Ympäristöasiat

Metsäteollisuuden ympäristöasiat painottuvat mielestäni yrityksien laajaan ympäristöjohtamiseen, jonka tarkoituksena on ottaa ympäristöön liittyvät asiat huomioon metsäteollisuuden yrityksien toiminnassa ja päätöksenteossa. Yrityksien hyvä ympäristöjohtaminen vaikuttaa ympäristön suojelun ohella myös metsäteollisuustuotteiden kysyntään, sillä paperituotteiden asiakkaat pitävät tärkeänä sitä, miten metsäteollisuuden yrityksen ottavat tuotannossaan huomioon ympäristön suojelun ja sen, kuinka sellu- ja paperituotteiden tuotanto vaikuttavat lähiympäristöjen tilaan.

Metsäteollisuuden tuotteiden elinkaarianalyysilla voidaan arvioida tuotteiden ympäristövaikutuksia sekä tuotteiden kulkua paperin valmistuksesta sen käyttöön, kierrätykseen ja paperijätteiden käsittelyyn sekä uudelleen metsäteollisuuden raaka-aineiksi. Suomessa ja myös koko Euroopassa kierrätetyn paperin osuus metsäteollisuudessa on ollut jo 2000- luvun alussa korkea, 40 %, ja tähän on vaikuttanut paperin kierrätysasteen huoma nousu 1990-luvulla, jolloin paperin kierrätysaste nousi jopa 65 %. Metsäteollisuuden paperituotteista kaikista eniten kierrätetään sanomalehti- ja pehmopapereita, noin 65 %, toisaalta paino- ja kirjoituspaperia kierrätetään vain 10 %. Näistä kierrätetyistä papereista suurin osa käytetään pakkausmateriaalien valmistukseen, kuten laatikkomateriaalien, käärepapereiden, taivekartongin ja muun kuitupohjaisen pakkausmateriaalien valmistukseen.

Ympäristönsuojelun lainsäädännöllä avulla metsäteollisuuden tuotteiden kierrätysastetta on saatu nousemaan, metsäteollisuuden tehtaiden päästöt ilmaan ja vesistöihin ovat laskeneet sekä yrityksien vapaaehtoisilla sopimuksilla ja ympäristöasioiden hallintajärjestelmillä on myös ollut vaikutusta, että metsäteollisuuden ympäristövaikutukset luontoon ovat vähentyneet merkittävästi. Ympäristölainsäädännön tarkoituksena on ehkäistä ympäristön pilaantumista, ehkäistä ja vähentää päästöjä sekä poistaa pilaantumisesta aiheutuvia haittoja ja torjua ympäristövahinkoja Tätä ympäristölainsäädäntöä sovelletaan metsäteollisuuden yrityksiin ja yrityksellä tulee olla selvillä tuotannosta aiheutuvista ympäristövaikutuksista- ja riskeistä. Ympäristölainsäädäntö sanoo myös, että metsäteollisuuden toimijan tulee ehkäistä tuotannosta tuleva ympäristön pilaantuminen tai toimijan tulee rajoittaa ympäristön pilaantuminen mahdollisimman vähäiseksi.

Metsäteollisuudella merkittävimmät ympäristövaikutukset ovat vesistöihin aiheutuvat hapen kuormittajat, ilmapäästöt rikki- ja typpipäästöinä sekä erilaiset metsäteollisuudet jätteet, joille ei ole muuta sijoituspaikkaa kaatopaikka. Tämän lisäksi metsäteollisuuden ympäristöhaittoja ovat melu, hajut ja pöly sekä metsäteollisuus käyttää tuotantoprosesseihinsa yllättävän paljon raaka-aineita ja muita kemikaaleja, jotka kuormittavat ympäristöä kohtuuttomasti.

Vesistöihin aiheutuvat metsäteollisuuden ympäristövaikutukset tulevat runsaasta veden käytöstä ja metsäteollisuus kuormittaa luonnon vesistöalueita runsailla typpi- ja fosforipäästöillä sekä happea kuluttavilla päästöillä. Luonnon vesistöalueiden tilaa voidaan seurata biologisen hapenkulutuksen eli BOD-luvun avulla, sillä se mittaa massan valmistuksessa eri vaiheissa liuenneiden aineiden, kuten hiilihydraattien määrän metsäteollisuuden jätevesissä ja BOD-luku kuvaa jätevesiä sisältävän helposti hajoavan orgaanisen aineksen määrää. Lisäksi luonnonvesien hapen kuormitusta seurataan kemiallisen hapenkulutuksen eli COD-luvun avulla, joka mittaa vaikeasti hajoavien orgaanisen aineksen määrää. Luonnon vesistöihin päätyviä kiintoaineita syntyy metsäteollisuuden massan valmistuksen yhteydessä myös puun kuorinnassa sekä hiokkeen ja sellun valmistuksessa. Metsäteollisuuden jätevedet sisältävät myös AOX-yhdisteitä eli orgaanisia klooriyhdisteteitä, joita syntyy klooridioksidinvalkaisun yhteydessä, joita ovat esimerkiksi furaanit, dioksiinit, kloorifenolit, alkaanit, alkeenit tai naftaleenit. Sellutehtaissa AOX-yhdisteet koostuvat pääasiassa orgaanisista klooriyhdisteistä, jotka syntyvät klooridioksidin ja ligniinin, sekä hiilihydraattien ja uuteaineiden välisistä reaktioista.

Metsäteollisuuden jätevedet puhdistetaan mekaanisesti, biologisesti ja kemiallisesti sekä nämä käsittelyvaiheet voidaan vielä jakaa esi- ja jälkikäsittelyyn. Mekaanisella puhdistuksella jätevedestä erotellaan suurimmat kiintoaineet joko hiekkasuodatuksella tai kiekkosuodatuksella ja kiintoaineiden erotukseen voidaan käyttää myös ultra- tai nanosuodatusta. Mekaanisen puhdistuksen jälkeen jätevesi käsitellään biologisella puhdistusmenetelmällä, jossa vedestä erotellaan liuenneita orgaanisia yhdisteitä ja biologiseen puhdistukseen käytetään Suomen metsäteollisuudessa aktiivilietemenetelmää, jolla saadaan poistettua happea kuluttavia aineita 50 – 95 %, orgaanisia klooriyhdisteitä 50 – 70 %, fosforia 40 – 70 % ja typpeä 30 – 50 %. Edellä olevat luvut kertovat sen, että biologisella puhdistuksella metsäteollisuuden jätevesistä saadaan eroteltua suurin osa epäpuhtauksista. Tätä voidaan verrata esimerkiksi vuoden 1992 biologisen hapenkulutuksen tasoon, jonka jälkeen luonnon vesistöjen biologinen hapenkulutus on laskenut 90 % ja kiintoainekuormitus 75 %.

