Brevet FR2021452A1 — publié le 19700724

L'invention est relative à la récupération d'éléments chiZ miques à partir du processus de réduction en pulpe de la cellulose, et à la production, par cuisson, de liqueurs à partir des éléments récupérés. Plus particulièrement l'invention se rapporte à la préparation d'une liqueur à base de magnésium, dans un procédé de confection de bouillie cellulosique dans lequel les éléments chimiques récupérés et convenablement concentrés constituent de telles liqueurs. Dans le procédé de réduction en bouillie de la cellulose, à base de magnésium, la liqueur de cuisson peut prendre piffé~ rentes formes suivant le processus particulier utilisé, Par exemple certains utilisent des processus au bisulfite acide de magnée sium, dans lesquels la liqueur de cuisson est caractérisée par une haute teneur en anhydride sulfureux S02 libre sous forme d'acide sulfureux et bien entendu la liqueur a un faible pH indiquant une forte acidité. D'autres utilisent un système au biw sulfite de magnésium dans lequel la liqueur a par exemple un pH de 3 à 5 et ne contient sensiblement ni anhydride ni acide sulfureux. Des modifications doivent donc entre apportées dans la cuisson, unique ou à deux étages. Tout procédé de réduction de pulpe en bouillie et de récu pération chimique de liqueurs de cuisson à base de magnésium utilise un système de concentration de la liqueur pulpeuse obtenue par lavage de la pulpe cuite, la liqueur résiduelle concentrée étant incinérée dans un fourneau de récupération chimique dont la chaleur peut ttre utilisée poux produire de la vapeur et qui fournit des particules d'oxyde de magnésium et desdgaz de combustion contenant du S02 ; les particules dtoxyde/magnésium extraites du courant gazeux sont éteintes pour former un dépôt qui est remélangé avec les gaz contenant le S02 pour former un mélange de monosulfite et bisulfite de magnésium ; après quoi l'acide brut produit par absorption du S02 gazeux venant des gaz de combustion est concentré par contact avec des g gaz à teneur en S02 relativement haute produits par un bruleur de sulfures séparé; et l'acide ainsi renforcé est amené dans un récipient oU il est encore davantage concentré en absorbant du S02 de gaz venant de l'appareil de digestion des pulpes, avant d'hêtre utilisé comme liqueur de cuisson. Suivant itinvention, le S02 contenu dans les gaz de combus- tion formés pendant l'incinération de la liqueur résiduelle à base de magnésium peut entre absorbé par un liquide dans un appareillage à contact direct tel qu'une série de laveurs à venturi ou analogue. Pour obtenir un haut rendement de l'absorp- tion, l'opération par les laveurs est menée à une température relativement haute, par exemple 60 à 710 C et l'acide produit contiendra à la fois du bisulfite et du monosulfite de magnésium. Par suite de sa haute température, l'acide produit dans le système d'absorption à venturi est dtabord bisulfité dans une tour séparée par contact avec des gaz contenant du SO2, puis mis au repos pour laisser précipiter les impuretés telles sulfates de calcium et de magnésium avec acide naissant, et ensuite re- froidi dans un échangeur de chaleur avant de passer dans une seconde tour de concentration où il est lis au contact direct avec des gaz à haute teneur en S02 provenant d'un brdleur de sulfures, après quoi il revient à la tour de bisulfitation. Dans ce procédés il est possible d'utiliser un appareillage dabsorp- tion à venturi pour obtenir une liqueur de cuisson ayant une te- neur élevée en anhydride sulfureux libre, ou, autrement dit, en acide sulfureux. Le dessin ci-joint représente schématiquement une installation de récupération chimique suivant l'invention. Le brevet Etats-Unis 3.273.961 décrit de manière générale un système de réduction en bouillie utilisant une liqueur de cuisson à base de magnésium et à la suite un système de récupé- ration chimique. Dans un tel système la liqueur pulpeuse rési- duelle est concentrée et incinérée dans un fourneau 10 où la chaleur de combustion est utilisée pour produire de la vapeur ; les gaz s'échappant du fourneau contiennent de l'oxyde de magnésium en particules et du 502. Les particules sort par centrifugation séparées des gaz et ceux-ci sont conduits par Il à un appareil d'absorption 12 pour l'enlèvement du S02 qu'ils contiennent. D'habitude la séparation des particules d'oxyde steffectue avec un rendement relativement levé, avec 90 à 95 pour cent d'oxyde récupéré ; les ga contenant les particules sont éteints puis filtrés et forment un dépôt d'hydroxyde de magnésium qui est utilisé pour l'ajouter sous contrdle dans appareil à ven- tWlri d'absorption du SO2 comme decrit dans le dit brevet. Suivant l'invention, cet appareil d'absorption 12 comprend une série de