Suihkujauhatuksen optimointi

Abstract

Huntsman Pigments Pori tuottaa titaanidioksidia eri teollisuuskohteille käytettäväksi. Tehdas valmistaa titaanidioksidia käyttämällä sulfaattiprosessia. Tehtaan kapasiteetti on 130 000 tonnia titaanidioksidia vuodessa. Tehtaalla on noin 500 työntekijää.

Tuotettua titaanidioksidia jauhetaan loppuvaiheessa suihkumyllyillä, joihin Huntsman on kehittänyt jauhatuskammion paineensäätöön menetelmän, jolla agglomeraatit saadaan entistä tehokkaammin ja tasaisemmin erotettua toisistaan. Tällä ohjaustavalla saadaan myös merkittäviä höyrynkäyttöön liittyviä säästöjä.

Ohjaustapamuutoksessa siirrytään seuraamaan jauhatuskammion sisäistä painetta ja pitämällä se vakiona säätämällä jauhatushöyryn määrää automaattiventtiilillä, kun ennen säädettiin syöttö- ja jauhatushöyryä päähöyryventtiilillä, joka pyrki pitämään höyrymäärän oikeana asetetun höyry-pigmentti-suhteen avulla.

Tässä työssä testattiin ohjausmuutoksen toimivuutta.

Suihkujauhatuksesta otetaan näytteitä vähintään kolmesti päivässä ja niistä analysoidaan mm. kiilto, dispergoituvuus ja peittokyky. Tässä työssä tärkein määriteltävä analyysisuure oli kiilto, jonka mittaamisessa laboratorio käyttää SFM-menetelmällä saatavaa laskennallista kiiltoa, eli ns. GLOSScalcia.

Koeajoja suoritettiin kahdella eri tuotteella. Koeajot aloitettiin molemmille tuotteille ensin suorittamalla esikoeajo, jossa selvitettiin sopiva höyry-pigmentti-suhde, millä lähdettiin suorittamaan pidemmän ajan koeajoja. Koeajojen tuloksia seurattiin vertaamalla koesuihkumyllyn ja vertailu suihkumyllyn GLOSScalc:ien välistä eroa.

Saaduista tuloksista huomattiin, että ohjaustapamuutoksella voidaan laskea höyry-pigmentti-suhdetta jopa 0,5 arvoa alaspäin ja täten säästää höyryä noin 390 kg/h, eli rahallisesti yli miljoona euroa vuodessa.

Kuitenkin suihkujauhatuslinjojen erojen ja eri tuotteiden vuoksi tulos ei ole lopullinen ja koeajoja tulee jatkaa jokaisella linjalla ja tuotteella, jotta todelliset hyödyt voidaan laskea.

Huntsman Pigments Pori produces titaniumdioxide for different industrial uses. Titanium dioxide pigment is produced by using sulphate process. Capacity of the factory is 130 000 tons TiO2-pigment per year. Factory has 500 employees.

Produced titaniumdioxide is milled at the end of the process by using jet mills, where Huntsman has developed milling chamber pressure control, which allows more efficient and more even crushing for agglomerats. This pressure control also saves sig-nificantly steam that is used in jet mills.

In this control type it is moved to follow grinding chamber pressure and to keep it in constant state by controlling grinding steam amount with automatic valve instead of controlling feed and grinding steam with main steam valve to keep steam flow right by adjusting steam-pigment-ratio.

This thesis work was focusing on testing the reliability of control change works.

Atleast three samples from jet mills were taken every day. Gloss, dispergation and covering ability were analyzed from these samples. In this work the most important analysis was gloss in which analyzing laboratory used GLOSScalc, which is calculated from SFM-application.

Trial runs were done for two different products. Trial runs started for each product first by making pre test drives from where it was tried to find out, which was good steam-pigment-relation to start longer test drives. Results of the test drives was followed by measuring GLOSScalc difference between test jet mill and regular jet mill.

From the results it was calculated that the control change allowed us to lower steam-pigment-ratio by 0,5 scales downward and to save steam 390 kg/h which is over mil-lion euros per year.

However, there are different kinds of jet milling lines in the factory and different products, so the results are not final and the test drives must be done for every line and product so the real results can be calculated.