Sellun syrjäytyspesun mallintaminen
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2006
Department
Major/Subject
Kemian laitetekniikka
Mcode
Kem-42
Degree programme
Language
fi
Pages
xii + 130 s. + liitt.
Series
Abstract
Työssä testattiin Kemian laitetekniikan ja Tehdassuunnittelun laboratoriossa kehitettyä mallia sellun syrjäytyspesulle. Mallissa sellu-vesi-suspension neste on jaettu kahteen faasiin, sellukuituihin sitoutuneeseen ja kuituja ympäröivään, vapaaseen nesteeseen. Nämä kaksi faasia ovat yhteydessä toisiinsa aineensiirron kautta. Mallissa pesuveden virtausta kuvattiin tanks-in-series-mallilla, jossa sellukakun ajatellaan koostuvan sarjaan kytketyistä CSTR:sta. Testausta varten tehtiin pesukokeita VTT:ssa läpivirtausreaktorilla. Työn kirjallisuusosassa on tarkasteltu sellun pesua yleisesti ja esitelty sellun pesussa käytettäviä laitteita. Lisäksi on tarkasteltu syrjäytyspesuun liittyviä fysikaalisia ja kemiallisia ilmiöitä ja näiden kuvaamiseen käytettyjä malleja. Syrjäytyspesun mallintamiseen liittyvät keskeisesti pesuliuoksen virtauksen sekä tapahtuvien aineensiirtoilmiöiden mallintaminen. Työn tutkimusosassa esitellään pesukokeiden tulokset. Kokeissa käytettiin pesuliuoksen merkkiaineena furaanikarboksyylihappoa, kalsiumia ja natriumia. Pesukokeita tehtiin myös tehdasmassalla, joka itsessään sisälsi metalli-ioneja. Tehdasmassapesukokeissa tutkittiin pesuveden pH:n vaikutusta metalli-ionien poistumiseen massasta. Lisäksi testattiin pesuolosuhteiden vaikutusta pesuun. Kokeiden perusteella käytetyssä virtausreaktorissa pesuveden dispersiota voidaan kuvata noin 11 CSTR:lla sellukakun korkeuden ollessa 7,5 cm. Lämpötilalla tai virtausnopeudella ei kokeiden mukaan ole vaikutusta CSTR:ien lukumäärään. Kakun korkeuden kasvattaminen lisää tarvittavien CSTR:ien lukumäärää. Kehitettyä mallia testattiin ajamalla tehtyjä kokeita vastaavia simulointeja ja vertaamalla kokeista saatuja läpäisykäyriä simuloinneista saatuihin. Mallissa tarvittavana CSTR:ien lukumääränä käytettiin mittausten perusteella saatua arvoa ja aineensiirtoparametrit sovitettiin. Mallin perusteella saatiin kohtalaisen hyvin mittaustuloksia vastaavat läpäisykäyrät. Simulointien perusteella sellu-vesi-suspension faasien välinen aineensiirtopinta-ala olisi emäksisillä pesuliuoksilla noin 20 m<sup>2</sup>/(kg kuitua) ja happamalla pesuliuoksella noin 1 m<sup>2</sup>/(kg kuitua).Description
Supervisor
Aittamaa, JuhaniThesis advisor
Kuitunen, SusannaRäsänen, Erkki