Hiokkeen yhdistelmävalkaisun optimointi

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehtiin toimeksiantona Stora Enson Anjalan paperitehtaan painehiomolla. Työn tavoitteena oli optimoida H3-linjalla hiokkeen yhdistelmävalkaisun apukemikaalina käytettävän lipeän määrä ja näin vähentää kemikaalikustannuksia. Jälkilipeää käytetään peroksidivalkaistun hiokkeen pH:n nostamiseen ennen hapotusta.

Kirjallisuusosassa käsitellään paperin valmistuksessa käytettävän mekaanisen massan ominaisuuksia, painehiokkeen valmistusprosessia ja mekaanisen massan valkaisumenetelmiä. Pääpaino teoriaosassa on peroksidi- ja ditioniittivalkaisun valkaisureaktioissa, valkaisun olosuhteissa ja peroksidi-ditioniitti-yhdistelmävalkaisun toiminnassa.

Anjalan paperitehtaan Paperikone 3:lle painehioketta valmistavalla H3-osahiomolinjalla käytetään peroksidivalkaisun jälkeen natriumhydroksidia ns. jälkilipeänä massan pH:n nostamiseksi. Massan pH:ta on nostettava, jotta siihen voidaan annostella hapotuksessa tarpeeksi rikkidioksidivettä jäännösperoksidin tuhoamiseksi ennen ditioniittivaihetta. Kyseinen ratkaisu on käytössä sen vuoksi, koska valkaisutornin jälkeen ei ole käytössä pesupuristinta ja tornin jälkeinen jäännösperoksidimäärä on korkea. Massan pH ei saa laskea hapotuksessa liian alas, sillä se haittaisi PK3:n neutraalia prosessia.

Työn tarkoituksena oli määrittää valkaisun lopputuloksen kannalta optimaalisin jälkilipeäannos. Lisäksi työssä tutkittiin H3-linjan valkaisun ongelmakohtia. Suurimpana ongelmana H3-linjalla on valkaisutorni, joka ei ole täysin optimaalinen korkeassa sakeudessa suoritettavaan mekaanisen massan valkaisuun. Tämän vuoksi valkaisun olosuhteita on hankala hallita.

Työ suoritettiin tekemällä tietyn valkaisureseptin aikana koeajoja eri suuruisilla jälkilipeäannoksilla ja tekemällä eri pisteistä otetuista massanäytteistä laboratoriossa jäännösperoksidi-, vaaleus- ja pH-määritykset. Lisäksi massan pH:ta ja vaaleutta tarkkailtiin online-mittausten avulla. Saatujen tulosten perusteella valittiin sopivin lipeäannos jatkossa käytettäväksi. Työn lopputuloksena valkaisutornin jälkeen lisättävä lipeäannos käytetyllä valkaisureseptillä puolitettiin.

The object of this thesis was to optimize the amount of sodium hydroxide which is used as an additive chemical in the two-stage bleaching of mechanical pulp. The purpose of decreasing the use of sodium hydroxide was to reduce the chemical expenses of the mill. The additive sodium hydroxide is used for increasing the pulp pH before acidification.

The literature part of this thesis is about properties of mechanical pulp in papermaking, PGW-process and the bleaching of mechanical pulp. The main issues of the literature part are peroxide-, dithionite-, and two-stage bleaching and the bleaching circumstances.

H3-line of the PGW- plant produces mechanical pulp for Paper machine 3. The pulp is bleached in two-stage process, where the pulp is first bleached with hydrogen peroxide and later on with sodium dithionite. The residual peroxide of the pulp is too high after the peroxide bleaching, but the pH is lower than in a regular HC-peroxide bleaching process. H3-line does not have a washing stage after the peroxide bleaching tower. Therefore the pH must be raised to higher level with sodium hydroxide before the acidification. The re-sidual peroxide must be destroyed before the dithionite bleaching. The process of PM3 operates in neutral conditions, so the pulp pH must be at a neutral level after the bleaching.

The methods to obtain the optimal amount of sodium hydroxide were testing different amounts of sodium hydroxide after peroxide bleaching stage during production. Pulp samples of the trial runs were tested in paper chemical laboratory for the pulp brightness, pH and residual peroxide. As a result of the trial runs and tests, the use of sodium hydroxide after peroxide bleaching was reduced by 50% with the particular peroxide dose.