Haihduttamon strippauskolonnin säätötekniikan kehittäminen

Abstract

Metsä Fibren Äänekosken biotuotetehtaan haihduttamon strippauskolonni haluttiin automatisoida optimaalisemman likaislauhteen puhdistamisen saavuttamiseksi. Strippausmenetelmällä puhdistettua lauhdetta voidaan hyödyntää tehtaan prosesseissa uudelleen, mikä on erityisen tärkeää selluteollisuudessa, jossa vedenkäyttö on aina ollut runsasta. Kaikki säästetty vesi parantaa tehtaan resurssi- ja kustannustehokkuutta ja täten työ myös edesauttaa YK:n Agenda2030 -hankkeen toteutumista kohtien 6 ja 9 osalta, jotka liittyvät vedenkäyttöön ja resurssitehokkuuteen. Opinnäytetyön tavoitteena oli muokata strippauskolonnin suhde- ja virtaussäätöön liittyviä säätöpiirejä niin, että kolonnin säätimet pystyvät tarpeen mukaan säätämään lisää höyryä kolonniin tai ohjaamaan ylimääräistä höyryä siitä pois venttiilien avulla. Säätötekniikan kehittämisellä haluttiin päästä haluttuun syötetyn höyryn ja likaislauhteen suhteeseen kolonnissa, jolloin syötetty lauhde puhdistuu ihanteellisesti. Kehittämistutkimus aloitettiin testaamalla tuorehöyryn syöttämisen vaikutusta strippauskolonnin toimintaan ja erityisesti höyryn ja likaislauhteen suhteen arvoon. Testien perusteella kolonnin toimilaitteille (höyryventtiileille) määritettiin tarvittavat ohjaukset, joilla suhteen asetusarvo saavutettaisiin. Kehittäminen jatkui päivitettyjen säätöpiirien lataamisella ohjausjärjestelmään ja täten osaksi oikeaa prosessia. Strippausprosessin ajo automaattiohjauksella havainnollisti sen vaikutusta ympäröivään prosessiin sekä päinvastoin. Näiden vaikutusten perusteella säätöpiirien muutoksia tehtiin useampaan kertaan. Stripatun lauhteen puhtautta mitattiin sekä johtokykymittauksen että laboratoriossa analysoitujen näytteiden tuloksilla ja niitä verrattiin aikaisempiin mittaustuloksiin. Työn tuloksena strippauskolonnin säätötekniikka saatiin kehitettyä niin, että automaattiohjauksella kolonni pyrkii saavuttamaan suhdesäätimen asetusarvon säätämällä höyrynsyöttöä. Muutosten myötä kolonnissa puhdistettu stripattu lauhde on keskimäärin puhtaampaa kuin ennen. Näin ollen suurempi määrä likaislauhdetta voidaan käyttää uudelleen sekundäärilauhteena. Opinnäytetyön tavoitteet saavutettiin halutulla tavalla ja halutussa aikataulussa. Työn kokonaishyödyt ja -vaikutukset nähdään kuitenkin pidemmällä aikavälillä, kuten myös strippausprosessin optimoinnin tarpeellisuus.