FR3072396A1 - METHOD FOR TREATING ELECTROFILTER ASHES FROM THE RECOVERY BOILER IN A KRAFT PROCESS - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une méthode de traitement des cendres d'électrofiltres provenant de la chaudiÚre d'un circuit de récupération des liqueurs dans un procédé de production de pâte à papier de type kraft. Selon la méthode de l'invention, du dioxyde de carbone est ajouté aux flux aqueux servant à la mise en solution des cendres, l'acidification des cendres pouvant être complétée par l'utilisation d'un acide minéral conventionnel, par exemple de l'acide sulfurique et/ou un acide de type « spent acid ».The invention relates to a method for treating the ashes of electrofilters from the boiler of a circuit for recovering liquors in a process for producing kraft-type paper pulp. . According to the method of the invention, carbon dioxide is added to the aqueous streams used for the dissolution of the ash, the acidification of the ash being able to be completed by the use of a mineral acid. Conventional, for example sulfuric acid and / or acid spent acid.

Description

METHODE DE TRAITEMENT DES CENDRES D'ELECTROFILTRES DE LA CHAUDIERE DE RECUPERATION DANS UN PROCEDE KRAFTMETHOD FOR PROCESSING ASH OF ELECTROFILTERS FROM THE RECOVERY BOILER IN A KRAFT PROCESS

L'invention concerne une méthode de traitement des cendres d'électrofiltres provenant de la chaudière d'un circuit de régénération des liqueurs dans un procédé Kraft de production de pâte à papier, comprenant une étape de mise en solution ou solution sursaturée (slurry) des cendres en présence d'acide, une étape de séparation de deux phases : une phase liquide contenant des chlorures et potassium et une phase solide contenant des ions sodium, sulfures, sulfates et carbonates, ainsi qu'une étape de recyclage de la phase solide dans le circuit de régénération des liqueurs et une étape de recyclage d'une partie de la phase liquide vers l'étape de mise en solution des cendres et de purge de la seconde partie de ladite phase liquide.The invention relates to a method for treating electrofilter ash from the boiler of a liquor regeneration circuit in a Kraft process for the production of paper pulp, comprising a step of dissolving or supersaturated solution (slurry) of the ash in the presence of acid, a step of separation of two phases: a liquid phase containing chlorides and potassium and a solid phase containing sodium ions, sulfides, sulfates and carbonates, as well as a step of recycling the solid phase in the liquor regeneration circuit and a step of recycling part of the liquid phase to the step of dissolving the ash and purging the second part of said liquid phase.

La production de pâte à papier à partir de bois selon le procédé appelé procédé Kraft est un procédé chimique faisant appel à un agent de cuisson - une solution de soude et de sulfure de sodium -, dont on imprègne des copeaux de bois ; cette étape est appelée cuisson, la solution utilisée est appelée liqueur blanche. Le procédé Kraft peut être sommairement décrit ainsi :The production of pulp from wood using the process known as the Kraft process is a chemical process involving the use of a cooking agent - a solution of sodium hydroxide and sodium sulfide - which is impregnated with wood chips; this step is called cooking, the solution used is called white liquor. The Kraft process can be briefly described as follows:

La « liqueur blanche » - une solution aqueuse contenant de l'hydroxyde de sodium (NaOH) et du sulfure de sodium (Na2S) - imprègne les copeaux de bois. Durant cette étape, les fibres cellulosiques ne sont pas dégradées, tandis que les hémicelluloses, la lignine et les autres constituants non cellulosiques du bois sont dégradés et passent en solution, formant alors une liqueur dite « liqueur noire » en raison de sa couleur. L'ensemble des produits résultant de la cuisson forme une pâte faite des fibres cellulosiques et de la liqueur noire qui contient les composés dégradés.“White liquor” - an aqueous solution containing sodium hydroxide (NaOH) and sodium sulfide (Na2S) - permeates the wood chips. During this stage, the cellulosic fibers are not degraded, while the hemicelluloses, lignin and the other non-cellulosic constituents of the wood are degraded and go into solution, then forming a liquor called "black liquor" because of its color. All of the products resulting from cooking form a paste made of cellulosic fibers and black liquor which contains the degraded compounds.

Les fibres de cellulose sont séparées de la liqueur noire, elles formeront la pâte à papier ; Le procédé Kraft comprend aussi le traitement de la liqueur noire incluant une étape de combustion qui permet de récupérer la plus grande partie des produits chimiques la composant et permet d'utiliser les calories obtenues par combustion des différents composés organiques issus du bois dissous dans la liqueur pendant la cuisson.The cellulose fibers are separated from the black liquor, they will form the paper pulp; The Kraft process also includes the treatment of the black liquor including a combustion step which allows to recover most of the chemicals composing it and allows to use the calories obtained by combustion of the various organic compounds from the wood dissolved in the liquor during cooking.

La récupération des produits utiles s'inscrit dans le cycle de régénération de la liqueur dont le principe de fonctionnement est le suivant.The recovery of useful products is part of the regeneration cycle of the liquor, the operating principle of which is as follows.

La liqueur noire séparée de la pâte de cellulose est concentrée dans des évaporateurs, elle est ensuite pulvérisée et brûlée dans une chaudière de récupération. Durant la combustion, La réaction principale est la réduction du sulfate de sodium en sulfure de sodium par l'action du carbone contenu dans la liqueur noire selon la réaction globale :The black liquor separated from the cellulose pulp is concentrated in evaporators, it is then pulverized and burned in a recovery boiler. During combustion, the main reaction is the reduction of sodium sulphate to sodium sulphide by the action of the carbon contained in the black liquor according to the global reaction:

Na2SO4 +2C -» Na2S +2CO2 produisant un composé salin de carbonate de sodium et de sulfure de sodium fondus. Le salin s'écoule au bas de la chaudière, est récupéré dans une cuve où il est dissous dans de l'eau. On obtient la « liqueur verte » (Na2CO3 + Na2S).Na 2 SO 4 + 2C - »Na 2 S + 2CO 2 producing a saline compound of sodium carbonate and molten sodium sulfide. The salt flows out at the bottom of the boiler, is collected in a tank where it is dissolved in water. The "green liquor" (Na 2 CO 3 + Na 2 S) is obtained.

L'étape suivante du traitement de la liqueur est l'étape de caustification, elle consiste à ajouter dans la liqueur verte de la chaux, conduisant à la réaction suivante :The next stage in the treatment of the liquor is the caustification stage, which consists in adding lime to the green liquor, leading to the following reaction:

Na2CO3 + Ca(OH)2-> 2NaOH + CaCO3Na 2 CO 3 + Ca (OH) 2 -> 2NaOH + CaCO 3 i

Le carbonate de calcium est récupéré et calciné pour régénérer la chaux : CaCO3 -> CaO + CO2 The calcium carbonate is recovered and calcined to regenerate the lime: CaCO 3 -> CaO + CO 2

Na2S reste présent dans la solution mais ne participe pas à la réaction de caustification; NaOH et Na2S forment ainsi qu'indiqué ci-avant la liqueur blanche, elle sera utilisée lors de la cuisson des copeaux de bois.Na 2 S remains present in the solution but does not participate in the causticization reaction; NaOH and Na 2 S form as indicated above the white liquor, it will be used during the cooking of wood shavings.

Le principe du cycle d'utilisation/traitement des liqueurs - nous l'appellerons de manière simplifiée le cycle des liqueurs - qui vise à recycler les composés utiles peut ainsi être schématisé :The principle of the cycle of use / treatment of liquors - we will call it in a simplified way the cycle of liquors - which aims to recycle the useful compounds can thus be schematized:

- « liqueur blanche » + copeaux « liqueur noire » + pâte cellulosique ;- "white liquor" + "black liquor" shavings + cellulose pulp;

- « liqueur noire » via combustion -> « salin » ;- “black liquor” via combustion -> “saline”;

- « salin » via mise en solution^ « liqueur verte » ;- "saline" via dissolution ^ "green liquor";

- « liqueur verte » + chaux « liqueur blanche » + CaCO3.- "green liquor" + lime "white liquor" + CaCO 3 .

