Pompes pour l'industrie de la pâte et du papier : Guide complet de sélection et d'application

1. Introduction

Pompes pour l'industrie des pâtes et papiers opèrent dans l'un des environnements les plus exigeants en matière de traitement des fluides industriels. Une seule usine intégrée contient des flux de traitement qui vont de la boue de copeaux de bois d'une consistance de 10-15% à la liqueur noire concentrée d'une teneur en solides de 70-80%, de la boue de chaux hautement abrasive à la solution de blanchiment au dioxyde de chlore corrosif, du stock fibreux qui obstrue les roues conventionnelles à l'eau d'alimentation des chaudières à haute pression. Chacun de ces flux exige une pompe conçue non seulement pour la chimie du fluide, mais aussi pour la combinaison spécifique de concentration de solides, de viscosité, de température et de potentiel abrasif qui définit cette étape particulière du processus.

Le marché mondial de la pâte et du papier, qui produit plus de 400 millions de tonnes métriques par an, dépend de pompes capables de fonctionner en continu 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 pendant des campagnes de production de plusieurs semaines. La défaillance d'une seule pompe à un stade critique du processus - pompe de transfert de la liqueur noire, pompe de stockage alimentant la caisse de tête, pompe d'alimentation de la chaudière - peut arrêter toute une ligne de production et coûter des centaines de milliers de dollars par heure en perte de production.

Ce guide constitue une référence structurée couvrant les types de pompes, les matériaux et les critères de sélection spécifiques à chaque étape majeure du processus dans l'industrie de la pâte et du papier. S'appuyant sur plus de vingt ans d'expérience dans la conception de pompes résistantes à la corrosion et à l'usure pour des applications industrielles exigeantes, Changyu Pump apporte une expertise vérifiée dans les technologies de pompes centrifuges, à entraînement magnétique et sans garniture. Contactez-nous avec les paramètres de votre procédé pour une recommandation spécifique.

2. Principales étapes du processus de production de pâte et de papier

Le point de départ de la sélection d'une pompe est de savoir où elle fonctionne dans le flux de production de l'usine. L'industrie des pâtes et papiers se divise globalement en trois sections, chacune ayant des exigences distinctes en matière de pompage.

2.1 Section de mise en pâte

La section de dépulpage transforme les copeaux de bois ou les fibres recyclées en pâte à papier par des procédés chimiques ou mécaniques. Les principales tâches de pompage sont les suivantes

• Circulation de la liqueur de cuisson : Les produits chimiques de cuisson alcalins (kraft) ou acides (sulfite) circulent dans le digesteur à des températures (150-170°C) et des pressions élevées. Les pompes doivent résister à l'agressivité chimique de la liqueur de cuisson et à la température élevée.
• Lavage des stocks de produits bruns : La pâte de consistance 1-2% est lavée pour séparer la liqueur de cuisson usée (liqueur noire) de la fibre. Les pompes à eau de lavage et à filtrat traitent les boues de pâte diluées à teneur chimique modérée.
• Criblage et nettoyage : Les pompes de rejet et d'acceptation font passer la pâte à travers des cribles à pression et des nettoyeurs centrifuges, en traitant le stock fibreux à une consistance de 1-4% avec des particules surdimensionnées.
• Blanchiment : Le dioxyde de chlore, le peroxyde d'hydrogène, l'oxygène et la soude caustique sont dosés dans le flux de pâte. Les pompes pour produits chimiques de blanchiment doivent résister aux oxydants puissants tout en maintenant un contrôle précis du débit.

2.2 Section de la fabrication du papier

La section de fabrication du papier forme, presse, sèche et finit la feuille de papier. Les principales tâches de pompage sont les suivantes

• Préparation des stocks : La pâte de consistance 2-6% est raffinée, mélangée et diluée à une consistance d'environ 1% pour la caisse d'arrivée. Les pompes de stockage doivent traiter les suspensions fibreuses sans endommager les fibres ni se boucher.
• Système de flux d'approche : Le produit dilué est criblé, nettoyé et acheminé vers la boîte de tête à un débit et une pression contrôlés avec précision. Un débit sans pulsation est essentiel pour la qualité de la formation des feuilles.
• Maniement de l'eau vive : L'eau drainée de la nappe pendant la formation est collectée et recirculée. Les pompes à eau blanche traitent de grands volumes d'eau peu consistante et chargée de fibres.
• Revêtement et dimensionnement : Les revêtements d'amidon, de latex, d'argile et de carbonate de calcium sont préparés et appliqués à la surface du papier. Les pompes d'enduction doivent traiter des boues minérales abrasives avec une capacité de dosage précise.

2.3 Section de récupération des produits chimiques

La section de récupération des produits chimiques régénère les produits chimiques de cuisson à partir de la liqueur noire usée. Cette section est l'environnement de pompage le plus exigeant de l'usine :

• Évaporation de la liqueur noire : La liqueur noire faible (15-20% de solides) est concentrée en liqueur noire forte (65-80% de solides) dans des évaporateurs à effets multiples. Les pompes doivent gérer une liqueur de plus en plus visqueuse, à haute teneur en solides et à des températures élevées.
• Alimentation de la chaudière de récupération : La liqueur noire concentrée est pulvérisée dans la chaudière de récupération. Des pompes d'alimentation à haute pression manipulent un fluide visqueux et combustible à température élevée.
• Manipulation de l'alcool vert : La fonte en fusion provenant de la chaudière de récupération est dissoute pour former la liqueur verte, une solution très alcaline (pH 12-13) et abrasive de carbonate de sodium et de sulfure de sodium.
• Préparation de la liqueur blanche : La liqueur verte réagit avec la chaux pour produire de la liqueur blanche (hydroxyde de sodium et sulfure de sodium) à un pH de 12-13. Les pompes à boue de chaux traitent les boues de carbonate de calcium abrasives à pH élevé.
• Four à chaux : La boue de chaux est déshydratée et calcinée pour régénérer la chaux vive. Les pompes traitent les boues de chaux abrasives à des températures élevées.

