Spraykuivaimen toiminnan optimointi
Lepistö, Hanna (2013)
Lepistö, Hanna
Satakunnan ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201304013793
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201304013793
Tiivistelmä
Työn tarkoituksena oli nikkelihydroksikarbonaatin spraykuivaimen toiminnan optimointi. Tavoitteena oli löytää spraykuivaimen ajon kannalta optimiajopiste, jossa propaania kuluu vähiten suhteessa tuotettuun tuotemäärään (vaste).
Prosessista kerättiin historiadataa kolmen vuoden ajalta (2008–2010). Parametridatalle tehtiin monimuuttuja-analyysi Simca P+-ohjelman avulla, josta nähtiin eri parametrien vaikutukset propaanin kulutukseen suhteessa tuotettuun tuotemäärään. Monimuuttuja-analyysin perusteella löytyi kolme parametria: spraykuivaimen syöttöliuoksen tiheys, spraykuivaimen syöttöpaine ja pussisuodattimen jälkeinen paine (alipaine). MODDE-ohjelman avulla laadittiin koeajosuunnitelma, jonka perusteella tehtiin 12 koeajoa. Kaikista koeajoista kerättiin tuotenäytteitä. Tuotenäytteet analysoitiin laboratoriossa, jotta laatuspesifikaatiot saavutettaisiin. Koeajoista tehtiin myös monimuuttuja-analyysi, joissa valittuja kolmea parametria verrattiin valittuun vasteeseen. Spraykuivaimen syöttöliuoksen tiheydellä ja pussisuodattimen jälkeisellä paineella oli suurin vaikutus vasteeseen. Spraykuivaimen syöttöpaineella ei havaittu olevan oleellista vaikutusta vasteeseen. Koeajojen tulosten perusteella löydettiin optimiajopiste. Spraykuivaimen toiminnan optimoinnin avulla voidaan saavuttaa jopa 22 % säästö propaanin kulutuksessa.
Lisäksi työssä tutkittiin mahdollisuutta käyttää spraykuivaimen jätelämpöä hyödyksi prosessissa, kun kuivan nikkelihydroksikarbonaatin spraykuivain on ajossa. Lämmöntalteenottojärjestelmän avulla voisi lämmittää spraykuivaimeen menevää halli- ilmaa, jolloin propaanin kulutus pienenisi teoreettisesti laskettuna noin 16 %. Työssä tutkittiin myös mahdollisuutta käyttää jätelämpöä hyödyksi nikkelisulfaattiliuoksen lämmittämiseen, jolloin se korvaisi höyryn emäliuoksen lämmityksessä lämmönvaihdinta käyttäen. Saatujen tarjousten perusteella laskettiin takaisinmaksuajat lämmönvaihtimille ja lämmöntalteenottojärjestelmälle.
Prosessista kerättiin historiadataa kolmen vuoden ajalta (2008–2010). Parametridatalle tehtiin monimuuttuja-analyysi Simca P+-ohjelman avulla, josta nähtiin eri parametrien vaikutukset propaanin kulutukseen suhteessa tuotettuun tuotemäärään. Monimuuttuja-analyysin perusteella löytyi kolme parametria: spraykuivaimen syöttöliuoksen tiheys, spraykuivaimen syöttöpaine ja pussisuodattimen jälkeinen paine (alipaine). MODDE-ohjelman avulla laadittiin koeajosuunnitelma, jonka perusteella tehtiin 12 koeajoa. Kaikista koeajoista kerättiin tuotenäytteitä. Tuotenäytteet analysoitiin laboratoriossa, jotta laatuspesifikaatiot saavutettaisiin. Koeajoista tehtiin myös monimuuttuja-analyysi, joissa valittuja kolmea parametria verrattiin valittuun vasteeseen. Spraykuivaimen syöttöliuoksen tiheydellä ja pussisuodattimen jälkeisellä paineella oli suurin vaikutus vasteeseen. Spraykuivaimen syöttöpaineella ei havaittu olevan oleellista vaikutusta vasteeseen. Koeajojen tulosten perusteella löydettiin optimiajopiste. Spraykuivaimen toiminnan optimoinnin avulla voidaan saavuttaa jopa 22 % säästö propaanin kulutuksessa.
Lisäksi työssä tutkittiin mahdollisuutta käyttää spraykuivaimen jätelämpöä hyödyksi prosessissa, kun kuivan nikkelihydroksikarbonaatin spraykuivain on ajossa. Lämmöntalteenottojärjestelmän avulla voisi lämmittää spraykuivaimeen menevää halli- ilmaa, jolloin propaanin kulutus pienenisi teoreettisesti laskettuna noin 16 %. Työssä tutkittiin myös mahdollisuutta käyttää jätelämpöä hyödyksi nikkelisulfaattiliuoksen lämmittämiseen, jolloin se korvaisi höyryn emäliuoksen lämmityksessä lämmönvaihdinta käyttäen. Saatujen tarjousten perusteella laskettiin takaisinmaksuajat lämmönvaihtimille ja lämmöntalteenottojärjestelmälle.