Teknologisatsing gir konkurransefortrinn: Spillvarmeutnyttelse fra avgass ved aluminiumsverk

Transkript

1 Teknologisatsing gir konkurransefortrinn: Spillvarmeutnyttelse fra avgass ved aluminiumsverk Enovakonferansen 2012, Trondheim 25 Januar Anders Sørhuus, Geir Wedde

2 Innhold Alstom s aktiviteter globalt og i Norge Utslippsutfordinger ved Aluminium produksjon Samspillet mellom utslipp, avgasstemperatur og spillvarmegjenvinning Spillvarmegjenvinning som konkurransefortrinn Alcoa/Alstom/Enova Utnyttelse av spillvarme i (sub)tropiske land hvor aluminiumsproduksjonen øker. Veien videre Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 2

3 Three main activities Equipment & services for power generation Equipment & services for rail transport Alstom Power Sector Equipment & services for power transmission Alstom Transport Sector Alstom Grid Sector Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 3 96,500 employees worldwide

4 Power The largest portfolio for integrated power solutions Turbines (gas, steam, hydro) Instrumentation and monitoring Boilers Generators Air quality control systems Hydro Wind Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 4

5 Alstom s Miljøteknologier - avgassrens Aluminiumsmelter fluorid gjenvinning Emal Kraftverk SO 2 fjerning Duke Energy Alstom er verdensledende aktør innen avgassrensing til kraftindustri, metallindustri, avfallsforbrenning m.m. Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 5

6 Alstom Norway Globalt Kompetansesenter - Aluminium Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 6

7 Aluminiumsproduksjon og Miljøet CO 2 CF 4 COS SO 2 50% wasted heat NOISE Tar(PAH) Dust HF, FP Øket gasstemperatur Øket behov for innblanding av friskluft Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 7

8 Relative HF Emission Motivasjoner ved varmeveksling (kjøling av avgass) og spillvarmegjenvinning Gas Cooling 200% 150% 100% 50% 0% Temperature (oc) Lavere utslipp ved lavere gasstemperatur (forbedret HF adsorpsjon) Stabil gass avtrekk uavhengig av sesong variasjoner av uteluftstemperatur Redusert størrelse av renseanlegg Lavere kraftforbruk av hovedvifter Mulighet for spillvarmegjenvinning Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 8

9 Temperaturavhengighet av HF utslipp Data from Alba Bahrain, to be published at TMS 2012, Hussain Ali Al Qassab et al. Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 9

10 Spillvarmegjenvinning ved Alcoa Mosjøen Potensialet av spillvarmegjenvinning nær 200 GWh/år Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 10

11 Kraftgenerering ved lave temperaturer(<150 o C) Gas outlet HEX Gas inlet Producing heat at T High Heat Consumer Dumping heat at T Low 1 T T Low High Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 11

12 HEX en velprøvd teknologi Firetube Boiler Firebox Firetube Smokebox A fire-tube boiler is a type of boiler in which hot gases from a fire pass through one or more tubes running through a sealed container of water. The heat of the gases is transferred through the walls of the tubes by thermal conduction, Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 12

13 Alstom Varmeveksler for avgass Water outlet Tubes Pot gas inlet Water inlet Rågass føres inne i rør med vann på utsiden Gassen strømmer parallelt med rørveggen gir minimal (ingen) påslag av støv. Rette rør er lett å rense Moststrømsteknologi gir effektive varmeoverføring Patentsøkt i en rekke land Pot gas outlet Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 13

14 Inspeksjon av HEX rør etter 26 måneders drift Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 14

15 IHEX-EHEX-MHEX-AHEX... Minitube HEX: MHEX Avgassrenseanlegg Integrated HEX: IHEX External HEX: EHEX Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 15

16 HR ratio Pressure drop (Pa) Stabil varmeoverføring år uten rensing 200 % 175 % 150 % 125 % 100 % 75 % 50 % 25 % 0 % Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 16

17 kw NPd Spillvarmegjenvinning fra Karbonverket, Mosjøen (AHEX) oppstart Nov Heat recovery, kw Flow resistance, Npd Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 17

18 HEX vekker interesse Ledende aktører innenfor aluminiumsfremstilling på besøk hos Alcoa: Rio Tinto Alcan Maaden Alcoa Bechtel Trimet EMAL Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 18

19 Støttepartnere Støtte til drift og oppfølging av fire varmevekslere hos Alcoa Mosjøen siden 23 juni Finansiell støtte Skattefunn Enova Program: Introduksjon av ny teknologi Kombinasjon av kjøling og spillvarmegjenvinning vha varmeveksler (AHEX) integrert i renseanlegg for anodebrennovn Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 19

20 Utnyttelse av gjenvunnet spillvarme ved Alcoa 9 MW LNG (1.5 MW gjenvunnet fra støperi) HEX on potgas 9 MW LNG forbruk internt på verket AHEX Replace CT with AHEX ORC= Organic Rankine Cycle Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 20 Anode bake HEX FTC for Baking Furnace

21 Kompakt integrert rense- og gjenvinningsanlegg - DDS with HEX, SO2 Control SO2 Control Integrated Primary alumina silo Start of Alfeed Dump Heat Exchanger Heat Exchanger Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 21 Hydro Årdal: Installert 2007, Påbygging med SO 2 vasker 2012

22 Ny renseteknologi for brennovnsavgass Ny FTC (patentert) FTC Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 22

23 Utnyttelse av varme i varme strøk Fra varme til kjøling : adsorpsjonskjølere IFE +Alstom Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 23

24 Kraftproduksjon HEX Organic Rankine Cycle 2 MWe: 980 /kwe 4 MWe: 720 /kwe Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 24

25 Fordelene med varmegjenvinning i alu-industri Lavere HF (fluorid) utslipp Redusert CO 2 footprint Mindre gassrenseanlegg Lavere drifts- og vedlikeholdskostnader Spillvarmegjenvinning og utnyttelse Forbedret Energiutnyttelse i Aluminiumsproduksjon og Økt konkurransefortrinn for Alstom Norway Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 25

26 Pågående aktiviteter og muligheter fremover Alstom/ Alcoa Mosjøen - Bygge om og tilpasse fjernvarmenett for anode ovn varmeveksleren med mulighet for opptil 50 GWh/år gjenvunnet spillvarme - Valg og test av en ORC maskin - ca 50 kw elektrisk for stabilitet og virkningsgrad. Utvikling av energigjenvinning ved Alcoa Lista for Søderberg Markedsintroduksjon av spillvarmegjenvinning fra primær aluminiumsindustri. Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 26

27 Julestemning Mosjøen Alstoms varmeveksler på Alcoa Mosjøen etter snart 3 års drift uten rensing Spillvarmegjenvinning fra avgasser ved Alcoa Mosjøen - ASø - Thursday, 26 January P 27

28