Civilingenjörsprogrammet i energiteknik vid Umeå universitetstekniska högskola. (löpnr. som tilldelas)

Energieffektivisering av kokeri vid Mondi Dynäs AB

Tomas Nilsson

2

Sammanfattning Mondi Dynäs AB är ett integrerat bruk som framställer massa och tillverkar papper. Energibehovet vid fabriken är stort och inte minst vid kokeriet där pappersmassa framställs i en process kallad sulfatkokning. Det finns potential att öka kapaciteten för kokeriet genom olika effektiviseringsåtgärder. En ökning av kapaciteten kan utnyttjas för att sänka temperaturen under koken och på så sätt reducera behovet av ånga. Detta arbete har handlat om att studera energiflöden för att kartlägga och sammanställa en energibalans över kokets delprocesser som sedan utnyttjats för att simulera det varierande ång- och energibehovet vid olika effektiviseringsåtgärder. Till de åtgärder som behandlats i rapporten hör att öka matningshastigheten på skruvtransportörerna som förser kokarna med flis och att förbättra packningsgraden vid kokeriet genom att öka trycket på flisfyllningsapparaterna vid kokarlocket. Rapporten behandlar också möjligheterna att förvärma flis vid flisfickan med lågtrycksånga och en enklare undersökning om möjligheten att utnyttja fabrikens överskott av spillvärme för att tina frusen flis. Det finns potential att minska omloppstiden med 10 minuter genom en ökad inmatningshastighet vid skruvtransportörerna. Beräkningarna visar att kokeriets ångförbrukning kan reduceras med upp till 29ton/dygn om tiden utnyttjas för att sänka temperaturen under koken. Ökas packningstrycket och kokarna fylls med mer flis så att det kan produceras ett ton 90procentig massa mer per kok och det utnyttjas för att sänka temperaturen i kokaren så ges potential att minska behovet av ånga med upp till 33ton/dygn för kokeriet. Förvärms flisen i flisfickan med LT-ånga så att ingen direktverkande MT-ånga används vid basning så ger det en ökad elproduktion vid fabrikens mottrycksturbin med ca 100MWh per månad. Åtgärden gör även att omloppstiden för koket skulle minska vilket ger förutsättningar för att sänka temperaturen under koket och reducera ångförbrukningen med upp till 21ton/dygn.

3

Abstract Mondi Dynäs AB is an integrated pulp and paper mill that produces paper pulp as well as paper. The energy need at the factory is high, especially at the cooking plant where the paper pulp is produced. There is a potential to increase the capacity of the cooking plant through different efficiency improvement measures. An increase in capacity can be used in order to lower the temperature during cooking time to reduce the need of steam.

In this project studies have been made concerning energy flows in order to identify and to compile the energy balance of cooking part processes. The energy balance has been used in order to simulate the varying steam and energy need at various efficiency improvement measures. An increase in feed velocity of screw conveyors providing the digesters with wood chips and an increase of the pressure on the chip filling devices improving the degree of chip filling are measures investigated in the report. The report also treats the possibilities to pre-steam chips at the chip bin with low-pressure steam and a simpler survey about the possibility to use the factory's surpluses of wasted heat to thaw frozen chips.

There is a potential to shorten the cooking cycle with ten minutes through an increased feed velocity at the screw conveyors. The calculations show that the steam consumption in the cooking plant can be reduced with up to 29 tonnes per 24 hours if the time is used in order to lower the temperature during cooking time. If the steam pressure on the chip packers is increased and the digesters are filled with more chips so that one tonne more 90percentage digester yield is produced and used in order to lower the temperature in the digesters, potential is given to decrease the need of steam with up to 33 tonnes per 24 hours for the cooking plant. If the chips are pre-steamed in the chip bin with low-pressure steam so that no middle-pressure steam is used in the digesters, it generates an increased electricity generation with approximately 100MWh per month. The measure also shortens the cooking cycle, which can be used in order to lower the temperature during cooking time, reducing the steam consumption with up to 21 tonnes per 24 hours.

4

Förord Det här är ett examensarbete inom civilingenjörsutbildningen i energiteknik vid Umeå Universitet. Arbetet är på 30 poäng och har utförts på plats vid utvecklingsavdelningen på Mondi Dynäs AB. Jag vill rikta ett stort tack till mina handledare Peter Edwall på Mondi Dynäs AB och Ronny Östin vid Umeå Universitet, dessutom till Per Ola Bylund och Markus Halén vid Mondi Dynäs AB som varit till mycket stor hjälp under projektet. I övrigt vill jag tacka samtliga vid utvecklingsavdelningen som bidragit med hjälp och till en trivsam arbetsmiljö och till följande personer vars hjälp varit väldigt värdefull under arbetets gång. Bengt Palmqvist Stefan Sundström Yngve Jonsson Kristian Åsander Andreas Stattin Åsa Hansson Henrik Edlund Magnus Vestberg Johan Lilliehöök Lennart Alsén Lena Strindberg Petter Renberg Kramfors, februari 2009 Tomas Nilsson

5

Innehållsförteckning

1 INLEDNING......................................................................................................................7

1.1 BAKGRUND ......................................................................................................................7 1.2 SYFTE ..............................................................................................................................8 1.3 AVGRÄNSNINGAR .............................................................................................................8 1.4 DEFINITIONER .................................................................................................................8

2 METOD .............................................................................................................................9

3 ANLÄGGNINGSBESKRIVNING...................................................................................10

4 TEORI .............................................................................................................................11

4.1 CIRKULATIONSSYSTEMET ................................ ................................ ..............................11 4.2 KOKPROCESSEN .............................................................................................................11 4.2.1 FLISFYLLNING................................ ................................ ................................ ..............12 4.2.2 BASNING................................ ................................ ................................ ......................12 4.2.3 LUTSATNING ................................................................................................................12 4.2.4 UPPKÖRNING................................................................................................................13 4.2.5 TRYCKTID ....................................................................................................................13 4.2.6 FÖRTRÄNGNING ...........................................................................................................13 4.2.7 BLÅSNING AV KOK........................................................................................................13 4.3 ENERGIBALANS................................ ................................ ................................ ..............13 4.4 H-FAKTORN ...................................................................................................................15 4.5 UPPSKATTNING AV KOKKURVOR ....................................................................................16 4.6 FLÖDE ÖVER STRYPFLÄNS................................ ................................ ..............................18 4.7 PUMPARBETE.................................................................................................................20 4.8 PACKNINGSGRAD ...........................................................................................................20

5 ÅTGÄRDER....................................................................................................................21

5.1 ÖKA MATNINGSHASTIGHET EN FÖR FLIS .........................................................................21 5.2 FÖRBÄTTRA PACKNINGSGRADEN ...................................................................................22 5.3 FÖRVÄRMA FLIS MED LT-ÅNGA .....................................................................................23 5.4 TINA FLIS MED SPILLVÄRME ..........................................................................................23 5.4.1 SPILLVÄRMEKÄLLOR ....................................................................................................23 5.4.2 ALTERNATIVA LÖSNINGAR............................................................................................24

6 BERÄKNINGAR.............................................................................................................25

6.1 ENERGIBALANS................................ ................................ ................................ ..............25 6.1.1 UPPVÄRMNINGSBEHOV.................................................................................................25 6.1.1.1 Uppvärmningar av substanser.....................................................................................25 6.1.1.2 Värmebehov för att tina frusen flis................................ ................................ ..............26

6

6.1.1.3 Värmeförluster till omgivningen.................................................................................28 6.1.1.4 Avgasning.................................................................................................................28 6.1.2 TILLFÖRD VÄRME.........................................................................................................29 6.1.2.1 Ånga till basning .......................................................................................................29 6.1.2.2 Ånga till uppkörning ..................................................................................................29 6.1.2.3 Lutånga .....................................................................................................................30 6.1.2.4 Reaktionsvärme .........................................................................................................30 6.1.2.5 Överförd energi från cirkulationspump........................................................................31 6.2 ÅTGÄRDER.....................................................................................................................31 6.2.1 ÖKA MATNINGSHASTIGHETEN FÖR FLIS..........................................................................31 6.2.1.1 Simulering ................................................................................................................32 6.2.2 FÖRBÄTTRA PACKNINGSGRADEN...................................................................................33 6.2.2.1 Flisfyllningstid ..........................................................................................................33 6.2.2.2 Simulering ................................................................................................................35 6.2.3 FÖRVÄRMA FLIS MED LT-ÅNGA.....................................................................................39 6.2.3.1 Energibalans över förvärmning och basning ................................................................39 6.2.3.2 Elproduktion .............................................................................................................40 6.2.3.3 Kapacitetsökning.......................................................................................................41

7 EKONOMI................................ ................................ ................................ ......................42

8 RESULTAT.....................................................................................................................43

9 DISKUSSION ..................................................................................................................44

10 SLUTSATS ....................................................................................................................46

11 KÄLLFÖRTECKNING.................................................................................................47

Bilaga 1: Processbild över kokare 5

Bilaga 2: Bild över systemet av skruvtransportörer

Bilaga 3: Energibalansen över förvärmning och basning vid förhållanden

vinter- och sommartid

Bilaga 4: Uppskattade flöden vid gasning för ett fåtal tryck- och

temperaturförhållanden med programmet FlowCalc

7

1 Inledning Mondi Dynäs AB, lokaliserat strax utanför Kramfors i Ångermanland är ett av företagen i Mondi-koncernen som har sammanlagt ca 35000 anställda i 35 länder runt om i världen. Vid Mondi Dynäs AB produceras främst kraftpapper och kraftigt säckpapper. Massan för tillverkningen av papperet framställs vid fabrikens kokeri som består av 5 stycken batch-kokare. Den process som används är sulfatkokning, vilket också är den vanligaste för att tillverka kemisk massa i Sverige. Till fördelarna med processen hör att kokkemikalierna kan återvinnas och att alla svenska vedslag kan användas. Sulfatprocessen ger också starkare pappersmassor jämfört med sulfitprocesser, vilket behövs för att framställa kraftpapper som till exempel liner eller säckpapper. Kostnaden för energi utgör en betydande del vid tillverkning av massa och papper. Det gör att det finns stora vinster i att arbeta med att göra energiutnyttjandet effektivare. Företagen inom massa- och pappersindustrin i Sverige har under senare år minskat oljeförbrukningen väsentligt och utsläppen av fossil koldioxid har minskat i och med att mer fossilt bränsle ersätts av biobränsle. I och med att el-certifikaten infördes 2003 förbättrades möjligheterna för egenproduktion av el. Även det statliga programmet för energieffektivisering i energiintensiv industri (PFE) som trädde i kraft 2005 gav ekonomiska fördelar för effektiviseringsåtgärder [15]. Många företag i branschen inklusive Mondi Dynäs AB investerade i mottryckskraft vilket till stor del har bidragit till att den totala egna elproduktionen för företagen ökade med 40 % eller 1,6TWh mellan år 2000 och 2007 [14]. Det är viktigt att fortsätta att arbeta med energifrågorna då energieffektiviseringar och en ökad energimedvetenhet vid företagen förutom de rent ekonomiska vinsterna kan ge konkurrensmässiga fördelar, effektivare industrier ger ofta även miljömässiga vinster. I rapporten undersöks möjligheterna för olika energibesparande åtgärder vid kokeriet på Mondi Dynäs AB.

1.1 Bakgrund Det finns ett stort behov av ånga vid fabrikens olika processer. Kokeriet svarar för drygt 20 % av fabrikens ångbaserade förbrukning. Under 2007 motsvarade det 713TJ eller 2,54GJ per ton producerat papper [5]. Ånga produceras främst i fabrikens sodapanna och i barkpannan men även mindre mängder kommer från ångkylning och gaspannan. Ångan från sodapannan passerar en mottrycksturbin där MT-ånga tappas av till kokeriet. I kokeriet används ånga vid en del av kokets delprocesser; flisfyllning, basning, lutsatsning, uppkörning, trycktid, förträngning, trycktid och blåsning, vilka förklaras vidare i kapitel 4.2. Användningsområdena för ångan är dels att driva ut luft ur hålrummen i flisen och att värma koket direkt vid delprocessen basning och till indirekt uppvärmning vid uppkörning. En del ånga passerar svartackumulatortanken för värmning och tryckhållning, ångan används vidare som lutånga för direkt uppvärmning vid basning. Det finns även ett behov av ånga när koket blåses för att tömma kokaren. Uppvärmningsbehovet i kokeriet är årstidsberoende då flisen som transporteras till kokaren har ungefär samma temperatur som det är utomhus, även om kemiska reaktioner i flisstacken eller mekanisk behandling på vägen kan ge viss temperaturökning. Det går därför åt betydligt mer energi i form av ånga vid basning för att värma flisen vintertid. Är flisen dessutom frusen krävs det stora mängder energi för att först och främst tina andelen fruset vatten i flisen.

