Jäähdyttimen tehokkuuden parantaminen
Melanen, Essi (2018)
Diplomityö
2018
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018053125053
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018053125053
Tiivistelmä
Diplomityön tavoitteena on parantaa meesauuniin integroidun kalkinjäähdyttimen lämmönsiirtoa. Työssä esitellään sulfaattisellun valmistusprosessi ja meesauunin merkitys sulfaattisellutehtailla, sekä erilaisia kalkinjäähdytysratkaisuja meesa- ja sementtiuuneissa. Työssä tutkitaan lämmönsiirtoa jäähdyttimen sektoreiden sisällä poltetusta kalkista palamisilmaan.
Tutkimus koostuu teoreettisesta ja empiirisestä osasta. Tutkimuksessa tutustutaan alan kirjallisuuteen ja julkaisuihin sekä lasketaan lämmönsiirtoa sektorissa yksinkertaistettuna. Testilaitteella tutkitaan kalkin liikkumista ja sekoittumista jäähdyttimen sektorissa. Testit pohjautuvat kirjallisuudesta löydettäviin havaintoihin lämmönsiirron tehostamiseksi.
Kalkinjäähdyttimen lämmönsiirron tehokkuudella on vaikutusta meesauunin polttoaineen kulutukseen. Tutkimustulokset viittaavat siihen, että muokkaamalla sektorin rakennetta lämmönsiirtoa voidaan parantaa nykyisessä jäähdytinmallissa. Testattujen rakenteiden avulla kalkin sekoittumista sektorissa saadaan parannettua ja tehostettua lämmönsiirtoa kalkista ilmaan. Jatkotutkimuksena testattuja rakenteita kannattaisi testata yhdessä ja tutkia niiden yhteisvaikutusta kalkin käyttäytymiseen sektorissa. The main objective of this Master’s thesis is to improve the heat transfer of a lime cooler integrated into a lime kiln. This research presents a kraft pulping process, the purpose of a lime kiln in a kraft pulp mill and a variation of product cooler solutions for lime kilns in pulp and cement industries. In this thesis, the heat transfer inside of the lime cooler’s sectors is studied from burnt lime to combustion air.
This thesis consists of a theoretical and an empirical part. The publications and reports of the field are studied and the calculations of the heat transfer in a sector are simplified. The sector test equipment is used to study the lime mass transfer and mixing in the sector. The tests are based on prior findings in literature on how to improve the heat transfer process.
Effective heat transfer in a lime cooler has an effect on lime kiln fuel consumption. Test and calculation results as well as the research findings indicate that modifying the sector structure heat transfer can be improved in the current cooler model. The results indicate that mixing lime in the cooler with tested structures improve heat transfer from burnt lime to combustion air. As further research, the tested structures are suggested to be tested together and study their combined effect on the behavior of lime in the sector.
Tutkimus koostuu teoreettisesta ja empiirisestä osasta. Tutkimuksessa tutustutaan alan kirjallisuuteen ja julkaisuihin sekä lasketaan lämmönsiirtoa sektorissa yksinkertaistettuna. Testilaitteella tutkitaan kalkin liikkumista ja sekoittumista jäähdyttimen sektorissa. Testit pohjautuvat kirjallisuudesta löydettäviin havaintoihin lämmönsiirron tehostamiseksi.
Kalkinjäähdyttimen lämmönsiirron tehokkuudella on vaikutusta meesauunin polttoaineen kulutukseen. Tutkimustulokset viittaavat siihen, että muokkaamalla sektorin rakennetta lämmönsiirtoa voidaan parantaa nykyisessä jäähdytinmallissa. Testattujen rakenteiden avulla kalkin sekoittumista sektorissa saadaan parannettua ja tehostettua lämmönsiirtoa kalkista ilmaan. Jatkotutkimuksena testattuja rakenteita kannattaisi testata yhdessä ja tutkia niiden yhteisvaikutusta kalkin käyttäytymiseen sektorissa.
This thesis consists of a theoretical and an empirical part. The publications and reports of the field are studied and the calculations of the heat transfer in a sector are simplified. The sector test equipment is used to study the lime mass transfer and mixing in the sector. The tests are based on prior findings in literature on how to improve the heat transfer process.
Effective heat transfer in a lime cooler has an effect on lime kiln fuel consumption. Test and calculation results as well as the research findings indicate that modifying the sector structure heat transfer can be improved in the current cooler model. The results indicate that mixing lime in the cooler with tested structures improve heat transfer from burnt lime to combustion air. As further research, the tested structures are suggested to be tested together and study their combined effect on the behavior of lime in the sector.