2.4 Procédés de mise en pâte mécanique et de fibres recyclées

Outre le procédé dominant de fabrication de pâte chimique kraft, deux autres catégories de procédés imposent des exigences distinctes en matière de pompage. Mise en pâte mécanique (TMP, CTMP) produit des fibres plus longues et plus abrasives et fonctionne sans récupération chimique - les pompes doivent traiter des produits à haute consistance et à haute température avec une plus grande résistance à l'usure que les applications de pâte chimique, spécifiant généralement des pompes en acier inoxydable duplex ou à revêtement en UHMW-PE. Traitement des fibres recyclées (RCF) introduit des contaminants supplémentaires - plastiques, adhésifs, encres et métaux - qui nécessitent des pompes ayant une plus grande capacité de passage des solides, des roues encastrées et des matériaux résistants à l'usure pour gérer la charge imprévisible de solides dans les produits de récupération du papier.

2.5 Aperçu des exigences en matière de pompage à l'étape du processus

Section processus	Principales tâches de pompage	Exigences critiques en matière de pompes
Mise en pâte	Liqueur de cuisson, lavage des stocks, criblage, produits chimiques de blanchiment	Résistance chimique, tolérance aux hautes températures, passage des solides
Fabrication du papier	Préparation des stocks, flux d'approche, eau vive, revêtement	Débit à faible pulsation, hydraulique ménageant les fibres, dosage précis
Récupération de produits chimiques	Liqueur noire, liqueur verte, liqueur blanche, boue de chaux	Tolérance à la viscosité, résistance à l'abrasion, compatibilité avec le pH élevé

3. Quels sont les principaux types de pompes utilisés dans l'industrie des pâtes et papiers ?

Six types de pompes permettent de répondre à la majorité des applications dans le secteur de la pâte et du papier. Chacun d'entre eux possède un principe hydraulique distinct, une capacité de traitement des solides et une étape de traitement adaptée.

3.1 Pompes centrifuges

Les pompes centrifuges sont les chevaux de bataille des usines de pâtes et papiers. Elles servent à la majorité des applications de transfert de stock, de circulation d'eau, de traitement de filtrat et de transfert de produits chimiques. Pour les usines de pâte et de papier, les pompes centrifuges sont des outils de travail indispensables. pompe pour l'industrie du papier les modèles centrifuges sont disponibles dans plusieurs configurations :

• Pompes centrifuges à aspiration en bout manipuler des fluides propres ou légèrement contaminés - eau blanche, filtrat, bouillon dilué et eau de refroidissement.
• Pompes centrifuges à roue semi-ouverte manipuler des produits de consistance faible à moyenne (1-6%) et des fluides contenant de petits solides.
• Pompes à roue encastrée (vortex) traiter les produits fibreux, les rejets et les fluides contenant de gros solides ou des matériaux filandreux qui obstrueraient une roue standard.

Les pompes centrifuges assurent un débit continu et sans pulsation, ce qui est essentiel pour les applications d'alimentation de la caisse de tête où les pulsations du débit affectent directement la qualité de la formation de la nappe.

3.2 Pompes à cavité progressive

Les pompes à cavité progressive (PC) utilisent un rotor hélicoïdal tournant dans un stator pour créer une série de cavités étanches qui progressent de l'aspiration au refoulement. Ce mécanisme de déplacement positif fournit un débit régulier et non pulsatoire à des taux directement proportionnels à la vitesse de la pompe.

Dans les applications de pâtes et papiers, les pompes PC remplissent les fonctions de haute consistance et de haute viscosité que les pompes centrifuges ne peuvent pas traiter efficacement : stock de consistance moyenne à élevée (8-15%), liqueur noire au-dessus de 50% de solides, couleurs d'enduction, boues d'amidon et dosage de polymères. Leur capacité à traiter des charges abrasives et des fluides sensibles au cisaillement en fait la spécification standard pour les applications de cuisine d'enrobage et de presse à format.

3.3 Pompes à membrane (AODD et électriques)

Les pompes pneumatiques à double membrane (AODD) sont auto-amorçantes, sans garniture et peuvent fonctionner à sec sans dommage - des caractéristiques qui permettent d'effectuer des transferts intermittents, par petits lots et portables dans l'ensemble de l'usine. Les pompes AODD traitent les produits chimiques de blanchiment, les floculants, les antimousses et les produits chimiques de traitement des eaux usées. Les pompes électriques à membrane offrent le même fonctionnement sans garniture avec une consommation d'énergie moindre pour le dosage continu des produits chimiques.

3.4 Pompes à engrenages

Les pompes à engrenages fournissent un débit régulier et sans impulsion à haute pression et constituent la spécification standard pour le dosage des produits chimiques de revêtement, des agents de collage et des additifs à haute viscosité. Leurs jeux internes étroits les rendent inadaptées aux fluides contenant des solides abrasifs, ce qui limite leur application aux fluides propres et lubrifiants.

3.5 Pompes à vide à anneau liquide

Les pompes à vide à anneau liquide sont essentielles au système de déshydratation sous vide de la machine à papier. Elles génèrent le vide qui tire l'eau de la feuille à travers la toile de formation et les feutres de presse, fonctionnant généralement à des niveaux de vide de 30 à 50 kPa. Ces pompes gèrent de grands volumes d'air avec de l'eau et des fibres entraînées, ce qui nécessite des matériaux résistants à l'eau blanche légèrement acide et chargée de fibres utilisée comme liquide d'étanchéité. Il est essentiel de maintenir la température correcte du liquide d'étanchéité, car un liquide d'étanchéité trop chaud augmente la pression de vapeur et réduit la capacité de vide.

3.6 Comparaison des types de pompes pour la pâte et le papier

Type de pompe	Caractéristique du débit	Tolérance des solides	Gamme de viscosité	Meilleure application
Centrifuge	Continu, sans impulsion	Jusqu'à 6% de consistance (semi-ouvert)	< 200 cP	Transfert de stock, circulation d'eau, filtrat
Cavité progressive	Lisse, sans pulsation	Jusqu'à 15% de cohérence	Jusqu'à 1 000 000 cP	Stock à haute consistance, liqueur noire, revêtements
Diaphragme AODD	Pulsatile (atténué)	Jusqu'à 40% de solides	Jusqu'à 20 000 cP	Produits chimiques de blanchiment, eaux usées, transfert portable
Engrenages	Douceur et absence d'impulsion	Minimal (fluides propres)	1-1 000 000 cP	Agents de dosage et d'encollage des revêtements
Anneau liquide Vide	Débit de gaz continu	Gestion de l'eau et des fibres entraînées	N/A (gaz)	Déshydratation sous vide d'une machine à papier

4. Quels sont les meilleurs matériaux pour les pompes destinées au secteur de la pâte et du papier ?

Sélection des matériaux pour pompes pour l'industrie des pâtes et papiers doit tenir compte des conditions chimiques, thermiques et abrasives propres à chaque procédé. Un matériau qui donne de bons résultats dans un service d'eau blanche peut tomber en panne en quelques semaines dans une solution de liqueur verte ou d'eau de javel au dioxyde de chlore.

4.1 Matériaux résistants à l'usure pour les milieux abrasifs et fibreux

UHMW-PE (Polyéthylène de très haut poids moléculaire) est le matériau de choix pour les applications combinant corrosion et abrasion à des températures modérées (jusqu'à environ 90°C). Dans des conditions d'essai d'usure abrasive normalisées, sa résistance à l'usure est environ quatre fois supérieure à celle du PTFE et 7 à 10 fois supérieure à celle de l'acier au carbone et de l'acier inoxydable. Les revêtements en UHMW-PE offrent la protection combinée contre l'usure et la corrosion requise pour la liqueur verte, la liqueur blanche, la boue de chaux et le papier contenant des charges minérales et des contaminants abrasifs.

Fer blanc à haute teneur en chrome (27-35% Cr, 600+ BHN) offre une résistance maximale à l'abrasion pour les boues à pH neutre telles que les pâtes à papier contenant des charges minérales, les revêtements d'argile kaolinique et les boues de chaux. C'est le matériau standard pour les roues et les volutes des pompes à boues à usage intensif et il est utilisé dans les applications de pâte à papier où la corrosion chimique est secondaire à l'abrasion mécanique.

Caoutchouc naturel offrent une excellente résistance aux particules fines et tranchantes dans les environnements corrosifs. Le caoutchouc absorbe l'énergie de l'impact des particules et la libère de manière élastique, plutôt que d'y résister par sa dureté. Les pompes à revêtement en caoutchouc sont spécifiées pour les boues abrasives à particules fines à des températures modérées (inférieures à environ 70°C).

4.2 Matériaux résistants à la corrosion pour la récupération et le blanchiment des produits chimiques

Aciers inoxydables duplex (CD4MCu, 2205, 2507) offrent la résistance combinée à la corrosion et à l'abrasion requise pour la liqueur noire, la liqueur verte et la liqueur blanche. L'acier inoxydable duplex 2205 offre une excellente résistance à la corrosion fissurante sous contrainte par le chlorure et à la corrosion sous contrainte par le sulfure, modes de défaillance qui attaquent les aciers inoxydables austénitiques standard dans les environnements de dépulpage alcalins. Le super duplex 2507 étend cette résistance à des conditions chimiques plus agressives.

Acier inoxydable 316L est le matériau de base pour l'eau blanche, le filtrat et l'eau de traitement propre. Il résiste au pH légèrement acide à neutre de ces flux et offre une durée de vie adéquate en fonctionnement continu. Il ne convient pas pour la liqueur verte, la liqueur blanche ou la liqueur noire en raison de sa susceptibilité à la corrosion caustique sous contrainte à des températures élevées.

Revêtements en plastique fluoré FEP et PFA Les pompes à revêtement FEP offrent une résistance chimique quasi universelle aux produits chimiques de blanchiment, aux acides forts et aux alcalis forts. Les pompes à revêtement FEP sont utilisées pour le dioxyde de chlore, le peroxyde d'hydrogène et la soude caustique à des températures allant jusqu'à 100°C. Le PFA étend cette capacité à 180°C pour le transfert de produits chimiques à haute température. Le PFA étend cette capacité à 180°C pour le transfert de produits chimiques à haute température.

