Lövholmen sulfatfabrik

 

 

 

1965

 

Till kompletteringsåtgärder vid Lövholmens pappersbruk har styrelsen nu anslagit 3 milj. kr för den successiva ökningen av tillverkningen av kraftliner till i första hand 150000 ton per år. Därmed blir fabrikens kapacitet 50% större än vid planeringen för fem år sedan.

 

Mera läsning i boken: Papper och Massa i Västerbotten och Norrbotten. (Christian Valeur)

 

1970

 

Vid Lövbolmens bruk i Piteå kommer en ny maskin för tillverkning av kraftliner att installeras i förening med erforderlig komplettering av massatillverkningen. Denna in­vestering är kalkylerad till 240 Mkr inkl. vissa reinvesteringar i den nuvarande anläggningen.

 

AB Statens Skogsindustrier har hos KMW beställt en kraft­linermaskin för Lövholmens bruk. Virabredden blir 7 200 mm och konstruktiva hastigheten 750 m/min, med en årlig pro­duktion av 175000 ton i ytviktsområdet 125—130 g/m2.

Maskinen får två inloppslådor, varav den ena placeras över suglådesektorn. Maskinen förses med dubbel UNI-press av samma typ som levereras till Weyerhaeuser Co. i USA, således med filtvirapressar. Torkpartiet omfattar 56 cylindrar med 1,8 m diameter.

 

För Lövholmens Bruk har tecknats avtal med Rauma­Repola Oy om leverans av nytt renseri.

I leveransen ingår sk långvedsbarktrumma diam 3,8x60 m. Trumman löper på gummihjul — en uppmärksammad nykonstruktion från Rauma-Repola — vedmottagnings- och upptiningsanordning, samt diverse transportörer. Anläggningen skall tas i drift hösten 1971.

 

Lövholmen investeringar 1972

Fördubbling av kapaciteten till 350000 ton/år, kostnad: 25 milj.

 

1975

 

LÖVHOLMENS BRUK

Sulfatfabrik, Pappersbruk och Wallboardfabrik

Platschef:  Disponent Sigurd Wendleman.

 

Driftschefer:

i wallboardfabriken Överingenjör I. Ljungbiad.

i sulfatfabriken Överingenjör B. Fagerlund.

i pappersbruket Överingenjör L. Henrikson.

Underhållschef: Överingenjör Åke Johansson.

 

Läge: Norrbottens län, Piteå.

Postadress: Box 187, 941 01 Piteå 1.

Telegramadress: Lövholmsbruk, Piteå.

Telex: 8309.

Telefon: 0911-126 25

Godsadress: Piteå.

 

Utskeppningshamn: Haraholmen (Piteå distrikt).

Arbetsmaskiner i sulfatfabriken: Kokare 2 st, metod Kamyr, kon­tinuerlig. Lutindustningssystem Rosenblad 5 steg, Rosenlew 5 steg. Luftförbränningssystem Combustion Engineering samt Tampella.

Arbetsmaskiner i pappersbruket: Mångcylindermaskiner 2 st, trimma­de bredder 650 cm.

Arbetsmaskiner i wallboardfabriken: Upptagningsmaskiner 2 st, 122 cm. Pressar 2 st, 4’x 18’ 20 etager. Härdningsanläggning kammar­system.

 

Tillverkning: Kraftliner, hårda träfiberplattor, standard och olje­härdade.

Årskvantitet: Pappersbruket: Ca 390.000 ton kraftliner. Wallboardfabriken: Ca 60.000 ton hårda träfiberplattor. Kemiska produkter: Tallolja 16.000 ton.

Anläggningsår: Sulfatfabriken och pappersbruket 1962 och 1972. Wall­boardfabriken 1947 och 1954.

 

Bild från 1977

 

1979

 

Statens Industriverk rekommenderar att drygt 34 Mkr lämnas i bidrag till ASSI:s kraftlinerbruk i Lövholmen utanför Piteå. Bidraget täcker 50 % av kostnaderna för att installera utrustning för torkning och förbrän­ning av olika typer av fasta bränslen. Ärendet har skickats till regeringen för beslut. Bidraget är det största som hittills rekommenderats av industriverket för en prototyp- och demonstrationsanläggning.

