Examination of board machine water consumption and its reduction potential
Viitanen, Iiro (2021)
Diplomityö
2021
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021053132301
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021053132301
Tiivistelmä
The aim of this work was to find out the water fractions used at Stora Enso Imatra mills’ board machine 4, map the applications in which the selected water fractions are utilized, and examine for which purposes the waters are used in these applications. Furthermore, the possibilities to reduce water consumption at the board machine were searched.
In the literature part of this work the related literature was gone through and several topics were discussed based on it. Amongst other, the topics included the board process and chemicals involved, properties of the board, the water system of board machine, water consumption and its reduction possibilities, different water fractions and water treatment methods. In addition, Stora Enso Imatra mills and board machine 4 were briefly introduced.
In the experimental part the water system of board machine 4 and the used water fractions were studied. Average consumptions of five water fractions were determined from one year period, and four of the water fractions were selected for mapping the applications that consume these waters. Filtrate water filter was selected as a subject of study to examine the reduction of water consumption. Super clear filtrate coming from a disc filter is filtrated through the filtrate water filter and used as shower water. A test run was conducted to find out if the proportion of super clear filtrate can be increased in the shower water. By increasing the use of super clear filtrate, the consumption of fresh water can be decreased.
The studies of the experimental part showed that the current values for washing time and the time between washes of the filtrate water filter, and the opening of the valve restricting the flow through the filter are somewhat optimal, and by changing the values of these operational parameters the use of super clear filtrate cannot be significantly increased. More of the super clear filtrate could be utilized in the shower water by increasing the surface area of the filtration. Tämän työn tarkoituksena oli selvittää Stora Enson Imatran tehtaiden kartonkikone 4:llä käytettävät vesijakeet, kartoittaa valittujen vesijakeiden käyttökohteet sekä vesijakeiden käyttötarkoitukset kyseisissä kohteissa. Lisäksi tuli selvittää kartonkikoneen vedenkäytön vähentämismahdollisuuksia.
Kirjallisuusosassa on käyty läpi aihepiiriin liittyvää kirjallisuutta ja kuvattu sen pohjalta muun muassa kartongin valmistusprosessia ja siinä käytettyjä kemikaaleja, kartongin ominaisuuksia, kartonkikoneen vesijärjestelmää, vedenkulutusta ja sen vähentämismahdollisuuksia, erilaisia vesijakeita ja veden puhdistusmenetelmiä. Lisäksi Stora Enson Imatran tehtaat ja kartonkikone 4 on esitelty lyhyesti.
Kokeellisessa osassa tutustuttiin kartonkikone 4:n vesijärjestelmään ja selvitettiin käytössä olevat vesijakeet. Viiden vesijakeen keskimääräiset kulutukset selvitettiin vuoden ajalta, ja vesijakeista neljä valittiin niiden käyttökohteiden kartoitukseen. Tutkimuskohteeksi vedenkulutuksen vähentämiselle valittiin suodosvesisuodin, joka suodattaa kiekkosuotimelta tulevaa superkirkassuodosta. Suodatettua superkirkassuodosta käytetään suihkuvedessä. Tarkoituksena oli koeajon avulla selvittää, voitaisiinko superkirkassuodoksen osuutta lisätä, jolloin voitaisiin vähentää tuoreveden kulutusta.
Kokeellisen osan tutkimukset osoittivat, että nykyiset suodattimen pesuajat ja -välit sekä suodattimen läpi menevää virtausta rajoittavan venttiilin aukeama ovat jokseenkin optimaaliset, eikä niitä muuttamalla voida juuri lisätä superkirkassuodoksen hyötykäyttöä suihkuvedessä. Superkirkassuodosta voitaisiin hyödyntää suihkuvedessä nykyistä enemmän kasvattamalla suodatuspinta-alaa.
In the literature part of this work the related literature was gone through and several topics were discussed based on it. Amongst other, the topics included the board process and chemicals involved, properties of the board, the water system of board machine, water consumption and its reduction possibilities, different water fractions and water treatment methods. In addition, Stora Enso Imatra mills and board machine 4 were briefly introduced.
In the experimental part the water system of board machine 4 and the used water fractions were studied. Average consumptions of five water fractions were determined from one year period, and four of the water fractions were selected for mapping the applications that consume these waters. Filtrate water filter was selected as a subject of study to examine the reduction of water consumption. Super clear filtrate coming from a disc filter is filtrated through the filtrate water filter and used as shower water. A test run was conducted to find out if the proportion of super clear filtrate can be increased in the shower water. By increasing the use of super clear filtrate, the consumption of fresh water can be decreased.
The studies of the experimental part showed that the current values for washing time and the time between washes of the filtrate water filter, and the opening of the valve restricting the flow through the filter are somewhat optimal, and by changing the values of these operational parameters the use of super clear filtrate cannot be significantly increased. More of the super clear filtrate could be utilized in the shower water by increasing the surface area of the filtration.
Kirjallisuusosassa on käyty läpi aihepiiriin liittyvää kirjallisuutta ja kuvattu sen pohjalta muun muassa kartongin valmistusprosessia ja siinä käytettyjä kemikaaleja, kartongin ominaisuuksia, kartonkikoneen vesijärjestelmää, vedenkulutusta ja sen vähentämismahdollisuuksia, erilaisia vesijakeita ja veden puhdistusmenetelmiä. Lisäksi Stora Enson Imatran tehtaat ja kartonkikone 4 on esitelty lyhyesti.
Kokeellisessa osassa tutustuttiin kartonkikone 4:n vesijärjestelmään ja selvitettiin käytössä olevat vesijakeet. Viiden vesijakeen keskimääräiset kulutukset selvitettiin vuoden ajalta, ja vesijakeista neljä valittiin niiden käyttökohteiden kartoitukseen. Tutkimuskohteeksi vedenkulutuksen vähentämiselle valittiin suodosvesisuodin, joka suodattaa kiekkosuotimelta tulevaa superkirkassuodosta. Suodatettua superkirkassuodosta käytetään suihkuvedessä. Tarkoituksena oli koeajon avulla selvittää, voitaisiinko superkirkassuodoksen osuutta lisätä, jolloin voitaisiin vähentää tuoreveden kulutusta.
Kokeellisen osan tutkimukset osoittivat, että nykyiset suodattimen pesuajat ja -välit sekä suodattimen läpi menevää virtausta rajoittavan venttiilin aukeama ovat jokseenkin optimaaliset, eikä niitä muuttamalla voida juuri lisätä superkirkassuodoksen hyötykäyttöä suihkuvedessä. Superkirkassuodosta voitaisiin hyödyntää suihkuvedessä nykyistä enemmän kasvattamalla suodatuspinta-alaa.