Improvement of energy economy in a chemical plant

Abstract

Työn tarkoituksena on selvittää, kannattaako Kemira Pigments Oy:n Porin tehtaan luopua 7,5 bar höyryverkosta. 7,5 bar höyryn käyttökohteita ovat arinakuivaajat ja höyryejektorit. Arinakuivaajissa korvaus on vaikeampaa ja siksi niiden käsittelyyn on paneuduttu tarkemmin.

Työn kirjallisuusosassa käsitellään kiinteän aineen kuivauksen teoriaa. Esitetään kuivumismekanismit eri kuivumisnopeusvaiheissa, kuivumisen aineen- ja lämmönsiirtokorrelaatioita sekä kuivumisnopeuksien laskentaan käytettyjä yhtälöitä. Lisäksi käsitellään pigmenttien kuivaukseen sopivia kuivaajia.

Tutkimusosassa esitellään arinakuivaajalla tehdyt kahdet mittaukset. Mittaustuloksista lasketaan kuivaajan energiatase ja kuivumisnopeuksia kuivaajan eri kohdissa. Mittausten perusteella tarkoituksena on selvittää 2,5 bar höyryn käyttöä 7,5 bar höyryn sijaan kuivaajan höyrypattereissa ja vaihdon vaikutusta kuivauksen energiankulutukseen. Tämän jälkeen tutkitaan, mihin osaan kuivaajaa ja millä tavalla mahdollista lisälämpöä kannattaa tuoda. Ejektoreista lasketaan muutokset, joita 15 bar höyryn käyttöön siirtyminen niissä aiheuttaa. Lopuksi selvitetään 7,5 bar höyryn korvauksen vaikutukset voimalaitoksen sähköntuotantoon käytettäessä nykyistä vastapaineturbiinia sekä käytettäessä paremmalla hyötysuhteella toimivaa uutta turbiinia.

Työssä tultiin siihen tulokseen, että 7,5 bar höyryverkosta kannattaa luopua. Muutosten ansiosta voidaan kuivaajan energiankäyttöä optimoida ja voimalaitoksen sähköntuotanto saadaan kannattavammaksi.