Brevet FR2529593A1 — publié le 19840106

Procédé et appareil de traitement de papier de récupé- ration ". L'invention a pour objet un procédé de traitement de papier de récupération par sa désintégration et sa mise en suspension dans un broyeur avec une concentration élevée et en utilisant un écoulement tourbillonnaire formé dans un dispositif (classificateur centrifuge) comportant une cuve fermée qui présente essentiellement une forme de révolution par un rotor essentiellement agencé sous forme de roue à aubes, une fraction enrichie en produits lourds étant extraite sur le bord radial de l'écoulement et une fraction de pâte finie étant extraite à l'extrémité axiale de l'écoulement o est monté le rotor qui produit cet écoulement tourbillonnaire, par l'intermédiaire d'un tamis étroitement voisin du rotor, la concentration moyenne dans l'écoulement tourbillon- naire étant comprise en 3,5 et 7 %. L'invention s'étend à des appareils judicieux pour la mise en application du procédé. Dans les installations de préparation établies à l'heure actuelle suivant l'état de la technique, un appa- reil qui joue un rôle important fonctionne suivant un mode de fonctionnement désigné comme celui d'un classi- ficateur centrifuge et d'un broyeur de produit secondaire combinés Dans cet appareil, un écoulement tourbillon- naire est produit par une roue à aubes dans une cuve fermée 2.529593 ayant une forme de révolution, cet écoulement tournant autour d'un axe horizontal et la roue à aubes étant agen- cée avec un axe de rotation coaxial Cet écoulement tour- billonnaire permet, d'une part, de prélever sur le pour- tour de l'écoulement en direction radiale une fraction enrichie en impuretés lourdes et, d'autre part, d'intro- duire un tube d'extraction dans le noyau de l'écoulement tourbillonnaire o s'accumule une fraction enrichie en impuretés légères, cette fraction pouvant être évacuée de l'appareil par le tube en effectuant une dilution En outre, la séparation d'une pâte finie a lieu au moyen d'un tamis prévu à l'extérieur de l'écoulement tourbillonnaire der- rière la roue à aubes, ce tamis étant en général plan et disposé perpendiculairement à l'axe de rotation de la roue à aubes et de l'écoulement tourbillonnaire. Cependant, le produit envoyé à ce classificateur centrifuge est une suspension de fibres déjà épurée à l'avance et préparée avec du papier de récupération Cela est décrit dans le document GB-PS 1 340 998 ne se référant à la figure 3 de ce document Pour cela, on utilise alors un broyeur qui fonctionne également suivant le principe de l'écoulement tourbillonnaire et dans lequel, au centre de l'écoulement tourbillonnaire, on extrait des produits d'emballage, notamment de la ficelle et des bandes ainsi que d'autres impuretés susceptibles de filage, l'extrac- tion ayant lieu sous forme de filasse continue au moyen d'un dispositif appelé enrouleur de filasse La fraction épurée à l'avance-est extraite de la suspension de fibres, à partir d'une chambre d'extraction distincte, par l'in- termédiaire d'un tamis disposé derrière le rotor. D'autres procédés connus à l'heure actuelle, qui évitent 1 ' extraction de la filasse avec le dispositif appelé enrouleur de filasse, font appel au montage d'au moins un autre classificateur entre le broyeur cité et le classificateur centrifuge, pour séparer notamment les 2529 593 impuretés à grande surface susceptibles de filage avant l'envoi dans le classificateur centrifuge On utilise de préférence pour cela de très grands tambours tournant autour d'un axe horizontal et présentant une paroi péri- phérique perforée (DE-OS 3 026 136) Mais ces tambours sont très chers étant donné qu'ils doivent être très grands D'autre part, le remplacement du mode d'extrac- tion initial de la filasse apparaît de plus en plus comme une nécessité, car ce mode d'extraction a une très forte tendance à provoquer des irrégularités de fonctionnement et gêne fortement l'ensemble du processus de traitement en tant que point faible Un fonctionnement impeccable n'est possible avec ce mode d'extraction de la filasse que si l'on prévoit pour cela un opérateur de service particulier qui procède à la surveillance. Dans ces conditions, l'invention a pour but de créer un procédé de traitement assurant un fonctionnement plus sûr, ce procédé évitant également les tambours clas- sificateurs horizontaux mentionnés précédemment qui sont très volumineux et onéreux. L'invention concerne à cet effet un procédé du type mentionné dans le