Energiebalans - Warmteterugwinning bij Finse pulp-fabriek
In de pulp- en papierindustrie kan het terugwinnen van secundaire warmte grote besparingen opleveren – iets wat het in Finland gevestigde UPM-Kymmene Group uit eigen ervaring weet.
DATUM 2026-01-20 AUTEURWarmteterugwinning versterkt papierproductie
Papierproductie vereist enorme hoeveelheden energie om de verwarmings- en koelprocessen die de industrie nodig heeft op peil te houden. Het in Finland gevestigde UPM-Kymmene, Europa’s grootste bosbouwgroep en een van ’s werelds grootste papierproducenten, heeft het evenwicht tussen verwarmings- en koelprocessen geoptimaliseerd, wat resulteert in overtollige energie.
Warmteterugwinning uit warm water is het meest rendabel wanneer de pulp- en papierfabrieken een geïntegreerd geheel vormen – zoals in Kaukas, waar warmteterugwinning in de pulp-fabriek stoom bespaart voor gebruik in de papierfabriek.
Procesintegratie is cruciaal voor het koelen van warme waterstromen in pulp-fabriekprocessen zonder de noodzaak van condensoren, wat resulteert in energiebesparing en verbeterde energie-economie.
De Kaukas pulp-fabriek maakt deel uit van de faciliteiten van UPM-Kymmene (bestaande uit twee papierfabrieken en de pulp-fabriek) in Kaukas, nabij de Finse stad Lappeenranta, dicht bij de Russische grens. Samen produceren de Kaukas-faciliteiten jaarlijks 590.000 ton lwc (lightweight coated) papier en 720.000 ton gebleekte sulfaatpulp.
Energiezelfvoorziening
UPM-Kymmene werkt al 10 jaar aan energiezelfvoorziening. De Kaukas pulp-fabriek heeft eind jaren ’90 een grote uitbreiding en moderniseringsprogramma ondergaan en wordt sindsdien als energiezelfvoorzienend beschouwd – een doel dat is bereikt door secundaire warmte uit koelprocessen terug te winnen voor hergebruik elders in de fabriek. Asko Paakki, operationeel manager van Kaukas Pulp Mill, schat dat tussen de 10 en 20 procent van de teruggewonnen energie elders op het terrein wordt gebruikt. “Het energieoverschot wordt verkocht, meestal in de vorm van processtoom aan de papier- en vooral de zaagmolens,” zegt hij.
“Warmteterugwinning vereist gedetailleerde planning en een holistische aanpak”
Dergelijke terugwinning vereist gedetailleerde planning en een holistische aanpak van koelbehoeften en terugwinningsmogelijkheden door de hele fabriek heen.
Het is een evenwichtsoefening. Secundaire warmte – per definitie warmte overgedragen van primaire warmtebronnen naar processtromen – wordt teruggewonnen in koel- en condensatiewater, met behulp van een systeem van warmtewisselaars, en hergebruikt door de fabriek. Meer dan 100 warmtewisselaars transporteren secundaire warmte van plaatsen waar het niet nodig is naar plaatsen waar het wel nodig is, waardoor een energiebalans in de fabriek ontstaat die Kaukas jaarlijks miljoenen euro’s aan energiekosten bespaart.
Industrietrend
De trend in de pulp- en papierindustrie is om processen te ontwikkelen richting effluentvrije operatie om de afvalwaterstromen te verminderen en de procesefficiëntie te verbeteren. Dit betekent hogere afvalwatertemperaturen, wat extra koeling vereist, legt Pekka Svinhufvud, manager energie-economie bij UPM-Kymmene’s Kaukas Pulp Mill, uit.
Svinhufvud zegt dat de energiebesparingsmogelijkheden van procesintegratie zeer fabrieksspecifiek zijn. “Ze hangen af van het procesconcept, de lay-out van de fabriek en de energie- en waterbalans van de fabriek.” Paakki legt uit dat procesafvoer moet worden gekoeld van 70 tot 80 graden Celsius (158 tot 178 graden Fahrenheit) naar beneden 40°C (104°F) voordat het naar de biologische afvalwaterzuiveringsinstallatie gaat, omdat de micro-organismen hogere temperaturen niet overleven. In Kaukas wordt deze warmte teruggewonnen met natuurlijk water in een warmtewisselaar – een alternatief voor de koeltorens die in veel pulp- en papierfabrieken worden gebruikt, waar warmte simpelweg in de atmosfeer wordt afgegeven.
In de pulp-fabriek hebben koelwater uit de verdampingsinstallatie, filtraat uit de bleekinstallatie, heet water van het koelen en warm water uit de rookgaswasser het meeste potentieel voor warmteterugwinning.
“Toen we onze samenwerking begonnen, werden testen en proeven uitgevoerd met een paar Alfa Laval warmtewisselaars. Na twee jaar bevredigende resultaten, kochten we steeds meer. We zijn continu op zoek naar mogelijkheden om warmte terug te winnen. We veranderen nog steeds het productieproces en kijken nu naar een gebied tussen inter-filtraatuitwisseling.” - Asko Paakki, operationeel manager van Kaukas Pulp Mill
Warmtewisselaars centraal bij warmteterugwinning
Een volledig nieuw warmteterugwinningssysteem met WideGap platenwarmtewisselaars, herontworpen om hogere temperaturen te bereiken, is geïnstalleerd bij de UPM-Kymmene Kaukas-fabriek in Finland om secundaire warmte terug te winnen, met Alfa Laval als hoofdaanbieder. Alfa Laval heeft ook 13 spiraalwarmtewisselaars herontworpen om de efficiëntie te verhogen.
Over WideGap
Alfa Laval heeft WideGap platenwarmtewisselaars speciaal ontwikkeld voor de pulp- en papierindustrie en de suikerindustrie, voor het koelen van effluent dat vezels en andere componenten bevat. Door de brede openingen tussen de platen, het plaatpatroon en het gladde poortontwerp waardoor vezels en deeltjes gemakkelijk kunnen stromen, wordt verstopping geminimaliseerd en de operationele beschikbaarheid gemaximaliseerd.
Dankzij de tegenstroom kan een WideGap de koude stroom verwarmen tot een temperatuur die zeer dicht bij die van de binnenkomende hete stroom ligt, waardoor de energieterugwinning wordt gemaximaliseerd. Warmtebronnen die eerder als afvalwarmte werden beschouwd, kunnen nu worden benut met Alfa Laval WideGap platenwarmtewisselaars. Hierdoor kan het verbruik van stoom worden verminderd en kan overtollige stoom worden gebruikt voor elektriciteitsproductie.
Besparing van energie
Miljoenen euro's bespaard elk jaar door het terugwinnen van secundaire warmte.
Technologieswitch
Overschakelen van buis-in-buis warmtewisselaars naar WideGap platenwarmtewisselaars, vanwege hun vermogen om warmte terug te winnen.