Tork- och förbränningsutrustningen kan användas för olika typer av fasta bränslen, t ex bark, spån, flis, torv, kol m.m., I Lövholmen är i första hand bark och spån aktuellt, I ett senare skede planeras även tillförsel av torv.

 

Industriverket motiverar det 50-procentiga bidraget med att det är fråga om en demonstrationsanläggning som, om utfallet blir positivt, kan få många efterföljare, främst inom massa- och pappersindustrin. Projektet innehåller också vissa risktaganden, som motiverar ett högt bidrag.

 

I Lövholmen räknar man med att installationen vid fullt kapacitetsutnyttjande skall medföra att 32 000 m3 olja ersätts med fasta bränslen. Samti­digt ökar produktionen av mottrycksel med 46 GWh, medan elkonsumtionen för den totala installationen uppgår till 23 GWh. Nettot blir alltså en ökad elproduktion på 23 GWh.

Anläggningen beräknas vara i drift första kvartalet 1980.

 

 

Kan ett kraftlinerbruk göras oberoende av olja?

BERTIL FAGERLUND, ASSI, Lövholmens Bruk, Piteå

Föredrag vid Svenska Pappers- och Cellulosaingeniörsföreningens årsmöte den 3 april 1979

 

De principiella förutsättningarna för att ett kraftlinerbruk skall kunna göras oberoende av olja är självfallet desamma som för vilken sulfit- eller sulfatfabrik med pappersbruk som helst. I denna artikel skall redogöras för vad man kommit fram till när man studerat förutsättningarna för Lövholmens kraftlinerbruk i Piteå.

Orsaken till att detta projekt studerats är att oljeförsöriningen på sikt synes osäker. Det enda man med någorlunda god säkerhet kan förutse är att kostnaderna för olja även i fortsättningen kommer att stiga.

 

Som bas för energiproduktionen vid en sulfatfabrik använder man normalt avlutar från processen och barkbränsle från vedrenseriet. En del bruk är i det närmaste självförsörjande med energi tack vare denna bas av bränslen, bortsett från olja till mesaugnarna samt tillsats av olja för att snabba ändringar i fabrikens ångbehov skall kunna bemästras.

Förutsättningarna för att drastiskt minska beroendet av olja är alltså att ersätta olja i mesaugnarna med andra bränslen samt att välja en eldningsteknik för bark och andra fasta bränslen, som gör det möjligt att snabbt anpassa ångproduktionen till fabrikens varierande behov.

 

Mesabränningen

När det gäller eldning i en mesaugn är det särskilt två krav som måste uppfyllas. Dels måste tillräckligt hög temperatur uppnås för att kalkmesan skall kalcineras, dels måste en alltför hög anrikning av inert material undvikas så att orimligt höga mängder kalk inte skall behöva blödas ut ur kretsloppet för att kalkens kalcineringsförmåga skall bibehållas, dvs askhalten på bränslet bör vara lägsta möjliga. Det första kravet kan uppfyllas om man torkar bränslet till en torrhalt på ca 85% och eldar i pulverbrännare, Med en väl anpassad partikelstorlek kan flammans konfiguration och temperatur kontrolleras, så att lämpliga betingelser för kalcinering skapas. Lämplig partikelstorlek för fasta bränslen torde ligga i intervallet 0,5—2 mm.

 

Anrikning av inert material i kalkcykeln är också ett problem att be­akta. Redan i det fall man eldar med svavelhaltig olja, får man räkna med en anrikning av inert material, bildat av oxiderat oljesvavel och kalk, vil­ket ställer krav på viss utblödning av material från kalkslingan. Huruvida aska från bark, spån eller torv till någon del avskiljs i kretsloppet eller ej, har inte närmare studerats. Graden av avskiljning med rökgaser, i kalksläckare m.m., betingas sannolikt av askans kemiska sammansättning och av dess form. Utgår man emellertid från att ingen avskiljning av aska äger rum i kretsloppet och gör en balansberäkning på anrikningstendenser i detta, finner man att om askhalten går upp mot nivån 7—8%, krävs en utblödning av ca 35 kg kalk per ton massa från systemet, för att kalkkvaliteten skall kunna bibehållas intakt.