Jätevesien puhdistuksen yhteydessä muodostuu erilaisia lietteitä, joita voidaan hyödyntää mekaanisen veden erotuksen jälkeen yhdessä kuoren, hakkeen ja purun kanssa voimakattiloissa sekä muodostuvat lietteet jätevedenpuhdistuksesta voidaan myös läjittää tehtaiden omille kaatopaikoille. Jotta lietteiden poltto kattiloissa olisi kannattavaa, täytyy lietteiden kuiva-ainepitoisuus olla riittävän korkealla. Lietteiden kuiva-ainepitoisuutta saadaan nostettua nauhapuristimilla, jolloin lietteet voidaan polttaa kattiloissa energiatehokkaasti. Lietteiden polton ohella lietteet voidaan myös mädättää hapettomissa olosuhteissa biokaasureaktoreissa, jolloin saadaan biokaasua tehtaiden omaan energiantuotantoon. Mädätysreaktiossa lietteistä muodostuu metaania ja hiilidioksidia, joka voidaan käyttää energiantuotantoon pienen kokoluokan energiantuotantoyksiköissä tuottamaan sähköä ja lämpöä tehtaiden omiin osaprosesseihin.

Ilmapäästöt ovat myös metsäteollisuuden ympäristön kuormitusta, jotka aiheutuvat tehtaiden typpi- ja rikkipäästöistä. Selluntuotannon osaprosesseista saadaan pääosin rikkipäästöjä ilmaan ja typenoksideja muodostuu energiantuotantoyksiköissä. Molemmat rikin- ja typenoksidit aiheuttavat ympäristöön vesistöjen ja maaperän happamoitumista, sillä ilman vesihöyryn kanssa ne muodostuvat typpi- ja rikkihappoa. Metsäteollisuudessa merkittävimmät ilmapäästöjen lähteet ovat keittämö, soodakattila, meesauuni sekä erilaiset voimakattilat, joiden savukaasut sisältävät typen- ja rikioksidien lisäksi muita sivuaineita, kuten hajukaasuja haihtuvina hiilivetyinä (VOC) sekä pelkistyneitä rikkiyhdisteitä (TRS). Vuoden 1992 tarkastelun jälkeen myös ilmapäästöt ovat vähentyneet huomattavasti, typpioksidipäästöt ovat vähentyneet 25 %, rikki- ja hiukkaspäästöt 85 % sekä myös fossiilisten polttoaineiden polton yhteydessä muodostavan hiilidioksidin päästöt ovat vähentyneet 45 %.

Metsäteollisuuden ilmapäästöjä hallitaan joko mekaanisilla erottimilla, pölysuodattimilla, sähköisillä erottimilla tai yksinkertaisilla pesureilla, joilla savukaasuista erotellaan yhdisteet, jotka aiheuttavat ympäristölle haittaa ja näillä savukaasujen puhdistusprosesseilla voidaan erottaa jopa 90 % epäpuhtauksista. Väkevät hajukaasut voidaan myös hyödyntää energiantuotannossa, joita saadaan eri osaprosesseista sivutuotteina. Hajukaasut voidaan joko polttaa hajukaasukattilassa tai ne voidaan syöttää suoraan sellutehtaissa soodakattilaan mustalipeän joukkoon.

Ympäristövaikutuksiin kuuluu myös melu, kemikaalit ja sellu- ja paperintuotannosta aiheutuvat jätteet, joiden jokaisen huomiointi kuuluu nykypäivänä sellutehtaiden ympäristöjohtamiseen. Melulla tarkoitetaan teollisuusmelua, joka korostuu erityisesti öisin, voi aiheuttaa lähialueiden asukkaille unettomuutta, toistuvaa häiriötä ja kiinteistöjen arvojen laskemista. Metsäteollisuudessa melun lähteitä ovat teollisuusalueiden ajoneuvot, kuljettimet ja puhaltimet. Muodostuvaa melua voidaan ehkäistä sijoitustoiminnalla laittamalla melua aiheuttavat toiminnot ja laitteet tehdasalueen sisäpuolelle sekä eristämällä muodostuva melu äänivalleilla, vaimentamalla koneiden värinät sekä välttämällä meluisten laitteiden käyttöä yöaikaan.

Massa- ja paperiteollisuudessa kemikaalien merkitys ympäristön tilaan on ollut merkittävä, sillä kemikaaleja käytettiin runsaasti ja käytetään myös edelleen. Kemikaalien ympäristövaikutukset johtuvat siitä, että kemikaaleja pääsee tehtaiden jätevesiin ja edelleen luonnon vesistöihin. Sellutehtaissa käytetään etenkin happoja ja emäksiä, vaahdonestoaineita, pihkantorjunta- ja limantorjunta-aineita, valkaisun apuaineita muun muassa EDTA.ta ja DTPA:ta sekä ravinteita jätevedenpuhdistamon aktiivilietelaitoksella ja lietteistä löytyy muun muassa PCB:tä, kloorifenoleja ja kloorien biometyloitumistuotteita. Selluteollisuuden merkittävin kemikaalien aiheuttama ympäristövaikutus on tullut sellun valkaisusta, sillä vuoteen 1992 asti sellua valkaistiin kloorilla, joka muodosti orgaanisia klooriyhdisteitä eli AOX-yhdisteitä jäteveden orgaanisen aineksen kanssa. Valkaisussa käytetyn kloorin ohella myös elohopean käyttö limantorjunta-aineena on vaikuttanut suuresti luonnon vesistöalueiden tilaan 1960-luvulla. Lisäksi paperiteollisuudessa on käytetty runsaasti PFAS-yhdisteitä paperin ja kartongin pintakäsittelyaineina, josta on kuitenkin luovuttu ympäristölainsäädännön nojalla.

