Optimization of an ozone using bleaching sequence

Abstract

Diplomityön tavoitteena oli tutkia Oy Metsä-Botnia Ab:n Kaskisten tehtaalla käyttöönotettua Z/D-valkaisuvaihetta ja tutkimuksen pohjalta optimoida tehtaan valkaisusekvenssiä kustannustehokkaammaksi.

Kirjallisuuden pohjalta on selvitetty hekseniuronihappojen eli HexA:n kemiallista muodostumista ja HexA:n poistoa massasta sekä analyysimenetelmiä HexA-pitoisuuden määrittämiseksi.

Kirjallisuusosassa käsitellään myös otsonivaiheen kemiaa, olosuhteita ja niiden vaikutusta massan ominaisuuksiin. Lisäksi esitellään yhdistettyä Z/D-vaihetta ja siitä saatuja kokemuksia.

Kokeellisessa osassa keskeinen näkökohta oli HexA:n poistuminen koivusulfaattimassasta A- ja Z/D-valkaisuvaiheissa. Laboratoriossa tutkittiin tehdasmassan käyttäytymistä A-vaiheessa ja vaiheen saantohäviö määritettiin sekä laboratoriossa että tehdasoloissa. Lämpötilan, pH:n, otsoniannoksen, tulokapan ja pesuhäviön vaikutusta otsonivaiheen tehokkuuteen selvitettiin tehdasoloissa. UVRR-spektrometriaa käytettiin yhtenä analyysimenetelmänä eri valkaisuvaiheiden jälkeisiä HexA- ja ligniinipitoisuuksia määritettäessä.

Otsonivaiheeseen tuleva pesuhäviö syö merkittävästi otsonivaiheen tehokkuutta. Tehokkaasti toimivan A-vaiheen jälkeensä jättämät HexA:n reaktiotuotteet kuluttavat otsonia, sillä niitä ei ole riittävän hyvin pesty A- ja Z/D-vaiheen välisellä pesurilla. Pesutehokkuutta vaiheiden välillä tulee parantaa, jotta otsonivaiheen tehokkuutta saadaan nostettua. Korkeampi tulokappa otsonivaiheeseen parantaa merkittävästi vaiheen tehokkuutta, mutta selektiivisyyteen sillä ei havaittu olevan vaikutusta.

Otsonivaiheen yhdistäminen klooridioksidivaiheeseen yhdessä tehokkaan A-vaiheen kanssa on alentanut klooridioksidin kulutusta 23 % ja valkaisukustannuksia 16 % Kaskisten tehtaalla. Z1-vaiheen siirtäminen loppuvalkaisusta Do-vaiheen yhteyteen on ollut erittäin perusteltua.