Understanding the fines in BCTMP process
Lamminen, Mikko (2020)
Diplomityö
2020
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020040912066
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020040912066
Tiivistelmä
The target of this thesis was to understand the generation, properties and effects of fines generated in refining in the BTCMP (chemi-thermomechanical pulp) process. This thesis includes a theoretical part and an experimental part. In theoretical part the focus was in raw material properties, BCTMP manufacturing process, fines generation, fine types and effect on the BCTMP process and product qualities. In experimental part Metsä Board Joutseno BCTMP mill was studied. Samples were collected around the process from specified pulp and filtrate streams and were analyzed in Metsä Board Joutseno, Äänekoski TC (Technology Center) and KCL (Keskus-Central Laboratorium).
The generation and properties of fines in Joutseno BCTMP mill were analyzed. Obtained results indicate that the fines content stays relatively constant through the BCTMP process; no major difference can be found between unit operations. Results also revealed an interesting factor about fines and bleaching; bleaching chemicals do not affect the fines content at all. One could assume that bleaching chemicals would alternate the fines surface and morphological properties, but this is not the case.
Experimental refining with different refiner blade type considering the fines generation was executed. No difference in fines generation and fractions was seen when comparing original refiner blades and experimental blades. The SEC (specified energy consumption) however was affected significantly. Tämän diplomityön tarkoituksena oli lisätä ymmärrystä BCTMP (kemihierre) -prosessissa esiintyvän hienoaineen synnystä, ominaisuuksista ja vaikutuksista valmistetun massan laatuun. Työ sisältää teoreettisen osuuden sekä kokeellisen osuuden. Teoreettisessa osuudessa keskityttiin raaka-aineiden ominaisuuksiin, BCTMP -prosessiin, hienoaineen muodostumiseen, hienoainetyyppeihin sekä niiden vaikutuksiin valmistetun kemihierteen laatuun. Kokeellisessa osuudessa tarkastelun kohteena oli Metsä Board Joutsenon tehdas. Näytteitä kerättiin ympäri BCTMP -prosessia ja massa sekä suodosnäytteet analysoitiin Metsä Board Joutsenossa, Äänekosken Technology Centerissä sekä KCL:n (Keskus-Centrum laboratorium) toimesta.
Hienoaineen syntyä ja ominaisuuksia Joutsenon BCTMP -tehtaalla tarkasteltiin. Saaduista tuloksista huomattiin, että hienoainepitoisuudet pysyvät suhteellisen samalla tasolla koko prosessin ajan; huomattavia eroja yksikköoperaatioiden välillä ei ollut. Yllättävä tulos saatiin myös valkaisusta ja hienoaineesta; valkaisukemikaalit eivät vaikuta syntyneen hienoaineen määrään. On oletettu, että valkaisukemikaalit muuttaisivat hienoaineen pintaominaisuuksia ja morfologiaa, mutta tulosten mukaan näin ei ole.
Hienoaineen syntyä vaihtoehtoisilla energiaa säästävillä jauhinterillä myös tarkasteltiin. Eroa syntyneissä hienoainefraktioissa ei ollut. Jauhimien ominaisenergiankulutus tosin tippui runsaasti.
The generation and properties of fines in Joutseno BCTMP mill were analyzed. Obtained results indicate that the fines content stays relatively constant through the BCTMP process; no major difference can be found between unit operations. Results also revealed an interesting factor about fines and bleaching; bleaching chemicals do not affect the fines content at all. One could assume that bleaching chemicals would alternate the fines surface and morphological properties, but this is not the case.
Experimental refining with different refiner blade type considering the fines generation was executed. No difference in fines generation and fractions was seen when comparing original refiner blades and experimental blades. The SEC (specified energy consumption) however was affected significantly.
Hienoaineen syntyä ja ominaisuuksia Joutsenon BCTMP -tehtaalla tarkasteltiin. Saaduista tuloksista huomattiin, että hienoainepitoisuudet pysyvät suhteellisen samalla tasolla koko prosessin ajan; huomattavia eroja yksikköoperaatioiden välillä ei ollut. Yllättävä tulos saatiin myös valkaisusta ja hienoaineesta; valkaisukemikaalit eivät vaikuta syntyneen hienoaineen määrään. On oletettu, että valkaisukemikaalit muuttaisivat hienoaineen pintaominaisuuksia ja morfologiaa, mutta tulosten mukaan näin ei ole.
Hienoaineen syntyä vaihtoehtoisilla energiaa säästävillä jauhinterillä myös tarkasteltiin. Eroa syntyneissä hienoainefraktioissa ei ollut. Jauhimien ominaisenergiankulutus tosin tippui runsaasti.