Development of a Strategy for Energy Efficiency Improvement in a Kraft Process Based on Systems Interactions Analysis

L'objectif de ce projet de recherche est de développer, valider et appliquer une méthodologie unifiée qui considère les interactions des systèmes qui affectent la performance énergétique du procédé Kraft et permet d'en améliorer l'efficacité. Le développement d'une stratégie d'implantation des mesures d'économie d'énergie est le résultat final. L'usine qui fait l'objet de cette étude et située dans l'est du Canada et produit environ 700 adt/d de pâte kraft blanchie. L'industrie des pâtes et papiers est une des principales industries canadiennes ainsi qu'un des plus gros consommateurs d'eau et de d'énergie du secteur industriel. La hausse des coûts énergétiques et les réglementations environnementales ont amené l'industrie à réorienter ses efforts pour développer des programmes de conservation d'eau et d'énergie. Ces deux éléments sont généralement analysés séparément, cependant ils sont fortement interdépendants. Par conséquent, une méthodologie qui considère l'eau, l'énergie ainsi que la production et l'utilisation d'utilitaires est nécessaire. La méthodologie développée comprend quatre étapes successives. La première est la définition et la caractérisation du procédé, car la mise à disposition d'un modèle de simulation fiable et représentatif est essentielle à l'optimisation énergétique. Une procédure qui inclut quatre volets est proposée: la collecte de données, la construction du diagramme de procédé, l'analyse des systèmes utilitaires, et le développement de la simulation. Les systèmes d'eau et d'énergie sont les axes principaux de la simulation. La deuxième étape de la méthodologie est l'évaluation de l'efficacité énergétique actuelle. Le but est d'identifier les inefficacités du procédé et d'établir des directives pour le développent des mesures d'amélioration. L'efficacité du procédé est évaluée par comparaison avec la pratique industrielle et l'application de nouveaux indicateurs énergétiques et éxergétiques. Les besoins minimums d'énergie et d'eau du procédé sont aussi déterminés lors de cette étape. La troisième étape, qui comprend la définition des mesures d'économie d'énergie techniquement faisables, est le noyau de la méthodologie. Plusieurs techniques sont appliquées dans une procédure itérative pour mettre en évidence les synergies existantes. L'objectif est d'améliorer le procédé en maximisant les économies d'énergie et en minimisant l'investissement requis. La quatrième étape est l'implantation de la stratégie.