Brevet FR2480813A1 — publié le 19811023

'1Procédé et appareil pour la délignification de matière fibreuse cellulosique en vue de diminuer la quantité de matière de refus dans la pâte finale obtenue." La présente invention concerne un procédé et un appareil pour la délignification de matière fibreuse cellulosique en vue de diminuer la quantité de matière de refus dans la pâte finale obtenue. Pendant le traitement de la matière fibreusetcellulosi- que pour fabriquer la pâte, des portions de pâte qui ont une concentration extrêmement élevée en lignine (par exemple noeuds) sont insuffisamment traitées ce qui produit des matières de refus dans la pâte obtenue et diminue la qualité de celle-ci. C'est parce que les procédés de délignification sont orientés vers un traitement basé sur la quantité moyenne de lignine dans le produit à traiter. les systèmes antérieurs traitant la matière de refus dans les dispositifs de fabrication de la pâte utilisant la délignification par l'oxygène ont trait au raffinage de la matière de refus puis à son retour dans le flux principal de pâte avant le poste de séparation et/ou directement avant le poste de délignification par l'oxygène.Cependant même quand cette matière raffinée est retournée dans le flux principal de pâte et est soumise de nouveau à la délignification par l'oxygène, il y a une quantité insuffisante de produits chimiques attribuée à la matière de refus par suite de sa teneur en lignine plus élevée pour effectuer sa délignification complète et par conséquent des quantités importantes d'impuretés sont encore présentes dans la pâte finale. Selon la présente invention, la matière de refus séparée est traitée de façon à ce que sa teneur supérieure en lignine soit prise en compte, et quine quantité suffisante de produits chimiques soit ajouté directement à la matière de refus pour lui assurer un traitement convenable de sorte que lorsqu'elle retourne dans le flux principal de pâte elle ne constitue plus d"'impuretés". Selon le procédé de la présente invention, la matière fibreuse cellulosique est lessivée (ou cuite) pour obtenir la pâte, la pâte cuite est lavée, la délignification de la pâte lavéepar l'oxygène > est effectuée et la matière de refus est séparée à un poste de séparation d'avec la pâte, et la pâte dans le flux principal passe à un poste de traitement ultérieur dont les opérations sont classiques. Selon la présente invention le débit et la consistance de la matière de refus séparée sont déterminés, la matière de refus séparée est raffinée puis une quantité suffisante de produits chimiques est ajoutée à la matière de refus séparée, calculée sur le débit et la consistance de celle-ci de sorte que sa délignification ultérieure peut entre effectuée.Cette délignification ultérieure est effectuée selon un des deux modes opératoires suivants. Le premier mode opératoire consiste en un poste séparé de délignification par l'oxygène dans la ligne du refus et en l'addition de base caustique et d'oxygène à un raffineur associé au réacteur, celui-ci effectuant un traitement suffisant de la matière de sorte qu'elle peut être renvoyée dans le flux principal de pute, qu'elle peut entre lavée et donner une pâte ayant une quantité minimum de matière de refus.Dans le second mode opératoire de la présente invention, une quantité suffisante de base caustique est ajoutée à la matière de refus pour en effectuer finalement la délignification, la matière est immergée dans un récipient de trempage pendant un temps prédéterminé basé sur la quantité de base caustique ajoutée et sur les mesures initiales de débit et de consistance, puis la matière de refus imprégnée de base caustique est renvoyée dans le flux principal de pâte juste avant le poste de délignification par l'oxygène dans le flux principal de pâte. De nouveau on obtient une pâte finale ayant une quantité minimum de matière de refus. Selon l'appareil de la présente invention, un lessiveur, un laveur, un réacteur à oxygène et un dispositif de séparation sont prévus dans une ligne principale > et dans une ligne pour refus sortant du dispositif de séparation, sont prévus des moyens pour déterminer le débit et la consistance de la matière de refus séparée, des moyens pour le raffinage de la matière de refus séparée et des moyens pour ajouter les produits chimiques en quantité suffisante à la matière de refus séparée, calculée sur son débit et sa consistance, afin que sa délignification ultérieure puisse être effectuée, celle-ci étant effectuée par un réacteur à oxygène séparé placé sur la ligne de refus, ou par immersion dans un récipient de trempage avec retour ultérieur à la ligne principale avant le stade de délignification par loxygbbe. Un premier objet de la présente invention est la fourniture d'un procédé et d'un appareil pour fabriquer une pâte contenant une quantité minimum de matière de refus. Cet objet, et d'autres, de la présente invention se préciseront mieux au fur et à mesure de la description et seront mieux compris en se référant aux dessins ci-annexés. Sur ces dessins, les