Increasing yield in softwood pulp cooking

Abstract

The main objective of this work was to find out, if the wood yield can be improved by changing the cooking method, at a softwood pulp mill, and to evaluate the effects of the change to pulp quality and the operation of the processes.

In the literature part of the work, different possibilities to increase the yield of the cooking have been familiarized. Those can be divided roughly into three ways, which are: raising the kappa number, modifications in the cooking and digester additives.

In the experimental part of the work, a trial was done at the Stora Enso Kaukopää softwood fiberline, where the digester Hi-Heat washing phase was changed to a con-current cooking phase to get a longer cooking time and a lower cooking temperature. The yield was evaluated by comparing reference and trial results of pulp carbohydrates, pulp viscosity and pulp reject content. Also, other effects to the fiberline were evaluated.

As a result from the trial, it was seen that the change in the cooking method increased the hemicellulose content about 0.15 % av. total solids, and the relative content of cellulose decreased about 0.52 %. Pulp viscosity increased clearly in the trial. Unfortunately, the measurement of the pulp reject content failed as the samples were taken from a wrong place. Fiberline’s low pressure steam consumption increased a little even though medium pressure steam consumption decreased. The digester washing performance got worse due shorter washing zone, but the other washing equipment were able to compensate it and the COD load to the bleaching did not increase.

According to the theory, a lower cooking temperature decreases the degradation of carbohydrates in the cooking, and the results of the trial support this theory. The results may have been affected by the short length of the trial, as well as several production disruptions during it.

Työn tavoitteena oli selvittää, voidaanko keittomenetelmää muuttamalla parantaa keiton saantoa eräällä havusulfaattisellutehtaalla, sekä arvioida muutoksen vaikutuksia sellun laatuun ja prosessien toimintaan.

Työn kirjallisuusosassa on perehdytty eri tapoihin, joilla on mahdollista parantaa keiton saantoa. Pääpiirteissään ne voidaan jakaa kolmeen tapaan, jotka ovat kapan nostaminen, keiton modifikaatiot, sekä lisäaineen annostelu.

Työn kokeellisessa osassa suoritettiin koeajo Stora Enson Kaukopään tehtaan havusellulinjalla, jossa keittimen Hi-Heat pesuvaihe muutettiin myötävirtaan kulkevaksi keittovaiheeksi, jolloin keittoaika on pidempi ja keittolämpötila on alhaisempi. Keittosaantoa arvioitiin vertaamalla referenssi- ja koeajotuloksista sellun hiilihydraattikoostumusta, viskositeettia, sekä rejektimäärää. Lisäksi arvioitiin vaikutuksia koko kuitulinjan toimintaan.

Koeajon tuloksista nähtiin, että keittomenetelmää muuttamalla hemiselluloosan saanto nousi keskimäärin noin 0.15 % kuiva-aineesta, mutta selluloosan suhteellinen osuus pieneni noin 0.52 %. Sellun viskositeetti nousi selvästi koeajossa. Valitettavasti sellun rejektimäärän mittaaminen epäonnistui, koska näytteet otettiin väärästä paikasta. Kuitulinjan matalapainehöyryn kulutus kasvoi hieman, vaikka keskipainehöyryn kulutus väheni. Keittimen pesutehokkuus huononi lyhyemmän pesuvyöhykkeen takia, mutta se pystyttiin kompensoimaan muilla ruskean massan pesureilla ja COD-kuorma valkaisuun ei siten kasvanut.

Teorian mukaan alhaisempi keittolämpötila vähentää hiilihydraattien hajoamista keitossa, ja koeajosta saadut tulokset tukevat tätä teoriaa. Tuloksiin on voinut vaikuttaa koeajon lyhyt pituus, sekä sen aikana ollut useampi tuotannollinen häiriö.