 

Med de askhalter som man vid Lövholmen uppmätt i sågspån, erhålls vid tillsats av sågspån som bränsle en lägre anrikning av inert material än från svavel vid tillsats av olja. Sågspån är således ett bränsle som skulle lämpa sig för eldning i en mesaugn. Har man tillgång till torv eller bark med låga askhalter, torde även sådana bränslen kunna ifrågakomma. Tolerabel askhalt blir beroende av faktorer som graden av avskiljning av aska i kretsloppet, kostnadsskillnad mellan aktuellt bränsle och olja, pris på ersättningskalk och ev alternativ användning för kalk som blöds ut ur systemet, t ex för avloppsvattenrening.

Som nämnts ovan förutsätts ett bränsle som torkat till 85% torrhalt för kalcinering i en mesaugn. Temperaturen i flamman beräknas då bli ca 1450°C.

 

Krav på eldningsteknik

Vid normal eldning med bark i cyklonugnar och på rost ligger den genomsnittliga verkningsgraden för eldningen ofta i intervallet 65-80%, räknat på aktuellt effektivt värmevärde. Ett påtagligt problem vid konventionell barkeldning är svårigheten att snabbt anpassa eldningen efter fabrikens stundom snabbt varierande värmebehov. Detta gör att man ofta nödgas reglera variationerna i värmebelastning med hjälp av oljebrännare.

Även om i och för sig egenproducerat bränsle funnits i tillräcklig mängd för energiproduktion, har man måst ligga inne med en viss grundlast av olja, eftersom variationerna i värmebehovet tillräckligt snabbt måste kunna klaras i takt med fabrikens varierande drifttillstånd.

 

Skall en sådan grundlast med olja kunna elimineras, krävs det att man använder ett eldningssätt för fasta bränslen som ger tillräckligt snabba reglermöjligheter för anpassning till svängningarna i energibehovet. Ett sådant sätt är pulvereldning med torkade bränslen. Om partikelstorleken på de fasta bränslena kan hållas inom vissa gränser, erhålls dessutom en mycket hög effektivitet vid förbränningen. En verkningsgrad på ca 90%, räknat på aktuellt effektivt värmevärde, är möjlig att uthålligt hålla. Torkning höjer bränslets effektiva värmevärde med 20-24%, beroende på utgångsläget. Summerar man effekten av höjningen av effektiva värmevärdet och ökningen av verkningsgraden vid övergång till eldning med torkade bränslen i pulverbrännare, finner man att energiproduktionen i många fall kan ökas med 40-45%, räknat på en given bränslemängd.

 

För att olja helt skall kunna elimineras vid eldning med fasta bränslen i pulverform, måste en teknik för effektiv övervakning av flamman finnas tillgänglig för undvikande av explosioner. Vidare måste bränsletillförseln till brännaren arrangeras på sådant sätt att bränsleflödet till brännaren omedelbart kan stängas av automatiskt. Intill dess man löst dessa problem på ett tillfredsställande sätt, måste man arbeta med en stödflamma, t ex en mindre oljebrännare i varje pulverbrännare eller en stödfyr på en rost, under förutsättning att denna kan hållas konstant brinnande, så att den omedelbart återtänder en pulverbrännare som tenderar att slockna. Som alltid i förbränningssammanhang är en adekvat luftförsörjning till pulverflamman en grundförutsättning för stabil och effektiv förbränning, varför anord­ningar för kvotering av luft till bränslet bör ingå i utrustningen för pulverbrännaren.

 

Fläktfabrikens system vid Lövbolmens Bruk

Ovan har berörts de principiella för­utsättningarna för att göra en fabrik oberoende av olja. I det följande skall redogöras för hur man vid Lövholmens Bruk i Piteå tänkt sig genom­föra ett projekt som syftar till att gö­ra bruket oljeoberoende. Beslut har fattats om genomförande av projektet, och anläggningen beräknas vara klar i början av år 1980.