4.3 Sélection des matériaux - Référence rapide pour la pâte et le papier

Flux de processus	Gamme de pH	Température	Défi primaire	Matériau recommandé
Liqueur noire (faible, 15-20%)	12-14	80-100°C	Corrosion alcaline + solides modérés	Duplex SS 2205, 2507
Liqueur noire (forte, 65-80%)	12-14	100-120°C	Viscosité élevée + corrosion alcaline	Duplex SS 2205, 2507 ; pompe PC
Liqueur verte	12-13	80-95°C	Alcalinité élevée + résidus abrasifs	Revêtement UHMW-PE, duplex SS 2507
Liqueur blanche	12-13	80-100°C	Forte causticité + abrasion modérée	Revêtement UHMW-PE, duplex SS 2205
Boues de chaux	12-13	80-100°C	Abrasion sévère + pH élevé	Doublure en UHMW-PE, fer à haute teneur en chrome
Dioxyde de chlore (ClO₂)	2-4	50-70°C	Oxydant puissant + corrosion acide	Revêtement FEP/PFA, titane
Peroxyde d'hydrogène (H₂O₂)	3-5	50-80°C	Oxydant puissant	Revêtement FEP/PFA, 316L SS (vérifié)
Stock de papier (1-6%)	4-8	20-60°C	Passage de fibres + abrasion modérée	Duplex SS 2205, revêtement UHMW-PE
Eau blanche / Filtrat	4-7	30-50°C	Légèrement acide, riche en fibres	Acier inoxydable 316L, acier inoxydable duplex 2205
Couleurs du revêtement	7-9	20-40°C	Charges minérales abrasives	Doublure en UHMW-PE, doublure en caoutchouc

5. Comment sélectionner les pompes pour l'industrie des pâtes et papiers adaptées à chaque étape du processus : Un cadre en 5 étapes

Étape 1 : Définir les propriétés du fluide de traitement

Documentez le profil chimique et physique complet du fluide : composition chimique, pH, température, concentration de solides (consistance pour les pâtes à papier), taille et forme des particules, viscosité et densité. Pour les pâtes, précisez la consistance (pourcentage en poids de fibres séchées au four), car ce seul paramètre détermine si une pompe centrifuge (consistance généralement inférieure à 6%) ou une pompe volumétrique (consistance supérieure à 6-8%) est le point de départ approprié.

Étape 2 : Déterminer le débit, la hauteur dynamique totale et les exigences du procédé

Calculer le débit requis et la hauteur dynamique totale (TDH), en tenant compte de l'élévation statique, des pertes par frottement dans le système de tuyauterie et de toute pression de destination. Pour les pompes d'alimentation de la boîte d'en-tête, spécifier le niveau de pulsation du débit acceptable. Pour les applications de revêtement et de dosage, spécifier la précision et la répétabilité requises.

Étape 3 : Choisir le type de pompe en fonction des caractéristiques du produit

• Stock de consistance faible à moyenne (1-6%), eau blanche, filtrat, eau de traitement propre → pompe centrifuge
• Stock de consistance moyenne à élevée (6-15%), liqueur noire de haute viscosité (>50% solides), couleurs de revêtement → pompe à cavité progressive
• Produits chimiques de blanchiment, additifs pour eaux usées, transfert intermittent → Pompe à membrane AODD
• Dosage de revêtements, agents de collage, additifs à haute viscosité → pompe à engrenages
• Déshydratation sous vide des machines à papier → pompe à vide à anneau liquide

Étape 4 : Adapter les matériaux à la chimie du processus

Sélectionner le système de matériaux en fonction du profil chimique et abrasif spécifique du flux de traitement à l'aide de la référence rapide de sélection des matériaux de la section 4.3. Pour un service combiné de corrosion et d'abrasion (liqueur verte, liqueur blanche, boue de chaux), les revêtements en UHMW-PE offrent la protection la plus large. Pour les oxydants puissants (ClO₂, H₂O₂), les revêtements fluoroplastiques FEP ou PFA sont nécessaires.

Étape 5 : Vérifier la marge NPSH et le dimensionnement du moteur

Pour les pompes centrifuges, s'assurer que le NPSH disponible (NPSHa) dépasse le NPSH requis (NPSHr) de la pompe d'une marge minimale de 0,5 mètre, comme spécifié dans le document suivant ISO 5199 et les normes des pompes HI. Pour les pompes en stock, tenir compte de l'effet de la consistance des fibres sur le NPSH - une consistance plus élevée réduit le NPSHa. Dimensionner le moteur en fonction de la densité du fluide au débit prévu, avec un facteur de service d'au moins 1,15 pour les applications en service continu.

Flux de décisions de sélection :

1. Définir les propriétés des fluides (consistance, pH, température, viscosité, solides)
2. Déterminer le débit et la hauteur dynamique totale
3. Sélectionnez le type de pompe : centrifuge pour une consistance <6% ; pompe PC pour une consistance 6-15% ; à membrane pour les produits chimiques ; à engrenages pour le dosage ; à vide pour l'assèchement.
4. Faire correspondre les matériaux à la chimie spécifique du procédé en utilisant le tableau de référence rapide (section 4.3).
5. Vérifier la marge NPSH (≥0,5 m) et dimensionner le moteur en fonction de la densité du fluide.

6. Applications des pompes pour la pâte et le papier par étape du processus

6.1 Applications de la section de mise en pâte

Pompes de circulation de liqueur de cuisson font circuler la liqueur blanche dans le digesteur à des températures allant jusqu'à 170°C. Ces pompes sont généralement construites en acier inoxydable duplex pour résister à la corrosion alcaline et à la pression modérée. Les pompes centrifuges mono-étagées avec garnitures mécaniques haute température sont standard.

Pompes à filtrat pour laveurs de stocks bruns traiter la liqueur noire diluée (15-20% de solides) à des températures de 70-90°C. Les pompes centrifuges en acier inoxydable Duplex équipées de roues semi-ouvertes remplissent cette fonction, offrant la résistance chimique requise pour le filtrat alcalin et la capacité de passage des solides pour les fibres transportées. Pour mieux comprendre comment les pompes centrifuges traitent les fluides corrosifs, consultez notre rubrique guide des pompes centrifuges industrielles.

Pompes doseuses pour produits chimiques de blanchiment délivrent des volumes précis de dioxyde de chlore, de peroxyde d'hydrogène, d'oxygène et de soude caustique dans le flux de pâte. Les pompes à entraînement magnétique sans garniture, revêtues de fluoroplastique (FEP ou PFA), constituent la spécification standard, offrant la résistance chimique requise pour les oxydants puissants avec un confinement sans fuite.

6.2 Applications de la section de fabrication du papier

Préparation des stocks et pompes d'approche Les pompes centrifuges à faible pulsation et à roue semi-ouverte permettent de traiter les produits de consistance faible à moyenne (1-6%). Les pompes centrifuges à faible pulsation et à roue semi-ouverte sont utilisées pour les produits de consistance faible à moyenne (1-6%), tandis que les pompes à vis excentrée sont utilisées pour les produits de consistance plus élevée. La stabilité du débit est essentielle - les pulsations dans le flux d'approche affectent directement l'uniformité du poids de base de la feuille. Pour obtenir des conseils détaillés sur la sélection des pompes centrifuges, consultez notre site Web. guide de la pompe à boues centrifuge.

Pompes de circulation d'eau blanche traiter de grands volumes d'eau peu consistante et chargée de fibres. Les pompes centrifuges en acier inoxydable 316L sont la spécification standard, offrant une résistance à la corrosion adéquate pour l'eau blanche légèrement acide et la capacité de débit requise pour la recirculation de grands volumes.

Revêtement des pompes de cuisine préparer et faire circuler des formulations de revêtement contenant des pigments minéraux (argile kaolinique, carbonate de calcium, dioxyde de titane), des liants (amidon, latex) et des additifs. Les pompes à vis excentrée remplissent cette fonction car leur débit à faible cisaillement et sans impulsion préserve la structure du revêtement et empêche l'agglomération des pigments. Les stators revêtus d'UHMW-PE ou de caoutchouc offrent la résistance à l'abrasion requise pour les revêtements chargés de minéraux.

6.3 Applications de la section de récupération chimique

Pompes de transfert de liqueur noire transportent la liqueur noire faible (15-20% de solides) des laveurs vers les évaporateurs et la liqueur noire forte (65-80% de solides) des évaporateurs vers la chaudière de récupération. Les pompes centrifuges en acier inoxydable duplex sont utilisées pour la liqueur noire faible ; les pompes à cavité progressive sont spécifiées pour la liqueur noire forte en raison de sa viscosité élevée.

Pompes à liqueur verte et à liqueur blanche traiter des flux hautement alcalins (pH 12-13) et abrasifs. Les pompes centrifuges à revêtement en UHMW-PE constituent la spécification standard pour les liqueurs vertes contenant des résidus en suspension et pour les liqueurs blanches contenant des boues de chaux. Le revêtement en UHMW-PE offre une protection combinée contre la corrosion et l'abrasion que les pompes métalliques ne peuvent pas offrir dans ces environnements.

Pompes à boues de chaux transférer la boue de carbonate de calcium abrasif du caustificateur au four à chaux. Les pompes centrifuges à revêtement UHMW-PE ou les pompes en fer à haute teneur en chrome remplissent cette fonction, le revêtement UHMW-PE offrant la meilleure combinaison de résistance à l'usure et de compatibilité chimique avec le pH élevé.

7. Installation, maintenance et dépannage des pompes pour l'industrie des pâtes et papiers

7.1 Bonnes pratiques d'installation

Conception de la tuyauterie pour les pompes de stockage. Les conduites de stockage doivent être conçues avec une pente continue (minimum 1:100) vers l'aspiration de la pompe pour éviter l'assèchement et le colmatage des fibres. Utiliser des coudes à long rayon pour minimiser la résistance à l'écoulement et l'accumulation de fibres. Pour les produits de consistance supérieure à 2%, maintenir une vitesse d'écoulement supérieure à 0,6 m/s afin d'éviter la sédimentation des fibres.

Systèmes de rinçage des joints. Les garnitures mécaniques des pompes traitant de la liqueur noire, de la liqueur verte ou de la liqueur blanche doivent être équipées d'un dispositif de rinçage externe à l'eau claire à la pression et au débit adéquats. L'infiltration de la liqueur dans les faces de la garniture provoque une cristallisation rapide et une défaillance de la garniture.

7.2 Stratégies de maintenance

Maintenance prédictive pour les pompes à liqueur noire. Les pompes à liqueur noire doivent être équipées d'un système de surveillance des vibrations et de capteurs de température des paliers. Une augmentation des vibrations ou de la température signale une défaillance imminente du joint ou une accumulation de solides sur la roue, deux modes de défaillance courants dans le secteur de la liqueur noire.

Surveillance de l'usure des pompes à boue de chaux. Contrôler le jeu de la roue et l'épaisseur de la paroi du corps à intervalles réguliers (tous les mois pour les applications à forte usure). Les pompes à revêtement UHMW-PE permettent un réglage externe du jeu de la roue, ce qui prolonge les intervalles de service en rétablissant le jeu au fur et à mesure de l'usure de la roue et du corps.

Qualité de l'eau de mer. L'eau de rinçage des joints externes doit être propre et filtrée. L'eau dure provoque la formation de tartre sur les faces des joints ; l'eau contenant des chlorures accélère la fissuration par corrosion sous contrainte des composants des joints en acier inoxydable dans le cadre d'un service de liqueur alcaline.

7.3 Problèmes courants et solutions

Problème	Cause probable	Solution
Colmatage de la pompe de stockage	Accumulation de fibres au niveau de la roue ; fixation de l'air ; vitesse insuffisante	Installer une roue encastrée ; ventiler le corps de la pompe ; augmenter la vitesse de la conduite
Défaut d'étanchéité de la pompe à liqueur noire	Cristallisation de liquide sur les faces des joints ; rinçage inadéquat	Augmenter la pression de rinçage externe ; passer à une double garniture mécanique
Pompe à liqueur verte à usure rapide	Corrosion alcaline combinée + abrasion des lies	Passage à une pompe à revêtement UHMW-PE ; réduction de la vitesse de la pompe
Pulsation de la pompe d'enrobage	Stator de pompe PC usé ; entrée d'air dans l'aspiration	Remplacer le stator ; vérifier l'étanchéité de la conduite d'aspiration
Perte de capacité de la pompe à vide	Rotor ou boîtier usé ; température du liquide d'étanchéité trop élevée	Inspecter et remplacer les pièces d'usure ; augmenter le refroidissement du liquide d'étanchéité

8. Solutions Changyu pour l'industrie des pâtes et papiers Pompes

Changyu Pump conçoit et fabrique une gamme complète de pompes à eau. pompes pour l'industrie du papier conçu pour les applications corrosives, abrasives et à haute température rencontrées dans les procédés de fabrication de pâte à papier, de papeterie et de récupération chimique.

Série UHB Pompe résistante à la corrosion en UHMWPE

La série UHB est une pompe centrifuge mono-étagée en porte-à-faux, dotée d'une chemise en acier. UHMW-PE d'une épaisseur de 8 à 20 mm, spécialement conçu pour les fluides chimiquement agressifs et abrasifs-corrosifs. Le revêtement en UHMW-PE offre une résistance à l'usure 7 à 10 fois supérieure à celle de l'acier au carbone, tout en assurant une large compatibilité chimique avec les liqueurs alcalines et les boues abrasives de la récupération chimique. Pour les liqueurs vertes contenant des résidus en suspension, les liqueurs blanches contenant des boues de chaux et le transfert de boues de chaux, la série UHB offre une protection combinée contre la corrosion et l'abrasion que les pompes métalliques ne peuvent pas offrir dans ces environnements à pH élevé et à forte usure.

Principales spécifications : Débit 3-2,600 m³/h | Hauteur de chute 5-100 m | Puissance 0.75-300 kW | Température -20°C à 90°C

Pompe à boues horizontale résistante à la corrosion de la série CYB-ZKJ

La série CYB-ZKJ est une pompe centrifuge horizontale dont les composants en contact avec le liquide sont revêtus d'une couche d'aluminium. FEP fluoroplastique (PFA disponible pour les hautes températures). Il transporte des liquides clairs acides ou alcalins, des boues, des pâtes minérales corrosives et des eaux usées dans une plage de températures allant de -80°C à 120°C. Pour le transfert des produits chimiques de blanchiment (dioxyde de chlore, peroxyde d'hydrogène et soude caustique), la série CYB-ZKJ à revêtement FEP offre une compatibilité chimique vérifiée. Pour les applications des usines de blanchiment où le produit chimique est agressif mais la charge abrasive modérée, cette pompe combine une large résistance chimique avec une plate-forme de pompe centrifuge éprouvée sur le terrain.

Principales spécifications : Débit 3-2,600 m³/h | Hauteur de chute 5-100 m | Puissance 0.75-300 kW | Température -80°C à 120°C

Pompe à boues en acier inoxydable de la série HB

La série HB est une pompe centrifuge horizontale mono-étagée à haut rendement, conçue conformément aux normes de l'Union européenne. ISO 2858 et conforme à la Normes CE. Sa structure humide entièrement en acier inoxydable - personnalisable en 304, 316, 316L, 2205 et 2507-La série HB en acier inoxydable duplex permet de traiter les boues abrasives et les fluides moyennement corrosifs. Pour les applications des usines de pâte à papier où le fluide de traitement est compatible avec une voie humide métallique - circulation d'eau blanche, transfert de filtrat, et stock de consistance faible à moyenne - la série HB en acier inoxydable duplex offre une solution durable et utilisable à un coût d'investissement inférieur à celui d'une pompe à revêtement en plastique fluoré.

Principales spécifications : Débit 10-60 m³/h | Hauteur de chute 20-120 m | Puissance 3-45 kW | Température -20°C à 120°C

Pompe à entraînement magnétique pour procédés chimiques de la série CYQ

La série CYQ est une pompe à entraînement magnétique de troisième génération entièrement étanche, dont les composants en contact avec le fluide sont revêtus d'une couche d'aluminium. FEP, PFA ou PTFE. La coque de confinement en PEEK avec renforcement en fibre de carbone élimine les pertes par courants de Foucault tout en augmentant la limite de pression à 3,0 MPa - une marge de sécurité significative pour les services de produits chimiques toxiques ou dangereux. Pour le transfert de produits chimiques de blanchiment où même une fuite mineure du joint est inacceptable - dioxyde de chlore, peroxyde d'hydrogène, acides forts - la série CYQ sans joint offre un confinement sans fuite de par sa conception, éliminant à la fois le chemin de fuite et les coûts permanents de remplacement du joint des alternatives à joint mécanique.

