Sulfaattimassan D/Q(EOP)D-valkaisimon optimointi

Työssä tutkittiin sulfaattisellutehtaan ECF-valkaisimon toimintaan vaikuttavia tekijöitä. Tavoitteena oli selvittää tekijöiden vaikutus massan laatuominaisuuksiin, valkaisimon kemikaalikustannuksiin ja klooridioksidin kulutukseen. Työn kirjallisuusosassa on tarkasteltu nykyaikaisen sulfaattisellutehtaan eri prosesseja. Erityistä huomiota on kiinnitetty sellun ECF-valkaisuun ja kyseisessä valkaisussa käytettäviin kemikaaleihin. Lisäksi on tarkasteltu TCF-valkaisua ja mahdollisuuksia sulkea sellutehtaan vesikiertoja. Kokeellisessa osassa selvitettiin Oy Metsä-Botnia Ab Joutsenon tehtaan kolmivaiheisen ECF-valkaisimon massan laatuominaisuuksiin, kustannuksiin ja klooridioksidin kulutukseen vaikuttavia tekijöitä. Tavoitteena oli vaikuttaa positiivisesti massan laatuominaisuuksiin valkaisun keinoin. Samalla pyrittiin minimoimaan valkaisusta aiheutuvia kemikaalikustannuksia ja vähentämään klooridioksidin kulutusta. Työssä käytettiin Taguchi-menetelmää. Tehdyn tutkimuksen myötä saatiin runsaasti tietoa mihin eri ominaisuuksiin tutkitut tekijät vaikuttivat. Metallien poistolla eli kelatoinnilla havaittiin olevan suuri merkitys hapettavan alkaliuuttovaiheen ja samalla koko valkaisimon toimintaan. Suurella kelatointiaineannoksella valkaisimon selektiivisyys ja tehokkuus paranivat. Muista tekijöistä happiannoksella havaittiin olevan vaikutusta vain massan paperiteknisiin ominaisuuksiin ja hiilihydraattien koostumukseen. Happiannoksen kasvattaminen paransi repäisyindeksiä ja vähensi massan jauhatustarvetta yli valkaisimon. Kyseisiin ominaisuuksiin vaikuttivat myös klooridioksidi ja sen toimintaolosuhteet. Kemikaalikustannuksiin vaikuttavista tekijöistä valkaisimon tulokapalla ja ensimmäisen klooridioksidivaiheen kemikaaliannoksella havaittiin olevan suuri merkitys. Samat tekijät vaikuttivat myös valkaisimon klooridioksidin kokonaiskulukseen.

The factors affecting operation of ECF bleaching plant of kraft pulp mill were studied in this thesis. The objective was to find different factors' influence on quality properties of pulp, chemical costs and chlorine dioxide consumption. The theoretical part of this thesis discusses processes of modern kraft pulp mill. Special attention is paid on ECF bleaching and chemicals used in it. Also TCF bleaching and possibilities to close water circuits in kraft pulp mill are discussed in the theoretical part. The experimental part is focused on studying the factors affecting quality properties, chemical costs and chlorine dioxide consumption of the three stage ECF bleaching plant of Oy Metsä-Botnia Ab Joutseno mill. The objective was to make a positive impact on quality properties of pulp by means of bleaching plant. Another objective was to minimize the chemical costs and chlorine dioxide consumption of the bleaching plant. Taguchi method was used in this thesis. By making this study, a lot of information was obtained of the factors' effect on different properties. Removal of metals was found to have a major influence on the operation of the oxidative alkali extraction stage and the whole bleaching plant. High dosage of chelating agent increased the selectivity and the efficiency of the bleaching plant. The dosage of oxygen was found to have influence only on technical properties of paper and composition of the carbohydrates of pulp. Increase of oxygen dosage has positive effect on both tear index of pulp and revolutions needed in pulp beating. Also chlorine dioxide and the conditions in which it operates effect on the properties mentioned. The incoming kappa number of the bleaching plant and the dosage of the first chlorine dioxide stage have major effect on chemical costs of the bleaching plant. These two factors also affect greatly on the total chlorine dioxide consumption.