A hűtött sav távfűtéssé válik

Az 1980-as évek elején a svédországi Helsingborgban található Kemira kénsavgyárban az abszorpciós és szárító folyamatokból származó hő az üzem melletti tengerbe került.

A hűtőrendszer teljes átalakítását követően, amely során zárt hűtőkört építettek ki lemezes hőcserélőkkel, a hűtővíz hőmérsékletét olyan szintre emelték, hogy az távfűtésre is felhasználható legyen.

A direkt hűtéstől a hővisszanyerésig

Az 1980-as évek elején a Kemira a savas hűtőrendszerét direkt hűtésről hővisszanyerésre váltotta. A direkt hűtőrendszerben az abszorpciós és szárítótornyokból származó hőt a tengerbe bocsátották ki. A hővisszanyerő rendszerben a hő ehelyett egy zárt hűtővízkörbe kerül, amely demineralizált vizet tartalmaz. Ezt a vizet felmelegítik, és a forró vizet Helsingborg város távfűtési vizének fűtésére használják.

Ebben a hővisszanyerő rendszerben az abszorpciós tornyokból származó savat négy párhuzamos párba kapcsolt, anódosan védett csöves hőcserélőben hűtötték. A szárítótoronyból származó savat egy anódosan védett csöves hőcserélőben hűtötték.

1999-re az anódosan védett csöves hőcserélők elérték élettartamuk végét, ezért le kellett őket cserélni. Ezzel egyidejűleg a Kemira úgy döntött, hogy teljesen átdolgozza savhűtőrendszerét. Ahelyett, hogy három savtartályt használtak volna (egyet-egyet minden abszorpciós toronyhoz és egyet a szárítórendszerhez), egyetlen savtartályt telepítettek, amely a szárítórendszert és a két abszorpciós tornyot is ellátja keringtetett savval.

Az összes régi hűtőt kiváltották három D205-ös, FKMS tömítésekkel ellátott, párhuzamosan kapcsolt, kazettás Alfa Laval lemezes hőcserélőre. A D205-ös lemezek anyagát és az FKMS tömítéseket a magas, 105 °C-os savhőmérséklet miatt választották.

Az új rendszer jelentős energia- és költségmegtakarítást, valamint kibocsátás csökkenést eredményez

A Kemira napi 1000 tonna kapacitású kénégető savüzemében a szárító- és abszorpciós tornyokból naponta mintegy 530 MWh nyerhető vissza. Ezt a hőt Helsingborg város távfűtési hálózatába táplálják. A Kemira évente összesen 240 GWh-t táplál a hálózatba.

Ez körülbelül 22 000 m3 olajnak felel meg, ami a város szükségletének körülbelül 25%-át fedezi. Ebből 80 GWh-t gőz formájában szolgáltatnak, a fennmaradó részt pedig a szárító- és abszorpciós tornyokból visszanyert hő adja. Ez azt jelenti, hogy a téli hónapokban a város lakosainak mintegy 10%-át látják el fűtéssel, míg nyáron a Kemira biztosítja a használati víz ellátáshoz szükséges összes hőt.

Az 1980-as évek elején bevezetett hővisszanyerő rendszer teljes költsége 45 MSEK volt (beleértve egy 3,5 km hosszú csővezetéket a távfűtő központig). A rendszer megtérülési ideje kevesebb mint egy év volt, mivel akkoriban a Kemira évente 80 MSEK értékben szállított hőt a városnak (a nagyobb savas kapacitás miatt). Az átállás a három torony közös savtartályára és új savhűtőkre 1999-ben 10,5 MSEK-ba került. A mai olajárakkal számolva a városnak szállított hő értéke évente körülbelül 22 MSEK. Ennek eredményeként a megtérülési idő ismét kevesebb mint egy év volt.

Helsingborg városa számára ez a megoldás azt jelenti, hogy kevésbé függ a kőolajtól, és ezáltal csökken a légköri kén-dioxid-kibocsátás. Továbbá a projekt révén nem volt szükség egy új, 45 MW-os kapcsolt energiatermelő egységre, amely az 1980-as években 150 MSEK-ba került volna a városnak.

A Kemira számára a hőszállítás a kénsav és más vegyi anyagok fontos kiegészítő termékévé vált. Emellett szinte teljesen megszüntette a hűtővíz szükségességét.

Szabályozott hőmérséklet, amely megfelel az évszakos ingadozásoknak

A demineralizált víz kör 50 és 80°C között melegíti a távfűtési vizet az Alfa Laval két nagyméretű, mindössze 4°C-os hőmérséklet-közelítéssel üzemelő lemezes hőcserélőjében. A kénsavüzemből származó hulladékgőz befecskendezésével a távfűtési kör hőmérséklete 90-95°C-ra emelhető. Az Alfa Laval két közepes méretű lemezes hőcserélőjét trim-hűtőként használják a demineralizált víz körben, amikor csak szükséges a fűtési igény szezonális ingadozásainak kielégítésére. Ha nincs rájuk szükség, a trim-hűtőket megkerülik.

Hővisszanyerés az Alfa Laval lemezes hőcserélőivel

Az 1000 tonna napi kapacitású kénégető savüzemekben körülbelül 65 MW hő keletkezik. A hő mintegy kétharmada a kénégetőből és a konverterből származik. A legtöbb savgyártó tudja, hogyan lehet ezt a hőt nagynyomású gőz előállítására hasznosítani. A megtermelt hő fennmaradó egyharmadát azonban általában a tengerbe vagy a levegőbe bocsátják ki direkt hűtőrendszereken keresztül. A lemezes hőcserélő lehetővé teszi, hogy a szárító- és abszorpciós tornyokban keringő savból származó hő visszanyerése gazdaságos legyen. A zárt hűtővíz körből a hő más célokra is felhasználható, például távfűtésre, kazán tápvíz-előmelegítésére, a szomszédos üzemek technológiai fűtésére, gyárak és irodák fűtésére, valamint édesvíz előállítására sótalanítással.