Spillvarmeutnyttelse ved Aluminiumsverk

Abstract

Hensikten med denne oppgaven var å kartlegge spillvarmestrømmene på et aluminiumsverk, samt diskutere deres utnyttelsespotensialer. Det ble ansett som mest hensiktsmessig å ta utgangspunkt i Hydro Aluminium Sunndal. Hydro var villige til å samarbeide om dette med kriterie om at oppgaven må kunne være matnyttig for et NTNU-Hydro-prosjekt som omhandler utvikling av en rågassvarmeveksler. Å undersøke partikkelkonsentrasjon og partikkelstørrelsesfordeling i rågassen fra elektrolysen på Hydro Sunndal ble dermed en viktig del av oppgaven. Spillvarmestrømmene på Hydro Sunndal ble kvantifisert til 3,4 TWh per år. Av denne energien forsvinner 304 GWh/år med rågassen fra SU3 ved en gasstemperatur på omtrent 90C, og 673 GWh/år med rågassen fra SU4 ved en gasstemperatur på omtrent 110C. 977 GWh/år med spillvarme har derfor et middels stort utnyttelsespotensial. Energien er meget godt egnet for distribusjon med fjernvarme, men markedet for dette i nærliggende områder er meget lite. Elektrisitetsproduksjon kan bli aktuelt i fremtiden. Spillvarmestrømmene er hovedsakelig kartlagt med dataer fra ulike kilder på Hydro Sunndal, blant annet fra HERE-databasen og målinger gjort av laboratorieteamet på verket, samt et måleprogram for varmetapet gjennom en elektrolysecelles overflater, utført fra 28. til 30. april 2008 på Hydro Sunndal, med tilhørende beregningsmodell. Et måleprogram for rågassen fra elektrolyseceller ble utført på Hydro Sunndal i perioden 10. - 14. mars 2008. Støvkonsentrasjonen i rågassen fra 56 elektrolyseceller i SU3 ble målt til å være 363 mg/Nm3 med et standardavvik på 12 %. Dette avviker sterkt fra resultater fra målinger gjort av Hydro Sunndals laboratorieteam i perioden februar 2007 til januar 2008, hvor støvkonsentrasjonen er målt til 848 mg/Nm3 med et standardavvik på 15 %. Avviket antas i hovedsak å skyldes naturlige variasjoner i støvkonsentrasjonen i rågassen. Resultatene for partikkelstørrelsesfordelingen forelå ikke da oppgaven gikk i trykken. Anbefalt videre arbeid er analyse av partikkelstørrelsesfordeling i rågassen så snart de nødvendige data foreligger, et omfattende måleprogram for å kartlegge energibalansen til en elektrolysecelle, samt et måleprogram for å kartlegge partikkelkonsentrasjon og -størrelsesfordeling for rågassen fra Hydro SU4.