Retrofit of absorption heat pumps into manufacturing processes: Implementation guidelines

Abstract

Integration of absorption heat pumps (AHP) in industrial processes has not yet been fully exploited due to the lack of clear implementation guidelines for this technology. In this work, a systematic methodology for the integration of AHPs in a process has been developed and is presented. Guidelines are formulated for the proper selection of heat sources and sinks that will maximise the benefit derived from heat pumping while respecting process constraints and operating requirements of the AHP. The principles of AHP operation and its efficient process integration are thus described. The methodology relies on data extracted from a Pinch Analysis of the plant. The advantages and outputs of the methodology are illustrated using an AHP implementation in a Kraft pulping process. Two realistic implementation options are presented along with their detailed design and preliminary economic evaluation.

L'intégration de pompes à chaleur à absorption (PCA) dans les procédés industriels n'a pas encore été exploitée pleinement en raison du manque de lignes directrices de mise en œuvre claires pour cette technologie. Dans ce travail, une méthodologie systématique pour l'intégration de PCA dans un procédé a été créée et est présentée. Des lignes directrices sont formulées pour choisir adéquatement les sources de chaleur et puits qui maximiseront l'avantage dérivé des pompes à chaleur tout en respectant les contraintes des procédés et les exigences relatives au fonctionnement des PCA. Les principes du fonctionnement des PCA et leur intégration efficace dans les procédés sont par conséquent décrits. La méthodologie repose sur les données extraites d'une analyse Pinch de l'usine. Les avantages et résultats de la méthodologie sont illustrés à l'aide d'une mise en œuvre des PCA dans un procédé kraft. Deux options de mise en œuvre réalistes sont présentées avec leur conception détaillée et évaluation économique préliminaire.