Metsäteollisuuden ympäristövaikutusten yksi mittari on myös jätteiden osuus kokonaistuotannosta ja etenkin jätteiden sijoitus tehtaiden omille kaatopaikoille on merkittävä ympäristövaikuttaja jäteveden, ilmapäästöjen, melun ja kemikaalien ohella. Prosessissa syntyvälle jätteelle tulisi löytyy parhain mahdollinen jatkokäsittely, joka ehkäisee ympäristövaikutusta lähialueille ja joka hyödyntää sellu- ja paperituotantoa. Muodostuva jäte voidaan joko käyttää jonkin tuotteen raaka-aineena, polttaa energiaksi voimakattilassa tai läjittää lähimmälle kaatopaikalle. Esimerkiksi suomalainen metsäyhtiö Metsä Group hyödyntää tehokkaasti prosesseissa muodostuvat jätteet ja Metsä Group on panostanut tehokkaasti löytääkseen keinoja jätteiden synnyn ehkäisyyn. Yleisesti metsäteollisuudessa suurimman jätteet viherlipeäsakka, tuhka ja kalkkituhka, sahanpurut ja hakkeet sekä kierrätettäviä jätteitä ovat jätepaperit- ja kartongit, ongelmajätteet sekä metalliromut ja yhdyskuntajätteet. 

Sulfaattisellutehtaan energia- ja vesitaseet sekä kemikaalitaseet

Sulfaattisellutehtaalla energia- ja vesitaseet ovat huomionarvoisia ymmärtää energia- ja sähköntuotannon kannalta, kuten myös vesitaseet antavat tietoa siitä, miten vedenpuhdistus suoritetaan sulfaattisellutehtaalla ja vesitaseilla rajataan vedenkäyttö sellutehtaan eri prosesseihin.

Energiataseihin 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 paperikoneihin 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.

Sulfaattisellutehtaissa höyrylämpöä käytetään osaprosessien lämmitykseen ja sellutehtaissa höyryä on korkeapainehöyrynä 90 baarissa ja 488 °C:ssa, välipainehöyrynä 12 baarissa ja 200 °C:ssa sekä matalapainehöyrynä 4 baarissa ja 150 °C:ssa. Aivan kuten sulfaattisellutehtaiden sähkötaseissa, niin myös höyrytaseissa energiaa tarkastellaan höyryturbiinilta saadun energian kautta ja saatu energia tasataan sellutehtaan osaprosessien kesken. Syöttövesisäiliöltä vesi pumpataan sellutehtaan kattiloihin, joissa vesi höyrystetään korkeaan paineeseen. Korkeapaineista höyryä käytetään turbiinissa energiantuotantoon ja turbiinilta höyry voidaan jakaa korkeapaine-, välipaine- ja matalapainehöyryverkkoon. Näiden höyryjen paineita ja lämpötiloja voidaan säätää reduktioventtiileillä sen mukaan, mihin sellutehtaan osaprosessiin höyrylämpöä tarvitaan. 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.

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.

Sellutehtaan taseisiin kuuluvat vielä kemikaalitaseet, jotka kertovat selluntuotannossa käytettävien kemikaalien kulutuksista, natrium-rikki- suhteesta sekä vierasaineista.

Keitossa käytettävän valkolipeän kulutus riippuu sellutehtaan kuitulinjan ja kemikaalikierron inertin aineksen määrästä, sillä sellutehtaan osaprosessien kemikaalitaseet yhdessä määrittelevät sen, kuinka paljon esimerkiksi keittoon tarvitaan valkolipeää.

Natrium ja rikki virtaavat sellutehtaissa raaka-aineina puulastujen, prosessiveden ja prosesseissa käytettävien kemikaalien mukana. Metsäteollisuuden sellutehtaissa syötettävistä kemikaaleista natriumia esiintyy natriumhydroksidissa ja natriumsulfidissa sekä rikkiä löytyy myös natriumsulfidissa, happidelignifioinnin magnesiumsulfaatista sekä myös meesauunin polttoöljystä. Molempia alkuaineita natriumia ja rikkiä saadaan kemikaalikiertoon myös klooridioksidin valmistuksen sivutuotteen mukana. Molempia natriumia ja rikkiä tulee seurata sellutehtaiden suljetussa kemikaalikierrossa sekä natrium-rikki- suhde tulee pitää vakiona selluntuotannon prosessissa ja samaan aikaan sulfiditeettitasoa seurataan tarkasti, koska kemikaalihäviöiden aikana kemikaalikiertoon lisätään make-up:a , jotta sulfiditeetti ei muutu. Nykyaikaisissa sellutehtaissa sulfiditeettitaso vaihtelee 25 – 45 %  ja se riippuu sellunkeittoon käytettävästä puulajista ja sekä sen pinta-alasta. Sulfiditeetin tasoa mitataan jatkuvasti, sillä sulfiditeetin noustessa alkaa korroosio-ongelmat yleistyä ja hajurikkipäästöt sekä muut hajukaasupäästöt nousevat merkittävästi sellutehtailla.

Natrium-rikki - suhdetta tulee voida säätää, sillä esimerkiksi natriumin määrä sellutehtaan kemikaalikierrossa kertoo melkein kokonaan keittoon käytettävän natriumhydroksidin määrän. Joissain tilanteissa sellutehtaiden lipeävarannon voivat olla joko aivan minimaaliset tai sitten lipeää riittää sellun keittoa varten useiksi kuukausiksi. Natrium-rikki- suhdetta voidaan hallita joko kemikaalien lisäyksillä tai sitten esimerkiksi soodakattilan lentotuhkasta voidaan poistaa natriumsulfaattia. Jos natrium-rikki- suhde on yllättävän korkea, voidaan happidelignifiointiin ohjata natriumhydroksidia. Näillä kemikaalien lisäyksillä tai poistoilla minimoidaan selluntuotannon viipymäaikaa ja samalla taataan tuotannon haluttu tavoite.

