Production de la pâte à papier.
La présente invention concerne un procédé de production de pâte à papier�suivant lequel une matière cellulosique
est traitée dans une liqueur de cuisson. Il est à prévoir que
la liqueur usée que donne un tel procédé contienne du sulfure d'hydrogène dont il est possible, par le procédé de l'invention, de diminuer le dégagement qui est une cause de pollution.
L'invention a pour objet un procédé de production
de pâte à papier,suivant lequel on traite une matière cellulosique au moyen d'une liqueur de cuisson de manière à obtenir
une liqueur usée résiduaire contenant de la pate, on sépare <EMI ID=1.1>
lequel on a converti le sulfure d'hydrogène.
L'invention peut être appliquée de manière que d'autres constituants précieux de la liqueur usée soient recueillis et utilisés.
Une forme de réalisation de l'invention est décrite ci-après à titre d'exemple avec référence aux dessins annexés dans lesquels Fig.l illustre un appareil pour traiter la liqueur d'un procédé de production de pâte à papier; Fig. 2 est une vue en coupe d'un réacteur à lit fluidisé faisant partie de l'appareil que concerne la Fig. 1 et Fig. 3 illustre un système d'absorption en plusieurs stades et son application dans l'appareil que concerne la Fig. 1.
L'appareil que concernent les Fig. 1 et 2 est utilisé pour le traitement de la liqueur, appelée parfois liqueur voire, résultant du traitement du bois pour la production de la pâte à papier. Suivant une forme connue de traitement, le bois préparé en vue de la production de la pâte est introduit dans un lessiveur non représenté pour être lessivé par la liqueur de cuisson. Cette liqueur est riche en composés du soufre qui produisent la pâte par élimination de la lignine du bois préparé. La liqueur de cuisson contient, en général, initiale-
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charge de matières organiques lors de son contact intime avec le bois dans le lessiveur. Le contenu du lessiveur est trans- <EMI ID=3.1>
duits gazeux sont amenés à un condenseur non représenté. La pâte et la liqueur de cuisson usée sont amenées à un laveur de pâte non représenté ou. les constituants chimiques sont extraits de la pâte par lavage. Cette opération est effectuée d'habitude dans un laveur'rotatif à plusieurs tambours dans lequel la pâte circuler contre-courant de l'eau de lavage. La pâte et la liqueur de .lavage sont alors séparées et la
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duits. La liqueur de lavage, qui est fondamentalement une solution diluée de la liqueur de cuisson usée contenant des résidus organiques du bois,est envoyée à la récupération chimique. En raison de sa coloration, cette liqueur de lavage est souvent appelée liqueur noire dont le traitement est décrit ci-après.
La liqueur noire est introduite dans un système de concentration qui est un évaporateur à multiples effets 10.
Un tel évaporateur est classique et peut être à cinq ou six effets, son utilité étant de produire au départ de la liqueur
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solides. Une dépression est entretenue dans l'évaporateur, l'eau étant entraînée par le contre-courant de vapeur d'eau dans des tubes pour la formation du concentré. Un stade de concentration supplémentaire peut être prévu, bien qu'il puisse être considéré - comme inutile. L'appareil décrit permet d'utiliser une liqueur noire concentrée jusqu'à 40 - 70 % en
poids de solides, mais il est à prévoir que l'économie de fonctionnement est meilleure lorsque la teneur en solides . n'est pas inférieure à 50% en poids. L'appareil fonctionnerait même avec les solides à l'état parfaitement sec comprenant la matière organique du bois et les sels de sodium de la liqueur de cuisson usée si de tels solides étaient disponibles. Il est néanmoins préférable, que la liqueur noire soit concentrée
<EMI ID=6.1> pour la gazéification. Du sulfate de sodium constituant un gâteau de filtration salin peut être ajouta au courant 12 dans une cuve de mélange non représentée en vue d'un accroissement de la concentration de ce courant et d'un meilleur rendement de la récupération. La Fig. 2 illustre en détail le réacteur à lit fluidisé 16 dans lequel la gazéification fait passer en phase gazeuse les constituants organiques du courant entrant
12 de liqueur noire concentrée afin que lés constituants inorganiques du constituant 12 subsistent en phase solide.
