Brevet FR2541331A1 — publié le 19840824

La présente invention concerne un procédé de fa- brication de liqueur blanche et de boue de chaux à partir de lessive de soude et de chaux vive par emploi d'un pro- cessus d'extinction de chaux puis d'une réaction réelle de caustification, ou l'extinction de la chaux avec la lessive caustique est exécutée de manière que l'énergie calorifique libérée soit transférée, soit à la vapeur se séparant de la lessive caustique, laquelle est alors diri- gée vers l'application désirée, soit à un autre milieu à réchauffer, et à l'issue des processus d'extinction et de transfert de chaleur, la réaction réelle de caustification est démarrée. La lessive utilisée dans la cuisson de la pulpe de cellulose au sulfate est principalement récupérée sous forme de lessive caustique ou de liqueur verte qui con- tient du carbonate de sodium et qui est caustifïée avec de la chaux vive de manière à produire de la liqueur blan- che constituée principalement d'hydrate de sodium A la suite d'un stockage intermédiaire potentiel, cette liqueur blanche est réutilisée-dans la cuisson de la cellulose. 2. Un autre produit obtenu à la suite de la réaction de caus- tification est une boue de chaux contenant du carbonate de calcium, laquelle est alors calcinée dans un four de recombustion de boue de chaux pour produire de la chaux vive destinée à être utilisée dans des opérations ulté- rieures de caustification. La première réaction se produisant au cours d'un processus de caustification est l'extinction de la chaux par suite de la présence d'eau dans la lessive caus- tique: Ca O + 520 Ca(OH)2 La réaction est rapide et fortement exothermique, c'est-à-dire qu'elle libère une grande quantité de chaleur. Ensuite, la réaction réelle de caustification a lieu, o la chaux éteinte réagit avec le carbonate de sodium conte- nu dans la lessive Ca(OH)2 + Na 2 C 03 4 _ 2 Na OH + Ca CO 3 La réaction de caustification est lente et at- teint un certain équilibre entre les produits de réaction, principalement de l'hydrate de sodium et de la boue de chaux, et les matériaux d'entrée La réaction est endother- mique, c'est-à-dire qu'elle absorbe de la chaleur, bien que la quantité de chaleur absorbée soit sensiblement infé- rieure à la chaleur libérée par l'extinction de la chaux. Dans les procédés de caustification couramment employeés, on ne récupère généralement pas la chaleur libé- rée par l'extinction de la chaux, mais on la laisse s'échapper Il a été suggéré de transférer la chaleur à de l'eau de refroidissement, mais une telle eau, ayant une température de 60 à 800 C, ne peut être exploitée effecti- vement dans les procédés modernes à circuit fermé utili- sés dans des usines de cellulose. Dans un procédé de caustification connu, la cha- leur libérée par l'extinction de la chaux est appliquée à la liqueur blanche obtenue comme produit final du procédé, 3. d'o il résulte qu'on peut réaliser des économies dans la quantité de carburant nécessaire au chauffage de la, lessi- ve devant être utilisée dans la cuisson de la cellulose. Cependant, l'équipement nécessaire à ce procédé nécessite -5 des investissements élevés, car il faut employer des réci- pients sous pression à chaque stade du procédé parce que le transfert de chaleur est effectué en faisant appel à un mode opératoire qui a lieu sous une pression supérieure à la pression atmosphérique En outre, la pressurisation ré- duit les dimensions du réservoir de stockage de la liqueur blanche, ce qui rend encore plus difficile l'égalisation des fluctuations de la production et provoque des pertur- bations dans le processus de caustification, lesquelles sont répercutées sur la cuisson de la cellulose, d'o il résulte que la maîtrise du procédé est compliquée Un pro- blème supplémentaire provient du fait que la boue de chaux et autres déchets du procédé ont une température de sor- tie supérieure au point d'ébullition de la lessive, de sorte que de l'énergie calorifique est perdue. Un autre procédé connu consiste à exécuter le processus de caustification de manière que la chaleur soit récupérée lors de la phase d'extinction de la chaux qui a lieu sous pression, c'est-à-dire avant la réaction réelle de caustification Ce procédé évite la perte de chaleur due à un chauffage inutile de la boue de chaux et autres dé- chets. L'objet de la présente invention est un procédé de caustification dans lequel la chaleur libérée par l'ex- tinction de la chaux peut être transférée à la liqueur 3 blanche ou récupérée à d'autres fins, d'une manière plus efficace que dans l'art antérieur La présente invention est caractérisée en ce que la lessive caustique devant être soumise à caustification est divisée en deux parties, dont l'une est utilisée à l'extinction de la chaux par addition à cette partie de la chaux vive nécessaire au processus de 4. caustification, et en ce que, à l'issue de l'extinction, les deux parties sont réunies pour la réaction réelle de caustification. La présente invention présente l'avantage que l'extinction de la chaux, qui est exécutée sous-pression, peut être effectuée avec une quantité minimum de lessive caustique, ce qui se traduit par le fait que la températu- re de la vapeur se séparant de la lessive, ou celle de tout autre milieu de transfert de chaleur, est supérieure à celle obtenue auparavant. La température élevée qui est obtenue dans la phase d'extinction lorsqu'on utilise le procédé selon la présente invention est basée sur un système à pression éle- vée Cependant, le processus à haute pression doit être i- mité à la phase d'extinction, c'est-à-dire que la réaction réelle de caustification suivant l'extinction de la chaux doit être effectuée sous