Binnen de chemische sector heeft de grootschalige-chemiesector zich het doel gesteld om de CO2-equivalente emissies in 2030 te reduceren met 50% ten opzicht van het referentiejaar 2005: een totale energiebesparing van 105 PJ of 7,7 miljoen ton CO2.
Het innovatiecontract “Energiebesparing in de industrie” heeft proces- en systeemanalyse en -ontwerp geïdentificeerd als belangrijke thema’s. Op deze wijze kan de chemische sector tot grote energiebesparingen te komen. Van de Bor et al. (2015) geven een overzicht van de potentiële energiebesparingen bij het opwaarderen van restwarmtestromen. Warmtepompen – zoals compressie-resorptiewarmtepompen (CRWP) – kunnen worden gebruikt om afvalwarmtestromen te opwaarderen naar processtromen die bruikbaar zijn voor verwarmings- en koelingsdoeleinden. Op deze manier kan de rest van de beschikbare warmte in deze restwarmtestromen worden hergebruikt in scheidingsprocessen.
Waste Heat Streams with Wet Compression
Waterstromen met afvalwarmte met temperaturen in het bereik van 45-60 °C kunnen deels worden afgekoeld tot 5 °C en deels worden verwarmd tot 90-130 °C. Deze stromen met hogere exergie kunnen worden gebruikt in scheidingsprocessen die moeten worden gekoeld en verwarmd. Als alleen de hogere thermische energie wordt gebruikt voor verwarmingsdoeleinden, kan 22-44 PJ worden omgezet in 25-59 PJ proceswarmte afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden van de cyclus (COP van 4 tot 7) en de beschikbaarheid van thermische laag-temperatuur energie. Dit komt overeen met 20-35 PJ energiebesparingen per jaar. Bovendien, wanneer sommige installaties ook een koelbehoefte hebben, kunnen de potentiële energiebesparingen aanzienlijk groter zijn. In hetzelfde artikel illustreren de auteurs dat het mogelijk is om afvalwarmtestromen te upgraden naar respectievelijk 110 °C of 150 °C met COP’s van 4,9 en 3,2 . Dit wanneer compressie-resorptiewarmtepompen met natte compressie zouden worden toegepast.
Helaas zijn natte compressie-resorptiewarmtepompen (CRWP) nog niet commercieel beschikbaar. Beperking is de niet-beschikbaarheid van compressoren die kunnen werken onder de omstandigheden die nodig zijn om deze cycli te laten werken. Het doel van dit project COMPRESORP was het analyseren, ontwikkelen en experimenteel testen van een prototype-compressor die kan werken onder de omstandigheden van deze cycli.
Er is een compressorprototype ontwikkeld en experimenteel getest dat geschikt is voor de bedrijfsomstandigheden van compressie-resorptiewarmtepompcycli voor warmteterugwinning.