La recuperación de calor, tecnología clave para la crisis energética

Recuperar el calor secundario puede suponer enormes ahorros para la industria de la pulpa de celulosa y el papel, algo que el grupo finlandés UPM-Kymmene sabe por experiencia propia.

Fabricar papel exige enormes cantidades de energía debido a los procesos de calentamiento y refrigeración que requiere. La empresa finlandesa UPM-Kymmene, el mayor grupo industrial forestal de Europa y uno de los principales fabricantes de papel del mundo, ha mejorado el equilibrio entre los procesos de calentamiento y refrigeración, lo que le ha permitido acumular un excedente de energía.

Recuperar el calor del agua caliente sale más rentable si las fábricas de pulpa de celulosa papel forman un conjunto integrado, como ha hecho Kaukas, una fábrica de pulpa de celulosa que, al recuperar calor, ha conseguido ahorrar vapor para emplearlo en la fabricación de papel.

La integración de los procesos es clave para refrigerar el agua caliente de los procesos de las fábricas de pulpa de celulosa sin necesidad de torres de condensación, lo que ahorra energía y mejora la economía energética.

La fábrica de pulpa de celulosa de Kaukas es una de las instalaciones de UPM-Kymmene, cuenta con dos fábricas de papel y una fábrica de pulpa de celulosa y se encuentra cerca de la ciudad finlandesa de Lappeenranta, próxima a la frontera rusa. Entre todas las fábricas de Kaukas producen anualmente 590.000 toneladas de papel estucado ligero y 720.000 toneladas de pulpa al sulfato blanqueada.

Autosuficiencia energética

UPM-Kymmene lleva 10 años trabajando por conseguir la autosuficiencia energética. A finales de los años 90, la fábrica de pulpa de celulosa de Kaukas fue sometida a una gran ampliación y modernización que la hizo autosuficiente desde el punto de vista energético, objetivo que se consiguió recuperando el calor secundario de los procesos de refrigeración para reutilizarlo en otras secciones de la planta. Asko Paakki, director de operaciones de la fábrica de pulpa de celulosa de Kaukas, calcula que entre el 10 y el 20 por ciento de la energía recuperada se utiliza en otras secciones de la fábrica, "el excedente de energía se vende, normalmente en forma de vapor de proceso, a las fábricas de papel y, sobre todo, a los aserraderos.

El reciclaje de la energía requiere una compleja planificación y un enfoque holístico

Este tipo de reciclaje requiere planificar las necesidades de refrigeración y las posibilidades de recuperación en toda la planta, algo complejo que debe abordarse de forma holística.

Se trata de conseguir un equilibrio

El calor secundario, que es el calor transferido desde las fuentes de calor primarias a los flujos de proceso, se recupera en las aguas de refrigeración y condensación mediante un sistema de intercambiadores de calor, y se recicla en la planta. Más de 100 intercambiadores de calor transfieren el calor residual de donde no se necesita a donde sí se necesita, creando un equilibrio energético en la fábrica que ahorra a Kaukas millones de euros en energía cada año.

Tendencia en el sector

La tendencia en la industria de la pulpa y el papel es apostar por procesos que funcionen sin efluentes para reducir el volumen de aguas residuales y mejorar la eficiencia. Como explica Pekka Svinhufvud, director de economía energética de la fábrica de pulpa de celulosa de Kaukas de UPM-Kymmene, esto significa que las temperaturas de las aguas residuales son más altas y requieren más refrigeración.

Svinhufvud afirma que las posibilidades de ahorro energético cuando se integran los procesos son específicas de cada planta "dependen del concepto del proceso, de la disposición de la fábrica y del equilibrio agua-energía de la planta. Paakki explica que el efluente del proceso debe enfriarse desde 70 a 80 grados Celsius (158 a 178 grados Fahrenheit) a menos de 40° C (104° F) antes de pasar a la planta de tratamiento biológico de efluentes porque los microorganismos no sobreviven a temperaturas tan altas. En Kaukas, este calor se recupera utilizando agua en un intercambiador de calor, una alternativa a las torres de refrigeración utilizadas en muchas fábricas de pulpa y papel, en las que el calor simplemente se libera a la atmósfera.

En una fábrica de pulpa de celulosa, el mayor potencial de recuperación de calor lo tienen el agua de refrigeración de la planta de evaporación, el líquido filtrado de la planta de blanqueo, el agua caliente de la refrigeración y el agua tibia del lavador de gases

"Al principio de nuestra colaboración, probamos con un par de intercambiadores de calor Alfa Laval y tras dos años de buenos resultados, hemos comprado varios más. Siempre estamos buscando formas de recuperar mejor el calor, por eso hemos renovado nuestro proceso de fabricación y ahora estamos considerando una zona de intercambio de filtrados", afirma Asko Paakki, director de operaciones de la fábrica de pulpa de celulosa de Kaukas

Intercambiadores de calor, clave para recuperar calor

En la fábrica de Kaukas de UPM-Kymmene, en Finlandia, se ha instalado un sistema de recuperación de calor completamente nuevo con intercambiadores de calor de placas WideGap de nuevo diseño para obtener temperaturas más elevadas, lo que permite recuperar residual. Alfa Laval ha sido el tecnólogo principal. Alfa Laval también ha modificado el diseño de 13 intercambiadores de calor en espiral para mejorar su eficiencia.