for the personal communication were carried out at Karlshamnsverket andover the telephone and then analyzed against efficient exhaust gas purification atsea. This with the study's questions as a starting point. The results showed that thesolutions to set environmental goals for Karlshamnsverket have been developedaccording to the efficiency of the business. There were no direct initiatives to try tosolve the problems on a broader level that could affect shipping industries. A basicinvestigation into why exhaust gases affect the environment has been identified andvarious relevant solutions have been developed at an angle to shipping.Furthermore, it emerged that the choice of fuel has a major impact on theenvironment and that development in this area is at an early stage. AtKarlshamnsverket, this was the case because burning biofuel was not relevant as thedemand was not large enough. Parallels to shipping show that the demand foralternative fuels is greater and the development is ahead here. Furthermore, thestudy shows that we need to make changes to achieve set environmental goalsbecause today we have a negative impact on the environment. To meet any futureneeds for efficient exhaust gas cleaning, continued strong and broad technologicaldevelopment is required.

Denna studie har sammanställt kunskap och erfarenhet från drift av SCR-anläggningar påfartyg med syftet att fastställa de huvudsakliga orsakerna bakom problem som uppstår ikatalysatoranläggningar inom Nord- och Östersjöfarten. Undersökningen utfördes meden kvalitativ intervjumetod. För att få en bra täckning riktade sig undersökningen motbåde rederier och fartyg med erfarenhet av SCR, samt tillverkare av systemen.Intervjuerna utfördes per telefon och analyserades sedan mot frågeställningarna. Iresultatet framkom att ett stort antal anläggningar genomgått modifieringar eftersomproblem uppstått. Ett antal vanligt förekommande problem identifierades. Någrakomponenter är särskilt kritiska att designa och dimensionera, såsom utrusning förureainjicering och magnetventiler för sotblåsning. Vidare framkom att avgastemperatursåväl som bränslet och ureans kvalité var viktiga faktorer för att uppnå god prestandaoch livslängd. Studien visar även att ökad kompetens krävs både hos befintlig ochblivande maskinpersonal för att underhållsåtgärder ska ske på rätt sätt och i rätt tid. Föratt möta eventuella framtida behov av SCR kombinerat med scrubberteknik krävs fortsattteknikutveckling. / The objective of the project was to compile knowledge and experience from the operationof SCR-installations on vessels in order to determine the main causes behind theproblems that arise in the catalyst systems within North- and Baltic Sea shipping. Thestudy was performed as a qualitative interview method. In order to get a good coverage,the study was directed against both companies and ships with experience of SCR andmanufacturers of systems. The interviews were conducted by telephone, and thenanalyzed against the objective. The result showed that a large number of plants haveundergone modifications since problems has occurred. A number of common problemswere identified. The study identified some components that are particularly critical todesign and dimension, such as equipment for urea injection and solenoid valves for sootblowing. It was also found that the exhaust temperature as well as fuel and urea qualitywere important factors in achieving good performance and lifetime. Increasedcompetence is required from both existing and future engine personnel so thatmaintenance can be done the right way and at the right time. To meet future demands ofSCR combined with scrubber technique further technical development is required.

Steel is one of the most essential metals in the world, and it plays a vital role in various industries. The growing demand for steel has resulted in increased CO2 emissions, with the steel industry contributing to approximately 7% of global emissions of carbon dioxide. Among the different production methods, the electric arc furnace (EAF) has emerged as a promising option, and its market share is expected to double in the future. While the EAF exhibits high efficiency and a reduced carbon footprint in comparison to alternative production routes, there is still considerable room for improvement. In the EAF, a significant amount of input energy, ranging from 15% to 30%, is wasted through off-gas, along with a substantial amount of CO2. To better understand the current state and ongoing research in off-gas handling, a literature review and a preliminary analysis were conducted which revealed that the waste heat from the off-gas can be effectively recovered using an evaporative cooling system, yielding approximately 105 kg of steam per ton of liquid steel. This emphasizes the importance of waste heat recovery in conjunction with CO2 capture. Calcium looping stands out as a promising carbon capture technology among the available options, primarily because