Le réacteur-à lit fluidisé 16 consiste fondamentalement en une enceinte 17 munie d'un garnissage en briques non représenté et contenant un lit de matière 18 que retient
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ou du charbon chaud. Le courant de liqueur noire 12 est introduit dans la région inférieure 20 du-lit 18 par des ajutages répartis sur le contour du réacteur 16. Les ajutages 22
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Les ajutages 22 sont agencés de manière à répartir la liqueur noire uniformément dans toute la section de la partie inférieure 20 du lit 18, les gouttelettes émises par les ajutages
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Un courant 53 d'air et de gaz est introduit dans l'espace 26 sous la plaque 28 du réacteur 16 et s'élève
<EMI ID=10.1> minimum la quantité d'air utilisée pour la gazéification,de
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rant de fluidisation du lit 18 auquel il apporte l'énergie thermique qui est requise par la gazéification et qui est produite par la combustion d'un courant 14 de combustible dans un brûleur classique.
La vitesse ascendante du courant 53 dans le lit-18 est ajustée à une valeur de 0,3 à 3 m par seconde suivant la dimension des gouttelettes produites par les ajutages 22.
L'épaisseur du lit 18 est suffisante pour un temps de séjour convenable des gouttelettes de liquide en vue de la gazéification de la matière organique dans le lit 18 et permet la réduction des composés sodiques contenant du soufre, comme le sul-
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de séjour convenable pour les gouttelettes de liquide est estimé être de l'ordre de 30 minutes pour une épaisseur du lit de 30 cm. Le temps de séjour varie avec la concentration du courant 12 et le rapport quantitatif entre le courant
53 et le courant 12.
Lorsque le courant de liqueur noire.12 est formé par la liqueur usée résiduaire d'un procédé Kraft, le lit fluidisé
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point de fusion le moins.élevé des sels de sodium formés est d'environ 760[deg.]C. Lorsque la température est plus élevée, il peut se former une phase fondue et des vapeurs qui font se dégager des fumées sodiques.
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surpression, il est à prévoir que sa capacité de traitement augmente, mais des adaptations convenables du système sont nécessaires pour ce mode de fonctionnement.
-Tandis que la fraction organique du courant 12 est gazéifiée dans le lit 18, la fraction inorganique subsiste en phase solide à l'état de particules. Ces particules peu-
<EMI ID=15.1> moins de 1% de carbone non brûlé. Ces diverses matières permettent de former le lit 18. L'excès de matière particulaire qui augmenterait sinon le volume du lit 18 est évacué sous
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pour un traitement décrit plus en détail ci-après. En plus de la fraction particulaire, le réacteur contient également des agglomérés qui sont évacués par une conduite descendante non représentée et des fines qui sont entraînées par le courant 32 et séparées'dans le cyclone 36. Les agglomérés peuvent contenir des quantités sensibles de carbone non brûlé et sont
dès lors recyclés en tout ou partie au courant de liqueur 12, les agglomérés recyclés passant par un appareil broyeur, comme un concasseur, non représenté avant l'introduction dans le courant 12. Tout ce qui n'est pas recyclé parvient avec le cou-
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Les gaz d'échappement du lit 18 parviennent dans l'espace libre 19 surmontant le lit 18 dans le réacteur 16
et sont évacués par l'orifice 30. Il est à prévoir que le cou-
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et 0,2 à 0,8% de H2S. Le courant 32 véhicule aussi des fines qui ont été entraînées hors du lit 18. Suivant une variante
du cas illustré par la Fig. 2, la partie supérieure de l'encein-te 17 peut avoir une section supérieure a celle de la partie
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au-dessous de la vitesse d'entraînement des fines afin qu'une partie des solides entraînes retombe.. La température du courant 32 est quelque peu inférieure à 760[deg.]C. Le courant 32 par-