Sellutehtaissa kemikaalitaseissa liikkuu myös vierasaineita puun, prosessiveden ja kemikaalien mukana kemikaalikiertoon, jotka voivat aiheuttaa kerrostumien putkistoihin ja vierasaineet aiheuttavat myös korroosiota. Kemikaalikierron lipeäkierrossa vierasaineita ovat esimerkiksi puun mukana tulleet kalsium, kalium ja kloori, jotka liukenevat sellun keitossa ja pesussa sekä myös raakaveden mukana tulee näitä ikäviä vierasaineita, jotka pääosin ovat kemikaalikierron kuollutta kuormaa. Lisäksi myös happidelignifioinnissa käytetyn magnesiumsulfaatin mukana liukenee kemikaalikiertoon magnesium, joka myös kuuluu tähän kuolleeseen kuormaan.

Kemikaalikierron vierasaineista hankalimmat ovat kalium valkolipeäliuoksessa, koska se lisää soodakattilan lentotuhkan sulamispisteen laskemista ja kalium nostattaa tuhkan tarttumista tulistimen pinnoille, jonka poistaminen sellutehtaan seisonta-aikana on erittäin hankalaa. Lisäksi kloridin korkea pitoisuus kemikaalikierrossa yhdessä korkean sulfiditeetin kanssa nostattaa korroosioriskiä prosessilaitteiden pinnoilla ja erityisesti kloridi rikastuu mielellään soodakattilan lentotuhkaan yhdessä kaliumin kanssa. Haihduttamolla vierasaineet aiheuttavat myös ongelmia, sillä kalsium, magnesium, pii ja alumiini saostuvat seoksina haihduttamon pinnoille tukkien mustalipeäliuoksen haihduttamista.

Kalkkikierrossa alkuaineet magnesium, alumiini ja fosfori saostuvat meesan erotuksessa, jotka sitten rikastuvat kalkkikiertoon aiheuttaen inertin kuorman kasvua ja kalkin kaustisoimisvoiman laskua kalkkikierrosssa, joka lisää samalla meesan polttoon tarvittavan öljyn määrää. Kalkkikierron taseiden perusteella usein fosfori ja magnesium rikastuvat selvästi kalkkikiertoon ja niiden määrät ovat huomattavasti suuremmat kuin muiden vierasaineiden määrät. Kalkkikierron fosforin määrää voidaan toki alentaa poistamalla meesauunin sähkösuodinpölyä ja korvaamalla fosforin poisto kemikaalikiertoon syötettävillä kemikaaleilla. Fosforin poistaminen kuitenkin lisää muiden vierasaineiden määrää kalkkikierrossa.

Vierasaineiden poistaminen tapahtuu käsittääkseni viherlipeäsakan, meesan, lentotuhkan, jätevesien mukana ja erityisesti viherlipeän selkeytys poistaa tehokkaasti vierasaineita sellutehtaan kemikaalikierrosta. Soodakattilan lentotuhkan poisto ei ole sellun tuotannon kannalta parhain mahdollinen vaihtoehto, sillä se aiheuttaa sellutehtaan lipeävarantojen alenemista, mutta poistaa toki kaliumin ja kloridin, jotka aiheuttavat korroosiota putkistoissa.

Valkolipeän valmistus

Kemikaalikiertoon kuuluu tärkeänä osana valkolipeän valmistus selluntuotannossa, sillä soodakattilan kuumaa sulaa viherlipeää hyödynnetään valkolipeä valmistuksessa ja tätä valkolipeää käytetään sellunkeitossa. Valkolipeän valmistukseen kuuluu kaksi tärkeää prosessia, jotka ovat valkolipeän valmistus kaustisointisäiliöissä sekä kalkin CaO valmistus meesauunissa. Nämä kaksi prosessia kuuluvat oleellisesti yhteen, koska poltettua kalkkia Cao tarvitaan kaustisointireaktiossa ja kaustisoinnissa myös muodostuu meesaa CaCO₃, joka poltetaan meesauunissa poltetuksi kalkiksi. Näihin prosesseihin kuuluu kemikaalisulan liuotus, sakan poisto viherlipeästä, kalkin sammutus, valkolipeän NaOH valmistus säiliöissä, muodostuneen valkolipeän ja meesan erotus, meesan pesu ja vedenpoisto sekä meesan poltto meesauunissa, jossa muodostuu poltettua kalkkia CaO, joka käytetään valkolipeän valmistuksessa.

Valkolipeän ensimmäisenä prosessina on viherlipeän käsittely, joka saadaan soodakattilasta kuumana sulana. Soodakattilasta kuuma kemikaalisula valuu rännejä pitkin liuotussäiliöön, josta se johdetaan viherlipeän sakan poistoon. Liuosta kutsutaan sen värinsä vuoksi viherlipeäksi ja vihreä väri aiheutuu rautasulfidista. Tämä vihertävä väri muodostuu kemiallisten reaktioiden kautta ja viherlipeän tärkeimmät kemikaalit ovat natriumkarbonaatti Na₂CO₃ ja Na₂S. Liuotussäiliöstä viherlipeä selkeytetään poistamalla epäpuhtaudet ennen kaustisointia. Tässä selkeytyksessä hyödynnetään kemiallisia apuaineita ja viherlipeän poistetaan sakkana liuotussäiliöstä. Sakka poistetaan joko selkeyttämällä tai suodattamalla ja erotustehokkuus selkeytys- ja suodatusprosesseissa on 90 – 99 %. Viherlipeän kokonaisalkali tulisi olla ennen kaustisointia 165 – 175 g NaOH / dm³, sillä tätä suurempi kokonaisalkali aiheuttaa haitallista pirssoniittia teräsputkistojen sisäpinnoille ja tämä estetään soodakattilan liuottajassa säätämällä ajoparametreja. Seuraavia yksikköprosesseja varten viherlipeästä poistetaan myös epäpuhtaudet sakan mukana, kuten magnesium, mangaani ja rauta. Viherlipeästä poistettu sakka pestään lopuksi suodatinpesurilla, joka viedään kaatopaikalle, koska pestyllä sakalla ei nykypäivänä ole tuotannollista käyttöä.

