TNO Milieu, Energie en Procesinnovatie

88

8

8

O

8

1

O

TNO Milieu, Energie en Procesinnovatie

Laan van Westenenk 501 Postbus 342 7300 AH ApeMoorn Telefoon 055 - 549 34 93 F ~ 055 x - 541 98 37

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindustrie Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

Referentienummer Dossiernummer Datum NP

R95-120 1 12329-2561 1 oktober 1995

Auteurs

A.E. Jansen R Blaak A. Hooimeijer H.C.H.J.van Maanen

Trefwoorden

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigdedof openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook. zonder voorafgaandetoestemmingvan TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de 'Algemene Voorwaarden M o r onderzoeksopdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan dired belanghebbendenis toegestaan

papier karton modelleren ASPENPLUS

Bestemd voor

RIZA t.a.v. ir. H. Senhorst Postbus 17 8200AA Lelystad

O TNO

HU kwalneitcsysteem kan TNO Milieu. Energe en Proceslnlu?Atievoldoet aan IS0 9001 TNO Milieu. Energe en Pmcaumwaile u een nationaal en imemahonaaierkend kmne- en con(racrreseaieh inäîihiit yoo( bednmeven en overheid op hel gebed van duurzameontwikkelingen rnilieugenchte procean-e

Nederlandse Orgamseie vocf toegapasi MtuumdenSdiappBhjk onderroek TNO

Op qxlrachten aan TNO zijn van tcepawng de Algemene Vouwaarden voor Mdenoecsopdrachìenaan TNO ZO& gedsponeerd bil de Anondi%Sements~hmBnken de Kamer van Koophand& te 'c-G-hage

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindustnk Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

Samenvatting Dit rapport doet verslag van een haalbaarheidsstudie naar het ontwikkelen van een model voor de Nederlandse papieren kartonindusme, waarbij dit model vooral de massa- en energiebalansen beschrijft. Om ontwikkeling van zo’n volledig model te rechtvaardigen is deze aanpak gefaseerd voorgesteld. De eerste fase is concreet voorgesteld terwijl de volgende fasen beknopt zijn aangegeven. Het doel van de ontwikkeiing is om te komen tot een rekenkundig model (ASPEN PLUS) dat representatief voor een specifieke situatie (fabriek, produkt, branche, of gehele indusme) model kan staan, waarna veranderingen kunnen worden gesimuleerd en consequenties voor het gehele produktieproces kunnen worden aangegeven. Het gebruik van het model Lijkt vooral geschikt om gevolgen voor energieverbruik, waterverbruik, hulpstoffen, benodigdheden en reststoffedreststromen aan te geven. Het model zal wel gevolgen voor de papiersamenstelling aangeven maar in mindere mate een uitspraak doen naar de produktkwaliteit (zoals glans, witheid, treksterkte, inktopname, etc.) doen. Om tot een modulaire aanpak te komen waaruit efficiënt een typische papier-íkartonsituatie kan worden nagebootst, is gekozen voor het ontwikkelen van specifieke procesonderdelen, die op zich weer een onderdeel zijn van een van de zes in Nederland toegepaste typische generieke produktieprocessen. Zowel van deze produktieprocessen ais van de procesonderdelenis uitgebreid de werking en essentie beschreven. Ook is beperkt op apparatuur zoals de papiermachine ingegaan, Eerder is een ASPEN PLUS model opgesteld door TNO-ME ten behoeve van het Ministerie van Economische Zaken in het kader van een studie naar ‘DuUTZame indusmële Produktie’, waarbij de papieren kartonindustrie model heeft gestaan. Hierbij is uitgegaan van het flowsheet-programma ASPEN PLUS, een wereldwijd toonaangevend programma ontwikkeld door het MIT. Dit programma wordt breed toegepast, vooral door de Chemische indusme om processen en fabrieken te ontwerpen of aan te passen. Het programma omvat onder andere databanken voor chemicaliën, thermodynamische methoden voor fysische evenwichten en chemische reactoren, mogelijkheid om alle in de procesindusme bekende unit-operations te selecteren en aan te passen voor specifiek gebruik en inpassingsmogelijkheden om een volledig procesontwerp te simuleren. Simulaties kunnen gebruikt worden voor procesoptimalisatie, energie-/exergiestudie en technisch economische evaluaties. Het eerder opgestelde model dat de situatie van een specifieke fabriek goed nabootste

- correcte balansen voor vezels, water en energie - is voor èèn procesonderdeel uitgebreid naar gidsstoffen. Deze zogenaamde gidsstoffen zijn dusdanig gekozen dat uit elk zogenaamde fractie (een indeling specifiek voor de papierindustrie te weten vezels, ñnes, colloïdaal, hulpstoffen, hoog modecuiaire en laag moleculaire stoffen) representatieve stoffen zijn gekozen. Bij de keuze heeft meegetelt of de stroom van de hulpstof een wezenlijke invloed binnen het papierproces bekleedt of een veel voorkomende waterbelastende reststof is. Bij de modelontwikkeihg is de selectie van het procesonderdeel voorafgegaan. Hierbij is de ‘hulpstofdosering’ gekozen tussen ‘dispergeren’ en ‘ontinkten’. Belangrijke

R95-120/11252925611

2

TNO-rapport

Modelleren van papieren kamnindustn2 Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

selectiecriteria waren: - voldoende beschikbare kennis, belangrijkheid voor de gehele Nederlandse Papierindustrie en voldoende moeiiijkheids-/uitdagingsgraad.

Om de hulpstofdosering te modelleren is binnen ASPEN PLUS gekozen voor een reactortype (CSTR) waarbinnen reacties kinetisch kunnen worden beschreven. Na het opsteilen van reactievergelijkingen en het invoeren van de gidsstoffen zijn de modelinvoergegevens opgesteld. Her betreft een set data bij één bepaalde procesconditie. Op deze set data is het reactiemodel aangepast. De aangegevenuitgangsstromen konden vrij goed worden nagebootst. Om het gebruiksgemak van dit model te demonstreren zijn twee procesparameters gevarieerd. Dit resulteert in veranderende samenstelling van de uitgaande processtroom. Per component is de invloed van de temperatuur in de mate van hulpstofdosering aangegeven. Daar geen verdere gegevens hierover bekend zijn, is validatie hiervan nu niet mogelijk. Concluderend kan gesteld worden dat het haaibaar is gebleken om binnen ASPEN PLUS het procesonderdeel hulpstoffen te modelleren. Verdere ontwikkelinglijkt mogelijk.

R95120/112329-25611

3

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindushie Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

Inhoudsopgave

1

Samenvatting .........................................................................................

2

Inleiding ................................................................................................. 1.1 Probleemstelling/motiverhg............................................................. 1.2 Doel van de ontwikkkeiing ............................................................... 1.3 Uitvoering....................................................................................... 1.4 Fasering van het onderzoek op termijn ............................................. 1.5 Uitwerking van dit ondenoek (Fase I> in taken .................................

5 5

5 6

6 8

2

Beschrijving papierprodukten.............................................................. 10 2.1 Inleiding papierproduktie................................................................ 10 2.2 Model van de pulp ......................................................................... 11 2.3 Procesonderdelen........................................................................... 14 2.3.1 Grondstof ............................................................................ 14 2.3.2 Stofbereiding........................................................................ 14 2.3.3 Papier- of kartonmachine ...................................................... 17 18 2.3.4 Nabewerking ........................................................................ 2.3.5 Produkt ................................................................................ 18 2.3.6 Secundaire apparatuur.......................................................... 19 2.4 Ovenicht van processen ................................................................. 19 2.5 Watersystemen ............................................................................... 20 2.5.1 Meiding .............................................................................. 20 2.5.2 Toepassingen van water ........................................................ 21 21 2.5.3 Voordelen van hergebruik van water ...................................... 2.5.4 Nadelen van hergebruik van water ......................................... 22 2.5.5 Bronnedoomken van de verschillende fenomenen ................23 2.5.6 Invloed van proces onderdelen op de waterkwaliteit ...............25 2.5.7 Minimaa1 waterverbruik in het proces .................................... 26 2.5.8 Waterbesparing anders dan via het proces .............................. 27 2.5.9 Literatuur ............................................................................ 28

3

Selectie te modelleren procesonderdeel; ‘hulpstofdosering’ ..............30

4

Modeíonnnikkeling................................................................................ 33 4.1 Beschrijvinghuidig model ............................................................... 33 4.2 Model input ................................................................................... 33 33 4.2.1 Keuze gidsstoffen ................................................................. 35 4.2.2 Input- en anaiysemodel: hulpstoffendosering......................... 38 4.3 Modelontwikkelingin ASPEN PLUS .............................................. 4.4 Vaiidatie ........................................................................................ 40

5

Berekeningen met het Model................................................................ 5.1 Invloed van PEI-dosering ............................................................... Invloed van de temperatuur ............................................................ 5.2

41 41 43

6

Conclusies en aanbevelingen................................................................

45

7

Literatuur ..............................................................................................

47

8

Verantwoording .................................................................................... 48

Bekge 1 B&ge 2 BGkge 3

Europese oudpapier standaardsoorten Schematische presentatie van zes te onderscheiden generieke produktieprocessen ASPEN PLUS rappoafik

4

TNO-rapport

ModeUeren van papieren kartonindunie Uitheiding van een ASPEN PLUS model

1

Inleiding

1.1

Probleemsteííing/motivering

TNO-ME heeft in het kader van ‘Duurzame Indusmële Produktie (DIP)’ een studie voor het Ministerie van Economische Zaken uitgevoerd. De afdeling Procestechnologie heeft een simulatie gemaakt van één specifieke papierfabriek met behulp van ASPEN PLUS.ASPEN PLUS is een geavanceerd flowsheet-programma, dat tot op heden voornamelijk binnen de chemische indusme is gebruikt. Dankzij voornoemde studie is TNO-MEP, afdeling J?T, in staat geweest een applicatie voor papierfabrieken te ontwikkelen.

in bovengenoemde studie zijn mogeíijkheden voor energiebesparing aangetoond. In principe is het ook mogelijk om met ASPEN watersystemen van papierfabrieken te simuleren zodat effecten van waterbesparende maatregelen kunnen worden bepaald. Ook kunnen de gevolgen van nieuwe processtappen en andere grondstoffen worden aangegeven. Doordat dit effecten sorteert op de utiììties en deze, mede door de recycling van vele processtromen, direct gekoppeld zijn, heeft het gebruik van een processimuiarieprogrammemeerwaarde. I

De tot nu toe door TNO ontwikkelde applicatie is vooral gericht op het weergeven van energie-aspecten van het proces; voor het simuleren van bovenstaande aspecten zal uitbreiding van de bestaande applicatie in ASPEN nodig zijn.

1.2

Doel van de ontwikkkeiing

Om het huidige model algemeen bruikbaar te maken tal meer inzicht in het totale proces van papier maken verkregen moeten worden. Hiermee wordt bedoeld het verkrijgen van een consistent (zowel sofmarematig als inhoudelijk, onder andere met betrekking tot Mische behoudswetten) en realistisch (met betrekking tot kwaiitatief papier maken) model. Dit model moet tevens flexibel zijn aan te passen om specifieke bedrijven na te bootsen. Dit kan bijvoorbeeld met een modulaire aanpak zodat het model snel voor één bepaalde situatie kan worden aangepast. Nadat een dergelijk model is ontwikkeld en gevalideerd kan het desgewenst worden aan- of toegepast bijvoorbeeld voor: - Het ‘spelen’met het proces door inname van water en het zuiveren van afvalwater, het introduceren van nieuwe efficiënte technieken en energie-arme processen, hergebruik van afvalstoffen, etc. Uitgangspunt hierbij is het onderzoeken van de mogelijkheid van een complete kringloopsluitingin de toekomst te kunnen evalueren. Een belangrijke vraag in dit verband is waar de verontreinigingen in het produktieproces blijven. - Optimalisatie van het proces door wijziging van de instelling van procesonderdelen of veranderingen in hulpstoffengebruik. Invalshoek kan zijn het (op termijn) verminderen van de milieubezwaarlijkheid, (zoals waterverbruik, energiegebruik, waterverontreiniging, afvalstoffen, stank en warmtelozing) van het produktieproces. Tevens kan verdere procesoptimaiisatiebereikt worden door inzicht ten aanzien van beheersing zout, het slijmprobleem, inzet hulpstoffen of kostenevaíuaties.

R95120/112329-25611

5

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindusme Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

- Het volledig ‘opnieuw’ opzetten van het proces van papier maken door het ontwerp wijzigen, andere procesvolgordes, het toevoegen van nieuwe procesonderdelen of het recyclen van nieuwe processtromen. Uiteindelijk moet een model met een kennisniveau worden ontwikkeld, geschikt om alie varianten binnen de papieren kartonindusme te beschrijven.

1.3

Uiwoering

Om tot een algemeen bruikbaar model te komen zal het totale proces voor papieren kartonproduktie in modules worden ingedeeld. Daarna zal het bestaande ASPEN-model daarop worden ingedeeld en uitgebreid van energie-invalshoek naar papierproduktie + waterkringloop. Hierbij zullen onderdelen worden geïntroduceerd die nu nog niet in het DIP-project zijn gemodelleerd, zoals ontinkten, dispergeren, bleken, watexzuivering, etc. Ook zal een groter onderscheid naar de te volgen stoffen worden gemaakt. In principe zulien zes fracties worden onderscheiden: - grote verontreinigingen (nietjes, boekruggen, punaises en dergelijke); - vezels; - vulstoffen en vezelfragmenten; - colloïdaal materiaal; - hoog moleculair opgelost matenaal; - laag moleculair opgelost materiaal. De invloed van afionderlijke processtappen op het gedrag van de genoemde zes fracties binnen enkele grote fracties zal worden nagegaan. Waar nodig zal onderscheid gemaakt worden naar hydrofiel en hydrofoob karakter. Een eerste aanpak zal zijn om voor de onderscheiden fracties representatieve modelverbindingedgidsstoffen te kiezen (bijvoorbeeld metalen, op (halogeen) koolwaterstoffen, harsen, zout, etc.).

1.4

Fasering van het onderzoek op termijn

Het totale project zal gefaseerd moeten worden uitgevoerd. Een kenmerk van deze fasen zal een verschil in kennisniveau en toepassingsmogelijkhedenzijn: Fasen: I : Haaibaarheidsstudie; aan de hand van één procesonderdeel. I1 : Opstellen van reeds beschikbare kennis voor alle modules. III : Het modelleren, inclusief valideren, van alle modules. IV : Opbouw van een model voor een procestype of bedrijf. V : Doorrekenen van maatregelen naar een procestype of bedrijf. Aan het eind van elke fase dient een positieve of negatieve beslissing genomen te wor-

den.

