Polysulfidiprosessin vaikutukset höyrynkulutukseen sulfaattisellutehtaassa

Diplomityön tavoitteena on kartoittaa höyrynkulutuksen merkittävimmät muutokset sellutehtaalla siirryttäessä sulfaattimassan valmistuksesta polysulfidiselluprosessiin. Työssä esitellään sulfaattisellun valmistusprosessi ja polysulfidin vaatimat muutokset selluprosessissa erityisesti höyrynkulutuksen kannalta. Sellutehtaan höyrynkulutusta ja sen mahdollisia sekä todennettuja muutoksia tarkastellaan suhteessa tehtaan selluntuotantoon. Diplomityössä analysoidaan muutoksiin johtaneita syitä ja erityisesti peilataan niitä ennalta odotettuihin muutoksiin, joita kandidaatintyö ”Polysulfidiprosessi sulfaattisellutehtaassa” (Szepaniak 2014) esitti kirjallisuuden pohjalta. Tutkimus tehdään tutustuen dokumenttilähteisiin sekä erityisesti hankkimalla lisätietoa ja käytännön näkemystä asiantuntijahaastatteluista. Työssä käytetään esimerkkinä tyypillistä modernia sellutehdasta, jonka perusteella tarkasteltavat osaprosessit ovat valikoituneet. Tutkimustulosten perusteella esitetään jatkotutkimus- ja kehityskohteita. Sulfaattiprosessiin tehtävät muutokset käsittävät keittolipeän muuttamisen polysulfidipitoiseksi, polysulfidin valmistusprosessin (MOXY) sekä keiton muuttamisen siten, että polysulfidin vaikutus voidaan maksimoida. Polysulfidiprosessi vaikuttaa merkittävästi lipeäkiertoon ja keittämöön. Keittämön höyrynkulutus kasvaa, haihduttamon kuorma vähenee ja soodakattilan lämmöntuotanto heikkenee. Muilla osastoilla ominaishöyrynkulutuksen muutokset ovat tilastollisesti merkityksettömiä. Höyrynkulutuksella on huomattava merkitys modernin sellutehtaan tuotanto- ja kustannustehokkuuteen, sillä säästetyllä ylijäämähöyryllä voidaan tuottaa myyntisähköä. Uusiutuvan energian tuottajana ja ympäristövastuullisena toimijana sellutehtaiden on järkevää pyrkiä vähentämään omaa höyrynkulutustaan ja lisäämään sitä kautta sähköntuotantoaan.

The main objective of this Master’s thesis is to verify changes in steam consumption in the entire pulp mill’s processes when converting a kraft pulp mill into a polysulphite pulping process. This research presents a modern kraft pulping process and required modifications for polysulphite pulping. A typical, modern pulp mill is used as an example in this thesis whereby the partial processes represented have been chosen. A target pulp mill’s current, estimated and verified steam consumption is studied per air-dry ton of pulp produced by the target pulp mill used in this research. Verified changes in steam consumption and reasons to these changes are analyzed especially in order to evaluate the estimated changes, which Bachelor’s thesis “Polysulphite process in a kraft pulp mill” (Szepaniak 2014) represented due to literature. This research is done utilizing documental sources and particularly acquiring additional knowledge and practical knowledge by specialist interviews. Further research subjects and improvement ideas will be displayed due to this thesis’s results. Modifications made to kraft process are converting the cooking liquor to contain polysulphite, production of polysulphite (MOXY) and optimizing the cooking process in the digester to maximize the effect of polysulphite. Polysulphite process has a major impact on liquor cycle and digester’s operation whereas the steam consumption of other partial processes can be expected to remain on the level of kraft process. Digester’s steam consumption increases, evaporation plant’s load decreases and recovery boiler produces less heat. Steam consumption of a pulp mill has a significant effect to modern pulp mill’s level of production and cost effectivity as the saved steam can be used to produce electricity for sale. As a renewable energy producer and environmentally responsible operator it’s rational for pulp mills to aim to reduce their own steam consumption hence increase their electricity production.