 Viherlipeän käsittelyn jälkeen viherlipeän sisältämä Na₂CO₃ muunnetaan natriumhydroksiksi meesanpoltosta saatavan poltetun kalkin avulla, joka ennen kaustisoitumisprosessia muutetaan kalkin sammutusreaktiossa sammutetuksi kalkiksi Ca(OH)₂. Sammutettua kalkkia prosessoidaan kalkin sammuttimessa, johon syötetään sekä poltettua kalkkia ja ostettua kalkkia prosessin tarpeen mukaan. Sammuttimeen syötetään myös viherlipeää ja tämän prosessin aikana kalsiumoksidi sammuu todella kiivaasti viherlipeän veteen. Optimin prosessin kannalta syötettävän viherlipeän lämpötila tulisi olla 85 – 90 °C, joka takaa kiivaan kemiallisen reaktion kalsiumoksidin kanssa. Tähän kalkin sammuttimeen kuuluu kaksi pääosaa, jotka ovat sammutin ja lajitin. Sammutinosassa kalkki sammutetaan viherlipeän veden kanssa ja lajitinosassa poistuu kalkin joukossa oleva hiekka ja sammutettu kalkki. Lisäksi koko prosessin aikana muodostuu erilaisia hiukkaspäästöjä, jotka pestään hönkäpesurissa ennen niiden päästämistä hengitysilmaan. Seuraava reaktioyhtälö kuvaa poltetun kalkin sammuttamista.

CaO + H2O --> Ca(OH)2 + lämpö

Kaustisointireaktio alkaa jo kalkin sammutusvaiheessa ja jatkuu siihen asti, kunnes reaktio on tasapainossa. Kemianteollisuudessa kaustisointisäiliöitä on yleensä kolme kappaletta ja tämän tasapainon saavuttaminen kestää 2 – 3 tuntia. Näissä säiliöissä on sekoittimet, joiden tarkoituksena on estää meesan laskeutuminen säiliöiden pohjalle. Säiliöt ovat monikerroksisia ja reaktiossa muodostunut valkolipeä ohjataan säiliöistä joko selkeytykseen tai suodatukseen. Kaustisointireaktio on ajallisesti hidas reaktio ja reaktio on endoterminen eli lämpöä sitova reaktio, jonka vuoksi lämpötila putoaa 8 – 10 °C kaustisointireaktion aikana. Reaktion nopeuttamiseksi kaustisointi prosessoidaan korkeassa 95 – 100 °C:n lämpötilassa. Seuraavassa on esitetty kaustisointireaktio, jossa muodostuu valkolipeää ja meesaa eli kalsiumkarbonaattia.

Na2CO3 + Ca(OH)2 --> NaOH + CaCO3

Kaustisointisäiliöistä liuos pumpataan syöttösäiliöön ja sieltä edelleen valkolipeän erotuslaitteistolla, jossa erotetaan valkolipeä ja meesa toisistaan sukkasuotimen avulla, jonka tavoitteena on saada mahdollisimman puhdasta valkolipeää sellunkeittoa varten. Sellunkeittoon menevä valkolipeä ei saisi sisältää enempää kuin 20 – 30 mg/l meesaa. Liuoksen suodatuksessa on kolme vaihetta, jotka ovat suodatus, irrotus ja lepo, joita ohjataan aikasekvenssillä. Suodatuksen jälkeen valkolipeä virtaa omalla painollaan valkolipeäsäiliöön ja pohjalle laskeutunut meesa poistetaan meesan laimennussäiliöön, jonka kiintoainepitoisuus on suodatuksen jälkeen 38 – 40 %. Laimennussäiliössä meesa laimennetaan 9 – 10 %:n kiintoainepitoisuuteen, jonka jälkeen meesa pumpataan sukkasuotimelle, jossa tapahtuu meesan pesu. Meesan pesussa käytettävä sukkasuodin on samanlainen kuin valkolipeän erotuksessa käytettävä sukkasuodin, mutta meesan pesussa suodattimesta laihavalkolipeä virtaa laihavalkolipeäsäiliöön ja suodattimen pohjalle laskeutunut meesa johdetaan meesan pumppaussäiliöön, jossa meesan kiintoainepitoisuus on 43 – 45 % ja pumppaussäiliössä meesan kiintoainepitoisuus säädetään 20 – 30 %, josta meesa pumpataan varastosäiliöön. Meesan pesusta virtaama valkolipeä on laihempaa kuin valkolipeän erotuksessa virtaama valkolipeä, joka käytetään sellunkeitossa. Meesan pesusta saatavaa laihavalkolipeää sen sijaan hyödynnetään kemikaalisulan liuotuksessa.

Meesan varastosäiliöstä meesa suodatetaan ja puhdistetaan meesasuotimella, joka nostaa meesan kuiva-ainepitoisuuden 75 %:n sekä poistaa meesasta epäpuhtaudet, jotka haittaavat meesan polttoa meesauunissa. Suotimelle meesa pumpataan määrämitattuna ja tiheyssäädettynä, koska poltetun kalkin tuotanto määräytyy meesan määrän ja tiheyden perusteella. Meesasuotimella käytetään 10 – 15 mm paksuista precoat-kerrosta, joka täytyy aikavälein pestä korkeapainepesurilla tukkeumien estämiseksi. Precoat-kerroksen päällä oleva varsinainen meesakerros pestään myös sekundäärilauhteella, jonka tarjoituksena on pitää TRS-päästöt alhaalla. Meesakakun lämpötila pidetään 55 °C:ssa ja sen määrä on noin 50 % meesan kuiva-ainemäärästä. Meesasuotimelta meesa irrotetaan precoat-kerroksen päältä kiinteän kaavarin avulla ja meesa ohjataan lopuksi hihnakuljettimella meesan polttoon.

