Defoamer dosing optimisation based on financial and environmental savings
Hinkkanen, Iita (2022)
Diplomityö
Hinkkanen, Iita
2022
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022062349034
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022062349034
Tiivistelmä
In this thesis the main task was to investigate how defoamer dosing levels affects operation of the pulp mill brown stock stage. Defoamer dosing levels were optimized especially in brown stock washing state and the affect to wash result was followed. In addition, process parameters to control defoamer dosing were determined and the control circuits were built.
In literature part theory of brown stock washing, foaming as a phenomenon, reasons for foaming in pulp production process and foam control were familiarized. In test runs defoamer dose levels were decreased step by step and operation of process was followed. During test runs samples were taken to follow wash results of washers. For example, COD and sodium values were followed. Also, trends from inline measurements were analyzed with Wedge.
During test runs it was noticed that process can run with less defoamer. However, main load needs to be in the beginning of the brown stock washing stage. Working of the first two washers is the main thing to get the rest of the brown stage work effectively. Defoamer dose set needs to be at level where some interrupts and disturbances in process can be handled. It was found out that the dosing points are good to be located near the points where the defoamer is needed. Also, some changes in soap solubility were noticed.
Control circuits were built during test runs to follow production rate and partly conductivity of vacuum filtrate of DD washers. During the tests runs the overall defoamer dose level was decreased by 10-20 % with lower dose sets and new control circuits. Also, environmental, and financial savings were achieved. Tämän diplomityön tarkoitus oli tutkia vaahdonestoaineen annostelumäärän vaikutusta prosessin toimintaan sellutehtaan kuitulinjan ruskealla puolella. Optimointia tehtiin erityisesti ruskean massan pesussa ja seurattiin vaahdonestoaineen määrän vaikutusta pesutulokseen. Tarkoitus oli lisäksi määritellä prosessiparametrit, joita vaahdonestoaineen annostelun tulee seurata ja rakentaa säätöpiirit ohjaamaan annostelua.
Teoriaosassa perehdyttiin ruskean massan pesun teoriaan, vaahtoamiseen ilmiönä, vaahtoamisen syihin selluprosessissa, sekä siihen, kuinka vaahtoamista hallitaan. Koeajoissa vaahdonestoaineen annostusta pienennettiin askelissa, ja prosessin käyttäytymistä seurattiin. Koeajojen aikana linjalta otettiin näytteitä, joiden avulla seurattiin pesutehokkuuden kehittymistä. Muun muassa COD ja natriumarvoja seurattiin. Jatkuvasti mitattavia prosessiarvoja analysoitiin lisäksi Wedgellä.
Koeajojen aikana huomattiin, että prosessi toimii myös pienemmällä määrällä vaahdonestoainetta, mutta se täytyy annostella prosessin alkupäähän. Kahden ensimmäisen pesurin toiminta vaikuttaa vahvasti koko loppulinjan toimintaan ja suorituskykyyn. Vaahdonestoainetta täytyy olla myös jonkin verran puskurina, jotta häiriöt ja katkokset eivät aiheuta ongelmaa. Todettiin myös, että annostelupisteiden on hyvä olla lähellä pistettä, jossa vaahdonestoainetta tarvitaan. Suovan liukoisuudessa huomattiin myös muutoksia koeajojen aikana. Säätöpiirit rakennettiin seuraamaan tuotantoa, sekä soveltuvin osin DD-pesurien vakuumisuodoksen johtokykyä. Pienempien annosten, sekä uusien säätöpiirien avulla vaahdonestoaineen kokonaisannosta pystyttiin pudottamaan 10–20 %.
In literature part theory of brown stock washing, foaming as a phenomenon, reasons for foaming in pulp production process and foam control were familiarized. In test runs defoamer dose levels were decreased step by step and operation of process was followed. During test runs samples were taken to follow wash results of washers. For example, COD and sodium values were followed. Also, trends from inline measurements were analyzed with Wedge.
During test runs it was noticed that process can run with less defoamer. However, main load needs to be in the beginning of the brown stock washing stage. Working of the first two washers is the main thing to get the rest of the brown stage work effectively. Defoamer dose set needs to be at level where some interrupts and disturbances in process can be handled. It was found out that the dosing points are good to be located near the points where the defoamer is needed. Also, some changes in soap solubility were noticed.
Control circuits were built during test runs to follow production rate and partly conductivity of vacuum filtrate of DD washers. During the tests runs the overall defoamer dose level was decreased by 10-20 % with lower dose sets and new control circuits. Also, environmental, and financial savings were achieved.
Teoriaosassa perehdyttiin ruskean massan pesun teoriaan, vaahtoamiseen ilmiönä, vaahtoamisen syihin selluprosessissa, sekä siihen, kuinka vaahtoamista hallitaan. Koeajoissa vaahdonestoaineen annostusta pienennettiin askelissa, ja prosessin käyttäytymistä seurattiin. Koeajojen aikana linjalta otettiin näytteitä, joiden avulla seurattiin pesutehokkuuden kehittymistä. Muun muassa COD ja natriumarvoja seurattiin. Jatkuvasti mitattavia prosessiarvoja analysoitiin lisäksi Wedgellä.
Koeajojen aikana huomattiin, että prosessi toimii myös pienemmällä määrällä vaahdonestoainetta, mutta se täytyy annostella prosessin alkupäähän. Kahden ensimmäisen pesurin toiminta vaikuttaa vahvasti koko loppulinjan toimintaan ja suorituskykyyn. Vaahdonestoainetta täytyy olla myös jonkin verran puskurina, jotta häiriöt ja katkokset eivät aiheuta ongelmaa. Todettiin myös, että annostelupisteiden on hyvä olla lähellä pistettä, jossa vaahdonestoainetta tarvitaan. Suovan liukoisuudessa huomattiin myös muutoksia koeajojen aikana. Säätöpiirit rakennettiin seuraamaan tuotantoa, sekä soveltuvin osin DD-pesurien vakuumisuodoksen johtokykyä. Pienempien annosten, sekä uusien säätöpiirien avulla vaahdonestoaineen kokonaisannosta pystyttiin pudottamaan 10–20 %.