Brevet FR2461060A1 — publié le 19810130

Dans l'industrie papetière, on opère actuellement la récupération des vieux papiers de la façon suivante: Les vieux papiers sont d'abord dispersés dans l'eau et réduits en pâte dans des appareils dénommés pulpeurs (en Anglais pulpers) qui opèrent une épuration grossière en éliminant les parties pesantes, de densité supérieure à celle de la pâte (densité environ 1,027). Les pulpeurs travaillent généralement à faible con- centration, inférieure à 5 5%. A la sortie du pulpeur, la pâte est envoyée dans au moins un épurateur ou classeur, opérant un criblage à l'aide de tamis. Cette opération a pour objet de débarasser la pâte des contaminants en bois, plastique, métal qu'elle peut contenir. Il faut généralement utiliser en série deux appareils l'un comprenant au moins un tamis à fentes fines, lequel éli- mine tous les éléments ayant une granulométrie supérieure a la largeur des fentes, tout en laissant passer les fibres et les éléments plats et très minces; l'autre appareil com- prendra au moins un tamis à trous qui élimine les éléments plats. Il est courant d'opérer avec un appareil comportant un tamis à trous de diamètre de l'ordre de 4 à 5 mm suivi d'un appareil comportant un tamis à fentes de largeur de l'or- dre de 0,3 à 0,4 mm. A la sortie de ces appareils, dits épurateurs ou classeurs qui seront par exemple du type décrit au brevet français no 77.35151 déposé le 23 novembre 1977, on obtient d'un côté une pâte épurée, contenant de l'eau et des fibres à l'exclusion de contaminants, et de l'autre côté des refus ou des rejets à forte teneur en contaminants. Pour prendre un exemple, avec un appareil tel que celui décrit au brevet français no 77.35151 dans lequel on envoie une pâte dont la concentration est de l'ordre de 3 à e% de matières sèches et contenant environ 5 % de polluants, on obtient à la sortie: - d'une part, une pâte contenant 0,05 c,{ de polluants et dont la concentration est toujours de l'ordre de 3 à 5 5i de matières sèches; 246 1060 - d'autre part, un rejet contenant environ 30 ,l à 0 de polluants, le reste étant de la pâte et la concentra- tion étant de l'ordre de 3 à 5 % de matières sèches. On voit que les rejets contiennent des quantités appréciables de pâte et qu'ils sont fortement dilués. Ainsi, ces rejets ne peuvent-ils être jetés et sont-ils fort em- barassants. Le procédé le plus répandu actuellement pour les traiter consiste à les envoyer dans des appareils auxiliaires communément appelés "assortisseurs" et qui sont généralement des tamis vibrants dans lesquels les rejets sont lavés à grande dilution et en milieu ouvert ce qui permet d'obtenir d'une part des rejets lavés et d'autre part, une pâte très diluée destinée à être recyclée. De tels appareils présentent de très graves incon- vénients, tout d'abord du fait qu'ils travaillent en milieu ouvert ils exigent un système de pompage et une alimentation en eau propre; de ce fait ils sont consommateurs d'énergie et d'eau et aboutissent à des produits très dilués qu'il faut ensuite reconcentrer; d'autre part, comme tous les appareils vibrants, ils exigent de grandes masses de béton de support pour absorber les vibrations, et ils ont un coût de maintenance élevé; enfin, si l'épuration a été faite au moyen de tamis à fentes fines, le lavage des rejets est pra- tiquement inopérant car un tamis vibrant est nécessairement un tamis à trous, les tamis à fentes ne présentant pas une résistance mécanique suffisante pour équiper des appareils vibrants. De ce fait, une grande partie des rejets éliminés par l'épurateur passe à travers le tamis vibrant et sont recyclés. La présente invention a pour objet un dispositif assortisseur capable d'épurer une pâte à papier en continu en fournissant des refus lavés, ne contenant pas plus de 10 % de pâte à papier. Le dispositif objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une cuve fermée pourvue d'une arrivée de pâte et d'une sortie de pâte épurée, ladite cuve contenant