Mesure des solides dissous totaux dans la pâte brune

pour optimiser les machines à laver la pâte brune et le lavage

Le développement du réfractomètre de procédé Vaisala K-PATENTS SAFE-DRIVE PR-23-SD pour la mesure en continu des solides dissous totaux (TDS) dans les suspensions de fibres permet de suivre en continu les performances à chaque étape du procédé. Les changements dans les TDS au niveau des lignes de stock d'alimentation et de sortie, ainsi qu'au niveau des lignes de perméat entrant et sortant, peuvent être détectés immédiatement. En optimisant le lavage de la pâte brune et en augmentant la teneur en solides de la liqueur noire, les usines obtiennent des bénéfices immédiats, une pâte plus propre et de meilleure qualité pour le blanchiment et une meilleure utilisation de l'eau, des produits chimiques et de l'énergie.

Applications de contrôle de procédé en ligne dans le lavage de la pâte brune et de la ligne de fibres

Réfractomètre Safe-Drive Vaisala K-Patents dans une installation de lavage de la pâte brune

Le lavage de la pâte brune peut être considéré comme l'opération clé influençant l'économie du procédé de réduction en pâte ainsi que la charge environnementale de l'usine. Ce lavage vise à éliminer à la fois les composés solubles organiques et inorganiques de la suspension de pâte (pâte brune) en utilisant la plus faible quantité possible de liqueur de lavage ou d'eau. Vaisala fournit des réfractomètres de procédé pour mesurer et surveiller les solides dissous totaux (TDS) dans la suspension de pâte. 

 

Lorsque l'on examine dans son ensemble la relation économique globale entre les coûts d'exploitation et le rendement, on souhaite d'abord optimiser le rendement en solides, du fait de sa valeur calorifique dans la chaudière de récupération, et diminuer le facteur de dilution pour économiser la vapeur dans les évaporateurs. Les facteurs clés suivants sont le coût des produits chimiques d'appoint pour remplacer les pertes en sodium et le coût du traitement des effluents. Autres points importants : limiter le rendement de l'évaporateur dans de nombreuses usines et le recours aux produits chimiques de blanchiment dans les usines de blanchiment.

Le développement du réfractomètre de procédé Vaisala  K-PATENTS SAFE-DRIVE PR-23-SD pour la mesure en continu de la teneur en solides dissous dans une suspension de fibres a permis de suivre en continu les performances à chaque étape du procédé. Les changements dans les TDS au niveau des lignes de stock d'alimentation et de sortie, ainsi qu'au niveau des lignes de perméat entrant et sortant, peuvent être détectés immédiatement.

Dès lors qu'une usine utilise le nombre approprié de mesures de solides dissous totaux en ligne, elle peut calculer et optimiser ses variables de lavage de la pâte brune, telles que le facteur de dilution optimal (FD), le rapport de déplacement (RD), la perte de lavage relative (1-Y) et le facteur de rendement de l'ensemble de l'installation (R). Il est ainsi possible de mettre en œuvre le contrôle de niveau supérieur afin de bénéficier des avantages de l'optimisation complète des opérations de lavage de la pâte brune.

Applications types dans le domaine du lavage de la pâte brune

Zone de lavage du dispositif de dégradation et ligne de soufflage
La mesure des TDS dans la suspension de pâte soufflée après le dispositif de dégradation permet de surveiller le fonctionnement du diffuseur. En association avec d'autres mesures (comme le perméat et la liqueur de rinçage), il est possible de contrôler les performances de la zone de lavage au niveau du dispositif de dégradation. De plus, la mesure des TDS au niveau de la ligne de ventilation permet de surveiller les performances du dispositif de dégradation, garantissant qu'il atteint la concentration correcte. L'association de ces mesures facilite le calcul en continu des bilans massiques du dispositif de dégradation.

Alimentation en pâte des machines à laver
Une mesure des TDS précise et en temps réel dans la pâte d'alimentation permet de répondre rapidement aux changements de procédé et évite que les perturbations ne se propagent aux étapes de lavage suivantes. Les variables du procédé, telles que le facteur de dilution, peuvent être contrôlées en fonction des propriétés de la pâte d'entrée et les bilans massiques peuvent être surveillés en continu. 

Étape de lavage
Lors de cette étape, les mesures en ligne du TDS offrent un meilleur contrôle et permettent de définir le facteur de dilution optimal, la bonne cohérence de fonctionnement et la concentration optimale en solides au niveau du flux vers la chaudière de récupération. On évite ainsi une consommation excessive d'eau dans les machines à laver, ce qui réduit les besoins en énergie de l'évaporateur et le recours aux produits chimiques d'appoint. 

De la pâte à la délignification à l'oxygène 
Le coût et les performances du procédé de délignification à l'oxygène peuvent être optimisés en utilisant des mesures de TDS en ligne. La réduction des pertes de lavage dans la pâte d'entrée vers les réacteurs diminue la quantité d'alcali. L'alcali est consommé dans les réactions de neutralisation des acides organiques. De plus, la température du réacteur peut être optimisée et la quantité d'oxygène réduite. 

Du déchargement de la pâte au blanchiment
Des mesures continues fiables de la perte de lavage dans la pâte de déchargement permettent de contrôler la réussite du lavage. En minimisant les pertes de lavage, on peut optimiser les étapes suivantes. Une perte de lavage moins importante au niveau de la pâte de sortie améliore sa qualité tout en diminuant la quantité de produits chimiques nécessaires pour le blanchiment. Des mesures fiables améliorent les performances environnementales et contribuent à réduire les coûts de traitement des effluents

Avantages de la mesure en ligne et du contrôle de procédé dans le lavage de la pâte brune

  • Contrôle continu du rendement du lavage 
  • Meilleures performances de la délignification à l'oxygène et du blanchiment 
  • Consommation réduite de réactifs supplémentaires dans les étapes suivantes de blanchiment 
  • Qualité de la pâte améliorée 
  • Formation réduite de composés organiques nocifs lors du blanchiment, charge réduite pour le traitement des effluents 
  • Meilleure récupération des produits chimiques de cuisson (Na et S) et des matières organiques à base de bois dissoutes 
  • Meilleur rendement de la chaudière de récupération 
  • Utilisation de l'énergie optimisée 
  • Performances mécaniques accrues des machines à laver, durée de vie prolongée 
  • Exécution des procédés améliorée 
  • Investissement initial modéré, le retour sur investissement (ROI) est relativement rapide, autour de 3 à 6 mois 

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