No description available.

The kraft pulping process has been known for decades. The focus in kraft pulping has always been on better operation of the chemical recovery system. One of the targets is on deadload (sodium sulfate (Na2SO4) and sodium carbonate (Na2CO3)) reduction in white liquor. A model based on several literature references was developed to study the effect of deadload reduction. A base model was developed based on current mill operation. This base model was compared to the deadload reduction model. Overall improvement, such as operating cost saving and revenue generation was achieved from deadload reduction. Operating cost saving involves less deadload chemical in chemical recovery system, and less water that was associated with the deadload itself. Revenue generation involves generating more steam and heat from the recovery boiler that can be used for mill purposes or energy revenue. Two important variables to achieve deadload reduction are causticizing efficiency and reduction efficiency.

No description available.

No description available.

No description available.

No description available.

L’atelier de régénération d’une usine kraft permet d’extraire des liqueurs noires les élémentschimiques nécessaires à la cuisson du bois et de les régénérer sous leur forme active, ainsi quede valoriser la fraction organique dissoute sous forme de chaleur. Les opérations unitaires enoeuvre sont nombreuses, complexes, et souvent mal décrites. Ce travail vise à permettre unemeilleure compréhension de la régénération, par la réalisation de modèles fiables décrivant lesphénomènes et processus dans chaque opération unitaire, leur implémentation algorithmiqueet leur exploitation par la simulation du procédé global. / Chemical recovery at the kraft mill is the process whereby the valuable inorganic elements areextracted from spent kraft liquors and regenerated under their form effective to the cooking ofthe wood and energy is producted from the dissolved organic fraction. Many unit operations areinvolved, often poorly described. This work aims at a better understanding of the recovery processes.Reliable models describing the physical phenomena were proposed for each operation andimplemented as a computer algorithm. The whole chemical recovery unit was then simulated.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ADRIANO BORGES MARTINS DA SILVA.pdf: 3121513 bytes, checksum: 07dee82c52a009778c436836023d7495 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / The Kraft pulping process responsible for producing more than 130 million tons / year of all pulp produced in the world, is widely spread due to recycling of the chemicals used in pulping, NaOH and Na2S and co-generation of energy and steam for the chemical recovery process, where the residual weak black liquor from the wood cooking, is transformed into heavy black liquor by water evaporation and concentration of the liquor. Evaluating the chemical composition and the difference in solids caused by the water evaporation liquor has been proposed to study the corrosion process caused by the presence of black liquor in different types of metals used in evaporation plant, evaluating the physico-chemical properties of the black liquor in two distinct points of the evaporation plant, the impact caused by the effect of the presence of black liquor in 1020 alloy steel, stainless steel 304L and SAF 2205 duplex and compare the corrosion rate and polarization resistance experienced by the 1020 steel, stainless steel 304L and SAF 2205 duplex at two different concentrations. For verification of corrosion rate, electrochemical concepts were used according to the method ASTM G59-97, where electrodes were fabricated with three types of steels to be studied, the latter being immersed in the solution of black liquor, and evaluated their respective corrosion rates. In all conditions studied the 1020 alloy steel showed the worst corrosion rate and polarization resistance among the studied metals. For the 304L stainless steel and SAF 2205 duplex stainless steel both have acceptable corrosion rates for use with small additions between certain situations between 304L and SAF 2205 duplex steels, but as corrosion rates remained near the various situations studied so it is necessary to evaluate the financial viability of the application of one of the two leagues in the process. / O processo de polpação KRAFT responsável pela produção de mais de 130 milhões de toneladas/ano de toda celulose produzida no mundo, é amplamente difundido devido à reciclagem dos produtos químicos utilizados na polpação, NaOH e Na2S e a co-geração de energia e vapor durante o processo de recuperação química, onde o licor negro fraco residual do cozimento da madeira é transformado em licor negro forte, pela evaporação da água e concentração deste licor. Avaliando a composição química e a diferença no teor de sólidos ocasionado pela evaporação da água do licor foi proposto estudar o processo corrosivo causado pela presença de licor negro em diferentes tipos de metais utilizados em planta de evaporação, avaliando as propriedades físico-químicas do licor negro em dois pontos distintos da planta de evaporação, o impacto causado pelo efeito da presença de licor negro em ligas de aço 1020, aços inoxidáveis 304L e duplex SAF 2205 e comparar a taxa de corrosão e a resistência de polarização sofrida pelo aço 1020, aços inoxidáveis 304L e duplex SAF 2205 em duas concentrações diferentes. Para verificação da taxa de corrosão, foram utilizados conceitos eletroquímicos conforme a metodologia ASTM G59-97, onde foram confeccionados eletrodos com os três tipos de aços a serem estudados, sendo estes imersos na solução de licor negro, e avaliados suas respectivas taxas de corrosão e resistência de polarização. Em todas as condições estudadas o aço 1020 apresentou a pior taxa de corrosão entre os metais estudados. Para os aços inoxidáveis 304L e duplex SAF 2205, os dois apresentam taxas de corrosão aceitáveis para sua utilização, com pequenas vantagens entre determinadas situações entre os aços 304L e o duplex SAF 2205, porém como as taxas de corrosão se mantiveram próxima nas várias situações estudadas assim é necessário avaliar a viabilidade financeira da aplicação de uma das duas ligas em processo.