Suodatuksen tai meesan kuivauksen jälkeen meesa poltetaan poltetuksi kalkiksi kalsinointireaktiolla meesauunissa ja meesauuni voidaan jakaa neljään eri vyöhykkeeseen. Ensimmäisessä vyöhykkeessä tapahtuu meesan kuivaus vedestä. Tämän jälkeen meesa lämmitetään reaktiolämpötilaan ja reaktiovyöhykkeessä kalsiumkarbonaatti CaCO₃ hajoaa kalsiumoksidiksi ja hiilidioksidiksi. Meesauunin loppuvyöhykkeessä tuotteet jäähdytetään hapetusilmalla ennen kuin ne poistetaan meesauunista. Jäähdytykseen voidaan käyttää myös satelliittijäähdytintä tai sektorijäähdytintä.

Käytännössä meesa syötetään meesan suotimelta meesauuniin sen yläpäästä ja meesan kulkua autetaan syöttösiivilällä. Meesauuni on pitkänomainen horisontaalisesti kallellaan, joten meesa valuu painovoiman vaikutuksesta meesauunin yläpäästä ja alapäähän, jossa se muuntuu poltetuksi kalkiksi. Meesauuni pyörii 0,5 – 1,5 r/min ja meesauunissa meesa ja muodostuvat savukaasut liikkuvat vastakkaisiin suuntiin ja nämä savukaasut lämmittävät meesaa ja lämmitykseen käytettävä polttoaine toimii primäärisenä lämmittimenä savukaasujen kanssa. Meesauunissa lämmitys perustuu säteilyyn ja meesan poltossa liekki pyritään pitämään tasalaatuisena, joka on helposti sammutettavissa prosessien ongelmatilanteissa. Hyvän polton onnistumiseksi meesan laatua valvovaan jatkuvasti meesan Na₂O- pitoisuutta tarkkailemalla ja sen pitoisuuden tulisi olla 0,1 – 0,3 % ilmapäästöjen ja korroosion estämiseksi.

Soodakattila ja sen toiminta

Soodakattila on sellun tuotannon energia- ja talteenottokeskus, jossa teollisuusvedestä tuotetaan tulistettua höyryä, joka hyödynnetään sähkön ja lämmön tuotannossa. Soodakattilasta saatavaa energiaa käytetään selluntuotannon prosesseihin tai se voidaan hyödyntää lähialueiden yhdyskuntaverkossa täydentämään sähkön vaatimustarvetta. Soodakattila on myös regenerointilaitos, jossa soodakattilan kemikaalikierto on täysin suljettu, jossa poltossa sulava mustalipeä otetaan talteen kemikaalisulana, joka liuotetaan heikkoon valkolipeään. Liuotuksessa muodostuvasta viherlipeästä voidaan valmistaa valkolipeää sellun keittoon, joka on siten uudelleen käytettävissä yhä uudelleen tämän prosessin myötä.

Tulistetun höyryn valmistus soodakattilassa liittyy osittain vesi- ja höyrykiertojärjestelmään, sillä teollisuusvesi tulistetaan soodakattilassa 85 baariin ja 480 celsiuslämpötilaan, jolla on siten tarpeeksi energiaa höyryturbiinia varten, jossa sähköntuotanto varsinaisesti tapahtuu. Soodakattilassa mustalipeä ensin lämmitetään esilämmittimessä 150 celsiusasteeseen, joka syötetään soodakattilan seiniltä sijaitsevilta lipeäruiskuilta soodakattilan tulipesään, lipeäruiskut hajottavat mustalipeän pieniksi pisaroiksi, jotka parantavat mustalipeän polton palamista sekä nostaa samalla natriumsulfaatin Na₂SO₄ pelkistymisastetta natriumsulfidiksi Na₂S, mustalipeän hajottaminen pisaroiksi alentaa reagoimattomien kemikaalien kulkeutumista savukaasuihin. Lipeäruiskujen ohella soodakattilan ympärillä on öljy- ja kaasupolttimia, joita tarvitaan esimerkiksi soodakattilan käynnistämisessä.

Mustalipeän polttoon tarvitaan ilmaa, joka syötetään ilmakanavien kautta soodakattilaan. Poltossa mustalipeä palaa soodakattilassa pisaroina, joiden läpimitta pyritään prosessin säädöllä pitämään 2 millimetrissä prosessin lämpötilaa säätämällä. Aivan lipeäruiskujen alla sijaitsevat primääri- ja sekundääri-ilma-aukot, jossa syötetty mustalipeä palaa, kuivuminen ja pyrolyysi tapahtuvat näiden ilma-aukkojen kohdalta kemikaalisulaan saakka. Tällä pelkistysvyöhykkeellä haihtuvat aineet palavat välittömästi pisaroiden ympärillä ja mustalipeäpisara paisuu jopa 20 – 30 kertaiseksi, näistä soodakattilan yläpäähän kulkeutuvat kaasut hyödynnetään epäsuorasti kattilaveden tulistuksessa. Primääri- ja sekundääri-ilma-aukkojen alue nimetään myös soodakattilassa reduktio- eli pelkistymisvyöhykkeeseen, koska tällä alueella natriumsulfaatti Na₂SO₄ pelkistyy natriumsulfidiksi Na₂S. Tämä kemikaalisula eli koksi sisältää kemiallisesti natriumkarbonaattia Na₂CO₃ ja natriumsulfaatin pelkistymistuotetta natriumsulfidia.

Soodakattilan energiahyötysuhteen taselaskennassa täytyy ottaa huomioon mustalipeän polttoarvo ja sen kuiva-ainepitoisuus, sillä mustalipeän poltossa energiaa kuluu turhaan mustalipeän kuivaamiseen ja veden pitoisuus mustalipeässä vaikuttaa siihen, kuinka suuri hyötysuhde soodakattilalla on höyryn tuotannossa. Taselaskennassa otetaan huomioon myös energia-arvot kemikaalisulassa, savukaasuissa ja kokonaisenergia höyryn tulistamiseen. Tähän liittyen kävin soodakattilan taselaskentaan liittyvän tehtävän läpi opettajan johdolla, jonka aikana ymmärsin mustalipeän kuiva-ainepitoisuuden ja soodakattilan hyötysuhteen yhtäläisyyden. Mustalipeän poltossa kuivaus on polton ensimmäinen prosessi ennen pyrolyysiä, joka tapahtuu soodakattilan sisällä, ja jonka sisältämä polttoarvo poistuu savukaasujen mukana pois soodakattilasta. Tästä huolimatta, nykyajan soodakattiloissa, kuten UPM:n Pietarsaaren soodakattilassa, savukaasujen sisältämää lämpöenergiaa hyödynnetään epäsuorasti höyryn tuotannossa, savukaasu lämmittää polttolevyn läpi kattilavettä tulistetuksi höyryksi, joka muutetaan lämpöenergiasta höyryturbiinin avulla sähköiseksi energiaksi.

