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Fabrication de pâte à papier chimique pier chimique
La présente invention concerne la fabrication de pâte à papier chimique au moyen d'un procédé continu de cuisson dans lequel des copeaux de bois sont successivement traités dans une zone d'imprégnation, une zone de cuisson, une zone de lavage, un réservoir de détente et sont ensuite soumis à un ou plusieurs traitements de lavage.
La fabrication d'une pâte à papier à partir de copeaux de bois au moyen d'un procédé de cuisson dans une liqueur alcaline est connue de longue date
Par exemple, la demande de brevet WO 94/1 1566 divulgue un procédé continu de cuisson dans lequel la zone de cuisson comporte un espace concourant (dans lequel les copeaux de bois et la liqueur se déplacent de manière concourante) ainsi qu'un espace contre-courant (dans lequel les copeaux de bois et la liqueur se déplacent de manière contre-courante) Dans ce procédé connu, les métaux de transition qui accompagnent la pâte restent accrochés à la pâte.
Lorsque, après la cuisson, la pâte est blanchie au moyen de composés peroxydés, ces métaux de transition provoquent une décomposition non souhaitée des composés peroxydés.
La présente invention vise à remédier à l'inconvénient précité en fournissant un procédé de fabrication de pâte à papier qui permet d'éliminer les métaux de transition accrochés sur la pâte à papier et qui permet dès lors d'augmenter l'efficacité du blanchiment de la pâte au moyen de composés peroxydés.
A cet effet, l'invention concerne une fabrication de pâte à papier chimique comprenant un procédé continu de cuisson selon lequel (1) on traite, dans une zone d'imprégnation (a), des copeaux de bois au moyen d'une première partie d'une liqueur alcaline, (2) on traite les copeaux ainsi obtenus dans une zone de cuisson (b) qui comprend, dans un ordre quelconque, au moins un espace concourant dans lequel la liqueur et les copeaux se déplacent de manière concourante, et/ou au moins un espace contre-courant dans lequel les copeaux et la liqueur se déplacent de manière contre-courante, de façon à transformer au moins une partie des copeaux en pâte à papier, (3) on traite le milieu issu de la zone de cuisson dans une zone de lavage (c),
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(4) transfère le milieu issu de la zone de lavage dans un réservoir de détente (d),
(5) on soumet le milieu soutiré de la zone de détente à un ou plusieurs traitements de lavage (e), et selon lequel on introduit au moins un agent chélatant dans la zone de lavage (c) et/ou dans le réservoir de détente (d) et/ou lors d'un ou plusieurs des traitements de lavage (e).
Un des essentiels de réside dans l'addition d'un agent chélatant lors de la cuisson au plus tôt dans la zone de lavage (c). C'est-à-dire que l'agent chélatant peut être mis en oeuvre dans la zone de lavage (c) et/ou dans le réservoir de détente (d) et/ou lors d'un ou plusieurs des traitements de lavage (e).
Ceci permet d'éliminer les métaux de transition liés à la pâte à papier et de les évacuer lors d'un lavage. Une décomposition aes composés peroxydés utilisés lors des étapes de blanchiment subséquentes est ainsi évitée.
L'agent chélatant peut être choisi parmi les polyphosphonates organiques, les aminopolycarboxylates organiques et leurs sels. En variante, on peut utiliser des agents chélatant biodégradables tels que les polyhydroxycarboxylates.
Généralement l'alcalinité effective exprimée en hydroxyde de sodium ne descend pas en dessous de 10 g/l, en particulier 15 gJI, dans les zones d'imprégnation, de cuisson et de lavage. Habituellement l'alcalinité effective ne dépasse pas 50 g/l dans ces zones. On préfère que l'alcalinité effective soit de 15 à 40 g/ !.
La première étape du procédé de cuisson selon l'invention réalisée dans la zone d'imprégantion (a) consiste généralement à mélanger une liqueur alcaline avec des copeaux de bois et à augmenter la température jusqu'à la température de cuisson utilisée dans la zone de cuisson (b). Ainsi les copeaux de bois sont imprégnés avec la liqueur alcaline. La température est habituellement d'au moins 90 C, en particulier d'au moins 110 C La température est couramment d'au plus 140 oC, en particulier d'au plus 130 oc. La liqueur alcaline est avantageusement une solution aqueuse contenant du sulfure de métal alcalin, de préférence de sodium. Les meilleurs résultats sont obtenus lorsque la liqueur alcaline contient simultanément du sulfure et de l'hydroxyde de sodium.