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cyclone à multiples effets ou un cyclone à haute efficacité pourrait être -préférable, mais leur rendement pourrait être supérieur aux nécessités. La matière particulaire collectée et évacuée du cyclone 36 peut subir des traitements ultérieurs avec la matière constituant le courant 33. Le courant combiné
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Les gaz dont les particules ont été séparées dans le cyclone 36 sont évacués de celui-ci en un courant 38. La chaleur sensible du courant 38 est importante et une partie peut en être recueillie dans une chaudière de récupération ou un
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une partie de la chaleur sensible du courant 38 est transférée indirectement à une phase liquide 42 pour la production de vapeur d'eau ou d'une autre phase vapeur. L'énergie thermique ainsi récupérée peut être utilisée ailleurs dans l'usine ou dans le procédé de production de pâte. En raison de la sup-
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chaleur dans la chaudière de récupération 40 sont moins susceptibles d'exiger des entretiens fréquents, en conséquence de la condensation des fumées sur les surfaces de transfert. La température des gaz quittant la chaudière de récupération sous la forme du courant 46,en conséquence du prélèvement de chaleur par la chaudière 40,est de l'ordre de 204 à 371[deg.]C,de sorte que la chaleur sensible peut encore être importante. Une nouvelle récupération de la chaleur est effectuée dans
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constitue le courant 52 qui peut finalement être utilisé pour produire^ le courant 53 introduit le réacteur 16.
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sition approximative des gaz brûlés, il est à prévoir que le sulfure d'hydrogène soit présent en une quantité atteignant
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dans l'atmosphère est indésirable tant du point de vue de la récupération chimique que de celui de la pollution atmosphérique.
Le gaz épuré,dont il est à prévoir qu'il comprend à peu près
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d'absorption 58 constitue le courant 60 qui est amené pour
un traitement supplémentaire au condenseur 68 dans lequel
il est refroidi d'une température de 60 à 77[deg.]C jusqu'à environ
38[deg.]C par échange de chaleur indirect. Un courant 70 d'eau froide apporte le fluide, de refroidissement, l'opération donnant
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gaz refroidi quittant le condenseur 68 sous la forme du courant 76 a une teneur en humidité beaucoup inférieure à celle du courant 60. Le courant 76 est introduit dans la chaudière à gaz 78 dans laquelle,par combustion du combustible 80 dans de l'air 82, les constituants du courant 76 sont oxydés à
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de la chaleur dans la chaudière, un courant d'eau 84 est amené
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, une solution aqueuse avec des agents- chimiques d'appoint 110 et
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d'un courant 116 -effluente liqueur verte)
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- qui entre dans le réservoir 12<1>*- d'où il peut être soutiré suivant les nécessités sous la forme d'un courant 126 partici- <EMI ID=35.1>
62.
Le courant de gaz 56 et le courant de liquide 62 sont amenés à l'appareil d'absorption 58 dans lequel ces deux phases sont mises en contact intime pour subir un transfert de masse.
Un courant de gaz lavé 60 quitte l'appareil d'absorption 58
et l'agent d'absorption usé,qui a principalement absorbé du
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la forme d'un courant 67A est amené dans le réacteur d'alcalinisation 90 dans lequel de la chaux éteinte 92 est ajoutée
pour la formation de la liqueur blanche et du carbonate de calcium.
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réacteur d'alcalinisation 90 parvient au filtre à tambour 96 qui sépare le carbonate de sodium solide du filtrat qui s'écoule en un courant 98. Une fraction du courant 98 est amenée sous
la forme du courant 100A dans le réservoir 67 pour la lutte contre les odeurs et une fraction est amenée sous la forme du <EMI ID=38.1>
tandis que le reste est renvoyé, sous forme du courant 108B au réservoir 12^. La suspension 112 est renvoyée à un four non représenté dans lequel l'oxyde de calcium (CaO) est régénéré pour être consommé dans le réacteur d'alcalinisation
90.