laveurs a venturi cornine montré dans ce brevet dans lequel chaque étage en série de l'appareil d'absorption est ali- menté avec le dit dép8t pour contrôler le contenu en monosulfite de magnésium du liquide absorbant qui est injecté dans les gaz passant dans les venturis.Pour avoir un haut rendement en SQ récupéré il est désirable que l'opération se fasse à une tempes rature de 60 å 710 C ; dans ces conditions, l'acide brut sortant de l'unité des laveurs à venturi du premier étage par la conduis te 13 a une contenance en monosulfite, de, par exemple, 4 à 5 pour cent, exprimée en contenance de SQ. Cette force d'acide produit est une caractéristique du système d'absorption à venturi qui est nécessaire pour obtenir une récupération de 802 des gaz de combustion à un taux de plus de 99 %. Dans ces conditions, également, il est désirable de refroidir l'acide produit pour améliorer la précipitation du monosulfite en cristaux. Suivant l'invention l'acide brut produit en 12 est amené par le conduit 13 à une tour de bisulfitation ou à un appareil 14 de mise en contact des gaz S02 avec un liquide pour convertir le monosulfite en bisulfite. L'acide sortant de l'appareil 14 pat le conduit 15 a un pH d'environ 4 et comme le monosulfite a été largement éliminé r cet acide peut être mis à se déposer dans un récipient 16 pour le dépit des impuretés telles que sulfates de calcium et de magnésium. Les précipités solides peuvent être évacués par 17 à l'égout. L'acide sortant de ce récipient est épuré et conduit par 20 à un échangeur de chaleur 21 où il se refGDidit à une température de par exemple 21 à 320 C. L'échan- geur de chaleur 21 est du type indirect et peut utiliser de l'eau comme réfrigérant. Après refroidissement l'acide bisulfité est conduit par 22 & une tour de concentration 23 où il est mis au contact des Gaz SO2 relativement concentrés ; au sortir de cette tour, acide a une teneur en S02 libre, de ltordre de 6 à 7 pour cent et peut alors titre conduit par 24 à des récipients d'emmagasinage (non représentés) où il peut être mis au contact de gaz prouenant de l'appareil de digestion (non représenté) pour constituer un acide de cuisson ayant une teneur en S02 libre de par exemple 7 à 8 %. Les tours de bisulfitation et de concentration peuvent entre d'un type quelconque opérant par contact entre qaz et liquide. La tour 23 et l'appareil de contact 14 sont alimentés en gaz SO2 produits par un brûleur de sulfures 25 dtun type connu dans lequel la teneur de ces gaz en SQ peut attendre 15 à 16 %. ces gaz arrivent à la tour 23 par le conduit 26 et après concentration acide va par le conduit 27 à la tour de bisulfitation 14. Les gaz sortant de celle-ci iront par 28 pour se mélanger à ceux venant de 10 et allant à l'appareil d'absorption à venturi ce qui compensera la perte de s4 des gaz fournis par le brûleur de sulfures 25. Ce traitement de l'acide brut préparé dans l'appareil d'absorption a venturi 12, par la tour de bisulfitation 14 et la ker de concentration 23, permet d'obtenir dans le récipient de dépit 16 un acide à haute teneur en SQ libre avec seulement des pertes très faibles en sulfures et en composés magnésiens. Le système décrit permet d'utiliser un appareil d'absorption à venturi économique comme le premier étage dans la préparation d'acides de cuisson à haute teneur en acide sulfureux, ce qui est très désir rable dans certaines installations de digestion de pulpes, REVENDICATIONS 10) Procédé et appareillage pour > dans une installation de cuisson, digestion et de réduction en pulpe de matières cellulo- situes récupérer la liqueur de bisulfite de magnésium servant à cette digestion, dans lesquels cette liqueur ayant été incinérée en donnant des particules d'oxyde de magnésium et des gaz de combustion contenant du SO2, les particules d'oxyde sont extrait tes des gaz et leur dépit mélangé aux gaz de combustion est trait té par contact avec un liquide pour former un acide contenant monosulfite et bisulfite de magnésium, caractérisé par le fait que cet acide à une température de tordre de 650 C est mis en contact avec des gaz contenant du S02 pour convertir la majeure partie du monosulfite en bisulfite, que l'acide bisulfité est mis au repos pour précipitation des impuretés, qu'ainsi purifié il est refroidi à une température de tordre de 250 C, et ensuite concentré par contact avec des gaz contenant du S02. 2 ) Procédé et appareillage selon la revendication 1 caraco térisé par le fait que des gaz contenant du SQ à haute teneur sont mis en contact avec l'acide produit pour sa concentration. 3 ) Procédé et appareillage selon la revendication 2 caraco térisé par le fait que les gaz servant à la bisulfitation sont ensuite mélangés aux gaz de combustion ayant passé dans les laZ veurs à venturi.