Höyryn tuotannon kannalta mielenkiintoisin asia on vesi- ja höyrykiertojärjestelmän ymmärtäminen, joka mahdollistaa tulistetun höyryn höyryturbiinille ja edelleen sähkön- ja lämmöntuotannon sellutehtaissa. Korroosio ja mahdollisten tukkeumien takia teollisuusvesi täytyy puhdistaa ennen soodakattilajärjestelmään syöttöä, puhdistuksessa poistetaan veden sisältämät suolat, happi O₂ ja hiilidioksidi CO₂ poistetaan korroosion muodostumisen vuoksi sekä veden pH säädetään alkaliselle tasolle. Ioninvaihtoprosessilla vedestä poistetaan suolat, joka juuri estää vesi- ja höyryjärjestelmän putkien tukkeumia ja niiden halkeilemia. Ionivaihdossa positiiviset ioninvaihtomassat tarttuvat ioninvaihtoprosessissa negatiivisiin suolaioneihin, jotka siten puhdistavat veden suoloista. Eräissä ioninvaihtoprosesseissa saatetaan käyttää myös negatiivisia ioninvaihtomassoja, mutta se riippuu täysin veden sisältämien suolojen varauksista. Tämän ioninvaihtoprosessin jälkeen voidaan myös käyttää käänteisosmoosia nostamaan puhdistumisastetta kattilaveden valmistusprosessissa. Käänteisosmoosissa puoliläpäisevä membraanikalvo suodattaa kiinteät partikkelit pois käsiteltävästä vedestä, tähän prosessiin käytetään erittäin suurta painetta pumppujen avulla, joten se vaatii erittäin suuren sähköenergiatarpeen.

Kattilaveden kaasupoisto käsittäen hapen O₂ ja hiilidioksidin CO₂ käsittelyn, voidaan tehdä joko termisesti, mekaanisesti tai kemiallisesti. Oman mielenkiinnon pohjalta sain selville, että terminen kaasunpoisto suoritetaan kuuman vesihöyryn avulla nostamalla käsiteltävän veden lämpötilaa lähelle sen kiehumispistettä. Tästä seuraa että kaasujen liukeneminen pysähtyy lähes kokonaan ja veden sisältämä kaasu poistuu höyrynä. Tämä terminen kaasunpoisto suoritetaan keskisuuressa tankkerissa, johon syötetään sellutehtaalta saatavaa höyryä, joka poistattaa kaasun käsiteltävästä vedestä. Toinen vaihtoehto veden kaasunpoistoon on hydratsiinin käyttö hapen poistossa, jossa kemiallisessa reaktiossa muodostuu typpeä N₂ ja vettä H₂O. Kemiallinen käsittely hydratsiinillä tapahtuu sekoitusreaktorissa, jonka parametrejä säätämällä saadaan hapen poistoaste mahdollisimman korkealle. Kolmas käytetty ja ehkä yleisin menetelmä kaasunpoistoon on lauhduttimen käyttö kattilaveden valmistusprosessissa, joka perustuu alipaineen hyväksikäyttöön. Alipaineessa vesi on lähellä sen kiehumispistettä ja lauhduttimeen on usein asennettu kaasunpoistolaitteita, jotka poistavat kaasun vedestä hyvällä reduktioasteella.

Haihdutus

Haihdutus kuuluu mustalipeän käsittelyyn, jossa pesty massa haihdutetaan poistamassa vesi massasta, joka voidaan edelleen polttaa soodakattilassa. Haihdutuksen aikana mustalipeän kuiva-ainepitoisuutta nostetaan 13 - 18 %:sta 72 - 85 %:iin, mikä mahdollistaa korkean energiataloudellisen höyryn tuotannon, suuremman mustalipeän lämpöarvon, kemikaalikierron kapasiteetti kasvaa sekä rikkioksidien määrä alenee merkittävästi pakokaasuissa. Haihdutusyksiköille tulevaa mustalipeää kutsutaan laihaksi lipeäksi, joka haihdutuksen aikana muutetaan vahvaksi lipeäksi. Mustalipeä on kemiallisesti hiiltä C, happea O ja rikkiä S, sen tärkeimmät yhdisteet ovat ligniini ja alifaattiset karboksyylihapot, kuten esimerkiksi muurahaishappo ja etikkahappo. Mustalipeä sisältää myös erilaisia uuteaineita ja epäorgaanisia yhdisteitä. Lisäksi mustalipeän kemiallinen koostumus vaihtelee sen mukaan, onko syöttömateriaali havu- vai lehtipuuhakkeesta, keittomodifikaatiosta sekä sellun tuotannon prosessivesien kierrätysasteesta.

Mustalipeän käsittely on tärkeää sen vuoksi, että sen polttoarvoa saadaan nostettua riittävän suureksi, mikä on prosessin hallinnan kannalta huomionarvoinen asia. Korkeamman kiintoainepitoisuuden avulla saavutetaan myös standardien mukaiset päästörajat, jotka riippuvat sellutehtaan alueellisesta sijainnista. Mustalipeän tehokkaalla haihdutuksella taataan myös alhaiset pakokaasujen käsittelykustannukset, sillä mustalipeän polttaminen on paljon puhtaampaa korkealla kiintoainepitoisuudella. Metsä Groupin Äänekosken tehtaalla tullaan saavuttamaan jo 85 %:n kuiva-ainepitoisuus, mutta Suomen sellutehtaissa, 60 %:n kuiva-ainepitoisuus on maksimiraja. Tähän kuiva-ainepitoisuuteen päästään käyttämällä haihdutinta, laskevan kalvon haihdutin, joka on yleisin käytetty haihdutin prosessiteollisuudessa.

