Advanced

Evaluation of the Drying Process at Alufluor AB

Lundh Rafstedt, Jacob LU and Nordin, Erik LU (2017) KET920 20171
Chemical Engineering (M.Sc.Eng.)
Abstract
Due to the act on Energy Audits in Large Enterprises (EKL) that came into effect on the 1st of June in 2014, all larger companies are obligated to perform an energy audit every four years. Parallel to the audit performed at Alufluor AB this more detailed audit of the drying part of their process was carried out. This as the drying part is energy intensive and is responsible for the majority of the energy consumed in the process.

The thermal decomposition of the intermediate product, aluminum fluoride trihydrate (AlF3ᐧ3H2O), was investigated through thermal studies. The dehydration process described in literature was confirmed by the experiments and the enthalpy of dehydration was measured to 2660 kJ/kg water. A theoretical minimum... (More)
Due to the act on Energy Audits in Large Enterprises (EKL) that came into effect on the 1st of June in 2014, all larger companies are obligated to perform an energy audit every four years. Parallel to the audit performed at Alufluor AB this more detailed audit of the drying part of their process was carried out. This as the drying part is energy intensive and is responsible for the majority of the energy consumed in the process.

The thermal decomposition of the intermediate product, aluminum fluoride trihydrate (AlF3ᐧ3H2O), was investigated through thermal studies. The dehydration process described in literature was confirmed by the experiments and the enthalpy of dehydration was measured to 2660 kJ/kg water. A theoretical minimum value of 0,58 MWh/ton product for the overall drying process was estimated. The results of the thermal studies can be used when designing a new drying process or when replacing current unit operations. An energy mapping of the thermal and electrical energy consumers was performed and the efficiency of the thermal unit operations were estimated. It was concluded that replacing the current centrifuge with a new unit would decrease the natural gas consumption in the following step by 23,6 % per year. This would give the investment a payback time of 4,2 years. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
HUR SVÅRT ÄR DET ATT TORKA ETT VITT PULVER?
Frågan om energieffektivisering är idag ytterst aktuell och då inte minst för företag inom industrin där energianvändningen kan vara väldigt stor. Att minska sin energianvändning sparar inte bara pengar utan även miljön och ger en bättre ”grönare” image. I studien som utfördes tog man fram nyckeltal för utvärdering av en torkprocess samt analyser av produkten som kan användas vid design av nya, mer effektiva processteg. De torkkurvor som togs fram låg till grund för tester i en pilotanläggning av ett nytt torksystem. Man fann även att det krävs 20 % mer energi för att driva av vatten som är bundet till produkten än för vanlig avdunstning.

På Alufluor AB i Helsingborg tillverkar man... (More)
HUR SVÅRT ÄR DET ATT TORKA ETT VITT PULVER?
Frågan om energieffektivisering är idag ytterst aktuell och då inte minst för företag inom industrin där energianvändningen kan vara väldigt stor. Att minska sin energianvändning sparar inte bara pengar utan även miljön och ger en bättre ”grönare” image. I studien som utfördes tog man fram nyckeltal för utvärdering av en torkprocess samt analyser av produkten som kan användas vid design av nya, mer effektiva processteg. De torkkurvor som togs fram låg till grund för tester i en pilotanläggning av ett nytt torksystem. Man fann även att det krävs 20 % mer energi för att driva av vatten som är bundet till produkten än för vanlig avdunstning.

På Alufluor AB i Helsingborg tillverkar man aluminiumfluorid som används som tillsatsämne vid bland annat tillverkning av aluminium. En del av deras arbete med att utnyttja sin energi så effektivt som möjligt är att undersöka och kartlägga vart energin tar vägen.

I processen används mycket vatten som måste avlägsnas från den färdiga produkten. Att ta bort vatten ur en produkt kan variera både i svårighetsgrad och i den mängd energi som krävs. Detta beror på hur vattnet finns tillgängligt i produkten, det kan vara en vattenlösning, en fuktig massa eller så kan vattnet rent av vara bundet till produkten.

I produktionen av aluminiumfluorid råkar det vara så att det finns både bundet och fritt vatten i produkten som måste tas bort innan den kan användas. Det är framförallt avlägsnandet av det bundna vattnet som är problematiskt då det är en invecklad process. Torkprocessen kan delas in i fyra steg, centrifug, två torktrummor och en kalcineringsugn. Det fria vattnet avlägsnas i centrifugen och den första torktrumman medan det bundna i torktrummorna och kalcineringsugnen. Studien visade att den största delen av det bundna vattnet drevs av i torktrummorna och då framförallt i den första. En del av arbetet bestod av att undersöka detta torkförlopp och hur mycket energi som krävs för att torka produkten tillräckligt. Analys av produkten visade att det krävdes 20 % mer energi för att driva av det bundna vattnet jämfört med det fria och man kunde bestämma inom vilka temperaturintervall som detta skedde.
Genom att bestämma den teoretiska mängden energi som krävdes kunde man uppskatta hur effektivt man kör sin process. Slutsatsen var att det fanns förbättringspotential och att förändringar av processen kunde spara både energi och pengar. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Lundh Rafstedt, Jacob LU and Nordin, Erik LU
supervisor
organization
alternative title
Utvärdering av Torkprocessen hos Alufluor AB
course
KET920 20171
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
Drying, Dehydration, Energy audit, Hydrates
language
English
id
8916484
date added to LUP
2017-06-19 15:25:06
date last changed
2017-06-19 15:25:06
@misc{8916484,
  abstract     = {Due to the act on Energy Audits in Large Enterprises (EKL) that came into effect on the 1st of June in 2014, all larger companies are obligated to perform an energy audit every four years. Parallel to the audit performed at Alufluor AB this more detailed audit of the drying part of their process was carried out. This as the drying part is energy intensive and is responsible for the majority of the energy consumed in the process. 

The thermal decomposition of the intermediate product, aluminum fluoride trihydrate (AlF3ᐧ3H2O), was investigated through thermal studies. The dehydration process described in literature was confirmed by the experiments and the enthalpy of dehydration was measured to 2660 kJ/kg water. A theoretical minimum value of 0,58 MWh/ton product for the overall drying process was estimated. The results of the thermal studies can be used when designing a new drying process or when replacing current unit operations. An energy mapping of the thermal and electrical energy consumers was performed and the efficiency of the thermal unit operations were estimated. It was concluded that replacing the current centrifuge with a new unit would decrease the natural gas consumption in the following step by 23,6 % per year. This would give the investment a payback time of 4,2 years.},
  author       = {Lundh Rafstedt, Jacob and Nordin, Erik},
  keyword      = {Drying,Dehydration,Energy audit,Hydrates},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Evaluation of the Drying Process at Alufluor AB},
  year         = {2017},
}