Les composés qui participent au cycle des liqueurs sont utiles, mais des composés inutiles, voire nuisibles dans certaines conditions, s'accumulent progressivement durant les cycles successifs d'utilisation/traitement des liqueurs. Issus notamment du procédé de production de la pâte cellulosique, ces éléments qui ne sont pas consommés dans le procédé de production de pâte à papier sont appelés éléments NPE - par référence à l'expression anglaise «non process éléments » (npe). Les éléments chlorure (CI ) et potassium (K+) forment l'essentiel des éléments NPE. Dans la suite du texte, et selon le contexte, l'expression éléments NPE pourra être employée par souci de simplicité.The compounds which participate in the liquor cycle are useful, but useless compounds, even harmful under certain conditions, gradually accumulate during the successive cycles of use / treatment of the liquors. Derived in particular from the process for producing cellulose pulp, these elements which are not consumed in the process for producing paper pulp are called NPE elements - by reference to the English expression "non process elements" (npe). The elements chloride (CI) and potassium (K + ) form the essential of the elements NPE. In the rest of the text, and depending on the context, the expression NPE elements may be used for the sake of simplicity.

Les ions chlorures (CI ) proviennent pour partie du bois, - en particulier lorsque celui-ci provient de ou transite par des zones côtières, - et/ou de la réutilisation d'effluents d'usines de blanchiment qui résulte de la fermeture croissante des circuits nécessaire dans une industrie papetière gourmande en eau. L'accumulation de l'élément chlore est nuisible car il fornrjie des sels qui corrodent notamment les tubes échangeur de chaleur de la chaudière de récupération.Chloride ions (CI) come partly from wood, - in particular when this comes from or transits through coastal areas, - and / or from the reuse of bleaching plant effluents which results from the increasing closure of circuits necessary in a paper-intensive paper industry. The accumulation of the chlorine element is harmful because it forms salts which corrode in particular the heat exchanger tubes of the recovery boiler.

L'élément potassium est lui aussi nuisible car les sels de potassium forment des dépôts en particulier dans les tubes de la chaudière de récupération, réduisant ainsi la capacité des tubes à échanger de la chaleur.The potassium element is also harmful since potassium salts form deposits in particular in the tubes of the recovery boiler, thus reducing the capacity of the tubes to exchange heat.

Les ions CI' et K+ se retrouvent dans la liqueur noire et donc dans la chaudière de récupération.The CI 'and K + ions are found in the black liquor and therefore in the recovery boiler.

Lors de la combustion de la liqueur noire dans la chaudière de récupération, des fumées sont émises, contenant les gaz de combustion - principalement vapeur d'eau et CO2, mais aussi des particules très fines contenant des produits de combustion ; du fait de leur très petite taille elles ont été entraînées avec les gaz de combustion.During the combustion of the black liquor in the recovery boiler, fumes are emitted, containing the combustion gases - mainly water vapor and CO2, but also very fine particles containing combustion products; because of their very small size they were entrained with the combustion gases.

Ces particules, ou cendres sont entraînées dans les fumées, elles circulent dans les tubes échangeurs de chaleur puis sont récupérées dans les électrofiltres avant que les fumées ne soient envoyées à l'atmosphère.These particles, or ashes, are entrained in the fumes, they circulate in the heat exchanger tubes and are then recovered in the electrostatic precipitators before the fumes are sent to the atmosphere.

Les différents éléments chimiques présents avant la combustion dans la liqueur noire sont après la combustion présents dans le salin et aussi présents dans les cendres, la composition des cendres diffère cependant de celle du salin, les cendres d'électrofiltres (aussi appelées poussières d'électrofiltres) sont enrichies en CL et K+ par rapport aux autres éléments minéraux du fait de leur plus grande volatilité ; elles constituent donc une excellente localisation pour éliminer préférentiellement tout ou partie des CL et des K+.The different chemical elements present before combustion in the black liquor are after combustion present in the saline and also present in the ashes, the composition of the ashes differs however from that of the saline, the electrofilter ash (also called electrofilter dust ) are enriched in CL and K + compared to other mineral elements due to their greater volatility; they therefore constitute an excellent location for preferentially eliminating all or part of the CL and K + .

Des solutions ont ainsi été mises en œuvre par l'industrie papetière depuis quelques dizaines d'années pour diminuer les quantités d'ions chlorure et potassium, en intervenant à partir des cendres d'électrofiltres.Solutions have therefore been implemented by the paper industry for several decades to reduce the amounts of chloride and potassium ions, by using ash from electrostatic precipitators.

Une première solution retenue a consisté à procéder à la mise en décharge (partielle) des cendres d'électrofiltre, le complément de cendres étant solubilisé dans l'eau pour être recyclé dans le circuit des liqueurs. Cependant, les cendres contenant en plus des éléments nuisibles, des éléments utiles au procédé - même s'ils y sont en proportion moindre que dans le salin -, le papetier n'a pas intérêt à mettre ces éléments en décharge indistinctement.A first solution adopted consisted in the (partial) landfill of the electrofilter ash, the additional ash being dissolved in water to be recycled in the liquor circuit. However, since the ashes contain, in addition to harmful elements, elements useful to the process - even if they are in a lower proportion there than in the saline - the papermaker has no interest in putting these elements in indiscriminate discharge.

Tout d'abord, il faut les remplacer ; le papetier a donc un intérêt économique certain à récupérer autant que faire se peut ces produits, et donc à opérer autant que possible une séparation sélective des éléments nuisibles dans les cendres des électrofiltres de sorte à recycler les éléments utiles au procédé et à éliminer les éléments inutiles.First, they must be replaced; the papermaker therefore has a certain economic interest in recovering these products as much as possible, and therefore in operating as much as possible a selective separation of the harmful elements in the ashes of the electrostatic filters so as to recycle the elements useful to the process and to eliminate the elements useless.

Ensuite ils augmentent le volume de déchets, or durant ces dernières décennies, des restrictions environnementales sont venues s'ajouter aux préoccupations économiques, l'ensemble de ces considérations incitant à augmente^ la recirculation des différents flux et notamment des flux a|queux, dans les différents circuits liés au procédé de production de la pâte à papier.Then they increase the volume of waste, but during these last decades, environmental restrictions have been added to the economic concerns, all of these considerations inciting to increase the recirculation of the different flows and in particular the aqous flows, in the different circuits linked to the pulp production process.

Or cette recirculation induit elle-même des conséquences, ainsi, on observe à la fois :However, this recirculation itself has consequences, thus, we observe both:

- des quantités de plus en plus importantes de matières qui précédemment évacuées des usines de pâtes à papier avec les eaux rejetées sont maintenant recirculées avec ces mêmes eaux,- increasingly large quantities of materials which previously evacuated from pulp mills with discharged water are now recirculated with these same waters,

- une fermeture croissante des circuits aqueux qui conduit à une présence importante de carbonates de calcium qui s'ils sont des composés utiles du processus papetier sont aussi des composés qui présentent l'inconvénient d'avoir - selon les pH - une solubilité variable dans l'eau qui va perturber la sélectivité séparation des composés de chlore ou de potassium.- an increasing closure of the aqueous circuits which leads to a significant presence of calcium carbonates which, if they are useful compounds of the papermaking process, are also compounds which have the disadvantage of having - depending on the pH - variable solubility in the water which will disturb the separation selectivity of chlorine or potassium compounds.

On a donc cherché des méthodes plus efficaces afin de diminuer suffisamment les teneurs en ions chlorure- et potassium dans les circuits recirculant les réactifs chimiques de sorte à éviter qu'ils ne s'y accumulent, tout en conservant au mieux les composés utiles.More efficient methods have therefore been sought in order to sufficiently decrease the contents of chloride and potassium ions in the circuits recirculating the chemical reagents so as to prevent them from accumulating therein, while at the same time retaining the useful compounds as well as possible.

