Brevet FR2330797A1 — publié le 19770603

La présente invention concerne un procédé permettant de séparer les noeuds, les bûchettes et le matériau parasite de la pâte à papier qui sort d'un lessiveur continu, ainsi que l'appareil qui met en oeuvre le procédé. Dans le traitement continu de la pâte à papier, décrit par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 3 427 218, il est classique de soumettre la pâte cuite, après dilution à l'eau, à des opérations de tamisage et de raffinage afin d'éliminer les matériaux-indési- rables, à savoir les éléments trop gros ou non cuits et ou bien, le matériau parasite.Même s'il est relativement efficace, un lessiveur classique ne réduit pas normalement-lOOX des substances introduites sous forme de copeaux de bois ou sous forme équivalente en fibres complètement délignifiées. Par conséquent, la pâte qui sort d'un lessiveur peut contenir jusqu'à 1% de noeudsnon cuits et, éventuellement, encore 1% de petites particules non cuites du type allumettes, appelées "bdchettes". Les bffchettes sont des copeaux de bois ou des éléments semblables qui n'ont pas été complètement cuits pendant la phase de cuisson parce qu'ils n'ont pas été entièrement imprégnés au cours de la phase d'imprégnation par la lessive, soit qu'ils aient été trop grands pour permettre une imprégnation interne totale, soit qu'ils aient appartenu une variété différente de celles prévues pour le lessiveur et la lessive, soit que tout l'air qu'ils contenaient n'ait pas été expulsé avant l'imprégnation par la lessive. Les matériaux parasites sont ordinairement des cailloux ou des débris métalliques provenant de l'équipement de débitage en copeaux qui ont été admis par erreur dans le lessiveur en mEme temps que les copeaux. Dans les opérations de tamisage classiques visant à retirer les noeuds, les bûchettes, etc. de la pgte cuite, il est nécessaire de diluer la pâte qui sort du lessiveur à une concentration normale approximative de 10 à 20% en poids jusqu'à une concentration de l'ordre de 1 & 4%. A ces faibles concentrations, la pâte est suffisamment diluée pour qu'il soit possible de retirer les noeuds et les bûchettes au moyen de différents appareils de tamisage, après quoi il faut de nouveau épaissir la pâte jusqu'a des concentrations de l'ordre de 8 à 15% pour le stockage et, ou bien, un traitement ultérieur. L'opération de tamisage est une source de pertes, en ce qu'elle consomme de grandes quantités d'eau et d'énergie électrique (pour le pompage de plus grands volumes de matériau) et en ce que la dilution, le tamisage et l'épsississement exigent un appareillage très important, ce qui correspond à une dépense d'environ 10 à 15 millions de francs français pour une usine produisant de 500 à 1000 t/j. On peut éviter d'avoir à diluer la pâte à papier en utilisant un ou plusieurs raffineurs, en série ou en parallèle, en un point commode de la canalisation de sortie du lessiveur (voir le brevet canadien n" 976 012 du 14 octobre 1975). Les raffineurs sont des dispositifs dans lesquels des plaques paralleles portant des parties saillantes ou des dentelures sur leurs faces tournent l'une par rapport à l'autre dans des directions opposées, l'une pouvant être fixe et l'autre mobile. Les plaques brisent les noeuds et les bûchettes en petits fragments.Bien que ce procédé n'entrain pas la regrettable dépense d'énergie associée au tamisage, les noeuds et les bûchettes broyées, qui n'ont pas été cuits, ne peuvent pas titre blanchis et ils produisent des taches colorées dans le papier fabriqué avec cette pâte. Par conséquent, on obtient un papier de qualité inférieure. Dans ces conditions, il se peut aussi que le matériau parasite endommage les raffineurs, dont la réparation amene des pertes de temps, ou que le matériau parasite altère le papier finalement produit. Au moyen de l'invention, on résout les problemes que pose l'élimination des noeuds et autres matériaux indésirables dans chacun des systèmes classiques décrits ci-dessus. Selon l'invention, l'énergie disponible dans la pâte à la sortie du lessiveur est utilisée pour réaliser la séparation entre les matériaux indésirables et la pâte cuite. La pâte cuite est envoyée directement dans un séparateur à cyclone, où les noeuds, les bûchettes et le matériau parasite, qui sont plus lourds, vont sous l'effet de la force centrifuge vers le pourtour extérieur du séparateur à cyclone pour, finalement, être dirigés vers le bas et sortir par le fond du séparateur A cyclone, tandis que les fibres de la pâte remontent et sortent par la conduite centrale du séparateur à cyclone.Bien que la pâte ait une concentration pondérale de 10 à 20%, elle devient homogène ou plusfluide à la vitesse élevée qui est la sienne à la sortie du lessiveur. Sa fluidité permet qu'elle soit traitée dans des séparateurs cyclone classiques. Comme les séparateur à cyclone exigent que le matériau fluide ait une vitesse très élevée, leur utilisation n'est ordinairement pas possible pour l'important volume d'un matériau forte densité, car l'éner- gie dépensée pour accélérer le matériau fluide serait énorme; toutefois, selon l'invention, le matériau fluide possède déjà cette vitesse élevée lorsqu'il sort du lessiveur. Au lieu de laisser l'énergie élevée du matériau se dissiper, comme cela est classique dans les systèmes de lessivage de la technique antérieure, on utilise l'état de haute énergie pour résoudre des problemes jusqu'ici non résolus. Une fois les noeuds et les bûchettes séparées de la pâte, on peut les traiter de différentes façons. Lorsque la p & e doit être blanchie, on fait passer le matériau non cuit dans des séparateurs et des laveurs pour séparer les fibres du matériau parasite, puis on le renvoie au lessiveur. Lorsque la pâte ne doit pas être blanchie, on peut renvoyer le matériau dans la canalisation contenant la p te après l'avoir réduit en fragments, ce qui demande moins d'énergie que si la totalité de la pSte avait dQ passer dans les raffineurs. L'invention a pour objet principal de permettre de séparer, de façon perfectionnée, les noeuds, les bûchettes et autres matériaux inde- sirables de la pâte cuite, et de produire un papier de qualité plus uniforme pour une depense d'énergie moins grande, à proportions égales de noeuds et de bûchettes dans la pâte cuite. D'autres caractéristiques et.avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisatibn se référant aux dessins annexés, sur lesquels - les figures la et lb sont des représentations schématiques de dispositifs de traitement, selon la technique antérieure, des noeuds et des bichettes présents dans la patte cuite; et - la figure 2 est une représentation d'un exemple d'appa reil selon l'invention. Des ensembles classiques de cuisson du matériau cellulosique et d'élimination des noeuds et des bichettes sont représentés schema- tiquent sur les figures la et lb. Dans l'appareil de la figure la, après que les copeaux ont été traités dans une cuve de préimprégnation 12 et ont été imprégnés, cuits et lavés dans un lessiveur continu 14, la pâte résultante traverse une cuve de décharge 16 pour atteindre un poste de dilution 18. Au poste 18, la plte passe de la concentration approximative de 10 à 209. à une concentration de 1 å 4%, les noeuds et les bichettes sont retirés par l'appareil de tamisage 20, et des épaississeurs 22 épaississent la pate pour la ramener à la concentration de 8 à 15%. Après quoi, la patte est envoyée à un autre poste de traitement 24-en vue d'un stockage, d'un blanchiment ou d'autres opérations. Beaucoup d'eau a été consommée pour diluer la patte en vue de son tamisage et beaucoup d'énergie a été dépensée pour le transport des grands volumes de matériau qui ont résulté de la dilution. En outre, l'appareillage assurant la dilution, le tamisage et l'épaississement est relativement croûteux. Lorsqu'on utilise l'appareil classique de la figure lb, on fait passer la pâte de la cuve de décharge 16 & un raffineur 26. On peut aussi utiliser, si on le désire, des raffineurs supplémentaires 26' qui sont placés en série ou en parallèle avec le raffineur 26. Dans le raffineur 26, les noeuds et les bûchettes sont réduits en fragments et sont envoyés avec le reste de la pâte au poste 24 de traitement supplémentaire. Cet agencement n'exige que relativement peu d'énergie par comparaison avec l'agencement de la figure la mais la pâte obtenue finalement contient des particules de noeuds et de bûchettes non cuites. Ces particules ne peuvent pas titre blanchies et laisseront des taches colorées sur le papier qui sera finalement produit. En outre, c'est la totalité de la pate qui est envoyée dans le raffineur 26, et non simplement les noeuds et les bichettes, et le matériau parasite qui se trouve dans la pâte peut abréger la durée d'utilisation du raffineur ou entraîner d'autres conséquences négatives. L'appareil présenté comme exemple de réalisation de l'invention se trouve sur la figure 2. Cet appareil n'a aucun des inconvénients des appareils de la technique antérieure. Selon l'invention, des copeaux sont introduits dans des silos à copeaux 30, d'où ils sont envoyés, par l'intermédiaire d'un doseur de copeaux 31 et d'un dispositif d'alimentation basse pression 32, dans une cuve 33 de prétraitement la vapeur. De la cuve 33,il passe, par une coulotte à copeaux 34, dans un dispositif d'alimentation haute pression 35,puis, de là, dans une cuve 12 de prdimpré- gnation. De la cuve 12, les copeaux sont envoyés au sommet d'un lessiveur continu 14, qui peut être du type décrit dans le brevet des Etats-Unis t'Amérique nO 3 427 218. Un certain nombre de réservoirs à détente 36 sont associés au lessiveur et à la cuve 33. Jusqu'ici, le système décrit est classique. Après traitement, c'est-à-dire imprégnation, cuisson et lavage, dans le lessiveur 14, la pâte résultante passe par la sortie 38 du lessiveur 14. A ce moment, la patte se trouve dans un état d'énergie élevé, car c'est un matériau de concentration 10 à 20% (environ) sous une pression atteignant 13,6 atmosphères au manomètre. On peut faire passer la pSte dans une cuve de décharge 16, puis l'introduire tangentiellement dans un séparateur à cyclone 40 de'un type classique convenable quelconque. La cuve de décharge 16 est facultative, car il n'est pas nécessaire de réduire l'énergie élevée de la pâte avant son introduction dans le séparateur à cyclone 40, et on peut placer cette cuve dans la canalisation 42 si on le désire.A la sortie du lessiveur3 le matériau est fluide