 

Som bränsle kan både bark, spån, torv och skogsavfall användas. Som tidigare nämnts är en förutsättning för eldning med fasta bränslen i mesaugn och för effektiv eldning i panna, att torrhalten kan hållas hög och på jämn nivå för god kontroll. Torkning är alltså nödvändig för mesaugnsanvändning och önskvärd för eldning i panna.

 

I annat sammanhang har en metod för torkning av fasta bränslen i s k mottryckstork presenterats. Denna metod har utvecklats vid CTH. Vid Lövholmens Bruk förutsätts använd­ning av rökgaser efter sodapannan och pannan för tillsatseldning för torkningen, Rökgaserna från både sodapannan och pannan för tillsatseldning går i dag till en MoDo-SF skrubber, där de före inträdet till skrubbern mättas genom tillsats av 15-20 t vatten/h för att skrubberns ytor skall hållas fuktade och korrosion undvikas, Detta vatten kan med fördel tas ur ett fuktigt bränsle. Sådan teknik ger möjlighet till torkning av 13-19 t TS/h från 43-50% torrhalt till 85% torrhalt. TS-mängden räcker till för att täcka fabrikens totala bränslebehov. Varmvattengenereringen påverkas alltså inte.

 

Malning av bränslet

Redan i det preliminära utrednings­stadiet etablerades ett samarbete med Svenska Fläktfabriken, som redan startat viss verksamhet inom detta område. Det stod tidigt klart att en förutsättning för att lågtemperaturrökgaser efter ekonomisern skulle kunna användas för torkning av fuktigt bränsle var att bränslet finfördelades till lämplig partikelstorlek. Detta krav sammanfaller lyckligtvis med ett av de krav som ställts för en effektiv förbränning. Malning av bränslet är en process som kräver energi. Som bekant minskas energibehovet vid malning, om temperaturen på materialet kan höjas. Utformningen av principerna för malningen och urval av lämplig utrustning därför har ägnats mycket arbete.

 

Slutligen har en lösning utkristalliserat, som innebär malning i varm rökgasmiljö, där flödena arrangerats så att grövre partiklar återcirkuleras till kvarnen och accepteras först när lämplig partikelstorlek uppnåtts. Partikelstorleken kan påverkas under drift, så att ett önskat partikelstorleksintervall erhålls. Efter malning går materialet med rökgaser in i torken, som i princip är en flashtork.

 

Parallellt med Svenska Fläktfabrikens arbeten har Ahiströms i Finland utvecklat ett likartat system. Cirka 70% av den energi som sätts in i malningen beräknas komma torkningen tillgodo. Med hänsyn till att kraven på partikelstorlek är något olika för en mesaugn och en pulverbrännare i en panna, har man vid Lövholmens Bruk valt att bygga två parallella linjer med kvarnutrustning och tork.

 

Torkning av bränslet

Det sekundärvärme som man vid Lövholmen avser att använda för torkning betraktas som en energiresurs, som bör utnyttjas optimalt. Den bränslemängd som skall torkas avpassas därför till tillgänglig rökgasmängd. Med hänsyn till säsongmässiga variationer och kortvariga variationer i fabrikens energibehov är det uppenbart att den torkade bränslemängden inte i varje situation motsvarar det aktuella behovet. En buffertlagring av bränslet är därför önskvärd, om systemet skall kunna optimeras, Vid Lövholmen kommer man att pressa pellets av överskott av det torkade materialet, varvid bränslet får en sådan form att det lätt kan lagras och transporteras. Om ett ackumulerat överskott skulle uppstå, kan ett förädlat bränsle avyttras till hågade köpare.

 

Efter torkning förvaras bränslet i fickor, varifrån det pneumatiskt transporteras till brännare. Därvid måste hastigheten hållas tillräckligt hög, så att baktändning inte kan inträffa.

Den panna som skall användas är en äldre sodapanna, som en tid varit i bruk som oljeeldad panna. Denna panna byggs nu om och utrustas med en mindre vanderrost för askutmatning. Befintliga oljebrännare byts ut och ersätts med pulverbrännare, där oljelansar ingår. I inledningsskedet kommer 5% olja att användas som stöd. Lasten kan vid behov helt övertas av oljebrännare.