Une solution améliorée de contrôle de l'accroissement de la teneur en éléments CI' et K+a été proposée. Elle utilise logiquement la même localisation, c'est-à-dire les cendres des électrofiltres puisque ces cendres sont enrichies en Chlorures et en Potassium, et elle prévoit le traitement des cendres pour enlever sélectivement K+ et Cl’.An improved solution for controlling the increase in the content of CI 'and K + elements has been proposed. It logically uses the same location, that is to say the ashes of the electrostatic precipitators since these ashes are enriched in Chlorides and Potassium, and it provides for the treatment of the ashes to selectively remove K + and Cl '.

Cette solution améliorée est la solution privilégiée par l'industrie papetière. Elle s'appuie sur la différence de solubilité dans l'eau des sels présents dans les cendres des électrofiltres. C'est en premier lieu la différence de solubilité entre les sulfates alcalins (Na2SO4 et K2SO4) et les chlorures alcalins (NaCl et KCI) qui permet la séparation des Cf et des K+.This improved solution is the preferred solution for the paper industry. It is based on the difference in solubility in water of the salts present in the ashes of the electrostatic precipitators. It is first of all the difference in solubility between the alkali sulfates (Na 2 SO 4 and K2SO4) and the alkali chlorides (NaCl and KCI) which allows the separation of Cf and K + .

Trois technologies principales sont utilisées industriellement pour le traitement des cendres d'électrofiltres, elles appliquent toutes les trois cette solution car elles s'appuient toutes les trois sur la différence des solubilités dans l'eau des sels provenant des cendres, et toutes les trois éliminent des ions Cf et K+ dans un courant de purge et recyclent les composés chimiques purifiés dans le cycle de régénération des liqueurs.Three main technologies are used industrially for the treatment of electrostatic ash, all three apply this solution because they are all based on the difference in the solubilities in water of the salts coming from the ashes, and all three eliminate Cf and K + ions in a purge stream and recycle the purified chemical compounds in the liquor regeneration cycle.

1. la lixiviation - ou lessivage (leaching en anglais); les cendres d'électrofiltres sont partiellement dissoutes dans de l'eau chaude, à un ratio cendres/eau contrôlé pour obtenir une solution sursaturée (boue liquide ou slurry en langue anglaise). Les solubilités de NaCl et KCI plus élevées que celle de Na2SO4 permettre de solubiliser les chlorures tandis que Na2SO4 se maintient dans la phase solide. Cette étape de mise en solution est réalisée dans un réacteur de mélange. Ultérieurement, la phase solide est séparée de la phase liquide, soit par centrifugation, soit par filtrage.1. leaching - or leaching; the electrofilter ash is partially dissolved in hot water, at a controlled ash / water ratio to obtain a supersaturated solution (liquid mud or slurry in English). The higher solubilities of NaCl and KCI than that of Na 2 SO 4 make it possible to dissolve the chlorides while Na 2 SO 4 is maintained in the solid phase. This dissolution step is carried out in a mixing reactor. Subsequently, the solid phase is separated from the liquid phase, either by centrifugation or by filtration.

2. l'évaporation / cristallisation ; les cendre^ sont intégralement mises en solution, dans un excès d'eau dans un réacteur de mélange. L'eau est éliminée via un ou plusieurs évaporateurs sous vide (les condensats seront réutilisés pour mettre les cendres en solution). Les cristaux de Na2SO4 se forment en premier, ils sont séparés par centrifugation.2. evaporation / crystallization; the ash is completely dissolved, in an excess of water in a mixing reactor. The water is removed via one or more evaporators under vacuum (the condensates will be reused to put the ash in solution). The Na 2 SO4 crystals are formed first, they are separated by centrifugation.

3. la cristallisation par le froid (freeze crystallization en langue anglaise) ; les cendres sont intégralement mises en solution, dans un excès d'eau dans un réacteur de mélange. Une cristallisation par le froid est ensuite opérée à une température inférieure à 20 °C, température en dessous de laquelle les sels Na2SO4,10H2O (sels de Glauber) précipitent. Les cristaux ainsi formés, plus gros que les cristaux de Na2SO4 sont aisément séparés.3. cold crystallization (freeze crystallization in English); the ashes are completely dissolved, in an excess of water in a mixing reactor. Cold crystallization is then carried out at a temperature below 20 ° C., a temperature below which the Na 2 SO 4 , 10H 2 O salts (Glauber salts) precipitate. The crystals thus formed, larger than the crystals of Na 2 SO 4, are easily separated.

Ces trois technologies exploitent donc en premier lieu la différence de solubilité entre d'un côté les sulfates alcalins (Na2SO4 et K2SO4) et de l'autre les chlorures alcalins (NaCI et KCI) qui permet de séparer les ions K+ et CI; elles éliminent les ions K+ et CL dans un courant de purge et recyclent les composés chimiques purifiés dans le cycle de régénération des liqueurs. Pour être performantes, elles doivent cependant prendre en compte la grande complexité des solutions aqueuses contenant des mélanges de sels, et tenir compte en particulier du fait que les différences de solubilité entre les sels sont perturbées lorsque ces sels sont présents en mélange dans l'eau.These three technologies therefore exploit in the first place the difference in solubility between on the one hand the alkali sulfates (Na 2 SO 4 and K 2 SO 4 ) and on the other the alkali chlorides (NaCI and KCI) which allows to separate the ions K + and CI; they remove the K + and CL ions in a purge stream and recycle the purified chemical compounds in the liquor regeneration cycle. To be effective, they must however take into account the great complexity of the aqueous solutions containing mixtures of salts, and take into account in particular that the differences in solubility between the salts are disturbed when these salts are present in mixture in water .

La présence de NaCI diminue la solubilité du Na2SO4 en raison de l'effet d'ion commun ; les opérations de lixiviation et de cristallisation utilisent à leur avantage cet effet d'ion commun.The presence of NaCI decreases the solubility of Na 2 SO 4 due to the common ion effect; leaching and crystallization operations use this common ion effect to their advantage.

Cependant d'autres sels présents dans le milieu à traiter compliquent le fonctionnement global du système ; ainsi, les conditions dans lesquelles NaCI est séparé de NazSO4 sont aussi favorables à l'élimination de Na2CO3, ce qui fait qu'une quantité plus importante de sodium - élément utile - sera malencontreusement éliminée du cycle de régénération des liqueurs.However, other salts present in the medium to be treated complicate the overall functioning of the system; thus, the conditions under which NaCI is separated from NazSO 4 are also favorable for the elimination of Na 2 CO 3 , so that a greater quantity of sodium - useful element - will unfortunately be eliminated from the regeneration cycle of the liquors.

On notera par ailleurs qu'éliminer K+ du cycle de régénération des liqueurs se révèle plus complexe en raison de la variété de composés que peuvent former les ions potassium. K+ peut par exemple être présent sous forme de sulfate de potassium K2SO4, mais aussi sous forme du double sel de glasérite (3K2SO4, Na2SO4) après solubilisation et recristallisation. Ces composés contenant des ions K+ tendent à se comporter comme NazSO4, de sorte que l'élimination de potassium est moindre.It should also be noted that eliminating K + from the regeneration cycle of liquors is more complex due to the variety of compounds that potassium ions can form. K + may for example be present in the form of potassium sulfate K2SO4, but also in the form of the double glaserite salt (3K2SO4, Na2SO4) after solubilization and recrystallization. These compounds containing K + ions tend to behave like NazSO4, so that the elimination of potassium is less.

En pratique, il est impossible de procéder à une séparation complète des chlorures et des ions potassium, on cherche donc à optimiser l'efficacité de l'élimination des ions K+ et CL et de la récupération des ions Na+, SO42', et CO32’.In practice, it is impossible to carry out a complete separation of chlorides and potassium ions, we therefore seek to optimize the efficiency of the elimination of K + and CL ions and of the recovery of Na +, SO4 2 ′ ions, and CO3 2 '.

