Brevet FR2453935A1 — publié le 19801107

La présente invention concerne un système de production par voie humide d'un panneau de fibres ligneuses permettant de séparer à un stade précoce les substances ligneuses dissoutes, de l'eau de fabrication, dans le but d'en tirer profit,-de supprimer les problèmes qualificatifs poses par le produit fini - le panneau de fibres de bois tels que les entailles, et enfin, en ce qui ne manque pas d'intéresser l'envirunnement, d'obtenir une eau résiduaire ecologiquement acceptable en vue de son évacuation directe dans le collecteur d'eau. Au cours de la production classique des panneaux de fibres de bois par voie humide, la fibre de kois est d'abord séparé en prechauf- fant les copeaux de bois et/ou la sciure, et ensuite en effectuant un défibrage entre deux disques defibreurs, parmi lesquels l'un est rotatif tandis que l'autre est fixe. Le défibrage peut s'effectuer en une ou plusieurs phases, les dernières étant dites phases de raffinage. Le préchauffage intervient dans un réchauffeur spécial, par injection directe de vapeur généralement inférieure à 1 MPA et à 200 C. Au cours du prechauffage et du défibrage, les substances ligneuses sont dissoutes et elles sont ensuite entraînées par l'eau de fabrication vers la machine à papier et vers le pressage final du panneau de fibres, au cours duquel la phase aqueuse est éliminé sous forme de vapeur ou de liquide. L'eau de fabrication est ensuite purifiée avant évacuation par l'usine. Une méthode d'epuration courante consiste à traiter l'eau de fabrica-- tion dans une cuve dite "d'aerationl' pour abaisser la teneur en conta- mination measurée par la demande biochimique en oxygène determindesur un echantillon conserve pendant 7 jours à 20 C dans l'obscurite (DB07) selon la norme mentionnée aux pages 543 à 550 de l'ouvrage "Standard Methodes for the examination of water and waste water", Americain Publishing HealthAssociation Editian 14, Washington (1975). Pour une usine de taille moyenne, l'investissement nécessité par une cuve d'aeration coûte environ 15 millions de ccurQnnes suédoises, soit une dépense annuelle d'environ 4 millions de couronnes suédoises, c'est- -dire un investissement dant les frais d'amortissement successifs le présentent aucun intérêt économique. Afin de réduire le volume de l'eau, certaines usines ont installe des systemes en circuit ferme pour remettre l'eau en circulation, mais en opérant ainsi, la pulpe alimentée dessus continuellement vient aug menter la teneur selon DB07 (voir ci-/ ) de l'eau de fabrication. Ces système ont l'inconvénient de poser des problèmens qualitatifs sur les panneaux de fibres finis, du fait de la présence d'entailles provoquées par l'encrassement des plaques filtrantes au cours du pressage final à chaud de consolidation. Par ailleurs, certaines parties de l'installation de production sont susceptibles de poser d'importants problèmes de corrosion. Selon le système conforme à la présente invention, une grande partie de l'eau est prise en charge aussitôt apres la dissoluticn et le lessivage des substances ligneuses, à partir de la pulpe de fibres de bois défibrée au moyen d'un pressage jusqu'à une teneur d'au moins 60 % de substance seche.Les substances qui sont dissoutes au cours du defibrage par hydrolyse, sont séparées de l'eau de fabrication dans une installation d'evaporation. Une partie de l'eau de fabrication peut être avantageusement remise en circulation dans le défibreur et peut être enriche de substances ligneuses dissoutes. Le système selon la presente invention, consistant à séparer les substances ligneuses dissoutes de l'eau de fabrication au cours de la production des panneaux de fibres de kois par voie humide, comprenant, dans l'ordre, un préchauffeur, un defibrateur, un cyclone, un dispositif de lessivage et un dispositif de deshydratation de la pulpe de fibres de bois défibrée, est caractérisé en ce que l'eau de fabrication provenant du dispositif de déshydratation est renvoyée en partie au de- fibrateur, et en partie une installation d'evaporatisn, à partir de laquelle la vapeur d'eau obtenue est dirigée vers le préchauffeur, formant Ainsi un circuit fermé de circulation d'eau décrivant deux parcours. Le fait que la vapeur d'eau en surplus soit dirigée depuis le cyclone vers l'installation d'évaporation, ou elle peut être energe- ti-quement utilisée, ajoute un parcours supplementaire au circuit ferme de circulation d'eau. D'autres caractéristique et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard de la figure unique annexée représentant le parcours suivi par le fluide principal. Les numéros portes sur la figure indiquent : 1. Préchauffeur 2. Défshrateur t 3. Cyclone 4. Dispositif de lessivage 5. Dispositif de déshydratation (presse) . Installation d'evaporation 7. Caisse à pâte Les copeaux de bois et/ou la sciure sont amenés par un alimenteur à vis au préchauffeur 1, dans lequel la vapeur d'eau est injectée.Après le préchauffage, les fibres de kois arrivent dans la zone de defibrage du defibrateur 2 ou les fibres sont défibrées sous forme de pâte. Cette dernière passe d'abord dans le cyclone 3, et ensuite dans le dispositif de lessivage 4, puis dans le dispositif de déshydratation 5, constitué de préférence par une presse à vis, et enfin dans la caisse à pâte 7. Aprés la caisse à pâte 7, la pâte est à nouveau défibrée dans un raffineur, puis elle est amenée à la machine à papier et à la presse à chaud ou intervient la production du panneau de fibres de kois fini.Les dernières phases de la production ne sont pas coMprises dans la figure unique. L'eau extraite du dispositif 5 dépend des conditions existant entre le defibrateur 2 et l'installation d'évaporation 6. La vapeur d'eau obtenue de 6 est remise au préchauffeur 1. Le cyclone 3 est relie à ltevaporateur 6 vers lequel la vapeur d'eau, en excès peut être dirigée et utilisée énergétiquement. Le système selon la présente invention présente plusieurs avantages. La teneur totale en souillures de l'eau de fabrication est réduite du fait qu'elles sont concentrées dans l'eau séparée déjà dans la presse à vis apres le défibrateur. Les souillures passent ensuite dans l'installation d'évaporation. Les quantités d'eau excessives amenées au défibrateur, peuvent être réduites en remettant en circulation l'eau sortant de la presse à vis dirigée vers le defibrateur. Le volume d'eau remis en circulation est déterminé par la concentration de substances ligneuses disscutes qui dépend à son tour de la pression de la vapeur d'eau et de la teEperature ainsi que de la qualité du bois. Le rendement de la fabrication est influencé Favorablement du fait que le défibrateur est alimente en eau contenant déjà des substances ligneuses dissoutes. Au cours de la réaction : ss - bois (dans le defibrateur)--- fibre de bois + substances ligneuses dissoutes le fait de retarder la dissolution du bois, augmente le rendement de la fibre deMbois en fonction de la qualité du bois. Le système est éconcmiquement avantageux car le volume d'eau contenant la majeure partie des substances dissoutes et mises en suspension au cours des opérations, ne représente qu'un faible pourcentage du volume total de l'eau de fabrication. Un enrichissement supplementaire par évaporation est donc économiquement intéressant. Les résidus d'évaporation peuvent être utilisés soit sous forme de combustibles ou vendus sous forme de produits d'alimentation du bétail. Le surplus d'énergie provenant du cyclone peut être utilise pour l'evaporation tandis que le surplus d'énergie provenant de l'installatian d'evaporation, peut être à son tour utilise pour le prechauffage de la matière premiBre ou de l'eau de fabrication. l'économie du procédé peut être également augmentée en permettant à la phase subsequente de raffinage d'être effectuee avec une teneur optimale en substances sèches, ce qui permet de réduire effec tivement la consommation d'energie. En séparant les substances ligneuses dissoutes de l'eau de fabrication, à un stade précoce des opérations, on obtient une eau relativement pure au cours des phases operatoires ultérieures, ce qui permet d'améliorer la qualité du produit au cours du pressage à chaud et par conséquent la qualité des panneaux finis. Pour obtenir le résultat envisage,-il est indispensable que la presse suivant le défibrage soit capable de fournir~une pâte de fibre sèche dont la siccité corresponde à peu près à celle avec laquelle on commence, dans la presse à chaud, à effectuer le pressage final et l'evaporation sw s forme de panneaux de fibres finis. Les exemples suivants fournissent des chiffres qui caracte- risent les relations du système avec l'environnement : Exemple 1 : Production de 400 tonnes métriques de plaques de fibres en utilisant le systime selon la presente invention. Teneur en sustance sèche de la pâte de fibre après passage sur la presse à vis : 60 %. L'eau de fabrication finale destinée à être évacuée dans le collecteur d'eau contient environ 6,5 kg sedan DBO 7 (voir page 1) par tcnnF métrique de plaques de fibres. L'évacuation correspondante obtenue sans utilisation du systeme selon la présente invention, est d'environ 27 kg selon DB07 voir page 1). par tonne métrique de plaques. Exemple 2 : Production de 365 tonnes métriques de plaques de fibres et de 35 tonnes métriques de plaques demi-dures, en utilisant le système conforme à la présente invention. Teneur en substance seche de la pâte de fibre apres passage sur la presse à vis : 60 t. L'eau de fabrication finale destinée à être évacuée dans le collecteur d'eau, oantient environ 7 kg selon DB07 (voir page 1) par tonne métrique de plaques. L'évacuation correspondante obtenue sans utiliser le système selon la présente invention, est d'environ 30 kg selon DB07 (voir page 1) par tonne métrique de plaques. REVENDICATIONS 1. Système de séparation des substances ligneuses dissoutes, dans l'eau de fabrication provenant de la production des panneaux de fibres de bois par voie humide, comprenant successivement un préchauffeur (1), un défibrateur (2), un cyclone (3), un dispositif de lessivage (4) et un dispositif de déshydratation t5) de la pâte défibrée, caractérisé en ce que l'eau de fabrication provenant du dispositif de déshydratation (5), est remise en circulation en partie vers le défibrateur (2),/en partie vers une installation d'évaporation comprise dans le système, a partir de laquelle la vapeur d'eau obtenue est dirigée vers le préchauffeur (1), formant ainsi un circuit fermé de circulation d'eau empruntant deux parcours. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en-ce que le surplus de vapeur provenant du cyclone (3) est dirigé sur l'installation d'évaporation (6) pour être énergétiquement utilisé dans l'évaporateur (6), créant ainsi un troisième parcours décrit par le circuit fermé de circulation d'eau. 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de déshydratation (5) est constitué par une presse à vis qui déshydrate simplement la pâte de fibres jusqu'à une teneur en substance sèche d'au moins 60% en poids. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de déshydratation/presse à vis (5), suivant le défibrateur (2), le cyclone (3) et le dispositif de déshydratation (4) donne une teneur en substance sèche supérieure à celle de la pâte de fibre que l'on commence ensuite à soumettre, dans une presse à chaud, aux opérations combinées et simultanées bien connues, de pressage et d'évaporation en vue d'obtenir un panneau de fibres de bois fini.