Valkaisukemikaalien optimointi

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Metsä Fibre Rauman tehtaalle syksyllä 2014. Työn tavoitteena oli saada vähennettyä valkaisussa käytettävien kemikaalien aiheuttamia kustannuksia ja estää massan ylivaalenemista.

Työn teoriaosuudessa käydään läpi puun rakennetta, sellun valmistusprosessia ja valkaisun eri vaiheita sekä niissä käytettävien kemikaalien vaikutusta selluun valkaisuprosessissa.

Valkaisu aiheuttaa sellun valmistuksessa suurimmat kemikaalikustannukset, koska valkaisukemikaalit ovat huomattavasti kalliimpia kuin kemikaalit mitä keittoprosessissa ja happidelignifioinnissa käytetään. Valkaisu on myös sellutehtaan suurin jätevesikuormittaja ja kemikaalien yliannostelu aiheuttaa vielä lisäkuormitusta jätevesien käsittelyssä.

Valkaisukemikaalien optimoiminen aloitettiin tehtaan vuosihuoltoseisokin jälkeen. Optimoinnin aikana muutettiin vaiheiden kemikaaliannosmääriä, kemikaalien maksimi- ja minimiannoksia sekä vaiheiden vaaleustavoitteita. Tutkittiin myös millainen vaikutus valkaisuun tulevan kappa-luvun nostamisella on kemikaalikulutukseen. Optimointi jakson aikana selvitettiin myös alkuvalkaisun pesureiden pesutehokkuuksia ja massan saostamiskykyä näytteiden avulla. Pesureiden pesutehokkuus vaikuttaa oleellisesti valkaisun kemikaalikulutukseen.

Opinnäytetyössä tehdyillä muutoksilla ja tehtaan vuosihuoltoseisokissa suoritetuilla pesureiden pesuilla saatiin vähennettyä alkaliuuttovaiheen (EOP) peroksidin käyttöä noin 12 % ja natriumhydroksidin käyttöä noin 20 %. Valkaisun tulokapan nostaminen kasvatti klooridioksidin kulutusta valkaisussa noin 10 %.

The thesis was made in Metsä Fibre Rauma mill in autumn 2014. The aim was to reduce the chemicals used in the bleaching cost and prevent the pulp over whitening.

The theoretical part include the structure of wood, pulp manufacturing process, different stages of the bleaching and different bleaching chemicals and their effect to the pulp in bleaching process.

Bleaching cause the largest chemical costs of pulp manufacture, because the bleach-ing chemicals are much more expensive than chemicals in cooking process and in oxygen delignification are used. Bleaching is also the largest pulp mill effluent load source and chemical overdoses cause an additional load on the waste water treatment.

Bleaching chemicals optimization started after the annual maintenance shutdown. During the optimization chemical doses of stages was change, chemicals maximum and minimum doses was change and also pulp brightness target of stages. The effect of bleaching income kappa-number raising was also studied and its effect to the consumption of chemicals. Bleaching wash efficiencies and pulp precipitate ability by sample was also studied in optimization. Scrubber wash efficiency was significantly affected by the bleaching chemical consumption.

Process changes made in experimental part and washers cleaning made during the annual maintenance shutdown led to reduced consumption of peroxide about 12 % and that of sodium hydroxide about 20 % in EOP stage. Bleaching kappa-number raise increased consumption of chlorine dioxide about 10%.