Yleistä
Soodakattilan tehtävät
Natriumin ja rikin talteenottaminen
Höyryn tuottaminen

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Yleistä

Sulfaattisellun keitossa käytettävät natriumyhdisteet ovat niin kalliita, että jo sellunvalmistusmenetelmän kehityksen alkuvaiheessa kemikaaleja ruvettiin kierrättämään mustalipeästä takaisin prosessiin.

Sulfaattisellutehtaissa mustalipeä syntyy sellunkeitossa käytetyn valkolipeän reagoidessa puun ligniinin ja jossain määrin muiden aineosien kanssa. Mustalipeä on väriltään mustaa ja sisältää puun ligniiniä ja keitossa käytettyjä natrium- ja rikkipohjaisia kemikaaleja.

Mustalipeä pyritään erottamaan sellusta keiton jälkeisissä pesuvaiheissa . Mustalipeä johdetaan pesemöltä ensin haihduttamoon ylimääräisen veden poistamiseksi ja haihduttamolta soodakattilaan poltettavaksi .

 

Soodakattilan tehtävät

Soodakattilalla on periaatteessa kaksi eri tehtävää, kemikaalien talteenotto ja prosessissa syntyvän palamislämmön talteenotto . Soodakattilassa sellunkeiton kemikaalit rikki ja natrium vapautuvat mustalipeästä ja otetaan talteen jatkokäsittelyyn sopivina yhdisteinä. Toisaalta soodakattilassa mustalipeän orgaanisen osan palamisen yhteydessä vapautuva lämpöenergia käytetään höyryn tuottamiseen, jolloin soodakattila toimii höyrykattilana.

Soodakattilan kaksoisrooli tekee sen rakenteen varsin monimutkaiseksi ja kattilan käytön huomattavasti vaativammaksi kuin "normaaleja" polttoaineita polttavien voimalaitoskattiloiden.

Soodakattilan tehtäviin kuuluu:

Natriumin ja rikin talteen ottaminen

Soodakattilassa mustalipeän sisältämä rikki pelkistetään natriumsulfidiksi . Osa rikkiyhdisteistä jää pelkistymättä. Pelkistymis- eli reduktioaste kertoo natriumsulfidiksi pelkistyneen natriumsulfaatin määrän. Mustalipeän muussa muodossa oleva natrium muodostaa poltossa hiilidioksidin kanssa reagoidessaan natriumkarbonaattia.

Soodakattilan tulipesän alaosan sulakourujen kautta ulos valuva kemikaalisula sisältää natriumsulfidia, natriumkarbonaattia ja natriumsulfaattia. Kemikaalisula liuotetaan laihavalkolipeään, jolloin syntyy viherlipeää . Viherlipeä johdetaan kaustistamoon edelleen prosessoitavaksi keitossa käytettävään muotoon.

Höyryn tuottaminen

Sellunkeitossa kuidut erotetaan toisistaan liuottamalla kuitujen välissä oleva ligniini. Liuennut ligniini ja muu liuennut orgaaninen ja epäorgaaninen aines (keittokemikaalit) erotetaan massasta sellun pesussa. Pesussa erotetun mustalipeän kuiva-ainepitoisuutta nostetaan poistamalla mustalipeästä vettä haihduttamalla. Mustalipeän sisältämä natrium ja rikki erotetaan mustalipeästä polttamalla se soodakattilan tulipesässä. Samalla vapautuu huomattava määrä lämpöenergiaa, joka otetaan talteen siirtämällä se soodakattilan vesi/höyry -järjestelmässä kattilaveteen. Veden höyrystyessä saadaan muodostuvasta höyrystä turbiinin avulla tuotettua sähköä. Lisäksi höyryä voidaan käyttää prosessin eri vaiheissa lämmittämiseen esimerkiksi keitossa sekä esimerkiksi puhdistamiseen soodakattilan nuohoamisessa.

Soodakattilan tehtävät kemikaalien talteenotto sekä sähkön ja höyryn tuottaminen ovat oikeastaan täysin erillisiä prosesseja. Kemikaalit voitaisiin erottaa ilman palamisessa syntyvän lämmön talteenottamistakin. Soodakattilan vesi/höyry -järjestelmä, joka koostuu veden syöttövesisäiliöstä, syöttöveden esilämmittimistä, keittopinnoista, tulistimista, höyrylieriöstä ja kattilan seinissä kulkevista seinäputkista, on siis vain höyryn tuottamista varten ja sillä ei ole varsinaisesti mitään tekemistä kemikaalien erottamisen kanssa. Korkeapainehöyrystä tuotetaan sähköä turbiinin avulla .