Brevet FR2278838A1 — publié le 19760213

La présente invention se rapporte d'une façon générale au traitement i pattes à papier et elle concerne, plus particulièrement, le blanchiment de pâtes en matibres fibreuses cellulosiques, telles que le bois. On soumet couramment les pâtes cellulosiques fibreuses préparées chimiquement à un traitement d'éclaircissement par blanchiment, ces opérations de blanchiment étant fréquemment exécutées en plusieurs stades, autre lesquels interviennent des extractions par une base caustique de la pâte. Un premier stade de blanchiment comporte, de façon usuelle, le blanchiment de la pate avec une solution aqueuse de chlore ou d'un mélange de bioxyde de chlore et de chlore. Le procédé qui fait l'objet de l'invention concerne précisément ce premier stade de blanchiment. On peut former le bioxyde de chlore et le chlore par réduction d'un chlorate de métal alcalin dans un milieu acide, en utilisant des ions chlorures comme agent réducteur. Dans les procédés décrits, par exemple dans les brevets canadiens Nos 825.084 et 826.577, on réduit un chlorate de métal alcalin dans un milieu renfermant de l'acide sulfurique, à l'aide de chlorure de sodium et/ou d'acide chlorhydrique. Eventuellement, l'acide chlorhydrique peut fournir au moins une partie des besoins en acide. De plus, selon le brevet canadien nO 913.328, on peut former le bioxyde de chlore et le chlore en réduisant un chlorate de métal alcalin par de l'acide chlorhydrique, ledit acide chlorhydrique fournissant également le milieu acide nécessaire. Dans ces procédés, conjointement avec la production de l'ion bioxyde de chlore et du chlore (c'est-à-dire du produit désiré), on observe une évaporation de liteau du milieu de réaction pour former de la vapeur d'eau servant de diluant gazeux pour le bioxyde de chlore et le chlore, de sorte qu'on récupère de la zone de réaction un mélange gazeux comprenant du bioxyde de chlore, du chlore et de la vapeur d'eau. Normalement, on envoie ce mélange gazeux dans une tour de condensation et de séparation dans laquelle le mélange vient en contact avec de l'eau pour condenser la vapeur d'eau et former une solution aqueuse de bioxyde de chlore contenant une certaine quantité de chlore. Pour faciliter l'évaporation d'eau du mélange de réaction, on maintient normalement le milieu de réaction sensiblement à son point d'ébullition et, pour réduire la tendance à la décomposition du. bioxyde de chlore, on maintient une pression réduite dans la zone de réaction. Conformément au procédé de l'invention, ondssout le bioxyde de chlore et le chlore contenus dans le mélange gazeux de bioxyde de chlore, de chlore et de vapeur d'eau, récupéré des procédés de production de bioxyde de chlore, dans la suspension de patte alimentant le premier stade de blanchiment, après quoi on condense la vapeur, ce qui permet de supprimer la nécessité d'une tour séparée de condensation et de séparation. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en se référant à la figure unique du dessin annexé, qui est un simple schéma d'un mode de réalisation de l'invention. On prépare unmélange gazeux de bioxyde de chlore, de chlore et de vapeur d'eau par un procédé commode quelconque, dans un générateur 10 de bioxyde de chlore, en utilisant l'un des procédés faisant l'objet des brevets canadiens précités Nos 825.084, 826.577 et 913.328 et on soutire ce mélange gazeux du générateur par une conduite 12. Le mélange gazeux dans la conduite 12 arrive dans la partie étroite d'un tube venturi ou d'un éjecteur analogue, qui est indiqué schématiquement en 14, à proximité de l'entrée d'une tour de chloration 16 pouvant être d'une construction appropriée quelconque. L'eau est admise dans l'entrée du venturi 14 par une conduite 18 et elle aspire le mélange dans la conduite 12, vers l'intérieur du venturi, pour condenser ainsi la vapeur d'eau présente dans le mélange gazeux et dissoudre le bioxyde de chlore et le chlore de ce mélange. L eau peut être introduite par la conduite 18 dans le venturi 14, à une vitesse suffisante pour créer dans le générateur de bioxyde de chlore 10 un vide d'une valeur suffisante pour entretenir l'ébullition du milieu de réaction dans le générateur 10 à la température élevée qui est établie dans ce générateur. La pate non blanchie qu'on désire chlorer arrive sous forme de suspension dans la tour de chloration 16 par une conduiS 20. La pâte peut être mélangée avec la