On peut opérer, dans la zone d'imprégnation (a) sous pression atmosphérique ou sous pression élevée de 3 à 15 bar, par exemple de 5 à 11, 4 bar. On préfère opérer sous pression élevée. La durée du traitement de la première étape peut varier de 20 à 60 min, en particulier de 30 à 40 min. Dans la zone d'imprégnation (a), il
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peut être avantageux d'introduire les copeaux de bois et la première partie de la liqueur alcaline au sommet de la zone d'imprégnation. Généralement, les copeaux et la liqueur se déplacent de dans la zone d'imprégnation (a) La zone d'imprégnation (a) peut également être constituée d'une partie concourante et d'une partie contre-courante.
Dans la zone d'imprégnation (a), l'alcalinité effective exprimée en hydroxyde de sodium est avantageusement maintenue à une valeur d'au moins 10 g/) et d'au plus 50 g/l.
La deuxième étape du procédé de cuisson selon l'invention peut être réalisée à une température d'au moins 130 C, en particulier d'au moins 150 oc. La température ne dépasse pas, généralement, 180 C, en particulier 170 C. On préfère opérer à une température de 150 à 170 oc. La deuxième étape peut être effectuée sous pression élevée de 2 à 5 bar, par exemple à une pression de 2,5 bar La durée de la deuxième étape peut varier de 80 à 160 min, par exemple 120 min.
Il peut être avantageux d'introduire une autre partie de la liqueur alcaline au pied de l'espace contre-courant de la zone de cuisson (b) et de soutirer une partie de la liqueur au sommet de l'espace contre-courant, de manière à ce que la liqueur se déplace du bas vers le haut dans l'espace contre-courant On peut également envisager d'introduire une autre partie de la liqueur alcaline au sommet de l'espace concourant de la zone de cuisson (b) et de soutirer une partie de la liqueur au pied de l'espace concourant, de manière à ce que la liqueur se déplace du haut vers le bas dans l'espace concourant. Généralement, les copeaux se déplacent du haut vers le bas dans la zone de cuisson (b). Dans la zone de cuisson (b), les copeaux peuvent traverser d'abord l'espace concourant et ensuite l'espace contre-courant.
En variante, les copeaux peuvent traverser d'abord l'espace contre-courant et ensuite l'espace concourant. Dans la zone de cuisson (b), l'alcalinité effective exprimée en hydroxyde de sodium est avantageusement maintenue à une valeur d'au moins 10 g/t et d'au plus 40 g/1.
La troisième étape du procédé de cuisson selon l'invention consiste à laver la pâte à papier obtenue dans la zone de cuisson au moyen d'une autre partie de la liqueur alcaline et éventuellement à continuer le traitement de cuisson De préférence, on introduit au pied de la zone de lavage (c) une liqueur de lavage et éventuellement l'autre partie de la liqueur alcaline. Dans une forme de réalisation particulière du procédé de cuisson selon l'invention, l'agent chélatant est introduit dans la zone de lavage (c) avec la liqueur de lavage et/ou, le cas échéant, avec l'autre partie de la liqueur alcaline.
La troisième étape peut être réalisée à une température d'au moins 130 C, en particulier d'au moins 150 C. La température
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ne dépasse pas, généralement, 180 C, en particulier 170 C. On préfère opérer à une température de 150 à 170 C. La troisième étape peut être effectuée sous pression élevée de 2 à 5 bar. La durée de la troisième étape peut varier de 2 à 4 heures, par exemple 3 heures. Dans la zone de lavage (c), l'alcalinité effective exprimée en hydroxyde de sodium est avantageusement maintenue à une valeur d'au moins 10 g/l et d'au plus 40 glui.
Dans le procédé continu de cuisson selon l'invention, la quantité de liqueur alcaline mise en oeuvre est généralement telle que la quantité d'alcalinité effective (exprimée en hydroxyde de sodium) dans les zones d'imprégnation, de cuisson et de lavage est d'au moins 150 g de NaOH par kg de pâte sèche, en particulier d'au moins 180 g de NaOH par kg de pâte sèche. La quantité totale d'alcalinité effective exprimée en hydroxyde de sodium est habituellement d'au plus 250 g de NaOH par kg de pâte sèche, en particulier d'au plus 220 g de Na OH par kg de pâte sèche.
Le réservoir de détente (d) utilisé lors de la quatrième étape du procédé de cuisson selon l'invention a pour fonction de dépressuriser le milieu receuilli de la zone de lavage (c). Il peut également servir comme réservoir de stockage.