Afin de réaliser l'élimination sélective des ions chlorure et potassium, les cendres récupérées à partir des électrofiltres doivent être tout d'abord mises sous la forme d'une solution aqueuse ou d'une solution sursaturée (slurry) par addition d'eau complétée par une partie des filtrats recyclés) de l'étape de séparation ; la solution ou la solution saturée est ensuite soumise au procédé de séparation sélective des ions K+ et Cl·qu'elle contient.In order to achieve the selective elimination of chloride and potassium ions, the ashes recovered from the electrostatic precipitators must first be put in the form of an aqueous solution or of a supersaturated solution (slurry) by addition of supplemented water. by a part of the recycled filtrates) from the separation step; the solution or the saturated solution is then subjected to the process of selective separation of the K + and Cl · ions which it contains.

Le pH initial des cendres est typiquement de l'ordre de 11,4 à 11,7 ; lors de la mise en solution, afin que les ions carbonates contenus dans la solution soient transformés en ions hydrogénocarbonates permettant ainsi d'améliorer l'élimination des ions K+ et Cl', - le pH doit être abaissé jusqu'à une valeur de l'ordre de 8 à 10 ; de la sorte, les ions carbonates présents sont transformés en bicarbonates, ce qui va 5 favoriser l'élimination des K+ et CL.The initial pH of the ashes is typically of the order of 11.4 to 11.7; during dissolution, so that the carbonate ions contained in the solution are transformed into hydrogen carbonate ions, thereby improving the elimination of K + and Cl 'ions, - the pH must be lowered to a value of l '' from 8 to 10; in this way, the carbonate ions present are transformed into bicarbonates, which will promote the elimination of K + and CL.

Cette opération est classiquement réalisée par addition d'acide sulfurique ou d'un mélange d'acides usés recyclés à partir du procédé papetier, connu en tant que « spent acid » - selon sa dénomination anglaise Ce mélange d'acides consiste essentiellement en un mélange d'acide sulfurique, de sulfate de sodium, d'eau avec en moindres quantités, du dioxyde de chlore et du chlore.This operation is conventionally carried out by adding sulfuric acid or a mixture of used acids recycled from the papermaking process, known as "spent acid" - according to its English name. This mixture of acids essentially consists of a mixture sulfuric acid, sodium sulfate, water with lesser amounts of chlorine dioxide and chlorine.

US 3866462 A décrit un procédé d'élimination de chlorure de sodium accumulé dans les cendres d'électrofiltres du procédé de régénération des liqueurs sans perte excessive de sulfate de sodium et autres composés chimiques utiles. Le procédé comprend, de façon simplifiée, une lixiviation des cendres d'électrofiltre qui contiennent sulfate de sodium, carbonate de sodium, chlorure de sodium ainsi que de la matière organique, avec suffisamment d'acide sulfurique pour obtenir une boue lixiviée de ph 3-6, 15 convertissant ainsi le carbonate de sodium en sulfate de sodium et récupérant du chlorure de sodium.US 3866462 A describes a process for the removal of sodium chloride accumulated in the ash of electrostatic precipitators from the process for regenerating liquors without excessive loss of sodium sulfate and other useful chemical compounds. The process includes, in a simplified manner, a leaching of the electrofilter ash which contains sodium sulphate, sodium carbonate, sodium chloride as well as organic matter, with sufficient sulfuric acid to obtain a leached slurry of ph 3- 6, 15 thus converting the sodium carbonate into sodium sulfate and recovering sodium chloride.

WO 2014076361 décrit une méthode pouvant être utilisée en liaison avec un procédé en une ou deux étapes de lixiviation des cendres d'électrofiltre provenant de la chaudière de récupération d'une usine de pâte à papier, particulièrement lorsque les cendres contiennent une quantité significative de carbonate. Selon la méthode, des composés de calcium, de préférence de l'oxyde de calcium CaO et/ou de 20 l'hydroxyde de calcium Ca(OH)2 sont employés comme additifs dans au moins une étape de lixiviation. La fraction liquide formée est utilisée en dehors du cycle principal de récupération, de préférence en substitution de Na(OH) acheté dans la ligne de blanchiment de la pâte. La fraction contenant les solides peut être ajoutée au flux de liqueur noire de l'installation ou soumise à un traitement supplémentaire pour séparer les composés de calcium pour les recycler.WO 2014076361 describes a method which can be used in connection with a one or two step process for leaching electrostatic ash from the recovery boiler of a pulp factory, particularly when the ash contains a significant amount of carbonate . According to the method, calcium compounds, preferably calcium oxide CaO and / or calcium hydroxide Ca (OH) 2 are used as additives in at least one leaching step. The liquid fraction formed is used outside the main recovery cycle, preferably in substitution for Na (OH) purchased in the pulp bleaching line. The fraction containing the solids can be added to the black liquor stream of the installation or subjected to an additional treatment to separate the calcium compounds for recycling.

WO 196012847 A décrit un procédé pour purifier les cendres des ions CL et K+ par lixiviation, filtration et lavage du gâteau obtenu, la lixiviation utilise de l'eau ainsi que les filtrats recirculés d'un lavage précédent. Le procédé est caractérisé en ce que la filtration et le lavage sont réalisés in un filtre sous pression dans un réceptacle unique.WO 196012847 A describes a process for purifying the ashes of CL and K + ions by leaching, filtration and washing of the cake obtained, the leaching uses water as well as the recirculated filtrates from a previous washing. The method is characterized in that filtration and washing are carried out in a pressure filter in a single receptacle.

Au vu de l'art antérieur, il y a un besoin d'une méthode de traitement des cendres d'électrofiltres c!|ui 30 permette une récupération satisfaisante des composés utiles, avec conjointement une élimination suffisante des chlorures et des ions potassium , tout en évitant les problèmes de l'art antérieur, notamment liés à une utilisation excessive d'acide sulfurique et/ou d'acide usé (spent acid) ; ces problèmes étant l'augmentation de la sulfidité dans le cycle de récupération des liqueurs et/ou la perte par mise en décharge d'une partie des composés qui auraient dû être récupérés, avec donc une perte de produits utiles qui doit être compensée, mais aussi l'émission d'odeurs indésirables.In view of the prior art, there is a need for a method for treating the ash from electrostatic precipitators which allows satisfactory recovery of the useful compounds, together with sufficient removal of chlorides and potassium ions, all avoiding the problems of the prior art, in particular linked to excessive use of sulfuric acid and / or spent acid; these problems being the increase in sulphidity in the recovery cycle of the liquors and / or the loss by landfill of part of the compounds which should have been recovered, with therefore a loss of useful products which must be compensated for, but also the emission of unwanted odors.

Un objet de la présente invention est de proposer une solution qui permette de résoudre ce problème d'augmentation de la sulfidité liée à l'utilisation de l'acide sulfurique et des acides usés en quantité importante.An object of the present invention is to provide a solution which makes it possible to solve this problem of increasing the sulfidity linked to the use of sulfuric acid and of used acids in significant quantity.

Un autre objet de l'invention est de proposer une solution qui n'apporte pas de pollution supplémentaire, qui est facile à mettre en œuvre et qui est économique.Another object of the invention is to provide a solution which does not provide additional pollution, which is easy to implement and which is economical.

La solution de l'invention vise à substituer tout ou partie de l'acide sulfurique et/ou des acides usés utilisés lors de l'étape de mise en solution des cendres par du dioxyde de carbone qui sera injecté en amont de l'étape de mise en solution des cendres, cette injection devra assurer une dispersion satisfaisante du dioxyde de carbone au sein du liquide afin que son efficacité soit optimisée dans le réacteur de mélange.The solution of the invention aims to replace all or part of the sulfuric acid and / or used acids used during the step of dissolving the ashes with carbon dioxide which will be injected upstream of the step of dissolving the ashes, this injection must ensure satisfactory dispersion of carbon dioxide within the liquid so that its efficiency is optimized in the mixing reactor.

Pour cela, la solution de l'invention est une méthode de traitement des cendres d'électrofiltres provenant de la chaudière d'un circuit de régénération des liqueurs dans un procédé Kraft de production de pâte à papier, méthode comprenant au moins:For this, the solution of the invention is a method for treating the ash from electrostatic precipitators coming from the boiler of a liquor regeneration circuit in a Kraft process for the production of paper pulp, method comprising at least:

- une étape de mise en solution des cendres en milieu aqueux, dans un réacteur de mélange, sous agitation de sorte à former une solution ou une solution sursaturée, l'apport d'eau étant assuré préférentiellement par un recyclage de filtrat provenant de l'étape de séparation, complété par de l'eau d'appoint,a step of dissolving the ashes in an aqueous medium, in a mixing reactor, with stirring so as to form a solution or a supersaturated solution, the supply of water being preferably provided by recycling the filtrate from the separation stage, supplemented with make-up water,

- une étape d'acidification réduction du pH de la solution - saturée ou non saturée,- an acidification step reduction of the pH of the solution - saturated or unsaturated,

- une étape de séparation d'une phase liquide contenant des ions chlorure et potassium, d'une phase solide contenant des ions sodium, sulfures et carbonates,a step for separating a liquid phase containing chloride and potassium ions from a solid phase containing sodium, sulphide and carbonate ions,

- une étape de recyclage e tout ou partie de ladite phase liquide au niveau de l'étape de mise en solution, une deuxième partie de la phase liquide pouvant être purgée,a step of recycling e all or part of said liquid phase at the step of dissolving, a second part of the liquid phase being able to be purged,

- une étape de recyclage de tout ou partie de la phase solide dans le circuit de régénération des liqueurs, et dans laquelle l'étape de réduction du pH abaisse le pH de la solution jusqu'à une valeur de pH comprise entre 8,0 et 10 et est assurée, au moins en partie, par l'injection de dioxyde de carbone dans un des flux aqueux assurant l'apport d'eau à l'étape de mise en solution. |a step of recycling all or part of the solid phase in the liquor regeneration circuit, and in which the step of reducing the pH lowers the pH of the solution to a pH value of between 8.0 and 10 and is ensured, at least in part, by the injection of carbon dioxide into one of the aqueous streams ensuring the supply of water to the dissolving step. |

Les étapes de mise en solution des cendres et d'acidification sont ainsi simultanées grâce à l'injection préalable du dioxyde de carbone dans un des flux aqueux utilisés pour la mise en solution des cendres, assurant ainsi l'optimisation de la dispersion de l'acide dans le milieu de dilution ainsi que l'optimisation de la mise en solution des cendres qui s'effectue à un pH favorable. On a donc à la fois optimisation de l'utilisation du dioxyde de carbone et optimisation de la qualité de l'acidification.The ash dissolving and acidification steps are thus simultaneous thanks to the prior injection of carbon dioxide into one of the aqueous streams used for dissolving the ashes, thus ensuring the optimization of the dispersion of the acid in the dilution medium as well as the optimization of the ash solution which takes place at a favorable pH. There is therefore both an optimization of the use of carbon dioxide and an optimization of the quality of the acidification.

L'invention utilise du CO2, pur ou impur en substitution totale ou partielle des acides précités. La solution de l'invention est applicable à l'ensemble des procédés qui visent le même objectif (lixiviation, évaporation-cristallisation, ou cristallisation par le froid) puisque pour chacun d'eux, l'une des étapes préalables à la séparation des composés est la mise en solution aqueuse des cendres ou la formation d'une solution sursaturée (ou boue liquide ou slurry) à partir des mêmes cendres, chacune des technologies utilisant la différence de solubilité dans l'eau des sels présents pour séparer sélectivement les ions K+ et CI', en particulier en présence de carbonates, et séparant finalement deux phases, l'une aqueuse et liquide, l'autre essentiellement solide et contenant des composés à recycler.The invention uses CO2, pure or impure, in total or partial substitution of the aforementioned acids. The solution of the invention is applicable to all of the processes which have the same objective (leaching, evaporation-crystallization, or crystallization by cold) since for each of them, one of the steps prior to the separation of the compounds is the aqueous solution of the ashes or the formation of a supersaturated solution (or liquid mud or slurry) from the same ashes, each of the technologies using the difference in solubility in water of the salts present to selectively separate the K ions + and CI ', in particular in the presence of carbonates, and finally separating two phases, one aqueous and liquid, the other essentially solid and containing compounds to be recycled.

Dans le texte, le terme solution pourra désigner une solution ou une solution sursaturée - sauf si le contexte montre sans ambiguïté qu'il en est autrement.In the text, the term solution may designate a solution or a supersaturated solution - unless the context clearly shows that it is otherwise.

Le dioxyde de carbone peut être utilisé sous toute forme solide, liquide, gazeux. Il peut être utilisé pur ou impur, l'essentiel étant de réaliser une dispersion satisfaisante au sein du milieu.Carbon dioxide can be used in any solid, liquid, gaseous form. It can be used pure or impure, the main thing being to achieve a satisfactory dispersion within the medium.

La méthode de l'invention pourra comporter tout ou partie des variantes suivantes, seules ou en combinaison :The method of the invention may include all or part of the following variants, alone or in combination:

- le dioxyde de carbone peut être pur ou impur, et peut être gazeux, liquide ou solide,- the carbon dioxide can be pure or impure, and can be gaseous, liquid or solid,

- le dioxyde de carbone peut être injecté dans l'eau d'appoint,- carbon dioxide can be injected into make-up water,

- le dioxyde de carbone peut être injecté dans la première partie recyclée de la phase liquide issue de l'étape de séparation,- carbon dioxide can be injected into the first recycled part of the liquid phase from the separation step,

- le dioxyde de carbone peut être injecté pour partie dans l'eau d'appoint et pour partie dans ladite première partie recyclée de la phase liquide issue de l'étape de séparation,- the carbon dioxide can be injected partly into make-up water and partly into said first recycled part of the liquid phase resulting from the separation step,

- le dioxyde de carbone peut être ajouté directement dans le tuyau ou les tuyaux alimentant le réacteur de mélange et dans lequel le liquide circule à une vitesse de l'ordre de 1.5 à 3 ms1, via un contacteur gaz-liquide ou un mélangeur statique avec un temps de séjour du dioxyde de carbone dans le liquide suffisant pour que le mélange se fasse, et au moins égal à 10 secondes, de préférence entre 10 et 30 secondes,- carbon dioxide can be added directly to the pipe or pipes feeding the mixing reactor and in which the liquid circulates at a speed of the order of 1.5 to 3 ms 1 , via a gas-liquid contactor or a static mixer with a residence time of carbon dioxide in the liquid sufficient for the mixing to take place, and at least equal to 10 seconds, preferably between 10 and 30 seconds,

- le dioxyde de carbone est ajouté au flux aqueux via une boucle de dérivation ménagée sur le tuyau alimentant le réacteur de mélalnge ou sur un bac tampon intermédiaire, dans laquelle la pression de dissolution et le temps de séjour peuvent être ajustés,- the carbon dioxide is added to the aqueous stream via a bypass loop formed on the pipe supplying the mixing reactor or on an intermediate buffer tank, in which the dissolution pressure and the residence time can be adjusted,

- le dioxyde de carbone injecté étant sous forme d'un gaz impur, avec une teneur en dioxyde de carbone inférieure à 90%, de préférence comprise entre 50% et 90%, on utilise pour la mise en solution des cendres un réacteur ouvert de sorte à permettre l'évacuation des gaz non consommés,- the carbon dioxide injected being in the form of an impure gas, with a carbon dioxide content of less than 90%, preferably between 50% and 90%, an open reactor is used for dissolving the ashes so as to allow the evacuation of unconsumed gases,

- le dioxyde de carbone injecté étant sous forme d'un gaz impur, avec une teneur en dioxyde de carbone inférieure à 90%, de préférence comprise entre 50% et 90%, on utilise pour la mise en solution des cendres un réacteur fermé dans lequel un ciel gazeux est ménagé, le gaz contenu dans le ciel étant recyclé via une boucle de recirculation de sorte à maximiser la consommation de dioxyde de carbone résiduel, une purge des gaz inertes étant réalisée dans le ciel du réacteur,- the carbon dioxide injected being in the form of an impure gas, with a carbon dioxide content of less than 90%, preferably between 50% and 90%, a closed reactor is used for the dissolution of the ashes which a gaseous sky is provided, the gas contained in the sky being recycled via a recirculation loop so as to maximize the consumption of residual carbon dioxide, a purge of the inert gases being carried out in the sky of the reactor,

- l'injection du liquide constitué parle mélange dioxyde de carbone-eau dans le réacteur de mélange est réalisée dans une zone de mélange maximisé au sein du réacteur, préférentiellement à proximité des moyens d'agitation,the injection of the liquid formed by the mixture of carbon dioxide and water into the mixing reactor is carried out in a zone of maximized mixing within the reactor, preferably near the stirring means,

- un acide minéral est utilisé en complément ou en remplacement partiel du dioxyde de carbone, L'acide sera préférentiellement ajouté en amont de l'injection de CO2.- a mineral acid is used to complement or partially replace carbon dioxide. The acid will preferably be added upstream of the injection of CO 2 .

- l'acide minéral contient de l'acide sulfurique, ou de l'acide usé ou un mélange de ces deux acides.- the mineral acid contains sulfuric acid, or spent acid or a mixture of these two acids.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et au vu des figures dans lesquelles :The invention will be better understood on reading the following description and in view of the figures in which:

La figure 1 montre de façon schématisée un exemple de mise en œuvre de la solution de l'invention appliqué au cas de lixiviation des cendres d'électrofiltre.Figure 1 shows schematically an example of implementation of the solution of the invention applied to the case of leaching of electrostatic filter ash.

La figure 2 montre un exemple d'injection du CO2 selon un premier mode préférentiel,FIG. 2 shows an example of CO 2 injection according to a first preferred mode,

La figure 3 montre un exemple d'injection du CO2selon un mode préférentiel alternatif.Figure 3 shows an example of CO 2 injection according to an alternative preferential mode.

La méthode de traitement des cendres d'électrofiltres selon l'invention telle que présentée de manière simplifiée sur la figure 1 fonctionne de la manière suivante. Le schéma présenté correspond à une méthode de lixiviation à un étage : une étape de lixiviation suivie d'une étape de séparation.The method for treating electrofilter ash according to the invention as presented in a simplified manner in FIG. 1 operates in the following manner. The diagram presented corresponds to a one-stage leaching method: a leaching step followed by a separation step.

Les cendres 1 d'électrofiltres sont introduites via la canalisation 2 dans le réacteur A de lixiviation des cendres - aussi appelé réacteur de mélange -, ainsi que de l'eau d'appoint 3 via le tuyau 4, et la partie 11 recyclée du filtrat 9 issu de la séparation de la solution sursaturée réalisée en B. Le mélange est dispersé sous agitation, la solution sursaturée résultante 5 est pompée en 6, la solution sursaturée sous pression 7 étant envoyée pour séparation dans une centrifugeuse B (ou tout autre moyen de séparation adéquat) . La séparation permet ainsi de séparer une phase solide 8 qui est recyclée dans le circuit de récupération des liqueurs, et une phase liquide (ou filtrat 9 dont une partie 10 est renvoyée en tant que flux aqueux dans le réacteur de mélange A pour la mise en solution des cendres, tandis qu'une deuxième partie 11 est purgée.The ashes 1 of electrostatic precipitators are introduced via line 2 into the ash leaching reactor A - also called mixing reactor -, as well as make-up water 3 via the pipe 4, and the recycled part 11 of the filtrate 9 resulting from the separation of the supersaturated solution carried out at B. The mixture is dispersed with stirring, the resulting supersaturated solution 5 is pumped at 6, the supersaturated solution under pressure 7 being sent for separation into a centrifuge B (or any other means of adequate separation). The separation thus makes it possible to separate a solid phase 8 which is recycled in the liquor recovery circuit, and a liquid phase (or filtrate 9, part of which 10 is returned as an aqueous stream to the mixing reactor A for setting up ash solution, while a second part 11 is purged.

La méthode de traitement des cendres selon l'invention remplace totalement ou partiellement l'acide sulfurique et/ou à l'acide usé (spent acid) - ajoutés au niveau de l'étape de solubilisation des cendres pour acidifier les cendres - par du dioxyde de carbone qui est injecté dans au moins l'un des flux aqueux ajoutés dans le réacteur de mélange. Ainsi, le dioxyde de carbone peut être injecté en 12, c'est à dire dans le filtrat ajouté, il peut aussi être ajouté en 13, c'est à dire dans l'eau d'appoint.The ash treatment method according to the invention completely or partially replaces sulfuric acid and / or spent acid (added in the ash solubilization step to acidify the ash) with dioxide. carbon which is injected into at least one of the aqueous streams added to the mixing reactor. Thus, carbon dioxide can be injected at 12, that is to say in the added filtrate, it can also be added at 13, that is to say in make-up water.

Acidifier la solution de cendres (sursaturée ou non) via le dioxyde de carbone en remplacement total ou partiel des acides précédemment utilisés par les papetiers dans le circuit des liqueurs permet d'optimiser cette étape, en effet substituer du CO2 à l'acide sulfurique ou du « spent acid » qui est un sousproduit du générateur de bioxyde de chlore (utilisé pour le blanchiment) est particulièrement judicieux au pH souhaité pour cette étape (de l'ordre de 8 à 10 environ), la substitution est bénéfique puisque le dioxyde de carbone est transformé dans l'eau en hydrogénocarbonates. Il n'y a donc pas ou peu de dioxyde de carbone CO2 sous forme dissoute ou libre qui serait relâché et donc perdu à la neutralisation.Acidifying the ash solution (supersaturated or not) via carbon dioxide in total or partial replacement of the acids previously used by the papermakers in the liquor circuit makes it possible to optimize this step, in fact substituting CO 2 for sulfuric acid or "spent acid" which is a byproduct of the chlorine dioxide generator (used for bleaching) is particularly advisable at the desired pH for this step (of the order of 8 to 10 approximately), the substitution is beneficial since the dioxide carbon is transformed in water into hydrogen carbonates. There is therefore little or no carbon dioxide CO 2 in dissolved or free form which would be released and therefore lost on neutralization.

Cette injection peut être faite de différentes façons :This injection can be done in different ways:

Le CO2 peut être injecté sous l'une des trois formes, c'est-à-dire gaz (préféré), liquide mais aussi solide (carboglace).CO 2 can be injected in one of three forms, that is to say gas (preferred), liquid but also solid (dry ice).

L'ajout de dioxyde de carbone selon l'invention n'est pas faite dans le réacteur lui-même (dans la suspension ou dans le ciel gazeux au-dessus de la suspension), voire dans une boucle de recirculation de la suspension. Cette solution, est possible, mais est difficile et/ou coûteuse à mettre en place, en raison de la nature solide plus liquide du milieu dans lequel on veut procéder à l'addition.The addition of carbon dioxide according to the invention is not made in the reactor itself (in the suspension or in the gaseous sky above the suspension), or even in a recirculation loop of the suspension. This solution is possible, but is difficult and / or expensive to implement, due to the more liquid solid nature of the medium in which the addition is to be carried out.

La solution de l'invention qui injecte le dioxyde de carbone dans des flux aqueux entrants dans le réacteur libres de solides ou débarrassés d'une grande partie des solides en suspension, c'est-à-dire dans:The solution of the invention which injects carbon dioxide into aqueous streams entering the reactor free of solids or freed from a large part of the suspended solids, that is to say in:

l'eau de dilution, flux 4 de la figure 1, la partie recyclée du filtrat 9 sortant de l'étape de séparation B, flux 10 de la figure 1, évite de ce fait ces problèmes.the dilution water, stream 4 of FIG. 1, the recycled part of the filtrate 9 leaving the separation step B, stream 10 of FIG. 1, thereby avoids these problems.

En fonction des conditions hydrauliques de ces flux, en particulier pression et vitesse notamment, et afin d'obtenir un transfert maximum du CO2 dans le flux aqueux, on pourra prévoir, comme le montrent les schémas des figures 2 et 3 :Depending on the hydraulic conditions of these flows, in particular pressure and speed in particular, and in order to obtain a maximum transfer of CO 2 into the aqueous flow, provision may be made, as the diagrams in Figures 2 and 3 show:

Selon le schéma de la figure 2, une manière simple d'injecter le dioxyde de carbone dans un flux aqueux (eau ou filtrat!) peut consister, dès lors que les conditions hydrauliques) sont bonnes, soit turbulence et vitesse moyenne idéalement comprise entre 1,5 et 3 m/s, à injecter le dioxyde de carbone directement dans le tuyau, dès lors que la longueur de tuyauterie est suffisante pour garantir un temps de séjour du dioxyde de carbone dans le liquide de 10 à 30 s minimum préalablement à l'introduction dans le réacteur. L'injection du CO2 peut se faire via un mélangeur statique ou tout autre dispositif équivalent, par exemple un contacteur gaz-liquide type « CS nozzle » ).According to the diagram in Figure 2, a simple way to inject carbon dioxide into an aqueous stream (water or filtrate!) Can consist, as long as the hydraulic conditions) are good, i.e. turbulence and average speed ideally between 1 , 5 and 3 m / s, to inject carbon dioxide directly into the pipe, as long as the pipe length is sufficient to guarantee a residence time of carbon dioxide in the liquid from 10 to 30 s minimum before the introduction into the reactor. The injection of CO 2 can be done via a static mixer or any other equivalent device, for example a gas-liquid contactor of the “CS nozzle” type).

Si les conditions hydrauliques ne permettent pas une injection directe dans le flux aqueux (conditions insuffisantes, vitesse trop lente par exemple), une solution alternative selon l'invention consiste à ajouter une boucle munie d'une pompe prenant une partie plus ou moins importante du débit, de sorte à, avoir les conditions hydrauliques favorables à la dissolution du gaz dans le liquide et augmenter la pression dans la boucle pour injecter plus efficacement le CO2; une vanne de contre-pression est préférentiellement ajoutée en fin de boucle, elle permet d'ajuster la pression, à la valeur désirée, souvent comprise entre 2 et 10 b, préférentiellement entre 2 et 5b, pression qui permet l'optimisation de la dissolution du gaz. Le temps de séjour doit là aussi être suffisant après injection, de préférence supérieur à 5s et plus préférentiellement compris entre 10 et 30 s.If the hydraulic conditions do not allow direct injection into the aqueous stream (insufficient conditions, too slow speed for example), an alternative solution according to the invention consists in adding a loop fitted with a pump taking up a greater or lesser part of the flow, so as to have the hydraulic conditions favorable to the dissolution of the gas in the liquid and increase the pressure in the loop to inject CO 2 more effectively; a back-pressure valve is preferably added at the end of the loop, it makes it possible to adjust the pressure, to the desired value, often between 2 and 10 b, preferably between 2 and 5 b, pressure which allows the optimization of the dissolution some gas. The residence time must also be sufficient there after injection, preferably greater than 5 s and more preferably between 10 and 30 s.

L'installation d'un bac tampon peut permettre d'améliorer la mise en place d'une boucle.Installing a buffer tank can improve the installation of a loop.

Exemple de conditions d'injection de dioxyde de carbone via une boucle d'injection :Example of conditions for injecting carbon dioxide via an injection loop:

Pour une injection de CO2 de 600 kg/h, avec une solubilité dans le liquide de 1,5 g CO2/I à la pression atmosphérique et en travaillant à une pression de 10 bar abs, on installera préférentiellement d'une boucle principalement constituée :For a CO 2 injection of 600 kg / h, with a solubility in the liquid of 1.5 g CO 2 / I at atmospheric pressure and working at a pressure of 10 bar abs, a loop will preferably be installed mainly constituted:

d'une pompe de 40 m3/h avec une hauteur manométrique totale (HMT) de 100 m minimum, raccordée à un injecteur de type CS nozzle ou mélangeur statique de 80 ou 100 mm de diamètre, lui-même raccordé à une canalisation d'une longueur de 25 m minimum pour un diamètre 100 mm, munie en fin de boucle d'une vanne de contre-pression permettant d'ajuster la pression à la pression de design, à savoir 10 bar, l'ensemble émergeant dans la zone de forte turbulence à l'intérieur du réacteur de mélange .a pump of 40 m3 / h with a total head (HMT) of 100 m minimum, connected to a CS nozzle type injector or static mixer of 80 or 100 mm in diameter, itself connected to a a length of 25 m minimum for a diameter 100 mm, fitted at the end of the loop with a back pressure valve allowing the pressure to be adjusted to the design pressure, i.e. 10 bar, the assembly emerging in the area of strong turbulence inside the mixing reactor.

Le CO2 injecté peut être plus ou moins pur, c'est-à-dire avoir une concentration en CO2 comprise entre 0 et 100%, de préférence entre 50 et 100% (pur donc).The CO 2 injected can be more or less pure, that is to say have a CO 2 concentration of between 0 and 100%, preferably between 50 and 100% (therefore pure).

Dans le cas d'un gaz impur, deux solutions sont possibles :In the case of an impure gas, two solutions are possible:

La première consiste à injecter le gaz avec des performances d'injection réduites par rapport à un gaz pur (moins de pression partielle). Ainsi, lé résiduel de CO2 dans le gaz de sortie après mise en contact avec le substrat/la suspension pourra être remis à l'atmosphère. Dans ce cas, le réacteur est ouvert.The first consists in injecting the gas with reduced injection performance compared to a pure gas (less partial pressure). Thus, the residual CO 2 in the outlet gas after being brought into contact with the substrate / suspension can be returned to the atmosphere. In this case, the reactor is opened.

| La seconde consiste à fermer le réacteur et recycler le gaz [après mise en contact avec la suspension selon les méthodes déjà décrites, à savoir une turbine auto-aspirante ou une boucle externe de façon à consommer le maximum de CO2 résiduel. Dans ce cas, une purge des inertes (hors CO2) doit être réalisée sur l'atmosphère du réacteur. Cette purge peut être facilement déterminée d'après la concentration du| The second consists in closing the reactor and recycling the gas [after being brought into contact with the suspension according to the methods already described, namely a self-aspirating turbine or an external loop so as to consume the maximum of residual CO 2 . In this case, a purge of the inert materials (excluding CO 2 ) must be carried out on the reactor atmosphere. This purge can be easily determined from the concentration of

CO2 et le débit du gaz entrant d'une part et le besoin en CO2 de la suspension.CO 2 and the flow rate of the incoming gas on the one hand and the CO 2 requirement of the suspension.

Claims (12)

REVENDICATIONS 1. Méthode de traitement des cendres d'électrofiltres provenant de la chaudière d'un circuit de récupération des liqueurs dans un procédé Kraft de production de pâte à papier, méthode comprenant au moins :1. Method for treating electrofilter ash from the boiler of a liquor recovery circuit in a Kraft process for the production of paper pulp, method comprising at least: une étape de mise en solution des cendres en milieu aqueux, dans un réacteur de mélange, sous agitation de sorte à former une solution ou une solution sursaturée, l'apport d'eau étant assuré par un recyclage de filtrat provenant de l'étape de séparation, complété par de l'eau d'appoint, une étape d'acidification de la solution - saturée ou non saturée, une étape de séparation d'une phase liquide contenant des ions chlorure et potassium, d'une phase solide contenant des ions sodium, sulfures et carbonates, une étape de recyclage de tout ou partie de ladite phase liquide au niveau de l'étape de mise en solution, une deuxième partie de ladite phase liquide pouvant être purgée, une étape de recyclage de tout ou partie de la phase solide dans le circuit de régenération/récupération des liqueurs, caractérisé en ce que l'étape d'acidification abaissant le pH de la solution jusqu'à une valeur de pH comprise entre 8 et 10 est assurée, au moins en partie, par l'injection de dioxyde de carbone dans un des flux aqueux assurant l'apport d'eau à l'étape de mise en solution.a step of dissolving the ash in an aqueous medium, in a mixing reactor, with stirring so as to form a solution or a supersaturated solution, the supply of water being ensured by recycling the filtrate from the step of separation, supplemented by make-up water, a step of acidification of the solution - saturated or unsaturated, a step of separation of a liquid phase containing chloride and potassium ions, of a solid phase containing ions sodium, sulphides and carbonates, a step of recycling all or part of said liquid phase at the level of the dissolution step, a second part of said liquid phase can be purged, a step of recycling all or part of the solid phase in the liquor regeneration / recovery circuit, characterized in that the acidification step lowering the pH of the solution to a pH value between 8 and 10 is carried out, at least in part, by l 'inj ection of carbon dioxide in one of the aqueous streams ensuring the supply of water during the dissolving step. 2. Méthode selon la revendication 1 dans laquelle le dioxyde de carbone peut être pur ou impur, et peut être gazeux, liquide ou solide,2. Method according to claim 1 in which the carbon dioxide can be pure or impure, and can be gaseous, liquid or solid, 3. Méthode selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans laquelle le dioxyde de carbone est injecté dans l'eau d'appoint.3. Method according to claim 1 or claim 2 wherein the carbon dioxide is injected into the make-up water. 4. Méthode selon l'une des revendicationsl à 3 dans laquelle le dioxyde de carbone est injecté dans ladite première partie recyclée de la phase liquide issue de l'étape de séparation.4. Method according to one of claimsl to 3 wherein the carbon dioxide is injected into said first recycled part of the liquid phase from the separation step. 5. Méthode selon l'une des revendications 1 à 3 dans laquelle le dioxyde de carbone est injecté dans l'eau d'appoint et dans ladite première partie recyclée de la phase liquide issue de l'étape de séparation5. Method according to one of claims 1 to 3 wherein the carbon dioxide is injected into make-up water and into said first recycled part of the liquid phase resulting from the separation step 6. Méthode selon l'une des revendications 1 à 5 dans laquelle le dioxyde de carbone est ajouté directement dans le tuyau ou les tuyaux alimentant le réacteur de mélange et dans lequel le liquide circule à une vitesse de l'ordre de 1.5 à 3 ms’1, via un contacteur gaz-liquide ou un mélangeur statique avec un temps de séjour du dioxyde de carbone dans le liquide suffisant pour que le mélange se fasse, et au moins égal à 40 5 secondes, de préférence entre 10 et 30 secondes.6. Method according to one of claims 1 to 5 wherein the carbon dioxide is added directly into the pipe or pipes feeding the mixing reactor and in which the liquid circulates at a speed of the order of 1.5 to 3 ms ' 1 , via a gas-liquid contactor or a static mixer with a residence time of carbon dioxide in the liquid sufficient for the mixing to take place, and at least equal to 405 seconds, preferably between 10 and 30 seconds. 7. Méthode selon l'une des revendications 1 à 5 dans laquelle le dioxyde de carbone est ajouté au flux aqueux via une boucle de dérivation ménagée sur le tuyau alimentant le réacteur de mélange, ou sur un bac tampon intermédiaire, dans laquelle la pression de dissolution et le temps de séjour peuvent être ajustés.7. Method according to one of claims 1 to 5 wherein the carbon dioxide is added to the aqueous stream via a bypass loop formed on the pipe supplying the mixing reactor, or on an intermediate buffer tank, in which the pressure of dissolution and residence time can be adjusted. 8. Méthode selon l'une des revendications 1 à 7 dans laquelle le dioxyde de carbone injecté étant sous forme d'un gaz impur, avec une teneur en dioxyde de carbone inférieure à 90%, on utilise pour la mise en solution des cendres un réacteur ouvert de sorte à permettre l'évacuation des gaz non consommés.8. Method according to one of claims 1 to 7 wherein the carbon dioxide injected being in the form of an impure gas, with a carbon dioxide content of less than 90%, is used for the dissolution of the ashes reactor open so as to allow the evacuation of unconsumed gases. 9. Méthode selon l'une des revendications 1 à 7 dans laquelle le dioxyde de carbone injecté étant sous forme d'un gaz impur, avec une teneur en dioxyde de carbone inférieure à 90%, on utilise pour la mise en solution des cendres un réacteur fermé dans lequel un ciel gazeux est ménagé, le gaz contenu dans le ciel étant recyclé via une boucle de recirculation de sorte à maximiser la consommation de dioxyde de carbone résiduel, une purge des gaz inertes étant réalisée dans le ciel du réacteur.9. Method according to one of claims 1 to 7 wherein the carbon dioxide injected being in the form of an impure gas, with a carbon dioxide content of less than 90%, is used for the dissolution of the ashes closed reactor in which an overhead gas is provided, the gas contained in the overhead being recycled via a recirculation loop so as to maximize the consumption of residual carbon dioxide, a purge of the inert gases being carried out in the overhead of the reactor. 10. Méthode selon une des revendications 1 à 9 dans laquelle l'injection du mélange dioxyde de carbone - eau dans le réacteur de mélange est réalisée dans une zone de mélange maximisé au sein du réacteur, préférentiellement à proximité des moyens d'agitation.10. Method according to one of claims 1 to 9 wherein the injection of the carbon dioxide-water mixture into the mixing reactor is carried out in a zone of maximized mixing within the reactor, preferably near the stirring means. 11. Méthode selon l'une des revendications 1 à 10 selon laquelle un acide minéral est utilisé, en complément ou en remplacement partiel du dioxyde de carbone.11. Method according to one of claims 1 to 10 according to which a mineral acid is used, in addition to or in partial replacement of carbon dioxide. 12. Méthode selon la revendication 11 selon laquelle l'acide minéral contient de l'acide sulfurique, ou de l'acide usé « spent acid » ou un mélange de ces deux acides.12. Method according to claim 11 according to which the mineral acid contains sulfuric acid, or spent acid "spent acid" or a mixture of these two acids.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1291903A (en) * 1969-08-07 1972-10-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Improvements in or relating to a recovery process
US5415751A (en) * 1992-08-21 1995-05-16 Tokuyama Corporation Method of producing acids and alkalis
EP0754799A2 (en) * 1995-07-12 1997-01-22 Eka Chemicals AB Leaching process
WO2011002354A1 (en) * 2009-05-06 2011-01-06 Metso Power Ab Process for improved leaching of electrostatic precipitator ash from a recovery boiler

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2194311A5 (en) 1972-07-25 1974-02-22 Ctre Etu Rech Machine
SE504374C2 (en) 1994-10-20 1997-01-20 Kvaerner Pulping Tech Leakage of electric filter ash
FI126767B (en) 2012-11-16 2017-05-15 Andritz Oy Procedure for leaching ash from collection boiler

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1291903A (en) * 1969-08-07 1972-10-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Improvements in or relating to a recovery process
US5415751A (en) * 1992-08-21 1995-05-16 Tokuyama Corporation Method of producing acids and alkalis
EP0754799A2 (en) * 1995-07-12 1997-01-22 Eka Chemicals AB Leaching process
WO2011002354A1 (en) * 2009-05-06 2011-01-06 Metso Power Ab Process for improved leaching of electrostatic precipitator ash from a recovery boiler

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