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
ENERGIÅTERVINNING I GRANSHOT® - PROCESSEN
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2008 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
ENERGY RECOVERY IN GRANSHOT® - PROCESS (English)
Abstract [sv]

Uvån Hagfors Teknologi AB (UHT) has developed a process – GRANSHOT® – for quick

solidification of metals in water baths. In the process liquid metal is splintered – granulated –

into small drops. The drops are rapidly cooled in a water bath where all the heat energy from the

liquid metal is transferred into the water. The granulation is often performed with great metal

flows, normally 1-4 tonnes of metal is granulated per minute. The energy that is transferred from

the liquid metal to the water is about 300 – 400 kWh per tonne depending on type of metal and

current metal temperature in the granulation process. In normal applications the water is allowed

to gain a temperature of 60

°C before it is cooled to the surrounding temperature in cooling

towers or in heat exchangers. Because of drastically increasing energy prizes and in some cases

lack of energy resources, it is very interesting to try to recover the energy the water contains.

The purpose of the project is to perform a study of the energy flow in the GRANSHOT®-process

and analyse different methods to make use of the developed energy. The investigation contain

analyses of the economical consequences of an eventual implementation of the most suitable

method in the GRANSHOT®-process and a simple layout design of a granulation facility with

implemented energy recovery technology.

An extensive pre-study is executed to investigate different types of existing energy recovery

technologies and what they need to operate. The possibility to modify different electricity

production technologies to suit an implementation in the GRANSHOT®-process are also

investigated.

The most suitable energy recovery technology for the GRANSHOT®-process was found to be a

product built on the Organic Rankine Cycle (ORC) called Powerbox, developed by the Swedish

company Opcon. When analysing the effects of a Powerbox installation in a high capacity

granulation facility with a yearly tonnage of 3 million tonnes the big water flows results in a

need of 10 Powerbox-units. Despite an estimated efficiency of only around 4 % and investment

costs as high as around 100 million SEK, the repayment time is as short as from just over 2 years

up to around 5 years. The repayment time is depending on the electricity prizes, and thereby in

which country the facility is situated. The project has also resulted in a basic layout modelled in

a computer aided design program, displaying key components and water flow paths.

Abstract [en]

Uvån Hagfors Teknologi AB (UHT) har utvecklat en process – GRANSHOT® – för

snabbstelning av metaller i vattenbad. I processen splittras – granuleras – flytande metall till

droppar. Dropparna snabbkyls i ett vattenbad där hela värmeinnehållet från den flytande metallen

överförs till vattnet. Granuleringen görs med stora metallflöden, normalt mellan 1 – 4 ton metall

per minut. Energin som överförs från den flytande metallen till vattnet är mellan 300 – 400 kWh

per ton beroende på vilken typ av metall och metalltemperatur som används vid

granuleringstillfället. I normal tillämpning tillåts vattnet värmas upp till 60

oC som sedan kyls till

omgivningstemperatur i förångningskyltorn eller i värmeväxlare. Mot bakgrund av kraftigt ökade

energipriser och i vissa fall begränsad tillgång på energi kan det vara intressant att ta tillvara på

den energi som i GRANSHOT®-processen växlas från den flytande metallen till vatten.

Syftet med projektet är att analysera förekommande energiflöden i GRANSHOT®-processen

samt att utvärdera olika metoder att tillvarata den utvecklade energin. Utredningen innehåller

ekonomiska analyser av innebörden av en installation av den mest lämpade återvinningsmetoden

samt en enklare layoutdesign av en granuleringsanläggning med konceptet implementerat.

En utförlig förstudie är genomförd för att utreda vilka krav som ställs på olika befintliga

energiåtervinningstekniker samt vad de kan leverera. Möjligheten att på något sätt anpassa olika

befintliga energigenereringsmetoder för att producera elektricitet i GRANSHOT®-processen

utvärderas också.

Den mest lämpade energiåtervinningsmetoden för GRANSHOT®-processen visade sig vara en

produkt kallad Powerbox utvecklad av företaget Opcon som bygger på den organiska Rankine

cykeln. Studier av effekterna av en implementerad Powerbox-teknik i en högkapacitets

granuleringsanläggning med ett årligt tonnage på 3 miljoner ton visar att 10 Powerbox-enheter

behövs för att hantera de stora vattenflödena. Trots att verkningsgraden uppskattas till endast

omkring 4 % och investeringskostnaderna är så höga som 100 miljoner kronor är

återbetalningstiden så kort som från drygt 2 år till omkring 5 år med dagens elpriser.

Återbetalningstiden är starkt beroende av elpriset, och därför också av var i världen

granuleringsanläggningen är placerad. Projektet har också resulterat i en layout konstruktion

modellerad i CAD-programmet Solid Works som visar de viktigaste komponenterna samt

flödesvägarna i granuleringsanläggningen.

Place, publisher, year, edition, pages
2008.
Series
MMK 2008:61 MKN 003
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-100682OAI: oai:DiVA.org:kth-100682DiVA: diva2:544169
External cooperation
UHT,Beskow Kristina
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-08-13 Created: 2012-08-13 Last updated: 2012-08-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Ekström,Lundström(1928 kB)68 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1928 kBChecksum SHA-512
855141f5679075fb631d342b441ae4b4f265cf7c949e62ecd9e7a31e3d142490cae8b38052ac481affe84b1a4ec52bb673e83ce3863b70a437db977f8f50ca5c
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 68 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: 117 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