et possède une vitesse suffisamment grande pour que l'utilisation d'un séparateur à cyclone soit possible. Les fibres de la pâte sortent du séparateur par la canalisation centrale supérieure 42, tandis que les noeuds les bûchettes et le matériau parasite sont évacués par la sortie inférieure 44 en raison de leur densité plus élevée. Une fois sorti du séparateur à cyclone 40, le matériau indésirable peut être envoyé par la canalisation 45 à- un raffineur classique 26, puis à un poste de traitement 24, ou bien outre envoyé par la canalisation 47 h un laveur 51 qui retirera les fibres, puis être ramené à l'entrée du silo & copeaux 30. Si l'on suppose la présence de matériaux parasites, on doit utiliser, à la sortie 44, un dispositif de séparation 43 qui séparera le matériau parasite des noeuds et des bûchettes. Ce dispositif 43 peut titre d'un type classique quelconque, par exemple un autre séparateur à cyclone, un dispositif de tamisage ou un appareil de séparation par liquide de densité intermédiaire.Si la qualité du matériau issu de la sortie 44 est trop mauvaise, on peut le rejeter en totalité. Lorsqu'on utilise la canalisation 45 et le raffineur 26, les noeuds et les bichettes réduits en fragments sont renvoyés par la canalisation 50 à la canalisation 42 pour hêtre transportés jusqu'au poste de traitement 24. Alors qu'on ne doit pas utiliser la canalisation 50 lorsqu'un blanchiment ultérieur de la pSte est prévu, l'ensemble représenté sur la figure 2, y compris sa canalisation 50, est avantageux par rapport à l'agencement représenté sur la figure lb dans le cas où il n'y a pas de blanchiment ultérieur, puisqu'un volume inférieur de matériau passe dans le raffineur 26 et que, par conséquent, le raffineur peut etre plus petit et consomme moins d'énergie. On voit donc comment, selon le procédé de l'invention, on sépare les noeuds, les bichettes et le matériau parasite de la pate sortant d'un lessiveur continu en envoyant la pâte dans un séparateur à cyclone, et comment on peut amener à subir différents traitement les parties de la pâte ainsi sépares. Bien entendu, l'homme de l'art peut apporter diverses modi fications aux dispositifs ou aux procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Procédé de production de pelte à papier homogène qui comprend une cuisson de copeaux de bois et de matériaux semblables dans un lessiveur continu permettant de produire une pâte à papier de densité élevée, ayant une concentration d'environ 10 à 20% et se trouvant dans un état d'énergie élevée1 une-séparation entre les noeuds, bûchettes et matériau parasite et la pâte à papier, et l'envoi de la plte à papier à un poste de traitement ultérieur, le procédé étant caracterisé en ce qu'on sépare les noeuds les bichettes et le matériau parasite de la pdte à papier de densité élevée en faisant passer la pâte & papier non diluée dans un séparateur à cyclone. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qutaprès avoir séparé les noeuds, les bûchettes et le matériau parasite de la pate à papier, on sépare les noeuds et les bûchettes du matériau parasite. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en outre en ce qu'on réduit en fragments les noeuds-et les bûchettes en les faisant passer dans un ou plusieurs raffineurs. 4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en outre en ce qu'on envoie les noeuds et les bichettes réduits en fragments dans le raffineur ou les raffineurs au poste de traitement supplémentaire auquel a été envoyée la patte à papier séparée des noeuds des bûchettes et du mate- riau parasite. 5 - Ensemble d'appareil de production de pite à papier homogène, comprenant un lessiveur continu destiné & cuire des copeaux et des matériaux équivalents afin de faire sortir par une canalisation d'évacuation une pâte à papier de densité élevée se trouvant dans un état d'énergie élevé, un appareil destine à séparer les noeuds, les bûchettes et le matériau parasite de la pâte papier, et un poste de traitement supplémentaire de la pdte à papier l'ensemble étant caractérisé par un séparateur à cyclone placé dans la canalisation d'évacuation du lessiveur continu et destiné à séparer les noeuds, les bûchettes et le matériau parasite de la plte à papier de densité élevée qui se trouve dans la canalisation d'évacuation sans dilution de la pelte à papier. 6 - Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en outre par un appareil qui effectue une séparation entre les noeuds et les bûchettes retirés de la pate à papier et le matériau parasite retiré de la patte à papier. 7 - Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en outre par un silo å copeaux, une cuve de traitement à la vapeur basse pression et une cuve de pré imprégnation qui sont reliés au lessiveur et qui amènent les copeaux & traiter au lessiveur. 8 - Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en outre par un ou plusieurs raffineurs destinés à réduire en fragments les noeuds et les copeaux qui ont été séparés de la p te à papier. 9 - Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en outre en ce qu'il comprend des canalisations destinées à amener les noeuds et les bûchettes réduits en fragments du raffineur ou des raffineurs au poste de traitement supplémentaire.