Brevet FR2536305A1 — publié le 19840525

" Procédé et installation pour la mise en flottaison de suspension de fibres "e - L'invention concerne un procédé de mise en flottaison de suspension de fibres dans un réservoir de flottaison-avec extraction d'au moins une partie de la suspension, au moins à proximité du fond du réservoir de flottaison et réintroduction d'une partie de la suspension injectée dans le réservoir de flottaison, également au moins au voisinage du fond du réservoir de flottaison à l'aide d'au moins un injecteur. On connaît déjà une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon le document DE-AS 29 14 392. Dans cette installation, l'ensemble du volume de la sus- pension est extrait au fond du réservoir de flottaison. L'alimentation à la fois de la suspension fraîche c'est- à-dire de celle qui est à nettoyer de mêmeque la suspen- sion qui circule dans le circuit se fait à l'aide d'injec- teurs qui sont répartis sensiblement radialement à la périphérie et ont une direction d'éjection tangentielle-, toutefois dans ces systèmes distincts Dans cette instal- lation, il faut de nombreux injecteurs et l'ensemble est très complexe Les conditions d'écoulement dans le réser- voir de flottaison de cette installation n'apparaissent pas comme favorables du moins non déterminantes pour assu- rer une séparation avantageuse des particules de saleté O Le fonctionnement de l'installation apparait, selon les explications données dans ce document, comme n'étant pas intéressant car selon le schéma de fonctionnement de l'ins- tallation, les flux montant et descendant de la suspension doivent se croiser, ce qui n'est pas possible en soi. La présente invention a pour but vis-à-vis de l'art antérieur, de créer un procédé de flottaison qui présente des conditions claires et engendre un effet de flottaison aussi efficace que possible ainsi que des ins- tallations permettant l'obtention de cet effet avantageux ou son amplifications avec un montage extrêmement simple. Cela est important du fait que le Co t de telles installa- tions de flottaison, dans la mesure o elles doivent traiter des vieux papiers, être d'un coût parti- 11 j culièrepent fiaible. A cet effet, l'invention concerne un procédé du type ci-dessus caractérisé en ce qu'une partie plus Petite de la suspension est extraite au fond du réservoir et est de nouveau fournie à celui ou à ceux des injecteurs de la même cellule. Suivant une autre caractéristique de l'invention, après la sortie de l'injecteur, il y a un écoulement de la suspension à la -fois vers la surface supérieure de la suspension que vers le oand du réservoir de flottaison, et la quantité de suspension, à faire revenir, qui s'écoule vers le bas, est extraite de la partie restante de la suspension au niveau du fond du réservoir et est choisie pour que la vitesse de sédimentation de la suspension soit inférieure à la vitesse ascensionnelle des bulles d'air le cas échéant également de celles qui se sont déjà accro- chées à des particules de saleté, et l'écoulement montant arrive au moins jusqu'au niveau de la surface supérieure. du liquide dans le réservoir de flottaison. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, cette installation 53635 i est caractérisée en ce qu'elle ne comporte qu'un injecteur qui comporte un diffuseur engendrant un écoulement hori- zontal de la suspension, diffuseur qui est prévu lui-meme à l'extrémité d'un chemin-mélangeur essentiellement verti- cal, après un point de rétrécissement de la conduite d'alimentation en susp-ension, et en ce que la conduite de dérivation pour la partie de la suspension passant dans le circuit et la conduite d'alimentation pour la suspen- sion à traiter, introduite nouvellement dans le réservoir de flottaison sont réunies en amont de la zone de rétré- cissement de la conduite d'alimentation en suspension, et en ce que la conduite de dérivation sort au niveau du fond du réservoir-de flottaisono Suivant une autre caractéristique de l'invention, la conduite de dérivation et la conduite d'alimentation en suspension pour la suspension nouvelle à -introduire sont réunies en amont de la pompe d'élévation de pression de l'injecteur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le réservoir de flottaison est en-forme de cylindre ver- tical dont le fond est en forme d'un tronc de cône dont le sommet est dirigé vers le bas. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la partie inférieure du diffuseur radial est une -plaque de fermeture essentiéllement horizontale, qui se trouve à une certaine distance au-dessus du fond du réservoir de flottaison. Enfin, suivant une autre caractéristique de l'invention, le point d'extraction de la suspension net- toyée se trouve dans la partie la plus haute du réservoir. L'invention permet le passage d'un débit rela- tivement important à travers l'injecteur,-si bien qu'une quantité importante d'air est aspirée du fait de la vitesse d'écoulement importante qui en résulte c'est-à- -dire qu'une quantité d'air déterminée est introduite de façon avantageuse sur le plan de l'énergie puisque la puissance demandée par unn-injecteur est proportionnelle au carré du rapport air/liquide. Le procédé et l'installation selon l'invention seront décrits ci-après à l'aide des dessins annexés qui montrent différents modes de réalisation de l'installa- tion: la figure la est une vue en coupe verticale d'un premier mode de réalisation-de l'invention. la figure lb est une vue de-dessus correspon- dant à la figure -la - la figure 2 a est une vue en coupe verticale d'un second mode de réalisation de l'invention. la figure 2 b est une vue de-dessus correspon- dant à la figure 2 a. la figure 3 a est une vue en coupe verticale d'un troisième mode de réalisation de l'invention. la figure 3 b est une vue de-dessus correspon- dant à la figure 3 a Selon les figures, les références 1, 1 ' ou 1 " désignent le réservoir de flottaison dans lequel plonge un tuyau-mélangeur 15 Ce tuyau-mélangeur comprend un - chemin-mélangeur entre la sortie de l'injecteur et la section diminuée 12, chemin dans lequel la suspension se mélange avec les bulles d'air La sortie de l'injecteur est formée par un diffuseur radial 13 qui porte du côté tourné vers le fond 7, 7 ' du réservoir de flottaison cor- respondant, une plaque de fermeture 14, essentiellement horizontale Ce montage se traduit par un écoulement en sortie d'injecteur suivant des lignes d'écoulement qui sont au moins voisines de la direction horizontale Puis l'écoulement se divise en un écoulement montant et un écoulement descendant La fraction de l'écoulement montant est choisie de façon que la composante verticale soit inférieure à la vitesse ascensionnelle des bulles d'air même de celles qui se sont déjà accrochées aux particules de saleté. Au point de rétrécissement 12 de l'injecteur 6, il y a un petit tube d'air 11, venant en saillie en posi- tion centrale, et qui aspire l'air nécessaire à la flot- taison Il est possible de prévoir d'autres petits tubes d'air de ce type directement en-dessous du point de rétré- cissement du tube dans le chemin-mélangeur 15 La conduite d'alimentation en suspension 9 est reliée à une pompe de compression 10 qui fournit la hauteur de pression néces- saire à l'injecteur et aux autres pertes de charge dans les conduites La quantité de la suspension s'écoulant vers le bas arrive dans la conduite de dérivation 8 ou 8 ' puis également vers la pompe d'élévation de pression 10. En amont de cette pompe d'élévation de pression, la con- duite pour la nouvelle suspension à introduire (indiquée ici par une flèche référencée Q) est réunie à la conduite zu de dérivation 8 pour la suspension circulant-en circuit. Grâce à ce montage, on obtient un temps de séjour réduit, très avantageux de toutes les particules y compris de la suspension c'est-à-dire de l'eau et des fibres, dans le réservoir de flottaison O Ce temps ne peut en aucun cas être inférieur au temps de séjour moyen résul- tant de la relation V Z/QZU de toutes les particules Darns cette équation, Vz représente le volume du réservoir de flottaison et Qzu la quantité de suspension qui est ch Iaque fois introduite de nouveau dans le réservoir de flottai-. son c'est-à-dire comme l'indiquent les figures Cela ame- liore très fortement le résultat de la flottaison car toutes les particules de saleté ont ainsi la plus grande chance de se fixer sur des bulles d'air En outre, les installations selon l'invention présentent des conditions d'écoulement claires, ce qui est également avantageux pour l'effet de flottaison En outre, on obtient une pos- sibilité très simple pour évacuer la mousse La quantité 2536305 1 de suspension qui remonte est tout d'abord guidée jusqu'à un endroit très peu distant par en-dessous du niveau de liquide et y est évacuée par un trop-plein De cette façon, l'écoulement se fait radialement vers l'extérieur et entraîne également la mousse Grâce à un autre trop- plein portant la référence 3 aux