8

1.2 Syfte Syftet med examensarbetet är att utreda möjligheterna att minska kokeriets energibehov genom effektiviseringar och därigenom bidra till fabrikens övergripande mål att minska den totala energiförbrukningen per ton producerat papper. I arbetet ingår även att undersöka energiflöden för att kartlägga energibalansen över ett specifikt kok.

1.3 Avgränsningar Att göra en total energibalans för energiflöden vid kokeriet är mycket komplicerad då energiflödena är tidsberoende under kokcykeln och energin i de olika flödena påverkar förhållandena för andra system i direkt anslutning till kokeriet. Villkoren för nästkommande kokcykler och förutsättningar för senare skeden i processen påverkas också med variationer av de olika energiflödena. För att förenkla begränsas beräkningarna för energibalansen till en av de fem kokarna (kokare 5) med tillhörande cirkulationssystem. All tillförd samt bortförd energi såsom massflöden in och ut, indirekta uppvärmningar och energiförluster tas med i beräkningarna. Eftersom energibalansen för kokaren kommer i obalans vid delprocessen förträngning så begränsas beräkningarna tidsmässigt från utgångsläget innan flisfyllning fram till och med delprocessen trycktid. Ångförbrukningen vid delprocesserna flisfyllning, basning och uppkörning kommer att ske under denna tid medan ångförbrukning under delprocessen blåsning sker under en senare del av kokcykeln.

1.4 Definitioner

• Delignifiering Veden består av cellulosa, hemicellulosa, lignin och extraktivämnen. Det är cellulosan och hemicellulosan som har de pappersbildande egenskaperna medan ligninet populärt beskrivs som ett kitt som binder ihop cellulosafibrerna så att veden får mekanisk stadga. Kokningen har till uppgift att lösa ut ligninet ur veden så att fibrerna kan frigöras i ett så oskadat skick som möjligt [2].

• MT-ånga Mellantrycksånga från mellantrycksnätet • LT-ånga Lågtrycksånga från lågtrycksnätet

I texten förekommer orden flisfyllning, basning, lutsatsning, uppkörning, trycktid, förträngning, trycktid och blåsning. Detta är delprocesser under koket och förklaras vidare under kapitel 4.2.

9

2 Metod Arbetet inleddes med litteraturstudier för att få en bättre förståelse för sulfatkokning och dess delprocesser. Vidare undersöktes hur energiflöden till och från kokeriet och hur de varierar under kokförloppet. Detta för att sammanställa en energibalans över ett specifikt kok, där uppvärmningsbehov, tillförd energi och förluster tas med i beräkningarna. För att förenkla uträkningarna begränsades systemet till en kokare med tillhörande cirkulationssystem, från delprocessen flisfyllning fram till och med trycktid. Energibalansen ställs upp för ett totalt kok, samt för delprocesserna i koket. Arbetet koncentrerades till fyra åtgärder efter rådgörande vid möten med handledare, driftingenjörer och energiansvariga vid utvecklingsavdelningen vid Mondi Dynäs AB. Dessa var att öka matningshastigheten vid skruvtransportörerna för flis, förbättra packningsgraden vid flisfyllning, förvärma flis med lågtrycksånga samt att undersöka möjligheterna att tina is med spillvärme. Beroende på hur kokets styrs kan effektiviserande åtgärder antingen utnyttjas för att höja kokeriets kapacitet eller till att minska energiförbrukningen. Kokkurvor undersöktes för att uppskatta förhållandet mellan tid och temperatur och mellan kapacitet och energi. Beräkningarna blir lätt komplicerade när de olika flödena är så beroende av varandra. Ändras till exempel packningsgraden så kan större mängder flis behandlas per kok, vilket gör att både ånga direkt till kokaren och ånga som värmeväxlas i kalorisatorn måste öka för samma koktemperaturer. Den ökade mängden direktånga innebär ökad mängd kondensat och därigenom ökat uppvärmningsbehov. Att mängden flis till kokaren ökar gör också att reaktionsvärmen ökar vid delprocesserna uppkörning och trycktid. Genom att använda energibalansen över ett kok och kalkylprogrammet Excells problemlösare kan flervariabelproblem studeras. Beräkningarna ställs samman för de olika effektiviseringsåtgärder och de ekonomiska förutsättningarna undersökt översiktligt.

10

3 Anläggningsbeskrivning

Figur 3.1 visar en förenklad processöversikt för fabriken. Längst upp i figuren kan man genom att följa de gröna pilarna se vedens väg från att anländer som rundved eller sågverksflis till fabriken. Rundveden passerar barktrumman och huggs till flis vid renseriet, flisen transporteras från flishögen vidare till kokeriet där den värms av cirkulerande lut. Efter koket tvättas svartluten ut ur massa och okokta flisbitar, fiberknippen, kvist och andra oönskade partiklar tas bort med silar. Massan pumpas vidare till pappersmaskinerna där det färdiga papperet produceras [1].

Figur 3.1 Processöversikt över Mondi Dynäs AB [16]

Svartluten som efter koket innehåller både utlöst vedsubstans och kokkemikalier innehåller även vatten vilket gör att luten måste indunstas innan den kan brännas som tjocklut i sodapannan. Kokkemikalierna som blir kvar efter förbränningen i form av smält aska löses upp till grönlut i vatten och behandlas med bränd kalk vid mixeriet i en process kallad kausticering, vilket ger ny vitlut till kokeriet. Vid kausticeringen skapas biprodukten mesa som i en mesaugn omvandlas till bränd kalk för att återanvändas vid framställning av ny vitlut. Ångan som produceras i sodapannan genererar el via en mottrycksturbin och tillgodoser behovet av ånga vid bland annat indunstningen, kokeriet och pappersmaskinerna [1].

11

4 Teori

4.1 Cirkulationssystemet Figur 4.1 visar en förenklad skiss för en satsvis kokare med tillhörande cirkulationssystem. Cirkulationspumpen suger ut luten från koksilen och pumpar den vidare till en vertikal tubvärmeväxlare kallad kalorisator, där den värmeväxlas mot ånga. Luten fördelas sedan till topp och botten av kokaren för en jämnare genomströmning genom flisen.

Figur 4.1 Cirkulationssystemet [1]

I Bilaga 1 visas en mer detaljerad bild över kokare 5. Där framgår förutom själva cirkulationssystemet också flöden för flisinmatning och ledningar för svart- och vitlut till kokaren. Flödena av MT-ånga styrs av ventiler där ångan går direkt in till kokaren från botten eller till kalorisatorn för att indirekt värma den cirkulerande luten. Det går även en viss mängd ånga till flisfyllningsapparaten i toppen av kokaren. MT-ånga passerar även svartlutsackumulatortanken för uppvärmning och tryckhållning och vidare till toppen av kokaren för att värma flisen direkt vid basning, ångan kallas då lutånga och har ett lägre energiinnehåll än MT-ånga. Bilden visar även ledningar för förträngningslut till och från kokaren och ledningar för spädluten som används för att lättare tömma koket. Avluftning sker via ledning för ventilation och avgasning sker dels till lutfälla och dels till blåstank. Kokaren töms till blåstank 1 genom botten av kokaren.

4.2 Kokprocessen Sulfatkoket består av flera delprocesser från att man fyller kokaren med flis under delprocessen flisfyllning, tills att den töms på massa och lut vid blåsning av koket. Kokcykelns delprocesser och vad som eftersträvas vid dessa beskrivs nedan. För att förenkla så är enbart delprocesserna från flisfyllning till och med trycktid med vid beräkningarna av energibalansen för koket. Nedan beskrivs dock även händelseförloppet vid delprocesserna förträngning och blåsning för att ge en mer fullständig beskrivning av kokcykeln.

12

4.2.1 Flisfyllning Flis transporteras från flisstacken med transportör till flisfickan där den forslas vidare med hjälp av ett system av skruvtransportörer till kokarna. Flisfyllningsapparater vid kokaröppningarna blåser flisfyllningsånga mot flisströmmen så att flisen packas jämnare. Flisen förvärms samtidigt av flisfyllningsångan som en del utav basningen. Jämnare packning av flis ger högre kokarutbyte vilket ger högre kapacitet för kokeriet. Genomströmning av luten blir också jämnare med bättre fördelning av den packade flisen vilket ger jämnare delignifiering [1]. Under flisfyllning av de fem kokarna vid Mondi Dynäs AB används förhållandevis små mängder MT-ånga jämfört med delprocesserna basning och uppkörning.

4.2.2 Basning Syftet med basningen är att driva ut luft ur hålrummen i flisen så att lut lättare kan tränga in i flisen när hålrummen istället för luft är fyllda med ånga eller kondensat. Vid basning eftersträvas även en temperaturökning av flisen. Ångan vid basning bör vara mättad och inte överhettad då överhettad ånga kan bränna flisen vilket ger mörka partiklar i massan som inte går att bleka. Vid basningen trycks flisen ihop ytterligare och detta gör att det med fördel kan göras en efterfyllning av flis i kokaren. Då ökar massan flis per kok och därmed även kokarutbytet, vilket i sin tur innebär lägre ångförbrukning per ton producerad massa [1]. Behovet att ånga vid basning tillgodoses vid Mondi Dynäs AB av MT-ånga från botten av kokaren och av lutånga.

4.2.3 Lutsatning När flisen är färdigbasad tillförs vitlut, vilket är en alkalisk kokvätska med högt pH-värde. Den innehåller natriumföreningar som frigör ligninet i flisen under koket. Hur mycket vitlut som ska tillföras beror av vitlutens sammansättning och flisens torrhalt. För att åstadkomma ett så enhetligt kok som möjligt med tillräcklig impregnering och bra lutcirkulation bör det vara ungefär fyra kubikmeter vätska för varje ton torr flis. Det behövs då tillföras ytterligare vätska i koket som vid batchkokning utgörs av svartlut istället för vatten. Detta eftersom det inte är fördelaktigt att ha stor andel vatten i koket då det ökar behovet av indunstning vid senare steg i processen. För att få ett så homogent kok som möjligt där flisen får kemisk bearbetning i samma utsträckning bör flisen bli impregnerad med kokvätskan innan koket startas. Vid batchkokning sker detta under uppkörningsperioden [1]. Mängderna tillförd vit- och svartlut styrs med automatik vid Mondi Dynäs AB.

13

4.2.4 Uppkörning Under uppkörningsfasen värms flisen och kokvätskan i kokaren. Detta sker genom att en cirkulationspump matar luten genom kalorisatorn där den värmeväxlas mot ånga. Detta ökar temperaturen och trycket i kokaren. Det är viktigt att processen inte påskyndas då luten ska hinna impregnera flisen tillräckligt. Temperaturstigringen sker därför enbart med ungefär en grad per minut. Eftersom kemiska reaktionstiden ökar exponentiellt med temperaturen så bör inte temperaturen höjas mer än till dess att reaktionshastigheten för delignifiering är tillräcklig [1]. Behovet av ånga för värmeväxling i kalorisatorn vid uppkörning tillgodoses med MT-ånga vid Mondi Dynäs AB.

4.2.5 Trycktid Då sluttemperaturen för uppkörning nås och delignifieringen sker i hög takt inleds trycktidsfasen, där värmeväxlingen genom kalorisatorn upphör genom att ångtillförseln avbryts. Kokets temperatur och tryck förblir nu i det närmaste konstant till dess koket är färdigt[2].

4.2.6 Förträngning Vid förträngningen trängs den tjockare luten undan och ersätts av tillförd tvättvätska. Skulle förträngningen ske idealt så skulle det få en förträngningsfront som rörde sig genom massaskiktet utan att det blev någon blandning mellan tvättvätskan och luten i massan. Så fungerar det dock inte i verkligheten då massan inte är helt homogen och strömningshastigheten varierar vid olika delar av skiktet. Förträngningsgraden är ett mått på hur väl förträngningen sker och anger hur stor del av den ursprungliga luten som tas ur massan [2].

4.2.7 Blåsning av kok Tömningen från kokaren sker vid blåsning då massa och lut trycks ut av kokartrycket genom blåsledningen ner till blåstanken. Innan koket blåses så gasas det antingen ner till lämpligt tryck eller toppblåses från kokartoppen så att trycket sjunker och det blir en kokning som rör om kokarinnehållet. Detta görs för att det inte ska ske en för häftig ångbildning vid blåstanken [2]. När delprocessen blåsning är klar och kokaren är tömd är kokcykeln avslutat och nästa kok kan starta med en ny flisfyllning av kokaren.

4.3 Energibalans Energibalansen för ett system i en process kan beskrivas enligt ekvation (4.1).

systemutin EEE ∆=− [GJ] (4.1) Energin som tillförs till kokaren är energi ifrån direktverkande MT-ånga och direktverkande lutånga vid delprocessen basning, energi ifrån MT-ånga som värmeväxlas i kalorisatorn under uppkörning, reaktionsvärme som utvecklats under den exoterma reaktionen vid delignifieringen, samt värme överförd från cirkulationspumpen till den cirkulerande luten.

14

pruåklåbåutin QQQQQEE ++∆⋅+∆+∆=− .. η [GJ] (4.2) där båQ .∆ = energi ifrån direktverkande MT-ånga [GJ]

låQ∆ = energi ifrån direktverkande lutånga [GJ]

uåQ .∆ = energi ifrån MT-ånga till kalorisatorn [GJ]

rQ = reaktionsvärme [GJ]

pQ = överförd värme från cirkulationspumpen [GJ]

kη = verkningsgraden för kalorisatorn [-] Denna energimängd motsvarar uppvärmningen av substanserna i kokaren inklusive kondensaten från direktverkande MT-ånga och lutånga, uppvärmningen av frusen flis och värmeförlusterna till omgivningen samt förlusterna vid avgasning.

favgisklåkbå

vlsltsvvsystem

QQQUU

UUUUE

+∆+∆+∆+∆

+∆+∆+∆+∆=∆

...

[GJ] (4.3)

där vvU∆ = uppvärmningsbehov för vedvatten i flisen [GJ]

tsU∆ = uppvärmningsbehov för torrsubstans i flisen [GJ]

slU∆ = uppvärmningsbehov för svartlut [GJ]

vlU∆ = uppvärmningsbehov för vitlut [GJ]

kbåU ..∆ = uppvärmningsbehov för basningskondensat [GJ]

klåU .∆ = uppvärmningsbehov för lutångakondensat [GJ]

isQ∆ = behov för att tina frusen flis [GJ]

avgQ∆ = förluster i form av avgasning [GJ]

fQ = värmeförluster till omgivningen [GJ] Totala massan i systemet utgörs av delmassor enligt ekvation (4.4). Vid avgasning som sker under delprocessen lutsatsning lämnar en del ånga kokaren.

)(. avgvlsllåbåtsvvtot mmmmmmmm −+++++= [ton] (4.4) där vvm = delmassa vedvatten i flisen [ton]

tsm = delmassa torrsubstans i flisen [ton]

båm . = delmassa direktverkande MT-ånga [ton]

låm = delmassa direktverkande lutånga [ton]

slm = delmassa svartlut [ton]

vlm = delmassa vitlut [ton]

avgm = delmassa som lämnar kokaren vid avgasning [ton]

15

4.4 H-faktorn H-faktorn är ett av de viktigast medel som finns för att styra kokningen och ett sätt att kunna utrycka koktider i både tid och temperatur med en variabel. H-faktorn styrs mot det kappatal, den delignifieringsgrad man eftersträvar. En sänkning av koktemperaturen innebär att koktiden måste förlängas för samma värde för H-faktorn. Kappatalet är i princip oberoende av hur tid och temperatur varierar för ett konstant värde för H-faktorn. H-faktorn varierar dock mellan koken eftersom reaktionshastigheten också till stor del beror av kemikaliekoncentrationen som i sin tur varierar med förhållandet mellan vätska och ved [2]. Arrhenius formel beskriver relativa reaktionshastigheten K som funktion av temperaturen T i Kelvin enligt:

TREA

ebK ⋅−

⋅= [-] (4.5) I ekvationen är b en konstant för en given reaktion, e är naturliga logaritmens bas, AE är aktiveringsenergin för den kemiska reaktionen och R är den allmänna gaskonstanten. Aktiveringsenergin för delignifiering är 134 kJ/mol Räknar man med relativa reaktionshastigheter sätts hastigheten till 1 vid temperaturen 100°C och värdet för konsten b kan beräknas. Formeln kan sedan förenklas till nedanstående ekvation.

−

= TeK16113

2,43

[-] (4.6) H-faktorn kan beskrivas som integralen för den allmänna reaktionshastigheten under delignifieringsförloppet;

∫ ⋅= dtKH [-] (4.7)

16

4.5 Uppskattning av kokkurvor Variationerna hos relativa reaktionshastigheten är som störst vid kraftig stegring i temperatur och vid hög temperatur. Det är därför viktigt att göra en bra uppskattning av hur kokkurvan kan se ut vid förlängd trycktid. Kokkurvan visar hur temperaturen i kokaren beror av tiden. Kokkurvan delas in i tre delar enligt figur 4.2 . Första delen approximeras till en rät linje som antas ha samma lutning vid förlängd trycktid med skillnad i enbart temperatursänkning. Andra delen ses som en övergångsfas och uppskattas se lika ut vid förlängd trycktid med skillnad i enbart temperatursänkning. Tredje delen approximeras till en rät linje. Det är omöjligt att exakt förutse hur denna del av kokkurvan skulle fortsätta om kokets trycktid förlängs. Det är dock inte sannolikt att denna tredje del skulle fortsätta med samma lutning om trycktiden förlängs, det är heller inte sannolikt att temperaturdifferensen för denna tredje del inte skulle öka något om trycktiden förlängs. Lutningen vid förlängd trycktid uppskattas därför till medelvärdet av dessa två alternativ. D.v.s. lutningen för den tredje delen vid förlängd trycktid utgörs av medelvärdet av lutningen för den ursprungliga approximerade räta linjen och en linje med samma temperaturdifferens som den ursprungliga linjen men med adderad intjänad tidsvinst. Detta innebär att uppskattningen av lutningen för den tredje delen beror av hur lång tid trycktiden förlängs. En frånräkning av H-faktorn måste göras för den första delen som motsvarar temperatursänkningen vid den förlängda trycktiden. I figur 4.2 visas hur kurvan uppskattas i tre delar med en förlängd trycktid av 10 minuter.

Modell för uppskattning av kokurvor

145

150

155

160

165

170

175

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61

Tid [min]

Tem

pera

tur

[°C

]

Kokkurva Del 1 uppskattad kokkurva

Del 2 uppskattad kokkurva Del 3 uppskattad kokkurva

Figur 4.2 Modell för uppskattning av kokkurvor

17

Figur 4.3 visar ett fåtal uppskattade kokkurvor. De uppskattade kokkurvorna är temperaturmässigt parallellförflyttade fram till den tredje delen (se figur 4.2), där lutningen minskar med ökad intjänad tid.

Kokkurvor vid tidsvinster

150

155

160

165

170

175

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61

Tid [min]

Tem

pera

tur[

°C]

Ursprunglig kurva 1 min intjänad 5 min intjänad 10 min intjänad

Figur 4.3 Uppskattade kokkurvor vid varierad tidsvinst

Motsvarande kurvor för den relativa reaktionshastigheten visas i 4.4. H-faktorn som kan ses som arean under de ritade kurvorna är konstant.

Kurvor för H-faktor vid tidsvinster

0

200

400

600

800

1000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61

Tid [min]

Rel

ativ

a re

akti

onsh

ast.

[R

el. 1

00°C

]

Ursprunglig kurva 1 min intjänad 5 min intjänad 10 min intjänad

Figur 4.4 Kurvor för H-faktor vid varierad tidsvinst

18

4.6 Flöde över strypfläns Flödet genom en strypfläns kan uppskattas utifrån tryckfallet och beräkningar med Bernoullis ekvation. Figur 4.5 illustrerar hur flödet stryps genom öppningen.

Figur 4.5 Skiss för teoretisk beräkning av strypt flöde [17]

Massflödet genom röret är det samma som massflödet genom strypflänsen (index o), vilket kan beskrivas enligt följande [17];

000 AVAV ⋅⋅=⋅⋅ ρρ [kg/s] (4.8) där ρ = fluidens densitet [kg/m³] V = medelhastigheten [m/s] A = tvärsnitts area [m²] 0ρ = fluidens densitet vid index o [kg/m³]

0V = medelhastighet vid index o [m/s]

0A = tvärsnitts area vid index o [m²] Med Bernoullis ekvation kan flödet förenklat utryckas med tryck och hastighet.

2000

2

21

21

VPVP ⋅⋅+=⋅⋅+ ρρ [Pa] (4.9)

Förändring i densitet i förhållande till förändring av tvärsnittsarea och hastighet antas vara mycket liten. Ekvationen skrivs om för att kunna utryckas i tryckfall.

( )

−⋅

⋅=−⋅=−

2

0

2022

00 122 V

VVVVPP

ρρ [Pa] (4.10)

Hastigheter och tvärsnittsareor förhåller sig enligt ekvation 4.11.

AA

VV 0

0

= [-] (4.11)

19

Kombineras ekvationerna 4.10 och 4.11 kan has tigheten genom strypbrickan 0V beskrivas enligt ekvation 4.12.

( )

−⋅

−⋅=

20

00

1

2

AA

PPV

ρ

[m/s] (4.12)

Det teoretiska massflödet, 00 VA ⋅⋅ρ , kan utan förluster kan utryckas enligt ekvation 4.13.

( )02

0

0 2

1

PP

AA

Amt −⋅⋅⋅

−

=•

ρ [kg/s] (4.13)

För att ta hänsyn till de förluster som uppstår vid massflöde enligt beräkningar från

tryckfall används koefficienten C, som definieras som det verkliga flödet •

vm dividerat med det teoretiska flödet.

•

•

=t

v

m

mC [-] (4.14)

Det beräknade verkliga flödet beskrivs enligt ekvation 4.15.

( )02

0

0 2

1

PP

AA

ACm v −⋅⋅⋅

−

⋅=

•

ρ [kg/s] (4.15)

Parametern β anger diameterförhållandet mellan röret och strypbrickan.

DD0=β [-] (4.16)

Förlustkoefficienten C beräknas enligt ekvation 4.17 som gäller för tryckgivare placerade enligt figur 4.5.

75.0

5.281.2

Re91.91

184.00312.05959.0β

β⋅

+Β⋅−⋅+=C [-] (4.17)

Där Re är beteckningen för Reynolds tal och µ beteckningen för den dynamiska viskositeten i enheten Pa·s.

20

µρ VD ⋅⋅

=Re [-] (4.18)

Korrelationen uttryckt i ekvation 4.17är tillförlitlig inom ±0.6% för randvillkoren 0.2< β <0.75, 410 < Re< 710 .

4.7 Pumparbete Effekten hos cirkulationspumpen pP ges av ekvation 4.19 [7].

pp UIP η⋅⋅⋅= 3 [W] (4.19) där I = Strömstyrka [A] U = Spänningen [V] pη = verkningsgrad för pumpen [-] Totalt överförd värme till den cirkulerande luten från cirkulationspump pQ under de tidsperioder pumpen körs ges av ekvation 4.20.

∫ ⋅= dtPQ pp [J] (4.20)

4.8 Packningsgrad Packningsgraden är ett indirekt mått på hur mycket flis som tillförs kokaren per kok. Densiteten för flispackningen är massan torrsubstans flis per total kokarvolym. Divideras densiteten för flispackning för packad flis med densiteten för flispackning för opackad flis ges packningsgraden [4].

opfp

pfpradPackningsg.

.

ρ

ρ= [-] (4.21)

21

5 Åtgärder

5.1 Öka matningshastigheten för flis Flisfyllning är den första delprocessen i kokcykeln. Varje delprocess tar en viss tid av kokcykelns totala omloppstid. Omloppstiden för ett kok räknas från en flisfyllning börjar till dess att kokaren blåses och nästa flisfyllning kan börja. Kan man spara tid vid någon av delprocesserna så bidrar det till en minskad omloppstid och det gör att nästa kok kan påbörjas tidigare. På det sättet ökar antalen kok som varje kokare kan genomgå under en längre tidsperiod och man kan producera mer massa under den perioden. Kapaciteten för kokeriet ökar för varje tidsenhet man kan spara vid någon av delprocesserna. Tiden man sparar vid en eventuell åtgärd vid någon av delprocesserna kan också utnyttjas för att spara energi vid kokeriet. Detta genom att förlänga koket under delprocessen trycktid, med lika mycket tid som sparas vid åtgärden. Förlängs trycktiden så kan temperaturen sänkas under koket så att H-faktorn blir oförändrad. Energi kan sparas genom att ångförbrukningen blir lägre då mindre mängd ånga behöver värmeväxlas mot den cirkulerade luten. Det finns potential att öka hastigheten på inmatningen genom att skruvtransportörerna trimmas [9]. Detta kan ske genom att förändra diametern på remskivorna eller via ett dyrare alternativt genom att frekvensstyra inmatningen [13]. Figur 5.1 visar hur en av skruvtransportörerna drivs. Remskivan som är dold i boxen till vänster och driver via en växellåda en av skruvtransportörerna. I Bilaga 2 visas systemet av skruvtransportörer.