Le ou les traitements de lavage (e) effectués lors de la cinquième étape peuvent être réalisés à l'aide d'eau fraîche ou à l'aide d'effluents recyclés qui proviennent d'étapes de blanchiment subséquentes.
Les procédés continus de cuisson dans lesquels l'agent chélatant peut être ajouté, sont basés de préférence sur le procédé ITCH (Iso Thermal Cooking) développé par KVAERNER et le procédé LO-SOLIDS développé par AHLSTROM. Par exemple, il peut s'agir des procédés continus de cuisson décrits dans les demandes de brevet WO 95/13419, WO 94/11564, WO 94/11565, WO 94/11566, WO 94/11567, WO 94/24362, WO 94/25668.
Un des avantages du procédé selon l'invention réside dans l'homogénéité du profil d'alcalinité observée au cours du procédé de cuisson.
Le procédé selon l'invention permet également de réduire la quantité d'acides hexèneuroniques présente dans la pâte à papier. Généralement, la quantité de ces acides est réduite d'au moins 10 %, en particulier d'au moins 20 %. De bons résultats sont obtenus lorsque la quantité est réduite d'au moins 30 %, en particulier d'au moins 40 %. Des quantités réduites d'au moins 50 % conviennent particulièrement bien.
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Manufacture of chemical pier chemical pulp
The present invention relates to the manufacture of chemical paper pulp by means of a continuous cooking process in which wood chips are successively treated in an impregnation zone, a cooking zone, a washing zone, an expansion tank. and are then subjected to one or more washing treatments.
The manufacture of pulp from wood chips by means of a cooking process in an alkaline liquor has been known for a long time
For example, patent application WO 94/1 1566 discloses a continuous cooking process in which the cooking zone has a concurrent space (in which the wood chips and the liquor move concurrently) as well as a space against -current (in which the wood chips and the liquor move in a counter-current manner) In this known process, the transition metals which accompany the dough remain attached to the dough.
When, after baking, the dough is bleached with peroxide compounds, these transition metals cause unwanted decomposition of the peroxide compounds.
The present invention aims to remedy the aforementioned drawback by providing a process for manufacturing paper pulp which makes it possible to eliminate the transition metals attached to the paper pulp and which therefore makes it possible to increase the efficiency of bleaching of dough using peroxidized compounds.
To this end, the invention relates to a manufacture of chemical paper pulp comprising a continuous baking process according to which (1) wood chips are treated in an impregnation zone (a) by means of a first part an alkaline liquor, (2) the shavings thus obtained are treated in a cooking zone (b) which comprises, in any order, at least one concurrent space in which the liquor and the shavings move concurrently, and / or at least one counter-current space in which the chips and the liquor move in a counter-current manner, so as to transform at least part of the chips into paper pulp, (3) the medium from the zone is treated cooking in a washing zone (c),
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(4) transfers the medium from the washing zone into an expansion tank (d),
(5) the medium withdrawn from the expansion zone is subjected to one or more washing treatments (e), and according to which at least one chelating agent is introduced into the washing zone (c) and / or into the expansion tank (d) and / or during one or more of the washing treatments (e).
One of the essentials resides in the addition of a chelating agent during cooking at the earliest in the washing zone (c). In other words, the chelating agent can be used in the washing zone (c) and / or in the expansion tank (d) and / or during one or more of the washing treatments ( e).
This makes it possible to eliminate the transition metals bound to the paper pulp and to evacuate them during a washing. Decomposition of the peroxide compounds used in the subsequent bleaching steps is thus avoided.
The chelating agent can be chosen from organic polyphosphonates, organic aminopolycarboxylates and their salts. Alternatively, biodegradable chelating agents such as polyhydroxycarboxylates can be used.
Generally the effective alkalinity expressed in sodium hydroxide does not drop below 10 g / l, in particular 15 gJI, in the impregnation, cooking and washing zones. Usually the effective alkalinity does not exceed 50 g / l in these areas. It is preferred that the effective alkalinity is from 15 to 40 g /!.
The first step of the cooking process according to the invention carried out in the impregnation zone (a) generally consists in mixing an alkaline liquor with wood shavings and in increasing the temperature to the cooking temperature used in the cooking (b). Thus the wood chips are impregnated with the alkaline liquor. The temperature is usually at least 90 ° C., in particular at least 110 ° C. The temperature is commonly at most 140 ° C., in particular at most 130 ° C. The alkaline liquor is advantageously an aqueous solution containing alkali metal sulfide, preferably sodium. The best results are obtained when the alkaline liquor simultaneously contains sulphide and sodium hydroxide.
