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Glossaire des Termes Techniques Utilisé dans Traitement des eaux usées: green liquor

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green liquor

La Liqueur Verte : Un Ingrédient Clé dans le Cycle de Fabrication du Papier Kraft

La liqueur verte, un élément essentiel du procédé de fabrication du papier kraft, est le résultat de la dissolution de la fonte fondue - un mélange de sulfure de sodium, de carbonate de sodium et d'autres produits chimiques - dans l'eau. Cette liqueur, caractérisée par sa couleur verte due à la présence d'impuretés de fer, joue un rôle crucial dans le cycle de récupération chimique du procédé kraft.

Le Rôle de la Liqueur Verte dans la Fabrication du Papier Kraft :

  1. Récupération Chimique : La liqueur verte sert de source de produits chimiques essentiels comme le sulfure de sodium (Na₂S) et l'hydroxyde de sodium (NaOH) pour le procédé de pulpage.
  2. Caustification : La liqueur verte est transformée en liqueur blanche par un procédé appelé caustification. Cela implique de faire réagir la liqueur verte avec de l'oxyde de calcium (chaux) pour produire de la liqueur blanche, qui contient une concentration plus élevée d'ions hydroxyde (OH-) nécessaires au pulpage du bois.
  3. Système en Boucle Fermée : La liqueur verte fait partie intégrante du système en boucle fermée dans la fabrication du papier kraft. Ce système en boucle fermée minimise les déchets et maximise l'efficacité des ressources en recyclant et en réutilisant les produits chimiques tout au long du processus.

Propriétés de la Liqueur Verte :

  • pH : La liqueur verte est fortement alcaline, avec généralement un pH d'environ 13-14.
  • Couleur : La couleur verte provient des impuretés de fer, principalement du sulfure ferreux (FeS), présentes dans la fonte.
  • Composition Chimique : Composée principalement de sulfure de sodium (Na₂S), de carbonate de sodium (Na₂CO₃) et d'hydroxyde de sodium (NaOH), avec des quantités variables d'autres composés selon le processus spécifique et les matières premières.

Implications Environnementales :

  • Traitement des Eaux Usées : Bien que le procédé kraft utilise un système en boucle fermée, certaines impuretés peuvent encore s'échapper dans le flux des eaux usées. Le traitement approprié de ces eaux usées est crucial pour minimiser l'impact environnemental.
  • Efficacité Energétique : Le cycle de récupération chimique impliquant la liqueur verte contribue de manière significative à l'efficacité énergétique globale du procédé kraft.
  • Durabilité : La nature en boucle fermée du procédé kraft, intégrant la liqueur verte, favorise la fabrication durable du papier en réduisant les déchets et en minimisant l'impact environnemental.

Conclusion :

La liqueur verte, malgré son nom quelque peu sinistre, est un élément crucial du procédé durable de fabrication du papier kraft. Son rôle dans le cycle de récupération chimique garantit la réutilisation efficace des produits chimiques et minimise l'impact environnemental. Comprendre les propriétés et les fonctions de la liqueur verte est essentiel pour optimiser l'efficacité et la durabilité des usines de fabrication de papier kraft.

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Quiz: Green Liquor in Kraft Papermaking

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is the primary reason for the green color of green liquor?

(a) The presence of sodium sulfide (Na₂S) (b) The presence of sodium hydroxide (NaOH) (c) The presence of iron impurities, mainly ferrous sulfide (FeS) (d) The presence of calcium oxide (lime)

Answer

(c) The presence of iron impurities, mainly ferrous sulfide (FeS)

2. What is the key function of green liquor in the kraft process?

(a) To provide a source of heat for the pulping process. (b) To act as a bleaching agent for the pulp. (c) To provide essential chemicals for the pulping process. (d) To neutralize the acidity of the wood chips.

Answer

(c) To provide essential chemicals for the pulping process.

3. What is the process called where green liquor is converted into white liquor?

(a) Decolorization (b) Causticizing (c) Smelting (d) Dissolving

Answer

(b) Causticizing

4. What is a significant environmental benefit of the kraft process, which utilizes green liquor?

(a) Reduced air pollution from burning fossil fuels (b) Minimized waste and maximized resource efficiency through a closed-loop system (c) The ability to use recycled paper as a raw material (d) The production of biodegradable paper products

Answer

(b) Minimized waste and maximized resource efficiency through a closed-loop system

5. What is the typical pH range of green liquor?

(a) 1-2 (b) 5-6 (c) 9-10 (d) 13-14

Answer

(d) 13-14

Exercise: Green Liquor in a Kraft Mill

Scenario: A kraft paper mill produces 1000 tons of pulp per day. The process requires a specific concentration of sodium sulfide (Na₂S) in the green liquor to maintain optimal pulping efficiency. Currently, the green liquor contains 10% Na₂S by weight. However, the desired concentration is 15%.

Task: Calculate the amount of sodium sulfide (Na₂S) that needs to be added to the green liquor to achieve the desired concentration.

Instructions: 1. Determine the current weight of Na₂S in the green liquor (assuming a constant green liquor weight). 2. Calculate the target weight of Na₂S required for the desired concentration. 3. Subtract the current weight of Na₂S from the target weight to find the amount to be added.

Exercice Correction

Let's assume a constant green liquor weight of 1000 tons for simplicity. 1. **Current weight of Na₂S:** 1000 tons * 10% = 100 tons 2. **Target weight of Na₂S:** 1000 tons * 15% = 150 tons 3. **Amount to be added:** 150 tons - 100 tons = 50 tons **Therefore, 50 tons of sodium sulfide (Na₂S) need to be added to the green liquor to achieve the desired 15% concentration.**

Books

  • Pulp & Paper Manufacturing by James P. Casey (This comprehensive book covers the entire kraft process, including green liquor.)
  • The Chemistry and Technology of Pulp and Paper by James D. Munson (This book delves into the chemical aspects of papermaking, including the role of green liquor.)
  • Papermaking: The Art and Craft of Hand Papermaking by Holly Stalcup (While focusing on traditional papermaking, this book provides valuable insights into the history and chemistry of papermaking.)

Articles

  • Recovery of Chemicals in Kraft Pulping by H.L. Chum (This article provides a detailed explanation of the chemical recovery cycle, highlighting the importance of green liquor.)
  • Green liquor causticization: A review of process technologies and environmental aspects by A.K. Gupta and S.K. Gupta (This article explores various aspects of green liquor causticization, including its environmental impact.)
  • Kraft Pulping Technology: An Overview by B.V. Kokta (This article offers a general overview of kraft pulping, encompassing the role of green liquor in the process.)

Online Resources

  • TAPPI (Technical Association of the Pulp and Paper Industry): https://www.tappi.org/ (Offers various resources, including research papers, conference proceedings, and online courses on papermaking topics, including green liquor.)
  • The Pulp and Paper Technical Association of Canada (PAPTAC): https://www.papac.ca/ (Similar to TAPPI, PAPTAC provides a wealth of information on papermaking, including technical articles and industry news.)
  • The Chemical Recovery Cycle in Kraft Pulping: https://www.paperonweb.com/article/kraft-pulping-technology-an-overview (This website offers a comprehensive description of the chemical recovery cycle, including the role of green liquor.)

Search Tips

  • Use specific keywords: Include "green liquor," "kraft papermaking," "chemical recovery," and "causticizing" in your search queries.
  • Specify your target audience: Use terms like "technical article," "research paper," or "industry report" to filter results.
  • Combine keywords with relevant industry terms: Combine "green liquor" with terms like "sulfide," "carbonate," "hydroxide," or "iron impurities" to refine your search.
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