Figur 5.1 Visar hur en av de sammanlagt sex skruvtransportörerna drivs

Flisen får dock inte matas för snabbt då risken finns att flisen blir sämre packad. Mängden flis per kok skulle då minska och även cirkulationen skulle påverkas negativt.

22

Flisinmatningen tar i nuläget omkring 31min för kokarna vid Mondi Dynäs AB. Uppskattad tidsvinst för åtgärden är 10 minuter [9]. Ändas diametern på remskivorna ändras förutsättningarna för motorerna som driver dem [13]. För vidare beräkningar antas att elmotorn och skruvtransportörerna klarar kapacitetsökning motsvarande 10 minuter.

5.2 Förbättra packningsgraden Figur 5.2 visar flisfyllningsapparaten intill locket i toppen på en av kokarna. Flisen transporteras via skruvtransportörer och fyller kokaren ifrån toppen. Flisfyllningsapparaten vid kokaröppningen blåser ånga mot flisströmmen så att flisen packas jämnare. Packningsgraden kan förbättras genom att öka trycket vid flisfyllningsapparaten. Ett högre tryck gör att flisen packas hårdare och mer flis ryms i kokaren per kok.

Figur 5.2 Packningsapparaten vid kokartoppen vid en av de fem kokarna

Mer massa per kok kan produceras vid högre packningsgrad, vilket medför en kapacitetsökning för kokeriet. Behovet av ånga per kok ökar dock i och med ett större uppvärmningsbehov när mer flis ska värmas per kok. Även omloppstiden ökar något då tiden för flisfyllning blir längre, vilket påverkar kapaciteten negativt. Kapacitetsökningen kan användas för att förlänga trycktiden för koket så att samma mängd massa som tidigare produceras men med längre intervall. Genom att förlänga trycktiden kan koket köras till en lägre temperatur vilket innebär att minde mängd ånga behöver värmeväxlas i kalorisatorn under uppkörningsperioden. Packningsgraden vid Mondi Dynäs AB är idag 1,08 med potential till att ca 1 ton mer 90procentig massa kan produceras per kok [9].

23

5.3 Förvärma flis med LT-ånga Förvärmning sker idag endast vid avluftning av kokaren då mindre mängder luft förs från kokaren till flisfickan för att värma nästkommande kok. Detta fungerar för närvarande dåligt och till en mycket begränsad nytta [9]. Att dessutom förvärma flisen i flisfickan med LT-ånga skulle ge en betydligt högre temperatur på flisen innan den transporteras till kokaren. Om flisen redan har en hög temperatur när den når kokaren behövs inte lika mycket MT-ånga för basning upp till 104°C. Att behovet av LT-ånga ökar samtidigt som behovet av MT-ånga sänks gör att turbinen kan producera mer el [10]. Förvärms flisen i flisfickan blir temperaturen initialt är högre när basningen tar vid i kokaren. Det tar således inte lika lång tid att basa flisen upp till 104°C, detta medför att tiden för delprocessen basning reduceras och så även omloppstiden. Reduceras omloppstiden för varje kok samtidigt som kokeriet producerar samma mängd massa ges en kapacitetsökning. Detta kan utnyttjas till att spara energi genom att förlänga trycktiden lika mycket som omloppstiden reduceras. Koket kan värmas till en något lägre temperatur vilket innebär minde MT-ånga behöver värmeväxlas mot cirkulerande lut i kalorisatorn. Det kan finnas potential att värma flisen i flisfickan upp till 60°C [10].

5.4 Tina flis med spillvärme Flisen värms i kokaren något vid flisfyllning och basas upp med MT-ånga till 104°C. Det är viktigt att flisen värms med ånga eftersom man vill driva ut luften ur flisen och fylla den med ånga eller kondensat så att luten kan impregnera flisen på ett bra sätt. Vintertid är dock flisen delvis frusen och det går åt stora mängder energi för att tina den frusna flisen i kokaren. Att tina flis med MT-ånga måste anses vara slöseri med högvärdig energi. Det finns ett överskott av hetvatten i form av spillvärme från olika delar av fabriken. Kan dessa flöden användas för att tina flisen innan den når kokaren så kan förbrukningen av MT-ånga minska för kokeriet. Eftersom det tar en viss tid att tina flisen med ånga i kokaren så ges även en tidsvinst om flisen istället når kokaren utan is. Det skulle ge en förbättring av kokeriets kapacitet vilket skulle kunna utnyttjas till att förlänga kokets trycktid och sänka temperaturen för koket och därigenom också förbrukningen av ånga

5.4.1 Spillvärmekällor Överskott av energi i form av hetvatten finns att tillgå från olika delar av fabriken. Tabell 6.6 visar energiinnehållet i dessa spillvärmekällor med en referenspunkt på 0°C.

Tabell 5.1 Spillvärmekällor vid fabriken [7] Spillvärmekällor Temperatur

[°C] Flöde [m³/h]

Specifik värme [kJ/kg·°C]

Effekt [GJ/h]

Indunstning (renare del) 81 20 4,2 6,8 Indunstning (bakre del) 75 40 4,2 12,6 Kondensor 5:an 85 20 4,2 7,1 Stripper 96 12 4,2 4,8 Totalt 84 92 4,2 31,4

24

Den totala effekten från dessa energikällor är 31,4GJ/h eller motsvarande 8,7MW med förutsättningen att all energi kan utnyttjas ner till 0°C. Eftersom kokeriets värmebehov för att tina frusen flis beräknats till 2,3MW vintertid enligt kapitel 6.1.2 skulle energiinnehållet i spillvärmen teoretiskt sett vara tillräckligt för att åstadkomma upptiningen.

5.4.2 Alternativa lösningar Att utnyttja spillvärme för att tina frusen flis är ingen metod som är vanligt förekommande vid pappersbruk och det är heller inte helt enkelt att finna en bra lösning på problemet. Under samtal med Lennart Alsén som är teknisk direktör vid företaget Torkapparater AB diskuteras två typer av lösningar. En lösning skulle vara att värma flisen direkt genom att hetvatten sprintas över den. Hetvattnet skulle cirkuleras i en slinga och värmeväxlas mot spillvärmen. Flisen skulle självdräneras under transport i en lutande skruvtransportör. Överbliven fukt efter dränering skulle sedan möjligtvis kunna blåsas bort med hjälp av tryckluft. En liknande lösning med lutande skruvtransportör använder sig reningsverk av vid slamhantering, då de är ute efter att frambringa enbart produkten och ta bort övrig väta. Lösningen kräver dock en rad investeringar och det kvarstår även en del oklarheter. Investeringarna skulle minst innefatta en lutande skruvtransportör, dragningar av rör från spillvärmekällor till transportör, slinga för hetvatten, plattvärmeväxlare, cirkulationspump, sprinklersystem och system för tryckluft samt reningssystem för vatten. Det är oklart hur effektiv värmeöverföringen skulle vara mellan hetvattnet och flisen under den korta tiden flisen transporteras i skruvtransportören. Det är också oklart om och hur mycket fuktigheten i flisen skulle öka i och med direktkontakten med hetvattnet. Att använda tryckluft för att blåsa bort överblivet vatten från flisen är inte beprövat i någon större industriell skala och det är osäkert hur väl metoden skulle fungera. På grund utav att hetvattnet kommer i direktkontakt med vattnet kommer olika ämnen lösas ut i vattnet vilket medför att det skulle krävas någon slags system för att rena vattnet samtidigt som det också skulle bildas restprodukter. Det är också oklart om behandlingen av flisen enligt denna lösning skulle påverka kvalitén på den slutgiltiga produkten. Sammantaget blir det en mycket komplicerad lösning på den relativt enkla idén att använda spillvärme för att tina flis [12]. Denna lösning avfärdas därför på grund av de många frågetecknen och de flertal investeringar som lösningen skulle medföra. En annan lösning kunde vara att indirekt tina flisen med lågttemperaturtorkning i en bandtork, där spillvärme värmer luft som i sin tur värmer flis. Reglerfunktioner för bandtorken skulle göra att upptiningen kunde kontrolleras och styras efter önskad uppvärmning med eller utan övrig torkning av flisen. Det skulle dock krävas mycket stora ytor för att värma de volymflöden flis som hanteras av kokeriet. Det skulle även gå åt stora flöden luft för att värma flis vid de låga temperaturintervallerna. Således skulle det krävas en mycket stor torkapparat och även rejäla fläktar för att åstadkomma önskvärd upptining. Investeringskostnaden för torken och för dragning av rör för spillvärme skulle vara alldeles för hög, elförbrukningen för fläktarna skulle vara betydande och torkapparaten skulle även ta mycket stor plats [12]. Lösningen avfärdas.

25

6 Beräkningar

6.1 Energibalans Med beräkningar för uppvärmningsbehovet av substanser i kokaren, värmeförluster till omgivningen, förluster vid avgasning, behov för att tina is, samt tillförd energi ifrån ånga, reaktionsvärme och värme överförd från cirkulationspump så ställs en energibalans samman, enligt kapitel 4.3.

6.1.1 Uppvärmningsbehov

6.1.1.1 Uppvärmningar av substanser Tabell 6.1 visar uppvärmningsbehovet för de olika substanserna i kokaren vid ett genomsnittligt kok. Massorna för ved och vedvatten är beräknad från producerad massa efter kok [10]. Massorna svart- och vitlut är de beräknade medelvärdena från första koket varje dag första halvåret 2008. Massorna kondensat är samma som massorna MT-ånga och lutånga direkt tillförd vid basning. Starttemperaturen för flisen antas vara medelvärdet för utomhustemperaturen under året 2008 [9]. Starttemperaturen för svart- och vitlut är de beräknade medelvärdena från första koket varje dag första halvåret 2008. Starttemperaturerna för kondensaten antas vara sluttemperaturen för delprocessen basning. Sluttemperaturen är beräknad från mätvärden för de första koken den åttonde, artonde och tjugoåttonde varje månad det första halvåret 2008.

Tabell 6.1 Uppvärmningar av substanser vid ett genomsnittligt kok Substans Massa

[ton] Specifik

värmekap. [kJ/kg·°C]

Starttemperatur [°C]

Sluttemperatur [°C]

Behov värmemängd

[GJ] Vedvatten 43,1 4,20 4,1 170,5 30,1 Ved torrsubstans 43,1 1,47 4,1 170,5 10,5 Svartlut 107,8 3,74 167,1 170,5 1,4 Vitlut 76,3 3,81 135,5 170,5 10,2 Basningskondensat 4,8 4,20 104 170,5 1,3 Lutångakondensat 6,6 4,20 104 170,5 1,8 Det totala uppvärmningsbehovet vid ett kok innefattar även värmeförluster till omgivningen och förluster i form av avgasning samt i förekommande fall behov för upptining av frusen flis.

