Brevet FR2307911A1 — publié le 19761112

La présente invention se rapporte à un procédé pour obtenir une pate homogène lors de la cuisson périodique d'une ma tière contenant de la lignocellulose dans un lessiveur dont le système de circulation est conçu de façon à en soutirer une certaine quantité de liquide de cuisson, à chauffer ce liquide dans un réchauffeur, et à le renvoyer dans le lessiveur par le sommet et par la base de celui-ci. Une cuisson uniforme a une très grande importance dans tous les procédés de fabrication de pate à papier, à la fois du point de vue économique et de la qualité du produit. Les causes d'irrégularité de la cuisson sont diverses et varient avec le procédé. Dans le brevet suédois NO 345 885, sont énumérés les principaux facteurs qui ont une influence sur l'homogénéité pendant la cuisson périodique des matières cellulosiques, et ce brevet décrit un procédé qui a pour but d'éliminer les effets négatifs du facteur qui, le plus souvent, est prédominant, à savoir, la circulation du liquide de cuisson. La technique décrite dans ce procédé, c'est-à-dire l'ébullition intermittente, a, comme l'ont confirmé les expériences effectuées dans une installation de production, des effets très positifs sur l'homogénéité du lessivage. Selon ce procédé, les ébullitions sont effectuées en abaissant rapidement là pression, afin de produire un courant ascendant et, ainsi, un équilibre de températures dans le lessiveur. Cela a lieu soit par un vçolent dégagement de gaz, soit par l'admission d'un liquide de refroidissement par le sommet du lessiveur. La suite des expériences sur le déroulement de l'ébullition a conduit à l'élaboration d'un nouveau procédé. Selon ce nouveau procédé, les ébullitions sont produites par des chauffages périodiques à partir du bas du lessiveur seulement (la circulation au sommet étant arrêtée, en même temps qu'un chauffage énergique s'effectue par la base), tout en empêchant les chutes de pression à l'intérieur du lessiveur. Le chauffage par en-dessous a pour résultat des conditions d'ébullition'qui se traduisent par une distribution de la chaleur concernant également les zones médiocrement chauffées. Ce mode de chauffage, quand il est exécuté dans un temps raisonnable et en évitant les risques d'incrustation des tuyauteries du rechauffeur, exige un conduit de circulation ayant un diamètre relativement grand à la base du lessiveur, afin d'assurer un débit de circulation suffisant pendant les périodes d'ébullition. L'un des avantages de ce nouveau procédé est que l'installation, pour sa mise en oeuvre , est plus simple et moins chère que celle du procédé d'ébullition antérieur, à quoi s'ajoute qu'on obtient, en même temps, une pâte très uniformément cuite, ne contenant qu'une faible proportion de bûchettes. La première ébullition s'effectue, de préférence, au moment où l'indice de chlore de la pâte est compris entre 30 et 20, c'est-à-dire au moment où la délignification commence à être appréciable, mais avant qu'elle ne soit devenue considérable. Le nombre des ébullitions et les intervalles de temps qui les séparent doivent être réglés en fonction du programme de cuisson, de façon que, à tout moment, pendant le processus d'ébullition au cours duquel la délignification a lieu, on obtienne une homogénéité aussi grande que possible de la chaleur dans le lessiveur. La durée des ébullitions peut varier, mais doit être d'au moins 10 secondes. Une durée normale est de 1 à 30 minutes, de préférence de 2 à 20 minutes, et, mieux encore, de 4 à 10 minutes. Pour obtenir une ébullition efficace, la circulation doit être calculée de façon que le débit à la base du lessiveur, au moment des ébullitions, soit compris entre 1 et 15 m3/mn, de préférence entre 2 et 12 m3/mn , et, mieux encore, entre 3 et 8 m3 /mn. De plus, le lessiveur doit être bien dégazé quand les ébullitions ont lieu. En fermant périodiquement la circulation inférieure après les ébullitions, il se produit, immédiatement après celles-ci, une augmentation de la circulation du sommet qui est favorable pour le processus de cuisson. Pour réduire le tassement du contenu du lessiveur, on peut limiter la circulation supérieure périodiquement avant et/ou après les ébullitions. D'autres caractéristiques et avantages de-l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre non limitatif, en référence à la figure unique du dessin annexé, qui illustre schématiquement un appareil pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Le lessiveur 1 représenté est équipé d'un système de circulation permettant un chauffage indirect. Ce système comprend une ceinture-crépine 2, qui est reliée à une pompe de circulation 3 permettant d'aspirer le liquide du lessiveur. Ce liquide passe dans un réchauffeur 4 et, de là, est dirigé respectivement vers le sommet et vers la base du lessiveur par des conduits 5 et 6. Dans le conduit 5 aboutissant au sommet du lessiveur est intercalée une soupape 7 qui, de préférence, est commandée automatiquement par une minuterie et/ou par des impulsions de température. Les exemples qui suivent, qui n'ont bien entendu aucun caractère limitatif, feront mieux comprendre les particularités de l'invention. Exemple N0 1 La cuisson s'effectue dans un lessiveur pour pâtes au sul 3 fate ayant une capacité de 140 m , et équipé d'un système de circu- lation à chauffage indirect conforme au dessin. On charge ce lessiveur avec 25 tonnes de copeaux de bois parfaitement secs,par un procédé de chargement à liquide. On verse de la liqueur blanche et de la liqueur noire dans une proportion telle qu'on obtient une teneur de 220 kg d'alcali actif (NaOH) par tonne de bois parfaitement sec, et un rapport bois/liquide de 1/3,5. Pendant l'introduction des copeaux, on a déjà mis en marche la pompe de circulation 3 de façon à aspirer le liquide du lessiveur 1 par la ceinture-crépine 2.On a fait passer lue liquide de cuisson dans le réchauffeur 4 afin de le chauffer, et, à la sortie de celui-ci, on dirige 70% du volume vers le sommet du lessiveur par le conduit 5,et les 30% restants vers la base par le conduit 6. Le lessiveur a été chuaffé à 1700C en l'espace de 70 minutes par voie indirecte, au moyen de la vapeur produite dans le réchauffeur 4. Quand la température dans le conduit de circulation supérieur 5 a atteint 1550C, une période d'ébullition a démarré. Celle-ci a été effectuée par suite de la fermeture automatique de la soupape 7 par uue minuterie qui s'était mise en marche au commencement de la cuisson. Ainsi, la circulation du sommet du lessiveur a été arrêtée, ce dernier n'étant plus chauffé alors que par en dessous, par la circulation inférieure. Ce chauffage par en dessous produit une ébullition qui propage la chaleur vers les zones médiocrement chauffées du lessiveur. Après 10 minutes, la soupape 7 s'est rouverte, et le chauffage de la charge a pu se poursuivre normalement. La charge a été maintenue à la température maximale de 1700C pendant environ 50 minutes, et son traitement a été achevé, par un puissant dégagement de gaz au sommet pendant 10 minutes avant le déchargement par soufflage. Le temps de soufflage a été de 15 minutes. L'indice de chlore de la pâte a été 6,et sa teneur en buchettes, déterminée par le tamisage d'un échantillon moyen de la charge au moyen d'un tamis Wennberg ayant une fente de 0,20 mm, a été de 1,5% . Dans le cas d'une charge à laquelle le procédé de l'invention n'avait pas été appliqué, la teneur en bûchettes a été de 4,5%, avec un indice de chlore de 6. Exemple N02 La cuisson a été exécutée dans le même type de lessiveur que dans l'exemple 1 et dans les mêmes conditions de charge, sauf que le rapport bois/liquide a été 1/3 au lieu de 1/3,5. La charge a aussi été chauffée,de la'même façon que dans l'exemple l,jusqu'à 1450C, point auquel la circulation supérieure a été réduite d'environ 15%, en fermant partiellement la soupape 7. Quand la température dans le conduit supérieur 5, durant le chauffage de la charge, a atteint 1550C, on a procédé à une ébullition. Celle-ci a été produite en fermant la circulation supérieure au moyen de la soupape 7, de sorte que la charge n'était plus chauffée que par en dessous, par la circulation inférieure. Après 8 minutes, la soupape 7 a été ramenée à la position qu'elle occupait avant l'ébullition, c'est-à-dire une position partiellement fermée. Pendant la continuation de la cuisson, cette restriction de la circulation supérieure a été maintenue afin de réduire le tassement du lit de copeaux. La charge a été maintenue à la température maximale de 1700C pendant environ 50 minutes, et a été finie par un fort dégagement de gaz au sommet pendant 10 minutes avant le déchargement par soufflage. La durée du soufflage a été de 15 minutes. L'indice de chlore de la pâte a été de 5,5, et la teneur en bûchettes, déterminée par le tamisage d'un échantillon moyen de la charge sur un tamis Wennberg ayant une fente de 0,20 mm,a été de 1,4%. Dans le cas d'une charge qui n'avait pas été traitée par le présent procédé, la teneur en bûchettes a été de 6,5%, avec un indice de chlore de 5,5. Exemple N03 On procède à la cuisson dans un lessiveur pour pâtes au' 3 sulfate ayant une capacité de 125 m et équipé d'un système de circulation assurant un chauffage indirect, conforme à celui représenté. Au moyen d'un procédé de chargement de liquides, on a chargé le lessiveur avec, environ, 23 tonnes de copeaux de bois parfaitement secs. On a versé dans le lessiveur de la liqueur blanche et de la liqueur noire, dans des proportions telles qu'on a obtenu une teneur de 200 kg d'alcali actif (NaOH) par tonne de bois parfaitement sec, et un rapport bois/liquide de 1/3,5. Pendant l'introduction des copeaux, on a déjà mis en marche la pompe de circulation afin d'aspirer le liquide du lessiveur par la ceinture-crépine 2. On a fait circuler le liquide de cuisson dans le réchauffeur 3 afin de le chauffer, et on l'a distribué, à la sortie de celui-ci, de façon à diriger 75% du volume vers le sommet du lessiveur par le conduit 5,et les 25% restants vers le fond par le conduit 6. Le chauffage de la charge à 1700C a demandé 150 minutes par le chauffage indirect avec la vapeur du réchauffeur 4. Quand la température dans le conduit de circulation supérieur 5 a atteint 1350C pendant le chauffage de la charge, on a procédé à une première ébullition. Celle-ci a été réalisée en arrêtant la circulation supérieure par la soupape 7, le lessiveur n'étant ensuite plus chauffé que par en dessous, au moyen de la circulation inférieure. Après huit minutes, la soupape 7 a été rouverte, et le chauffage de la charge s'est poursuivi de la manière habituelle. Une seconde ébullition a été effectuée à 1630C,pendant la même période de temps que la première, c'est-à-dire, 8 minutes. La charge a été maintenue à la température maximale de 17O0C pendant une heure. Après l'introduction d'environ 10 m3 de liqueur de refroidissement, là charge a été expulsée par soufflage. La durée du soufflage a été de 25 minutes. L'indice de chlore de la pâte ainsi obtenue a été de 5,9, et sa teneur en bûchettes, déterminée par le tamisage d'un échantillon moyen sur un tamis Wennberg ayant une fente de 0,20 mm, a été de 1%. Dans le cas d'une charge qui n'a pas été traitée par le présent procédé, la teneur en bûchettes a été de 4,7%, avec un indice de chlore de 5,9. REVENDICATIONS 1. Procédé pour améliorer l'homogénéité pendant la cuisson périodique d'une matière contenant de la lignocellulose dans un lessiveur dont le système de circulation est conçu de telle sorte que le liquide de cuisson est soutiré de celui-ci au moyen d'une ceinture-crépine, est chauffé dans un réchauffeur, et est recyclé au sommet et à la base dudit lessiveur, le lessiveur étant soumis, pendant la phase de chauffage, à des ébullitions, caractérisé en ce que ces ébullitions sont produites par un chauffage périodique du lessiveur, ledit chauffage n'ayant lieu que par en dessous,par un apport considérable de chaleur au moyen d'une circulation inférieure avec un débit de liquide de cuisson de 1 à 15 m3/mn, de préférence de 3 à 8 m3/mn, en même temps que la circulation supérieure est maintenue arrêtée et qu'une baisse de pression dans le lessiveur est empêchée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on règle le nombre des ébullitions et les intervalles de temps qui les séparent en fonction du programme de cuisson, de façon à obtenir un maximum d'homogénéité de la chaleur dans le lessiveur pendant toute la durée du processus de cuisson pendant lequel la délignification a lieu. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée des ébullitions est de 1 à 30 minutes, de préférence de 2 à 20 minutes, et, mieux encore, de 4 à 10 minutes. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le lessiveur doit être bien dégazé quand les ébullitions sont exécutées. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ébullitions sont exécutées au moyen de soupapes automatiques intercalées dans le conduit de circulation supérieur, qui sont commandées par une minuterie et/ou par des impulsions de température. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ferme périodiquement la circulation inférieure après les ébullitions, afin d'augmenter le débit, de la circulation supérieure. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on limite la circulation supérieure périodiquement avant et/ou après les ébullitions, afin de réduire le tassement du lit de copeaux.