Principales spécifications : Débit 3-800 m³/h | Hauteur de chute 15-125 m | Puissance 2.2-110 kW | Température -20°C à 180°C

Pompe centrifuge auto-amorçante en plastique fluoré de la série FZB

La série FZB est une pompe centrifuge auto-amorçante dont tous les composants de passage sont revêtus d'un revêtement en acier inoxydable. FEP (F46) ou PFA. Une fois remplie, la pompe évacue automatiquement l'air de la conduite d'aspiration et atteint une hauteur d'auto-amorçage pouvant aller jusqu'à 5 mètres. Pour le déchargement de produits chimiques à partir de camions-citernes et de fûts, le drainage de puisards et le transfert de produits chimiques sous le niveau du sol dans les usines de pâte et de papier, la série FZB élimine la nécessité d'une aspiration noyée tout en offrant une résistance totale à la corrosion des plastiques fluorés. La garniture mécanique à soufflet externe avec anneau fixe en céramique d'alumine 99,9% résiste aux attaques chimiques des acides, des alcalis et des agents oxydants.

Principales spécifications : Débit 2,5-100 m³/h | Hauteur de chute 15-50 m | Puissance 0,75-55 kW | Température -20°C à 150°C

9. FAQ sur les pompes de l'industrie des pâtes et papiers

Q1 : Quels sont les types de pompes utilisés dans l'industrie des pâtes et papiers ?

R : L'industrie de la pâte et du papier utilise cinq principaux types de pompes : pompes centrifuges pour le transfert des stocks, la circulation de l'eau et la manipulation du filtrat ; pompes à vis excentrée pour les stocks à haute consistance (supérieurs à 6-8%) et la liqueur noire à haute viscosité ; pompes à membrane pour les produits chimiques de blanchiment et les additifs ; pompes à engrenages pour le dosage du revêtement ; et pompes à vide à anneau liquide pour l'assèchement des machines à papier. Chaque type de pompe est adapté à une étape spécifique du processus en fonction de la consistance, de la viscosité, du profil chimique et de l'abrasivité du fluide.

Q2 : Quelle est la meilleure pompe pour le transfert de la liqueur noire ?

A : Pour la liqueur noire faible (15-20% solides), pompes centrifuges en acier inoxydable duplex bien servir. Pour la liqueur noire forte (65-80% solides), pompes à vis excentrée sont la spécification standard car la viscosité élevée de la liqueur noire concentrée dépasse la plage de fonctionnement efficace des pompes centrifuges. Les pompes centrifuges à revêtement en UHMW-PE peuvent traiter des concentrations intermédiaires à des températures modérées.

Q3 : Quels sont les matériaux compatibles avec la liqueur verte et la liqueur blanche ?

R : La liqueur verte (pH 12-13) et la liqueur blanche (pH 12-13) sont très alcalines et contiennent des solides abrasifs - des résidus dans la liqueur verte et des boues de chaux dans la liqueur blanche. Pompes à revêtement UHMW-PE offrent la protection combinée contre la corrosion et l'abrasion requise. Acier inoxydable duplex 2507 est utilisé lorsqu'une voie métallique en contact avec le fluide est structurellement nécessaire. L'acier inoxydable standard 316L est sensible à la corrosion caustique sous contrainte et n'est pas recommandé pour ces services.

Q4 : Comment sélectionner une pompe pour le papier ?

R : Le choix de la pompe de réserve dépend de la consistance. En dessous de la cohérence 6%, pompes centrifuges à roue semi-ouverte ou encastrée servent bien, fournissant un débit continu sans impulsion. Au-dessus de la consistance 6-8%, pompes à vis excentrée deviennent le principal candidat, car l'efficacité des pompes centrifuges diminue à mesure que des réseaux de fibres se forment et que la boue présente un comportement non newtonien. Le point de transition dépend du type de fibre spécifique, de la finesse et de la température.

Q5 : Quelle est la meilleure pompe pour les produits chimiques de blanchiment ?

R : Pour le dioxyde de chlore (ClO₂), le peroxyde d'hydrogène (H₂O₂) et la soude caustique, Pompes à revêtement FEP ou PFA offrent une compatibilité chimique vérifiée. Pour un confinement sans fuite des produits chimiques de blanchiment dangereux, pompes à entraînement magnétique sans garniture Les pompes en titane avec des composants en contact avec le fluide revêtus de fluoroplastique sont la spécification standard. Les pompes en titane sont utilisées pour le service ClO₂ lorsque la structure d'une pompe métallique est requise.

Q6 : Comment éviter le colmatage des pompes de stockage ?

R : Trois mesures permettent d'éviter le colmatage des pompes de stockage : choisir le bon type de roue (roue en retrait pour les produits à consistance élevée ou fibreux ; roue semi-ouverte pour les produits à consistance faible à moyenne) ; maintenir une vitesse d'écoulement adéquate dans la conduite d'aspiration (plus de 0,6 m/s pour les stocks de consistance supérieure à 2%) ; et concevoir la tuyauterie d'aspiration avec une pente continue vers la pompe afin d'éviter l'assèchement et la sédimentation des fibres. La purge du corps de la pompe avant le démarrage permet d'éliminer les poches d'air qui contribuent à l'accumulation des fibres.

Q7 : Quelles sont les causes de la défaillance du joint d'étanchéité de la pompe à liqueur noire ?

R : La cause la plus fréquente est cristallisation de la liqueur sur les faces du joint. La liqueur noire contient des solides dissous qui se cristallisent lorsqu'ils sont exposés à l'air ou lorsque les faces d'étanchéité se refroidissent pendant la période d'attente. Au redémarrage, les cristaux abrasent les faces d'étanchéité, ce qui provoque des fuites rapides. Un rinçage externe à l'eau claire à une pression et un débit adéquats empêche la liqueur de pénétrer dans la chambre d'étanchéité. Les garnitures mécaniques doubles avec fluide de barrage offrent une protection supplémentaire pour les applications critiques de pompes à liqueur noire.

Q8 : Comment réduire l'usure des pompes à boue calcaire ?

R : La boue de chaux est une boue de carbonate de calcium très abrasive à pH élevé. Les stratégies de réduction de l'usure comprennent réduire la vitesse de la pompe (l'usure est proportionnelle à environ le cube de la vitesse de l'extrémité de la roue) ; sélectionner des pompes à revêtement UHMW-PE pour la meilleure combinaison de résistance à l'usure et de compatibilité chimique à pH élevé ; ajuster le jeu de la roue à intervalles réguliers pour maintenir l'efficacité hydraulique au fur et à mesure de l'usure ; et installer une crépine d'aspiration pour éviter que de gros solides ne pénètrent dans la pompe.

10. Recommandations d'experts sur les pompes pour l'industrie de la pâte et du papier de Changyu Pump Engineers

1. Adaptez le type de pompe à la consistance du stock, et pas seulement au débit et à la hauteur de chute. Une pompe centrifuge qui traite efficacement un stock de 3% se colmatera ou perdra son amorçage lorsqu'on lui demandera de pomper un stock de 8%. Au-delà de 6-8%, les pompes à vis excentrée doivent être considérées comme le premier choix, même si une pompe centrifuge pourrait théoriquement fournir le débit requis.
2. Sélectionnez les matériaux en fonction de la chimie spécifique du processus, et non en fonction d'une étiquette générique “résistant à la corrosion”. La liqueur verte, la liqueur blanche et la liqueur noire sont toutes alcalines, mais chacune contient des solides abrasifs différents et fonctionne à une température différente. Les revêtements en UHMW-PE offrent la protection la plus large pour un service combiné de corrosion et d'abrasion dans la récupération chimique. Les aciers inoxydables duplex sont utilisés lorsqu'une voie humide métallique est nécessaire.
3. Concevoir des systèmes de rinçage des joints pour le fluide de traitement spécifique. La liqueur noire, la liqueur verte et la liqueur blanche se cristallisent toutes sur les faces des joints lorsqu'elles sont exposées à l'air. Le rinçage externe à l'eau claire à une pression et un débit adéquats n'est pas facultatif - il s'agit d'une condition technique préalable à un fonctionnement fiable des joints dans les services de récupération de produits chimiques.
4. Réduire la vitesse de la pompe lorsque c'est possible pour prolonger la durée de vie de l'usure. Les pompes à boue calcaire, les pompes à liqueur verte et les pompes d'enrobage qui traitent des boues abrasives bénéficient de manière disproportionnée de la réduction de la vitesse. La réduction de la vitesse de 1 450 à 1 200 tr/min réduit la vitesse de l'extrémité de la roue d'environ 17%, mais peut réduire le taux d'usure de 30% ou plus, ce qui prolonge considérablement les intervalles de service dans les applications abrasives.

11. Conclusion

Pompes pour l'industrie des pâtes et papiers doivent être spécifiées pour l'étape spécifique du processus qu'elles desservent. La pompe qui traite l'eau blanche de manière fiable dans la section des machines à papier peut tomber en panne en quelques semaines lorsqu'elle est réaffectée à la liqueur verte ou à la liqueur noire sans modification des matériaux et des joints. Chaque procédé - stock, liqueur, produit chimique de blanchiment, revêtement, vide - impose une combinaison distincte d'exigences chimiques, thermiques, hydrauliques et abrasives qui détermine le type de pompe, le système de matériaux et la technologie d'étanchéité appropriés.

Le processus de sélection commence par une caractérisation complète du fluide de traitement et des conditions de fonctionnement, se poursuit par l'adaptation du type de pompe en fonction de la consistance et de la viscosité, et se termine par la sélection du matériau en fonction du profil chimique-abrasif spécifique du flux. Une pompe correctement spécifiée pour l'étape du processus (adaptation du type de pompe, des matériaux et de l'étanchéité au profil chimique-abrasif spécifique du flux) peut être utilisée dans des conditions de fonctionnement normales et dans des conditions d'exploitation normales. pompe pour l'industrie de la pâte et du papier Les systèmes d'alimentation en eau et d'évacuation des eaux usées, en particulier ceux qui sont destinés à une application spécifique, offrent une durée de vie fiable et prévisible et un coût total de propriété le plus bas possible pendant toute la durée de la campagne de production du broyeur.

Les pompes des séries UHB, CYB-ZKJ, HB, CYQ et FZB de Changyu Pump constituent des plates-formes de pompage résistantes à la corrosion, à l'usure et sans garniture pour les applications exigeantes de traitement des fluides de l'industrie des pâtes et papiers. Contactez notre équipe d'ingénieurs avec les paramètres de votre procédé. Nous vous fournirons une recommandation détaillée sur la pompe et un devis adapté aux exigences spécifiques de votre usine.