26

6.1.1.2 Värmebehov för att tina frusen flis För att uppskatta hur mycket is som behöver tinas under ett genomsnittligt kok jämförs hur behovet av ånga beror av utomhustemperaturen

Ångförbrukning vid varierande utomhustemperatur

0

2

4

6

8

10

12

14

16

08-ja

n-08

18-ja

n-08

28-ja

n-08

08-fe

b-08

18-fe

b-08

28-fe

b-08

08-m

ar-0

8

28-m

ar-0

8

08-a

pr-0

8

18-a

pr-0

8

28-a

pr-0

8

08-m

aj-0

8

18-m

aj-0

8

28-m

aj-0

8

08-ju

n-08

18-ju

n-08

28-ju

n-08

08-ju

l-08

18-ju

l-08

28-ju

l-08

08-a

ug-0

8

18-a

ug-0

8

08-0

8-28

*

Ån

gfö

rbru

knin

g [

GJ]

-5

0

5

10

15

20

Uto

mh

ust

emp

erat

ur

[°C

]

Direktverkande MT-ånga[GJ] Ånga till uppkörning [GJ] Utomhustemperatur [°C]

Figur 6.1 Variationer i ångförbrukning med utomhustemperaturen

Temperaturen på flisen antas vara samma som utomhustemperaturen. Medeltemperaturen under perioden januari-mars är -0.3°C och under perioden juni-augusti 14.3°C. Under samma perioder varierar medelvärdena för behovet av MT-ånga till basning och behovet av ånga vid uppkörning från 5.6ton respektive 12.5ton, till 3.5ton samt 9.1ton. Värdena för behovet av ånga till uppkörning gäller för MT-ånga till kalorisatorn. Genom att plotta mängden ånga till kalorisatorn mot koktiderna för varje enskild kokare och jämföra mot total mängd ånga till kokeriet kan man uppskatta hur stor andel av den totala mängden ånga som används som lutånga vid varje kok. Variationer för mängden ånga per kok, som inte används till basning från botten av kokaren eller som går genom kalorisatorn, ges av variationerna i total mängd ånga till kokeriet under de aktuella perioderna. Av denna mängd används en del för uppvärmning och tryckhållning av svartlutsackumulatorn och en del till blåsning av kokaren. Andelen som används till lutånga ges av energibalansen över delprocessen basning. Förbrukningen av lutånga per kok under perioden januari-mars beräknas till 8,0ton och under perioden juni-augusti till 5,9ton.

27

För att uppskatta värmebehovet för upptining av is, jämförs ångförbrukningen och temperaturskillnaden mellan de två perioderna januari-mars och juni-augusti . Antagandet att den totala skillnaden i tillförd energi i form av ånga direkt vid basning och energi i form av lutånga vid basning enbart beror av skillnad i utomhustemperatur och andelen frusen is i flisen gäller för beräkningarna.

Tislåbå QQQQ ∆∆+∆=∆+∆ . [GJ] (6.1) där båQ .∆ = skillnad i tillförd energi ifrån direktverkande MT-ånga [GJ] mellan perioderna

låQ∆ = skillnad i tillförd energi ifrån direktverkande lutånga [GJ] mellan perioderna

isQ∆ = behov för att tina frusen flis [GJ]

TQ∆∆ = skillnad i värmebehov på grund av temperaturskillnad [GJ] mellan perioderna

Det ökade värmebehovet på grund av temperaturskillnaden mellan de två perioderna januari-mars och juni-augusti beskrivs enligt ekvation 6.2.

utetstsvvvvT TCpmCpmQ ∆⋅⋅+⋅=∆ ∆ )( [GJ] (6.2) där vvm = delmassa vedvatten i flisen [ton]

tsm = delmassa torrsubstans i flisen [ton]

vvCp = specifika värmekapaciteten för vedvatten i flisen [GJ/(tonK)]

tsCp = specifika värmekapaciteten för torrsubstans i flisen [GJ/(tonK)]

uteT∆ = skillnad i utomhustemperatur mellan perioderna [K] Skillnaden i tillförd energi ifrån direktverkande MT-ånga och lutånga mellan perioderna januari-mars och juni-augusti beskrivs enligt ekvation (6.3).

lålåbåbålåbå hmhmQQ ∆⋅∆+∆⋅∆=∆+∆ ... [GJ] (6.3) där båm .∆ = skillnad i tillförd delmassa direktverkande MT-ånga [ton] mellan perioderna låm∆ = skillnad i tillförd delmassa direktverkande lutånga [ton] mellan perioderna båh .∆ = differens i entalpi för direktverkande MT-ånga [GJ/ton]

låh∆ = differens i entalpi för direktverkande lutånga [GJ/ton]

Isen antas vara delvis frusen under fyra månader av året. För att beskriva ett genomsnittligt kok beräknas ett teoretiskt energibehov för att tina isen utslaget på tolv månader. Det teoretiska energibehovet för ett genomsnittligt kok beräknas till 2,2GJ.

28

6.1.1.3 Värmeförluster till omgivningen Det är mycket svårt att uppskatta värmeförluster till omgivningen vid ett genomsnittligt kok. För den totala energibalansen över ett kok görs antagandet att förlusterna till omgivningen motsvarar 1GJ eller 1,5 % av det totala värmebehovet från förvärmning till och med trycktid. För att uppskatta fördelningen av värmeförlusterna till omgivningen mellan delprocesserna så viktas dessa förluster mot tiden och medeltemperaturen för de olika delprocesserna enligt tabell 6.2.

Tabell 6. 2 Uppskattade förluster till omgivningen

Delprocess Tid [min]

Medeltemp [°C]

Tid·Temp. [min·°C]

Viktad förlust [%]

Viktad förlust [GJ]

Basning 17 52 886 0,05 0,06 Lutsatsning 28 118 3272 0,20 0,20 Uppkörning 43 151 6488 0,39 0,39 Trycktid 34 168 5788 0,35 0,35

6.1.1.4 Avgasning Luft över lutnivån och eventuell luft kvar i mellan flisbitar och i håligheter i flisen samt flyktiga gaser som terpentin måste under lutsatsning gasas bort från kokaren [9]. Gasning sker både till lutfälla och blåstank, se bilaga 1. Gaserna lämnar kokaren tillsammans med ånga vilket medför en värmeförlust. Massflöden som avgasas kan beräknas utifrån tryckfallet över en strypfläns [9], enligt kapitel 4.7. Beräkningarna för avgasning är gjorda för det första produktionsdygnet 2008 med massflöde beräknat med 10sek intervall under dygnet. Hur stor värmemängd avgasningen motsvarar per kok ges av ekvation 6.4.

dtnhmQ avavav ⋅⋅⋅= −•

∫ 1 [kJ] (6.4) där avQ = värmeförlust vid avgasning [kJ]

•

avm = massflöde vid avgasning [kg/s]

avh = ångbildningsentalpin vid avgasning [kJ/kg] n= antal kok per dygn [-] Värmeförlusterna på grund av avgasning beräknas motsvara 2,4GJ per kok. I och med att ånga gasas ifrån kokaren lämnar en delmassa kokaren vilket minskar uppvärmningsbehovet något för delprocesserna efter avgasning. Det minskade värmebehovet efter avgasning beräknas enligt ekvation 6.5.

29

TCpmQ avskning ∆⋅⋅=min [kJ] (6.5) där skningQmin = minskat uppvärmningsbehov efter avgasning [kJ]

avm = massa avgasad [kg/s] Cp = specifik värmekapacitet för kondensat av ånga [kJ/(kgK)]

T∆ = Temperaturdifferens från avgasning till maxtemperatur [K] Det minskade värmebehovet beräknas motsvara 0,2GJ per kok. Med programmet FlowCalc kan ventiler och strypflänsar dimensioneras utifrån de yttre förutsättningar som finns för ett aktuellt system. Bilaga 4 visar uppskattade flöden vid ett fåtal tryck- och temperaturförhållanden för gasning till lutfälla och till blåstank [11].

6.1.2 Tillförd värme

6.1.2.1 Ånga till basning Flödesgivare anger hur stor mängd ånga det går till kokeriet. Denna ånga används för direkt uppvärmning av flis, indirekt uppvärmning under uppkörning, uppvärmning i form av lutånga under basning, samt mindre mängder till toppen av kokaren, till uppvärmning och tryckhållning av starklutsackumulatorn och ånga till blåsning av kokaren. Hur stor del av det totala behovet av ånga vid kokeriet som används till direktånga vid basning av flisen kan härledas utifrån att ångflödet plottas mot koktiden för en specifik kokare. Mätvärden för de första koken den åttonde, artonde och tjugoåttonde varje månad det första halvåret 2008 visar att ca 4,8ton MT-ånga per kok används direkt för basning.

6.1.2.2 Ånga till uppkörning Andelen ånga till uppkörning beräknas på liknande sätt som för basning. Givarna mäter innan ångan värmeväxlas i kalorisatorn så andelen värmeenergi överförd till luten beror även av verkningsgraden för kalorisatorn. Denna verkningsgrad uppskattas vid simulering av energibalansen för kokaren. Mätvärden för de första koken den åttonde, artonde och tjugoåttonde varje månad det första halvåret 2008 visar att ca 11,7ton MT-ånga per kok passerar kalorisatorn för indirekt uppvärmning koket.

30

6.1.2.3 Lutånga MT-ånga passerar svartlutsackumulatorn tryckhållning och uppvärmning för att sedan användas som lutånga för direkt uppvärmning vid delprocessen basning. Entalpin hos lutångan antas vara samma som för LT-ånga [7], 2760kJ/kg. Totalt kommer 24,7ton MT-ånga till kokeriet per kok, av det används 4,8ton direkt för basning och 11,7ton till värmeväxling i kalorisatorn. Detta medför att 8,3ton MT-ånga fördelas på övriga användningsområden. Eftersom det inte finns någon mätning för flöden av lutånga eller mätning av hur mycket ånga som används vid blåsning av koket går det därigenom inte att exakt bestämma hur stor andel som används som lutånga. Andelen lutånga antas vara den för vilket uppvärmningsbehovet för substanserna i kokaren motsvaras av tillförd energin under delprocessen basning, se tabell 6.7. Antagandena ger att andelen lutånga motsvarar 6,6ton ånga per kok med energiinnehållet 2760kJ/kg.

6.1.2.4 Reaktionsvärme När alkalit i luten reagerar med flisen sker exoterma kemiska reaktioner som utvecklar värme. Reaktionsvärmen för delignifieringsreaktionen är 0,47GJ/ton torr massa [2]. Den totala reaktionsvärmen rQ beräknas enligt ekvation 6.6, där tsm är massa torrsubstans i

flisen i enheten ton och %m är massautbytet.

%47,0 mmQ tsr ⋅⋅= [GJ] (6.6)

Totala mängden reaktionsvärme motsvarar 10,3GJ. Fördelningen av reaktionsvärme mellan de olika delprocesserna uppkörning och trycktid uppskattas mot förhållandet i tillskottet av H-värde. Andelen reaktionsvärme under förträngningen antas vara den för vilket energibalansen uppfylls för delprocesserna uppkörning och trycktid. H-värdet beräknas enligt ekvation 4.6. Tabell 6.3 visar förhållandet och uppskattad fördelning av reaktionsvärme vid delprocesserna beräknat från det första koket den åttonde varje månad under första halvåret 2008.

Tabell 6.3 Uppskattad fördelning av reaktionsvärme vid delprocesser H-värde tillskott

08-jan

08-feb

08-mar

08-apr

08-maj

08-jun

Medel

Förhållande

Reaktions-värme[GJ]

Uppkörning 233 163 186 239 170 166 193 1 2,3 Trycktid 540 545 658 462 545 509 543 2,8 6,5 Ovanstående antagande medför att reaktionsvärmen vid delprocessen förträngning motsvarar 2,5GJ.

31

6.1.2.5 Överförd energi från cirkulationspump Effekten hos cirkulationspumpen beräknas enligt ekvation 4.18. Spänningen är 500V och verkningsgraden för pumpen är 85 % [7]. Strömstyrkans variation plottas mot koktiden och ångflöden för att härleda hur mycket värmeenergi som tillförs olika delprocesser. Figur 6.2 visar värden för första koket den åttonde januari 2008.

Variation i strömstyrka hos cirkulationspump

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0,00 0,30 1,00 1,30 2,00 2,30 3,00 3,30

Koktid [h,min]

Tem

per

atu

r [°

C]

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Str

ömst

yrka

[A

]

Kokkurva [C] Ångflöden Strömstyrka [A]

Figur 6.2 Strömstyrkan hos cirkulationspumpen vid olika delprocesser

Figur 6.2 visar hur cirkulationspumpen körs vid uppkörning, trycktid och vid blåsning av kokaren. Data hämtas från det första koket den åttonde varje månad under första halvåret 2008. Värmemängderna som tillförs de olika delprocesserna beräknas enligt ekvation 4.19. Värmemängderna vid delprocesserna uppkörning och trycktid beräknas till 0,25GJ respektive 0,32GJ. När kokaren blåses avges 0,10GJ.

6.2 Åtgärder

6.2.1 Öka matningshastigheten för flis Matningshastigheten för flisen till kokaren ökas genom att skruvtransportörerna trimmas. Det gör att tiden för delprocessen flisfyllning reduceras och så även den totala omloppstiden för koket. Tiden som tjänas in vid delprocessen flisfyllning kan utnyttjas för att förlänga kokningen under delprocessen trycktid så att den totala omloppstiden för koket blir den samma. Temperaturen för koket kan då sänkas så att H-värdet för koket blir oförändrat, enligt figurerna 4.3 och 4.4. En sänkning av temperaturen för koket ger ett lägre uppvärmningsbehov och ångförbrukningen kan reduceras.

