Brevet FR2543183A1 — publié le 19840928

La récupération des vieux papiers occupe une place de plus en plus importante dans la production de papier. Mais elle pose également des problèmes accrus du fait des impuretés qui sont mélangées aux vieux papiers, notamment les revêtements plastiques, les ficelles, les colles,adhésifs, etc. Dans la plupart des cas, les vieu'x papiers sont d'abord déchiquetés et mélangés à de l'eau dans des appareils dénommés pulpeurs primaires. Certains de ces appareils ont la forme d'un ré- cipient au fond duquel tourne un agitateur désintégrateur placé au-dessus d'une grille perforée. A travers cette grille passe une pâte encore grossière et sale qui est envoyée à trieur secondaire tel que celui décrit au brevet français no 77 35151 déposé le 23 novembre 1977. Les refus de cette grille provoquent progressive- ment un bouchage de la grille et il faut les évacuer. Selon une technique récente, ces refus sont évacués à la partie inférieure de la grille et lavés dans un appareil clos, comme décrit au brevet français N O 78,32549 déposé le 17 novembre 1978. Selon cette technique et avec cet appareil, la pâte récupérée est recyclée au pulpeur primaire tandis que les refus lavés sont jetés En effet cet appareil reçoit du pulpeur des produits mal désintégrés et il possède lui-même un pouvoir désintégrant élevé ce qui nécessite un nouveau passage de la pâte récupérée dans le pulpeur pri- maire; D'autres appareils de préparation des vieux papiers, notamment ceux connus sous le nom de pulpeurs à hélice ou "hélico" ne comportent pas de grille et n'effectuent aucun triage, même grossier. Ils opèrent simplement une désintégration, une remise en suspension des fibres des papiers en présence d'eau sans altération des contaminants qui conservent leurs dimen- sions et leur forme; ces appareils fournissent un mélange contenant environ 15 à 20 % de matière sèche; le mélange est alors versé dans un cuvier ouvert de grande dimensions o il est brassé par un agitateur avec adjonction d'eau jusqu'à une concentration de environ 5 % de matière sèche puis il est repris par une pompe spéciale pour être renvoyé dans un séparateur de type trommel à tamis, ou tamis vibrant, travail- lant en continu. Une telle installation nécessite une pompe capa- ble d'absorber des impuretésde grande taille, et une telle pompe est sujette à de nombreuses pannes ou avaries. D'autre part, les appareils de type trommel à tamis ou tamis vibrant ont un faible débit de sorte que cette pompe doit travailler sous un faible débit, ce qui conduit à l'adoption de pompes volumétriques; de telles pompes sont très coûteuses et grèvent lourdement l'installation. La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif permettant de résoudre ces inconvénients. Conformément au procédé selon l'invention, le mé- lange résultant d'une opération de désintégration de vieux papiers ou de classement de pulpe est transféré, en discon- tinu (en "batch") dans un volume clos en forme de tambour ou de volume de révolution d'axe sensiblement horizontal, comportant une paroi sensiblement verticale munie d'une plaque perforée devant laquelle tourne un agitateur en forme d'hélice à ailettes profilées se déplaçant à faible distance et dans un plan parallèlement à ladite plaque perforée, lesdites ailettes ayant une section transversale à profil hydrodynamique de nature à créer une dépression devant la plaque perforée à chaque passage d'ailettes et un bord d'attaque conformé selon une spirale de Bernouilli d'angle constant voisin de 30 , ledit volume comportant une entrée contrôlée par une vanne, située à l'opposé de la plaque perforée, un volume annexe de récupération de pâte acceptée, en arrière de la plaque perforée, soumis à l'aspiration d'une pompe et le mélange est additionné d'eau pendant son introduction, cette addition d'eau étant poursuivie après fermeture de la vanne d'entrée jusqu'à lavage des refus, puis l'arrivée d'eau est fermée et le volume est 3 25 '3183 Vidé d'eau par l'aspiration ci-dessus, après quoi les refus sont déchargés par gravité par une large ouverture inférieure. Le procédé est ensuite rejeté sur une nouvelle quantité de mélange. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il se compose d'un volume clos en forme de tambour ou de volume de révolution d'axe sensiblement horizontal comportant une paroi sensiblement verticale munie d'une plaque perforée devant laquelle tourne un agitateur en forme d'hélice à ailettes profilées se déplaçant à faible distance et dans un plan parallèlement à ladite plaque per- forée, lesdites ailettes ayant une section transversale à profil hydrodynamique de nature à créer une dépression devant la plaque perforée à chaque passage d'ailettes et un bord d'attaque conformé selon une spirale de Bernouilli d'angle constant voisin de 30 , ledit volume comportant une entrée, constituée par vanne, située à l'opposé de la plaque perforée, un volume de récupération de pâte acceptée, situé en arrière de la plaque perforée et susceptible d'être relié à l'aspi- ration d'une pompe, une arrivée d'eau contrôlée par une vanne et une communication à l'air libre, ainsi qu'une large ouverture inférieure en partie basse, contrôlée par une vanne. L'expression spirale de Bernouilli d'angle-voisin de 30 signifie une spirale dont la tangente en un point quelconque fait un angle de 300 avec la tangente au cercle passant par ce point. Les particularités du procédé et du dispositif de l'invention sont d'opérer en discontinu sur des volumes déterminés et successifs de mélange de pâte et d'impureté, d'opérer sans diviser ni déchiqueter les éléments de ce mélange, les ailettes opérant seulement un débouchage permanent de la grille et leur forme étant telle que les impuretés glissent le long des ailettes et ne peuvent s'y accumuler, d'opérer par lavage, la pâte étant progressivement extraite par la grille et l'eau d'apport lavant progressi- vement les refus jusqu'à élimination de la pâte; 25431 183 d'extraire des refus lavés et débarassés d'eau, de ce fait peu polluant. Selon un premier mode de réalisation, l'appareil a la forme d'un cylindre ou tambour de révolution d'axe horizontal dans lequel la plaque perforée est un disque placé sur une paroi latérale, l'entrée des matières à trier étant placée axialement sur la paroi opposée. L'entrée d'un tel appareil peut être directement branchée sur la sortie d'un pulpeur primaire tel qu'un pulpeur de type "hélico". Dans ce cas, l'entrée sera maintenue ouverte simultanément à la rotation de l'agitateur et à l'alimenta- tion en eau, soit jusqu'à traitement du contenu complet du pulpeur, soit jusqu'au traitement d'une partie du contenu du pulpeur, soit jusqu'à ce que le volume des refus atteigne une valeur considérée comme suffisante ou maximale, L'entrée est alors fermée et le lavage poursuivi jusqu'à élimination de la pâte Puis l'arrivée d'eau est interrompue jusqu'à vidange de l'appareil Les refus sont alors jetés et une nouvelle opération peut être mise en route. Selon un second mode de réalisation, il est prévu deux appareils tels que ci-dessus, jumelés, l'arrivée des matières à trier étant raccordée à l'entrée de-chaque appareil par l'intermédiaire d'une vanne à trois voies. Cette disposition permet de réaliser un travail en continu par branchement successif et alterné de chaque appareil. Un tel appareil jumelé peut être branché sur la sortie d'un appareil fournissant en continu un mélange rela- tivement sale de pâte à papier et d'impuretés. Dans ce cas, l'arrivée peut n'être pas axiale mais tangentielle, l'importance de créer un vortex étant diminuée par le fait qu'il s'agit de retraiter une pâte ne contenant pas d'impuretés de très grandes dimensions. L'invention sera plus amplement décrite-avec référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en coupe schématique d'un exemple de réalisation d'appareil selon l'invention La figure 2 est une vue en plan de l'agitateur; La figure 3 est une coupe montrant la forme de la section des pales d'agitateur; La figure 4 montre la disposition de l'appareil de l'invention par rapport à un pulpeur primaire La figure 5 montre