4. January 2012
Kirjoittaja: Ilkka Wartiovaara
2.15. Sellutehtaan sulkeminen
Sulfaattisellutehdas on ollut jaettavissa sulkemisasteeltaan kahteen osaan: kemikaalien ja lämpöenergian talteenoton vuoksi suljettuun keittoprosessiin ja toisaalta avoimeen valkaisuun. 1960-luvulle saakka sulfaattisellun valkaisuun käytettiin klooria ja hypokloriittia useissa välipesujen erottamissa vaiheissa. Tällainen valkaisuprosessi oli vesikierroltaan hyvin avoin, koska näiden molempien kemikaalien reaktiot voitiin hallita vain alhaisissa lämpötiloissa, minkä lisäksi reaktiotuotteena syntyvän kloridin pitoisuus oli pidettävä riittävän pienenä, jotta prosessilaitteiden korroosio oli hallittavissa. Keiton ja valkaisun raja oli havusellun ligniinipitoisuudella ilmaistuna noin kappaluku 35.
Kloorilla ja hypokloriitilla voitiin valmistaa vain puolivalkaistua sulfaattisellua. Vaaleamman ja myös lujan sulfaattisellun tuotanto edellytti klooridioksidin käyttöä, aluksi loppuvalkaisussa ja myöhemmin myös alkuvalkaisukemikaalina. Klooridioksidin valkaisureaktiot toimivat tehokkaasti lämpötila-alueella 50 – 80 oC, jolloin loppuvalkaisun kuumien suodosten kierrätys tuli prosessin lämpötalouden kannalta välttämättömäksi. Käytännössä kunkin valkaisuvaiheen omaa suodosta käytettiin valkaisutornista pesurille tulevan massan laimennukseen. Puhdasta kuumaa pesuvettä käytettiin vain viimeisen vaiheen pesurilla ja muissa vaiheissa pesu tapahtui pääosin vastavirtapesun periaatteella jälkimmäisten vaiheiden suodoksilla. Myöhemmin vastavirtapesusta kehitettiin erilaisia valkaisukemikaalien kulutuksen minimointiin tähtääviä variaatioita, joissa tietyllä pesurilla käytettiin kahta erilaista suodosta, esimerkiksi alkalista ja hapanta.
Matalalämpötilaiset klooraus- ja hypokloriittivaiheet kuumien ruskean massan pesu/lajittelun ja loppuvalkaisun välissä olivat lämpötaloudellisesti epäedulliset. Hypokloriitin käytöstä luovuttiin ja kloorausvaiheen lämpötilaa voitiin nostaa, kun osa kloorista korvattiin klooridioksidilla. Tällöin 1970-luvun lopulla valkaisusekvenssin perusmuodoksi muotoutui viisivaiheinen (DC)EDED, jonka vedenkäyttö asettui tasolle 30 m3/t sellua.
Lujan ja vaalean massan valmistus kemikaali- ja energiataloudellisesti oli pääasiallinen syy edellä kuvattuun kehitykseen. Näiden lisäksi ympäristönsuojelun vaatimukset erityisesti tehtaan jätevesikuormituksen suhteen nousivat yhä tärkeämmiksi. Jätevettä puhdistettiin eri menetelmin mm. suodatus, biologiset menetelmät ja kemialliset käsittelyt. Prosessista lähtevän jäteveden laatu ja määrä vaikuttivat luonnollisesti puhdistuksen kustannuksiin ja saavutettuun tulokseen. Selluprosessin ja jäteveden erilaisten puhdistusmenetelmien optimointityön seurauksena sellutehtaan kierroltaan suljettua osuutta kasvatettiin jatketun keiton menetelmillä ja happidelignifioinnilla, jolloin valkaistavan havusellun kappaluku voitiin viedä selvästi alle 20. Kloorikaasun käytöstä valkaisukemikaalina luovuttiin kokonaan ja se korvattiin klooridioksidilla, hapella, peroksidilla ja otsonilla.
Sellutehtaan vesikierron erittäin tiukkaa sulkemista kokeiltiin mm. USA:ssa ja Kanadassa. Nämä tehdasasteellekin päätyneet kokeilut osoittivat, ettei ”suljettu sellutehdas” ole taloudellisesti kannattava.