Suovan erottamisen optimointi sulfaattisellutehtaan haihduttamolla
Honga, Santeri (2022)
Kandidaatintyö
2022
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022051335139
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022051335139
Tiivistelmä
Tässä kandidaatintyössä tutkitaan suovanerotukseen vaikuttavia tekijöitä sulfaattisellutehtaan haihduttamolla. Mäntyöljysuovan erottaminen mustalipeästä perustuu mustalipeän ja suovan väliseen tiheyseroon. Suopa erottuu säiliön pinnalle, joten se voidaan ottaa talteen ylikaatona.
Suovan erottamisen tehokkuuteen vaikuttaa suovan nousunopeus mustalipeässä ja suovan liukoisuus mustalipeään. Nousunopeuteen vaikuttaa mustalipeän viskositeetti, suopapartikkelin ja mustalipeän välinen tiheysero ja suopapartikkelin halkaisija. Suovan liukoisuuteen vaikuttaa kuiva-aine, rasvahappo-hartsihapposuhde eli FA:RA-suhde, jäännösalkali ja lämpötila. Lisäksi suovanerotuksessa vaikuttavat erilaiset säiliöiden suunnitteluun ja ajotapaan liittyvät tekijät, kuten mustalipeän viipymisaika syöttö- ja välilipeäsäiliöissä.
Mustalipeän jäännössuopapitoisuudella on merkittävä vaikutus erityisesti haihdutinyksiköiden likaantumiseen ja haihdutustehoon. Lisäksi suovasta valmistetaan mäntyöljyä, josta voidaan jalostaa tuotteita, joiden myynti tuottaa sellutehtaalle lisätuloja.
Työ sisältää kokeellisen osan, jossa tutkitaan suovanerotusta sulfaattisellutehtaan haihduttamolla. Tässä ensisijaisena mielenkiinnon kohteena on syöttölipeän kuiva-aineen nosto ajamalla siihen lisää vahvistuslipeää, ja sen vaikutus suovanerotukseen sekä haihduttamon toimintaan. Lisäksi työssä lasketaan viipymäajat tehtaan laihalipeäsäiliöille ja välilipeäsäiliölle. Työn julkaistava versio ei sisällä kokeellista osaa, eikä viipymäaikojen laskentaa. In this bachelor's thesis, the factors affecting soap separation efficiency at evaporation plant of kraft process are studied. The separation of tall oil soap from black liquor is based on the difference in density between black liquor and soap. The soap separates on the surface of the black liquor tank, so it can be recovered as an overflow.
The separation is affected by the rising velocity of soap in black liquor and the solubility of the soap in black liquor. The rising velocity is affected by the viscosity of the black liquor, the difference in density between soap particle and black liquor, and the diameter of soap particle. Solubility is affected by dry matter, fatty acid-resin acid ratio, i.e., FA:RA ratio, residual alkali, and temperature. In addition, several factors related to the design and operation of the tanks, such as the residence time of the black liquor in the feed and intermediate liquor tanks affects the separation process.
The residual soap content of the black liquor has a significant effect on the fouling and evaporation efficiency of the evaporator units. In addition, soap is used to make tall oil, which can be used to process products that generate additional income for the pulp mill.
The work includes an experimental part, in which the separation of the soap at evaporation plant is studied. The primary interest is to increase solids content of the feed liquor by adding strong liquor to feed liquor and study its effect on the separation and the operation of the evaporator plant. In addition, the residence times for the weak liquor tanks and intermediate tank are calculated. Residence time calculations and experimental part are not included in published version of this thesis.
Suovan erottamisen tehokkuuteen vaikuttaa suovan nousunopeus mustalipeässä ja suovan liukoisuus mustalipeään. Nousunopeuteen vaikuttaa mustalipeän viskositeetti, suopapartikkelin ja mustalipeän välinen tiheysero ja suopapartikkelin halkaisija. Suovan liukoisuuteen vaikuttaa kuiva-aine, rasvahappo-hartsihapposuhde eli FA:RA-suhde, jäännösalkali ja lämpötila. Lisäksi suovanerotuksessa vaikuttavat erilaiset säiliöiden suunnitteluun ja ajotapaan liittyvät tekijät, kuten mustalipeän viipymisaika syöttö- ja välilipeäsäiliöissä.
Mustalipeän jäännössuopapitoisuudella on merkittävä vaikutus erityisesti haihdutinyksiköiden likaantumiseen ja haihdutustehoon. Lisäksi suovasta valmistetaan mäntyöljyä, josta voidaan jalostaa tuotteita, joiden myynti tuottaa sellutehtaalle lisätuloja.
Työ sisältää kokeellisen osan, jossa tutkitaan suovanerotusta sulfaattisellutehtaan haihduttamolla. Tässä ensisijaisena mielenkiinnon kohteena on syöttölipeän kuiva-aineen nosto ajamalla siihen lisää vahvistuslipeää, ja sen vaikutus suovanerotukseen sekä haihduttamon toimintaan. Lisäksi työssä lasketaan viipymäajat tehtaan laihalipeäsäiliöille ja välilipeäsäiliölle. Työn julkaistava versio ei sisällä kokeellista osaa, eikä viipymäaikojen laskentaa.
The separation is affected by the rising velocity of soap in black liquor and the solubility of the soap in black liquor. The rising velocity is affected by the viscosity of the black liquor, the difference in density between soap particle and black liquor, and the diameter of soap particle. Solubility is affected by dry matter, fatty acid-resin acid ratio, i.e., FA:RA ratio, residual alkali, and temperature. In addition, several factors related to the design and operation of the tanks, such as the residence time of the black liquor in the feed and intermediate liquor tanks affects the separation process.
The residual soap content of the black liquor has a significant effect on the fouling and evaporation efficiency of the evaporator units. In addition, soap is used to make tall oil, which can be used to process products that generate additional income for the pulp mill.
The work includes an experimental part, in which the separation of the soap at evaporation plant is studied. The primary interest is to increase solids content of the feed liquor by adding strong liquor to feed liquor and study its effect on the separation and the operation of the evaporator plant. In addition, the residence times for the weak liquor tanks and intermediate tank are calculated. Residence time calculations and experimental part are not included in published version of this thesis.