Étant donné que de nombreux produits chimiques de blanchiment sont réactifs et dangereux à transporter, ils sont produits sur place ou à proximité. Dioxyde de chlore (ClO2), l'hypochlorite de sodium (NaOCl) et les peracides sont toujours produits sur place, tandis que le chlore (Cl2) et l'hydroxyde de sodium ou la soude caustique (NaOH) sont généralement produits hors site. Le tall oil, un produit dérivé de la résine et des acides gras extraits lors de la cuisson du kraft, peut être raffiné sur place ou hors site. La térébenthine, un sous-produit kraft plus léger, est souvent collectée et concentrée sur place, et raffinée ailleurs.
Dioxyde de chlore
Dioxyde de chlore (ClO2) est un gaz jaune verdâtre hautement réactif. Il est toxique et corrosif, explose à forte concentration (10%) et se réduit rapidement en Cl2 et O2 en présence de lumière ultraviolette. Il doit être préparé sous forme de gaz dilué et stocké sous forme de liquide dilué, ce qui rend impossible le transport en vrac.
ClO2 est généré en réduisant le chlorate de sodium (Na2ClO3) avec soit SO2, méthanol, sel ou acide chlorhydrique. Le gaz sortant du réacteur est condensé et stocké sous forme de solution liquide à 10 %. ClO moderne2 les générateurs fonctionnent à 95 % d'efficacité ou plus, et la petite quantité de Cl2 qui est produit sera collecté ou épuré du gaz de ventilation. Des réactions secondaires peuvent se produire en fonction de la pureté des produits chimiques d'alimentation, de la température et d'autres variables de processus. Les sous-produits sont renvoyés dans le processus et les produits chimiques usés sont neutralisés et évacués.
L'hypochlorite de sodium
L'hypochlorite de sodium (NaOCl) est produit en combinant Cl2 avec une solution diluée de NaOH. Il s'agit d'un processus simple et automatisé qui ne nécessite presque aucune intervention. Le processus est contrôlé en maintenant la concentration caustique de sorte que le Cl résiduel2 dans la cuve de traitement est minimisée.
Chlore et caustique
Chlore (Cl2), utilisé comme agent de blanchiment depuis le début des années 1800, est un gaz très réactif, toxique, de couleur verte qui devient corrosif en présence d'humidité. Le chlore est généralement fabriqué par électrolyse de la saumure (NaCl) en Cl2 et NaOH dans les installations régionales, et transporté chez le client sous forme de liquide pur. Trois méthodes sont utilisées pour produire Cl2 à l'échelle industrielle : la cellule à mercure, la cellule à diaphragme, et le développement le plus récent, la cellule à membrane. CL2 est toujours produit à l'anode. Il est ensuite refroidi, purifié, séché, liquéfié et transporté au broyeur. Dans les usines de pâte à papier grandes ou éloignées, des installations locales peuvent être construites, et le Cl2 peut être transporté sous forme de gaz.
La qualité du NaOH dépend du procédé utilisé parmi les trois. Dans l'ancienne méthode des cellules à mercure, le sodium et le mercure se combinent pour former un amalgame qui se décompose avec l'eau. Le NaOH résultant est presque pur. L'un des inconvénients de ce processus est que le mercure contamine le lieu de travail et a entraîné de graves problèmes environnementaux. Le NaOH produit à partir de la cellule à diaphragme est éliminé avec la saumure usée et concentré pour permettre au sel de cristalliser et de se séparer. L'amiante est utilisé comme diaphragme. Le NaOH le plus pur est produit dans les cellules membranaires. Une membrane à base de résine semi-perméable permet aux ions de sodium de passer sans les ions de saumure ou de chlore, et de se combiner avec de l'eau ajoutée à la chambre cathodique pour former du NaOH pur. L'hydrogène gazeux est un sous-produit de chaque processus. Il est généralement traité et utilisé soit dans d'autres procédés, soit comme combustible.
Production de tall oil
La pâte kraft d'espèces hautement résineuses telles que le pin produit des savons de sodium de résine et d'acides gras. Le savon est collecté à partir de réservoirs de stockage de liqueur noire et de réservoirs d'écrémage de savon situés dans le train d'évaporateur du processus de récupération chimique. Le savon raffiné ou le tall oil peuvent être utilisés comme additif pour carburant, abat-poussière, stabilisateur de route, liant de chaussée et fondant pour toiture.
À l'usine de transformation, le savon est stocké dans des réservoirs primaires pour permettre à la liqueur noire de se déposer au fond. Le savon monte et déborde dans un deuxième réservoir de stockage. L'acide sulfurique et le savon décanté sont introduits dans un réacteur, chauffés à 100°C, agités puis décantés. Après s'être déposé pendant la nuit, le tall oil brut est transvasé dans un récipient de stockage et laissé au repos pendant une autre journée. La fraction supérieure est considérée comme du tall oil brut sec et est pompée vers le stockage, prête à être expédiée. La lignine cuite dans la fraction inférieure fera partie du lot suivant. L'acide sulfurique épuisé est pompé vers un réservoir de stockage et toute lignine entraînée peut se déposer au fond. La lignine laissée dans le réacteur est concentrée pendant plusieurs cuissons, dissoute dans une soude caustique à 20 % et renvoyée dans le réservoir de savon primaire. Périodiquement, la liqueur noire collectée et la lignine résiduelle de toutes les sources sont concentrées et brûlées comme combustible.
Récupération de térébenthine
Les gaz des digesteurs et les condensats des évaporateurs de liqueur noire peuvent être collectés pour la récupération de la térébenthine. Les gaz sont condensés, combinés, puis débarrassés de la térébenthine qui est recondensée, collectée et envoyée dans un décanteur. La fraction haute du décanteur est soutirée et envoyée au stockage, tandis que la fraction basse est recyclée vers le strippeur. La térébenthine brute est stockée séparément du reste du système de collecte car elle est nocive et inflammable, et est généralement traitée hors site. Tous les gaz incondensables sont collectés et incinérés soit dans les chaudières électriques, le four à chaux ou un four dédié. La térébenthine peut être traitée pour être utilisée dans le camphre, les résines synthétiques, les solvants, les agents de flottation et les insecticides.