Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Energy optimization of pulp drying, Södra Cell Värö:  
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE), Chemical Engineering and Technology.
2011 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Energioptimering av massatorkning på torkmaskinen vid Södra Cell Värö (Swedish)
Abstract [en]

The degree project was done at Södra Cell Värö with the purpose to investigate how the use of energy for pulp drying in a pulp dryer could be made more effective to decrease the energy consumption or increase the capacity. The pulp dryer is one of the machines that consumes the most energy at SCV. The air that dryes the pulp is heated by low pressure steam, and since the amount low pressure steam was limited, the purpose with the project was to investigate how the low pressure steam best could be used. If the drying capacity could be improved it could enable for an increase in production or a decrease low pressure steam consumption.

The task was divided into:

1. Analysis of steam and condensate flows connected to the pulp dryer. Can they be adjusted to improve the drying capacity?

2. Investigation of possible sectors of application for hot air flows from vacuum pumps.

3. Investigation of the condensate system. Can condensate and flash steam be used in a better way to provide more steam to the pulp dryer?

For task 1, air and energy balances were made ove the pulp dryer, then temperature, flow and moisture content were measured for all air flows in and out. To investigate how the consumption low pressure steam in the pulp dryer depends on the air flows in to the pulp dryer, tests were made where the rotation speed for the fans and the temperature for the air were varied.

The result of measuring the air balance over the pulp dryer was that the same amount air was going in and out, which means that all the air was going in to the dryer preheated. The energy balance over the thermal recycling system showed that 40 % of the energy in outgoing air was being reused.

Increasing the rotation speed from 750 rpm to 1000 rpm was favourable when the production was high. Increasing the temperature of the air in to the pulp dryer showed that the consumption low pressure steam decreased. Recommended rotation speeds:

December – february:

1000 rpm, all levels of production

mars – november:

1000 rpm for high production (over 3 bar low pressure steam to pulp dryer)

750 rpm for low production (below 3 bar low pressure steam to pulp dryer)

For task 2, temperature, flow and moisture content were measured for all air flows out from the vacuum pumps.

The air flows out from the vacuum pumps had a temperature of 40-50 °C, which was too low to be used for preheating of air to pulp dryer.

For task 3, a mapping of the condensate system including all steam and condensate flows connected to the pulp dryer was made. The mapping was made in AutoCAD. Since the experiment with increased temperature of the air in to the pulp dryer showed that an increase in temperature caused the consumption low pressure steam to decrease, calculations of how much more the consumption low pressure steam could be decreased by switching to steam of a higher pressure for preaheating the drying air.

By using only steam of higher pressure for air preheating, the amount available low pressure steam to the pulp dryer could be increased with 6 tonnes/h.

Abstract [sv]

Examensarbetet utfördes på Södra Cell Värö med syfte att undersöka hur energianvändningen för massatorkning på torkmaskinen (TM) kunde effektiviseras för att ge lägre energiförbrukning eller högre kapacitet.

TM är en av de mest energiförbrukande avdelningarna på bruket. Massan torkas där med luft som värms av processånga vilken utgörs av lågtrycksånga, och eftersom tillgången av lågtrycksånga var begränsad var det önskvärt att undersöka hur den kunde användas på mest effektiva sätt. Om torkkapaciteten kan förbättras kan det möjliggöra en ökning av produktionen alternativt en minskning av förbrukning av lågtrycksånga.

Uppgiften delades upp i:

1. Analys av ång- och luftflöden kopplat till TM. Kan de justeras för att ge bättre torkkapacitet?

2. Undersökning av möjliga användningsområden för varma luftflöden från vakuumpumparna.

3. Undersökning av kondensatsystemet. Kan kondensat och flashånga utnyttjas på ett bättre sätt för att tillhandahålla mer ånga till TM?

Till uppgift 1 ställdes luft- och energibalanser upp över TM, och sedan gjordes mätningar på temperatur, flöde och fukthalt på in- och utgående luftflöden. För att undersöka hur förbrukningen lågtrycksånga i torkskåpet påverkas av tilluften gjordes försök där varvtal på tilluftfläktar och temperatur på tilluft varierades.

Resultatet av luftbalansmätningarna var att inget undertryck rådde över torkskåpet, vilket innebär att all tilluft gick förvärmd in till torkningen. Energibalans över värmeåtervinningssystemet visade att ca 40 % av energin i utgående våtluft återvinns.

Försök med varvtal och temperatur på tilluft visade att en ökning av varvtal från 750 rpm till 1000 rpm var gynnsamt vid hög produktion, samt att en temperaturökning på tilluft minskade förbrukningen lågtrycksånga i torkskåpet. Rekommenderade körinställningar:

December-februari:

1000 rpm, alla produktionsnivåer

Mars-november:

1000 rpm vid hög produktion (över 3 bars tryck på lågtrycksångan till skåpet)

750 rpm vid låg produktion (under 3 bars tryck på lågtrycksångan till skåpet)

Till uppgift 2 gjordes mätningar på temperatur, flöde och fukthalt på utgående luftflöden från vakuumpumpar.

Luftflödena från vakuumpumpar höll en temperatur på 40-50 °C, vilket var för lågt för att kunna användas till att förvärma torkluft till TM.

Till uppgift 3 gjordes en kartering av kondensatsystemet inkluderande alla ång- och kondensatflöden kopplade till massatorkningen. Karteringen utfördes i AutoCAD. Eftersom försöket med temperaturökning på tilluft visade att lågtrycksångförbrukningen i skåpet minskade med ökad temperatur på tilluft, beräknades hur stor en ytterligare besparing lågtrycksånga skulle kunna bli om all tilluft förvärmdes av mellantrycksånga.

Genom att använda mellantrycksånga för att förvärma all tilluft till torkskåpet skulle mängden tillgänglig lågtrycksånga till torkskåpet kunna ökas med 6 ton/h.

Place, publisher, year, edition, pages
2011. , 49 p.
Keyword [en]
Energy optimization, pulp mill, pulp drying, pulp dryer, vacuum pumps
Keyword [sv]
Energioptimering, massabruk, massatorkning, torkmaskin, vakuumpumpar
National Category
Chemical Process Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-40474OAI: oai:DiVA.org:kth-40474DiVA: diva2:441389
Subject / course
Chemical Engineering
Educational program
Master of Science in Engineering - Chemical Science and Engineering
Uppsok
Physics, Chemistry, Mathematics
Supervisors
Examiners
Available from: 2011-11-28 Created: 2011-09-15 Last updated: 2011-11-28Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1882 kB)947 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1882 kBChecksum SHA-512
ef169e767d693ba12be4bef63532b5806d42a2ea3566f724b27a302b0022f15291966dabc650e5ff622500bed3936484cecae2372f025c8fe69a76a26389f14e
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Chemical Engineering and Technology
Chemical Process Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 947 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 338 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf