FR2539771A1 - Appareil pour le traitement de matiere lignocellulosique par un oxyde d'azote et par l'oxygene - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL POUR LE TRAITEMENT ETOU L'ACTIVATION DE MATIERE LIGNOCELLULOSIQUE AVEC UN OXYDE D'AZOTE ET DE L'OXYGENE, AVANT QUE LA MATIERE NE SOIT SOUMISE A UN STADE DE DELIGNIFICATION ALCALINE. L'APPAREIL COMPREND, EN COMBINAISON, UNE CHAMBRE DE REACTION INITIALE 5 QUI EST RELIEE A DEUX SAS A GAZ 1, 7; UNE CHAMBRE DE REGENERATION 8 QUI A UN PLUS GRAND VOLUME QUE LA CHAMBRE DE REACTION INITIALE ET QUI EST RELIEE DIRECTEMENT OU INDIRECTEMENT A L'UN DES SAS A GAZ 7 DE LA CHAMBRE DE REACTION INITIALE; AU MOINS UN CONDUIT MUNI DE MOYENS DE COMMANDE 6 ET RELIE A LA CHAMBRE DE REACTION INITIALE 5 DE MANIERE A Y AMENER UN OXYDE D'AZOTE; ET AU MOINS UN CONDUIT MUNI DE MOYENS DE COMMANDE 9 ET RELIE A LA CHAMBRE DE REGENERATION 8 DE MANIERE A Y AMENER DE L'OXYGENE ETOU UN GAZ OXYGENE.

Description

L'invention concerne un appareil pour le traitement continu de matière

lignocellulosique par un oxyde d'azote et par l'oxygène avant un stade de délignification alcaline L'appareil convient particulièrement au prétraitement de pâte lignocellulosique chimique, par exemple de pâte obtenue par des processus de lessivage alcalin, tels que des processus de

cuisson au sulfate.

L'appareil peut aussi servir au prétraitement du bois, par exemple sous la forme de copeaux, de rognures et de poudre de bois, avant

qu'il ne soit soumis à un stade de cuisson alcaline.

Dans des expériences décrites dans la littérature et con-

cernant le prétraitement de matière lignocellulosique, on effectue le pré-

traitement dans un réacteur destiné au traitement discontinu de cette ma-

tière et auquel on amène un oxyde d'azote gazeux, soit en même temps que l'on-introduit de-l'oxygène, soit par la suite Le réacteur a la forme d' un récipient que l'on fait tourner de manière à obtenir un bon contact entre la matière lignocellulosique et les constituants actifs de la phase gazeuse.

Selon une proposition de traitement continu de matière li-

gnocellulosique, le réacteur comprend un récipient muni d'un conduit relié à son extrémité d'entrée pour l'introduction d'un oxyde d'azote et d'un

conduit relié à son extrémité de sortie pour l'introduction d'oxygène.

Ainsi, les deux conduits sont reliés à un même récipient, ce qui forme une

chambre à gaz commune.

On a trouvé que lorsqu'on introduit un oxyde d'azote et de l'oxygène et qu'on les mélange à de la matière lignocellulosique aqueuse, il se produit diverses réactions chimiques complexes Bien que la présence de l'oxygène soit dans une large mesure avantageuse, cette présence n'est pas entièrement satisfaisante quand on traite incorrectement les réactifs entrants Le déroulement de la réaction peut se diviser en au moins deux phases Initialement, il se produit une réaction entre l'oxyde d'azote et la matière lignocellulosique, principalement la lignine, et l'eau avec

formation, entre autres, d'acide nitrique En une phase suivante de la ré-

action, l'oxyde d'azote se régénère d'une manière ou d'une autre et réagit

cycliquement sur la matière lignocellulosique, principalement la lignine.

On a trouvé que la première phase de réaction doit, de préférence, s'ef-

fectuer en l'absence d'oxygène ou en présence d'une petite quantité d'o-

xygène, tandis que des quantités considérables d'oxygène sont nécessaires

à l'autre phase de réaction Les systèmes d'appareillage proposés anté-

rieurement ne sont pas construits de manière à permettre de prétraiter ou

d'activer la matière lignocellulosique en obtenant un résultat optimal.

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Le problème mentionné ci-dessus est résolu, selon l'inven-

tion, au moyen d'un appareil pour le traitement continu de matière ligno-

cellulosique aqueuse, par un oxyde d'azote et par l'oxygène, avant un sta-

de de délignification alcaline, un tel appareil étant remarquable du fait qu'il comprend, en combinaison: a) une chambre de réaction initiale munie d'un sas à gaz aussi bien à son

extrémité d'entrée qu'à son extrémité de sortie; -

b) une chambre de régénération ayant un volume 2,5 fois, avantageusement fois, de préférence 10 fois plus grand que celui de la chambre de réaction initiale et dont l'extrémité d'entrée est réunie à un sas à gaz qui est relié, en amont de la chambre de régénération, à l'extrémité de sortie d'une chambre de réaction, de préférence l'extrémité de sortie de la chambre -de réaction initiale, l'extrémité de sortie de la chambre de régénération étant munie d'un sas à gaz; c) au moins un conduit muni de moyens de commande pour l'amenée d'oxyde d'azote et relié à la chambre de réaction initiale, de préférence à son extrémité d'entrée et d) au moins un conduit muni de moyens de commande pour l'amenée d'oxygène

et/ou d'un gaz oxygéné et relié à la chambre de régénération, de préfé-

rence à son extrémité de sortie.

Par oxyde d'azote, on entend le monoxyde d'azote, NO; le dioxyde d'azote NO 2; les polymères et produits d'addition de ceux-ci, tels que N 204 et N 203, ainsi que les mélanges de ces corps On introduit

l'oxyde d'azote soit sous forme de gaz, soit sous forme de liquide On in-

troduit l'oxygène sous forme liquide ou sous la forme d'un gaz oxygéné.

La conception de l'appareil dépend de l'oxyde d'azote qui

est amené à la chambre de réaction initiale Le conduit d'amenée de l'oxy-

de d'azote est relié à l'un ou l'autre point le long de la chambre de ré-

action initiale Selon un mode d'exécution préférentiel de l'invention, le

conduit est relié à l'extrémité d'entrée de la chambre de réaction initia-

le, c'est-à-dire là o la matière lignocellulosique est introduite Quand on introduit du dioxyde d'azote par le conduit, aucun conduit d'amenée d' oxygène n'est nécessaire Par contre, un conduit d'amenée d'oxygène est

nécessaire quand l'oxyde d'azote utilisé est le monoxyde d'azote Ce con-

duit est relié à l'un ou l'autre point le long de la chambre de réaction initiale mais, de préférence, le conduit est relié à l'extrémité de sortie

de la chambre de réaction initiale Dans un mode d'exécution particulière-

ment avantageux de l'invention, ce conduit part de la chambre de régénéra-

tion et est relié en partie à l'un ou l'autre point le long de cette cham-

bre et en partie à l'extrémité de sortie de la chambre de réaction initiale.

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La quantité d'oxygène amenée par ce conduit correspond pratiquement à la quantité stoechiométrique nécessaire pour convertir le monoxyde d'azote en

dioxyde d'azote, c'est-à-dire pour former in situ, dans la chambre de ré-

action initiale, le principal réactif qui est le dioxyde d'azote.

Le conduit d'amenée d'oxygène à la chambre de régénération peut être relié en n'importe quel point le long de la chambre, mais il est préférable de relier le conduit à l'extrémité de sortie de la chambre,

c'est-à-dire là o l'on décharge la matière lignocellulosique à l'achève-

ment du prétraitement ou du processus d'activation.

Selon un mode d'exécution de l'invention, une chambre in-

termédiaire est placée entre la chambre de réaction initiale et la chambre de régénération Cette chambre intermédiaire est reliée de chaque côté, extrémité d'entrée et extrémité de sortie, à un sas à gaz A la chambre

intermédiaire est relié au moins un conduit d'amenée d'oxygène et la cham-

bre intermédiaire est aussi munie, facultativement, d'un conduit de trans-

fert de gaz de la chambre intermédiaire à la chambre de réaction initiale.

Les conduits susdits ne comprennent pas simplement diffé-

rentes sortes de tuyau, mais comportent aussi des moyens de réglage et des moyens de commande de conception connue, par exemple des valves Ainsi, il est possible de régler avec précision la quantité de gaz et/ou de liquide

amenée et/ou évacuée par ces conduits.

Selon un mode d'exécution préférentiel de l'invention, les chambres de réaction constituent des récipients séparés, par exemple des tours, dans lesquels la matière lignocellulosique avance par gravité La

chambre de réaction peut aussi être formée de chambres ou zones de réac-

tion séparées dans un même récipient, par exemple comprendre des parties

définies d'un réacteur en tour La matière lignocellulosique, principale-

ment lorsqu'il s'agit de pâte cellulosique, peut avantageusement être fi-

nement divisée au moment o on l'introduit dans les chambres de réaction, ou par la suite Avantageusement, on divise finement la matière au moyen

d'un appareil rotatif de conversion en bourre Toutefois, il n'est pas né-

cessaire de diviser finement la pâte cellulosique, car on peut aussi ef-

fectuer le traitement pendant que la pâte est sous forme de bande Les

chambres de réaction peuvent être munies de moyens mécaniques pour l'agi-

tation et/ou le transport de la matière.

Par sas à gaz, on entend, ici et par la suite, un disposi-

tif à travers lequel on fait avancer la matière lignocellulosique tout en empêchant le gaz de passer librement au travers, même quand la pression totale de gaz est différente à l'extrémité d'entrée et à l'extrémité de sortie de ce sas à gaz Une petite quantité de gaz, présente dans la

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matière elle-même ou dans le sas à gaz, accompagnera normalement la matiè-

re pendant son passage à travers celui-ci Par contre, le sas à gaz empê-

che le gaz de s'écouler librement entre les chambres de réaction et entre une chambre de réaction et l'atmosphère ambiante Dans un certain type de sas à gaz, il existe un petit écoulement de gaz en sens opposé à celui de mouvement de la matière Bien que les sas à gaz de ce genre ne conviennent pas à l'utilisation à un endroit o la matière est amenée à l'appareil ou

retirée de celui-ci, ils peuvent être utilisés à l'intérieur de l'appa-

reil, c'est-à-dire entre les différentes chambres de réaction.

Tous les sas à gaz connus, qui remplissent ces conditions, peuvent servir dans l'appareil selon l'invention Des exemples de sas à gaz de ce genre comprennent diverses sortes de pompes, par exemple des pompes pour hautes consistances ou des pompes pour pâtes épaisses On peut utiliser avantageusement des dispositifs d'alimentation à vis D'autres exemples comprennent des appareils comportant des presses rotatives, par

exemple des presses à rouleaux, ou des dispositifs d'alimentation à ailet-

tes tournantes ou des valves d'alimentation du type à robinet tournant On

peut aussi utiliser des dispositions de sas à gaz dans lesquelles la ma-

tière est introduite, de préférence à l'état comprimé, au moyen d'une dis-

position de piston Un transporteur à raclettes est un autre exemple.

L'appareil selon l'invention comporte au moins trois sas à gaz, à savoir un à chaque extrémité de la chambre de réaction initiale et

un à l'extrémité de sortie de la chambre de régénération Il est conceva-

ble d'utiliser n'importe lequel des exemples susdits de sas à gaz, à tous les endroits de l'appareil Toutefois, il est préférable, selon un mode d'exécution de l'invention, d'installer aux trois emplacements susdits de

l'appareil des sas à gaz ayant un mode de fonctionnement légèrement diffé-

rent.

En ce qui concerne le sas à gaz situé à l'extrémité d'en-

trée de la chambre de réaction initiale, il a avantageusement la forme d'un dispositif d'alimentation à vis, dans lequel la vis et le carter de

vis sont conçus de telle sorte que la matière lignocellulosique est com-

primée à mesure qu'elle avance Avantageusement, le dispositif d'alimenta-

tion à vis est muni de moyens permettant d'évacuer l'eau exprimée de la matière à mesure qu'elle est comprimée, et aussi tout gaz exprimé de la matière Quand la matière lignocellulosique est une pâte cellulosique, la pâte aura normalement une concentration inférieure à 20 % en arrivant au dispositif d'alimentation à vis décrit ci-dessus Quand la pâte a une plus forte concentration, on raccorde avantageusement un transporteur a yis

similaire, mais sans moyens d'évacuation de l'eau exprimée de la pâte.

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Ces deux types de dispositifs d'alimentation à vis,-dans lesquels la pâte est convertie en un bouchon compact, permettent de maintenir à un taux

très bas la quantité d'oxygène qui accompagne la pâte On a trouvé de fa-

çon surprenante que la présence d'oxygène à l'extrémité d'entrée de la chambre de réaction initiale a un effet d'inhibition sur certaines réac-

tions utiles, entre autres surila déméthylation de la lignine et, par con-

séquent, il faut qu'à cette extrémité de la chambre de réaction initiale, la pâte soit maintenue le plus possible exempte d'oxygène Par conséquent,

quel que soit le type de sas à gaz utilisé, il est avantageux qu'il com-

porte plusieurs zones ou secteurs à travers lesquels on fait avancer la matière lignocellulosique et qu'au moins un de ces secteurs soit relié à

des moyens d'évacuation de l'oxygène nuisible.

Avantageusement, le sas à gaz de l'extrémité de sortie de la chambre de réaction initiale peut être formé de l'un des transporteurs à vis décrits plus haut, sans moyens d'évacuation de l'eau exprimée de la matière D'autres dispositions comprennent des dispositifs d'alimentation

à ailettes rotatives ou des valves à robinet tournant qui comprennent nor-

malement quatre compartiments en forme de secteur Dans une première posi-

tion, on remplit de matière lignocellulosique un compartiment que l'on place, après l'étape suivante, par exemple après avoir fait tourner le dispositif de 900, dans une position d'étanchéité, et que l'on vide dans

une troisième position en faisant tomber la matière dans la chambre de ré-

génération, par exemple Des dispositifs d'alimentation à valve rotative

de ce genre sont normalement utilisés pour amener les copeaux à un lessi-

veur continu de pâte cellulosique.

Le sas à gaz de l'extrémité de sortie de la chambre de ré-

génération comprend avantageusement une pompe de l'une ou de l'autre sor-

te Selon un mode d'exécution préférentiel de l'invention, un ou plusieurs conduits d'amenée de liquide, de préférence des conduits d'amenée d'eau, sont reliés à l'extrémité de sortie de la chambre de régénération Si la teneur en liquide de la suspension dans la chambre de régénération n'était pas assez élevée précédemment, on amène par exemple plus de 90 % d'eau par les conduits d'amenée, ce qui a pour effet que la suspension de matière elle-même, avec sa haute teneur en liquide, joue le rôle d'une barrière empêchant toute fuite appréciable de gaz de la chambre de régénération ou

empêchant l'aspiration d'air dans celle-ci Un conduit de décharge est re-

lié à la partie de sortie de la chambre de régénération et l'autre extré-

mité de ce conduit peut être reliée à une pompe Toutefois, il n'est pas nécessaire de prévoir une pompe étant donné que la matière peut aussi être

évacuée à l'aide d'un racleur de fond disposé dans la chambre de régéné-

ration et qui es-t d'une espèce normale dans les réacteurs de blanchiment à l'oxygène La matière peut aussi-être déchargée par gravité ou au moyen

d'une surpression lorsque celle-ci existe dans la chambre de régénération.

Afin de refroidir la matière immédiatement avant, pendant ou immédiatement après son amenée depuis la chambre de régénération, il est approprié de munir de moyens de-refroidissement le conduit d'amenée

d'oxygène et/ou le conduit d'amenée de liquide On peut obtenir un avanta-

ge en utilisant une disposition permettant de retirer du gaz, de refroidir

le gaz dans un refroidisseur et de ramener le gaz à une zone de refroidis-

sement ou à une chambre de refroidissement séparée Il est possible aussi

d'équiper de moyens de refroidissement l'enveloppe extérieure de l'extré-

mité de sortie de la chambre de régénération, ou de relier un moyen de re-

froidissement au conduit de sortie.

Après avoir été traitée dans l'appareil décrit ci-dessus,

la matière lignocellulosique est normalement transportée jusqu'à des appa-

reils dans lesquels on la lave La matière est alors transférée à un stade de délignification alcaline Bien que le ou les agents de délignification puissent être formés uniquement d'alcali, il est préférable d'amener, en

outre, de l'oxygène D'autres agents chimiques peuvent aussi être intro-

duits au stade de délignification.

Comme on l'a indiqué plus haut, l'additon d'un oxyde d'azo-

te et d'oxygène à une matière lignocellulosique aqueuse entraîne l'amorça-

ge de plusieurs réactions complexes Ces réactions peuvent être divisées comme suit: ( 1) des réactions initiales rapides entre l'oxyde d'azote et la lignine, qui conduisent, entre autres, à la déméthylation de la lignine; ( 2) la formation rapide d'acide nitrique, qui se produit en compétition avec ( 1); ( 3) la réoxydation de l'oxyde d'azote réduit, par exemple, l'oxydation du monoxyde d'azote en dioxyde d'azote, au moyen d'oxygène;

( 4) la régénération de l'oxyde d'azote consommé par réaction entre la li-

gnine modifiée, l'acide nitrique et l'oxygène, qui aboutit à la forma-

tion d'une forme active d'oxyde d'azote que l'on utilise pour poursui-

vre l'activation de la matière; ( 5) l'oxydation secondaire par l'oxygène, portant probablement à la fois

sur la lignine modifiée et l'oxyde d'azote.

On a trouvé que l'oxygène inhibe une ou plusieurs des réac-

tions initiales rapides selon ( 1), d'une façon qui est encore inconnue A cause de cela, l'ampleur des réactions notables ( 4) et ( 5) diminue aussi indirectement Par contre, les réactions ( 2), ( 3) et ( 5) sont avantagées

par la présence d'oxygène.

A l'aide de l'appareil selon l'invention, il est possible

d'inhiber des réactions indésirables et de favoriser les réactions dési-

rées, ce qui entraîne une délignification étonnamment sélective de la ma-

tière lignocellulosique au stade de délignification qui suit le stade de

prétraitement ou d'activation La conception de l'appareil selon l'inven-

tion permet aussi de récupérer les réactifs amenés, de façon très avanta-

geuse tant du point de vue économique que de celui de l'environnement.

Etant donné que les réactifs amenés sont utilisés au maximum, on peut maintenir à un taux très bas la quantité totale d'agents chimiques amenés,

tout en minimisant l'émission de gaz nitreux inaltérés Cela est avanta-

geux aussi bien pour l'économie que pour l'environnement intérieur de l'u-

sine-de pâte cellulosique.

Dans les dessins annexés, les figures 1 et 2 représentent

des appareils selon des modes d'exécution préférentiels de l'invention.

La figure 1 montre une disposition d'appareils convenant,

par exemple, & l'activation de pâte cellulosique sous la forme d'une sus-

pension à faible concentration de pâte.

On introduit la suspension dans un sas à gaz 1 formé d'un transporteur à vis Le transporteur comprend une enveloppe cylindrique perforée qui loge une vis conique tournante A mesure que la suspension de

pâte se déplace le long du transporteur, de l'eau est exprimée de la sus-

pension et sort à travers les perforations de l'enveloppe pour se rassem-

bler dans la partie inférieure de l'appareil L'eau recueillie, et éven-

tuellement une certaine quantité d'air, sont amenés par un conduit 2 à un

joint à eau 3 pour l'élimination de l'eau par un conduit 4 L'air éven-

tuellement éjecté peut être évacué du haut du joint à eau 3 par un conduit et une pompe à vide qui lui sont reliés Le joint à eau empêche l'air de

retourner au transporteur à vis 1 et de s'y rassembler Tandis que la sus-

pension de pâte traverse le transporteur 1, la consistance de la pate aug-

mente, par exemple de 5 % à 30 % Il en résulte la formation d'un bouchon annulaire de pâte, pratiquement étanche aux gaz, dans la partie de sortie du transporteur à vis 1 Dans cette partie de sortie du transporteur peut

être prévu un dispositif de retenue réglable Ce dispositif peut être ré-

glé de manière à faire passer la pâte qui avance à travers un espacement de largeur réglable, avant que la pâte ne soit amenée au sommet d'une chambre de réaction initiale 5 Bien que ce ne soit pas nécessaire, il est

préférable de laisser passer par gravité la pâte, refoulée par cet espace-

ment, à travers un dispositif de conversion en bourre de toute conception connue, de sorte que la pâte, à l'état de bourre, se place au sommet d'une

colonne de pâte dans la chambre de réaction initiale 5 Dans ces condi-

tions, la pâte entre en contact avec de l'oxyde d'azote, par exemple du dioxyde d'azote, amené par le conduit 6 Pendant son passage à travers la chambre 5, la lignine et l'eau contenues dans la pâte réagissent sur le dioxyde d'azote en formant, entre autres, du monoxyde d'azote et de l'aci-

de nitrique.

La pâte tombe par gravité dans un deuxième sas à gaz 7 qui

a aussi la forme d'un transporteur à vis On fait avancer la pâte à tra-

vers le transporteur tout en maintenant une concentration pratiquement constante de la pâte, de manière à former un bouchon de pâte qui avance le long du transporteur Au moyen, par exemple, des dispositions décrites

plus haut, à l'extrémité de sortie du transporteur à vis, la pâte est ame-

née à l'état de bourre au sommet de la colonne de pâte dans la chambre de régénération 8 De l'oxygène est introduit par un conduit 9, sous forme

liquide ou gazeuse.

On a trouvé que, dans les réactions qui se produisent dans

la chambre de réaction initiale 5, le dioxyde d'azote se réduit en monoxy-

de d'azote, de sorte que le monoxyde d'azote peut atteindre des quantités qui correspondent à un tiers de la quantité de dioxyde d'azote introduit

qui, à la température et à la pression qui règnent, est pratiquement iner-

te La température est normalement inférieure à 110 'C et la pression est normalement au niveau atmosphérique, de préférence en dessous Quand la

quantité de monoxyde d'azote formée dans la chambre 5 est relativement pe-

tite, pratiquement tout le gaz accompagne la pâte car il s'incorpore au

bouchon de pâte qui avance à travers le transporteur à vis 7 Outre le mo-

noxyde d'azote, l'acide nitrique formé et absorbé par la pâte est aussi amené avec celle-ci à la chambre de régénération 8 Quand l'oxygène admis entre en contact avec les agents chimiques susdits, la deuxième phase de réaction mentionnée plus haut se produit Ainsi, les réactions ( 1) et ( 2) décrites plus haut se produisent principalement dans la chambre 5, tandis que les réactions ( 3), ( 4) et ( 5) se produisent principalement dans-la chambre 8 S'il se forme une grande quantité de monoxyde d'azote qui se

rassemble au fond de là chambre 5, on peut obtenir un avantage en intro-

duisant une petite quantité d'oxygène en bas de cette chambre, de manière à commencer à tirer parti des avantages du monoxyde d'azote à ce stade précoce A cet égard, il faut amener l'oxygène en quantités assez petites pour assurer que l'on n'obtienne pas de concentration notable d'oxygène au sommet de la chambre 5 Comme indiqué plus haut, la présence d'oxygène en

même temps que de dioxyde d'azote au cours de la réaction initiale, c'est-

à-dire particulièrement au sommet du réacteur, est très nuisible La quantité voulue d'oxygène peut être retirée du réacteur 8 et amenée à la

chambre 5 par les conduits 10 et 11 Ou encore, on peut amener de l'oxygè-

ne frais par le conduit 11 Comme on l'a indiqué plus haut, au lieu du transporteur à vis 7, le sas à gaz peut avoir la forme d'un dispositif d' alimentation à ailettes rotatives ou d'un robinet rotatif Ce dispositif

d'alimentation a la double fonction d'amener du monoxyde d'azote et la pâ-

te, ensemble, dans un compartiment ou poche de celui-ci, de la chambre 5 à

la chambre 8 et de retirer uniquement du gaz oxygéné de la chambre 8 lors-

qu'il retourne pendant son mouvement rotatif, cet oxygène réagissant sur

du monoxyde d'azote rassemblé au fond de la chambre 5.

Au fond de la chambre de régénération 8, la pâte est diluée avec de l'eau, par exemple L'eau est introduite par les conduits 12 et 13 En amenant assez d'eau pour que la colonne de pâte en bourre au fond de la chambre 8 se convertisse en une'suspension liquide, on obtient une

barrière efficace contre le gaz présent au-dessus de la surface du liqui-

de Cela signifie d'une quantité extrêmement petite de gaz accompagne seu-

le la pâte sortant de la chambre 8, par le conduit 14 La pâte est amenée de la chambre 8 à l'aide d'un racleur de fond (non représenté) disposé

dans celle-ci, ce racleur étant entraîné au moyen d'un moteur 15 La sus-

pension de pâte déchargée est avantageusement amenée à un cyclone o la suspension est débarrassée de sa teneur en gaz Ce gaz retiré peut être amené à un récipient de purification et/ou de réaction, avant d'être lâché dans l'air ambiant Une partie du courant d'air peut être envoyée, par un conduit prévu à cet effet, à un instrument d'analyse Avantageusement, un

conduit se rend aussi de la chambre 5 à l'instrument d'analyse.

Quand on amène du monoxyde d'azote par le conduit 6 au lieu de dioxyde d'azote, il est nécessaire qu'à la chambre de réaction initiale soit relié un conduit par lequel de l'oxygène, en quantités au moins

stoechiométriques, peut être amené.

Au moyen de l'appareil représenté, agencé selon l'inven-

tion, et particulièrement en adaptant les volumes des deux chambres et la position des conduits par lesquels les réactifs sont introduits dans le système, il est possible de permettre aux réactions chimiques décrites plus haut de se dérouler dans des conditions optimales, compte tenu de 1 ' appareil utilisé En outre, une bonne économie et de bonnes conditions

d'environnement intérieures dans l'usine sont aussi assurées.

La figure 2 illustre une disposition d'appareil qui con-

vient à l'utilisation lorsqu'on active de la pâte cellulosique sous la

forme d'une suspension de pâte de consistance moyenne ou élevée.

La pâte cellulosique est introduite dans un sas à gaz 16

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qui, dans ce mode d'exécution, présente la forme d'un transporteur à vis.

La pâte cellulosique est mise sous la forme d'un bouchon pratiquement étanche aux gaz qui avance vers l'extrémité de sortie du transporteur à vis Le bouchon est finement divisé à cette extrémité de sortie et tombe dans une chambre de réaction initiale 17 Du dioxyde d'azote est introduit au sommet de la colonne de pâte formée dans la chambre 17, par un conduit 18 Au bas de la chambre est relié un conduit 19 par lequel du liquide de dilution est amené à la pâte Le liquide de dilution peut être formé de lessive résiduaire tirée du processus et contenant de l'acide nitrique La suspension de pâte diluée est amenée, au moyen d'un autre sas à gaz 20 formé d'un transporteur à vis, à un conduit 21 qui est relié à une pompe à pâte épaisse 22 La suspension de pâte est alors amenée, au moyen de la

pompe, par un conduit 23, au sommet d'une chambre de régénération 24 L'o-

xygène nécessaire à la deuxième phase de réaction est amené par un conduit

25 La pâte est alors amenée à un appareil 26 o elle est encore diluée.

Cet appareil fonctionne comme un sas à gaz ou comme une partie de celui-

ci Du liquide de dilution, qui peut être formé de lessive résiduaire di-

luée tirée du processus, est amené par un conduit 27 La pâte, sous la forme d'une suspension à basse concentration, est amenée par un conduit 28 à une pompe 29 au moyen de laquelle la'pâte est transportée, par un con-

duit 30, à un ou plusieurs filtres de lavage par exemple.

