Taseet

Energiataseet

Energiataseisiin kuuluvat sähkötase, höyrytase ja sekundäärilämpötase, joilla jokaisella on tärkeä merkitys sulfaattisellutehtaan energiantuotannon kannalta. Sähkötaseeseen viitaten nykypäivänä sellutehdas tuottaa enemmän sähköä kuin kuluttaa omiin prosesseihin ja ylijäänyt sähkö käytetään integroiduissa tehtaissa paperikoneiden ajamiseen tai se voidaan myydä valtakunnan verkkoon. Sellutehtailla sähköenergia tuotetaan höyryturbiinilla. Syöttövesisäiliöstä vesi pumpataan joko soodakattilaan, kuorikattilaan tai väkevien hajukaasujen polttimeen, jossa syötetty vesi höyrystetään tulistetuksi höyryksi. Tulistettu höyry muunnetaan höyryturbiinissa sähköenergiaksi, jota voidaan käyttää sellutehtaan eri prosesseissa. Sähkötaseilla höyryturbiinista tuotettu sähkö rajataan kullekin prosessille erikseen ja jokaisella sellutehtaan prosessilla on oma sähkönvaatimustarpeensa. Sellutehtaissa sähköä kuluu puunkäsittelyyn, keittoon ja pesuun, haihdutukseen, valkaisuun ja kemikaalien valmistukseen, kuivaukseen sekä soodakattilaan ja ilman esilämmittimiin. Sulfaattisellutehtaissa kaikista merkittävimpiä sähkönkuluttajia ovat keitto- ja pesulinjat, valkaisulinja sekä kuivauskoneet.

Höyryverkkojen höyryjä käytetään sellutehtaiden keitossa ja pesussa, haihdutuksessa, valkaisussa, kuivauksessa ja myös soodakattilassa. Suurin osa prosessilämmöstä kulutetaan matalapainehöyrynä ja osaprosessien kulutuksen mukaan höyryä syötetään venttiilien avulla matalapaineverkkoon. Integroimattomassa sellutehtaassa suurimpia höyryn kuluttajia ovat haihduttamo, keittämö ja sellun kuivauskoneet. Integroidussa tehtaassa, jossa on sellutehtaan lisäksi paperitehdas, suurin osa matalapainehöyrystä menee paperikoneille. Näiden osaprosessien jälkeen höyry lauhtuu primäärilauhteena syöttövesisäiliöön.

Sekundääri- eli toisiolämpönä pidetään lämpöä, joka voidaan hyödyntää tehtaissa osaprosessien lämmitykseen. Tehtailla yli puolet höyrynä käytetystä lämmöstä voidaan hyödyntää toiseen kertaan ja samalla voidaan vähentää primäärilämmön osuutta prosessilämmöstä. Sellutehtaan osaprosesseista tuleva primäärilauhde hyödynnetään sekundäärilämpönä sen mukaan, mistä sellutehtaan osaprosessista primäärilauhde tulee. Sekundäärilämpöenergiaa saadaan kuumana vetenä, joka hyödynnetään sellutehtaan valkaisussa, ligniinin käsittelyssä sekä kaustisoinnissa. Sekundäärilämpöenergiaa saadaan myös lämpimänä vetenä keittämöltä primäärilauhteena. Tätä sekundäärienergiaa hyödynnetään sellun kuivauksessa ja kuivauksessa käytettyä sekundäärienergiaa voidaan vielä käyttää nollavetenä valkaisussa, joka on sulfaattisellutehtaiden suurin yksittäinen veden kuluttaja.

Vesitaseet

Sulfaattisellutehtaan vedet käsitellään sekä mekaanisesti että kemiallisesti sellutehtaan osaprosessista riippuen. Sellutehtaan jäähdytysvedet ja prosessivedet tarvitsevat vain mekaanisen käsittelyn. Veden mekaanisen puhdistuksen aikana vesi suodatetaan suurimmista epäpuhtauksista rumpusiivilöillä, koriketjusuodattimilla ja painesihdeillä. Kemiallista vedenpuhdistusta tarvitsevat sellutehtaan kattilavedet, jotka käsitellään ioninvaihto- ja käänteisosmoosiprosesseilla sekä kattilavesistä poistetaan happi ja kattilavedet lopuksi desinfioidaan pienhiukkasista. Kemiallisella puhdistuksella käsitellyitä vesiä käytetään sooda- ja kuorikattilassa sekä hajukaasukattilassa, jotka eivät syövytä kattilaputkien seinämiä. Syöttövesisäiliöstä kattilavedet tasataan molemmille sooda- ja kuorikattilalle sekä myös sellutehtaan osaprosesseista tulevat lauhteet ja tuotettu lisävesi tasataan syöttövesisäiliöön.

Sellutehtaan raakavesi, jota käytetään pääosin jäähdytykseen, kuivauskoneisiin ja valkaisulinjan viimeiseen vaiheeseen, käsitellään mekaanisella vedenpuhdistuksella. Tämän lisäksi lisävettä valmistetaan, joka voidaan vielä desinfioida humusaineista. Sellutehtaan raakavettä kutsutaan myös tuorevedeksi, jos lisävettä valmistetaan käytetyn veden lisäksi mekaanisella ja kemiallisella puhdistuksella. Tuorevettä käytetään suurimmaksi osaksi puunkäsittelyyn, haihdutukseen, soodakattilaan ja myös tiivistysvedeksi. Sellutehtaan jokaisesta osaprosessista saadaan myös jätevettä, joka puhdistetaan lietteestä jätevedenpuhdistamolla. Jätevesien määrät tosin riippuvat vaihtelevasti tehtaan sijainnin mukaan ja valtaosa jätevesistä syntyy valkaisulinjalla. Raakavettä käytetään myös jäähdytysvetenä, jonka lämpötila on 30 – 50 °C ja jäähdytysvettä saadaan usein enemmän mitä sellutehtaalla tarvitaan. Jäähdytysvettä tarvitaan muun muassa hydrauliikan jäähdytykseen, ilmanvaihtoon, hajukaasujen käsittelyyn, kloorioksidin valmistukseen, haihduttamon pintalauhduttimeen ja turbiinin lauhduttimeen.

Sellutehtaan vesijärjestelmässä ovat myös sekundäärilauhteet, jotka ovat osa sellutehtaan vesi- ja höyryjärjestelmää, joita hyödynnetään toiseen kertaan sellutehtaan osaprosesseissa, kuten esimerkiksi ruskean massan pesussa ja valkolipeän valmistuksessa. Sekundäärilauhteet tasataan lauhteiden likaisuuden mukaan ja kaikkein likaisimmat lauhteet stripataan ennen niiden syöttämistä syöttövesisäiliöön. Haihduttamolta saadaan usein melko puhtaita lauhteita, jotka voidaan suoraan hyödyntää. Sen sijaan keittämöltä saadaan likaista lauhdetta, joka täytyy puhdistaa stripperillä ennen lauhteen syöttämistä sellutehtaan osaprosesseihin.