TOC:n jatkuvatoiminen mittaus ja hallinta hiomolla

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

Authors

Date

1999

Department

Puunjalostustekniikan osasto

Major/Subject

Paperitekniikka

Mcode

Puu-21

Degree programme

Language

fi

Pages

100

Series

Abstract

TOC (Total Organic Carbon) on vedessä olevien orgaanisten yhdisteiden konsentraation summaparametri. COD:ta (Chemical Oxygen Demand) on perinteisesti käytetty orgaanisten aineiden pitoisuuksien tarkkailuun kierto- ja jätevesissä Suomen paperiteollisuudessa. Keski-Euroopassa harkitaan COD-määrityksen sijasta TOC-määritykseen siirtymistä jätevesipäästöluvissa eräissä tapauksissa. TOC soveltuu COD-mittausta paremmin on-line mittaamiseen TOC:n mittausajan Iyhyyden vuoksi. Työn tavoitteena oli tutkia TOC määrityksen soveltuvuutta hiomon ja paperikoneen kiertovesien sisältämän orgaanisen aineen on-line mittaukseen sekä tutkia TOC:n muodostukseen vaikuttajia tekijöitä. TOC antaa tiedon orgaanisten yhdisteiden määrästä, mutta ei niiden koostumuksesta. TOC-luvun määritys tapahtuu analysaattorissa, jossa näytteestä poistetaan ensin hapottamalla epäorgaaninen hiili. Seuraavaksi näyte hapetetaan katalyyttiuunissa tai UV-reaktorissa. Hapetusvaiheessa syntynyt hiilidioksidi detektoidaan NDIR-detektorilla (non-dispersive infrared). Laskennallisen muunnoksen jälkeen saadaan tulokseksi TOC (mg/l). Analysaattori edellyttää kiintoainevapaata näytettä, joten näytteen esikäsittely on välttämätön. Analysaattorin antamia tuloksia arvioitaessa tulee ottaa lisäksi huomioon myös näytteen karbonaatti- ja suolapitoisuus sekä lämpötila. Edellä mainittujen tekijöiden ei kuitenkaan todettu merkittävästi vaikuttavan analysaattorin antamiin tuloksiin paperinvalmistuksen kiertovesiä mitattaessa. Tutkimuksessa näyte esikäsiteltiin Membraloxin tuubimaisilla keraamisilla suotimilla (huokoskoko 0,8 µm), joten esikäsitelty näyte sisälsi käytännössä vain liuenneita aineita. Testattava TOC on-line mittari oli Zellwegerin analysaattori. Keraamisista suotimista ja TOC on-line analysaattorista koostuvaa koelaitteistoa testattiin Stora-Enso Oy:n Anjalan hiomolla. TOC-lukua mitattiin yhdellä on-line analysaattorilla näytteenvalintalogiikan ohjaamana hiokelinjasta ennen ja jälkeen katkaisupesun sekä hakuvetenä toimivasta paperikoneen nollavedestä. Katkaisupesun jälkeisessä mittauspisteessä oli jo lisätty hakuvesi. Keraamiset suotimet toimivat hyvin nollaveden suodatukseen, mutta paksun massan (sakeus 3-7 %) suodatuksessa esiintyi ongelmia massan pakkautumisen vuoksi. TOC-analysaattori vaati lähes päivittäistä huoltoa, josta osa oli automatisoitavissa. Suurimman ongelman muodosti hapotusvaiheessa syntyvä sakka, joka vähitellen tukki analysaattorin linjat. Sakka oli liuotettavissa propanolilla. Koejakson aikana koelaitteiston käyttöasteeksi saatiin 41 %. Telapuristimella suoritettavan katkaisupesun todettiin merkittävästi vähentävän paperikoneelle pääsevää TOC-kuormaa. Ditioniittivalkaisuun verrattuna peroksidivalkaisun havaittiin kasvattavan voimakkaasti hiomon TOC-tasoa. Katkaisupesu kuitenkin esti suurimmaksi osaksi TOC-nousun pääsyn paperikoneelle. Muutenkin katkaisupesu tasoitti hiomolta tulevia TOC-piikkejä. Katkaisupesusta huolimatta hiokkeen TOC-taso oli selkeästi vaikuttavin tekijä PK-nollaveden TOC-lukua tarkasteltaessa. TOC ennen katkaisupesua vaihteli välillä 150-700 mg/l, kun katkaisupesun jälkeinen TOC ja hakuveden TOC olivat välillä 50-150 mg/l. Katkaisupesun jälkeinen TOC oli pääasiassa korkeampi kuin hakuveden TOC. Kun TOC ennen katkaisupesua oli alhaisella tasolla havaittiin hakuveden TOC:n olevan katkaisupesun jälkeistä TOC-lukua korkeampi. Korkeaan sakeuteen puristetusta massasta voi tulla "TOC-fiilinen", jolloin se adsorboisi hakuvettä lisättäessä melko voimakkaasti hakuveden orgaanisia LK-aineita, jonka tuloksena TOC laskisi. Katkaisupesun ympäristöstä mitatut TOC-luvut havaittiin olevan lineaarisesti korreloituneita keskenään, minkä pohjalta muodostettiin lineaarinen malli katkaisupesun jälkeisen TOC-tason ennustamiseksi. Malli toimi erinomaisesti. TOC-lukuihin vaikuttavia parametrejä etsittiin KCL-WEDGE:n trendiseurannalla, korrelaatioanalyysillä ja MAR-analyysillä. TOC:n todettiin korreloivan hyvin COD:n kanssa. Tärkeimmäksi hiomon TOC-tasoon vaikuttavaksi tekijäksi havaittiin hiomon kiertoveden lämpötila. Korkeammassa lämpötilassa hiokkeesta liukenee enemmän orgaanista ainetta. Hiomon lämpötilavaihteluiden todettiin olevan peräisin hiomolta. Lämpötilavaihteluiden aiheuttajiksi epäiltiin freeneksen, tuotannon ja hiomon vesikiertojen sulkemisasteen vaihteluja. Hiomon ja paperikoneen TOC-vaihteluiden vaimentamiseksi tulisi kiinnittää enemmän huomiota hiomon lämpötilan vaihteluihin.

Description

Supervisor

Paulapuro, Hannu

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120446372

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK