Verifying the pulp mill atmospheric emissions from the recovery boiler

Abstract

This Master’s thesis examines the differences on reported results to calculated air emissions in the real pulp mills. The focus of the study is the difference of reported and modelled flue gas flow for a recovery boiler (RB). The reported results were verified against a created model of combustion and the differences between reported and computed are highlighted. Air emission measurement is a part of monitoring of the RB and is controlled by the authorisation, operator reports the measurement results according the permit states. Usually measurement happens just before the end of the pipe after regulatory air pollution control engineering devices in various locations from the stack and its gas flow. In this thesis is presented the principles of air emission measurement, because reported values are results of measurement of the flue gas from the RB and is a subject matter relative to the thesis. By presenting the more precise flue gas flows of the RB, actions on the pulp mills operation and on air emission reporting are possible. Flue gas amount will be reported at the same oxygen reference level and this should be corrected in the future reports. Flue gas flows averaging and correct value should be presented in the future. Wood species make a big difference to the flue gas amount. Softwood originating black liquor produces more flue gas in RB compared with hardwood originating. Other potential reasons for flue gas amount difference are the yield of pulp, measurement uncertainty, pulp mills processes, boiler overload and by-product capture.

Tässä diplomityössä tutkitaan asioita raportoitujen ilmapäästöjen ja mallinnettujen ilmapäästöjen eroavaisuuksiin sellutehtaissa. Tutkimus keskittyy soodakattilan savukaasumäärään – raportoituun ja mallinnettuun. Vertaillaan tehtaan päästömittauksien perusteella raportoimia tuloksia ja tehtyjen tehtaan massataseen laskennan avulla saatuja arvoja. Päästömittaus on osana sellutehtaiden soodakattilan valvontaa ja sitä ohjataan lupamenettelyllä, toiminnan harjoittaja raportoi luvanmukaisesti päästömittauksen tulokset. Yleensä päästömittaus tapahtuu juuri ennen piipun päätä savukaasupesurien ja -suodattimien jälkeen sen sisällä virtaavasta savukaasusta. Työssä esitetään päästömittauksen perusperiaatteet, koska raportoidut arvot ovat saatu mittaamalla savukaasua ja on yksi aihealueesta työn kannalta. Esittämällä sellutehtaiden soodakattiloiden savukaasuvirtauksia tarkemmin, voidaan vaikuttamaan tehtaiden toimintaan ja ilmapäästöjen raportointiin tulevaisuudessa. Savukaasunmäärä tulee raportoida samassa määrätyssä happipitoisuudessa ja keskiarvoistus sekä määrän ilmoittaminen tulee tehdä oikein tulevissa raportoinneissa. Puulajilla on vaikutusta savukaasumäärään. Havupuista peräisin oleva musta lipeä tuottaa enemmän savukaasua soodakattilassa verrattuna lehtipuista peräisin olevaan. Muita potentiaalisia syitä savukaasumäärän eroavaisuuksiin ovat saanto, mittausepätarkkuus, sellutehtaan prosessit, kattilan ylikuormitus ja sivutuotteiden talteenotto.