préambule, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on envoie une partie de la suspension, enrichie en détritus, le cas échéant légèrement diluée, dans un état ne permettant pas le pompage, avec une concentration supérieure à 8 %, sans tamisage, directement et par char- ges discontinues du broyeur à l'écoulement tourbillonnai- re, dans lequel on introduit du liquide de dilution sup- plémentaire. Des modes de réalisation particulièrement avanta- geux du procédé conforme à l'invention sont caractérisés en ce que: on envoie aussi l'autre partie de la suspension, diluée, du broyeur à l'écoulement tourbillonnaire, on introduit le liquide de dilution dans le noyau de l'écoulement tourbillonnaire ou, au moins, à proximité immédiate. Un dispositif particulièrement avantageux pour la mise en application du procédé est caractérisé en ce qu'on effectue l'amenée de la suspension dans l'écoulement tour- billonnaire à l'extrémité axiale de cet écoulement la plus éloignée du rotor. Conformément à l'invention, on met en application un procédé de fonctionnement entièrement nouveau du sépa- rateur centrifuge Dans ce cas, une matière formée par du papier de récupération fractionné et non épuré est envoyée à l'appareil par charges discontinues avec une concentration très élevée qui, au moins par moments, donne une consistance qui ne permet même pas le pompage. On évite ainsi tous les étages d'épuration intermédiaires qui, autrement, étaient disposés devant le classificateur centrifuge mentionné précédemment On obtient ainsi un procédé de traitement faisant appel à un dispositif très compact et qui est alors de fonctionnement plus sûr Les étapes ultérieures d'épuration plus fine, qui étaient usuelles dans l'état de la technique, sont naturellement également prévues dans le cas de l'invention. En tant que liquide de dilution on peut, outre l'eau, utiliser aussi au moins une partie de la suspension prélevée dans le-broyeur, cette suspension étant classi- fiée à l'avance et diluée. L'invention sera mieux comprise en regard de la des- cription ci-après et du dessin annexé représentant un exemple de réalisation de l'invention Dans ce dessin, la figure unique est une vue d'ensemble d'un appareil pour la mise en application du procédé suivant l'invention. Sur la figure, on a désigné le broyeur par 12 et par 1 le classificateur monté à la suite, ce dernier créant un écoulement tourbillonnaire tournant autour d'un axe horizontal (voir les lignes de courant) Le classifi- cateur 1, qui constitue l'appareil à écoulement tourbil- lonnaire, est alors directement monté à la suite du broyeur 12 et il est relié à celui-ci par une une courte conduite d'évacuation de grande section 15 La cuve du broyeur comporte un organe de circulation 16 monté sur sa paroi de fond 28, cet organe étant muni d'ailettes agitatrices 17 Cet organe de circulation 16 tourne au- tour d'un axe 26 qui n'est incliné que faiblement sur la verticale, c'està-dire suivant un petit angle aigu La partie inférieure de la cuve 12 va en se rétrécissant et comporte une chambre d'évacuation 29 séparée par un tamis 18 du reste de cette partie de la cuve Une conduite d'évacuation de pâte terminée 14 ainsi qu'une conduite d'eau de dilution 37 sont raccordées à la chambre d'éva- cuation 29 Le tamis 18 est incliné sur l'horizontale de l'angle suivant lequel l'organe de circulation est incli- né sur la verticale Etant donné que la conduite d'éva- cuation 15 doit assurer aussi, notamment l'évacuation, des produits lourds, c'est-à-dire les impuretés ayant un grand volume et un poids spécifique élevé, cette conduite est raccordée à la partie de la zone inférieure de la cuve située au niveau le plus bas La même chose est valable pour le raccordement de la conduite d'évacuation de pâte terminée 14 à la chambre d'évacuation 29. Dans le dispositif décrit, on prévoit de préférence une concentration élevée du produit dans le broyeur 12, cette concentration pouvant atteindre 15 à 20 %, notam- ment 16 % environ On peut ainsi prévoir une cuve de volume relativement faible Pour améliorer les conditions d'extraction, il est alors prévu d'envoyer par la con- duite d'eau de dilution 37 de l'eau de dilution dans la chambre d'évacuation 29 et de créer dans celle-ci une consistance plus faible correspondant à une concentration de 8 %. Dans l'exemple de réalisation considéré, la conduite 252 593 d'évacuation de pâte terminée 14 et l'autre conduite d'évacuation 15 sont respectivement munies d'une vanne en vue de leur fermeture Il est possible de prélever la pâte terminée de façon continue ou périodique, tandis que la conduite d'évacuation 15 prévue pour les produits lourds doit être ouverte périodiquement. On a encore représenté comment le papier de récupé- ration était amené au broyeur au moyen d'un transporteur à bande 40 Le liquide est amené par une conduite 36. La commande d'entraînement de l'organe de circula- tion 16 du broyeur 12 est assurée par un moteur 22 par l'intermédiaire de poulies d'entralnement 31, 25 au moyen de courroies Cette commande peut aussi être assurée par un arbre articulé La commande des vannes 24 et 35 peut être assurée par des servomoteurs hydrauliques Un tel servomoteur est représenté en 27 pour la vanne 35. Pour l'organe de circulation 16, on utilise de pré- férence une réalisation avec des ailettes agitatrices 17 agencées sous forme d'une vis à plusieurs filets Il sem- ble en outre que la réalisation la mieux appropriée com- porte, sur la face inférieure d'un plateau 33 de l'organe de circulation 16 portant les ailettes agitatrices, des nervures 32 servant à mélanger la suspension, dans la partie la plus basse de la cuve, notamment dans la cham- bre d'évacuation 29, avec l'eau amenée par la conduite d'eau de dilution 37 Pour qu'il ne se produise aucune dilution notable de la suspension dans la zone du broyeur située au-dessus du plateau 33, celle-ci sépare pratique- ment une zone de dilution, située au-dessous d'elle et comprenant la chambre d'évacuation 29, du reste de cette partie du broyeur L'action de mise en circulation des nervures 32 reste limitée à la zone mentionnée en premier lieu, en utilisant éventuellement des éléments de retenue supplémentaires disposés sur le plateau 33, par exemple des parois de retenue disposées à côté des nervures 32 à l'extérieur de celles-ci en direction radiale. Il y a lieu de mentionner encore que les ficelles et les fils utilisés pour l'emballage du papier de récu- pération non trié introduit dans le-broyeur 12 ont ten- dance, seuls ou conjointement avec d'autres impuretés, à former des agglomérés Mais ceux-ci peuvent être extraits sans difficulté du broyeur, avec l'aide de l'eau de dilu- tion. Le classificateur centrifuge est désigné par 1 sur la figure Dans ce classificateur, un rotor 2 tourne au- tour d'un axe horizontal devant un tamis 3 essentielle- ment plan qui sépare une chambre d'extraction de pâte terminée 8 du reste du volume de la cuve Dans ce classi- ficateur s'établit un écoulement tourbillonnaire à axe horizontal Les impuretés de faible poids se concentrent dans le noyau de cet écoulement et les impuretés de poids élevés se concentrent sur la paroi périphérique en se référant à la direction radiale Ces impuretés peuvent en outre être évacuées séparément de ces zones, ce qui -est le cas notamment pour-la fraction lourde Cette fraction est évacuée par la conduite 10 Au centre du classifica- teur, c'est-à-dire dans le noyau de l'écoulement tourbil- lonnaire, un tube d'évacuation 4 s'avance en position axiale Ce tube 4 permet d'évacuer la fraction enrichie en produits légers Coaxialement à ce tube 4 est prévu un autre tube 5 par lequel on peut amener de l'eau de dilution jusqu'au voisinage du domaine du rotor Etant donné que par la conduite d'amenée 15, on peut introduire par charges discontinues des suspensions de fibres de concentration relativement élevée, par exemple égale à 12 %, on amène par l'eau de dilution la concentration moyenne dans le classificateur 1 à une valeur approxima- tive égale à 5 % ou moins. Il est alors judicieux d'amener la conduite 15 du côté frontal sur le classificateur et d'introduire la 2529593. suspension pratiquement en direction axiale dans l'écou- lement tourbillonnaire, comme cela est représenté sur la figure On provoque alors une désagrégation de la charge de papier de récupération ayant une consistance élevée et on évite dans une large mesure le franchissement de l'écoulement tourbillonnaire par des zones de suspension de fibres à consistance élevée Par conséquent, on forme. ainsi un écoulement tourbillonnaire relativement homogène. Par la tubulure de turbulence 7, qui est un cylin- dre creux monté au centre du rotor 2, le noyau de l'écou- lement tourbillonnaire s'enrichissant en produits légers (feuilles) est particulièrement marqué. Comme représenté, il est judicieux d'évacuer du classificateur la fraction enrichie en impuretés légères par le tube axial 5 L'extraction de la pâte finie pas- sant à travers le tamis a lieu à partir de-la chambre de pâte finie par la conduite 8 Pour