R95120/112329-25611

6

TNO-rapport

Modelleren van papieren kammndust& U i t b d i n g van een ASPEN PLUS model

I

Fase I: Haaibaarheidsstudie In dit stadium zal voor het gehele ontwikkeiingstraject per fase: doelsteilingen, taken, planning, kosten, afstemming, resultaten, uitvoerenden en coördinatie worden aangegeven. De volgende taken worden onderscheiden: 1. Opstellen 'overail' papierproces (CPK). 2. Kiezen van representatieve model-/gidsstoffen (CPK). 3. Kennispositie en leemtes per procesonderdeel (CPK). 4. Selectie procesonderdeel (CPK). 5. Toeleveren van kennis van gekozen procesonderdeel (CPK). 6. Modelleren van gekozen procesonderdeel (TNO-ME). 7. Validatie (CPK). 8 . Rapportage, presentatie onderzoek (TNO-ME, CPK) beslispunt jdnee. Bij ja: ondenoeksplan opstellen en fase I1 uitvoeren. Fase E Inventariseren van reeds beschikbare kennis Beschrijving overige modules. Inventarisatie van benodigde gegevens (feiteiijke data) als kennis van de processedapparaten (CFKen MT) en Aspen speciñeke proceskennis 0. - Bij leemtes zal een voorspellende waarde worden aangegeven. Dit lijkt mogelijk daar bij de meeste processtappen het gedrag van de componenten goed is aan te geven. Bij veranderingsprocessenzoals bleken, ontinkten en biomivering zal deze kennis echter noodzakelijk zijn en zal de beschikbaarheid hieraan moeten worden nagegaan. - Verkregen gegevens en modelcomponenten zuilen met ASPEN op bruikbaarheid worden onderzocht. - Literatuurrecherche (naar unit operations alswel modellering in Aspen). - Gohogo.

-

Fase Ia:Het modelleren, inclusief valideren, van alle modules

- Per modules een model opstellen en tot convergentie brengen. - Beschikbare kennis in model invoeren (concentraties en procescondities).

-

Model op consistentie testen.

- Niet-consistente kennis evalueren, waarna de beschikbare kennis wordt aangepast.

- Golno go. Fase IV:Opbouw van een totaal model voor een totaal bedrijf

- Aanpassen DIP-I model aan gekozen modelverbindingen; door aankoppelingl integrering van ontwikkelde modules.

- Participatie van een papierbedrijf verkrijgen. -

Nabootsing van dit bedrijf.

- Validatie model binnen dit bedrijf. Na fase IV is het model beschikbaarvoor het berekenen van effecten van maatregelen. Het model is toegankelijk voor de opdrachtgevers en via haarhen voor vragen van derden. Fase V: Doorrekenen van maatregelen naar een procesme of een bedrijf

- 2 of 3 van te voren vastgestelde maatregelen.

R95lx)/l12329-25611

7

TNO-rapport

ModeUeren van papieren kartonindusttie Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

Dit onderzoek beperkt zich tot Fase I.

1.5

Uitwerking van dit onderzoek (Fase i ) in taken

Taak 1: Opstellen ‘overall’ papierproces In deze taak zal het ‘overau) papierproces in een aantal procesonderdelen worden onderverdeeld. Grenzen hierbij worden bepaald door aanwezigheid van deze in de branche te onderscheiden procesonderdelen, waarbij uit efficiencyoogpunt zal worden gestreefd naar een minimaal aantal procesonderdelen. Voorbeelden van procesonderdelen zijn: ontinkten, dispergeren, bleken, drogen, afvalwaterbehandeiing, etc. De diversiteit aan gevoerde processen en procestypen in de Nederlandse papieren kartonindustrie zal worden aangegeven via indeling in categorieën van min of meer gelijke procesvoering of gelijke produkten. in sommige bedrijven worden in de tijd verschillende produkten gemaakt. Hierbij is het van belang om variaties in procesvoering in de tijd te kunnen aangeven, zodat een afweging tussen stationaire en dynamische procesmodellering kan worden gemaakt. Taak 2: Kiezen van voorlopige set representatievemodel-/gidsstoffen in principe zullen zes verschillende fixties worden onderscheiden: grote verontreinigingen, vezel, vulstoffen en vezelfragmenten, colloïdaal materiaai, hoog moleculair opgelost materiaal en laag moleculair opgelost materiaal. Waar nodig zal onderscheid naar chemisch karakter worden aangegeven. Taak 3: Kennispositie en leemtes van een procesonderdeel Van een procesonderdeel uit taak 1 zal de kennispositie en leemtes worden aangegeven. Met kennis wordt bedoeld een overzicht van aanwezige informatie of literatuuraanduiding per procesonderdeel en apparaat in dat procesonderdeel. De informatie moet betrokken zijn op de gekozen modelverbindingedgidsstoffen en voor utilities (stoom, koelwater, luchtemissies en gas). Voor een leemte wordt een efficiënte wijze van kennisvergaring aangegeven bijvoorbeeld via literatuurrecherche, expedbedrijfsdeskundige-interview, mehngen, educated guess, etc. Taak 4: Selectie procesonderdeel Op grond van de volgende criteria zal één procesonderdeel worden geselecteerd voldoende beschikbare kennis, belangrijkheid binnen het papierproces, aanvullende waarde binnen het huidige DIP-model en voldoende moeilijkheids-hitdagingsgraad. Accordering door opdrachtgever tijdens bespreking 2. Taak 5: Toeleveren van kennis omtrent gekozen procesonderdeel Aan de hand van een vragenlijst (opgesteld door TNO-ME) zal de vereiste informatie worden opgesteld. Het betreft zowel model input-gegevens, waarmee het model gestart kan worden als output-gegevens, waarop het model aangepast kan worden. Het betreft het gekozen procesonderdeel en de gekozen modelstoffen. De benodigde informatie zal bestaan uit getallen die kunnen leiden tot kloppende massa- en energiebalansen per procesonderdeel en apparaten per procesonderdeel. Taak 6: Modellering van gekozen procesonderdeel Het gekozen procesonderdeel wordt in het ASPEN-DIP-model (uit taak 5) toegevoegd of meer specifiek gemaakt. Hierbij zullen gegevens uit taak 6 als uitgangspunt gelden. Binnen ASPEN zullen apparaatspecifiekeoplossingen worden voorgesteld en

R 9 5 1x>/11232425611

8

TNO-rapport


in het totale flowschema worden ingebracht. Het model zal tot convergentie worden gebracht, waarna de in ASPEN geproduceerde massa- en energiebalansen op consistenue kunnen worden getoetst met de informatie uit taak 3. Discrepanties d e n worden aangegeven, waarna in een correctieronde CPK (in overleg met TNO-ME) de input-gegevens op consistentie mi worden aangepast. Deze aangepaste gegevens worden daarna ingevoerd, w a m output-rapporten zuilen worden opgesteld. Taak 7: Vaiidatie Verschillen tussen de opgestelde stofdata (taak 3) en de uit ASPEN volgende outputgegevens (die voldoen aan aUe fysische behoudswetten) M e n worden geëvalueerd door middel van een expert-eye. De gewenste nauwkeurigheid is < 10% en de afwijkingen zullen verklaard worden. De gebruikswaarde van het model zal worden aangegeven.

Taak 8: Rapportage Aile taken uit fase I d e n in een concept-eindrapport worden vastgelegd. De resultaten d e n worden gepresenteerd, waarna (beperkt) aanpassingen gemaakt d e n worden. De gebruikswaardevan het model zal hierin worden aangegeven door middel van een evaluatie van het uitgevoerde werk welke ook de haalbaarheid van de modellering voor de andere procesonderdelen zal aangeven. Hierna volgt een jdnee besiispunt om verdere onmikkeling voort te zetten door Fase II aan te bieden.

~

13951n)/112329-25611

~~

9

M o d e k m van papKr- en kartonindustrie Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

2

Beschrijving papierprodukten

2.1

inleiding papierproduktie

Reeds in eerdere projecten zijn door TNO-ME de belangrijkste onderdelen van de papierproduktie ten aanzien van energie gemodelleerd. Deze rapportage richt zich vooral op uitbreiding van de reeds bij TNO-ME aanwezige kennis. Er wordt uitgegaan van de Nederlandse papieren kartonproducenten die oudpapier of ingekochte celstof verwerken (dekt meer dan 90% van de proddaie). De input van het bedxijf bestaat uit vezelgrondstof, hulpstoffen, water en energie, de output van het bedrijf bestaat uit produkt, vaste afvallen en afvalwater. Belangrijkste drijfveren zijn steeds bedrijfseconomische overwegingen. Het geheel dient echter wel te worden uitgevoerd binnen randvoorwaarden die worden bepaald door ARBO-,milieu-eisen en dergelijke. De prijs van het produk wordt bepaald door de kwaliteit van het produkt. Voor zowel verse vezel als oudpapier gebruikers geldt dat de produktkwaliteit wordt bepaald door de combinatie van de gebruikte grondstof, stofbereiding, papiermachine en (eventuele) nabewerking. Naast deze primaire bewerkingen die een impact hebben op de produktkwaliteit hebben alle bedrijven nog een aantal secundaire bewerkingen die zich richten op reductie van afvalstromen en dergelijke.

Gebruikte grondstof De kwaliteit van oudpapier wordt weergegeven in termen van de CEPI oudpapiersoorten lijst. Deze classificatie is gebaseerd op de wijze van inzamelen en niet direct op de vezelkwaliteit of eventuele verontreinigingen. (Duidelijk is dat er wezenlijkeverschillen zitten tussen drukkerij afvallen, warenhuisafvallen of ‘huishoudelijk’oudpapier). Deze classificering is voor de modellering niet om te zetten tot éénduidige misch chemische parameters. Stotbereiding De beoordeiing van stofbereidingsapparatuur zoals die wordt toegepast vindt plaats in termen van vuilverwijderingsrendement. In toenemende mate wordt door de bedrijven eveneens gekeken naar vezelopbrengst. Ook hier lijk er niet een directe link tot fysisch chemische parameters. De afvalstromen komen echter vrij Ui de stofbereiding en dit deel van het proces zal dus zeker het hart moeten vormen van de modellering. Papiermachine De papiermachine is voor de modellering vooral van belang omdat in dit deel het merendeel van de energie wordt verbruikt. Verder komt op de papiermachine de produktkwaliteit tot stand (be-ïnvloedingvan de kwaliteit is echter voornamelijk mogelijk via aanpassingen in de oudpapier inkoop en de stofbereiding). De bijdrage van het machinedeel aan het vrijkomen van afvallen is beperkt. Het aandeel in het totale energieverbruik is wel hoog. Nabewerking De nabewerking is voornamelijk van belang voor verdere verbetering van de produktkwaliteit en in verband met de energieconsumptie. De vrijkomende vaste afvallen kunnen veelal in het eigen bedrijf worden herverwerkt.

R95120/11232925611

10

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindusm'e Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

Produktkwah'teit De kwaliteit van het eindprodukt is gerelateerd aan de soort en kwaiiteit van het ingekochte oudpapier en de soort en samenstellingvan de stofbereiding. Secunáaire bewerkingen Naast de primaire apparatuur is de secundaire apparatuur van belang omdat deze gericht is op de reiniging edof reductie van de secundairelretour- en afvalstromen in het produktieproces. Ook hier zal de beoordeling van stofbereidingsapparatuurzoals die wordt toegepast plaatsvinden in termen van vuilvexwijderingsrendement.

Indien de aandacht vooral uitgaat naar vaste afvaiien en afvalwater zai de modellering zich met name op het miject van pulper tot en met zeef + waterbehandelingsinstaiiaties moeten richten. Indien ook energie een belangrijke rol wordt toegedicht zal eveneens de machine en de nabewerking moeten worden meegenomen.

2.2

Model van de puip

Er vanuit gaande dat de stofbereiding in ieder geval gemodelleerd moeten worden zal de pulp en de invloed van de verschillende onderdelen van de stofbereiding op de pulp moeten worden beschreven. De pulp kan worden weergegeven als een combinatie van 6 grootte fracties. - Grote verontreinigingen (nietjes, boekruggen, punaises en dergelijke) (= GV). - Vezels (= Vel. - Vulstoffen en fines (= FiFi). - Colloïdaal materiaal (= Col). - Hoog moleculair opgelost materiaal (= HD). - Laag moleculair opgelost materiaal (= LoD). Voor individuele bedrijven is op jaarbasis goed bekend wat de input- en output-stromen zijn. Op basis daarvan is voor de 6 grootte fracties het lot over het gehele proces goed te beredeneren. Grote verontreinigingen worden verwijderd en komen in de vaste afvalien. Vezels eindigen voornamelijk in het produkt. Vulstoffen en ñnes zuilen afhankelijkvan het proces/produkt in het produkt of in de vaste afvallen komen. Het lot van colloïden zal sterk afhankelijk zijn van de procesvoering (inclusief chemicaliën inzet). Bij hoog en laag moleculair opgelost materiaal is er een invloed van de chemische eigenschappen van de component. Mogelijk zal een onderverdelingtussen de fractie op basis van bijvoorbeeld hydrofiel <> hydrofoob voor de kleinere fracties en op basis van dichtheid voor de grotere fracties noodzakelijk zijn.

R95120/112329-25611

11

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindusm’e Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

in de onderstaande tabel worden van de verschillende hcties voorbeelden gegeven :

Grote verontreinigingen

nietjes, glas, zand, etc.

Vezelfractie

vezels

Vulstotfen + Fines (c 76 pm)

vulstoífen (CaCO,, fines

Colloïdaal materiaal

vetzuren zetmelen lijmingcmiddelen bacteriën

Hoog moleculaire opgeloste stoffen

lignosulfonaten vlokkings-hetentiemiddel

Laag moleculaire opgeloste stoffen

zware metalen eenwaardige zouten Ca-zout (hardheid) chloorfenolen

klei)

Afgezien van de pulper waarin de vervezeling wordt uitgevoerd zijn nagenoeg aiie processtappen die van belang zijn voor de watersystemen één of andere vorm van scheiding. Deze scheiding zal veelal op grootte plaatsvinden. Het proces kan daarom worden beschreven als een combinatie van verschillende processtappen die ieder een eigen bijdrage hebben op de verdeling over en de grootte van de fracties van de processtromen over de verschillende outputs (vaste afvallen, pulp die doorgaat richting machine en proces-lafvalwater), zie figuur la.

I

Vaste afval = f(GV, Ve, FiFi, Col, HiD, LoD)

1

t

Pulp + Procestap

] + Pulp = f(GV, Ve, FiFi, Col, HiD, LoD)

1 Proces-/afvalwater= f(GV, Ve, FiFi, Col, HiD, LoD) I

Figuur la Schematische weergave van input en output van individuele processtappen gericht op scheiding

Per processtroom kan de invloed van de processtap ook worden gezien als verschuiving in de verdeling van ‘pulp’ over de zes fracties. Bij deze wijze van beschouwen is ook de hulpstofdoseringte zien als een processtap. Bijvoorbeeld binden van vulstoffen aan vezeloppervlakken via vlokmiddelen of destabiliseren van colloïden door pH shock. Zie figuur Ib.

12

TNO-rapport

Modelleren van papieren kamnindusnie Uitbreiding van een ASPEN PLUS mo&l

I

Pulp = f FiFi,+

+ Pulp = f FiFi,

Hulpstofdosering

HiD, LoD~ (Procedafvalwater) Figuur l b Schematische weergave van input en output van dosering van hulpstofin aan de pulpstroom

Voor het beoordelen van het milieurendement van nieuwe (schone) technologieën is een dergelijke modellering waarschijnlijk toereikend.

Toepassing van het model in de bedrijven Indien gehele processen moeten worden gemodelleerdlijkt koppeling van de modules een eerste stap. In figuur 2 wordt een vereenvoudiging van een diagram weergegeven dat de basis kan vormen voor het algemene model voor watersystemen.

Proceswater +b Proceswater

Proceswater 4-b Proceswater

behandeling

De processtappen 1 tot en met X worden bepaald door het te modelleren proces. Met de huidige 6 grootte fracties benadering beperkt dit deel zich dus tot het hart van de produktie. De kennis van de papiermaker is een zeer belangrijke input. De relatie tussen oudpapier soorten en de produktkwaliteit voor een gegeven stofbereiding papiennachine combinatie is typisch ervaringskennis. Ook voor mogelijke koppelingen tussen

-

R95120/11232925611

13

TNO-rappon

Modelleren van papieren kxartonindusm'e

Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

processtappen, de invloed hiervan op de produktkwaliteit en de procesbeheersbaarheid (specificaties), problemen gekoppeld aan toegenomen hergebruik van proceswater en dergelijke is input vanuit de papiermaker evident. Deze kennis zal veelal niet vertaald kunnen worden in %isch chemische grootheden.

2.3

Procesonderdelen

In dit hoofdstuk wordt van de verschillende procesonderdelen in het kort de werking beschreven en de kennispositie in termen van 6 grootte fracties zoals beschreven in het vorige hoofdstuk.

2.3.1

Grondstof

Verse vezels en hout Voor de produktie van papier of karton is er hout of de daaruit voortkomende verse vezels nodig. Mede door de langdurige toepassing van deze grondstoffen is er veel bekend in de literatuur over alle zes grootte fracties. Oudpapier De verschillende soorten oudpapier zijn ingedeeld volgens de Europese standaardsoorten lijst (zie bijlage 1). De bestaande verdeling in 49 kwaliteiten zoals beschreven in de standaardlijst van de CEPI is vooral gebaseerd op de wijze waarop het oudpapier wordt verkregen. Hierdoor is er geen directe relatie met de te verwachten milieuimpact van een bepaalde kwaliteit oudpapier. Hulpstoffen Naast de verschillende soorten verse vezel, hout edof oudpapier worden er andere stoffen zoals vulstoffen en chemicaliën aan het proces toegevoegd. Deze hulpstoffen worden gedoseerd om het produkt de gewenste eigenschappen mee te geven of het proces beter of sneller te laten verlopen. De hulpstoffenvallen onder een van de kleinste vier fracties.

2.3.2

Stofbereiding

Ontsluiten van vezels Om bruikbare vezels te veiijgen moet hout eerst ontbast en daarna vermalen en behandeld worden. Dit noemt men het ontsluiten van vezels. In Nederland vindt deze ontsluiting in twee fabrieken plaats. In deze gevallen wordt gebruik gemaakt van mechanische en thermische energie om tot de gewenste ontsluiting te komen. Mede door de langdurige toepassing van deze technologie is er zeer veel bekend in de literatuur over alle zes de grootte fracties. Pdpen In de pdper wordt de grondstof (verse vezel of oudpapier) vervezeldgesuspendeerd. Door het toevoegen van water en energie wordt het mogelijk om de vezels goed van elkaar te krijgen. In geval van oudpapier als grondstoñnzet, vindt in het puiper-circuit

R95120/112329-25611

14

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindusm*e Uitbrding van een ASPEN PLUS model

de eerste reiniging van de pulp plaats. Het pulper-circuit bestaat verder uit een secundaire pulper en uit screens en centrifugaalsorteerders (deze laatste twee worden later behandeld). De secundaire pulper verkleindkervezeld de overgebleven snikken papier uit de puiper. In deze eerste reiniging worden grote verontreinigingen zoals hout, touw, ijzerdraad, etc. verwijderd. Dit onderdeel is een belangrijke bron voor grove rejects (grote verontreinigingen).Er is voldoende bekend of in de literatuur op te zoeken over de vrijkomende vezelen FiFi-fractie. Voor het verkrijgen van de in- en output-gegevens van de kieine fracties zullen er nog enige hiaten zijn. Duidelijk is wel dat bij het pulpen veel opgelost en colloïdaal materiaal wordt vrijgemaakt.

M e n (Reñners) Het is mogelijk dat de grondstof (verse vezels) niet de juiste eigenschappenheeft. Om het contactoppervlakvan de vezel te vergroten wordt deze gemalen (meer oppentlak + betere binding tussen de vezels 3 sterker papier). Het malen van vezels gebeurt door de pulp tussen roterende platen met messen te voeren. Er is voldoende bekend of in de literatuur op te zoeken over de vezelen FiFi-fractie. De grootste veranderingen d e n in de fracties van de vezels en vulstoffen en fines optreden. De kleinere fracties zullen in hoeveelheid toenemen en daarmee kan ook een verandering in samenstelling optreden. Ontstippen In de puip bevindt zich na de pulper nog een grote hoeveelheid vezelklontjes (= stippen). Een ontstipper zorgt ervoor dat deze klontjes verder vervezeld worden. In het apparaat wordt de pulp tussen drie naast elkaar liggende schijven met tanden doorgevoerd. Door gebruik te maken van een ontstipper kost het minder tijd en energie om eenzelfde vezelingsgraad te bereiken als bij langdurig pulpen. Voor de beschikbare kennis (ook in de literatuur) geldt hetzelfde als voor het procesonderdeel malen. De toename in de kleinere fiacties zal echter minder groot zijn.

Reinigen via centnfllgaaisorteerders In centrifugaalsorteerders(de zogenaamde cyclonen of cleaners) worden met behulp van centrifugaalkrachtenverontreinigingen uit de pulpstroom gehaald. De centrifugaaisorteerderverwijderen zware verontreinigingen met dikstof-cleaners. Deze cyclonen zijn geplaatst in de pulpstroom met een hoge consistenue (= concentratie). Pulp met een lagere consistentie kan worden gereinigd met reverse-cleaners (na verwijdering van zwaardere verontreinigingen). in reverse-cleaners wordt, in tegenstelling tot dikstof-cleaners, de vezels door de centrifugaalkrachtuit de pulpstroom afgescheiden. De lichte verontreinigingen worden als reject afgevoerd. Er is voldoende bekend of in de literatuur op te zoeken over de vezelen FiFi-fracties. Tevens zal er het nodige zijn geschreven over de grote verontreinigingen. De kleinste (opgeloste) fracties zuilen niet worden beïnvloed door dit procesonderdeel. Reinigen via screens Screens zijn draaiende trommelsorteerders (drukzeven) die tot taak hebben de pulpstroom te ontdoen van grote verontreinigingen edof deze te fractioneren. In screens worden relatief kleine verontreinigingen zoals plastic, vezelbundels en sryropor verwijderd. Er is voldoende bekend of in de literatuur op te zoeken over de vezelen FiFi-fracties. Tevens zal er het nodige zijn geschreven over de grote verontreinigingen. In deze apparaten zuilen de kleine fracties worden gesplitst in twee stromen die in gelijke mate zijn verdeeld over accept en reject.

R95120/112329-25611

15

TNO-rapport

ModeUeren van papieren brtoninduim2 Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

Ontinkten via flotatie Voor sommige toepassingen is het nodig om inktdeeltjes eníof Vulstoffen en fines uit de pulp te verwijderen. Door het inbrengen van Meine luchtbelletjesin de pulp zuilen inktdeeltjes, vulstoffen en ñnes zich aan deze belletjes hechten. Door de opwaartse kracht gaan de belletjes drijven. Het schuim dat zo ontstaat wordt verwijderd. Er is voldoende bekend of in de literatuur op te zoeken over de vezelen FiFi-fracties. Grote verontreinigingen komen (als het goed is) niet in dit deel van het proces voor. De Meinere fracties zullen in dit procesonderdeel mogelijk worden gescheiden. Hierover is echter nauwelijks literatuur bekend. hdikken/WaSSel.l Voor het scheiden van watersystemen en als voorbereidingop dispergeren is het nodig om de pulp in te dikken. De indikking gaat tot 25 - 35% met banddrukíïlter of een ander zeef-pers-apparaat. Het filtraat dat tijdens het indikken vrijkomt bevat vulstoffen en ñnes. Dit betekent dat in- en output niet gelijk zijn in stofsamenstelling. Apparaten die in dit procesonderdeel kunnen worden gebruikt zijn: zeefbandpersen, (schijven)indikkers, schroefpersen en wassers (bijvoorbeeld Variosplit). Er is voldoende bekend of in de literatuur op te zoeken over de vezelen FiFi-fracties. Grote verontreinigingen komen (als het goed is) niet in dit deel van het proces voor. In dit procesonderdeel wordt een groot deel van het water verwijderd. Met dit water zal tevens een groot gedeelte van de kleinere fracties meegaan. Dispergeren De eerder beschreven reinigingsapparatuurkan niet voorkomen dat er nog verontreinigingen zoals drukinkt, latex en natsterk-oudpapier in de pulp achterblijven. Met behulp van een disperger is het mogelijk deze verontreinigingen zo fijn te verdelen (dispergeren) dat deze niet meer zichtbaar zijn. Voor het dispergeren zijn grote wrijvingskrachten en hoge temperaturen (80 - 150 "C) nodig. Over de grote fracties is voldoende bekend of in de literatuur op te zoeken. De kleinste fracties zullen mogelijk worden beïnvloed door dit procesonderdeel. Er is echter nauwelijks literatuur hierover bekend.

Bleken Om een gewenste witheid te kunnen bereiken, kan het nodig zijn pulp te bleken. Bleken kan met reducerende (bijvoorbeeld zink- of namumhydrosulñet) of oxiderende (bijvoorbeeld waterstofperoxide) bleekchemicaliën. Door deze behandeling zal de samenstelling van de kleinere fracties zich wijzigen. Er is voldoende bekend of in de literatuur op te zoeken over de vezelen FiFi-fractie. Zware verontreinigingen komen (als het goed is>niet in dit deel van het proces voor. Voor het verkrijgen van de in- en output-gegevens van de kleine fracties zullen er nog enige hiaten zijn.

VoorraadkuipedMengen Voorraadkuipen dienen vaak ais buffer tussen de verschillende procesonderdelen. In deze kuipen wordt de pulp gemengd om een zo constant mogelijke samenstelling te krijgen in de rest van het proces. De fracties zullen in dit procesonderdeelnauwelijks wijzigen in samenstelling. De verdeling in het onderdeel kan wel verschillen (mengen). Tevens moet er rekening worden gehouden met eventuele emissies (van de kleinste fracties) en reacties door aanwezige hulpstoffen.

R95120/11232925611

16

TNO-rapport

Modehren van papieren kartonindust?ie U i h e d i n g van een ASPEN PLUS model

Pompen Met pompen wordt de pulp getransporteerd door het proces. Pulp is pas onder 4% consistentie te verpompen. De fracties zullenin dit procesonderdeel mogelijk wijzigen in samenstelling. Het aspect dat door pompen wordt toegevoegd is thermische energie. Huipstofdosering Dit kan als een apart procesonderdeel worden beschouwd, omdat de samenstelling van de stofstroom en de verschillende fracties verandert. Hulpstoffen worden gedoseerd om het papier de gewenste eigenschappen te geven. Er moet rekening mee worden gehouden met reacties van aanwezige hulpstoffen met de Meinere fracties. Hulpstofdosering kan op Verschillende plaatsen in het proces gebeuren. De dosering van de retentiemiddelen vindt vlak voor de oploop van de papiermachine plaats. Dit is een procesonderdeel dat zich vrijwel in elke papieren kartonfabriek bevindt. Retentiemiddelen hebben invloedgevenverschuivingen in vier van de zes fracties. Over het lot van de verschiliende fracties van dosering van een retentiemiddel is het een en ander bekend.

2.3.3

Papier- of kartonmachine

Een papiermachine is het gedeelte van het papierproduktieproces waarbij het papier wordt gevormd. Het is in feite een grote onwateringsmachine. Een papiermachine bestaat uit drie onderdelen, te weten zeef-, persen droogpartij. Op de papiermachine worden de eigenschappen van het papier bepaald.

Biadvorming op de zeef De taak van de zeefpartijis een egale verdeling van de stof over de breedte van de zeef te verkrijgen met de verwijdering van zoveel mogelijk water. Op de zeef van de papiermachine wordt pulp met een concentratie van ca. 1% gebracht, waarna deze wordt ontwaterd tot een consistentie van ongeveer 16 - 20%. Op de zeefpartij wordt 95% van de totale hoeveelheid te verwijderen water uit het papier gehaaid. Over de grotere fraaies is voldoende bekend of in de literatuur op te zoeken. Zware verontreinigingen komen (als het goed is) niet in dit deel van het proces voor. De kleinste fracties zuilen nauwelijks worden be'ïnvloed door dit procesonderdeel. In dit procesonderdeel wordt het overgrote deel van het water verwijderd. Met dit water zal tevens een groot gedeelte van de kleinere fracties meegaan. Persen Na de zeefpartij wordt de ontwatering voortgezet door persen. In de perspartij wordt het water onder druk uit het papier verwijderd. Het drogestofgehaitevan het papier loopt op tot ca. 50%. De perspamj neemt 4% van de totale ontwatering voor zijn rekening. In dit procesonderdeel wordt een groot deel van het water verwijderd. Met dit water zal tevens een groot gedeelte van de kleinere fracties meegaan. Drogen Het laatste beetje water dat in her papier zit wordt door toevoegen van thermische energie uit het papier verwijderd. In de d r o o g p d j wordt nog maar 1YOvan de totale hoeveelheid te onttrekken water uit het papier gehaaid. in de droogpartij zai de laatste te verwijderen hoeveelheid water als damp het papier verlaten. Met de verdamping zullen ook andere stoffen uit de kleinste fracties het pa-

R95120/1123S25611

17

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartomndustn~e Uitbreiding van een ASPEN PLUS mo&l

pier verlaten. Op dit moment is er nauwelijks literatuur over eventuele emissies in de droogpartij.

2.3.4

Nabewerking

Met het oog op sterkte, beschrijfbaarheid of bedrukbaarheid wordt het papier behandeld. Deze behandeling kan bestaan uit het smjkedcoaten (het aanbrengen van een dekkende laag op het papier) of ‘lijmen’van het papier (het ‘impregneren’ van het papier).

Lijmpersen Met behulp van walsen en spuitpijpen wordt op het gedroogde papier een oplossing aangebracht. De lijming is vaak een zeaeeloplossing (eventueel met andere hulpstoffen). Dit procesonderdeel zit altijd on-line in de papiermachine. Coaten

Op het gedroogde papier wordt met behulp van borstels, walsen, rakels of schavers een coating (een mengsel van pigmenten, bindmiddelen en hulpstoffen) aangebracht. Coaten kan zowel off-line dan wel on-line plaatsvinden. Voor beide behandelingen (lijmen en coaten) moet het papier worden nagedroogd.

Plakken Voor bepaalde toepassingen is het nodig het produkt na de papier- of kartonmachine te beplakken met aparte boven- edof onderlaag. Deze behandeling kan zowel on- als off-line plaatsvinden. Het heeft verder geen invloed op de waterstromen in het proces. Na het plakken is er wel een extra droogstap nodig. Tevens kan het voor vaste afvallen zorgen, afkeur en dergelijke. Pregen Voor een aantal toepassingen van papier (en tissue) wordt er een relief in het papier met waisedpersen aangebracht. Deze processtap noemt men pregen. Dit gebeurt altijd off-he. Door afkeur kunnen hier vaste afvallen voorkomen. Formaat in een aantal papieren kartonfabrieken is er een formaat-afdeling. Hierbij wordt het produkt op de juiste afmetingen voor de afnemer gesneden. Deze behandeling is vaak off-line, in een aantal gevallen staat deze na een machine geschakeld. Door afkeur kunnen hier vaste afvallen voorkomen.

2.3.5

Produkt

Afhankelijkvan het produkt zal hier een hoeveelheid van de kleinere fracties naast de vezels via het produkt het proces verlaten.