No description available.

O desafio para a área de monitoramento de processos, em indústrias químicas, ainda é a etapa de detecção, com a necessidade de desenvolvimento de sistemas confiáveis. Pode-se resumir que um sistema é confiável, ao ser capaz de detectar as situações anormais, de modo precoce, e, ao mesmo tempo, de minimizar a geração de alarmes falsos. Ao se ter um sistema confiável, pode-se empregá-lo para auxiliar o operador, de fábricas, no processo de tomada de decisões. O objetivo deste estudo é apresentar uma metodologia, baseada na técnica, modelo oculto de Markov (HMM, acrônimo de ?Hidden Markov Model?), para se detectar situações anormais em caldeiras de recuperação química. As aplicações de maior sucesso de HMM são na área de reconhecimento de fala. Pode-se citar como aspectos positivos: o raciocínio probabilístico, a modelagem explícita, e a identificação a partir de dados históricos. Fez-se duas aplicações. O primeiro estudo de caso é no ?benchmark? de um sistema de evaporação múltiplo efeito de uma fábrica de produção de açúcar. Identificou-se um HMM, característico de operação normal, para se detectar cinco situações anormais no atuador responsável por regular o fluxo de xarope de açúcar para o primeiro evaporador. A detecção, para as três situações abruptas, é imediata, uma vez que o HMM foi capaz de detectar alterações, abruptas, no sinal da variável monitorada. Em relação às duas situações incipientes, foi possível detectá-las ainda em estágio inicial; ao ser o valor de f (vetor responsável por representar a intensidade de um evento anormal, com o tempo), no instante da detecção, próximo a zero, igual a 2,8% e 2,1%, respectivamente. O segundo estudo de caso é em uma caldeira de recuperação química, de uma fábrica de produção de celulose, no Brasil. O objetivo é monitorar o acúmulo de depósitos de cinzas sobre os equipamentos da sessão de transferência de calor convectivo, através de medições de perda de carga. Este é um dos principais desafios para se aumentar a eficiência operacional deste equipamento. Após a identificação de um HMM característico de perda de carga alta, pôde-se verificar a sua capacidade de informar o estado atual e, por consequência, a tendência do sistema, de modo similar à um preditor. Pôde-se demonstrar também a utilidade de se definir limites de controle, com o objetivo de se ter a informação sobre a distância entre o estado atual e os níveis de alarme de perda de carga. / The greatest challenge faced by the area of process monitoring in chemical industries still resides in the fault detection task, which aims at developing reliable systems. One may say that a system is reliable if it is able to perform early fault detection and, at the same time, to reduce the generation of false alarms. Once there is a reliable system available, it can be employed to help operators, in factories, in the decisionmaking process. The aim of this study is presenting a methodology, based on the Hidden Markov Model (HMM) technique, suggesting its use in the detection of abnormal situations in chemical recovery boilers. The most successful applications of HMM are in the area of speech recognition. Some of its advantages are: probabilistic reasoning, explicit modeling and the identification based on process history data. This study discusses two applications. The first one is on a benchmark of a multiple evaporation system in a sugar factory. A HMM representative of the normal operation was identified, in order to detect five abnormal situations at the actuator responsible for controlling the syrup flow to the first evaporator. The detection result for the three abrupt situations was immediate, since the HMM was capable of detecting the statistical changes on the signal of the monitored variable as soon as they occurred. Regarding to the two incipient situations, the detection was done at an early stage. For both events, the value of vector f (responsible for representing the strength of an abnormal event over time), at the time it occurred, was near zero, equal to 2.8 and 2.1%, respectively. The second case study deals with the application of HMM in a chemical recovery boiler, belonging to a cellulose mill, in Brazil. The aim is monitoring the accumulation of ash deposits over the equipments of the convective heat transfer section, through pressure drop measures. This is one of the main challenges to be overcome nowadays, bearing in mind the interest that exists in increasing the operational efficiency of this equipment. Initially, a HMM for high values of pressure drop was identified. With this model, it was possible to check its capacity to inform the current state, and consequently, the tendency of the system (similarly as a predictor). It was also possible to show the utility of defining control limits, in order to inform the operator the relative distance between the current state of the system and the alarm levels of pressure drop.