solution aqueuse qui sort du tube venturi 14 par une conduite 22 et, selon ce mode de rélisation, la pâte est envoyée dans la conduite 22 par une conduite 24. En variante, la suspension de pâte dans la conduite 20 peut être amenée par une canalisation 26 pour se mélanger avec l'eau dans la conduite 18 immédiatement avant l'arrivée de cette dernière dans l'entrée du ven turi 14.Selon une autre variante, on envoie une partie de la suspension de pate par la conduite 26, en vue d'un mélange avec liteau dans la conduite 18, et on envoie l'autre partie de la suspension par la conduite 24, en vue d'un mélange avec la solution aqueuse dans la conduite 22 renfermant la pâte introduite par la conduite 26. Une autre variante encore consiste à utiliser l'eau de la suspension et l'eau condensée du mélange gazeux pour satisfaire les exigences totales en eau, ce qui permettrait de supprimer l'amenée d'eau par la conduite 18. Le total de lteau présente dans la suspension dans la conduite 20, de l'eau introduite par la conduite 18 et de l'eau condensée du mélange gazeux dans la conduite 12 est réglé de manière à fournir dans la tour de chloration 16 une consistance de pâte approximativement égale à celle qu'on utilise dans les réactions classiques de chloration, à savoir environ 3 à 3,5 %. Le total d'eau peut s'écarter de la valeur indiquée, pour autant quga quantité d'eau soit suffisante pour dissoudre une proportion notable de bioxyde de chlore et de chlore arrivant par la conduite 12, dans les conditions prévues de chloration. Dans la tour de chloration 16, la patte est mise en réaction avec la solution de bioxyde de chlore et de chlore, à mesure que oette suspension de patte est pompée de bas en haut à travers la tour i6. Normalement, on maintient la suspension à une température élevée pour auiêflter la réactivité du bioxyde de chlore vis-à-vis de la pâte, la température utilisée pouvant en pratique être de 600C environ. Après la durée de séjour désirée dans la tour l6, la pâte blanchie sort par le sommet de la tour 16 et est envoyée par une conduite 28 à une installation de lavage 30, dans laquelle la pâte est débarrassée des produits chimiques résiduels et d'autres substances solubles, par l'action de l'eau arrivant par la conduite 32. La patte récupérée dans l'installation de lavage 30 peut alors être envoyée dans une conduite 34, avant que l'on effectue d'autres opérations d'éclaircissement et de purification, dont le premier stade est le plus souvent une extraction par un produit caustique. L'eau de lavage usée sort de l'installation 30 par une conduite 36 et peut être jetée ou elle peut être soumise à un traitement supplémentaire (ctest-à-dire envoyée dans la canalisation 38) ou encore elle peut être recyclée par la conduite 40 pour former au moins une partie de l'eau envoyée par la canalisation 18 vers l'en- trée du venturi 14. En variante, on peut diriger une partie de l'eau de lavage usée de la conduite 36 vers la conduite 38 et recycler une autre partie de 11 eau par la conduite 40. La quantité de pâte envoyée par la conduite 20 dans la tour de chloration 16, ainsi que la quantité de bioxyde de chlore et de chlore qu'on introduit dans la tour de chloration 16 par la conduite 12 , peuvent varier entre de larges limités selon la nature i la pâte. Pour les pâtes du type Kraft, on règle habituellement ces variables de manière à obtenir un total de chlore disponible d'environ 4 à 8 % par rapport à la pâte, une opération typique comportant l'utilisation d'environ 1,5 ffi de ClO2. On peut également utiliser d'autres pâtes de bois préparées par les procédés au sulfite ou à la soude. La condensation de la vapeur d'eau du mélange gazeux provenant de la conduite 12 provoque une augmentation de la tempéra- ture, mais cette augmentation n'est que de l'ordre de 2 à 50C et son réglage est facile. On voit donc que l'invention fournit un procédé de chloration de pâte par un mélange de bioxyde de chlore et de chlore, en supprimant la nécessité d'un stade préalable de condensation et de séparation du mélange de bioxyde de chlore et de chlore provenant du générateur. I1 va de soi qu'on peut apporter d'autres modifications aux modes de réalisation qui ont été décrits ci-dessus sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de blanchiment d'une patte , caractérisé en ce qu'il consiste à préparer une suspension de cette pâte, à former un mélange gazeux comprenant essentiellement du bioxyde de chlore, du chlore et de la vapeur d'eau, à envoyer cette suspension dans une zone de chloration, à envoyer le mélange gazeux dans ladite zone de chloration, à condenser la vapeur d'eau contenue dans ledit mélange gazeux, à dissoudre au moins une proportion notable du bioxyde de chlore et du chlore de ce mélange dans ladite suspension, et à permettre à la suspension de réagir avec le bioxyde de chlore et le chlore dissous dans ladite zone de chloration. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prépare le mélange gazeux de bioxyde de chlore, de chlore et de vapeur d'eau en réduisant un chlorate de métal alcalin avec un ion chlorure dans un milieu de réaction acide aqueux au sein d'une zone de réaction, pour former du bioxyde de chlore et du chlore, tout en évaporant l'eau du mélange de réaction et en soutirant ensuite le mélange gazeux résultant de bioxyde de chlore, de chlore et de vapeur d'eau de ladite zone de réaction. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on maintient le milieu de réaction sensiblement à sa température d'ébullition et en ce qu on maintient dans la zone de réaction une pression plus basse que la pression atmosphérique. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractéri- sé en ce que le chlorate de métal alcalin est le chlorate de sodium. 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le milieu de réaction contient un chlorate de métal alcalin, un chlorure de métal alcalin ou de l'acide chlorhydrique et de l'acide sulfurique. 6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mélange de réaction contient un chlorate de métal alcalin et de 1 'acide chlorhydrique. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ee que la pâte est une pâte de bois formée par le procédé Kraft, le procédé au sulfite ou le procédé à la soude. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on forme une solution aqueuse de bioxyde de chlore et de chlore provenant du mélange gazeux à proximité immédiate de la zone de chloration et, avant l'admission de la solution aqueuse dans ladite zone de chloration, on mélange cette solution aqueuse avec la suspension de pfite pour répartir à peu près régulièrement le bioxyde de chlore et le chlore dissous dans la totalité de la pbte à papier et pour former une seconde suspension, ladite seconde duspension étant envoyée dans la zone de chloration. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la consistance de la seconde suspension est d'environ 3 à 3,5 %. 10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en oe que la pote est une pâte de type Kraft et en ce que le bioxyde de chlore et le chlore fournissent une quantité de chlore disponible représentant environ 4 à 8 % du poids de la pâte dans la seconde suspension, la consistance de cette seconde suspension étant d'environ 3 à 3,5fui. 11. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on mélange la solution aqueuse formée à partir du mélange gazeux avec ladite suspension au fur et à mesure de sa formation. 12. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu' on mélange la solution aqueuse formée à partir du mélange gazeux avec ladite suspension après sa formation. 13.Appareil de blanchiment d'une pâte, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur de bioxyde de chlore capable de former des produits gazeux comprenant essentiellement du bioxyde de chlore, du chlore et de la vapeur d'eau, et comportant une sortie pour le produit gazeux, une tour de chloration présentant des moyens d'entrée et de sorte, un éjecteur en communication d'écoulement de fluide avec lesdits moyens d'entrée et comportant un moyen pour l'entrée du liquide, un moyen d'entrée du gaz et des moyens de sorte , une première conduite reliant la sortie du produit gazeux du générateur de bioxyde de chlore avec l'entrée du produit gazeux de l'éjecteur ou moyen d'évacuation, une source de milieu aqueux, une seconde conduite Pliant ladite source de milieu aqueux à l'entrée de liquide dans I'éjecteur, de sorte que le passage du milieu aqueux à travers l'éjecteur a pour effet d'aspirer le mélange gazeux à travers ladite entrée de gaz, pour condenser ainsi la vapeur d'eau et dissoudre le bioxyde de chlore le chlore du mélange gazeux, une source de patte non blanchie, et une troisième conduite établissant un trajet d'écou- lement de fluide entre la source de pâte non blanchie et les moyens d'entrée de la tour de chloration.