32

6.2.1.1 Simulering Med beräkningar för uppvärmningsbehovet och tillförd värme så ställs en energibalans samman, enligt kapitel 4.3. Kalkylprogrammet Excells problemlösare används för att simulera hur energibehovet och behovet av ånga beror av hur mycket tid som kan tjänas in på grund av att skruvtransportörerna trimmas. Figur 6.3 visar resultatet av simuleringarna för intjänad tid upp till tio minuter.

Energibehov vid ökad matningshastighet

167,5

168,0

168,5

169,0

169,5

170,0

170,5

171,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tid [min]

Tem

per

atu

r [°

C ]

50

52

54

56

58

60

62

64

66

68

En

erg

i [G

J]

Tillförd energi till kokeriet Värmebehov i kokaren Tillförd ångenergi till kokeriet Maxtemperatur i kokaren

Figur 6.3 Visar hur sluttemperaturen och energibehovet beror av intjänad tid Tio minuters extra trycktid ger en sänkning av maxtemperaturen i kokaren från 170,5°C till 168,5°C. Värmebehovet i kokaren sjunker då från 60,9GJ till 59,0GJ. Eftersom uppvärmningsbehovet vid delprocessen basning inte förändras med sänkt sluttemperatur i kokaren, ändras heller inte ångförbrukningen av MT-ånga vid basning eller ångförbrukningen i form av lutånga. Den reducerade ångförbrukningen består av minskad mängd MT-ånga till kalorisatorn under uppkörningsperioden. Figur 6.4 visar temperatursänkningen och den reducerande ångförbrukningen för varierad intjänad tid.

33

Minskad ångförbrukning vid ökad matningshastighet

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tid [min]

Tem

per

aturs

killn

ad [°

C]

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

Ånga

[ton]

Minskskad ångförbrukning Temperatursänkning Figur 6.4 Visar temperatursänkning och minskat behov av ånga vid intjänad tid

Sparas tio minuter på grund av ökad matningshastighet kan sluttemperaturen för trycktid sänkas med 2,0°C vilket gör att ångförbrukningen vid uppkörning kan minskas med ca 0,92ton per kok eller motsvarande 29ton per dygn för kokeriet.

6.2.2 Förbättra packningsgraden Efter att flisen transporterats till flisfickan matas den vidare och fördelas med skruvtransportörer till de olika kokarna. Flisen möter ånga från flisfyllningsapparater vid kokaröppningen vilket sätter flisen i rotation. Detta gör att den lägger sig mer platt i botten av kokaren och man får en jämnare packning. Ökas packningstrycket vid flisfyllningsapparaterna så packas flisen hårdare och kapaciteten för kokeriet ökar i och med att mer flis får plats i kokaren per kok och mer massa kan produceras [1]. Kapacitetsökningen kan utnyttjas till att spara energi genom att förlänga koket under delprocessen trycktid. Kokets förlängs under trycktiden och så också omloppstiden så att samma mängd massa per tidsenhet produceras som innan ökningen av packningstrycket. Temperaturen för koket kan då sänkas så att H-värdet för koket blir oförändrat, enligt figurerna 4.3 och 4.4. Sänks temperaturen för koket reduceras behovet av ånga.

6.2.2.1 Flisfyllningstid Flödet av flis till kokarna styrs med skruvtransportörerna som matar flisen från flisfickan. Dessa transportörer matar samma mängd flis oberoende av hur mycket flis det finns i flisfickan så länge som det finns flis att tillgå. Tiden under vilka skruvtransportörerna arbetar under konstant hastighet kan används för att uppskatta flisvolymen i kokaren [4]. Mätvärden för flisfyllningstiden hämtas från det första produktionsdygnet varje månad första halvåret 2008 med 36 mätvärden för varje enskild kokare. Tabell 6.4 visar medelvärdet för flisfyllningstiden för varje kokare. Det totala medelvärdet för flisfyllning

34

används som relativ fyllningstid och den tid för vilket kokaren packar i genomsnitt 43,1ton torr flis per kok. Flisfyllningsdensiteten för opackad torr flis är 151kg/m³ sett till hela kokarvolymen, med 79,9ton för totala mängden opackad flis i kokaren och 50 % torrhalt.

Tabell 6.4 Medelvärden för flisfyllning vid de fem kokarna Kokare Fyllningstid

medel [min]

Relativ fyllningstid

[-]

Fyllnad torrsubstans

[ton]

Flisfyllnings- densitet [kg/m³]

Packnings- grad [-]

Kokare 1 31,7 1,01 43,7 165 1,09 Kokare 2 29,9 0,96 41,2 156 1,03 Kokare 3 31,3 1,00 43,1 163 1,08 Kokare 4 31,0 0,99 42,7 161 1,07 Kokare 5 32,6 1,04 44,9 169 1,12 Total kokare1-5 31,3 1 43,1 163 1,08 Maximala mätvärdena för flisfyllningstiden under samma mätperiod visas i tabell 6.5. Den relativa fyllningstiden anges i förhållande till det totala medelvärdet för flisfyllningtiden i tabell 6.4.

Tabell 6.5 Maximala värden för flisfyllning vid de fem kokarna Kokare Fyllningstid

max [min]

Relativ fyllningstid

[-]

Fyllnad torrsubstans

[ton]

Flisfyllnings-densitet [kg/m³]

Packnings-grad [-]

Kokare 1 32,3 1,03 44,5 168 1,12 Kokare 2 33,4 1,07 46,1 174 1,15 Kokare 3 34,2 1,09 47,2 178 1,18 Kokare 4 34,4 1,10 47,4 179 1,19 Kokare 5 37,2 1,19 51,3 194 1,28 Total kokare1-5 34,3 1,10 47,3 171 1,18 De maximala värdena för packningsgraden under mätperioden för varje enskild kokare kan utläsas i tabellen. Värdet för kokare 5 skiljer sig något jämfört med de andra värdena vilket kan bero på att packningsapparaten är av annat märke och packar vid ett något lägre ångtryck.

35

6.2.2.2 Simulering Med sammanställd energibalans och kalkylprogrammet Excells problemlösare simuleras hur energibehovet och det totala behovet av ånga beror av packningsgraden. Ökas packningstrycket får det plats mer flis i kokaren vilket gör att uppvärmningsbehovet ökar. Figur 6.5 visar hur värmebehovet och tillförd energi varierar med stigande packningsgrad.

Energibehov vid ökad packningsgrad

50,00

55,00

60,00

65,00

70,00

1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 1,14 1,15 1,16 1,17 1,18

Packningsgrad [rel. opackad flis]

En

erg

i [G

J]

Tillförd energi till kokeriet Värmebehov i kokaren Tillförd ångenergi till kokeriet

Figur 6.5 Energibehovet per kok vid olika packningsgrad Ökas packningsgraden från 1,08 till mellan 1,12 och 1,13 så att motsvarande 1,0ton mer 90-procentig massa produceras per kok så ökar värmebehovet i kokaren från 60,9GJ till 62,9GJ. Den tillförda ångenergin till kokeriet ökar med 1,6GJ. Antagandet att det ökade behovet av ånga enbart täcks av MT-ånga vid basning och uppkörning gäller för simuleringen, behovet av lutånga antas således vara konstant. Figur 6.6 visar hur behovet av direktverkande ånga och ånga till uppkörning ökar när packningsgraden höjs.

36

Ångförbrukning per kok vid ökad packninggrad

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

11,0

12,0

13,0

1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 1,14 1,15 1,16 1,17 1,18

Packningsgrad [rel. opackad flis]

Ång

a [t

on]

Direktverkande MT-ånga Ånga till uppkörning

Figur 6.6 Ångförbrukning per kok vid olika packningsgrad Behovet av direktverkande MT-ångan vid basning ökar med 0,46ton när packningsgraden ökar så att 1,0ton mer 90-procentig massa produceras per kok. Motsvarande ökning av ånga till uppkörning är 0,24ton. Ångförbrukningen per kok ökar med stegrad packningsgrad, men även kapaciteten ökar. För att kunna jämföra hur ångförbrukningen beror av packningsgraden på ett bra sätt måste hänsyn tas till hur mycket massa kokaren producerar. Ekvation 6.7 beskriver förhållandet mellan packningsgrad och mängd massa efter kok, där massautbytet, densiteten för flispackning för opackad flis och kokarvolymen är konstant.

kopfpke Vradpackningsgmm ⋅⋅⋅= .%. ρ [ton] (6.7) där kem . =massa efter kok [ton]

%m = massautbytet [-]

opfp.ρ = densiteten för flispackning för opackad flis [ton/m³]

kV =kokarvolymen [m³]

I och med att det ges mer plats i kokaren när flisen packas hårdare vid högre packningsgrad så kan tillförseln av flis till kokaren kan ökas. Det innebär att flisfyllningen tar något längre tid och även att den totala omloppstiden för koket ökar något. Detta påverkar kapaciteten negativt när lika stora mängder massa lämnar kokaren med längre tidsintervall. Ekvation 6.8 uttrycker ett mått på kapaciteten i form av ton torr massa efter kok per minut, där förlängningen i omloppstid på grund av längre tid vid flisfyllning tas med i beräkningen.

37

vmt

mmmkap

sttot

stst

.08,1@,

.08,1@,.% )(.

∆+

∆+⋅= [ton/min] (6.8)

där 08,1@,.stm = massa torrsubstans flis vid packningsgraden 1,08 [ton]

08,1@,tott = omloppstiden vid packningsgraden 1,08 [min] v = matningshastigheten för skruvtransportörerna [ton/min]

stm .∆ = skillnaden i massa torrsubstans vid en packningsgrad [ton] relativt massa torrsubstans vid packningsgraden 1,08

Matningshastigheten för skruvtransportörerna är konstant. Beräknat från befintliga förhållanden då packningsgraden är 1,08 och skruvtransportörerna matar 43,1 ton torrsubstans flis till kokaren på 31,3 minuter så matas flisen med en hastighet av 1,38ton torrsubstans flis per minut. Medelvärdet för flisfyllning hämtas ur tabell 6.4. Figur 6.7 visar hur 90-procentig massa efter kok och behovet av ånga ökar med stigande packningsgrad. Figuren visar även den procentuella ökningen av massa efter kok, den procentuella ökningen i behov av ånga samt den procentuella ökningen av kapaciteten medräknat förlängd omloppstid på grund av längre tid för flisfyllning enligt ekvation 6.8.

Ökat ångbehov relativt ökat massa efter kok och kapacitet

23,0

23,5

24,0

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 1,14 1,15 1,16 1,17 1,18

Packningsgrad [rel. opackad flis]

Mas

sa, Å

ng

a [t

on

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Pro

cen

tuel

l ökn

ing

[%]

Massa adt (90%) Ånga Ökat ångbehov Ökning torr massa efter kok Ökning kapacitet

Figur 6.7 Variationer i massa efter kok och ångbehov med olika packningsgrad En packningsgrad mellan 1,12 och 1,13 skulle ge en ökning av 1,0ton 90-procentig massa efter kok. Kapaciteten för denna packningsgrad sätts till samma som kapaciteten för packningsgraden 1,08, vilket ger en oförändrad produktion av massa efter kok per minut. Ökas packningsgraden så att 1,0ton 90-procentig massa efter kok produceras finns det således möjlighet att förlänga tiden för delprocessen trycktid med antal minuter

vinstt , enligt ekvation 6.9.

38

vinstfisttot

stst

tvmt

mmmkap

+∆+

∆+⋅=

..08,1@,

.08,1@,.%08,1@

)(. [ton/min] (6.9)

Ekvation 6.9 kan skrivas om enligt ekvation 6.10.

08,1@

..08,1@,08,1@.08,1@,.%

.

