Traiter la liqueur noire efficacement : les vannes de Somas

mai 17, 2022 | Blogue

Les usines de pâte à papier qui utilisent le procédé kraft pour transformer le bois en pâte de bois doivent invariablement composer avec de la liqueur noire. Ce sous-produit du lessiveur est une combinaison de lignine, d’hémicellulose, de produits chimiques usés et d’eau. En général, la liqueur doit être pompée vers une usine d’évaporation où elle est concentrée, puis brûlée pour produire de l’énergie et récupérer les produits chimiques de cuisson. Cependant, au cours de ce processus, la liqueur noire exerce des contraintes inhabituelles sur les vannes. Elle est épaisse, collante et a une teneur élevée en matières solides (particulièrement lorsqu’elle quitte l’usine d’évaporation pour être brûlée). Les vannes à segment sphérique de Somas sont spécialement conçues pour traiter la liqueur noire à chaque étape du processus d’évaporation.

Black liquor photo: FPInnovations

crédit photo : FPInnovations

Efficacité de l’usine d’évaporation

Pour que la liqueur noire soit combustible, elle doit atteindre au moins 60% de siccité. Lorsque la liqueur quitte le poste de lavage, elle est composée d’environ 15% de substances sèches.Elle doit donc être pompée dans une usine d’évaporation pour être concentrée.

Idéalement, l’évaporation de la liqueur noire doit se faire de la manière la plus économique possible. Le fait de connecter plusieurs évaporateurs en série et d’y faire circuler la liqueur en séquence présente plusieurs avantages, car chaque évaporateur gère une partie du changement de température. Environ 0,2tonne de vapeur vive suffit pour faire évaporer une tonne d’eau de la liqueur noire ; la vapeur d’un évaporateur peut être utilisée dans le suivant pour réduire la quantité de vapeur à produire.

Vannes pour l’évaporation de la liqueur noire

Alors, quelle vanne de régulation faut-il utiliser pendant le processus d’évaporation ? Lors des premières étapes du processus, les vannes papillon à excentration de Somas constituent un choix judicieux, car elles peuvent traiter la liqueur noire jusqu’à ce que la substance contienne plus de 45 à 50% de matières solides. Une fois que la liqueur s’est évaporée au-delà de ce point, le meilleur choix est la vanne à segment sphérique standard de type KVTW/KVTF de Somas. Celle-ci peut supporter la concentration de matières solides plus élevée ainsi que les exigences physiques supplémentaires de la substance partiellement évaporée.

Vannes pour liqueur noire après évaporation

Quelles vannes peuvent supporter les contraintes liées à l’acheminement de la liqueur noire concentrée vers la chaudière de récupération ? À ce stade, la solution est lourde et peut contenir jusqu’à 70% de matières solides, combinées au gâteau de sel et au soufre. Il s’agit d’une substance exceptionnellement collante et épaisse qui présente des défis pour tout type de vanne. Les défaillances les plus courantes sont les accumulations autour des arbres et des sièges qui entraînent des fuites ou des blocages.

La vanne à segment sphérique de type HVV et la vanne à bille de type SKV de Somas, configurées pour les applications de liqueur noire, sont idéales à cette étape du processus. Dans cette configuration, un joint d’arbre en polytétrafluoréthylène (PTFE) empêche la liqueur noire de pénétrer dans la zone du palier. Un palier d’arbre assure un mouvement régulier de l’arbre pendant le fonctionnement et protège également ce dernier dans le cas où la liqueur pénètre dans cette zone de la vanne.

Il y a également un risque que le fluide pénètre derrière les sièges et bloque le fonctionnement de la vanne. Pour atténuer ce risque, la vanne est conçue avec des sièges verrouillés. La vanne de type HVV de Somas convient aux applications de contrôle, tandis que la vanne à bille de type SKV est idéale pour les applications d’isolation marche/arrêt. De plus, les vannes qui sont en contact avec la liqueur noire doivent être équipées d’un système de réchauffage des conduites. En gardant le corps de vanne au chaud, on empêche la liqueur noire de se solidifier et de rendre la vanne inopérante au moment de reprendre les activités à la suite d’un arrêt non planifié.

Importance de la chaudière de récupération

Après son évaporation, la liqueur noire est brûlée dans une chaudière de récupération, qui remplit trois fonctions essentielles :

  • Éliminer la liqueur noire : La chaudière de récupération détruit la matière organique de la liqueur noire et constitue une méthode écologique de traitement de ce sous-produit.
  • Produire de la vapeur : La chaudière de récupération produit toute la vapeur nécessaire au fonctionnement d’une usine de pâte kraft. La turbine à vapeur produit de l’électricité pour l’usine.
  • Provoquer des réactions chimiques : La chaudière produit également du carbonate de sodium (Na2CO3) et du sulfure de sodium (Na2S).

Au bas de la chambre de combustion de la chaudière de récupération, le composé sulfuré final est formé à partir des différents composés organiques et inorganiques de la liqueur noire. Ce composé est un agent actif dans la fabrication de pâte kraft. La mesure du succès du procédé de récupération chimique est l’efficacité de la réduction.

Notre savoir-faire

L’équipe compétente d’ArmourValve est là pour vous aider à choisir le bon équipement pour gérer même les applications les plus difficiles. Que vous traitiez de la liqueur noire ou d’autres substances épaisses et collantes, vous pouvez communiquer avec notre équipe pour discuter des vannes qui peuvent résister aux exigences de votre application de la manière la plus rentable. Communiquez avec nous dès aujourd’hui.

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Marc Soucy, P.Eng

Product Applications Engineer & Business Development Manager (Atl Canada)

I am a mechanical engineer with 30 years of plant, sales and service experience. I have been on both sides of the desk and can relate with you when issues arise in the plant. You can trust that I won’t recommend a product unless I know that it will do the job for you.

Marc Soucy, P.Eng

Ingénieur d’applications de produits & Responsable du développement de la région de l’Atlantique

J’ai un diplôme en génie mécanique avec 30 ans d’expérience dans les usines, les ventes, et le service. J’ai été de chaque côté du bureau et je comprends lorsque des problèmes font surface dans l’usine, l’importance que l’on doit y apporter. Vous pouvez être sûr que je ne recommanderai pas un produit à moins que je sache qu’il convient à votre application.