R951X)/112329-25611

18

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindwcrie Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

2.3.6

Secundaire apparatuur

Waterbehandeling via sedimentatidñltratirarielflotatieen dergelijke Om accumulatie van stoffen in de waterkringíopen,te voorkomen, dient het water te worden gereinigd. De reiniging van het proceswater kan via sedimentatie, filtratie en flotatie. Er is voldoende bekend of in de literatuur op te zoeken over de vezelen FiFi-fractie. Zware verontreinigingen komen (ais het goed is) niet in dit deel van het proces voor. Vezelterugwinning Ais onderdeel van de waterbehandelingis een vezelterugwinningvaak aanwezig. In de vezelterugwinning worden de bruikbare vezels uit het proceswater gehaald en temggevoerd naar de pulpstroom.

I

Biologische zuivering Voor dat afvalwater kan worden geloosd op oppervlaktewater moet eerst de organische belasting van het water worden verlaagd door een biologischezuivering. Er zijn twee soorten biologische zuiveringen, namelijk aërobe en anaërobe zuivering welke ook in combinatie kunnen worden gebruikt. Er is voldoende bekend of in de literatuur op te zoeken over de verschillende fracties Zware verontreinigingen komen (ais het goed is) niet in dit deel van het proces voor. Biologische activiteit In het proceswater kunnen zich organismen bevinden die de daar aanwezige stoffen kunnen afbreken. Hierdoor kunnen bijvoorbeeld hulpstoffen die zich in het retourwater bevinden worden afgebroken. Zo treedt er een extra verlies op aan hulpstoffen. De kieinste fi-acties zullen worden beïnvloed door dit procesonderdeel. Er is nauwelijks literatuur hierover bekend. Rejec tbehandeling De rejects die uit het proces afkomstig zijn moeten vaak worden ontwaterd. De ontwatering vindt veelal plaats in schmefpersen, zeefbandpersen of centrifuges. Rejects zijn grofweg in twee soorten te onderscheiden, te weten: grove rejects, dit zijn verontreinigingen uit de pulper en dikstofreiniging, en residuen, slib of verontreinigingenafkomstig van flotatiecellen, dunstofreiniging en afvalwaterbehandeling. Er is voldoende bekend of in de literatuur op te zoeken over de vezelen FiFi-fractie. Tevens zal er het nodige zijn geschreven over de zware verontreinigingen.

2.4

Overzicht van processen

De Nederlandse papieren kartonindustrie bestaat uit 30 fabrieken. Deze fabrieken hebben ieder verschillende processen die opgebouwd zijn uit de eerder beschreven procesonderdelen. Deze verschillen komen voort uit specifieke aspecten vanuit het eindprodukt, bedrijfsfilosofie of historische ontwikkelingen. Het is evenwel

R95120/11232925611

19

Mo&&m van papieren kartonindusmè Uitbreiding van een ASPEN PLUS mo&l

mogelijk om de processen in versdiillende groepen in te delen die ieder hun eigen kenmerken bezitten. Deze generieke produktieprocessen zijn: 1. ‘Houtvrij’ papierproduktie. 2. Papierproduktie met coating.

3. 4. 5. 6.

(Massief) kartonproduktie. Produktie vouwkarton en golfkartonpapier. Papierproduktie met ontinkting. Geïntegreerde pulp-papierproduktie.

Bij het vaststellen van de generieke produktieprocessen is gekeken naar de aanwezige procesonderdelen in verschillende produktieprocessen. Na sortering op de verschiilende groepen procesonderdelen, zijn de produktieprocessen samengesteld. Deze indeling geeft tevens een evenwichtige verdeling in produktie-volume en aantal fabrieken.

In bijlage 2 zijn de schema’s van de bovenstaande generieke produkheprocessen weergegeven. in deze bijlagen staan tevens gemiddelde waarden voor de hoeveelheid organische koolstof (TOC) en de hoeveelheid zouten (geleidbaarheid). Ook worden indicatieve waarden weergegeven voor het waterverbruik. Voor aiie processen geldt dat de opbouw van de verontreinigingen samenhangt met het Waterverbruik. Hierbij geldt dat hoe lager het waterverbruik is hoe hoger de opbouw van verontreinigingen wordt. Wat de beperkende factoren zijn voor het waterverbruik varieert van fabriek tot fabriek. In sommige gevallen geldt dit zelfs tussen min of meer overeenkomstige machines binnen één fabriek. In het algemeen kan gesteld worden dat het waterverbruik in bedrijven dit papierkarton produceren waarin hoge optische eisen worden gesteld relatief hoog is. Ook discontinue produktie van 5 of 6 dagen per week leidt tot een verhoging van het waterverbruik.

2.5

Watersystemen

2.5.1

Inleiding

In deze paragraaf wordt ingegaan op een aantal factoren die bepalend zijn voor het waterverbruik in de Nederlandse papieren karton producerende indusme. Achtereenvolgensworden de volgende aspecten beschreven: - watertoepassingen; - voordelen van hergebruik van water; - nadelen van hergebruik van water; - bronnedOonaken van de verschillende fenomenen; - invloed van de procesonderdelen op de waterkwaliteit; - minimaal waterverbruik in het proces; - waterbesparing anders dan via het proces De beschouwing vindt plaats op branche niveau. Ondanks dat er wordt uitgegaan van de 30 bedrijven die in Nederland actief zijn is er sprake van een veralgemeniseerd beeld. De gegevens die hier worden beschreven zijn allen ontleend aan publieke literatuur of openbare studies. In de literatuurlijst worden een aantal van deze bronnen vermeld. Uit de navolgende tekst blijkt dat door de complexiteit van de watersyste-

R951ZQ/11232925611

20

TNO-rapport

ModeUeren van papieren kamindusme Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

men en de met watersystemen gerelateerde problemen niet in algemene termen beschreven kan worden wat per proces de beperkende factor is voor het verder sluiten van de waterkringloop.

2.5.2

Toepassingen van water

Er zijn een aantal verschillende hoofdtoepassingenvan water in de P&K industrie. in grootte en kwaliteit zit er nogal wat verschil tussen de toepassingen. Er kan het volgende onderscheid worden gemaakt: - Opslagwater Bij de twee bedrijven die zelf verse vezel pulp maken wordt voor het nathouden van hout tijdens de opslag oppervlakte water gebruikt. Bij beide bedrijven gaat het slechts om een beperkt deel van de vezelbehoefie die wordt gedekt vanuit hout. Het gaat hier dus om een uitzonderlijkewatertoepassingwaar niet verder op wordt ingegaan. - Proceswater Proceswater wordt gebruikt voor een aantal verschillende functies. De kwaliteitseisen kunnen per toepassing sterk verschillen: - verdunnen, reinigen en transport van pulp (vezelhoudend water); - spritten van zevedvilten (vers water of intern gereinigd water); - oplossen van chemicaliën (vers water of intern gereinigd water). - Koelwater In veel gevallen wordt oppervlakte water gebruikt voor koeldoeleinden. indien er bronwater wordt toegepast wordt dit water vervolgens in het proces ingezet ais proceswater, veelal voor de meest hoogwaardige proceswater toepassingen. - Ketelvoedingswater Ten opzichte van het totale water verbruik is de hoeveelheid ketelvoedingswater beperkt (e 10%van het totale verbruik). In verband met terugwinnen van de energie zal na de stoom toepassing het oorspronkelijke ketelvoedingswater in het proceswater eindigen. Uit het bovenstaande ovemicht blijkt dat het proceswater cruciaal is voor zowel het terugdringen van het bronwaterverbruik als voor beïnvloeding van emissies richting oppervlaktewater. De rest van deze paragraaf richt zich dan ook volledig op proceswater.

2.5.3

Voordelen van hergebruik van water

Er zijn voor de bedrijven een groot aantal voordelen aan het sluiten van de waterkringloop. De belangrijkste zijn: - verminderde aniankelijbeid van de beschikbaarheid van water; - kosten van het verbruikte water; - h e 5 g op grondwater verbruik; - bij lager verbruik dient minder water te worden voorbehandeld (onder andere filtratie, ontijzering en ontharding); - bij een gelijk water verbruik kan er meer papier worden geproduceerd. (Belangrijk voor bedrijven die in de vergunning vastgelegde maximale toegestane hoeveelheid verswater verbruiken); - er treedt minder verlies op van vast materiaal vanuit het proces;

21

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindusnie Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

- bij hergebruik van het water zal de temperatuur in het proces stijgen waardoor de produktiviteit door een snellere ontwatering toeneemt, en mogelijk slijmvorming kan worden gereduceerd; - er kan volstaan worden met een kleinere end-of-pipe zuivering; - er zal minder niveringsslib worden gevormd doordat een groter deel van het opgelostdcoiloïdale materiaal met het produkt wordt afgevoerd; - vermindering van de emissies via het afvalwater. In de praktijk zuilen bedrijven daarom het waterverbruik zo veel mogelijk reduceren.

2.5.4

Nadelen van hergebruik van water

De effecten van toenemend hergebruik van het proceswater zijn terug te voeren tot de volgende fenomenen: 1. Benaderen van het vanuit het proces minimale waterverbmik. 2. Opbouw van opgelost en colloïdaal materiaal. 3. Opbouw van (suspended) solids. 4. Temperatuurverhoging. 5. Microbiële activiteit. 6. Eisen aan produktkwaliteit. individuele fenomenen of combinatiesvan fenomenen kunnen aanleiding zijn tot waterverbruik gerelateerde problemen.

In het onderstaande overzicht wordt een overzicht van de water gerelateerde problemen gegeven. Tussen haakles wordt weergegeven welk van de fenomenen mogelijk verantwoordelijk kunnen zijn voor de problemen. plaatselijk watergebrek in het proces (1); noodzaak tot vervanging van het proceswater door verswater bij produknivissels (1);

steeds ingewikkelderwatersysteem waardoor beheersproblemen kunnen ontstaan. (1);

runnabiiity problemen door onder andere baanbreuk, off-spec produktie en dergelijke (1, 2, 3,4, 5 ) ; te hoog oplopen van de geleidbaarheid in het proces = Opzouting (2); te hoog oplopen van de BOD/COD concentratie voor de zuivering (2); verkorthg levensduur machine delen (2, 3,4, 5); vorming kleverige afzettingenídeeltjes in proces en of produkt, Stickies, White pitch en pitch (2, 3, 4, 6); vervuiling zeven, vilten en dergelijke (2,3, 5, 6); negatief effect op produkteigenschappen waaronder sterkte en optische eigenschappen (2, 3, 5, 6); gedeeltelijk of geheel ineffectief worden van gebruikte hulpstoffen zoals retentie-, lijmings- en natsterkte middelen (2, 3, 6); anorganische afzettingen op machine delen; Scaling (2,4); niet meer voldoen aan de gestelde effluent eisen (2,4); slijmvorming (2, 4, 5); corrosie (2, 4, 5); kleuring van het proceswater (2, 4, 5); milieuhygiënische aspecten van het produkt zoals gesteld door warenwet en dergelijke (2, 5); geur problemen in het proces erdof produkt (2, 5); schuimvorming (2, 5);

R95120/11232%25611

22

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindusmi U i t M i n g van een ASPEN PLUS mode2

verstoppingen van spritten en dergelijke (3, 5); ddeeltjedstippen in het produkt (3,5, 6); afnemende efficiëntie van pompsealing en vacuümsystemen (4); toenemende noodzaak tot reinigen van het proces via een boii-out ( 5 ) ; niet meer toereikend zijn van biocide systeem (5); het bereiken van de voor verwerking van het papierkarton maximaie gehaltes wateroplosbare componenten in het produkt (6). Of en zo ja welke --deze problemen-limiterendzijn voor vermindering van het verswater verbruik wordt door een groot aanmi factoren bepaald. De belangrijkste zijn de grondstof inzet, beschikbare procesinstailaties en produktspecificaties.

2.5.5

Bronnenloonaken van de verschiltende fenomenen

2.5.5.1

Benaderen van het vanuit het proces minimale waterverbruik

In de processen wordt het water voor een groot aantal verschillende toepassingen ingezet. De toepassing stelt bepaalde eisen aan de waterkwaliteit. De gestelde eisen kunnen weer onderverdeeld worden in de hoeveelheden opgelost en colloïdaal materiaal, (suspended) solids, temperatuur en microbiële activiteit. Voor een gegeven proces zijn er altijd wel een aantal waterverbruikspunten waar de eisen die aan de waterkwaliteit gesteld worden zodanig zijn dat slechts verswater voor gebruik in aanrnerking komt. De som van deze verbruiken vormt het minimale verswaterverbruik voor dat specifieke proces. Het gaat hierbij om minimaal tientallen, maar veelal honderden verschillende punten in het proces waar verswater dient te worden ingezet. Het minimale verbruik is voor veel processen een dynamische grootheid, immers iedere verandering in één van de verswater verbruikspunten leidt tot verandering in het minimale verbruik. Verder kan door het inctaiieren van een interne waterreiniging een kwaliteit water worden gemaakt die mogelijkerwijs wel in aanmerking komt als vervanger voor verswater. Enkele voorbeelden van procesonderdelen waarvoor veelal een hoge kwaliteit water nodig is zijn: - spritten en kantspuiten; - bepaalde typen waterringpompen; - vacuümpompen; - oplossen van hulpstoffen; - zeef- en viltwasinstallaties; - discontinue, niet doorstroomde procesdelen. In veel processen is het waterverbruik echter gelimiteerd door andere water gerelateerde problemen. Deze zullen eerst aangepakt moeten worden voordat aanpak van de individuele verbruikspunten efficiënt wordt.

2.5.5.2

Opbouw van opgelost en colloïdaalmateriaal

De belangrijkste bronnen voor opgelost en colloïdaal materiaal zijn de grondstoffen, hulpstoffen, het verswater en biologische activiteit. - Via de verse vezels en het oudpapier wordt een grote range aan opgelost en colloïdaal materiaal in het proceswater gebracht. Dit kan oplopen tot meer dan 5% van de in bewerking genomen hoeveelheid vezelgrondstof. Hierbij kan gedacht wor-

TNO-rappoft

Modelleren van papieren kartonindusmè U i t M i n g van een ASPEN PLUS model

den aan extraheerbaar materiaal afkomstig uit het hout (onder andere lignosulfonaten, hemi-cellulosen, harsmen, alcoholen, (mono)terpenen, Terpenoiden, Fenolen, Lignan, mono-/di-/mgíyceriden, wassen en onveneepbaren), de in het oudpapier aanwezige coatings (dispergeermiddelen, binders en dergelijke), hulpstoffen die zijn gebruikt bij de oorspronkelijke produktie van het oudpapier (zetmeel, lijmingsmiddelen en dergelijke) of stoffen die toegevoegd zijn bij gebruik van het (oud)papier (inkten, plakmiddelen en dergelijke). - Van de hulpstoffen die door het bedrijf worden gebruikt zuilen de zogenaamde proceshulpstoffen zoals ontschuimers, ontluchters en biociden grotendeels in het proceswater blijven. Gezien de relatief lage doseringen dragen deze hulpstoffen slechts beperkt bij aan de totale hoeveelheid DisCo in het proceswater. Een grotere bijdrage is afkomstig van proceschemicaliën die voor ontinkting worden gebruikt. De totale dosering van deze stoffen kan oplopen tot 5% ten opzichte van de hoeveelheid hergebruikt oudpapier. Deze hulpstoffen zullen zich verdelen over het proceswater en het ontinktingsslib. Ook van de hulpstoffen die gedoseerd worden om het produkt bepaalde eigenschappen te geven zoals lijmingsmiddelen en natsterktemiddelen kan tot enkele tientallen procenten van de gedoseerde hoeveelheid in het proceswater terecht komen. - Via het verswater zullen vooral (an)organischezouten worden ingenomen. indien oppervlaktewater wordt gebruikt zal ook rekening gehouden moeten worden met de inname van organisch en biologisch matenaal. De samenstellingvan het opgeloste en colloïdale materiaal is, zeker voor de oudpapier hergebruikers, zeer dynamisch en zal van pulper batch tot pulper batch wijzigen. Naast agglomeratiddispergeren van het materiaal binnen deze pulpfractie treedt er ook ad- en desorptie van opgelost en colloïdaal materiaal van en naar het vezelen of vulstofoppervlak op.