L'appareil d'absorption représenté schématiquement en 58 est un système à plusieurs étages comprenant une zone dans laquelle une phase liquide vient au contact d'une phase gazeuse contenant du H2S de sorte que ce dernier passe par transfert de masse du gaz dans la phase liquide. La Fig. 3 illustre un appareil d'absorption à deux étages avec le circuit de liquide correspondant, mais il est évident que le nombre des étages de contact peut être supérieur à deux et que d'autres appareils classiques de transfert de masse,comme une tour à plateaux ou garnissage ou un laveur à cyclone, conviennent aussi. Dans de nombreux appareils d'absorption, l'agent absorbant s'écoule dans le même sens que le courant gazeux et, dans l'appareil décrit, les courants peuvent être parallèles ou antiparallèles.
Dans l'appareil.illustré à la Fig. 3, le courant gazeux 56 entre dans le premier étage d'absorption 58A dans lequel il est accéléré et mis au contact intime du liquide du courant 62A. A l'étage 58A, le liquide du courant 62A est divisé en gouttelettes/ soit par formation d'une couche de liqui-
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ges non représentés. Le courant 56 est refroidi et entraîne des gouttelettes de liquide qui sont" séparées du courant
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gouttelettes du gaz au moyen d'un cyclone ou de chicanes. Le liquide collecté quitte le séparateur 58B sous la forme d'un
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rateur 58D qui est sensiblement identique au séparateur 58B.
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remplacement du séparateur 58B par un cyclone humide ou laveur à cyclone conduit sensiblement aux mêmes résultats que ceux obtenus avec le système ci-dessus.
Bien que le matériel soit sensiblement le même en
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de l'autre du fait que le second étage 58C est prévu pour éliminer le sulfure d'hydrogène en une concentration beaucoup moindre que celle existant dans l'étage 58A. Pour cette raison, les étages fonctionnent quelque peu différemment, la principale différence tenant aux quantités relatives des constituants dans les agents d'absorption 62 et 62A.
Comme déjà indiqué, le courant de gaz 56 a une
<EMI ID=44.1> concentration dans- courant peut devenir difficile en
<EMI ID=45.1> pour partie au moins par mélange en proportions convenables des divers courants dans l'installation. Pour favoriser davantage le maintien de ces rapports, tout ou partie des agents chimiques d'appoint peut être ajouté dans les courants alimentant les absorbeurs. Comme proposé dans le brevet des
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pompe de circulation non représentée, mais, en variante, l'installation peut comprendre une cuve de mélange distincte 130 dans laquelle les Constituants ci-dessus sont admis pour le maintien des rapports critiques indiqués, la cuve de dissolu -
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Cette combinaison assure un effet de recyclage partiel et un effet d'écoulement à contre-courant qui permet l'utilisation . efficace des agents chimiques recueillis. Une fraction de
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L'agent d'absorption 62 qui s'est trouvé au contact
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pour former le courant 128. Le courant 128 est admis à la
cuve de mélange 130 recevant les autres agents chimiques 132 pour l'établissement des rapports suggérés dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.471.249. Il est évident pour le spécialiste que-le mélange de-divers courants en différents rapports par une commande automatique ou manuelle peut faciliter le maintien des rapports convenables dans l'agent d'absorption
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L'appareil décrit comprend deux étages d'absorption, mais il est évident que ceux-ci pourraient être rassemblés
en un poste unique dans lequel les deux fonctions sont ou non distinctement définies. De plus, l'efficacité peut être accrue aux étages d'absorption lorsque le contact est assuré par des
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risé en ce qu'on-traite une matière .cellulosique au moyen d'une liqueur de cuisson de manière à obtenir une liqueur
usée résiduaire contenant de la pâte, on sépare la pâte de la liqueur usée, on chauffe la liqueur usée pour produire un
gaz usé contenant du sulfure d'hydrogène, on.-traite le gaz
usé de manière à convertir le sulfure d'hydrogène en un composé qui est un constituant de la liqueur de cuisson et on ajoute à cette dernière le composé en lequel on a converti le sulfure d'hydrogène.