The use of principal component analysis in controlling wet end chemistry and paper machine runnability on a rebuild paper machine

Abstract

Tässä työssä käytettiin pääkomponenttianalyysiä paperikoneen märkäosan kemian mallintamiseen ja hallintaan sekä paperikoneen ajettavuuden ennustamiseen uusitulle paperikoneella.

Paperikoneen märkäosan kemiasta tehtiin 15:llä on-line anturilla malli. Anturit olivat paperikoneen lyhyessä kierrossa. Analyysimenetelmänä käytettiin pääkomponenttianalyysiä, joka perustuu monimuuttujakorrelaatioihin. On-Iine antureita käytettiin informaation keräämisessä ja niillä mitattiin pH:a, lämpötilaa. johtokykyä, varaustilaa ja flokkisuutta. Malli perustui referenssijaksoon, joka vastasi normaalia ajotilannetta paperikoneella. Paperikoneen ajettavuuden arvioimiseksi käytettiin katkoherkkyyttä, joka on katkotaajuuden tasoitettu kuvaaja.

Mallin avulla ei onnistuttu löytämään yhteyttä kemian vaihteluiden ja koneen ajettavuuden välille, mutta selvästi osoitettiin lajikohtaisen mallin välttämättömyys. Lajikohtainen mallinnus lisää mallin tarkkuutta pienemmällä määrällä pääkomponentteja. Mallin tarkkuus kasvoi entisestään kun massa-annostelut sekä koneen nopeus huomioidaan.

Paperikoneella ei ollut kemiasta johtuvia ajovaikeuksia. Tästä syystä mallia ei voida pitää käyttökelvottomana, vaikka korrelaatiota ajettavuuden kanssa ei löydetty. Enemmänkin paperikoneen märkäosa, joka kesti kemian vaihtelua ilman ajovaikeuksia on syynä mallinnuksen heikkoon lopputulokseen. Malli oli herkkä kemian tilan vaihteluille, joista suurimmat liittyivät erilaisiin vaaleustavoitteisiin ja sitä kautta muutoksiin valkaisuolosuhteissa. Ditioniitin käyttö nosti systeemin johtokykyä selvästi sekä laski lyhyen kierron pH:a. Paperikoneen ajettavuus ei kuitenkaan kärsinyt, vaikka pH-shokit lisäsivät riskiä ongelmiin prosessissa, jossa käytetään karbonaattia pigmenttinä.

Syyt siihen, ettei kemiaan liittyviä ongelmia ollut paperikoneella liittyvät runsaaseen veden käyttöön prosessissa, pesupuristimiin, jotka eristävät TMP-laitoksen ja paperikoneen vedet toisistaan sekä puristinosaan, jossa ei ole avoimia vientejä. Kemiaan liittyviä ajettavuusvaikeuksia oli vaikea arvioida, kun katkot tulivat päällystyksessä tai kalanteroinnissa. Pihka- tai kalsiumperäisiä saostumia ei paperikoneella ollut tarkastelujakson aikana.