umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Energiutvinning i Fumingverket på Rönnskärsverken
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Applied Physics and Electronics.
2011 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Energy recovery slagfuming at Rönnskär smelter (English)
Abstract [sv]

Projektet har genomförts som ett examensarbete i civilingenjörs utbildning med inriktning mot energi. Arbetet har genomförts vid New Bolidens smältverk, Rönnskärsverken, i Skelleftehamn.

Syftet med detta examensarbete var att finna ett ekonomiskt mer optimalt körsätt på fumingverket med avseende på zink och energiproduktion samt förbättra dess samverkan med energicentralens energibehov. Största producenten av ånga och fjärrvärme på Rönnskärsverken är fumingverket.

Olika driftförhållanden påverkar både produktionen av ånga och fjärrvärme. Tillgängligheten på zinkrik slagg samt reducerad ångproduktion vid tappning av slagg påverkar mest. Vid låg produktion av ånga i fumingverket och stor förbrukning på Rönnskär, samt stor konsumtion av fjärrvärme används oljepannor för att upprätthålla behovet. Oljeförbränning i pannorna innebär märkbara kostnader för Rönnskärsverken.

De senaste åren har energiproduktionen minskat på grund av ändrade körförhållanden. Olika driftsätt ger förändringar i ångproduktionen, vilket påvisades genom beräkningar.

En mass- och energibalans för en kallgodskörning beräknades för att kontrollera hur mycket energi som kyls bort med vatten före gasreningen. Resultatet visar att cirka 14 MW kan tas tillvara på.

Åtgärder för att minska oljeförbrukning oberoende av körsätt beräknades och försök utfördes. Beräkningar av två olika energibesparningar gjordes. En kortsiktig lösning med plastförbränning och en på längre sikt med en installation av ekonomiser.

Återbetalning av en ekonomiser erhålls genom minskad oljeförbränning. Driftdata från mars månad 2010 visas ge en cirka 30 %-ig minskning av oljeförbrukning. En liknande besparing i cirka nio månader per år med en investeringskostnad på cirka 15 miljoner för enbart en ekonomiser, ger genom oljebesparing återbetalningstid på cirka fyra år. Ytterligare olja kan sparas genom kontinuerlig plastförbränning vilket kan ge upp till 60 %-ig minskad oljeförbrukning. Förfarandet innebär en investering i en materialficka.

En kortsiktig lösning för ångproduktionen, vilket kan göras idag, är att blanda in plast i kallgodset för att öka energiproduktionen samt minska inmatning av kol. Detta tack vare att plast innehåller kol och väte vilket också fungerar som reduktionsmedel. Försök under blåsning har utförts för att kontrollera besparing samt ett försök under tappning för att kontrollera om det finns möjligheter att förbränna plast vid tappning av zinkreducerande slagg. Besparing under tre blåsningar uppskattades till ungefär 14 tkr. Försök under tappning visar att det finns möjlighet att stabilisera ångflöde vilket ger färre start och stopp förbränningar i oljepannorna.

Abstract [en]

The project was conducted as a thesis in engineering education with a focus on energy. The work was done at New Boliden’s smelters, Rönnskärsverken, in Skellefteå.

The purpose of this degree of project was to find a more economically optimal process in the fuming plant for zinc- and energy production and improve the interaction between the energy center. Largest producer of steam and district heating at Rönnskär smelter is the fuming plant.

Different operation modes affect both production of steam and district heating. Availability of zinc rich slag and reduced steam production over tapping of slag has the biggest influence. At low production of steam at the fuming plant and a big need of steam at the rest of Rönnskärs processes together with big consumption of district heating an oil-fire boiler is used to maintain then need of steam. The consumption of oil is a significant cost at Rönnskär smelter.

During the last years the energy production have decreased dependent of zinc- production. Preliminary calculations show that variations in the fuming plant operations leads to large variations in the steam production.

A mass- and energy balance for cold crushed slag has been calculated to control how much energy that are cooled down by water before the precipitator. The result shows that 14 MW could be recovered.

Attempt to lower the oil consumption independent of how the fuming are operated was calculated and experiments were performed. A short-term solution can be reached with the plastic burning and a longer-term with installation of an economizer.

Pay-off for the economizer is reached by lowering the oil consumption. Data from March 2010 shows an approximate 30 % less oil consumption. A similar result in about nine month per year with an investment cost of 15 million, gives a pay-off in about four years. Additional oil can be saved with continuous plastic combustion which can give up to 60 % less oil consumption. The procedure can be established by investment in an charging bin.

A short-term solution for steam production, that can be used today, is to mix plastics with the cold crushed slag in order to increase the energy production and lowering the coal consumption. This because of plastics contains coal and hydrogen which also can act as a reducing agent.

Experiments to check if plastic combustion can be used during slag converting or under tapping of the zinc reduced slag were done. Reduced oil consumption under three batches estimates that about 14 tkr can be saved. Experiment under tapping shows that there are opportunities to stabilize the steam flow which gives fewer start and stop combustions in the oil-fire boiler.

Place, publisher, year, edition, pages
2011. , 59 p.
Series
EN1103
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-58982OAI: oai:DiVA.org:umu-58982DiVA: diva2:550486
External cooperation
Boliden Mineral AB
Educational program
Master of Science Programme in Energy Engineering
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-09-07 Created: 2012-09-07 Last updated: 2012-09-07Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1783 kB)1211 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1783 kBChecksum SHA-512
e3020b7fdd1ba8a63fb6c35c034f5e4d4ffef6d6a5a4d6ef0036b9c6d28f6b922e19d092c474c8101cb1097155f2c33508ee936205887d44dcabf4ce2ed30ea4
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Applied Physics and Electronics
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1211 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 217 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf