Brevet FR2286234A1 — publié le 19760423

l'a présente invention concerne la- fabrication de pâte à papier blanchie. Pour la fabrication de pate a papier blanchie à partir d'une matière cellulosique fibreuse,on met généralement à digérer de la pâte de bois, des copeaux de bois ou de-la sciure dans une liqueur de formation de pute appropriée,normalement en solution aqueuse contenant de la soude et du sulfure de sodium comme produits chimiques actif s de formation de patte dans le procédé Kraft,ou dans une solution aqueuse contenant de la soude comme proauit chimique actif de formation de pâte dans le procédé à la soude, après quoi on obtient une pâte à papier. Cette pâte est ensuite séparée de la liqueur épuisée de formation de pâte et presque entièrement débarrassée par lavage de la liqueur entraînée.La pâte lavée passe ensuite dans une installation de blanchiment où la pâte est soumise à des opérations de blanchiment et de purification pour fournir une pâte blanchie présentant la @lancheur requise. Traditionnellement,les produits chimiques résiduels d'une installation de blanchiment et lea- eaux de lavage usées étaient évacués de l'installation et déversés dans un collecteur d'eau voisin. De tels effluents ont souvent une couleur désagréable et contiennent du "BOD",du chlorure de sodium et des matières toxiques nuisibles pour les organismes aquatiques et marins. Le procéde de la présente invention vise a supprimer l'évacuation des effluents d'une installation de blanchiment et évite de ce fait les problèmes de pollution de l'environnement. On peut done prévoir la fabrication de pâte sans efflucnt liquide. On arrive à ce resultat en déversant l'effluent de l'installation de blanchiment dans la liqueur épuisée de formation de pâte provenant de la digestion de la matière cellulosique fibreuse plutct que dans un collecteur d'eau et on retient ainsi dan l'installation les produits chimiques potentiellement nuisibles. La liqueur épuisée de formation de pâte est soumise à des opérations de récupération et de régénération,y compris une phase de combustion pour l'élimination des matières organiques;de ce fait,les matières organiques contenues dans l'effluent de blanchiment sont éliminées par combustion. L'utilisation d'une solution aqueuse de peroxyde de chlore ou d'autres agents de blanchiment chlorés telle qu'une solution aqueuse contenant à la- fois du chlore et du peroxyde de chlore conme a.gents de blanchiment,et ltutilisation d'une solution aqueuse de soude comme agent d'extraction caustique,ont pour résultat la présence de chlorure de sodium dissous dans l'effluent de ltins- tallation de blanchiment. I1 est préférable d'équilibrer les quantités de sodium et de chlore dans l'installation de blanchiment pour que,dans l'effluent de l'installation de blanchiment, il y a.it approvima.tivement un atome de sodium pour un atome- de chlore. Normaîement,le chlorure de sodium contenu dans l'effluent de l'installation de blanchiment n'est pas a.ffecté par les opérations de récupération et de régénération et il est donc habituelle- ment présent dans la liqueur-de formation de pâte recyclée. Le chlorure de sodium s'accumule sous forme de-charge morte dans le système -en raison de la circulation en circuit fermé de la liqueur de formation de pâ.te et des opérations de régénération.On utilise un système d'élimination de chlorure de sodium dans la présente invention pour éviter l'accumulation de chlorure de sodium dans la liqueur de formation de pâte L'opération de blanchiment de la présente invention consiste à fa.ire passer les solutions aqueuses de blanchiment et de purification à travers un tapis de fibres dans lequel les fibres sont maintenues dans un état rela.tivement stationnaire et en-des positions relatives sensiblement identiques les unes par -rapport aux autres pendant que les solutions-les- traversent. La. solution de blanchiment traverse une face du ta.pis de fibres de-pâte entreme- lées et sort de l'autre côté de celui-ci, Lorsque-ltea.u qui est présente dans la. pâte pa.sse dans l'installation de blanchiment, elle est déplacée ou poussée à l'avant de la solution de blanch- ment qui progresse1 laquelle s'écoule en continu à travers les interstices des fibres. A mesure qu'elle traverse le tapis fibreux, la solution de blanchiment est par conséquent animée d'un mouvement relatif rapide à la surface des fibres ou à leur voisinage, ce qui amène en continu vers les surfaces des fibres l'agent chimique n'ayant pa.s réagi.Lorsque le. front d'a.vancement- atteint la face opposée du ta.pis de pâte,on applique sur le tapis une solution de--blanchimen' présentant un gradient de concentration décroissant d'une face à l'autre pa.r suite de la réaction avec la pâte provoquée par le contact continu entre la solution et les fibres au cours de l'infiltration. On peut faire passer tout d'abord la solution de blanchiment à partir d'une face de la pâte et ensuite à partir de la face opposée si bien que, au cours de la deuxième étape de blanchiment, l'agent de blanchiment résiduaire est déplacé du tapis et que toutes les parties de la masse de la pâte entrent en contact avec des agents chimiques frais. Pendant que la solution de blanchiment se déplace à tra- vers le tapis de fibres entreme"lées,celles-ci sont maintenues dans un état relativement stationnaire l'une par rapport à l'autre; autrement dit, les fibres dans le tapis ne sont pas agitées ou déplacées d'une autre manière l'une par rapport à l'autre. I1 peut se produire un certain mouvement relatif des fibres provoqué par frottement entre la masse de fibres et les surfaces stationnaires de soutien et le déplacement de la solution à travers la masse,un tel mouvement étrnt/cependant relativement faible. La solution de blanchiment appliquée sur la pâte peut être à son tour déplacée par de l'eau,une autre solution de blanchiment renfermant le même agent de blanchiment ou un agent différent ou une solution de purification. La solution fratchement appliquée et chargée dals la patate peut tre à son tour déplacée par de l'eau,une autre solution de blanchiment contenant le même agent de blanchiment ou un agent différent ou une solution de purification.La solution fratchement appliquée déplace vers l'avant la quasi totalité de la solution de blanchiment dans le tapis de fibres, faisant ainsi. se déplacer le gradient de concentration à travers la. couche de sorte que chaque partie de la patate est traitée par la solution de blanchiment. La solution fratchement aJoutée peut être appliquée à partir du même coté du tapis que la solution initiale ou à partir de la face opposée. La solution de purification peut être utilisée directement à la suite d'une opération de blanchiment ou d'une série d'opérations de blanchiment employant des agents de blanchiment identiques ou différents. Il est possible d'opérer de cette manière,contrairement aux méthodes usuelles d'une installation de blan chiment. où il est essentiel pour l'économie du procédé de laver la pate après cha.que traitement puisqu'il existe une interface nettement définie séparant une solution de l'autre si bien que la seule réaction possible entre les solutions a. lieu à l'interface. Il n'est pas essentiel de charger complètement d'une solution le tapis de fibres avant d'appliquer la. solution de traitement suivante. Il est possible de faire appel à des a.pplications alternées de solution de blanchiment et de solution d'extraction caustique en des quantités qui sont insuffisantes a pour charger entièrement le tapis/l'aide de cette solutiontet à mesure que les couches traversent le tapis chaque partie de la masse est traitée par les solutions successives. On réalise les opérations de blanchiment et de purification Jusqu'à ce que soient atteintes la blancheur et la pureté désirées de la pâte. On lave la pâte avant son évacuation de l'installation de blanchiment afin de déplacer la. ou les solutions de traitement de la masse avec de l'eau. Bien que cela ne soit pas essentiel, il est possible de laver la pâte en d'autres endroits commodes de l'installation detlanchiment. Normalement, la patte peut être lavée après chaque opération de blanchiment et après chaque opération d'extraction caustique ou après une série d'opérations de blanchiment et dtextraction caustique. Une seule opération de lavage provoquant le déplacement des produits chimiques dans la pâte peut être insuffisante pour éliminer la totalité des agents chimiques entratnés et un lavage supplémentaire peut être nécessaire. A titre d'illustration ,cette invention est décrite plus en détails avec référence aux dessins d'accompagnement où: Fig.l est un schéma d'installation indiquant l'écoulement des fluides d'un mode de réalisation de l'invention; Fig.2 représente une opération de blanchiment conforme au mode de réalisation de la figure 1 et Fig.3 est une vue transversale en premier plan d!un tapis de pâte montrant la relation interfaciale des liquides lors de l'opération de blanchiment de la figure 2. En se reportant tout d'abord à la figure l,des copeaux de bois sont amenés par la. conduite 10 dans un appareil de digestion 12 pour la cuisson avec une liqueur de mise en pâte introduite par la conduite 14,normalement une liqueur de mise en pâte pour procédé Kraft contenant de la soude et du sulfure de sodium ou une liqueur de mise en pâte pour le procédé à la soude contenant de la soude. La pâte résultante est séparée de la liqueur~ noire et elle est sensiblement débarrassée par lavage de la liqueur noire entraînée dans une enceinte de lavage de la pâte brune 16 par emploi d'eau seule dans la conduite 18,d'effluent de l'installation de blanchiment dans la conduite 20 ou d'un mélange des deux. la liqueur noire dans la conduite 22,qui peut etre mélangée à l'effluent d'une installation de blanchiment 26 amenée par la conduite 24,est envoyée par la conduite 28 vers une zone de récupération et de régénération 30 où une liqueur blanche, contenant les agents de mise en pâte actifs désirés, se forme à partir de la. liqueur noire . On fa.it pa.sser la liqueur blanche par la. conduite 32 vers un extracteur de chlorure de sodium 34 où une quantité de chlorure de sodium sensiblement équivalente à la quantité introduite dans la liqueur noire par la conduite 28, essentiellement à partir de l'effluent de l'installation de blanchiment dans la conduite 20 et/ou 24, est éliminée par coneentra- tion de la liqueur blanche.L'eau éliminée au cours de l'opération de concentration peut être collectée dans la conduite 36 et être utilisée ailleurs dans le système. En variante,on peut face appef à d'autres méthodes d'élimination du çhi9rure de sodium pe;idani les opérations de récu- opération et de régénéra.tion pour extraire du système des quantités importantes de chlorure de sodium. Le chlorure de sodium éliminé de la liqueur blanche est récupéré par la conduite 38 et peut être vendu en tant que tel cu être utilise d'une manière appropriée, généralement en association avec des agents.ehimiques destinés à l'installation de blanchiment. Après dilution, la liqueur de mise en pâte provenant de l'extracteur de chlorure de sodium 54 est au besoin recyclée vers l'appareil de digestion 12 par la conduite 14. La pâte lavée mais non traitée par ailleurs provenant de l'enceinte de lavage de la pâte brune 16 est dirigée, par l'intermédiaire de la conduite 40,vers l'installation de blanchi- ment 26 où la pâte est soumise à plusieurs opérations de blanchiment et d'extraction caustique,telles que décrites plus en détail ci-après avec référence aux figures 2 et 3. Les/opérations de blanchiment s'effectuent avec des solutions aqueuses de peroxyde de chlore ou de solutions aqueuses de peroxyde de ,chlore et de chlore introduites par la conduite 42. Les opérations d'extraction caustiques sont réalisées avec une solution aqueuse de soude amenée par la. conduite 44. La. pâte est lavée dans l'installation de blanchiment, au moins immédiatement avant de la. décharger de l'installation de blanchiment avec de l'eau amenée par la conduite 46. La pâte ayant la blancheur requise est récupérée par la conduite 48. Les effluents de blanchiment issus de l'installation de blanchiment 26 par la conduite 50 passent soit en totalité par la conduite 20 dans l'enceinte de lavage de la patte brune 16 pour y débarra.sser,par la.vage, la pâte de la. liqueur noire entratnée (dans ce ca.s l'alimentation en eau par la conduite 18 est habituellement supprimée) soit en totalité par la. conduite 24 vers la liqueur noire de la conduite 22 (dans ce cas l'alimentation d'eau pour le lavage de la. pâte dans l'enceinte de lavage de la pâte brune 16 s'effectue par la conduite 18) soit en partie par les conduites 20 et 24. Dans ce dernier cas,on peut avoir besoin d'eau de lavage ge supplémentaire dans la. conduite 18. Grâce à l'utilisation de cette tecnnique,les effluente de blanchiment sont retenus à l'intérieur de l'installation, ce qui a pour effet de supprimer les problèmes de pollution dus aux effluents de blanchiment et de récupérer les agents chimiques qui s'y trouvent. Etant donné en outre que l'effluent de l'installation de blanchiment peut être utilisé en totalité ou en partie à la place de l'eau servant normalement dans l'enceinte de lavage de la. pâte brune 16,les besoins totaux en ea.u dans l'installation peuvent être réduits. La. figure 2 illustre une opération de blanchiment de l'installation 26 de la figure 1. Une grille métallique sans fin 410 ou toute autre matière perforée appropriée sensiblement inerte vis-à-vis des agents chimiques de l'installation de blanchiment supporte un tapis de fibres de pâte 412 et véhicule le tapis 412 en continu à travers plusieurs zones de traitement dans une installation de blanchiment 414. de La face supérieure du tapis/pâte 412 non traité est tout d'abord mise en contact avec une solution aqueuse de peroxyde de chlore et de chore ou une solution aqueuse de-piroxyde de chlore qui alimente par la conduite 416 une série de buses de pulvérisation 418 qui pulvérisent la solution aqueuse sur le haut du tapis 412 à mesure qu'il défile devant les buses de pulvérisation 418, c'est-à-dire transversalement au sens de déplacement du ta.pis. Quand la solution de peroxyde de chlore s'infiltre à travers letapis de pâte en mouvement 412,elle déplace l'eau déjà présente dans le tapis travers la grille 410 et cette eau est recueillie dans un réservoir 420 placé sous la grille 410. A mesure que la p .te se dépla.ce.par rapport aux gicleurs 418,il s'établit une interface inclinée dans la pâte à partir du point de première application de la. solution de peroxyde de chlore jusqu'à la fin de l'application en aval comme le montre de façon détaillée la figure 3 qui illustre la relation mutuelle entre les divers liquides. La vitesse de défilement du tapis de pate 412 au-delà des gicleurs 418 est réglée de façon que la relation interfaciale entre les liquides dans la pâte soit telle que représentée sur la figure 3. Ce résultat dépend de l'aptitude du liquide de traitement à s'infiltrer suffisamment à travers la pâte pour que, à l'extrémité en aval de la. zone d'application, tout le liquide précédemment appliqué ait été évacué de la pâte. L'aptitude à l'infiltration des produits de tra.itement dépend de la. consistance et, au besoin,de la pression appliquée à la pte. La figure 3 montre-une portion du tapis de pâte 412 en un endroit de l'installation Ce blanchiment 414, pendant son passage à travers une zone de blanchiment après avoir travers une zone d'extraction caustique et avant de pé@é@rer ans une nouvelle zone d'extraction caustique.A partir de l'extrémité en amont 422 de l'application du liquide de blanchiment Jusqu'à l'extrémité en aval 424,il s'établit une interface inclinée 426 entre la partie imprégnée de liquide de blanchiment 428 et la partie imprégnée de liquide d'extraction caustique 430 si bien que toutes les fibres dans le tapis 412 sont exposées au liquide de blanchiment à mesure que le tapis 412 se déplace à travers la'zone de blanchiment. 3u.. 5. figure 3 sont également représentées l'extrémité en aval de l'interface 432 entre le liquide appliqué sur le tapis 412 immédiatement en amont de la zone de blanchiment et le liquide déplacé du tapis par cette applica.tion et l'extrémité en amont de l'interface 434 entre le liquide appliqué sur le tapis 412 imnddia.