figures la à lc montrent des exemples de systèmes de délignification par l'oxygène de l'art antérieur pour le traitement de la matière de refus - les figures 2a et 2b sont des vues schématiques montrant les modifications d'une première réalisation d'un dispositif donné en exemple selon la présente invention; et - les figures 3a et 3b sont des vues schématiques des modifications d'une seconde réalisation d'un dispositif selon la présente invention. Les figures la à îc montrent des exemples de systèmes de l'art antérieur pour le traitement de la matière de refus dans des dispositifs de délignification par l'oxygène. Chaque système comprend un lessiveur 10, un laveur 12 (qui de préférence est la partie inférieure d'un lessiveur classique fonctionnant en continu, tel qu'un lessiveur "Kamyr" avec "lavage haute température" (Hi-Heat Washingm), un réacteur 14 de délignification par l'oxygène, un dispositif de séparation 16, les appareils 10, 12, 14 et 16 étant reliés entre eux en une ligne principale 18, une ligne 20 de refus issue du dispositif de séparation 16, un raffineur 22 sur la ligne 20 de refus, et une ligne 26 prévue pour le retour de la matière de refus raffinée dans la ligne principale 18. Dans le dispositif de l'art antérieur de la figure la (qui est géné raclement celui proposé dans le brevet U.ss. nO 3 830 e88 etGdans la référence ''Qxygen/Alkali ieli9nification at IRayr Digester Blow Line Consistency--A Status Report", by P.J. Kieppe et al, Tappi, November, 1976) la matière de refus, après raffinage, est renvoyée juste avant le dispositif de séparation 16 et/ou juste avant le dispositif 14 de délignification par l'oxygène.Sur la variante de la figure lb, un dispositif 24 pour une séparation supplémentaire est inséré dans la ligne 20 de refus, et les composants plus gros séparés par le dispositif 24 de séparation supplémentaire sont recyclés par la ligne 28 de retour au lessiveur 10. Dans la réalisation de la figure 1c la séparation a lieu avant la délignification par l'oxygène et la matière de refus, après raffinage, est renvoyée dans la ligne principale 18 avant le dispositif de séparation 16. Aucune de ces réalisations de l'art antérieur ne tient compte de la teneur supérieure en lignine de la matière de refus, étant donné quelles tendent à effectuer la délignification ultérieure de cette matière de refus, comme au départ, par un traitement basé sur la teneur moyenne en lignine de la pâte. Par conséquent une quantité importante d'"impuretés" reste dans la pâte finale obtenue. Des exemples de dispositifs selon la présente invention sont illustrés par les vues schématiques des figures 2a et 2b, et 3a et 3b, des dessins. Les dispositifs sont constitués par le lessiveur 10, et le laveur 12 classiques (le lessiveur 10 et le laveur 12 étant encore de préférence combinés), par un réacteur à oxygène 14 et un dispositif de séparation 16. Le réacteur à oxygène 14 comprend de préférence un réacteur du type "Moss" tel que celui indiqué dans le brevet U.S. ne 3 963 561 dont l'invention est mentionnée dans le présent mémoire à titre de référence. Un tel réacteur effectue un mélangeage plus intime de la base caustique et de 1 'oxygène (et de la vapeur) ajoutés, dès lors qu'un malaxeur type triturateur est prévu directement à l'intérieur du réacteur, et la réaction a lieu en donnant la mme consistance que dans le lessiveur. Le produit chimique a tendance à rester davantage avec la matière pendant le traitement, ce qui donne un traitement plus uniforme du produit. Le dispositif de séparation 16 peut être d'un type quelconque classique approprié tel que celui montré dans le brevet U.S. n* 4 000 063. Selon la réalisation de la présente invention montrée sur la figure 2a, la ligne 20 de refus est prévue avec un moyen 30 pour déterminerle débit et la consistance de la matière de refus séparée, un moyen 22' pour le raffinage de la matière de refus séparée, et un moyen 32 pour l'addition d'une quantité suffisante de produits chimiques à la matière de refus séparée, calculée sur le débit et la consistance de celle-ci afin que sa délignification ultérieure puisse être entreprise. La délignification ultérieure est de préférence effectuée par un réacteur 34 à oxygène séparé.Le moyen 30 peut comprendre des dispositifs quelconques de mesure du débit et de la consistance, tel qu'un dispositif fnagnéti- que de mesure de débit et des dispositifs de mesure de la consistance teB que montrés dans le brevet U.S. nO 4 146 422. Dans la réalisation de la figure 2a, le réacteur 34 comprend également de préférence un réacteur du type "Moss", le raffineur 22' étant le triturateur conduisant au réacteur 34, et la base caustique, l'oxygène et (la vapeur) étant ajoutés dans la ligne 20 juste avant le raffineur 22'.Le débit et la consistance de la matière sont directement proportionnels à sa teneur en lignine (indice Kappa) et, en utilisant des tables classiques ou en utilisant des dispositifs de commande par calculateur (teliqu'indiquésdans le brevet U.S. n" 4 146 422 et par les références qui y sont citées, la