2.5.5.3

Opbouw van (suspended) solids

De belangrijkste bron voor (suspended) solids zijn de vezelgrondstoffen. Vooral vulstoffen spelen een grote rol. Bij hergebruik van oudpapier en ‘eigen afval’ bij producenten van gecoate papieren kan de vezelgrondstoffen voor bijna de helft uit vulstoffen bestaan. Het belang van de vulstoffen ligt vooral in de vaste afvallen. Er zijn verschiliende technologieën, reeds op grotere schaal ingevoerd in de papierindustrie, waarmee efficiënt vulstoffen uit water worden verwijderd waardoor het water wederom kan worden hergebruikt.

2.5.5.4

Temperatuurverhoging

De temperatuur van het proceswater wordt onder andere bepaald door de mate waarin het verswater eerst als koelwater is gebruikt. Verder wordt in de verschillende processtappen door roeren en (ver)pompen warmte in het proces gebracht. Bepaalde processtappen zoals reñning bij TMP produktie en het dispergeren van oudpapier worden uitgevoerd bij temperaturen tot boven de 1O0 graden Celsius. Een verhoging van de temperatuur leidt veelal tot een toename van de produktie. Bij fabrieken met een relatief open watersysteem wordt in een aantal gevallen via stoominjectie warmte toegevoegd aan de pulp.

R95-1X)/l12329-25611

24

TNO-rapport

Modelleren van papieren kamnindusnie U i t b d i n g van een ASPEN PLUS model

2.5.5.5

Microbiëïe activiteit

De belangrijkste bronnen voor microbiële aaiviteit zijn het oudpapier en het gebruikte water. Een relatief nieuwe bron is het zuiveringsslib. In toenemende mate gaan bedrijven ertoe over om het zuiveringsslib in het eigen bedrijf terug te voeren om zo de hoeveelheid vast a h l te reduceren. Ook bij hergebruik van biologisch gereinigd afvalwater kan er biomassa aan het proces worden toegevoerd. De srpische papier produktie condities vormen een optimaal klimaat voor de biomassa om zichzelf te vermeerderen. Ook kan bij een verdere sluiting een overgang optreden in aaiviteit, bijvoorbeeld van mesofiele bacteriën (tot k 40 'C) naar thermofiele bacteriën (> 55 "C)

2.5.5.6

Aîbemende proàukthaíiteit

De produktkwaliteit kan door veel procesonderdelen negatief wordt be*ïnvloed. De invloed van het proceswater op de produktkwaîiteit verloopt meestal indirect. Voorbeelden hiervan zijn verminderde werking van hulpstoffen, vervuilde Viiten en zeven, geur en verontreinigingen in het produkt.

2.5.6

invloed van proces onderdelen op de waterkwaliteit

In alle Nederlandse bedrijven vindt hergebruik van water plaats. De mate waarin dit gebeurt verschilt sterk en wordt over het algemeen bepaald door de combinatie van de door het bedrijf gebruiktegrondstoflen, het beschikbare proces en de pmdukt specificaties. Veel bedrijven beschikken reeds over in-line waterbehandelingsinstallaties zoals filtratie, sedimentatie of flotatie installaties die gebruikt worden om het water te reinigen voorafgaande aan hergebruik. Echter ook de overige proces installaties hebben invloed op de waterkwaliteit. De invloed van de proces installaties kan weer worden weergegeven in termen van de invloed op de zes eerder genoemde fenomenen: 1 = Benaderen van het vanuit het proces minimale waterverbruik, 2 = Opbouw van opgelost en colloïdaal materiaal, 3 = Opbouw van (suspended) soiids, 4 = Temperatuurverhoging, 5 = Microbiële activiteit en 6 = Eisen aan produktkwaliteit. In het onderstaande overzicht wordt tussen haakjes aangegeven welk van de zes fenomenen signincant door de installatieworden beïnvloed. Een pijl omhoog betekent een negatieve invloed, een pijl naar beneden een positieve invloed in temen van minimaliseren van het waterverbruik. (In grote lijnen komt dit overeen met aîñame en toename van de hoeveelheden 2 en 3). Voor de produktkwaliteit wordt weergegeven of deze stijgt of daalt. - Grondstof ( l J , 2T, 3TY5T). - Proces hulpstoffen (1T, 2?, 5T/J). - Produkt hulpstoffen (l?, 2?, 5T, 6 0 . - Puiper (2Ty 3T, 4").

R95120/112329-25611

25

TNO-rapport


-

Malen (2?, 3?, 4?,

d?,6?).

- Ontstippen (2?, s?). - Reinigen centrifugaaisorteerders (3.1). - Reinigen via screens (3.1).

-

Ontinkten via flotatie (i?, 2.1,3.1,5.1,6?). - Indikkenlwassen (l'?', 2.1,3&,5.1, 6?). - Dispergeren (27,3?, 4?, 5.1, 6?). - Bleken (l?, 2?, 3?,4?, 5.1, 6?). - Voorraadkuipen / mengen (50). - Pompen (2?, 3T, 4"). - Pipingkoppeling van de installaties (1'?'). - Bladvorming (2?, 3?). - Spritten, kantspuiten en dergelijke (1 - Indikker (3l). - DAF (= Purgomat, Supercei, Krofta) (1.1, 2.1,3.1). - Sedimentatie (3.1, 5?). - Biologische zuivering (2.1, 3.1, 5?). Bedrijven uit één produktgroep met onderling overeenkomstige produktspecificaties maar verschillende grondstoffedprocessen,zuilen totaal verschillende watersystemen hebben en dientengevolgeverschillende beperkende factoren voor hergebruik van water.

0.

2.5.7

1Minimaaiwaterverbruik in het proces

Theoretisch minimaal (vers) waterverbruik in het proces

Bij een volledige sluiting van de waterkringloop zal er bij de huidige processen een minimaal waterverbruik zijn van ongeveer l m3water per ton produkt. Dit water gaat uit het proces verloren door verdamping. Verreweg het grootste verlies treedt op in de droogpamj. De papierbaan bestaat na de pers voor ongeveer de helft uit water. Dit water verdampt grotendeels in de droogpartij waardoor er een minimaal verswater verbruik is van ongeveer lm3water per ton produkt. Theoretisch zou een volledig gesloten waterkringloop gecombineerd kunnen worden met een behandeling van de damp die uit de droogpartij komt. Hierdoor kan theoretisch bij een eenmaal gevuld systeem het waterverbruik tot nagenoeg nul worden teruggebracht. Thans lijkt het niet aannemelijk dat een dergelijk proces ooit realiteit zal worden. Praktisch minimaal (vers) waterverbruik in het proces

Naast het theoretisch minimale waterverbruik dat voor alle processen geldt is er voor de ai3onderlijke installaties een praktisch minimaal verswaterverbruik. Dit praktisch minimale waterverbruik wordt bepaald door één van de eerder genoemde zes fenomenen van toenemend hergebruik van het proceswater; het vanuit het proces minimale waterverbruik, opbouw van opgelost, colloïdaal materiaal en (suspended) solids, temperatuurverhoging, microbiële activiteit of hemende produktkwaliteit. Zodra van één van deze fenomenen het kritische niveau wordt benaderd is het praktisch minimale waterverbruik bereikt. Het praktisch minimale waterverbruik is een variabele die zal veranderen bij veranderingen in grondstofinzet, proces(sing) of produktkwaliteit.

R951~/112329-25611

26

I

I

TNO-rapport

Mo&&ren van papieren kartonindusm'e Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

V e r h optimalisatk van het pmces waterverbruik Eenvoudig te realiseren besparingen zijn om economische redenen al doorgevoerd. Besparingen die grotere investeringenvragen zoals toepassing van verschillende sedimentatie, flotatie en filtratie technieken zijn reeds kortere of langere tijd geleden ingevoerd en vormen de huidige state-of-the-art. Bij een aanziedijk deel van de bedrijven zijn er plannen voor een verdere invoer van deze technologieën. Een belangrijk gemis bij het verder invoeren van deze technieken is het ontbreken van een watermanagement systeem waarmee bedrijven vooraf het effect van invoering van deze technologieën kunnen doorrekenen. Mogelijk dat een aantal sterk in ontwikkeling zijnde technieken zoals Ultra-ñlmtie, Reversed Osmose of eiectrodiaiyse in de toekomst ook economisch binnen bereik van de P&K indusme komen. Een verdere reductie van het waterverbruik bij de produktie van papier is dan realiseerbaar. Door toepassing van deze technologieën ontstaan echter nieuwe geconcentreerde afvalstromen waarvoor op dit moment nog geen hergebruihoptiedoplossingen beschikbaar zijn. Markt invloeden op het proces waterverbruik

Gezien de voordelen streven bedrijven ernaar, natuurlijk binnen economische randvoorwaarden, het waterverbruik zover terug te dringen totdat de grens van de beperkende factoren wordt bereikt. Er zijn echter een aantal ontwikkelingen gaande die zorgen voor een toename van het waterverbruik - Door toenemend hergebruik van het oudpapier dienen er steeds ingewikkeldere processen te worden toegepast om toch aan de produktspecificaties te kunnen voldoen. - De ahemers streven naar minimalisatie van voorraden waardoor de grootte van order steeds kleiner wordt. - Afhemers willen in toenemende mate een produkt dat voldoet aan specifieke eisen ten aanzien van verwerkbaarheid of onderscheidend vermogen. Bedrijven krijgen daardoor steeds complexere installaties waarin steeds vaker procesomstellingen nodig zijn. Zowel complexere systemen als een toename in produktiewissels hebben een stijging van het waterverbruik tot gevolg. Het merendeel van de bedrijven heeft enkele honderden verschillende produkten waardoor de gemiddelde produktie run een looptijd heeft van enkele uren.

2.5.8

Waterbesparing anders dan via het proces

Naast besparingen in het proces zelf kunnen er ook kwantitatieve en of h a litatieve besparingen worden bereikt buiten het proces. Hergebruik koelwater

Het hergebruik van koelwater wordt reeds op grote schaal in de P&K indusme toegepast. Indien er ais koelwater bronwater wordt gebruikt wordt dit vervolgens ingezet in het proces als proceswater. Naast hergebruik van het koelwater is er dan veelal ook directe inzet van bronwater als proceswater. Een reductie van het verbruik aan bronwater voor koeldoeleinden leidt dan niet tot een reductie van de totale hoeveelheid verbruikt bronwater maar slechts tot een verschuiving naar meer directe inzet van

R 9 5 1x)/112329-25611

27

TNO-rapport

Modelleren van papieren kammindusme Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

bronwater als proceswater. Slechts de temperatuur van het proceswater en het effluent d e n worden beïnvloed. Overgang van zoet grondwater naar halffabrikaat uit oppervhktewater

Door middel van een (vo0r)behandeling van oppervlaktewater tot het zogenaamde halffabrikaat kan een waterkwaliteit worden bereikt die slechts beperkt, met name in de vonn van hogere concentraties anorganische zouten, afwijkt van de kwaliteit van grondwater. Kosten vormen de belangrijkste barrière voor overgang naar halffabrikaat. Toepassing van oevmnjiltraat Voor toepassing van oeverinfíitraat gelden overeenkomstige overwegingen ais bij toepassing van halffabrikaat uit oppervlaktewater. Hergebruik f l m t

Een groot aantal kwaliteitsaspecten van het afvalwater na biologische zuivering zijn gunstig voor hergebruik. Sluiting van de waterkringloop door hergebruik van biologisch gereinigd water lijkt dan ook aantrekkelijk. Er zijn dan ook een aantal bedrijven die ervaring met hergebruik effluent hebben opgedaan. Desondanks is er slechts één bedrijf in Nederland dat op dit moment daadwerkelijk effluent hergebruikt. Het wezenlijke verschil nissen dit bedrijf en de andere bedrijven is de toepassing van een afwijkend type biologische waterzuivering waarin de verblijftijd van het water in de zuivering minimaal is. Bij gangbare typen watemuiveringen neemt de gemiddelde verblijftijd van het water in het proces bij hergebruik toe tot meerdere dagen. Dit leidt tot overschrijding van de kritische verblijftijd voor het water waardoor stankvorming kan gaan optreden. Belangrijkste beperkende factoren aan hergebruik van het effluent zijn temperatuur, zouten, nareiniging en biologische activiteitktank. Veel bedrijven zitten reeds tegen een maximum effluent temperatuur aan waardoor aanvuilende aanpassingen in het proces nodig zijn om de temperatuur te beheersen. Doordat de (anorganische) zouten nauwelijks worden beïnvloed door de biologie zullen bij hergebmik de zouten verder accumuleren in het proces. in verband met de mogelijke uitspoeling van biomassa uit de zuivering dient het a u e n t , voorafgaand aan hergebruik, te worden nagezuiverd om problemen met de produktkwditeit te voorkomen. Ten aanzien van de biologische aspecten kunnen alle hiermee samenhangende problemen optreden.

2.5.9

Literatuur

P.H. Brouwer, The 2SC=O wet-end concept and surface treatment starches, presented at the 1lth Papier Technische Stiftung-symposium ‘chemical technology of papermaking’, Munich, 1994. K.H. Ferguson, conversion of system used by indusmai laundries con process such grades as miìk carton stock, mixed office waste and old newspapers, Pulp & Paper, February 1995, 81-83.

R951M/112329-25611

28

TNO-rapport

Madelleren van papieren kanonindusttie Uitbrding van een ASPEN PLUS model

U. Hamm und L.Gottsching, Inhaltstoffenvon Hok und Hoizstoff, Wochenblatt für Papierfabrikation, 1 O, 1995,444-448. Hooimeijer en Huyser, Genereren van data ten behoeve van het doelgroepenoverleg papieren kartonindusme, TNO-rapport BU2.95/1030.

R. Kenny, A. Naumov, G.A. Babinskiy, M.D. Yarnpolsky, O. Volsky and A. Goncharov, Experience with temary effluent treatment in three russian miils, Tappi Journai, vol 78, No. 3, March 1995, 191-196.

M. Maiiouris, Consequences of increased closure level on wet end chemistry, Towards the closed system - threats and opportuities, proceedings seminar l Mach 1994, PIRA, London. A. Medendorp, environmental aspects of starch used in the paper industry, publikatie van AVEBE, juni 1993.

P.O. Meinander, Easy grade changes - and more, Paper Technology, May 1995,26-29. G. MOOR,Wet-end chemisny strategies, PIRA reviews of pulp and paper technology, PïRA International 1992.

F. Orsa and B. Hoimbom, A convenient method for the determination of wood extractives in papermaking process waters and effluents, Joumal of Pull and Paper Science, V01.20, No. 12, december 1994, J361-J366. L.R. Robertson, A clean machine with minimal fresh water, PIMA magazine, april 1995. Sachsen papier Eilenburg GmbH, Wochenblatt für Papierfabrikation, 18, 1994, 693-709.

K. Sundberg, J. Thornton, C.Pettersson, B. Holmbom and R.Ekman, Calcium-induced aggregation of dissolved and colloidai substances in mechanical puip suspensions, Journal of Pulp and Paper Science, Vol 20, No. 1 1 ,November 1994. L. Webb, Process optimisation using clean technologies, Towards the closed system - threats and opportunities, proceedings seminar 1 Mach 1994, PIRA,London.

