Keittämön alkaliprofiilin optimointi

Abstract

Tässä diplomityössä perehdytään Kaukaan sellutehtaan eräkeittämön toimintaan. Työssä pyritään löytämään ajomalleja, joiden avulla keitettävän massan kappahajontaa saadaan pienennettyä, sekä keittämön jäännösalkalitasoa hallittua nykyistä paremmin. Lisäksi prosessidataa analysoimalla etsitään tekijöitä, jotka voisivat selittää keittämöllä hetkittäin esiintyviä suuria rejektimääriä.

Vertailunäytteiden avulla tutkitaan kohtia, joissa vaikuttavan alkalin konsentraatio tippuu liian alas tai missä sitä lisätään turhaan. Tulosten pohjalta tehdään koeajoja, joissa testataan erilaisia valkolipeänannostelumenetelmiä. Myös keittämön alkalijaon ja happivaiheiden lipeäannosten vaikutusta keittämön jäännösalkaliin tarkastellaan.

Koeajoissa muutettiin imeytyslipeän ja kuumalipeän sekaan syötettävän valkolipeän annostelua. Muutoksilla pyrittiin estämään imeytysvaiheen jäännösalkalitason romahtamista, sekä tasoittamaan kuumalipeätäytön väkevyyttä. Koeajoilla imeytyslipeän jäännösalkalitasoa ei juuri saatu kohotettua, mutta muutoksella oli positiivisia vaikutuksia mustalipeäsäiliöön, joka vaikuttaa merkittävästi keittämön jäännösalkalitasoon. Kuumalipeätäytön väkevyyttä saatiin tasoitettua, mutta testattu ajomalli on erittäin vaikea ottaa normaaliksi malliksi nykyisellä ajojärjestelmällä ja lipeäpumpuilla. Testatulla mallilla kuumalipeätäyttöön kuluvaa aikaa saataisiin kuitenkin lyhennettyä huomattavasti.

Aiemmin tehdyt muutokset happivaiheisiin ovat nostaneet lipeiden väkevyyksiä keittämöllä kasvattaen samalla jäännösalkalitasoa. Annostelemalla valkolipeää tarkemmin, voidaan kuitenkin kompensoida tätä muutosta. Prosessidatan perusteella hetkittäiset rejektiongelmat johtunevat ennemminkin raaka-aineen laadun vaihtelusta, kuin keittämöllä tapahtuvasta prosessihäiriöstä.

This master’s thesis focuses on batch cooking plant in Kaukas pulp mill. Work aims to find process parameters for more stable kappa distribution over the batch cook. Ways for better control of the residual alkali level of the cooking plant are also considered. Factors causing the sudden and high reject levels of the cook are investigated by analyzing process data.

Control samples are taken from the cooking liquor and liquor tanks at the plant to discover spots in the process where alkali concentration falls too low or where alkali is added unnecessarily. Regarding the control samples, few trials are made to test different white liquor dosing methods. Moreover, the impacts of alkali distribution in the cook and the alkali dosages of the oxygen stages for the residual alkali are examined.

Test trials focused on the new way dosing the white liquor at impregnation liquor fill and hot liquor fill. Aim of the trials were to prevent residual alkali level of the impregnation stage to fall too low and to even the hot liquor fill’s concentration. Samples from the trials showed only a little improvement in the residual alkali level of the impregnation. However, trials had positive impact on black liquor tank which effects greatly on the residual alkali level of the cooking plant. Concentration of the hot liquor fill was evened as planned but the test method was too complicated to be set as normal operating method with current operating system and liquor pumps. Nevertheless, the test method has potential to shorten the hot liquor fill by several minutes.

Changes made earlier to the oxygen stages have elevated the liquors’ concentrations at the cooking plant and the residual alkali level of the plant. This effect can be compensated with more precise dosing of white liquor. Based on the process data the sudden reject problems are more likely caused by the changes in the raw material than process disturbance in the cook.