quantité de produits chimiques ajoutée à la ligne 32 d'introduction des produits chimiques est réglée en fonction de l'indice Kappa de la matière de refus dans la ligne 20. Après l'avoir traitée dans le réacteur à oxygène 34, la pâte est renvoyée dans la ligne principale 18 de pâte en passant par la ligne 36. De préférence un second poste de lavage 38 est prévu après le dispositif de séparation 16,et la ligne 36 fournit la pâte dans la ligne principale 18 juste avant le second poste de lavage 38. La seule différence entre la variante de la figure 2b et la variante de la figure 2a est due au fait que dans la variante de la figure 2b la séparation est effectuée avant la délignification par l'oxygène au lieu de litre après. Le dispositif de la figure 3a est prévu pour obtenir les mêmes résultats substantiels que ceux donnés par le dispositif de la figure 2a. Dans la réalisation de la figure 3a le raffinage a lieu en utilisant un raffineur classique 22' avant les dispositifs de mesure 30 du débit et de la consistance, et le produit chimique ajouté à la matière de refus par le moyen 32 est purement et simplement de la soude caustique (NaOH). Un récipient de trempage 40 est prévu, ainsi que le moyen 32 mesurant de préférence la quantité de soude caustique à ajouter dans le réservoir de trempage 40, là encore la quantité de produit chimique (soude caustique) ajoutée dépendant des mesures de débit et de consistance (indice Kappa) données par le moyen 30.Après immersion dans le récipient de trempage 40 pendant une durée prédéterminée dépendante de la quantité de base caustique ajoutée et des mesures initiales de débit et de consistance, la pâte retourne dans la ligne principale 18, en passant p-ar la ligne 42, juste avant le réacteur à oxygène 14, la teneur supérieure de lignine dans la ligne 42 ayant été suffisamment traitée par la base caustique dans le récipient de trempage 40, il en résulte qu'en traversant le réacteur à oxygène 14 le même degré général de délignification de la pâte est obtenu comme pour le reste de la pâte traitée par le réacteur 14. Ainsi la quantité de matière de refus dans la pâte finale obtenue est diminuée. La seule différence entre la variante de la figure 3b et la variante de la figure 3a est due au fait que dans la variante de la figure 3b la séparation est effectuée avant la délignification par l'oxygène au lieu de l'être après. Selon le procédé de la présente invention on peut voir par conséquent que la matière fibreuse cellulosique est lessivée dans le lessiveur 10, lavée dans le laveur 12, que sa délignification par l'oxygène est effectuée dans le réacteur 14 et qu'au poste 16 de séparation, la matière de refus est séparée dans la ligne 20 d'avec la pâte se trouvant dans la ligne principale 18, la ligne principale 18 continuant vers un poste de traitement ultérieur tel qu'un second poste de lavage 38, un poste de blanchiment, ou analogue.Le débit et la consistance de la matière de refus dans la ligne 20 est déterminé par le moyen 30, la matière de refus est raffinée par le raffineur 22' et une quantité suffisante de produits chimiques est ajoutée à la matière de refus séparée, calculée sur le débit et la consistance de celle-ci (indice Kappa), afin que sa délignification ultérieure puisse être effectuée. La délignification ultérieure par l'oxygène de la matière de refus est effectuée dans les réalisations des figures 2a et 2b dans le réacteur à oxygène 34, le produit chimique qui comprend la base caustique et l'oxygène (et la vapeur) étant ajouté par le moyen 32 juste avant le raffineur 22' du réacteur 34 de type nMoss". La matière de refus débarrassée de la lignine retourne ensuite dans la ligne principale 18 de pâte en passant par la ligne 36 juste avant le second poste de lavage 38 (juste après le poste de séparation 16).Dans la réalisation des figures 3a et 3b, le produit chimique ajouté est la base caustique et la matière de refus est immergée dans le récipient de trempage 40 pendant une durée prédéterminée qui est fonction de la quantité de base caustique ajoutée et des mesures initiales de débit et de consistance (indice Kappa) puis la matière de refus imprégnée de base caustique est renvoyée dans la ligne principale 18 de la pâte juste avant le poste de délignification par l'oxygène 14. On peut voir que selon la présente invention, un procédé et un appareil sont fournis qui diminuent la quantité de matière de refus dans la pâte finale obtenue en prenant en compte la teneur supérieure en lignine de la matière normale de refus (par exemple noeuds), et en ajustant le traitement chimique à cette teneur supérieure de lignine au lieu de faire dépendre le traitement chimique de la quantité moyenne de lignine dans la matière traitée. Il doit être bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que toutes variantes et modifications peuvent y être apportées sans sortir pour autant du cadre général de la présente invention tel que défini dans les revendications ciannexées. REVENDICATIONS ==========5=============== 1.