un tamis fixe séparant deux chambres, l'une interne l'autre externe, et un rotor interne portant des pales ou ailettes passant à proximité du tamis; la chambre externe, comprise entre le tamis et la paroi de la cuve étant pourvue d'une cloison en hélice et ayant ainsi la forme d'un canal héli- coldal qui s'enroule autour du tamis depuis l'arrivée de pâte jusqu'à une sortie de refus située à deux extrémités op- posées de ladite chambre externe. L'invention vise également les dispositions sui- vantes: - Il est prévu une arrivée d'eau additionnelle dans la chambre interne, du côté de l'arrivée de pâte. - La chambre externe hélicoïdale est disposée de façon à s'enrouler autour du tamis fixe depuis l'arrivée de pâte jus- qu'à la sortie des refus avec un sens de rotation conforme à celui du liquide dans ladite chambre externe. - Ce sens de rotation est le sens contraire du sens de rotation du rotor. L'invention sera décrite ci-après avec référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un dispositif selon l'invention; La figure 2 est une vue en bout du même dispositif la plaque terminale enlevée; La figure 3 est une vue de détail, en coupe per- pendiculaire à l'axe du rotor, montrant la forme préférée des pales et des perforations. En se reportant à ces figures, on voit que le dispositif selon l'invention est du type comprenant une cuve fermée 1 dans laquelle un tamis de révolution 2 sépare deux chambres 3 et 4, un rotor ou tambour rotatif 5 étant prévu 3o à l'intérieur de la chambre interne 4, ledit tambour étant muni de pales longitudinales 6. Un dispositif de ce genre est décrit au brevet français no 77.35151 déposé le 23 novembre1977 au nom de la demanderesse. Conformément à la présente invention,la chambre externe 3, comprise entre le tamis 2 et la paroi de la cuve fermée 1, est cloisonnée par une paroi en hélice 7. La chambre 3 a ainsi la forme d'une chambre hélicoïdale, allant de l'ar- rivée de pâte 8 vers la sortie de rejets ou de refus 9; l'arrivée 8 et la sortie 9 sont situées aux extrémités oppo- 4O sées de la chambre hélicoïdale 3. Il est prévu une arrivée d'eau 10 dans la chambre interne 4, sur la paroi 11 opposée à la sortie 12. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: la pâte à épurer arrive en 8. Au fur et à mesure de son avan- cement dans la chambre 3, elle est épurée: les fibres traver- sent le tamis 2 et la pâte débarassée d'impuretés sort en 12. Les refus progressent lentement le long de la chambre 3 et se concentrent peu à peu pour aboutir dans l'espace terminal 13 immédiatement en amont de la vanne 14, o ils sont retenus tant que la vanne 14 est fermée. En ouvrant périodiquement la vanne 14, on peut donc évacuer des refus complètement lavés et concentrés jusqu'à former une masse ou une sorte de bouchon, tandis que la pâte est entièrement récupérée en 12. On voit que le lavage des refus est ainsi réalisé en appareil fermé, c'est-à-dire sous pression, ce qui élimine tous les inconvénients des appareils ouverts, notamment en ce qui concerne les moyens de circulations de la pâte et des refus. Il s'agit d'autre part, d'un appareil fonctionnant en continu pour ce qui concerne l'entrée et la sortie de la pâte, seule la sortie des refus se faisant de façon discon- tinue. Ces résultats n'avaient jamais pu être atteints jusqu'à ce jour, car en appareil fermé fonctionnant en continu et sous pression, on parvenait seulement à séparer une pâte épurée d'une pâte concentrée en polluants mais sans pouvoir laver les polluants. L'appareil de l'invention comprend, en outre, les dispositions préférentielles suivantes: La cloison hélicoïdale 7 forme une spire qui va de l'entrée 8 vers la sortie 9 en suivant le sens de rotation de la pâte dans la chambre 3. En effet, la pâte qui arrive dans la chambre 3 se déplace dans cette chambre avec un mouvement de rotation autour du tamis; ce mouvement de rotation est provoqué par la rota- tion du tambour 5 en combinaison avec la forme des perfora- tions du