pression atmosphérique normale. Selon la présente invention, la division de la lessive caustique devant être caustifiée est exécutée de façon que la quantité de lessive utilisée pour l'extinction de la chaux soit au plus de la moitié, de préférence d'un cinquième, de la quantité totale de lessive devant être caustifiée. Le transfert de chaleur entre l'extinction de la chaux et la liqueur blanche peut être effectué en lais- sant la lessive se vaporiser, d'o il résulte que la vapeur ainsi produite peut agir en milieu de transfert de chaleur. Une autre possibilité consiste à transférer la chaleur di- rectement à la liqueur blanche ou à quelque autre milieu, lequel est alors utilisé pour le chauffage de la liqueur blanche. La présente invention est expliquée en plus grand détail au moyen d'exemples, et en liaison avec la figure annexée qui représente un équipement destiné à être employé dans un procédé selon la présente invention. s. La soude ou liqueur verte devant être caus- tifiée (à une température de 950 C) est acheminée jusqu'à l'équipement représenté dans le dessin via une conduite d'entrée 1 La conduite d'entrée 1 se divise en un point 2, en deux conduites 3 et 4, et un tiers du courant de liqueur verte est acheminé via la conduite 3 et deux tiers via la conduite 4. L'extinction de la chaux vive utilisée dans le procédé de caustifïcation est exécutée dans l'équipement avec la liqueur verte acheminée via la conduite 3 La con- duite 3 est reliée à une cuve de mélange 5 dans laquelle de la chaux vive est introduite via une conduite 6 a par- tir d'une cuve de stockage 7 Dans la cuve de mélange 5, la chaux et la liqueur verte sont mélangées à grande vi- tesse, puis le mélange est envoyé par pompage via une con- duite 8 dans un réservoir d'expansion pressurisé 9 La réaction d'extinction exothermique entre la chaux et l'eau contenue dans la liqueur verte a lieu dans le réservoir d'expansion 9, et la pression du réservoir est réglée de façon que le mélange de chaux et de liqueur verte atteigne d'abord le point d'ébullition 1200 C correspondant à la pression dominante, et le reste de la chaleur libérée par la réaction est consacré à la vaporisation de l'eau conte- nue dans le mélange La vapeur à 1150 C ainsi obtenue va dans une conduite 10, et la lessive contenant la chaux éteinte quitte le réservoir 9 via une conduite 11. La phase suivante du procédé de caustiiication est la réaction réelle de caustification entre la chaux éteinte et le carbonate de sodium dans la liqueur verte, pour laquelle les courants dans les condui tes 4 et 11 con- vergent à un point 12, et le matériau est d'abord acheminé dans un tamis 13 Le tamis 13 est un tamis à perte de char- ge, et la température du rélange introduit dans le tamis est 1041 C, c'est-à-dire inférieure à son point d'ébulli- tion Le tamis 13 a pour fonction de séparer du mélange 6. devant être caustifié la chaux vive et du matériau en rocs qui est extrait par un convoyeur 14 pour être intro- duit dans une conduite 15 Le tamis 13 est relié par une conduite 16 à un réservoir de caustification 17 o se pro- duit la réaction réelle de caustification A la suite de la caustification, la boue de chaux est extraite de la liqueur blanche par un tamis 18 et acheminée dans une con- duite 19 La liqueur blanche est acheminée du-tamis 18 dans un réservoir 20 de stockage à perte de charge. La liqueur blanche ainsi obtenue est stockée dans le réservoir 20 et sert à la cuisson de la cellulose. Elle est chauffée pour effectuer la cuisson dans un conden- sateur 21 dans lequel est introduite via la conduite 10 la vapeur produite par l'extinction de la chaux Le conden- seur 21 condense la vapeur tout en portant la température de la liqueur blanche à 1100 C, température à laquelle elle est acheminée dans le digesteur via une conduite 22. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de varian- tes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 7. REVENDICATIONS 1 Procédé de caustification pour la produc- tion de liqueur blanche et de boue de chaux à partir d'une lessive de soude et de chaux vive, en suivant un processus d'extinction de chaux, puis de réaction réelle de causti- fication, o l'extinction de la chaux avec la lessive de soude est exécutée avec une surpression de façon que l'énergie ainsi libérée-soit transférée, soit à la vapeur se séparant de la lessive de soude, vapeur qui est alors dirigée vers l'application désirée, soit à un autre milieu, le démarrage de la réaction réelle de caustification sui- vant la fin des processus d'extinction et de transfert de chaleur, caractérisé en ce que la lessive de soude devant être caustifiée est divisée en deux parties ( 3, 4) dont l'une ( 3) est utilisée pour l'extinction de la chaux par addition ( 6) à celle-ci de toute la chaux vive nécessaire au processus de caustification, et en ce que, à l'issue de l'extinction, les deux volumes sont réunis ( 12) pour la réaction réelle de caustification, laquelle implique la quantité totale de lessive utilisée. 2 Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que la réaction réelle de caustification se pro- duit sous pression atmosphérique normale. 3 Procédé selon les revendications 1 et 2, ca- ractérisé en ce que la quantité de lessive qui est utili- sée pour l'extinction de la chaux, est au plus, la moitié, de préférence le cinquième, de la quantité totale de les- sive devant être caustifiée. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'on laisse la lessive de soude se vaporiser en liaison avec l'extinction de la chaux, et en ce que la vapeur ( 10) sert à chauffer la liqueur blan- che avant qu'elle soit acheminée vers le processus de cuis- son de la cellulose ( 22).