figures, on peut alors extraire la mousse L'extraction de la suspension net- toyée se fait alors par exemple comme cela est indiqué aux figures la et 2 a, par un caisson-extracteur 2 auquel est reliée une conduite 5 Dans le cas des figures 3 a et 3 b, la suspension nettoyée est extraite légèrement en- dessous du niveau de la suspension et est évacuée par une conduite 5 alors que la mousse est extraite par un trop- plein se trouvant directement au niveau du bord du réser- voir dans une rigole d'extraction de mousse 4 et par une conduite de mousse 6. Il est ainsi possible par le choix des diffé- rents écoulements partiels de la suspension, de régler les conditions suivant les besoins Dans chaque cas, on obtient un temps de séjour moyen relativement important pour les particules dans le réservoir de flottaison En d'autres termes, sur le plan statistique, on a une répar- tition des temps de séjour de toutes les particules sui- vant une courbe en cloche de Gaus, une fraction relative- ment faible de la suspension dont les particules ont des temps de séjour relativement courts Cela permet un effet de flottaison beaucoup plus avantageux que celui rendu possi'ble par les installations connues jusqu'à présent. R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Procédé de mise en flottaison de suspension de fibres dans un réservoir de flottaison avec extraction d'au moins une partie de la suspension, au moins à proxi- mité du fond du réservoir de'flottaison et réintroduction d'une partie de la suspension injectée dans le réservoir- de flottaison, également au moins au voisinage du fond d U réservoir de flottaison à l'aide d'au moins un injecteur, procédé caractérisé en ce qu'une partie plus petite de la suspension est extraite au fond du réservoir et est de nouveau fournie-à celui ou à ceux des injecteurs de la même cellule - 2 ) Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'après la sortie de l'injecteur, il y a un écoulement de la suspension à la fois vers la surface supérieure de la suspension que vers le fond du réservoir de flottaison, et la quantité de suspension, à faire reve- nir, qui s'écoule vers le bas, est extraite de -la partie restante de la suspension au niveau du fond du réservoir et est choisie pour que la vitesse de sédimentation de la suspension soit inférieure à la vitesse ascensionnelle des bulles d'air le cas échéant également de celles, qui se sont déjà accrochées à des particules de saleté, et l'écoulement montant arrive au'moins jusqu'au niveau de la surface supérieure du liquide dans le réservoir de flot- taison. 3 ) Installation pour la mise en oeuvre du-pr-o- cédé selon l'une quelconque des revendications I ou Z 2 caractérisée en ce qu'elle ne comporte qu'un injecteur ( 6) qui comporte un diffuseur ( 13) engendrant un écoule- ment horizontal de la suspension, diffuseur qui est prévu lui-même à l'extrémité d'un chemin-mélangeur ( 15) essen- -tiellement vertical, après un point de rétrécissement ( 12) de la conduite d'alimentation en suspension ( 9), et en ce que la conduite de dérivation ( 8, 8 ') pour la-partie de la 2536305 i suspension passant dans le circuit et la conduite d'ali- mentation ( 9) pour la suspension à traiter, introduite nouvellement dans le réservoir de flottaison ( 1, 1 ', 1 ") sont réunies en amont de la zone de rétrécissement ( 12) de la conduite d'alimentation en suspension ( 9), et en ce que la conduite de dérivation ( 8, 8 ') sort au niveau du fond ( 7, 7 ') du réservoir de flottaison ( 1, 1 ', 1 "). 4 ) Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que la conduite de dérivation ( 8, 8 ') et la conduite d'alimentation en suspension ( 9) pour la suspension nouvelle à introduire sont réunies en amont de la pompe d'élévation de pression (O 10) de l'injecteur ( 6). ) Installation selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que le réservoir de flottaison ( 1, 1 ', 1 ") est en forme de cylindre vertical dont le fond ( 7) est en forme d'un tronc de c 8 ne dont le sommet est dirigé vers le bas. 6 ) Installation selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que la partie inférieure du diffuseur radial ( 13) est une plaque de fer- meture ( 14) essentiellement horizontale, qui se trouve à une certaine distance au-dessus du fond ( 7, 7 ') du réser- voir de flottaison. 7 ) Installation selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que le point d'extraction de la suspension nettoyée se trouve dans la partie la plus haute du réservoir.