- Procédé de délignification de matière fibreuse cellulosique pour diminuer la quantité de matière de refus dans la pâte finale obtenue, comprenant les opérations suivantes a) lessivage de la matière fibreuse cellulosique pour produire la pâte; b) lavage de la pâte lessivée; c) délignification par l'oxygène de la pâte lavée; d) séparation à un poste de séparation de la matière de refus d'avec la pâte, et passage de la pâte dans un flux principal de pâte, d'avec lequel la matière de refus est séparée, à un poste de traitement ultérieur; le procédé susvisé étant caractérisé par le fait qu'il comprend la détermination du débit et de la consistance de la matière de refus séparée et son raffinage et f) l'addition d'une quantité suffisante de produit chimique de délignification à la matière de refus séparée, calculée sur le débit et la consistance de celle-ci, afin que sa délignification ultérieure puisse être effectuée. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on ajoute comme produit chimique à la matière de refus une base caustique et de l'oxygène et qu'on effectue la délignification ultérieure de la matière de refus par délignification de la matière de refus raffinée dans un réacteur à oxygène; et par le fait qu'on renvoie la matière de refus débarrassée de la lignine dans le flux principal de pâte. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'opération f) est réalisée en ajoutant la base caustique à la matière de refus raffinée, par immersion de celle-ci dans un récipient de trempage pendant une durée prédéterminée calculée sur la quantité de base caustique ajoutée et sur les mesures initiales de débit et de consistance,et en renvoyant la matière de refus imprégnée de base caustique dans le flux principal de pâte,juste avant la délignification de la pâte par l'oxygène,dans le flux principal de pâte. 4.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'opération e) est réalisée en déterminant le débit et la consistance de la matière de refus séparée puis en raffinant cette matière; et qu'on ajoute la base caustique et l'oxygène à la matière de refus juste avant ou pendant le raffinage de celle-ci. 5.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la matière de refus est raffinée avant de déterminer le débit et la consistance de celle-ci. 6.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la base caustique est ajoutée à la matière de refus raffinée en la mesurant dans le réservoir de trempage. 7.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit poste de traitement ultérieur est un poste de lavage. 8.Procédé selon la revendication lt caractérisé par le fait que ladite opération de séparation est réalisée après la délignification par 1'oxygène. oxygène. 9. procédé selon la retzendicancn l,caractérisé par le fait que ladite opération de séparation est réalisée avant la délignification par l'oxygène. tO.AFFareil pour la délignification de matière fibreuse cellulosique pour fabriquer la pâte essentiellement débarrassée de matière de refus, comprenant un lessiveur; un moyen pour laver la pâte lessivée; un moyen pour effectuer la délignification par l'oxygène de la pâte lavée; un moyen pour séparer la matière de refus d'avec la pâte; et une canalisation pour la pâte formant ligne principale reliant lesdits lessiveur, moyen de lavage, moyen de délignification par l'oxygène et moyen de séparation; l'appareil susvise étant caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen pour déterminer le débit et la consistance de la matière de refus séparée; un moyen pour raffiner la matière de refus séparée; et un moyen pour ajouter une quantité suffisante de produits chimiques à la matière de refus séparée, calculée sur le débit et la consistance de cette matière, afin que sa délignification ultérieure puisse être effectuée. 11.- Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ledit moyen de délignification par l'oxygène comprend un premier moyen de délignification par l'oxygène et en outre un second moyen de délignification par l'oxygène raccordé après ledit moyen entre le moyen d'addition de produits chimiques et ladite ligne principale. 12.- Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen pour relier entre elles la ligne de matière de refus séparée débarrassée de la lignine à ladite ligne principale juste avant ledit moyen de délignification par l'oxygène et un récipient de trempage monté entre ledit moyen d'addition de produits chimiques et ladite ligne principale. 13.- Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'il comprend un laveur monté sur ladite ligne principale après ledit moyen de séparation et ledit moyen de délignification par l'oxygène. 14.- Appareil selon la revendication, 10, caractérisé par le fait que ledit moyen de séparation est placé dans ladite ligne principale après ledit moyen de délignification par l'oxygène. 15.- Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ledit moyen de séparation est placé dans ladite ligne principale entre ledit moyen de délignification par l'oxygène et ledit moyen pour le lavage de la pâte lessivée.