tamis 2 et la disposition, par exemple, tangentielle de l'arrivée 8. En particulier, si les trous ou fentes qui constituent les perforations 15 du tamis 2, ou en coupe transversale la forme représentée figure 3, de même que les pales 6, la rotation du tambour selon la flèche Fl provoque une rotation de la pâte dans la chambre 3 selon la flèche F2 du fait de la réflexion des filets de liquide sur la paroi radiale 16 des perforations 15. Dans ce cas, conformément à l'invention, la paroi 7 est enroulée autour du tamis 2 de façon à aller de l'en- trée 8 vers la sortie 9 en tournant autour du tamis 2 en sens contraire du sens de rotation du tambour 6; et comme représenté figure 2, l'entrée 8 et la sortie 9 sont dispo- sées tangentiellement à la cuve 1 pour correspondre à une rotation de liquide en sens contraire du sens de rotation Fl du tambour 6. Le pas de l'hélice formée par la paroi 7 sera de préférence supérieur au diamètre de l'arrivée 8. Une arrivée d'eau est prévue en 10. Cette arrivée d'eau d'appoint permet d'obtenir un meilleur lavage des refus. Cette arrivée d'eau sera contrôlée par une vanne 17 et le débit d'eau additionnelle sera de préférence infé- rieur à 20 0% du débit de pâte arrivant en 8. Ainsi, la pâte n'est pas diluée de façon importante et peut être recyclée telle quelle à partir de la sortie 12. L'appareil selon l'invention peut être utilisé de différentes manières. Il peut être associé à un épurateur dont il s'agit de laver les refus en vue de récupérer la pâte que ces refus contiennent. Un tel épurateur pourra être con- forme au brevet français no 77.35151 précité. "ais, l'appareil selon l'invention peut être utilisé directement comme épurateur perfectionné dans lequel on envoie la pâte préparée au pulpeur; l'expérience montre cependant que cette dernière solution donne de moins bons résultats car les caractéristiques dimensionnelles optimales pour une pâte donnée ne sont pas les mêmes aux différents stades d'épu- ration. Il sera donc souvent préférable d'utiliser successive- ment un épurateur à trous suivi d'un épurateur à fentes puis d'un assortisseur à fentes conforme à la présente invention. Avec une pareille succession d'appareils, on peut prévoir un assortisseur ayant un tambour de diamètre plus fai- ble que celui de l'épurateur proprement dit,ce qui permet de réaliser le lavage des refus avec une consommation d'éner- gie économiquement valable. On arrive ainsi à sortir des rejets ne contenant que peu ou pas de pâte, à partir des rejets de l'épurateur précédent qui contenaient 30 5'C à 50, de polluants dans une pâte ayant un contenu en matières sèches de l'ordre de 3 à 5,. R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Dispositif pour l'épuration et la récupération de pâte à papier comprenant une cuve fermée 1 contenant un tamis fixe 2 séparant deux chambres 3 et 4, la chambre inter- ne 4 comprenant un rotor 5 muni de pales ou ailettes 6 circu- lant à proximité du tamis, caractérisé en ce que la chambre externe 3, entre le tamis 2 et la cuve 1, est pourvue d'une cloison hélicoïdale 7 qui donne à ladite chambre externe 3 la forme d'un canal hélicoïdale s'enroulant autour du tamis 2 depuis une arrivée de pâte 8 jusqu'à une sortie de refus 9 contrôlée par une vanne 14. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend: une arrivée d'eau additionnelle 10 débouchant dans la chambre interne 4 sur la paroi il opposée à la sortie de pâte épurée 12. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le débit d'eau additionnelle est inférieur à 20 5o du débit de pâte à épurer. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la cloison hélicol- dale 7 forme une spire qui s'enroule depuis l'entrée 8 jus- qu'à la sortie 9 en suivant le sens de rotation du liquide dans la chambre externe 3. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la cloison hélicoïdale 7 s'enroule autour du tamis 2 2; depuis l'arrivée 8 jusqu'à la sortie 9 avec un sens de rota- tion contraire à celui du rotor 5.