la production de pâte Kraft

Présentation au sujet: "la production de pâte Kraft"— Transcription de la présentation:

1 la production de pâte Kraft
Étude d'ingénierie préliminaire pour la production de pâte Kraft

2 Plan de la présentation
Introduction Choix des procédés utilisés Simulation des procédés Propositions de sites et études d’impacts environnementaux Intégration Analyse économique Conclusion

3 Introduction • Objectif principal du rapport
Étendue de l’étude Organisation et exécution des tâches Note : La présentation sera faite pour une production de 1500 BDT/d d ’une pâte de % feuillus et 50 % résineux

4 Plan de la présentation
Introduction Choix des procédés utilisés

5 Traitement de la pâte écrue Traitement de la pâte blanchie
Plan - procédé Kraft Cuisson Blanchi- ment Traitement de la pâte écrue Préparation du bois Traitement de la pâte blanchie Préparation des produits chimiques Recaustification Lessive noire Vapeur et énergie

6 Recoupeuse / retrancheuse
Préparation du bois Billots Tambour écorceur / Broyeur à écorces Coupeuse à bois Tamisage des copeaux Recoupeuse / retrancheuse Entreposage silos

7 Avantages du CCM vs cuisson conventionnelle • Rendement plus élevé pour un même indice kappa
Utilisation réduite mais plus efficace de l’alcali (grâce aux additions progressives de la liqueur blanche tout au long du procédé) Amélioration des propriétés mécaniques de la pâte Utilisation réduite des produits de blanchiment Pâte plus propre Potentiel de brillance plus élevé

8 Kamyr : cuisson continue modifiée • Addition progressive de la liqueur blanche
Stage final de la cuisson à contre-courant Lavage par diffusion à deux étapes en continu Copeaux Imprégnation Lavage par diffusion Pâte Préchauffage des copeaux Digesteur

9 Épuration des noeuds • Enlève les nœuds
Copeaux de bois non-cuits Petits morceaux de bois (bûchettes) Amas de fibres 2 stages d’épuration : pâte acceptée au tamisage

10 Tamisage Enlève plus petits nœuds qui ont passé l’étape d’épuration
4 stages de tamisage : alim. des épurateurs 1er stage 2e 3e 4e Lavage et délignification rejets Rejets aux égouts accepté filtrat

11 Délignification à l’oxygène • Stade de lavage de la pâte avant délignification
Atteindre consistance = 14% Récupérer produits chimiques Délignification Enlève le plus de lignine possible avant blanchiment (économie de produits chimiques) Se produit en présence de liqueur blanche oxydée (NaOH) et O2

12 Lavage de la pâte • Sert à :
Enlever les matières solides restantes Enlever les produits chimiques résiduels 2 stages de lavage à contre-courant

13 Préparation des produits chimiques
Générateur de ClO2 Na2H(SO4) Eau réfrigérée NaOCl3 ClO2 Réservoir de ClO2 Tour d ’absorption Refroid. de gaz CH3OH H2SO4 Procédé ECF : R8 Générateur de ClO2 8H2SO4 + 3CH3OH + 12NaClO3  12ClO2 + 9H2O + 4Na3H(SO4)2

14 Blanchiment • 4 tours de blanchiment
Séquence : D Eo D D Étape 1 : Ajout de ClO2 Étape 2 : Ajout de NaOH et d’O2 Étape 3 : Ajout de ClO2 Brillance ~80% Étape 4 : Ajout de ClO2 Brillance finale (90%) atteinte

15 Préparation de la pâte blanchie • Système de tamis à 3 stades qui enlève les contaminants introduits par le recyclage des cassés Système d’épurateurs centrifuges qui enlève les saletés organiques et inorganiques

16 Bout humide de la machine • Caisse d’arrivée - la pâte a une consistance d’environ 1%
Fourdrinier - la pâte a une consistance d ’environ 20% à la sortie du fourdrinier Pré-sécheur - augmente la température de la feuille de 50 à 60 °C Presses - la consistance de la pâte après la troisième presse est d’environ 45%

17 Bout sec de la machine • Séchoir à air chaud qui enlève le reste de l’humidité pour obtenir une consistance de 90% Coupeuse/empileuse Préparation à l’expédition

18 Récupération des produits chimiques • Évaporation de la lessive noire
Combustion de la lessive noire Recaustification

19 Évaporation • Sert à : Évaporateur à 5 effets et un concentrateur
Évaporer la lessive noire afin qu’elle puisse soutenir la combustion Évaporateur à 5 effets et un concentrateur Sortie : 73.5% solides

20 Combustion de la lessive noire • Transformation de la lessive noire en lessive verte
Chaudière de récupération Économiseur Électrofiltre Cheminée Lessive noire Lessive verte

21 Ca(OH)2 + Na2CO3  2 NaOH + CaCO3
Recaustification Transformation de la lessive verte en lessive blanche Ca0 + H2O  Ca(OH)2 Ca(OH)2 + Na2CO3  2 NaOH + CaCO3

22 Recaustification Lessive verte  lessive blanche blanche Lessive +
Dépôts Lessive verte Clarificateur Extincteur de chaux CaO Caustificateurs blanche + boue de chaux Lessive blanche + boue faible concentration Filtres pression Laveur/ épaississeur Filtrat Boue vers combustion

23 Combustion de la boue Combustion de la boue
CaCO3 + chaleur  CaO + CO2 Précipitateur électrostatique Boue (CaCO3) CO2 Four rotatif Gaz combustible CaO vers recaustification

24 Plan de la présentation
Introduction Choix des procédés utilisés Simulation des procédés

25 Plan - simulation 1. Objectifs
2. Logiciel utilisé 3. Démarche 4. Simulation globale 5. Simulation détaillée : chaudière de récupération 6. Boucles de recyclage 7. Résultats

26 1. Objectifs • Fournir les valeurs des écoulements pour les 6 cas traités afin de :
Dimensionner les équipements Établir les besoins en matières premières : Bois Produits chimiques Eau et vapeur Quantifier les rejets et effluents à traiter

27 2. Logiciel utilisé • MASSBAL version 3
2. Logiciel utilisé • MASSBAL version 3.71 de Honeywell Hi-Spec Solutions Permet de faire un bilan de masse et un bilan d’énergie Fourni un rapport détaillé pour toutes les unités

28 3. Démarche • Bilan global sur EXCEL (fibres et produits chimiques)
Morcellement du procédé par modules Simulation individuelle des modules

29 Simulation individuelle des modules
Compréhension du procédé Propriétés et paramètres requis Schéma MASSBAL Tableau des degrés de liberté Simulation Déverminage

30 3. Démarche • Bilan global sur EXCEL (fibres et produits chimiques) • Morcellement du procédé par modules • Simulation individuelle des modules Intégration des modules dans la simulation globale

31 4. Simulation globale

32 Simulation globale - modules
ÉVAPORATION VAPEUR BLANCHIMENT PRÉPARATION DU BOIS CUISSON RECAUSTIFICATION RÉCUPÉRATION PRODUITS CHIMIQUES TRAITEMENT PÂTE ÉCRUE PÂTE BLANCHIE

33 Simulation globale - modules
ÉVAPORATION VAPEUR BLANCHIMENT PRÉPARATION DU BOIS CUISSON RECAUSTIFICATION RÉCUPÉRATION PRODUITS CHIMIQUES TRAITEMENT PÂTE ÉCRUE PÂTE BLANCHIE

34 Simulation globale - modules
ÉVAPORATION VAPEUR BLANCHIMENT PRÉPARATION DU BOIS CUISSON RECAUSTIFICATION RÉCUPÉRATION PRODUITS CHIMIQUES TRAITEMENT PÂTE ÉCRUE PÂTE BLANCHIE

35 5. Simulation détaillée : chaudière de récupération

36 Chaudière de récupération
Gaz de combustion Eau Vapeur haute pression Air Lessive noire Lessive verte

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38 6. Boucles de recyclage

39 Simulation globale - modules
VAPEUR PRODUITS CHIMIQUES ÉVAPORATION RÉCUPÉRATION RECAUSTIFICATION PRÉPARATION DU BOIS CUISSON TRAITEMENT PÂTE ÉCRUE BLANCHIMENT TRAITEMENT PÂTE BLANCHIE

40 7. Résultats • Atteinte des résultats EXCEL par MASSBAL
Tendances de certaines variables (bois, liqueur faible, eau et soude caustique)

41 Tendances observées selon la production de pâte (50/50)

42 Tendances observées selon le type de pâte (1500 BDT/d)

43 Plan de la présentation
Introduction Choix des procédés utilisés Simulation des procédés Choix du site et études d’impacts environnementaux

44 Plan - choix du site et études d’impacts environnementaux • Choix des régions
Choix des villes Lois et normes en vigueur Études d’impacts

45 Critères pour le choix des régions • Approvisionnement en matières premières
La proximité d'un cours d'eau Installations de pâtes et papiers à proximité Facilité d'accès au site Main d’œuvre qualifiée Taux de chômage

46 Choix des régions • Région mixte (50% conifères / 50% feuillus) - OUTAOUAIS
Gros inventaire d'arbres Bonne possiblilité annuelle de coupe 135 scieries Région 100% feuillus - ESTRIE Inventaire d'arbres moindre que l'Outaouais Proximité des Etats-Unis 103 scieries

47 Choix des régions (suite) • Région 100% conifères - CÔTE-NORD
Inventaire d'arbres énorme Excellente possibilité annuelle de coupe Seulement une usine de pâte kraft dans la région Taux de chômage élevé