It is possible to operate, in the impregnation zone (a) under atmospheric pressure or under high pressure from 3 to 15 bar, for example from 5 to 11, 4 bar. It is preferred to operate under high pressure. The duration of the treatment of the first stage can vary from 20 to 60 min, in particular from 30 to 40 min. In the impregnation area (a), there
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it may be advantageous to introduce the wood chips and the first part of the alkaline liquor at the top of the impregnation area. Generally, the chips and the liquor move from into the impregnation zone (a) The impregnation zone (a) can also consist of a concurrent part and a counter-current part.
In the impregnation zone (a), the effective alkalinity expressed as sodium hydroxide is advantageously maintained at a value of at least 10 g /) and at most 50 g / l.
The second stage of the cooking process according to the invention can be carried out at a temperature of at least 130 ° C., in particular at least 150 ° C. The temperature does not generally exceed 180 ° C., in particular 170 ° C. It is preferred to operate at a temperature of 150 to 170 ° C. The second stage can be carried out under high pressure from 2 to 5 bar, for example at a pressure of 2.5 bar. The duration of the second stage can vary from 80 to 160 min, for example 120 min.
It may be advantageous to introduce another part of the alkaline liquor at the foot of the countercurrent space of the cooking zone (b) and to draw off part of the liquor at the top of the countercurrent space, so that the liquor moves from the bottom to the top in the counter-current space We can also consider introducing another part of the alkaline liquor at the top of the concurrent space of the cooking zone (b) and to withdraw part of the liquor at the foot of the concurrent space, so that the liquor moves from top to bottom in the concurrent space. Generally, the chips move from the top to the bottom in the cooking zone (b). In the cooking zone (b), the chips can first pass through the concurrent space and then through the counter-current space.
Alternatively, the chips can first cross the counter-current space and then the concurrent space. In the cooking zone (b), the effective alkalinity expressed as sodium hydroxide is advantageously maintained at a value of at least 10 g / t and at most 40 g / 1.
The third stage of the cooking process according to the invention consists in washing the paper pulp obtained in the cooking zone by means of another part of the alkaline liquor and optionally in continuing the cooking treatment. Preferably, the bottom is introduced from the washing zone (c) a washing liquor and possibly the other part of the alkaline liquor. In a particular embodiment of the cooking method according to the invention, the chelating agent is introduced into the washing zone (c) with the washing liquor and / or, if necessary, with the other part of the liquor alkaline.
The third step can be carried out at a temperature of at least 130 C, in particular at least 150 C. The temperature
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does not generally exceed 180 ° C., in particular 170 ° C. It is preferable to operate at a temperature of 150 to 170 ° C. The third step can be carried out under high pressure from 2 to 5 bar. The duration of the third stage can vary from 2 to 4 hours, for example 3 hours. In the washing zone (c), the effective alkalinity expressed as sodium hydroxide is advantageously maintained at a value of at least 10 g / l and at most 40 glue.
In the continuous cooking process according to the invention, the quantity of alkaline liquor used is generally such that the quantity of effective alkalinity (expressed as sodium hydroxide) in the impregnation, cooking and washing zones is d '' at least 150 g of NaOH per kg of dry paste, in particular at least 180 g of NaOH per kg of dry paste. The total amount of effective alkalinity expressed as sodium hydroxide is usually at most 250 g of NaOH per kg of dry paste, in particular at most 220 g of Na OH per kg of dry paste.
The expansion tank (d) used during the fourth step of the cooking process according to the invention has the function of depressurizing the collected medium from the washing zone (c). It can also be used as a storage tank.
The washing treatment (s) carried out during the fifth stage can be carried out using fresh water or using recycled effluents which come from subsequent bleaching stages.
The continuous cooking processes in which the chelating agent can be added, are preferably based on the ITCH process (Iso Thermal Cooking) developed by KVAERNER and the LO-SOLIDS process developed by AHLSTROM. For example, it may be continuous cooking methods described in patent applications WO 95/13419, WO 94/11564, WO 94/11565, WO 94/11566, WO 94/11567, WO 94/24362, WO 94/25668.
One of the advantages of the process according to the invention lies in the homogeneity of the alkalinity profile observed during the cooking process.
The method according to the invention also makes it possible to reduce the quantity of hexeneuronic acids present in the paper pulp. Generally, the amount of these acids is reduced by at least 10%, in particular by at least 20%. Good results are obtained when the amount is reduced by at least 30%, in particular by at least 40%. Reduced amounts of at least 50% are particularly suitable.