L.Webb, Environmental protection through sound water management in the pulp and paper industry, PIRA reviews of pulp and paper technology.

R 9 5 1x)/11232925611

29

TNO-rapport

Modelkren van papieren kartonindustrie Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

3

Selectie te modelleren procesonderdeel; 'hulpstofdosering'

Voor de haalbaarheidsstudie is de modeliering van één van de processtappen voorzien. Selectiecriteriazijn volgens het projectvoorstel; voldoende beschikbare kennis, belangrijkheid binnen het papierproces, aanvullende waarde binnen het huidige DIP-model en voldoende moeiiijkheids-luitdagingsgraad. Van aiie processtappen is eerst een screening gemaakt of de stap aantrekkelijk is ais voorbeeld voor de haaibaarheidsstudie. Van de stappen dispergeredindikken,ontinkten en hulpstofdosering is meer in detail gekeken welk van deze drie het meest geschikt is ais voorbeeldstap. In onderstaande tabel staan de verwachte verschuivingen van de grootte fracties van deze procesonderdelen. Vervolgens worden de procesonderdelen schematisch weergegeven.

Dispergeren Ontinkten Hulpstofdosering

nee nee nee

ia ja ja

ia ia ia

ja ? ia

? ? ia

nee ia nee

Indikkernispergeren

Thermisch/Fysisch

Ontinkten (floteren)

FysiscWChemisch

R9512W11232925611

30

TNO-rapport

Modehren van papieren kartonindusme Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

Ontinkten (wassen)

Fysisch

Hulpstofdosering

Chemisch

Over de mogelijke procesonderdelen is het volgende te zeggen:

Dispergeredidikken Het procesonderdeel bestaat eigenlijk uit twee delen, namelijk indikken en dispergeren. Het indik-proces fungeert vaak (bedoeld of onbedoeld) als een filtratie-stap. Dispergeren is een thermisch-kisch proces waarbij de vezelfractie met behulp van stoom en mechanische krachten wordt bewerkt. De kennis over de invloeden van dit procesonderdeel is niet volledig aanwezig, zeker niet over de invloeden op de kieine fracties in de processtroom. De invloeden van dispergeren op de vezeifractie zijn over het aigemeen wel bekend, zeker wat de vezelkwaiiteitbetreft. Dispergeren komt als procesonderdeel niet overal in de papieren kartonindusme voor. In ongeveer 50% van de nationale produktie wordt dispergering toegepast, in een aantal fabrieken is dit percentage nog lager. Ontinkten Ook dit procesonderdeel bestaat eigenlijk uit twee delen, namelijk hulpstofdosering en ontinkting. De hulpstofdosering vindt plaats in de pulper. De ontinkting gebeurt later in het proces, na de eerste reinigingsstappen. In Nederland vindt ontinkting plaats via het flotatieproces. in het ontinktingsproces vinden weinig of geen verschuivingen plaats tussen de onderlinge fracties. Ontinkten is voornamelijk een scheidingsproces. De beschikbare kennis over ontinkting is voornamelijk bekend van de vezelen vulstoffen en h e s fracties. Ontinkting komt als procesonderdeel niet overal in de papieren kartonindusme voor. In 7 fabrieken, die ongeveer 25% van de nationale produktie voor hun rekening nemen, wordt ontinkting toegepast. Hulpstofdosering (in het bijzonder retentiemiddel) Hulpstofdosering kan op verschillende plaatsen in het proces gebeuren. De dosering van de retentiemiddelen vindt vlak voor de oploop van de papiermachine plaats. Dit

R95120/112329-25611

31

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartom‘ndustrie

Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

is een procesonderdeel dat zich vrijwel in elke papieren kartonfabriek bevindt. Retentiemiddelen hebben invloedgeven verschuivingen in vier van de zes fracties. Over het lot van de verschillende fracties van dosering van een retentiemiddel is het een en ander bekend.

in nauw overleg tussen CPK, TNO-ME & RIZA is besloten de ‘hulpstofdosering’ als meest geschikte procesonderdeel te kiezen.

32

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindustnk Uitbreidingvan een ASPEN PLUS model

4

Modelontwikkeling

4.1

Beschrijving huidig model

ASPEN PLUS is een flowsheet-programma waarmee door keuze van een flowschema, werking apparatuur, stroomgegevens, thermodynamische modellen, fisische gegevens en stofgegevens gesimuleerd kunnen worden. Dit geeft de mogeiijkheid om sluitende massa- en energiebalansen op te stellen zoals is aangetoond in de studie ‘Duuname industriële Produktie’ papierproduktie [i]. In deze studie is een model ontwikkeld waarmee is aangetoond om dat de warmtebalans, gebaseerd op in- en uitgaande stofstromen nauwkeurig is te sarnuleren. Hiervoor zijn echter preciese (realistische) gegevens voor validatie benodigd. Zo is het gelukt fase-overgangen, stoomproduktie en aardgasverbrandinggoed te beschrijven, zowel in de stofbereidingkonstante deel en de droogsectie. Na validatie is het gelukt om bij de nabootsing van de droogsectie de cijfers voor aardgasverbruik, stoomproduktie/-verbruik en materiaalbalansen ten opzichte van geregistreerde gegevens goed te beschrijven. Hiermee is dus een stuk gereedschap ontstaan waarmee snel de invloed van wijzigingen of de introductie van nieuwe technologieën zichtbaar gemaakt kan worden. Zo worden de consequenties voor de massastromen (water, vezel, zouten, kalk, klei en papier) en de uhllities gas en elektrisch direct duidelijk. Aan dit gedetailleerdemodel (gericht op één speciñeke papierfabriek) ontbreekt naast algemene bruikbaarheid voor de Nederlandse indusme en een indeling in algemeen bruikbare procesonderdelen een nauwkeuige beschrijving van de lotgevallen van gidsstoffen. Dit aanwezig model beschrijft dus goed de warmtebaians, maar is beperkt ten aanzien van de consequenties voor milieubelastende stoffen.

4.2

Model input

Alvorens tot model vorming per verschillende fractie kan worden overgegaan, zuilen eerst fysisch-chemische modelstoffen worden gekozen waarmee in ASPEN PLUS de modellering kan worden uitgevoerd.

4.2.1

Keuze gidsstoffen

Van de grote veel voorkomende verontreinigingen zoals nietjes, glas, zand lijkt de meest representatieve de nietjes. De keuze derhalve is nietjes. De consequenties voor ASPEN zijn eenvoudig; nietjes als basismateriaal is niet aanwezig in de databank, wel kan elk gevonnd metaal met een specifieke dichtheid in cyclonen worden besproken. De nietjes worden in een vroeg stadium verwijderd, zodat deze keuze geen invloed heeft op het procesonderdeel hulpstofdosering.

R9512011123292äûll

33

TNO-rapport


Vezels Dit is de basis voor het produkt. Een uitvoerige discussie is gevoerd over een gewenste onderverdehg in 6 zeefúacties. Deze worden in de papierindusme in 6 mesh-groottes onderscheiden. De onderverdelingnaar vezellengten vertaald het ASPEN model. De te onderscheiden deeltjesgroottezijn (hier vallen dus ook de zogenaamde fines onder (= fractie 6):

1 2

3 4

5 6

> 1400 > 600 > 300 > 150 > 75 < 75

Vulstoffen Klei en kalk zijn de meest voorkomende vulstoffen. Deze componenten kunnen binnen ASPEN als non-conventional beschreven worden. colloïdaal materiaal Ole-bezuur is een veel voorkomend component. Van deze verbinding zijn de Misch chemische data in de ASPEN PLUS databank aanwezig. AlS.1 keteen dimeer (AKD) is niet in de databank aanwezig en zal als non-conventionai beschreven worden. Het is een veriijmingsmiddel. Ook zeuneel wordt als verlijmingsmiddel toegevoegd. Zetmeel gaat eerder op het oppervlak zitten dan AKD en komt in het algemeen als recycle terug (grote hoeveelheden). Deze stof is zeer belangrijk voor het chemisch zuurstofverbruik. Hoog Moleculair opgeloste stoffen

Lignosulfonaten Een belangrijk bestanddeel van de grondstof hout zijn iignosuífonaten. Deze hebben een invloed op de bioactiviteit, bijvoorbeeld voor de waterzuivering. Deze stof lijkt niet van groot belang voor de hulpstofdosering, mede wegens lage concentraties. PEI Polyethyleen imine (PEI) is de belangrijke hulpstof in het gekozen procesonderdeel. Deze stof is niet in de databank van ASPEN aanwezig. Zijn eigenschappen zijn van weinig belang voor de totale massa- en energiebalans van het papierproces. Wel van groot belang zijn de sorptie-eigenschappen van PEI op de papierfracties en de klei- en kalkadsorptie.

R 9 5 1M/112329-25611

34

TNO-rapport

Modeikren van papieren kartonindusme Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

Laag molecuiaire opgeloste stoffen Meden De invloed van metalen op de processen zijn gering. De massabaians moet worden gehandhaafd. De metalen komen voort uit de grondstoffen en inkten. In principe is koper ais gidsstof gekozen. Zouten NaC1 lijkt de meest relevante gidsstof, Hiervan zijn alle gegevens aanwezig. Toxische stoffen Van de gebruikte toxische stoffen lijken de chloorfenolen de belangrijkste. Samenvatting keuze gidsstoffen Sommige van de componenten worden dus als non-conventionai in het ASPEN flowsheetprogramma meegenomen. Dit betekent dat ze als onderdeel van een bepaalde stroom ais substroom worden genomen en daarbij geen rol spelen bij het vloeistofdampevenwicht, echter wel bij massa- en energiebalansen via soortelijke warmte en dichtheid. Dit lijkt een beperking, doch de invloed op het vloeistofdampevenwicht voor alle stoffen is gering in deze fase van het proces. Bij het drogen is wel degelijk gecorrigeerd voor kookpuntsverhoging. Wel van belang is het gevolg van elke component in elk procesonderdeel. Zodat bijvoorbeeld bij recycling een goed beeld ontstaat hoe alle componenten zich over bepaalde stromen gaan verdelen.

4.2.2

Input- en analysemodel: hulpstoffendosering

Ten behoeve van de modelontwikkeling zijn in tabel 1 van de in- en uitgaande stromen van de gekozen gidsstoffen de relevante procesgegevens toegeleverd. In de tabel staan onder kolomfractie 'IN' de samenstellingsgegevensvan de ingaande vezelstroom. Deze is 200.000 k g h groot. Aan deze stroom wordt als hulpstofdosering 2 kg PEI in 6 kg water per uur gedoseerd waardoor een verandering in de vezelfractiesamenstelling optreedt.

35

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonìndustni Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

Invulschema input ASPEN

Tabel 1

Stroom in : 200.000 kg/uur Stroom PEI in: 2 (+ 6 H,O) kg/uur (dosering 0,1% op d.s. basis) Stroom uit : 200.008 kguur Temperatuur : 40°C Druk : 1 bar : 1,0% Drogestof PH : 6,7

Nietjes Vezel- 1

5 6

< 75 pril > 75 pm > 150 pm > 300 pm Z. 600 pm > 1400 pm

Kalk (.......)

4 Pm 2 Pm

fractie 2

3 4

Klei

=,O 9,o

11 12

22,75 10,o 16,O 0.25 10,o 10,o

30 15

1

03

?

0,4 10-3

?

0,05 300 178,5 2

0,4 10" 0,05 300 178.5 02

Oleïnezuur

?

AKD

?

28 2,75

20 2 5 5

(0,laan #ezels)

Zetmeel Lignosulfonaat Chloorfenol Cu (opgel.) NaCI CaCO, PEI

?

R95120/11Z32925611

2m A 250 pgíl 3 mSlcm 50 'DH (q = 90%)

niet van toepassing of niet aanwezig, voor de dichtheid en de soortelijke warmte zijn in het eerdere opgestelde DIP-model al waarden voorspeld. Deze waarden worden meegenomen. niet alle benodigde data zijn toegeleverd.

36

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindusttìe Uitbreidingvan een ASPEN PLUS model

Ais we naar de verandering in de massafractie (van de drogestof) verhouding van de verschiiíende vezeifracties kijken valien enkele zaken op. In figuur3 is de massafractieverandering aangegeven. De stippeliijn (O) geeft verschillende massafractie groottes weer. Na de PEI toevoeging ontstaat een nieuwe massahctieverdeling (N>.

u

O O

klein

Figuur 3

1

2

+

3 4 vezeifracties

5

__+

6 groot

Massafractie ingedeelt naar de 6 fracties vezelgroottes waarbij de originele (O) verdeling voor de PEl-dosering en de verdeling binnen stroom (N)na de PEIdosering is aangegeven

Hier vallen een aantal zaken op:

- De verdeling van de vezelfractie is niet een geleidelijke, maar een willekeurige. - Uit de verschuivingvan de massafraaies kan geleerd worden dat elke massahctie een gelijke relatieve toename laat zien. Een deel (50%) van de klei en de kalk (50%) verdeelt zich evenredig over de andere fracties met het oppervlak en dus voor lange vezels vrijwel evenredig met de massafractie, over de vezels. - Een deel (65%) van de kleine vezels (< 75 pm)verdeelt zich evenredig over de andere hcties. Deze adsorptie is waarschijnlijl evenredig met het oppervlak, en dus voor lange vezels vrijwel evenredig met de massafraaie over de grootte van de vezels. Gezien de beperkt beschikbare hoeveeìheid input-data (één set gegevens) en de fysische onbekendheid wat hier precies de uiteindelijke evenwichtsinstellingwordt, is gekozen voor een eenvoudige beschrijving van het sorptiegedrag. Dit ook vooral daar informatie over versheid van de vezels, invloed temperatuur en invloed van chemische omstandigheden (pH-oppervlakte actieve stoffen) onbekend is.

Ais we het bovenstaand geleerde sorptiegedrag vertalen naar rekenregels krijgen we de volgende resultaten.

R95120/11232925611

37

TNO-rapport

ModeUeren van papieren kartonindustrie Uitbreding van een ASPEN PLUS model

2 >75 3 > 150 4 >300 5 >600 6 >1400

22,75 10,O 10,O 0,25

Totaal

80

9,o

4.3

1,1 2,s

1 3 2 0,03 10

10,l 25,6 11,3 18,O 03

2,1 5,4 2,4 33 0,o

12,2 31 ,O 13,7 21,8 03

12 30 15 20 2

90

O

90

90

+0,2 +1 -1,3 +1,8 -1,7

O

Modelontwikkeling in ASPEN PLUS

Voor het beschrijven van het sorptiegedrag zijn een aantal mogelijkheden beschikbaar. in eerste gedachte was de beschrijving van alle chemische reacties het uitgangspunt. Hiervoor moeten echter alle chemischereactiemechanismen tussen de vezelfracties, PEI en vulstoffen bekend zijn, waarbij de evenwichtsliggingen en reactieconstante gewenst zijn. Deze gegevens bleken in de literatuur niet voorhanden. Daarnaast speelt nog mee dat het uiteindelijke resultaat sterk beïnvloed wordt door de oudheidversheid van de vezels en de mechanische krachten op het eindresultaat. Deze krachten worden verderop bij de filters uitgeoefend. Het lijkt niet zinvol om al deze onbekende gegevens te ‘fitten’uit één data set. De onnauwkeurigheid van deze vele constanten zouden te hoog zijn. Daarom is gekozen voor een meer ‘blackbox’benadering, waarmee met 1 reactieconstante deze gegevens worden beschreven. Een goede mogelijkheid lijkt het zogenaamde CSTR reactormodel dat op basis van stoichiometrie de vorming van papier weergeeft. Uit de input-data is af te leiden dat: 1600 vezels + 100 kalk

+ 100 klei + 1,8 PEI -+ 1801,8 papier

(1)

De stoichiometrischegetallen geven de massastromen van de betreffende componenten weer. Om een reactiekinetische vergelijking op te stellen zijn de volgende reactie-ordes voorgesteld.