Mustalipeän sisältämä vesi H₂O haihdutetaan monivaiheprosessissa, joka saattaa sisältää useita sarjaan asennettuja haihduttimia, jotka kasvattavat kemikaalikierron kapasiteettia ja soodakattilan höyryn määrää. Monivaihehaihdutuksella saavutetaan parempi energiataloudellinen hyötysuhde kuin 1-vaiheisella haihduttamoilla, sillä esimerkiksi 5-vaiheisen haihduttamon höyryntarve on viidesosa verrattuna 1-vaiheiseen haihduttamoon. Mustalipeä voidaan käsitellä monella erilaisella haihdutintyypillä, yleisimmät haihduttimet ovat laskevan tai nousevan kalvon haihduttimet sekä pakkokiertoväkevöitintä käytetään, jotta kuiva-ainepitoisuus saavuttaa 80 %:n arvon. Laskevan kalvon haihduttimessa mustalipeä pumpataan kiertopumpulla haihduttimen yläosaan, josta lipeä valuu tasaisesti jokaiselle lamellille. Haihduttimen yläosasta mustalipeä valuu painovoiman vaikutuksesta lämpöpintaa pitkin alaspäin, jonka aikana mustalipeässä oleva vesi höyrystyy, joka kerätään haihduttimen säiliöstä pisaranerottimelle. Pisaranerottimella poistetaan höyryn mukaan lähteneet mustalipeäpisarat, pisaranerottimella taataan myös tehokas lauhteen puhdistus, josta lauhde voidaan käyttää selluntuotannon eri prosesseissa. Haihdutettu mustalipeä valuu lopulta säiliön pohjalle, josta se voidaan kerätä kiertoon tai pumpata takaisin haihduttimen yläosaan uudelleen haihdutusta varten. Laskevan kalvon haihduttimen jälkeen, mustalipeän kuiva-ainepitoisuutta voidaan vielä nostaa pakkokiertoväkevöittimessä, jossa mustalipeän kuiva-ainepitoisuus voi nousta yli 80 %:iin. Pakkokiertoväkevöittimessä käsitellään suuria määriä mustalipeää putkilämmönsiirtimen läpi, jossa mustalipeän lämpötila nousee 3-4 celsiusastetta. Putkilämmönsiirtimen jälkeen mustalipeä paisuu paisunta-astiassa, jossa syötetty lämpöenergia vapautuu vesihöyrynä. Tämän haihduttimen haittana on kuitenkin suuri sähkönkulutus pumpun vaatimasta energiasta johtuen, kun taas laskevan kalvon haihduttimessa pumppua ei tarvita ja sen mekaaninen rakenne on paljon yksinkertaisempi pakkokiertoväkevöittimeen verrattuna. Pakkokiertoväkevöitin onkin mustalipeän tehostettu yksikköprosessi, jossa kuiva-ainepitoisuutta nostetaan mahdollisimman korkealle. Tutkimuksen avulla mustalipeän haihdutuksen vaatimaa energiaa on kuitenkin saatu laskettua ja haihdutinyksiköiden yhdistämisellä saavutetaan mahdollisimman korkea kuiva-ainepitoisuus, joka tuottaa suuren määrän kuumaa höyryä ja samalla haitalliset päästöt alenevat standardien asettamiin raja-arvoihin.

Haihdutinyksiköiden välillä höyryä kierrätetään yksiköiden välillä ja kussakin haihduttimessa haihdutettu vesihöyry hyödynnetään seuraavassa haihdutinyksikössä. Haihduttamossa mustalipeä ja lämmityshöyry virtaavat vastakkaisiin suuntiin ja koko tämän prosessin aikana mustalipeän kuiva-ainepitoisuus nousee 60 %:iin. Tyypillisessä haihdutusprosessissa on 5 haihdutusyksikköä, mustalipeän ollessa 2. tai 3. haihdutusyksikön kohdalla, mustalipeän kuiva-ainepitoisuus on välillä 30-35 % ja sitä prosessiteollisuudessa kutsutaan välilipeäksi, joka on muuntumassa laihasta lipeästä vahvaksi lipeäksi.

Mustalipeän haihdutuksen kannalta prosessin säätäminen on olennaisessa asemassa tuotannon tehostamisen kanssa, vahvamustalipeän tulisi olla mahdollisimman tasaista, jotta soodakattilan prosessin lämpötila ja paine pysyisivät vakioina koko tuotannon aikana. Tämä mahdollistaisi joustavan tuotannon ohjauksen ja selluntuotannossa muiden osastojen tuotantotavoitteet pystytään mahdollistamaan juuri vahvamustalipeän tasaisuuden vuoksi. Lisäksi haihdutinyksiköiden valvonta ja niiden seuranta tehostaa mustalipeän haihdutusta, haihdutinyksiköt tulisi puhdistaa ja pestä säännöllisin väliajoin. Seuraamalla haihdutinyksiköitä, höyryn tuotantoa pystytään tehostamaan ja mahdollisilta tuotantohäiriöiltä vältytään. Höyryntuotantoa voidaan säätää haihdutinprosessissa, kun tunnetaan keittämöltä tuleva lipeän kuiva-ainepitoisuus ja sen virtaus, koko prosessin kannalta on tärkeää tietää, mihin mustalipeän kuiva-ainepitoisuuteen halutaan päästää, niin voidaan lämpöhöyry säätää optimiin haihdutinyksiköissä.

Haihduttamolla voi myös esiintyä ongelmia, jotka liittyvät olennaisesti tuotannon häiriöihin. Haihdutin voi likaantua Burkeiitti-suolalla, dikarbonaatilla tai kalsiumkarbonaatilla, jotka tarttuvat haihduttimen lämpöpinnoille tukkien mustalipeän kiertoa haihduttimessa. Haihduttimen seurannassa on otettava huomioon myös laihamustalipeän mukana tulevat kuidut, jotka myös pilaavat ja likaavat lämpöpintaa. Haihduttamolta höyrystynyt vesi voi myös sisältää epäpuhtauksia, jotka pilaavat pisaranerotinta, jossa poistetaan pienet mustalipeäpisarat höyrystä.