Mustalipeähaihduttamon likaantuminen ja sen hallinta
Heino, Janne Petteri (2018)
Heino, Janne Petteri
2018
Automaatiotekniikka
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2018-12-05
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201811222715
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201811222715
Tiivistelmä
Työn tavoitteena on perehtyä mustalipeähaihduttamon likaantumisen teoriaan ja likaantumiseen hallintaan. Diplomityön teoriaosa toimii tiivistettynä opaskirjana erilaisiin haihduttamon likaantumisongelmiin.
Mustalipeähaihduttamon likaantuminen johtuu hyvin usein natriumpohjaisista suoloista, esimerkiksi burkeiitista ja dikarbonaatista. Vesiliukoisena burkeiitin saostuminen on kuitenkin hallittavissa haihduttamon ajonaikaisilla pesuilla. Hankalimpana saostumana pidetään kalsiumkarbonaattia, jonka poistaminen vaatii useimmiten happopesun tai mekaanisen korkeapainepesun. Nämä vaativat koko haihduttamoprosessin pysäyttämisen puhdistuksen ajaksi ja sitä myötä koko sellutehtaan pysäyttämisen.
Kalsiumia tulee sellutehtaalle hakkeessa osana puuraaka-ainetta. Osa kalsiumista siirtyy mustalipeän mukana haihduttamolle. Suurin osa haihduttamolle saapuvasta kalsiumista siirtyy suovan mukana mäntyöljykeittämölle. Mäntyöljykeittämöllä kalsiumista muodostuu rikkihapon avulla kalsiumsulfaattia eli kipsiä. Kipsijakeen palautuspaikalla haihduttamolle on tärkeä merkitys kalsiumin saostumisen kannalta, koska kipsi liukenee mustalipeään ja myöhemmin saostuu kalsiumkarbonaatiksi olosuhteiden ollessa otolliset.
Diplomityön laajuuden vuoksi kokeellinen osuus rajattiin tutkimaan voiko mäntyöljykeittämön emävedellä olla vaikutusta kalsiumkarbonaatin saostumiseen tarkastellulla haihduttamolla. Emäveden virtauksen viiveet tarkastettiin suhteessa emäveden automaatioventtiilien sekvensseihin. Tarkastelun perusteella osa kipsijakeesta ajautuu väärään paikkaan haihduttamolla. Emävedestä tehtyjen yksittäisten analyysien perusteella havaittiin molemmissa emävesijakeissa huomattavan korkeita kalsiumpitoisuuksia. Tehtyjen havaintojen perusteella, emävedellä on todennäköisesti vaikutusta kalsiumkarbonaatin saostumiseen haihduttamolla, keittämöltä tulevan kalsiumin määrän ohella.
Diplomityön havaintojen perusteella emäveden kalsiumpitoisuudet tulisi tutkia kattavilla näytteillä tarkemmin, jotta emävesien kalsiumpitoisuudet saataisiin luotettavasti määritettyä. Jatkossa tulisikin tehdä kattavat haihduttamon laajuiset näytekierrokset, jotta kalsiumin lähteet ja saostumispisteet haihduttamolla saataisiin kartoitettua tarkasti. Näitä ei pystytty tekemään diplomityön rajatun laajuuden vuoksi. Mikäli ligniinijakeen kipsittömyydestä ei voida olla varmoja, tulisi ongelmien välttämiseksi kaikki emävesi kääntää haihduttamon vahvaan päähän. Haihduttamon emäveden hallinnan ohella tulisi panostaa myös eräkeiton K-mallin täyteen hyödyntämiseen.
Mustalipeähaihduttamon likaantuminen johtuu hyvin usein natriumpohjaisista suoloista, esimerkiksi burkeiitista ja dikarbonaatista. Vesiliukoisena burkeiitin saostuminen on kuitenkin hallittavissa haihduttamon ajonaikaisilla pesuilla. Hankalimpana saostumana pidetään kalsiumkarbonaattia, jonka poistaminen vaatii useimmiten happopesun tai mekaanisen korkeapainepesun. Nämä vaativat koko haihduttamoprosessin pysäyttämisen puhdistuksen ajaksi ja sitä myötä koko sellutehtaan pysäyttämisen.
Kalsiumia tulee sellutehtaalle hakkeessa osana puuraaka-ainetta. Osa kalsiumista siirtyy mustalipeän mukana haihduttamolle. Suurin osa haihduttamolle saapuvasta kalsiumista siirtyy suovan mukana mäntyöljykeittämölle. Mäntyöljykeittämöllä kalsiumista muodostuu rikkihapon avulla kalsiumsulfaattia eli kipsiä. Kipsijakeen palautuspaikalla haihduttamolle on tärkeä merkitys kalsiumin saostumisen kannalta, koska kipsi liukenee mustalipeään ja myöhemmin saostuu kalsiumkarbonaatiksi olosuhteiden ollessa otolliset.
Diplomityön laajuuden vuoksi kokeellinen osuus rajattiin tutkimaan voiko mäntyöljykeittämön emävedellä olla vaikutusta kalsiumkarbonaatin saostumiseen tarkastellulla haihduttamolla. Emäveden virtauksen viiveet tarkastettiin suhteessa emäveden automaatioventtiilien sekvensseihin. Tarkastelun perusteella osa kipsijakeesta ajautuu väärään paikkaan haihduttamolla. Emävedestä tehtyjen yksittäisten analyysien perusteella havaittiin molemmissa emävesijakeissa huomattavan korkeita kalsiumpitoisuuksia. Tehtyjen havaintojen perusteella, emävedellä on todennäköisesti vaikutusta kalsiumkarbonaatin saostumiseen haihduttamolla, keittämöltä tulevan kalsiumin määrän ohella.
Diplomityön havaintojen perusteella emäveden kalsiumpitoisuudet tulisi tutkia kattavilla näytteillä tarkemmin, jotta emävesien kalsiumpitoisuudet saataisiin luotettavasti määritettyä. Jatkossa tulisikin tehdä kattavat haihduttamon laajuiset näytekierrokset, jotta kalsiumin lähteet ja saostumispisteet haihduttamolla saataisiin kartoitettua tarkasti. Näitä ei pystytty tekemään diplomityön rajatun laajuuden vuoksi. Mikäli ligniinijakeen kipsittömyydestä ei voida olla varmoja, tulisi ongelmien välttämiseksi kaikki emävesi kääntää haihduttamon vahvaan päähän. Haihduttamon emäveden hallinnan ohella tulisi panostaa myös eräkeiton K-mallin täyteen hyödyntämiseen.