 

Synpunkter på svavel balansen

I det kemikaliesystem som idag är i drift vid Lövholmens Bruk återvinns svavel via bildad svaveldioxid ur sodapannans rökgaser från processen och oljan i MoDo-SF-skrubberns första steg, där NaOH tillsätts. Den därvid bildade natriumsulfitlösningen används som kokvätska i NSSC-fabriken, varefter avlutarna därifrån går i cross recovery som täckningskemikalie i sulfatfabriken. På grund av att oljesvavlet försvinner och att svavelemissionen från sodapannan skall minskas genom att sulfiditeten balanseras på en lämplig nivå, krävs ändringar i kemikaliesystemet. Dessa ändringar ingår givetvis också i projektet, men det skulle föra onödigt långt att här gå in på dem i detalj. Ett av skälen till att svavelemissionen från sodapannan kommer att hållas nere är att korrosionsriskerna i torkanläggningen då blir mindre.

 

Brandrisken

Begränsning av brandrisken har äg­nats stor omsorg vid planeringen. De principer som därvid tillämpats har varit att i första hand utforma utrustningen så att antändning undviks. Utrustningen skall vara försedd med explosionsavlastare och vara placerad på sådant sätt att — om antändning eller explosion ändå skulle inträffa —personal eller vital produktionsutrustning inte skadas.

 

Ekonomiska aspekter

Hur ser då ekonomin ut för ett system som här beskrivits? På den frågan kan inget entydigt svar ges. Det beror helt på de lokala förutsättningarna. Vid Lövholmens Bruk har förutsättningarna varit gynnsamma, genom att barkförbränningen skett i ett äldre pannhus vid en trycknivå som inte varit lämpad för mottryckskraftgenerering och vid låg verkningsgrad. Tillgänglig outnyttjad kapacitet finns i installerade turbiner. Genom att eldningen av fasta bränslen överförs från den äldre pannan till den ombyggda sodapannan, kan större mängd mottryckskraft genereras, vilket bidrar till ett gott ekonomiskt utbyte för det aktuella projektet.

 

Torkning och övergång till pulvereldning ger också ett betydande tillskott till intäkterna. Möjligheterna att skaffa billigt tillskottsbränsle i form av torv, skogsavfall m m är givetvis också av avgörande betydelse för projektets lönsamhet.

 

Investeringskostnaderna för ett projekt av detta slag kan givetvis också påverkas av om befintlig panna behöver byggas om eller en ny anskaffas.

 

Bild från 1999

 

Sammanfattning

Det torde finnas principiella förutsättningar för att ett kraftllnerbruk

och därmed vilken sulfatfabrik som helst skall kunna göras oberoende av olja. Ekonomin betingas i hög grad av de lokala förutsättningarna. Den beskrivna tekniken möjliggör användning av spån, bark, torv och skogsavfall mm som bränsle. Ett projekt av detta slag har på lång sikt en strategisk betydelse, eftersom en fabrik därigenom kan bli oberoende av vad som sker i omvärlden vad avser oljeförsörjning och oljepriser.

 

AB Svenska Fläktfabriken har utvecklat en ny metod för att på ett effektivare sätt utnyttja bark och annat träavfall, torv mm som bränsle. Företaget har nyligen fått en första order på en komplett anläggning. Beställare är AB Statens Skogsindustrier (ASSI), och ordersumman är ca 20 Mkr.

 

Det är Lövbolmens kraftlinerbruk i Piteå som skall genomföra ett av landets största enskilda energisparprojekt. Projektet bygger på Fläkts nya system att genom samtidig malning och torkning av barken höja dess värmevärde och öka ångpannans verkningsgrad.

 

Minskar oljeberoendet

Den nya tekniken innebär, att bark med en vattenhalt av ca 60% torkas till endast 10-15% fukthalt. Det pulverformiga bränslet som bildas skall eldas i ångpanna och mesaugnar. Fabriken blir i fortsättningen praktiskt taget oberoende av olja, medan man idag förbrukar ca 40000 m3 per år. Rökgaserna från både ångpanna och sodapanna används för torkningen. Anläggningen skall kunna producera 22 ton pulverbränsle per timme.