)(.)(

kap

vmtkapmmmt fisttotstst

vinst

∆+⋅−∆+⋅= [min] (6.10)

Tiden som sparas med samma produktion av massa efter kok blir enligt beräkningar 8,1min. Enligt figur 4.2 och 4.3 för uppskattade kokkurvor motsvarar det en sänkning av koktemperaturen med 1,7°C. Detta medför att ångförbrukningen kan sänkas med 0,76ton per kok enligt figur 6.4. Sammanfattningsvis kan beräkningarna summeras enligt följande; Ökas packningsgraden så att produktionen höjs med motsvarande 1,0ton 90-procentig massa per kok ökar ångförbrukningen med 0,70ton per kok, fördelat på 0,46ton direktverkande MT-ånga och 0,24ton ånga vid uppkörning. Omloppstiden ändras på grund av ökad tid för flisfyllning med 1,3min. Om kapaciteten för kokeriet ska förbli densamma som innan åtgärden blir tiden som kan utnyttjas för att förlänga koket under delprocessen trycktid 8,1min. Denna tid utnyttjas för att sänka temperaturen vi trycktid, vilket ger en sänkning av ångförbrukningen med 0,76ton per kok. Eftersom tiden för ett kok ändras med åtgärden bör ångförbrukningen jämföras per tidsenhet och inte per kok. Ekvation 6.11 beskriver minskningen av ångförbrukningen i ton ånga per minut, för en ökad packningsgrad motsvarande 1,0ton 90-procentig massa efter kok.

vinstfisttot

totå

tot

totåå tvmt

m

t

mm

+∆+

−++−=

•

∆..08,1@,

08,1@,.

08,1@,

08,1@,. 76,024,046,0 [ton/min](6.11)

där •

∆åm = minskning av ångförbrukning [ton/min]

08,1@,.totåm = total massa ånga till kokeriet per kok [ton] Ångförbrukningen minskar enligt beräkningarna med 6,5ton per dygn och kokare eller motsvarande 32ton per dygn för kokeriet.

39

6.2.3 Förvärma flis med LT-ånga

6.2.3.1 Energibalans över förvärmning och basning Energibalansen över delprocessen vid basning för ett genomsnittligt specifikt kok enligt nuvarande förhållanden visas i tabell 6.6. Massan ved är beräknad från producerad massa efter kok. Den temperatur veden initialt har innan uppvärmningen startar antas vara samma som för utomhustemperaturen [9]. Värmebehovet för att tina isen är ett medelvärde för behovet under året. Massorna ånga till basning och övrig ånga är hämtade från uppmätta medelvärden under året där koktid plottas mot ånga till kokeriet. Med övrig ånga menas total MT-ånga till kokeriet per kok subtraherat med ånga som används direkt vid basning och ånga till uppkörning. Andelen lutånga av övrig ånga antas vara den för vilket totala uppvärmningsbehovet för delprocessen basning motsvarar totala tillförd energi från ångan. Lutångans energiinnehåll efter att den passerat svartlutsackumulatorn för tryckhållning och uppvärmning och når kokare antas vara samma som för LT-ånga.

Tabell 6.6 Nuvarande uppvärmningsbehov i kokaren vid basning Uppvärmningsbehov Massa

[ton] Specifikt värme

[kJ/kg·°C]

Start-temp. [°C]

Slut-temp. [°C]

Temperaturdifferens

[?°C]

Behov värmemängd

[GJ] Vedvatten 43,1 4,2 4,1 104 99,9 18,1 Ved torrsubstans 43,1 1,5 4,1 104 99,9 6,3 Is 2,2 Förluster 0,1 Totalt 26,8 Tillförd ånga Massa

[ton] Entalpi [kJ/kg]

Entalpi [kJ/kg]

Lutånga [%]

Lutånga [ton]

Tillförd energi [GJ]

Basning 4,8 2840 440 11,4 Övrig ånga 8,3 2760 440 80 6,6 15,4 Totalt 26,8

Delas uppvärmningen av flisen i kokaren upp i två separata steg med förvärmning i flisfickan och basning i kokaren ändras balansen för delprocessen. All MT-ånga till kokaren vid basning antas kunna ersättas med LT-ånga till flisfickan.

40

Tabell 6. 7 Uppvärmningsbehov vid förvärmning i flisficka och basning i kokaren Behov i flisfickan Massa

[ton] Specifikt värme

[kJ/kg·°C]

Start- temp. [°C]

Slut-temp. [°C]

Temperaturdifferens

[?°C]

Behov värmemängd

[GJ] Vedvatten 43,1 4,2 4,1 46,6 42,5 7,7 Ved torrsubstans 43,1 1,5 4,1 46,6 42,5 2,7 Is 2,2 Totalt 12,6 Ånga till flisfickan Massa

[ton] Entalpi [kJ/kg]

Entalpi [kJ/kg]

- - Tillförd energi [GJ]

LT-ånga 4,9 2760 190 12,6 Behov i kokaren Massa

[ton] Specifikt värme

[kJ/kg·°C]

Start- temp. [°C]

Slut-temp. [°C]

Temperaturdifferens

[?°C]

Behov värmemängd

[GJ] Vedvatten 43,1 4,2 46,6 104 57,4 10,4 Ved torrsubstans 43,1 1,5 46,6 104 57,4 3,6 LT-kondensat 4,9 4,2 46,6 104 1,2 Förluster 0,1 Totalt 15,4 Ånga till kokaren Massa

[ton] Entalpi [kJ/kg]

Entalpi [kJ/kg]

Lutånga [%]

Lutånga [ton]

Tillförd energi [GJ]

Basning 0,0 2840 440 0,0 Övrig ånga 8,3 2760 440 80 6,6 15,4 Totalt 15,4

Massan LT-ånga vid flisfickan som ersätter MT-ångan i kokaren är något större, vilket kan utläsas ur ovanstående tabeller. Den överförda energin från LT-ångan till flisfickan blir även högre på grund av större entalpiskillnad när ångan värmer flisen ner till ca 47°C. Lutångan vid basning i kokaren måste senare värma kondensatet från LT-ångan. Detta måste beaktas när tillförd energi mellan tabellerna jämförs. Tabellerna beskriver förhållanden för ett kok baserat på medelvärden under året. Under vintern och sommaren kan flisen enligt beräkningar värmas till i genomsnitt 52°C respektive 36°C förutsatt att all MT-ånga till kokaren skulle ersättas med LT-ånga till flisfickan . I Bilaga 3 återfinns energibalansen över förvärmning och basning under förhållandena vinter- och sommartid.

6.2.3.2 Elproduktion Fabriken har ett stort behov av ånga vid olika processer. Ångan som skapas vid sodapanna passerar en mottrycksturbin där en del ånga tappas av som MT-ånga och resterande mängder passerar genom ett andra steg och blir till LT-ånga. I nuläget utnyttjas enbart MT-ånga vid kokeriet. Om LT-ånga skulle kunna utnyttjas till viss del i kokeriet skulle större mängder ånga kunna passera genom hela turbinen, vilket skulle medföra att mer el kan produceras [8].

41

Den nuvarande elproduktionen av andelen ånga som går till kokeriet kan uttryckas enligt ekvationen nedan, där hela behovet av ånga motsvarande 24,7ton per kokare och kok tappas av som MT-ånga.

totmtåsptotåtel tnhhmP /)()( . ⋅−⋅⋅=η [MW] (6.12) där tη = verkningsgrad för mottrycksturbinen [-]

totåm . = total massa ånga till en kokare per kok [ton]

sph = entalpi för ånga från sodapannan [kJ/kg]

mtåh = entalpi för MT-ånga [kJ/kg] n = antal kokare [-]

tott = omloppstiden för ett genomsnittligt kok [s] Används istället LT-ånga till att förvärma flisen i flisfickan så kan ånga passera samtliga steg i turbinen och därmed öka turbineffekten. Den totala mängden el som kan produceras kan då beskrivas enligt ekvation 6.13.

totltåmtåbåmtåsptotåtel tnhhmhhmP /))()()(( .. ⋅−⋅+−⋅⋅=η [MW] (6.13) där båm . = total massa ånga till en kokare per kok [ton]

ltåh = entalpi för LT-ånga [kJ/kg] Verkningsgraden antas vara 100 %. Byts all MT-ånga ut vid basning av kokaren mot LT-ånga till förvärmning i flisfickan kan ca 100MWh mer el produceras varje månad. Energiinnehållet i LT-ångan är något lägre än för MT-ånga. Det krävs följaktligen en något större mängd LT-ånga för att täcka samma energibehov vilket också innebär att det totala behovet av ånga från sodapannan ägnad till kokeriet ökar något.

6.2.3.3 Kapacitetsökning Vid basning värms flisen till 104°C och det tar i genomsnitt ca17 minuter att basa flisen [7]. Utifall att flisen skulle förvärmas i flisfickan till ca 47°C innan den transporterats till kokaren skulle det inte ta lika lång tid att basa flisen. För att uppskatta hur mycket tid det går att spara genom att förvärma flisen jämförs temperaturdifferenserna i flisfickan och i kokaren i tabell 6.7.

flisfickankokaren

kokarenbasningvinst TT

Ttt

∆+∆∆

= ⋅ [s] (6.14)

Den intjänade tiden för åtgärden beräknad enligt ekvation 6.14 blir 7,2 minuter. Omloppstiden minskar vilket medför ökad kapacitet för kokeriet. Utnyttjas det för att förlänga tiden för koket under delprocessen trycktid kan temperaturen sänkas för koket och ångförbrukningen för kokeriet kan reduceras. Enligt figur 6.4 kan ångförbrukningen reduceras med 0,69ton ånga per kok, vilket motsvarar 21 ton ånga per dygn. Den ånga som reduceras är MT-ånga vid delprocessen uppkörning.

42

7 Ekonomi Åtgärden att öka matningshastigheten för flis innebär omkostnader för byte av remskivor och remmar vid 6 stycken skruvtransportörer. Tabell 7.1 visar omkostnaderna för åtgärden inklusive kostnaden för att utföra arbetet [6].

Tabell 7.1 Omkostnader för byte av skivor och remmar

Omkostnader Kostnad [kr/styck]

Kostnad [kr]

Remmar 150 900 Remskivor 1500 9000 Arbete 1500 9000 Totalt 3150 18900

Att öka packningsgraden kan betraktas som en operativ åtgärd utan någon investeringskostnad[7]. För åtgärden att förvärma flis med LT-ånga krävs att nya ledningar dras Sammanlagt ca 60m ledning med åtta böjar och en handventil. Kostnaden för åtgärden uppskattas till 150 000kr [7].

43

8 Resultat Beräkningarna visar att ångförbrukningen för kokeriet kan reduceras när matningshastigheten för skruvtransportörerna höjs. Ökas hastigheten i och med byte av remmar och remskivor så att tiden för flisfyllning minskar med 10 minuter så kan sluttemperaturen för koken sänkas vilket kan ge ett minskat behov av ånga upp till 29ton/dygn för kokeriet. Ökas packningstrycket så att det kan produceras ett ton 90procentig massa mer per kok och det utnyttjas för att sänka temperaturen i kokaren så ges potential att minska behovet av ånga med upp till 33ton/dygn för kokeriet. Genom att förvärma flis med LT-ånga i flisfickan istället för att använda MT-ånga direkt vid basning kan elproduktionen vid fabrikens mottrycksturbin ökas med ca 100MWh per månad. Åtgärden gör även att kokets omloppstid minskar vilket ger förutsättningar för att sänka temperaturen för koket och reducera ångförbrukningen med upp till 21ton/dygn.