of its lower environmental impacts and energy penalty. Furthermore, with its operation at elevated temperatures and dependence on limestone, calcium looping presents a potential solution to reduce the emissions from steel industry. Therefore, this study focuses on the analysis of a waste heat recovery system integrated with calcium looping technology, aiming to capture CO2 and utilize waste heat from the EAF off-gas. Additionally, the potential of coal substitution with bio-coal in the EAF for achieving negative emissions is also investigated. Through a steady state analysis and by employing semi-empirical mass and energy balance equations, it was determined that capturing 90% of the CO2 emissions from a 145-ton EAF requires 12 MW of heat and 16 kg of fresh limestone per ton of liquid steel. Although the average off-gas temperature is high, it cannot be considered as a reliable heat source. Therefore, the heat demand is met by burning biomass inside the calciner. Despite the increased heat demand, the waste heat recovery system integrated with calcium looping has the potential to generate approximately 11 MW of electricity using a supercritical steam cycle. This significant output can be attributed to the elevated temperature of the off-gas and the exothermic carbonation process. The economic analysis reveals that the levelized cost for capturing and storing CO2 is 1165 SEK per ton of CO2 with a negative Net Present Value (NPV). It was noted that, a higher carbon tax could significantly enhance the economic viability of the system. Moreover, the study found that by introducing bio-coal in the EAF with a fossil coal share below 69%, it has the potential to achieve negative emissions. Furthermore, recent studies have shown an increase in the CO2 content in the off-gas when introducing bio-coal into the EAF which further enhances the efficiency and economic feasibility of carbon capture. / Stål är en av de viktigaske metallerna i världen, och det spelar en avgörande roll i olika branscher. Den ökade efterfrågan på stål har lett till ökade koldikoxidutsläpp, och stålindustrin står för cirka 7% av de globala koldioxidutsläppen. Bland de olika produktionsmetoderna har ljusbågsugnen (EAF) framstått som ett lovande alternativ, och dess marknadsandel förväntas fördubblas i framtiden. Även om EAF uppvisar hög effektivitet och ett minskat koldioxidavtryck jämfört med alternativa produktionsvägar, finns det fortfarande stort utrymme för förbättringar.  I EAF går en betydande mängd tillförd energi, mellan 15 och 30%, till spillo genom avgaserna, tillsammans med en betydande mängd CO2. För att bättre förstå det aktuella läget och pågående forskning inom hantering av avgaserna genomfördes en litteraturstudie och en preliminär analys som visade att spillvärmen från avgaserna effektivt kan återvinnas med hjälp av ett evaporativt kylsystem, vilket ger cirka 105kg ånga per ton flytande stål. Dettta understryker vikten av att återvinna spillvärme i samband med CO2-avskiljning.  Kalciumlooping framstår som en lovande teknik för koldioxidavskiljning bland de tillgängliga alternativen, främst på grund av dess lägre miljöpåverkan och energiåtgång. Eftersom kalciumlooping används vid förhöjda temperaturer och är beroende av kalksten, utgör den dessutom en potentiell lösning för att minska utsläppen från stålindustrin. Därför fokuserar denna studie på analysen av ett system för återvinning av spillvärme integrerat med kalciumlooping-teknik, i syfte att fånga in CO2 och utnyttja spillvärme från EAF-avgaserna. Dessutom undersöks potentialen för att ersätta kol med biokol i EAF för att uppnå negativa utsläpp.  Genom en steady state-analys och med hjälp av semi-empiriska mass- och energibalansekvationer fastställdes att det krävs 12 MW värme och 16 kg färsk kalksten per ton flytande stål för att fånga 90% av CO2-utsläppen från en 145-tons EAF. Även om den genomsnittliga avgastemperaturen är hög kan den inte betraktas som en tillförlitlig värmekälla. Därför tillgodoses värmebehovet genom förbränning av biomassa i kalcinatorn. Trots det ökade värmebehovet har systemet för återvinning av spillvärme integrerat med kalciumlooping potential att generera cirka 11 MW el med hjälp av en superkritisk ångcykel. Denna betydande produktion kan hänföras till den förhöjda temperaturen i avgaserna och den exoterna karbonatiseringsprocessen. Den ekonomiska analysen visar att den nivellerade kostnaden för avskiljning och lagring av CO2 är 1165 SEK per ton CO2 med ett negativt nettonuvärde (NPV). Det konstaterades att en högre koldioxidskatt skulle kunna förbättra systemets ekonomiska lönsamhet avsevärt. Dessutom visade studien att genom att introducera biokol i EAF med en andel fossilt kol under 69%, har det potential att uppnå negativa utsläpp. Nya studier har dessutom visat en ökning av koldioxidhalten i avgaserna när biokol införs i EAF, vilket ytterligare förbättrar effektiviteten och den ekonomiska genomförbarheten för koldioxidavskiljning.