Quand une grande quantité de monoxyde d'azote s'est rassem-

blée au fond de la chambre de réaction initiale, on introduit une petite quantité réglée de gaz oxygéné; tiré du haut de la chambre 24 et amené au bas de la chambre 17 par un conduit 31 Quand on amène du monoxyde d'azote à la chambre 17 au lieu de dioxyde d'azote, il faut amener de l'oxygène à la chambre par un autre conduit Cet autre conduit peut être relié à la chambre 17 à proximité du conduit 18 ou être relié à celui-ci Il peut

aussi être avantageux, dans ce cas, d'introduire une petite quantité d'o-

xygène dans le bas de la chambre 17, par exemple par le conduit 31.

il ? 2539771

R E E ND I C A T IO NS

1. Appareil pour le traitement continu de matière litgnocellu-

losique aqueuse, par un oxyde d'azote et par l'oxygène, avant un stade de délignification alcaline, appareil caractérisé par le fait qu'il comprend, en combinaison: a) une chambre de réaction initiale ( 5,17) munie d'un sas a gaz ( 1,7,16, ) aussi bien à son extrémité d'entrée qu'à son extrémité de sortie;

b) une chambre de régénération ( 8,24) ayant un-volume 2,5 fois, avantageu-

sement 5 fois, de préférence 10 fois plus grand que celui de la chambre de réaction initiale et dont l'extrémité d'entrée est réunie à un sas à

gaz qui est relié, en amont de la chambre de régénération, à l'extrémi-

té de sortie d'une chambre de réaction, de préférence l'extrémité de sortie de la chambre de réaction initiale, l'extrémité de sortie de la chambre de régénération étant munie d'un sas & gaz ( 14,26); c) au moins un conduit muni de moyens de commande ( 6,18) pour l'amenée d' oxyde d'azote et relié à la chambre de réaction initiale ( 5,17), de préférence à& son extrémité d'entrée et d) au moins un conduit muni de moyens de commande ( 9,25) pour l'amenée d' oxygène et/ou d'un gaz oxygéné et relié à la chambre de régénération ( 8,24), de préférence à son extrémité de sortie 2 Appareil selon-la revendication 1, caractérisé par le fait qu'à l'extrémité de sortie de la chambre de réaction initiale ( 5,17) est relié un conduit muni de moyens de commande ( 11) pour l'amenée d'oxygène

* et/ou d'un gaz oxygéné à cette chambre.

3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait

que le conduit ( 10,31) part de la'chambre de régénération ( 8,24).

4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,

caractérisé par le fait qu'en aval du sas à gaz, à l'extrémité de sortie de la chambre de réaction initiale, est prévue une chambre intermédiaire

munie de conduits pour l'amenée d'oxygène et/ou d'un gaz oxygéné et, fa-

cultativement, aussi de conduits pour l'amenée de ce gaz à la chambre de réaction initiale, et munie aussi d'un sas à gaz disposé à son extrémité

de sortie.

5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,

caractérisé par le fait que le sas à gaz ( 1,16) de l'extrémité d'entrée de

la chambre de réaction inittale comprend un transporteur à vis dont le fi-

letage et le carter ont la forme voulue pour comprimer la mattère ligno-

cellulosique en un bouchon pratiquement étanche aux gaz.

6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,

caractérisé par le fait que des moyens ( 19), permettant de diluer la ma-

tière lignocellulosique avec un liquide, sont prévus entre la chambre de réaction initiale ( 17) et le sas à gaz situé à l'extrémité de sortie de la chambre, le sas à gaz présentant la forme d'un transporteur à vis ( 20) et d'une pompe pour pâtes épaisses ( 22), ou seulement la forme d'une pompe

pour pâtes épaisses.

7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,

caractérisé par le fait que l'extrémité de sortie de la chambre de régéné-

ration est munie de moyens ( 26) permettant de diluer la matière lignocel-

lulosique avec un liquide et de moyens ( 28,29) permettant de décharger la matière lignocellulosique diluée, la disposition formant-dans l'ensemble

un sas à gaz.

8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,

caractérisé par le fait qu'une zone de refroidissement ou un moyen de re-

froidissement sont incorporés ou reliés à l'extrémité de sortie de la chambre de régénération ou sont incorporés au système sous la forme d'une

chambre de refroidissement séparée, en aval de la chambre de régénération.