Today there are strict demands regarding emissions to water and air from the Swedish industries. This degree project, conducted at Smurfit Kappa Piteå, will focus on the emissions of organic material in waste water from the paper mill. The overall goal was through dynamic simulations predict the Total Organic Carbon (TOC) emissions from the paper mill at the time a foreseen increase of production is implemented. The recovery boiler is currently a bottleneck in the process and the production of sulphate pulp has today its maximum capacity. This means that production growth will occur exclusively by increasing the intake of recycled fiber. The work started with a comprehensive mapping of TOC, in which ingoing pulps in pulp towers, head boxes and effluent flows were mapped. This was done over a period of two weeks and thus covered a whole production cycle. A TOC method evaluation was conducted where the most suitable analysis method was determined. Mapped data were thereupon evaluated and significant variables were identified. It was determined that use of recycled fiber was the single most important variable to TOC load from paper machine 1 (PM1), but also starch addition to paper machine 2 (PM2) was found to be significant. The work then continued with the simulation phase, consisting of two main parts. The first part consisted of preparatory work where the model was developed to be able to accurately measure TOC load to the waste water treatment plant. This part also included work to identify necessary process changes as a result of an increased production. The second part consisted of the simulation. Three different scenarios were simulated for each paper machine plus two scenarios for the recycled fiber plant. The dynamic simulation model was successively calibrated with respect to TOC concentration and trends followed the ones expected by experience. In the production increase scenario simulated, TOC load distribution between PM1, PM2 and recycled fiber plant will more evenly distributed compared to current production. The largest increase of TOC load will come from the recycled fiber plant, which according to the simulation will increase with about 30 %. / Idag ställs höga krav på de svenska industrierna vad avser utsläpp till vatten och luft. I detta examensarbete som utförts på Smurfit Kappa Piteå undersöktes avloppsflöden från pappersbruket till bioreningsanläggningen. Den övergripande målsättningen var att genom dynamiska simuleringar prediktera de TOC utsläpp pappersbruket kommer att generera efter planerad produktionsökning. Sodapannan är i dagsläget en flaskhals i processen, något som medför att produktionen av nyfibermassa idag så hög den kan vara. Detta medför att produktionsökningen uteslutande kommer att bestå av ökat intag av returfibermassa. Arbetet startade med en omfattande TOC kartering där ingående massor, inloppslådor samt avloppsflöden karterades. Detta utfördes under två veckor och täckte på så sätt en hel produktionscykel. En metodutvärdering genomfördes där lämplig metod för att mäta TOC i just de karterade provpunkterna bestämdes. Erhållna data från karteringen analyserades därpå och signifikanta variabler utvärderades. Det konstaterades att användningen av returfibermassa var den enskilt mest korrelerade variabeln till TOC nivå för pappersmaskin 1 (PM1), samt att stärkelsetillsats på pappersmaskin 2 (PM2) påvisades vara signifikant under den karterade perioden. Simuleringsfasen tog sedan vid, vilken bestod av två delar. En del bestod av förberedande arbete där modellen utvecklades för att simulera TOC halt med så god precision som möjligt. I denna del ingick även arbete för att ta fram nödvändiga processförändringar i och med den ökade produktionen. Den andra delen bestod av själva simuleringsfasen där tre olika scenarion simulerades för respektive pappersmaskin samt två stycken för returfiberanläggningen. Den dynamiska simuleringsmodellen lyckades på ett bra sätt balanseras med karterade mätdata. De utförda simuleringarna av TOC belastning till bioreningen påvisade rimliga resultat och följde de trender som erfarenhetsmässigt kan förklaras. Vid den simulerade produktionsökningen scenariot kommer TOC fördelningen mellan PM1, PM2 och returfiberanläggningen vara mer jämnt fördelat. Den största ökningen av TOC belastning kommer från returfiberanläggningen som enligt simuleringen kommer att öka med omkring 30 %.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-65294 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Lundberg, Johan |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Industriell miljö- och processteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0138 seconds