Sellutehtaan valkaisusäätöjen evaluointi

Tämän diplomityön tarkoituksena oli arvioida UPM-Kymmene Oyj, Kaukaan sellutehtaan havukuitulinjan uuden valkaisusäätömenetelmän, kompensoidun kappakerroinsäädön, ja vaaleusanalysaattoreiden käyttöönoton vaikutukset klooridioksidikulutukseen ja sellun laatuun. Kirjallisuusosassa esitelläänvalkaisun tärkeimpiä on-line ja in-line mittalaitteita sekä niitä hyödyntäviä säätöratkaisuja. Tiettävästi paras saatavilla oleva säätömenetelmä, kompensoitu kappakerroinsäätö määrittää klooridioksidiannoksen vaiheeseen tulevan massan kappaluvun tai vaaleuden perusteella. Valkaisukemikaaliannos optimoidaan jatkuvatoimisten vaaleus- ja jäännösmittausten sekä vaiheen jälkeisen saavutetun kappaluvuntai vaaleuden takaisinkytkennällä. Kokeellisessa osassa arvioitiin havulinjan valkaisusäätömenetelmän käyttöönoton vaikutukset klooridioksidikulutuksiin ja sellun laatuun vertailemalla uuden ja vanhan säätömenetelmän aikaisia kemikaalikulutuksia sekä välikappaluvun ja loppuvaaleuden itseisarvopoikkeamia tavoitteistaan. Lisäksi selvitettiin annossäätöön ja kompensoituun vaaleussäätöön perustuvan vanhan sekä kompensoitua kappakerroinsäätöä soveltavan uuden säätömenetelmän toimintaperiaatteet. Työssä kartoitettiin myös valkaisulinjan tarpeet uusille mittalaitteille sekä analysaattorin mittausten vertailukelpoisuus laboratorioanalyysien kanssa. Edelleen työssä arvioitiin tehtaan X koivuvalkaisulinjan uuden säätömenetelmän toimivuus. Kompensoidun kappakerroinsäädön käyttöönoton myötä valkaisun klooridioksidikulutukset pienenivät sekä välikappaluku ja loppuvaaleus saatiin pidettyä lähempänä tavoitteittaan. Säätömenetelmän toimivuuttaedisti vaaleusanalysaattoreiden mittausten korreloivuus laboratorioanalyysien kanssa. Vastaavat vaikutukset kemikaalikulutuksiin ja sellun laatuun havaittiin myös tehtaan X valkaisusäädön käyttöönotosta.

Valkaisusäätöjen kehittäminen sellutehtaan D0- ja D1-vaiheissa

Työssä suunnitellaan ja toteutetaan kompensoitu kappakerroinsäätö sellutehtaan valkaisulinjan D0- ja D1-vaiheisiin. Tavoitteena säädölle on klooridioksidin kokonaiskulutuksen ja valkaistun massan laatuhajonnan pienentäminen. Työssä esitetään tehtaan kuitulinjan prosessivaiheiden pääperiaatteet edeten keittämöltä aina valkaisulinjalle asti, perehdytään valkaisukemikaalin kulutukseen vaikuttaviin merkittävimpiin tekijöihin, valkaisuvaiheiden tärkeimpien mittalaitteiden toimintaan ja vaiheissa käytettäviin säätömenetelmiin. Säädön suunnittelussa kemikaalikulutuksen ja massanlaadun eri tekijöiden syyseuraussuhteet etsitään koeajoilla. Kompensoitua kappakerroinsäätöä ja kompensoitua vaaleussäätöä verrataan toisiinsa prosessiin tehtävien seurantajaksojen ja käyttökokemusten perusteella. Suoritetun koeajon perusteella uudella säädöllä valkaistun massan hajonta säilyy samana, mutta klooridioksidin kokonaiskulutusta voidaan vähentää keskimäärin 17 %, joka tarkoittaa vuodessa yli 500 000 euron säästöä valkaisukemikaalin kustannuksissa.