Erään sulfaattiselluloosatehtaan rikki-natriumtase ja sen muutossimuloinnit

Työn kirjallisuusosassa selviteltiin sellutehtaan eri osaprosessien vaikutuksia rikki-natriumtaseeseen sekä keinoja hallita tasetta. Ympäristöpäästöjen pienentymisen myötä tehtaiden kemikaalitaseissa on usein ylimäärin sekä rikkiä että natriumia. Taseiden säädön kannalta olisi hyvä, mikäli voitaisiin säätää kierrosta poistuvien kemikaalien S/Na-suhdetta. Hajukaasuista voidaan valmistaa rikkihappoa ja rikkivettä kemian teollisuudessa käytössä olevilla prosesseilla. Natriumia voidaan kierrosta poistaa viherlipeän kiteytyksellä. Puhdistetun sähkösuodintuhkan tai seskvisulfaatin elektrohydrolyysi on uusi keino valmistaa NaOH:a ja H_(2)SO_4:a. Se vaatii vielä kuitenkin kehitystyötä. ClO_2-prosessin muuttaminen toiseksi on myös hyvä keino vähentää rikin ja natriumin ylimäärää kemikaalikierrossa. Kokeellisen osan tavoitteena oli mallintaa tehtaan kemikaalikierto ja tutkia tämän jälkeen erilaisten muutostilanteiden vaikutuksia kemikaalikiertoon. Simuloinneissa huomattiin seskvisulfaatin talteenottoasteen tipahtavan nykyisestä 55 %:sta 5 %:iin tehtaan kemikaalikierron sulkeutuessa. Sulkeutumiseen vaikuttavat eniten valkolipeäviennin loppuminen sekä uuden kuitulinjan rakentaminen. Hapetetun valkolipeän käytöllä tasealueen ulkopuolella voidaan korvata valkolipeäviennin loppuminen. Mikäli vuonna 2001 halutaan suurempi osa seskvisulfaatista hyödyntää, on kemikaalikierrosta regeneroitava rikki- ja natriumkemikaaleja Sulfiditeetin pitämiseksi vakiona olisi regeneroitavien kemikaalien S/Na-suhteen oltava sama kuin korvauskemikaalina käytetyllä seskvisulfaatilla. Mikäli suurin osa tehtaan väkevien hajukaasujen rikistä käytetään CTMP-imeytysliuoksen valmistukseen, saadaan savukaasupesureilta vain vähäinen määrä NaHSO_3-liuosta. Kemikaaliylimäärän poistamiseksi rikki- ja natriumkemikaalien sisäisen valmistuksen on tällöin tapahduttava joko lipeästä, sähkösuodintuhkasta tai suoraan seskvisulfaatista. Kokonaiskemikaalikustannusten minimoimiseksi on CTMP-imeytysliuoksen valmistuksen lisääminen kannattavaa. Seskvisulfaatin neutraloinnissa käytetyn NaOH:n korvaaminen hapetetulla valkolipeällä olisi myös taloudellisesti erittäin kannattavaa. Valkolipeän hapetuslaitoksen kannattavuutta voidaan entisestään parantaa käyttämällä hapetettua valkolipeää myös valkaisussa. Kalium ja kloori tulevat aiheuttamaan ongelmia suljettaessa kemikaalikiertoa. Laskelmat osoittavat lipeän kalium- ja klooripitoisuuksien nousevan jopa yli kolminkertaisiksi uudella kuitulinjalla vuonna 2001. Näitä ongelmia on mietittävä aina rikki-natriumtaseongelmien yhteydessä