- tement en aval de la zone de blanchinent et la. solution de blanchiment évacuée du tapis.A Le tapi-: de pate chargé de peroxyde de chlore résultant de l'application de la solution de peroxyde de chlore par des gicleurs 418 est ensuite mis en contact avec une solution de soude a.menée par la conduite 436 et pulvérisée à l'extrémité supérieure dutapis412 a.u moyen de buses de pulvérisation 438. La solution de soude appliquée de cette manière déplace la solution de peroxyde de chlore du tapis à travers la grille 410 et est recueillie dans un réservoir 440. I1 s'établit une fois de plus, comme le montre la figure 3,une interface inclinée entre les solutions de peroxyde de chlore et de soude dans le sens de dépla.cement du tapis de pâte 412.Etant donné qu'il existe une séparation interfa.cia.le nette entre les solutions de peroxyde de chlore et de soude,une réa.ction entre les-deux n'est possible qu'à l'interface, les opérations de blanchiment et d'extraction caustique peuvent s'effectuer successivement sans lavage intermédiaire. Le tapis de pâte 412 chargé de solution de soude est ensuite traité successivement par une solution de peroxyde de chlore amenée par la canalisation442,par une solution de soude a.menée par la conduite 444 et par une solution de peroxyde de chlore amenée par la. conduite 446. On se sert respectivement des buses de pulvéristation 448, 450 et 452 pour a.ppliquer ces solutions sur la. face supérieure du .tXpi8'412. Les solutions extraites du tapis 412 à travers la grille 410 sont recueillies respectivement dans des récipients collecteurs 454,456 et 458. Pour finir, avant l'évacuation de la pâte blanchie et épurée de l'installation de blanchiment 414,celle-ci est lavée avec de l'eau appliquée a.u moyen de buses de pulvérisation 462 amenée par la conduite 460i cette eau déplace le dernier liquide de traitement du tapis de pâte à travers la grille 410 dans un réservoir collecteur supplémentaire 464. On peut réaliser un la.vage a.dditionnel pour éliminer du ta.pis 412 des quantités d'agents chimiques résiduelles, et l'eau de lavage usée est envoyée dans le récipient collecteur 464. On peut ensuite presser le tapis chargé d'eau pour déplacer.l'excédent d'eau qui est recueilli dans le réservoir 464. On peut au besoin faire le vide au-dessous de la. grille 410 pour favoriser le déplacement des liquidesdu tapis412 dans les diverses zones de traite--ment. En outre, les solutions de traitement pulvérisées sur la fa.ce supérieure du tapis 412 peuvent être appliquées sous-pression pour faire entrer de force les solutions dans la face supérieure et à travers le tapis 412. Dans le mode de réa.lisation représenté sur la. figure 2, il n'y a. qu'une opération de lavage. On peut cependant inclure des-opéra.tions de lavage après chaque traitement par une solution de peroxyde de chlore et/ou une solution de soude ,auquel cas l'eau de lavage usée est recueillie dans des réservoirs collecteurs. Bien-que,pour l'application de la liqueur appropriée sur la face supérieure du.ta.pis de pâte 412,on ait mentionné les buses de pulvérisation 418, 438,448,450,452 et 462, on peut utiliser tout autre dispositif approprié d'application de liquide ,normalement des déversoirs. Une partie de l'effluent recueilli dans chacun des reservoirs collecteurs 420,440, 454 ,456,458 et 464 est renvoyée dans la conduite d'alimentation appropriée. C'est ainsi qu'une partie de l'effluent du réservoir 440 est recyclée par la conduite 466 pour constituer,avec une solution de peroxyde de chlore fraîche amenée par la conduite 463,la charge d'alimentation dans la conduite 416.De même,une partie de l'effluent provenant des réservoirs 454,456,453 et 464 est recyclée respectivement à travers les conduites 470, 472, 474 et 476 pour constituer les charges d'alimentation dans les conduites 436,442,444 et 446 respectivement, les solutions de peroxyd de chlore fraîches étant amenées par les conduites 478 et 480 et l'alimentation en solution de souc fraîche se faisans par les conduites 482 et 434. Le reste des effluents dans les réservoirs collecteurs 440, 454,456, 458 et 464 est amené par les conduites 486,488,490, 492 et 494 respectivement pour se mélanger a l'effluent du réservoir 420 dans la conduite 496 en formant un effluent de blanchiment dans la conduite 498. D'autres appareils et techniques utilisables dans l'installation de blanchiment 26 sont décrits dans