d'autres détails au sujet de l'extraction des diverses fractions, on renverra au brevet britannique mentionné précédemment. Pour compléter le mode de fonctionnement conforme à l'invention, il y a lieu de mentionner encore ce qui suit Les vannes 35 et 24 sont judicieusement, et néces- sairement en ce qui concerne la vanne 35, actionnées périodiquement La fréquence de la manoeuvre de la vanne 24, pour le produit relativement pur à concentration relativement plus faible et inférieure à 10 ou 8 %, est en conséquence plus élevée que la fréquence de manoeuvre de la vanne 35 En outre, la section de la conduite 15 est aussi plus grande que celle de la conduite 14 La manoeuvre des vannes a alors lieu suivant une commande chronométrée d'après des procédés connus Les dispositifs appropriés pour cette commande en fonction du temps sont relativement économiques, et, aussi, de fonctionnement sûr Il en résulte que le mode de fonctionnement suivant le procédé conforme à l'invention ne présente aucune 2.52969 g 3 espèce de difficultés Le contrôle n'a de raison d'être que dans une mesure relative et peut être automatisé. Au total, on peut obtenir conformément à l'inven- tion un procédé de traitement de papier de récupération, ce procédé étant très simple, de fonctionnement plus sûr et plus économique. 252 g 9593 S 10 R E V E N D I C A T I O N S ) Procédé de traitement de papier de récupéra- tion par sa désintégration et sa mise en suspension dans un broyeur ( 12) avec une concentration élevée et en uti- lisant un écoulement tourbillonnaire formé dans un dispo- sitif (classificateur centrifuge 1) comportant une cuve fermée qui présente essentiellement une forme de révolu- tion par un rotor ( 2) essentiellement agencé sous forme de roue à aubes, une fraction enrichie en produits lourds ( 10) étant extraite sur le bord radiale de l'écoulement et une fraction de pâte finie ( 8) étant extraite à l'ex- trémité axiale de l'écoulement o est monté le rotor qui produit cet écoulement tourbillonnaire, par l'intermé- diaire d'un tamis ( 3) étroitement voisin du rotor, la concentrationmoyenne dans l'écoulement tourbillonnaire étant comprise en 3,5 et 7 %, caractérisé en ce qu'on envoie une partie de la suspension, enrichie en détritus, le cas échéant légèrement diluée, dans un état ne per- mettant pas le pompage, avec une concentration supérieure à 8 %, sans tamisage, directement et par charges discon- tinues du broyeur ( 12) à l'écoulement tourbillonnaire, dans lequel on introduit du liquide de dilution supplé- mentaire ( 5). ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on envoie aussi l'autre partie de la suspension, diluée, du broyeur ( 12) à l'écoulement tourbillonnaire ( 1). ) Procédé selon l'une ou l'autre des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce qu'on introduit le liquide de dilution ( 5) dans le noyau de l'écoulement tourbil- lonnaire ( 1) ou, au moins, à proximité immédiate. ) Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'on envoie le liquide de dilution à proximité du rotor du dispositif ( 1) à écou- lement tourbillonnaire. 252 k 593 ) Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce qu'on effectue l'amenée de la suspension dans l'écoulement tourbillonnaire à l'ex- trémité axiale de cet écoulement la plus éloignée du rotor ( 2). ) Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce qu'on amène, au moyen d'eau de dilution, une fraction extraite du broyeur ( 12) à travers un tamis ( 18) disposé au-dessous du rotor ( 16) du broyeur, a une consistance permettant le pompage, on l'extrait par charges discontinues et on l'envoie à l'écoulement tourbillonnaire - ) Appareil à écoulement tourbillonnaire pour la mise en application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un tube d'ame- née d'eau de dilution ( 5) est introduit dans l'appareil à écoulement tourbillonnaire ( 1) coaxialement à-un tube d'évacuation ( 4) prévu pour une fraction enrichie en im- puretés légères dans le noyau de l'écoulement tourbillon- naire. ) Appareil à écoulement tourbillonnaire selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une ouverture d'en- trée de produit unique est disposée sur l'appareil à écoulement tourbillonnaire ( 1) sur sa face frontale oppo- sée à l'évacuation de pâte finie ( 8). ) Appareil à écoulement tourbillonnaire selon la revendication 8, caractérisé en ce que le tube d'évacua- tion ( 4) et le tube d'amenée ( 5) sont disposés en posi- tion axiale suivant l'axe longitudinal de l'appareil à écoulement tourbillonnaire.