48 Critères pour le choix des villes • Proximité de scieries
Proximité de cours d’eau d’un débit minimal de m3/jour Pas d’industries de pâtes et papiers sur le cours d’eau principal

49 Villes choisies – Outaouais : Egan-Sud
Estrie : Black Lake Côte-Nord : Ragueneau Rejet du site de Black Lake

50 Egan-sud

51 Ragueneau

52 Lois et normes en vigueur • Règlement sur les fabriques de pâtes et papiers R.R.Q., c. Q-2 12-1
DORS/92-267 : Règlement sur les dioxines et les furanes DORS/92-268 : Règlement sur les additifs anti-mousse et copeaux de bois DORS/ : Règlement sur les effluents des fabriques de pâtes et papiers

53 Études d’impacts • Éléments du milieu naturel
Eau Air Sol Faune et Flore Éléments du milieu humain Aspect social Aspect économique Aspect culturel Aspect spatial

54 Plan de la présentation
Introduction Choix des procédés utilisés Simulation des procédés Choix du site et études d’impacts environnementaux Intégration

55 Plan - intégration • Conception de la chaudière d’énergie
Conception des systèmes de traitement de l’eau, des effluents et des gaz non-condensables Disposition de l’usine

56 Séchage des déchets de bois

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58 Chaudière d’énergie

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63 Traitement des eaux

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67 Traitement des effluents

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72 Traitement des gaz non-condensables

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75 Disposition du site

76 Plan général de l’usine

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78 Plan détaillé de l’usine

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103 Plan du site de Ragueneau

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105 Plan du site de Egan-sud

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107 Plan de la présentation
Introduction Choix des procédés utilisés Simulation des procédés Choix du site et étude d’impacts environnementaux Intégration Analyse économique

108 Plan - Analyse économique
1. L’approche utilisée 2. Les hypothèses 3. L’analyse économique 4. La rentabilité 5. L’analyse de sensibilité 6. Conclusion

109 1. L’approche • Les hypothèses de résolution
L’état des résultats Le flux monétaire Les autres critères d’analyse économique L’analyse de sensibilité

110 2. LES HYPOTHÈSES • Le TRAM : 15 %
Le taux de change : 0,75 $ US/$ CDN Le prix de la pâte : 800 $ US/BDT Taux d’intérêt : 9.5 % Durée de vie du projet : 25 ans Ratio dette/équité : 60/40

111 3. L’ANALYSE ÉCONOMIQUE Établir :
1. L’investissement initial 2. Le financement 3. Les coûts d’opérations quotidiens 4. Ultimement : la viabilité économique du projet dans son ensemble

112 L’ÉTAT DES RÉSULTATS ET LE FLUX MONÉTAIRE
2. Investissement Investissement en capital (-) Dépréciation (+) Fonds de roulement (+/-) 3. Financement Emprunt (+) Remboursements (-) 1. Opérations Revenus (+) Dépenses (-) Revenus bruts Impôts (-) Revenus nets Total : flux monétaire

113 PRINCIPAUX RÉSULTATS • Revenus bruts : 610 MM $/an
Dépenses : 350 MM $/an Dépréciation : 20 MM $/an Impôts : 85 MM $/an Emprunt : 720 MM $ à l’année 0 Intérêts totaux : 513 MM $ (sur 12 ans) Investissement en capital : 1200 MM $ Profits : 155 MM$/an

114 4. LA RENTABILITÉ • 3 critères d’analyse
La valeur présente : 89.12 MM $ Le TRI : 17.23 % Le temps de retour de l’investissement initial : 13 ans

115 5. L’ANALYSE DE SENSIBILITÉ 9 thèmes principaux
Le taux de production Le prix du bois Le coût de l’électricité Le ratio dette/équité Le taux d’intérêt Le taux de change Le prix de la pâte Le choix du site Le coût de production

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125 Résultats finaux • Investissement total : 1.2 milliards $
Revenus nets moyens : 155 MM $/an Site : 1500 BDT/D TRI : % Valeur présente au TRAM : 98 MM $ Temps de retour sur l’investissement : 13 ans Profit moyen par tonne sèche de pâte : 260 $ CDN

126 6. CONCLUSION •Le site le plus rentable est celui d’Egan-Sud
Le point de rentabilité est à 1324 BDT/D La rentabilité du projet est maximisée avec une production de 1500 BDT/D Le prix de la pâte est le facteur le plus critique pour le seuil de rentabilité

127 PLAN DE LA PRÉSENTATION
Introduction Choix des procédés utilisés Simulation des procédés Choix du site et étude d’impacts environnementaux Intégration Analyse économique Conclusion

128 CONCLUSION Le site d’Egan-Sud est le site retenu
Le projet est rentable pour une production de 1324 BDT/D et plus

129 Y-A-T-IL DES QUESTIONS ?

130 Y-A-T-IL DES QUESTIONS ?