le brevet U.S. N 3.575.795 et dans le brevet FR N 7@@@3.416. La présente invention assure par conséquent un fonctionnement d'une installation de traitement de pâte qui évite l'évacuation d'effluents polluants de l'installation de blanchiment dans des collecteurs d1,eau, réalise un blanchiment ,une purification et un lavage rapides et efficaces dans l'installation de blanchiment, permet l'élimination du chlorure de sodium du système pour empêcher son accumulation, peut réduire sensiblement les besoins totaux en eau de l'usine, contrôle la charge d'évaporation et permet l'élimination des matières organiques de l'effluent de l'installation de blanchiment au cours des opérations de récupération et de régénération de la liqueur de mise en paAte résiduaire, Des modifications peuvent être apportées dans le cadre de cette invention. -REVENDICATIONS- l.Procédé de fabrication de pâte blanchie consistant à fai re@digérer une matière cellulosique fibreuse brute dans une liqueur de mise en pute en vue de la. formation d'une pâte,à séparer la pâte de la liqueur de mise en pâ.te épuisée, à débarrasser la pute par lavage de liqueur de mise en pât entraînée, à incorporer l'eau de lavage usée de la première opération de lavage à la liqueur de mise en pâte épuisée, à faire subir à la pâte lavée mais non traitée une opération comprenant l'application de plusieurs agents de blanchiment et de purification chimiques,les agents de blanchiment contenant du chlore et les agents de purification renfermant du sodium la.ver les fibres de pâte a.u cours d'un deuxième stade de lavage a.près plusieurs opérations de blanchiment et de purification pour en éliminer presque entièrement les agents de blanchiment et de purification chimiques résidua.ires, à recueillir les agents de blanchiment et d'épuration chimiques rési duaires et l'eau de lavage usée pour constituer un effluent d'installation de blanchiment contenant du chlorure de sodium, à soumettre a liqueur de mise en pâte épuisée à des opérations de récupération et de régénération comprenant la combustion des matières organiques contenues dans la liqueur et la régénération de la.. liqueur de mise en pâte à partir de la liqueur de mise en pâte épuisée et à recycler la liqueur de mise en patte régénérée vers la phase de digestion,caractérisé en ce que, au cours de chacun des stades de l'opération de blanchiment, 1) on applique une des solutions aqueuses sur une face de la pâte sous forme de tapis, transversalement au sens de déplacement à travers l'installation de blanchiment, on fait pa.sser la solution à travers le tapis en un contact de pha.se continu avec celui-ci pour que la solution soit en mouvement par rapport aux fibres afin de déplacer les solutions aqueuses déjà présentes dans le tapis à travers l'a.utre face,et on maintient les fibres dans des positions relatives sensiblement identiques et dans un état relativement stationnaire l'une par rapport à l'autre dans letapis,2) on décharge l'effluent de l'installation de blanehi- ment dans la liqueur de mise en pa.te épuisée et 3) on élimine le chlorure de sodium au cours des opérations de récupération et de régénération après la combustion et avant le recyclage. 2. Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que l'effluent de l'installation de blanchiment sert à débarrasser la pâte par lavage de la liqueur de mise en pâte entraînée. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce qu'au moins une-phase de lavage additionnelle sépare au moins deux des opérations de blanchiment et de purification. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,caractérisé en ce qu'on recueille individuellement les agents chimiques partiellement épuisés ddplaWés au cours des opérations de blanchiment et de purification et de la. deuxième opération ae lavage, en ce qu'con utilise une partie des agents chimiques recueillis individuellement pour constituer une partie de la charge d'alimentation pour la phase de traitement préalable à celle au cours de laquelle est recueilli l'agent chimique partiellement épuisé et en ce qu'on constitue l'effluent de l'installa- tion de blanchiment à partir du reliquat.