44

9 Diskussion Fördelarna med att använda framtagen energibalans för att simulera olika effektiviseringsåtgärder är att hänsyn kan tas för flertalet variabler vid beräkningarna. Med en energibalans över ett kok och dess delprocesser går det att på ett enkelt sätt variera ingående parametrar för att se hur de påverkas av varandra . Det är också möjligt att utveckla modellen med mer tillförlitliga värden eller så att fler omständigheter beaktas vid uträkningarna. Den framtagna energibalansen över ett kok som används vid beräkningarna för olika effektiviseringsåtgärder bygger dock på en rad uppskattningar och antaganden. Resultaten för beräkningarna ska därför ses som en uppskattning och inte som precisa uppgifter. En sänkning av temperaturen under koket ger förutom energimässiga vinster även andra fördelar. Sänks temperatur så sänks reaktionshastigheten vilket gör det lättare att styra koket. En tidigare studie [3] visar också att en sänkning av temperaturen under koket medför en sänkning av nerbrytningshastigheten av kolhydrater mer än nerbrytningshastigheten av lignin vilket gynnar massautbytet. En lägre koktemperatur visade sig även ge högre viskositet, lägre rejekthalt och ökad andel hemicellulosor. Förhållandet mellan tid intjänad vid effektiviseringsåtgärder, sänkt temperatur under koket och reducerad ångförbrukning uppskattas med kokkurvor. Uppskattningarna som gäller för var och en av åtgärderna utgår ifrån en genomsnittlig kokkurva med maxtemperatur på 170,5. Ändras omständigheterna för koket till exempel i och med någon av effektiviseringsåtgärderna så bör nya uppskattningar göras för att bättre värdera förhållandet mellan tid, temperatur och behovet av ånga. Beräkningarna för hur stor andel av flisen som är frusen vintertid och hur stort energibehovet eller behovet av ånga är för att tina flisen bygger på ett par antaganden och uppskattningar och bör därför ses som osäkra. Det bästa vore att ta prover på flisen med jämna mellanrum under ett år och exempelvis använda sig av bombkalorimeter för att undersöka hur stor andel flis som är fruset, hur stort energibehovet det motsvarar och hur det varierar med årstid och utomhustemperatur. Ändas diametern på remskivorna ändras förutsättningarna skruvtransportörerna och för motorerna som driver dem. Skruvtransportörerna ska drivas av motorerna med ökad hastighet och mer flis per tidsenhet ska forslas genom systemet av transportörer. Innan åtgärden genomförs är det viktigt att säkerställa att elmotorer och systemet av skruvtransportörer verkligen klarar den kapacitetsökning som efterstävas[13]. Om matningshastigheten vid skruvtransportörerna ökar så ökar hastigheten för hur kokaren fylls med flis vid delprocessen flisfyllning. Det kan finnas risk för att flisen packas ojämnare om förloppet skyndas för mycket under flisfyllningen. Det skulle göra att genomströmningen av lut genom flisen skulle bli ojämnare då luten söker sig den lättaste vägen vilket resulterar i en ojämnare delignifiering. Ökas trycket vid flisfyllningsapparaterna packas flisen hårdare och mer flis kan packas i kokarna. Det kan då finnas risk att luten har svårare att tränga igenom flisen och att genomströmningen blir ojämnare vilket skulle resultera i en ojämnare delignifiering.

45

Vid åtgärden att öka packningsgraden bör man beakta att det finns begränsat utrymme i blåstanken. Ökas packningsgraden så att kokaren kan fyllas med mer flis per kok produceras också mer massa per kok och det blir större mängder massa och lut som ska tömmas till blåstanken. Förvärms flisen i flisfickan är temperaturen initialt högre när den når kokaren. Det kan då vara risk för att ångan inte kondenserar mot flisen i samma utsträckning som om flisen höll en lägre temperatur [7]. Detta skulle göra att värmeöverföringen tog längre tid och tidsvinsten för åtgärden skulle minska, därigenom bör uppskattningen för hur mycket ångförbrukningen kan reduceras på grund av åtgärden möjligen vara något lägre. Om flisen kommer i kontakt med ånga redan i flisfickan finns det risk för att flisen utvidgar sig något vilket kan ge problem för systemet av skruvtransportörer vid inmatningen av flis till kokarna. Det är då heller inte omöjligt att flisfyllningen kan ta något längre tid, vilket i så fall skulle påverka kapaciteten negativt. Tillförs ånga till flisfickan istället för direkt till kokaren är det också högst troligt att värmeförlusterna till omgivningen ökar något [13]. Reduceras ångförbrukningen i och med effektiviseringsåtgärder minskar det totala underlaget för mottryckskraft för mottrycksturbinen.

46

10 Slutsats Åtgärderna att öka matningshastigheten för skruvtransportörerna, öka packningstrycket för flisfyllningsapparaterna så att mer flis kan packas i kokaren, samt att förvärma flis med LT-ånga gör alla att kapaciteten för kokeriet ökar. I samtliga fall kan det utnyttjas till att sänka temperaturen under koket och därigenom reducera ångförbrukningen. Effektiviseringsåtgärden att öka packningstrycket är extra intressant eftersom det är en åtgärd som inte innebär några nyinstallationer och därigenom inte några investeringskostnader för kokeriet. Trycket vid flisfyllningsapparaterna bör dock ökas stegvis med noggrann övervakning så att man håller koll på de risker som finns med försämrad och ojämnare cirkulering. Ökas trycket så att det kan produceras ett ton 90procentig massa mer per kok och det utnyttjas för att sänka temperaturen i kokaren så ges potential att minska behovet av ånga med upp till 33ton/dygn för kokeriet. Investeringskostnaderna för att byta remskivor och remmar vid skruvtransportörerna är relativt små. Ökningen av matningshastigheten kan inte ske stegvis likt åtgärden för att öka packningstrycket. Storleken på remskivorna bör därför beräknas noggrant efter den kapacitetsökning man eftersträvar, där hänsyn bör tas till elmotorer och kapaciteten för skruvtransportörer. Utförs åtgärden så att omloppstiden minskar med 10 minuter så ökar kapaciteten för kokeriet så potential ges för att reducera behovet av ånga upp till 29ton/dygn. Förvärms flis i flisfickan ger det dubbla vinster för fabriken, dels reduceras omloppstiden så att kapaciteten ökar och dels ökar möjligheterna att producera el i mottrycksturbinen. Ersätts all direktverkande MT-ånga vid basning av kokaren med LT-ånga i flisfickan kan elproduktionen vid fabrikens mottrycksturbin ökas med ca 100MWh per månad. Kapaciteten för kokeriet ökar med minskad omloppstid så potential ges att reducera ångförbrukningen med 21ton/dygn. Överskottet av hetvatten ifrån fabrikens spillvärmekällor är rent teoretiskt tillräckligt för att smälta den frusna flisen vintertid. Att praktiskt lösa problemet med torkning i bandtork eller med direkt uppvärmning med hetvatten anses dock alltför kostsamt och problematiskt och lösningarna avfärdades utan vidare beräkningar [12].

47

11 Källförteckning [1] Kassberg, M., (1998) Sulfatmassatillverkning. Markaryd. Skogsindustrins

Utbildning i Markaryd AB. ISBN 91-7322-225-01. [2] Mjöberg, J., (1992) Sulfatkokning. Markaryd. Sveriges skogsindustriförbund. ISBN 91-7322-139-2. [3] Andersson, J., (2000) Optimization of batch cooking and blowing in Dynäs,

BOOSTER KP. Dynäs: Dynäs AB. Teknisk rapport 2000:R1. [4] Johansson, M.H., (2005) Capacity increase to 260 000ADt/year in the Cooking

Plant, ÅF-Celpap AB. Teknisk rapport 2005:3026713. [5] Bylund, P.O., (2007) Energirapport Dec 2007, Mondi Packaging Dynäs AB.

Teknisk rapport 2007 [6] Personlig konversation med Bengt Palmqvist, Mondi Dynäs AB, 2008. [7] Personlig konversation med P-O Bylund, Mondi Dynäs AB, 2008. [8] Personlig konversation med Markus Halén, Mondi Dynäs AB, 2008. [9] Personlig konversation med Stefan Sundström, Mondi Dynäs AB, 2008. [10] Personlig konversation med Peter Edwall, Mondi Dynäs AB, 2008. [11] Personlig konversation med Yngve Jonsson, Mondi Dynäs AB, 2008. [12] Personlig konversation med Lennart Alsén, AB Torkapparater, 2009. [13] Personlig konversation med Kristian Åsander, Mondi Dynäs AB, 2008. [14] Wiberg, R. (2007). Energiförbrukning i mass- och pappersindustrin 2007. http://www.trainformation.se/LitiumDokument20/GetDocument.asp?archive=3&di

rectory=1293&document=9153 [15] Hemsida för energimyndigheten,

http://www.energimyndigheten.se/Foretag/Elcertifikat/ [16] Intranät för Mondi Packaging Dynäs AB, Dynäspresentation

http://dynweb214/ [17] Allen, J.S. Determining the mass flow rate of steam through an orifice. http://www.me.mtu.edu/~jstallen/courses/MEEM3210/orifice_plate2.pdf

48

Bilaga 1

49

Bilaga 2

50

Bilaga 3

Tabell 1 Nuvarande uppvärmningsbehov sommartid i kokaren vid basning Uppvärmningsbehov Massa

[ton] Specifikt värme

[kJ/kg·°C]

Start-temp. [°C]

Slut-temp. [°C]

Temperaturdifferens

[?°C]

Behov värmemängd

[GJ] Vedvatten 43,1 4,2 14,3 104 89,7 16,3 Ved torrsubstans 43,1 1,5 14,3 104 89,7 5,7 Is 0 Förluster 0,1 Totalt 22,1 Tillförd ånga Massa

[ton] Entalpi [kJ/kg]

Entalpi [kJ/kg]

Lutånga [%]

Lutånga [ton]

Tillförd energi [GJ]

Basning 3,5 2840 440 8,5 Övrig ånga 7,5 2760 440 78 5,9 13,6 Totalt 22,1

Tabell 2 Uppvärmningsbehov sommartid vid förvärmning i flisficka och basning i kokaren

Behov i fl isfickan Massa [ton]

Specifikt värme

[kJ/kg·°C]

Start- temp. [°C]

Slut-temp. [°C]

Temperaturdifferens

[?°C]

Behov värmemängd

[GJ] Vedvatten 43,1 4,2 14,3 52,3 38,0 6,9 Ved torrsubstans 43,1 1,5 14,3 52,3 38,0 2,4 Is 0 Totalt 9,3 Ånga till flisfickan Massa

[ton] Entalpi [kJ/kg]

Entalpi [kJ/kg]

- - Tillförd energi [GJ]

LT-ånga 3,7 2760 215 9,3 Behov i kokaren Massa

[ton] Specifikt värme

[kJ/kg·°C]

Start- temp. [°C]

Slut-temp. [°C]

Temperaturdifferens

[?°C]

Behov värmemängd

[GJ] Vedvatten 43,1 4,2 52,3 104 51,7 9,4 Ved torrsubstans 43,1 1,5 52,3 104 51,7 3,3 LT-kondensat 3,7 4,2 52,3 104 51,7 0,8 Förluster 0,1 Totalt 13,6 Ånga till kokaren Massa

[ton] Entalpi [kJ/kg]

Entalpi [kJ/kg]

Lutånga [%]

Lutånga [ton]

Tillförd energi [GJ]

Basning 0 2840 440 0 Övrig ånga 7,5 2760 440 78 5,9 13,6 Totalt 13,6

51

Tabell 3 Nuvarande uppvärmningsbehov vintertid i kokaren vid basning Uppvärmningsbehov Massa

[ton] Specifikt värme

[kJ/kg·°C]

Start-temp. [°C]

Slut-temp. [°C]

Temperaturdifferens

[?°C]

Behov värmemängd

[GJ] Vedvatten 43,1 4,2 -0,3 104 104,3 18,9 Ved torrsubstans 43,1 1,5 -0,3 104 104,3 6,6 Is 6,4 Förluster 0,1 Totalt 32,0 Tillförd ånga Massa

[ton] Entalpi [kJ/kg]

Entalpi [kJ/kg]

Lutånga [%]

Lutånga [ton]

Tillförd energi [GJ]

Basning 5,6 2840 440 13,5 Övrig ånga 9,6 2760 440 83 8,0 18,5 Totalt 32,0

Tabell 4 Uppvärmningsbehov vintertid vid förvärmning i flisficka och basning i kokaren

Behov i flisfickan Massa [ton]

Specifikt värme

[kJ/kg·°C]

Start- temp. [°C]

Slut-temp. [°C]

Temperaturdifferens

[?°C]

Behov värmemängd

[GJ] Vedvatten 43,1 4,2 -0,3 35,7 36,0 6,5 Ved torrsubstans 43,1 1,5 -0,3 35,7 36,0 2,3 Is 6,4 Totalt 15,2 Ånga till flisfickan Massa

[ton] Entalpi [kJ/kg]

Entalpi [kJ/kg]

- - Tillförd energi [GJ]

LT-ånga 5,8 2760 150 15,2 Behov i kokaren Massa

[ton] Specifikt värme

[kJ/kg·°C]

Start- temp. [°C]

Slut-temp. [°C]

Temperaturdifferens

[?°C]

Behov värmemängd

[GJ] Vedvatten 43,1 4,2 35,7 104 68,3 12,4 Ved torrsubstans 43,1 1,5 35,7 104 68,3 4,3 LT-kondensat 5,8 4,2 35,7 104 68,3 1,7 Förluster 0,1 Totalt 18,5 Ånga till kokaren Massa

[ton] Entalpi [kJ/kg]

Entalpi [kJ/kg]

Lutånga [%]

Lutånga [ton]

Tillförd energi [GJ]

Basning 0 2840 440 0 Övrig ånga 9,6 2760 440 83 8,0 18,5 Totalt 18,5

52

Bilaga 4

53

54

55

Beräkningar

56

57

Energibalans