Detaljerad energikartläggning för Perstorp Specialty Chemicals AB

Abstract

The thesis was conducted due to new laws from the energy agency. The task of this master thesis was to develop a methodology for energy audits, find energy efficiency measures, and then use the methodology to create a detailed mapping of the formalin-, formic acid- and y-polyol plants. The master thesis also resulted in a comprehensive description of the company’s total energy use. To be able to fulfill this task data were gathered from the process database, using SQL-scripts that were created for this purpose. The SQL-scripts generates energy balances across all entities within the processes where data are available. These scrips were used to find energy efficiency measures. For the entities with lack of data, not fully completed SQL-scripts are created. In these scripts there is a possibility to fill in the missing data when acquired. In some cases, too much vital data are missing; hence it was not possible to create SQL-scripts.
In the rapport three main plants are discussed:
• The formaldehyde plant X.
• The formic acid plant.
• The y-polyol plant.
The report is further divided into four parts for each plant:
• Introduction with process description.
• Calculations and assumptions.
• Energy statistics, energy balances and energy analyzes where basic results are presented and discussed.
• Suggestions for actions.
In general, it could be said that there are three challenges for Perstorp Specialty Chemicals AB. The first is how to utilize streams with high energy content, but at low to medium temperatures. Three ways to do this are: using the stream to preheat feedwater; using the stream to preheat hot water used in the processes; or using the stream to preheat district heating. The second challenge is how to transform from a company heavily dependent on electricity power, to a company which uses the less valuable energy source steam as the main energy carrier. The third challenge is how to locate energy losses caused by heat- or pressure losses.
To be able to develop within the area of energy efficiency, Perstorp Specialty Chemicals AB needs to put more effort and resources into measuring equipment and sensors to collect reliable process data.
A total theoretical energy saving of 11794 kW is possible if all the calculated results are added together. Significantly higher energy savings are likely if sensors are installed so that more areas can be examined.
The most attractive energy-reducing measure that can be concluded is to find ways to use water from cooling towers in the feed water production.

Popular Abstract (Swedish)

I en värld där våra energiresurser snabbt håller på att förbrukas och där miljöpåverkan blir allt större så är det idag viktigare än någonsin för dagens företag att anpassa sig till framtidens energieffektivare samhälle.

Att finna energieffektiviserande åtgärder i det dagliga livet kan tyckas enkelt, det är ju bara att släcka lampan och dra ut mobilladdaren efter användning! Att hitta dessa effektiviseringar för stora industrier som mer kan liknas vid ett stort spindelnät där en dags energiförbrukning är större än ett hushålls energiförbrukning över en livstid är däremot en annan sak.
Så, hur går man tillväga? Jo, först måste man få en förståelse för vilka energislag som existerar på en industri och hur de olika energislagen värderas. De två vanliga energibärarna för ett industriföretag är ånga och el. Hur dessa värderas beror naturligtvis på de lokala förhållandena, men generellt så är el värderat högre. Detta kan jämföras med hushållets räkning för varmvattnet & el. Generellt är elen dyrare. Precis samma resonemang gäller för industrier. Då elenergin är ett dyrare alternativ så värderas det högre och om möjlighet finns så utnyttjas hellre ånga.
När man fått klart för sig vilka olika energislag som existerar, så måste man börja fundera på hur man hittar energieffektiviseringar. Ett sätt är att försöka lokalisera värmeförluster. Värmeförluster uppstår på ungefär samma sätt som det gör vid dåligt isolerade hus, värmen som man betalar dyra pengar för försvinner ut i luften och har inte utnyttjats fullständigt. För att finna dessa värmeförluster för en industri så måste man använda sig av energibalanser. För att kunna få fram dessa energibalanser så krävs det att man vet bl.a. tryck, temperaturer, flöden och koncentrationer. I bästa fall så finns mätgivare som mäter detta. I värsta fall så får man gå ut och mäta, försöka beräkna eller uppskatta det värde som saknas. När man har all information så måste man börja räkna. Man räknar hur mycket energi som totalt går in processteget och hur mycket energi som går ut ur processteget. När man sedan jämför dessa två värden, så vet man hur mycket energi som försvunnit via värmeförluster.
Ett annat sätt att hitta energieffektiviseringar är att försöka leta upp varma flöden som bara kyls utan att energin utnyttjas. Detta kan jämföras med när du duschar. Du duschar i varmt skönt vatten, men så fort vattnet runnit ner i avloppet så måste du använda nytt varmvatten för att fortsätta duscha. För att kunna finna dessa strömmar på industrin så krävs djupdykning ner i processcheman. När du hittat dessa varma strömmar där energin inte utnyttjas så måste du leta upp användningsområden för strömmen. Vanliga områden där energi kan utnyttjas är vid tillverkning av ånga, varmvatten eller fjärrvärme.
För Perstorp Specialty Chemicals AB ligger den stora utmaningen i hur all data samlas på ett effektivt sätt. Anledningen till att det är så viktigt är för att undersökningarna är extremt tidskrävande och för att på rimligt och kostnadseffektivt sätt kunna arbete med dessa frågor så måste en enkel och effektiv metod tas fram. Detta löstes genom uppbyggnad av programkod (skript) där all nödvändig data hämtas från Perstorps datainsamlingsbas. Sedan beräknar skripten energiflöden för det önskade processteget och presenterar nödvändig data för att kunna finna energieffektiviserande åtgärder. Användaren har möjlighet att skriva in under vilka tidsperioder som beräkningar ska ske. På så vis kan tillbakablickar göras för att få förståelse hur processen fungerar samt så kan skripten användas för att underlätta framtida undersökningar.

• author: Ljungberg, Mattias
• supervisor: Mats Galbe
• organization: Chemical Engineering (M.Sc.Eng.)
• course: KET920 20151
• year: 2015
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Perstorp, process, Energikartläggning, energi, Polyol, SQL, kemiteknik, chemical engineering
• language: Swedish
• id: 8227470
• date added to LUP: 2015-11-18 15:01:24
• date last changed: 2015-11-18 15:01:24