R95120/112329-25611

38

TNO-rapport

Modelieren van papèr- en kartonindustrie Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

Tabel 3

Reactie-ordes per component Vezel Kaik

:

1

:

O

Klei

:

o

PEI Papier

: :

1 O

Beide keuze van de reactie-ordes is voor kaik en klei voor de nulde gekozen daar deze ingesloten worden (en dus niet reageren) door lange papiervezels en PEI-moleculen. Papier is nulde-orde daar het een reactie-produkt betreft. Uitgaande van de stoichiomeme en de reactie-ordes kunnen deze in een reactievergelijking worden ingevuld. Vergelijking 2 geeft deze reactievergelijking.

n n

r : = k . Tn. e-E/RT.

C'

(2)

i=l I

invloed orde klei en kaik op T-invloed voorspeld. waarbij: r = reactiesnelheid k, = preëponentiële factor T = temperatuur E = energie R = gasconstante C = concentratie i,n = component j = orde Na analogie van te verwachten aktiveringsenergie van andere reactieve systemen zijn de volgende aannamen gedaan: E = 20 kcai/mol

n = 1 (ais macht voor de temperatuur). reactievolume = 100 m3.

Het opgegeven reactievolume is bepalend voor de verblijftijd in het reactormodel. Om per component een voorstelling te doen is een aanpassing van de reactiesnelheidsconstante uitgevoerd. De beste fit op de output-data is verkregen met een aanpassing van:

k, = 2,5 10-15 In onderstaande tabel staan de uitkomsten per component.

R951X)/11232925611

39

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindustrie U i t W i n g van een ASPEN PLUS model

-

Tabel 4

vezels kalk Wei PEI Papier

Berekende massastromen van alle componenten (outputmodel) komend uit de hulpstofdosering (k, = 2,5 1015en T = 40 "C)

= =

=

O 100 100

= 0,2 = 1801,8

I

I 49,9 103 103 0,26 1745

I

Onder vezels wordt hier de vezelfractie 1 verstaan en onder papier de venamelde vezelfkactie 2 tot en met 6 inclusief PEI, kalk, klei en het geadsorbeerde deel van fractie 1. Het model geeft enkele kleine verschilien ten aanzien van de toegeleverde data (output-data). Voor de rest vezels voorspelt het model een restfractie van 50. Dit is tegelijkertijd tekort van 50 in oud papier; afwijking (3%). Ook voor kak en klei worden verschillen van 3% gevonden. Het is met binnen de gestelde aannames van fysische constantes niet mogelijk gebleken om de papierfractie op de waarde van 1801,8 te fitten. Uiteindelijk is wel 1750 bereikt. Wel blijkt (Pe hoofdstuk 5) bij extra PEI toevoeging deze 1800 bereikt te kunnen worden. De vraag dringt zich op of er al PEI in de voedingsstroom zit (oud papier). Hiermee is de modelontwikkeling redelijk beschreven en kunnen resultaten als functie van de variabelen worden voorspeld.

4.4

Validatie

Validatie van een model aan de hand van één set data waarop tevens de nabootsing is gebaseerd is niet helemaal reëel. Vaiidatie kan plaatsvinden door onder andere omstandigheden (uitgaande van de beschreven variabelen) voorspellingen te toetsen aan gemeten waarden. Echter de redelijke lineaire sorptie aan oppervlak ( + vezellengte) geeft vertrouwen in deze modelkennis. Een belangrijke onbekende blijft de invloed van de PEI-concentratie en de tijd op het uiteindelijke resultaat. Hierin zal in paragraaf 5.1 worden ingegaan.

R951M/112329-25611

40

TNO-rapport

I


Berekeningen met het Model

5

Het model is nu geschikt voor parameterstudies. De nauwkeurigheid in de uitkomsten blijven discussieerbaar in algemene zin. In vergelijkende zin zal het gebruik niet toenemen. Om de invloed van procesparameters aan te geven zijn parameter variatieberekeningen uitgevoerd, waarna de consequenties voor de prestaties van het procesonderdeel hulpstofdosering worden aangegeven. Een voorbeeld van een door ASPEN PLUS uitgevoerde berekening vastgelegd in een standaardrapportageis in bijlage 3 weergegeven.

invloed van PEI-dosering

5.1

De hulpstofdosering gaat uit van een omgevingsconditie van 40 "C.In onderstaande tabel staan gevolgen van een andere PEI-dosering voor de verschillende betrokken componenten weergegeven.

Tabel 5

Voorspelde invloed van PEl-dosering op de hulpstoifendosering na berekening C met ASPEN model bij 40 '

WQ Vezel') Kalk Klei PEI Papier I)

1

720 145 145 0,Ol 991

w 299 119 119 0,04

1465

2 50

103 103 0,26 1746

w 18 1o1 1o1 0,72 1781

3

11 1O0 1O0 12 1790

Vezel is hier gedefinieerd ais de restfractie fines, in dit rapport ook wel beschreven als fractie 1 ; deeitjes c 75 pm.

Ais we bijvoorbeeld de invloed van de PEI-dosering op de restfractievezels geven is bijvoorbeeld duidelijk in figuur (4).

R95120/112329-25611

41

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindusm'e

Uitbreidingvan een ASPEN PLUS model

200 100 -

Figuur 4

Invloed van de PEl-dosering op de restfractie (fines c 75 p)bij 40 hulpstofdosering

"Cin de

Duidelijk komt naar voren dat de invloed van meer PEI nog maar geringe effecten heeft op de restfractie. Een ander belangrijk verband is natuurlijk de papierfractie zelf. in figuur 5 is de relatie met de PEI-dosering weergegeven.

2000

papier stroom (kg/h)

1O00

O

1

O

Figuur 5

R95120/112329-25611

1

1,s

2

2,5

3

Papiefiactie als functie van de PEl-dosering

42

TNO-rapport

Modelleren van papieren kamnindushie Uitbreiding van een ASPEN PL.US model

Uit dit figuur blijkt dat er in principe nog een hogere papierproduktie in dit procesonderdeel bereikt kan worden.

5.2

invloed van de temperatuur

Tabel 6

Voorspelde invioed van de temperatuur op de hulpstoffendosering naberekening met het ASPEN model bij 2 kg/h PEl-dosering

Vezel Kalk Klei PEI Papier

233 115 115 0,46

1539

112 107

107

033 1675

50 103 103 0,26 1746

21

8

1o1

1 O0 1 O0 0,21 1792

1 o1 022 1778

Volgens de voorspelling is de invloed van de temperatuur binnen het model relatief hoog. Dit is mede het gevolg van de keuze om dat de temperatuur exponent op 1 is gesteld. Deze is echter aanpasbaar. Er is in de indusme een trend (mondeling overleg met CPK) om de papierproduktie bij hogere temperaturen te laten plaatsvinden. Dit heeft relatief grote consequenties. De invloed van de temperatuur op de papierproduktie zelf lijkt niet bijzonder hoog. Vanuit de referentietemperatuur van 40 "C geeft 20 kelvin temperatuurverhoging maar 2,5% meer papierprodukhe. Bij een temperatuurverlaging van 20 K een 6% lagere produktie. Voor de restfractie daarentegen is de invloed zeer groot. In figuur 6 is deze relatie grafisch weergegeven.

R 9 5 1x)/112329-25611

43

TNO-rapport

Modelbren van papieren kartonindusme U i M i n g van een ASPEN PLUS model

I

vrije

300

VeZel

stroom

(kdh) 2oo

1O0

O

O

30

20

40

50

60

temperatuur (“C)

Figuur 6

Voorspelde invloed van de temperatuur op de vrge vezelstroom na 2 k m PEIdosering

De invloed daarentegen op de vrije fractie van de drie andere grondstoffen kalk, klei en PEI is veel geringer. In figuur 7 is duidelijk te zien dat vooral kaik- en Meistroom hierdoor weinig beïnvloedbaar is, terwijl de PEI-stroom afneemt bij hogere temperatuur. Een en ander is natuurlijk het gevolg van de gekozen modelparameters.

.6

kalk150 en kleistromen (Wh)

[ Y“ .5

t-i

100

PEI-

.

I

50

O O

20

30

40

50

60

temperatuur (‘C)

Figuur 7 Voorspelde invloed van de temperaturen op de vrue kalk-, klei- en PEl-stromen na 2 kSn, PEl-hulpstoffendosering

44

Modelleren van papieren kanonindusnie U i t b d i n g van een ASPEN PLUS model

6

Conclusies en aanbevelingen

Bij de papierproduktie in Nederland wordt voorai (> 90%) uitgegaan van oudpapier en ingekochte celstof. Uitgaande van deze grondstoffen worden vele soorten papier en karton gemaakt met behulp van hulpstoffen, water en energie. Dit rapport geeft inzicht in deze activiteiten via indeling in categorieën van min of meer gelijke procesvoering of gelijke produkten. Dit proces heeft geresulteerd in zes verschillende type produktieprocessen.

Ais aUe produktieprocessen worden ovenien kunnen een aantal typische procesonderdelen worden onderscheiden. De indeling van deze procesonderdelen is dusdanig gekozen dat later elk van de zes verschillende produktieprocessen met het verder te ontwikkelen ASPEN PLUS model kan worden ‘samengesteld’. Van deze procesonderdelen is uitgebreid de essentie weergegeven.

in deze haalbaarheidsstudie is een procesonderdeel, te weten ‘de hulpstofdosering’ uitgekozen om zijn belang voor ‘industrie’, voldoende beschikbare kennis en voldoende uitdaging voor ASPEN PLUS. Van het al eerder ontwikkelde ASPEN model is aangegeven binnen welke randvoorwaarden dit is aangepast.

In nauw overleg binnen het projectteam zijn alle voorkomende processtromen en samenstellingen bediscussieerd, waarna een onderverdeling in, zogenaamde fixdes (fractie is hier bedoeld als een typische indeling van chemicaiiëdstoffen gebruikt in de papieren kartonindustrie) heeft plaatsgevonden, daarnaast zijn een of meerdere karakteristieke gidsstoffen geselecteerd. Na het opstellen van een flowsheet binnen ASPEN PLUS is een zogenaamd ‘Invalsschema voor het model’ opgesteld en ingevuld. Duidelijk komt hier de invioed van de hulpstofdosering voor de vezelen finesfixdes voor een procesconditie naar voren. De invloed op AKD,zetmeel lignosuifaat is niet aangegeven. Bij het beschrijven van het model is zoveel mogelijk uitgegaan van wisch-chemische uitgangspunten. Hiermee is het mogelijk gebleken om voor alle gidsstoffen de invloed van de hulpstofdosering PEI en de temperatuur onder gegeven omstandigheden na te bootsen. Ook zijn voorspellende berekeningen uitgevoerd naar de invloed van PEI en temperatuur. Daar voor deze parameters geen gegevens zijn aangeleverd is een vaiidatie voor gebruik van het model aanbevolen. De uitkomsten en werkingsgebied van het ontwikkelde model binnen ASPEN PLUS zijn breed toepasbaar en efficiënt in de ASPEN omgeving bewerkbaar eníof aanpasbaar. Een nuttig gebruik van het ASPEN model lijkt pas mogelijk als de volgende fasen van de ontwikkeling worden doorlopen.

R95120/11232425611

45

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindusttie Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

Daar zo’n ontwikkeling een behoorlijke verdere inspanning, kennis en samenwerking vereist, lijkt een breed gedragen behoefte naar zo’n model een vereiste. Pareicipatie van (Europese)indusuie en inbedding in Europese research en technologie-ontwikkeling lijkt een essentiële randvoorwaarde. I

R95120/11Z329-25611

46

TNO-rapport

ModeUeren van papak- en kartonindustrie Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

7

Literatuur

Duurzame Indusmële Produktie: Modelleren van een papierfabriek. H.C.H.J. van Maanen. TNO-rapport 93-1 60 dossier: 112329-24072.

47

TNO-rapport


Verantwoording

8

Naam en adres van de opdrachtgever

RIZA Ir. H.Senhorst Postbus 17 8200AA Lelystad

Namen en functies van de medewerkers

R.Blaak

-

A. Hooimeijer

-

H.C.H.J. van Maanen

-

A.E. Jansen

papierdeskundige en toeleverancier van data en deeirapportage werkgroepieider bij het Centrum papier en karton deelprojectleider ASPEN PLUS deskundige en procestechnoloog algemeen projectleider

Namen van instellingen waaraan een deel van het onderzoek is uitbesteed

Voor de toegeieverde kennis ten aanzien van de papieren kartonindusme, inclusief keuze gidsstoffen, de input-data voor de modellering is uitgevoerd door TNO-KRI/ BC; Centrum voor Papier- en Karton

Datum waarop, of tijdsbestek waarin, het onderzoek heeft plaatsgehad

april 1994 tot en met oktober 1995

1

Onde

/

kening

Drs. A.E. Jansen onderzoekieider

R951n)/112329-25611

Ir. P.Verlaan divisiemanager Energie en Procestechnoiogie

48

Mode&ren van papieren kartonindusme Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

Bijlage 1

Europese oudpapier standaardsoorteniijst

i I

- ..

. -

. .

..

EUROPESE OUDPAPIER STANDAARDSOORTEN LIJST 1. INLEIDING

tussen koper en verkoper een zeker aandeei is overeengekomen.

Oe OrmiVikkeUng van de papieren kartonindusSrie, de oudpapier . emendeeisenaanendevemerking

1. Niet-papierdelen

van groridstafferi. vr8agtnoodzal<elijkemijs om n a u w e mnwerkngtussen kopers en verkoperr. in 8811 sfeer van openheid en goede trouw en voor een herziening van de Europese Oudpapier Standaardsoorten Lijst uitgebracht in

is al het vreemde mateMal in oudpapier dat tijdens de verwerking schade aan machines, of onderbrekingen van het produldieproas kanveroorzaken of de waarde van het eindprodukt kan verminderen. zoals:

1981. Het doel van deze lijst is een terminologie van Europese oudpapienoorien vast te stetien, door de samenstelling ervan en de uitgesiaenmaterialen te deítniëreil. De ñ j is niet bedoaidMalleOudpapiersoorten, die in de verschiliende markten ûestaante specdiceren,maaralleenomdiesoorten diegewoonlijkindeLMdenvandeEuropeseGemeenschap worden verhandeld teomsduijva De standaardsoocten zoak in deze l i j opgenomen, omvatten de gangbaresoortqdie door de verschillendeoudpapierhandeiaren worden aangeboden Oeze ttandaardsoorteniijj siuit het gebruik van nationale lijjen. definities van speciaie soorten of individuele overeenkomsten tussen koper en veiicoper niet uit.

2 ALGEMENE BEGINSUEN Oudpapier afkomstig van huisvuilscheidingsinstallalies is onbruikbaarvoordepapiapieraidusbi e. Oudpapier ingezameld door middel van nie!+ecompartimenteerde cominas, met alleen waardevol materiaal dat kan warden hergebruikt, moetspectaal ais zodanig worden gemerkt. Het mag niet worden gebruikt voor produlden en matdaiw van papier en karton die in direkt kon!& met Medingsmiddelen komen en die hebben te voldoen aan intemationaleof nationalegezondheidsvoorschriften.Het is evenmin toegestaan dd oudpapier niet gemerkt met ander oudpapier te mengen.

metaal bindtouw eglas 0 textiel 0

0

oho

zand en bouwstoffen

0

kunstsoffen zgn. 'synthetisch papier' alle huishoudelijk afval

0 0

2Voor de produktie schadelijk papier en karton zijn papier-en kartonsoorten. die zodanigzijn behandeld, dat ze onbruikbaar zijn als grondstof M o r de produktie van papier en karton of feitelijk schadelijk zijn of waanmn de aanwezigheid de hele oudpapienending onbruikbaar maakt. Voor de produktie schadelijk papier en karton omvat: 0

0

0

0 0

0

0

0

A. SOORENVEROEUNG Groep A: Ondersoorten ?roep 8: Middensoorten Sloep C: Betere soorten Groep O: Kraftafvallen B. VOCHTGEHALTE VAN OUDPAPIER

Zoals vastgelegd in de lijst van gebruiken in de Europese oudpapiefhandel(1988). lopen aanvaardbare vochtigheidspercentages uiteen per som en per regio en moeten separaat tussen koper en verkoper worden overeengekomen. C. NIET BRUIKBARE MATERIALEN

Pergament-. Pergamijn- of Greaseproofpapier Was-, geparafñneerd-, gebitumeerd-, en geölied papier of karton Karbonpapier Natsterk geïmpregneerd of gelijmd papier en karton Met kunststof. fiberglas, bitumenen metaatfolien, oppervlakte- of tussengelaagde papieren en kartons M e t kunststoflakkenoffoliën geproduceerdelak-, glacéen chromopapieren of -kanons Papier en karton met niet in water oplasbare lijmen behandeld Ponskaartenmet magneetbanden.

Indien voor bepaalde oudpapiersoorten een zeker percentage niet bruikbare materialen is toegestaan, geldt dit alleen voor materialen, die tijdens de produktie, de verwerking edof het gebruik van het papier worden toegevoegd en waarvan uitconering praktisch niet mogelijk is. zoals: 0 O

Nieten in tijdschriften en dozen Plakband bij golfkarton, enz.

Met uitzondering van soorten, waarvoor de toegestane hoeveelheid niet bruikbare materialen is omschreven, worden alle soorten vrij van deze materialengeleverd. Afwijkende voorwaarden moeten tussen koper en verkoper worden overeengekomen.

Omdat de toelaatbaametd van niet bruikbare matenaienvan landtot landver uiteenloopt, houdt de onderstaanderedaktie rekerungmet de omstandigheden in alle markten. Bij het produktieprocesniet bruikbare matenaien bestaan uiî tIiet-papier delen en voor de produktie schadelilk papier en karton, Oudpapier moet in pnnape vril van niet bruikbare rnatenalen worden geleverd. temil voor bepaalde soorten op basis van de huidige soortenlijst of indwduele overeenkomsten

CEPAC - 1990

21

EUROPESE OUDPAPIER STANDAARDSOORTEN UJST

-

Groep A ONDERSOORTEN

-

-

Groep B MIDDENSOORTEN

-

Nla gesorteerd gemengd papierafval Inklusisf riiet gesorteerd intamei-materiaal van huishoudenc. geen garwlie dal hm geen 9 0 stoffen bevat.

B 1 Gelezen kranten Gelezen kranten met minder áan 5% gekleurdeb i j e n of reklamepapier. Totaal aan niet inuikbare materialen: max. 1%.

A 1 Gemengd papier en karton (ongesorteerd) Een mengsel van verschillende papieren kattonsoorten ongeadadehoeveelheidkortvezeligmateriaal.TotM1aan niet bruikbare materialen: max. 1%.

B 2 Ongelezen kranten Onverkochte dagbladen op wit krantenpapier gedrukt, zonder gekleurde bijlagen, t o w j e s toegestaan

AO

-

A2

B 3 Afval van meerlaags karton met witte bovenlaag Aíval of afsnijdsels van nieuw meedaags karton met minstens één witte deklaag en grijze binnen- of achterlaag.

-

B 4 Meerkleurige rijfeis Ahral en afsnijdsels van drukwerk of tijdschmen ongeacht de hoeveelheid aan kleuren, houthoudend of gestreken papier.

A 3 Kartonnage-afval Ahral of afsnijdsel van nieuw grijs- of gemengd karton zonder strokarton, zonder golfkarton.

-

-

-

B 5 Illustraie rijfels Meerkleurig bedruktewitte afsnijdseisvan tijdschriften, bestaande hoofdzakelijk uit houthoudendpapier, met o f zonder lijmkoppen

-

8 6 Illustratie rijfels zonder lijmkoppen Meerkleurigbedruktewitte afsnijdseisvan tijdschriften. bestaande hoofdzakelijk uit houthoudendpapier, zonder lijmkoppen.

A 4 Oudpapier van supermarkten / warenhuuen qebruikte papieren kartonverpakkingen,bestaandevoor tiimaai ïO% uit golfkarton, de rest uit massiefkarton en pakpapier. Totaal aan niet bruikbare materialen: max. 1%. A 5 GoUkartonafval Gebruikte doren en vellen a f afsnydsek van golfkarton. Totaal aan niet bruikbare materialen: ma% 1%.

-

A 6 Nleuw golfkartonafval Afval van nieuw gokanon zonder enig ander papier en eng spoor van niet bruikbaar materiaai; het is samengeperst of in stukij gesneden en gegarandeerd vrij van kornakt met enig ander produkt.

-

A 7 Ongelezen brochures en tijdschriften Onverkochtebrochuresen tijdschriften met en zonder lijmruggen, touwtjes toegestaan.

- Ongelezen brochures en tijdschrtften zonder

Iijmrug Een mengsel van onverkochte brochures en tijdschriften zonder l ï j g e n , touwtjes toegestaan A9

-

- Gemengd papier en karton (gesorteerd)

Een mengsel van verschillende papieren kartonsoorten, dat minderdan40# kranten en tijdschriften bevat. Tataal aan niet bruikbare materialen: max. 1%.

A8

-

- Kranten en tijdschriften, gemengd

-In mengsel van kranten en tijdschriften, minstens 50% ..anten, met en zonder lijmruggen, touwtjes toegestaan.

- Kranten

en tljdschrtften, gemengd, zonder kleefrug Een mengsel van kranten en tijdschriften, minstens 60% kranten, zonder lijmruggen. touwtjes toegestaan.

A 10

-

-

B 7 Kleurschrijf of archieípapier Correspondentie op druk- of schnjpapier, bedrukt of onbedrukt, meerkleurig, zander harde kaften, zonder karbonpapier. Totaal aan niet bruikbare matedaien: max. 1%.

- Boeken zonder kaft, houtvrij Boekenzonder harde kaften, van wit houtvrij papier, uitsiuitend zwart bedrukt Max 1OX gectreken papier toegestaan. Totaal aan niet bruikbare materialen: max. 1%. B8

-

B 9 Boekdruk Houhmje misdrukken van boeken, zwart en wit bedrukt.

B 10 - Multidruk Witte of gekleurde, gestreken of ongestrekentijdschriften en brochures, zonder onbuigzame omshgen. ruggen, vernis, niet oplosbare inkten en lijmen. papier voor posters, labels of afsnijdsels van labels. Kan maar bedrukte circulaires en gekleurde afsnijdseis bevatten. Bevat minder dan 10% houthoudend materiaal.

-

8 11 Wit zelfdoorschrijvendpapier Wil zeifdoorschrijjend papier.

j/L fi

B 12 - Gekleurd zeifdoorschrlivend papier

Brochures, tijdschrriten, kataiogi. drukwerk, kranten en telefoonboeken,met of zonder nietjes, gemengd, gelezenof gebruikt, zonder boeken met harde kaften. Totaal aan niet bruikbare materialen: max 1%.

Gekleurd zelfdoorschrijvend papier.

. .

.I'

' ,. //(<

A 11 Brochures en tijdschriften gemengd

22

.

i

/

E 13 - Polyethyleen gestreken karton M e t polyethyleen gestreken karton van fabrikanten van karton voor drankenverpakkingen.

CEPAC - 1990

I

EUROPESE OUDPAPIER STANDAARDSOORTEN UJST

-

Groep C BETERE Soo#Tuil

-

C 1 Lichtgekleurde gcmcngde drukkeri)-iijfeis Gemengde#agakleudeafSIij&ekWddnik-~schriifpapier. M i 50% houtwij. Tataal aan niet erumare materialen: ma% 1%.

-

C 15 -Wit houtvrij gestreken papier Rijfeis en vellen wit gesîrekem houiwij papier. onbedrukt.

-

C 16 Houthoud«rdWmC rijfdr Rijfeis en vellen houthoudend wit Paper, onbedrukt,zonder ilustratieen kranteripaPer. Msr 20% gestreken papier toegestaan.

Uchtgekkurde drukkerïj-rijfeis, houtvrij GemengdeLictit gekleurde aísnijjts van druk- en schrijfpapier. Minsierts 90% hocbvrij. Tdaal aan niet bruikbare materialen: ma% 1%.

C 17 -Witte rijfeis gemengd Rijfelsen vellen wit papier. onûedrukt. zonder illustratie- en krantenpapier, met een min. val 6û% houtvrij papier. max. 10% gestreken papier toegestaan.

Gekieurde ponskaarten Gekleurde en bednikte ponsicaarten. horitvrij.

C 18 Houtvrij witte rijfels Rijfeis en vellen wit papier. onbedrukt, houtvrij. met een max. van 5% gestreken papieitoegestaan.

C2

C3

-

c4Oe oude souten C3 en C4 zijn gekombineerd tot de Neuwe soort U.De oorspronkelijke nummering van de soorien C5 tot en met C19 is ten behoeve van de kominuiteitgehandhaafd.

-

C 19 Wtte flfels, houtvrij en ongestreken Rijfeis en veilen wit papier, onbedrukt. houfvrij, zonder gestreken papier.

-

C 5 Chamois gekleurde ponskaarten 9edniMe dramOu (nahrurMeurige) hordvrije poriskaarien. ,net max. 1% gekleurde tabkaarten; bij levering in de oocspronkelijke verpakking op N e t s max. 5% gekleurde tab-

kanen C6

- WikChtijf gWMgd

Geso~teerdwiî druk- en schrijfpapier, aíkomstig van kantoomrchikvm bevattendminstens 60% houivrij papier per baal, zonder karbonpapie . r. niet in water oplosbare lijmen 8n kasboeken Kan 3% gekleurd ze-pier bevatten T i aan niet bruikbare materialen: max. 1%.

-

C 7 WltScMjf, h w Gesorteerdwitschnjfpaptervan kantoorarchieven,zonder karbonpapier.niet inwater oplosbarelijmenen kasboeken Kan max. 3% gekleurd zeltdoorschnifpapierbevatten Totaai aan niet bruikbare materialen: ma% l%.

-

Witte, houivrije kettingformulieren Houtvrije waie kettingfomiulieren, man 3% gekleurd zeüdoorsdirqfpapie .* . rtoegestaan.

C8

-

Witte, hoidvrije, niet gekleurde kettingformulieren Houtvrije witte kettmgfamnilieren, zonder gekleurd zelfdOOrsCtiflj~r.

-

C 10 Wit bedrukî meerlaags karton Afsnijâsels van nieuw wit duplex- en meerlaags karton zonder grijze laag. licht bedrukt.

-

Wit onbedrukt meedaags karton Afsnijjels van nieuw wit duplex- en meerlaags karton zonder grijje laag, onbedrukt.

C 11

C 12 -Wit kranten rotaiepapier

Rijfels en vellen wit krantenpapier,onbedrukt, zonder illustratiepapier.

-

C 13 WR illustratie rotatiepapier Rijfeis en vellen wit onbedrukt illustratie rotatiepapier, zon-

der kranten matiepapier.

-

Wit houthoudend gestreken papier Ripels en ve!len wit gestreken houthoudend papier, ontxdrukt.

C 14

CEPAC - 1990

-

Groep D KRAFTAFVALLEN

-

D O Bruin golfkarton Dozen. vellen en afsnijdsels van golfkarton. met deklagen van kraft- of testliner. Totaal aaìì niet bruikbare materialen: max. 1%.

-

D 1 Kraít goifkarton II Dozen. vellen en afsnijdsels van golfkarton met deklagen van kraft- of testtiner. maar m a minstem één deklaag van kraftliner. Totaai aan niet bruikbare materialen: max. 1%.

-

D 2 Kraít goifkarton I Dozen. vellen en afsnijdsels van golfkarton mei deklagen alleenvan kraítliner. waarvan de golf bestaat uit chemische of halfchemische papiemof. Totaal aan niet bruikbare materialen: max. 1%.

-

Gebruikte kraftzakken Gebruikte, niet gereinigde krañpapierzakken. die bijvoorbeeld bouw- of meststoffen bevat hebben, met uitzondering van materiaaldat afgeeft ofeen sterke reuk verspreidt. Totaal aan niet bruikbare matenalen: max. 1%.

O3

-

Gebruikte schone kraftzakken Gebruikte schone kraakken. die vanwege het vorige gebruik geen reiniging behoeven te ondergaan Of mechanisch gereinigde, gebruikte kmftzakken. met uuondering van zakken die een sterke reuk verspreiden. Totaal aan niel bruikbare materialen: max. 1%.

O4

-

Gebruikt kraítpapier Gebruikt, Ongebleekt of gebleekt kraftpapier en -kanon. Totaal aan niet bruikbare materialen: max. 1%.

D5

- Nieuw kraftpapier Afsnijdsels en afval van nieuw ongebleekt kraftpapier en -kaRon.

O6

23

TNO-rapport I

ModeElem van papieren kartonindustrie Uitbreiding van een ASPEN PLUS model

Bijlage 2

Schematische presentatie van 6 te onderscheiden generieke produktieprocessen

Figuur 1 ‘Houwrij’ papierproduktie Figuur 2 Papierproduktiemet coating Figuur 3 (MassieQkartonproduktie Figuur 4 Produktie vouwkarton en golfkartonpapier Figuur 5 Papierproduktie met ontinkting Figuur 6 Geïntegreerde pulp-papierproduktie

In de hiemavolgende tabel wordt het belang van elk produktieproces voor Nederland verder aangegeven.

TNO-rapport

Modelleren van papieren kartonindusme Uitbreiding van een ASPEN PLUS model - Concept-rapport-

R95120/112329-25611

bijlage 2-2

bg

-l a

h

C

gs

L 1 I

o

v)

L

al

=s

a h al

o

r= -------

I

1 I I I I

I

I I I I I I I

8

P 7 8

na

4

C

$8 h

8 h

v1

c;

L

o

V

a

. I

4

U

4 L

a

5 .- 8 U

h

C L

E0 8

2% Q)

a U I

Ea

I I

*.

x o

I

I

v) U

8

8 c,

a O I

8 .-P (P

P Ip

8

E O

I-

e

c

f

OD

c

.-2

9 ----------1

go0

Pa .....__-.

.........

Q

Q

3

c a u

O c

U

à

2

o)

I

v)

I I I

I I I

I

I I I I I I I

k es -

I I I I I I I

2 -

= o

E

E u

O O O

\

v)

E rn

In I

r

..

I

I

O O

rn

oal

f

Q

._ - o.. 8 e P

U

o)

,----

+

-2

.---

QQ .o8

I

t;;p CI

8

C

i$

cn

a

m

n

h

c;

o r

V

r

I I

I

I I c

4 I

I

I 1

I L-

I

P ra

,;Ii

I ------------- 1

'

__ , O O

m

TNO Milieu, Energie en Procesinnovatie

Recommend Documents