une variante de réalisation sous forme d'appareils jumelés. En se reportant à ces figures, on voit que l'appa- reil selon l'invention se compose d'un volume clos l en forme de tambour cylindrique (figure 1) ou de volume de révolution (figure 5) d'axe 2 sensiblement horizontal, comportant une paroi 3 sensiblement verticale munie d'une plaque perforée 4 devant laquelle tourne un agitateur 5 (la plaque 4 peut occuper la totalité de la paroi 3). Cet agitateur est dépourvu de rôle désintégrateur ou pulpeur Dans ce but, il est constitué de pales dont la section (figure 3) a un profil hydrodynamique constitué pour provoquer une dépression devant la grille 4 à chaque passage d'ailettes; le bord d'attaque 6 est arrondi et dépourvu d'arête coupante ou de nature à-désintégrer les matières. L'orientation ou le profil à donner à de telles pales pour obtenir une dépression devant la grille à chaque passage d'ail-ettesest du domaine de l'homme de l'art. De plus, comme représenté figure 2, le profil du bord d'attaque 6 est conformé en spirale telle que la tan- gente en un point P quelconque fasse un angle constant et de l'ordre de 300 avec la tangente au cercle passant par le point P Avec un tel profil, les impuretés ne peuvent rester accrochées aux pales 5: elles glissent et se dégagent aux extrémités des pales. Enfin, il existe entre les pales 5 et la grille 4 un espace de quelques millimètres, afin que les impuretés ne soient pas cisaillées entre les pales 5 et la grille 4. En aval de la grille 4 se trouve un volume 7 relié par la sortie 19 à l'aspiration d'une pompe 8 créant une dépression dans le volume 7; l'arrivée 10 des matières contrôléespar la vanne 11 est prévue sur la face 9 opposée à la grille 4; l'appareil comporte en outre une arrivée d'eau 12 contrôlée par la vanne 13, une sortie inférieure large 14 également contrôlée par vanne 15 et un évent 16. L'appareil est entraîné en 17 par le moteur 18. Dans l'exemple de la figure 1, l'entrée 10 est axiale, à l'opposé de la grille 4 Un tel appareil est par- ticulièrement adapté au triage de matières très sales, telles que le mélange sortant d'un pulpeur primaire n'effectuant pas de séparation, notamment un pulpeur 20 à hélice 21 (figure 4). Le procédé de l'invention est le suivant Après désintégration des vieux papiers par le pulpeur 20, la vanne 11 est ouverte, et le mélange obtenu, dont la concentration en matières sèches est de l'ordre de 15 % à 20 %, est déversé dans l'appareil 1 préalablement rempli d'eau La vanne 15 est fermée, la pompe 8 est mise en marche et la vanne 13 est ouverte La pâte acceptée est extraite en 19 sous une concentration de l'ordre de 5 % Le pulpeur 20 se vide progressivement Lorsque le pulpeur est vide, ou partiellement vide (selon la capacité de l'appareil 1) la vanne Il est fermée, l'alimentation en eau 13 est maintenue,de même que la rotation de l'agitateur 5, et les refus se trouvent progressivement lavés Lorsque l'eau extraite par la pompe 8 est pratiquement dépourvue de pâte, l'arrivée 13 est fermée et la pompe 8 vide l'appareil 1, l'air entrant par l'évent 16 Lorsque l'appareil est vide, la pompe 8 est arrêtée, la vanne 15 est ouverte et les refus sont extraits par gravité et jetés. On voit ainsi que l'appareil fonctionne en dis- continu tant à l'entrée Il qu'en ce qui concerne les refus jetés en 15; on voit également que cet appareil travaille en finale en ce qui concerne les refus, qui sont dépourvus de pâte et d'eau et peuvent être jetés Par contre, il ne travaille pas en phase finale en ce qui concerne la pâte. On voit enfin que la pâte extraite par la pompe 8, même si elle contient encore des impuretés, se trouve débaressée de toutes les impuretés de grandes dimensions et que, par suite la pompe 8 peut être une pompe classique, sans disposition particulière lui permettant d'absorber de telles impuretés, L'appareil représenté figure 5 est destiné à tra- vailler sur une pâte provenant d'un classeur travaillant en continu Dans ce but, il est constitué de deux appareils selon l'invention, la et lb, jumelés, et dont les arrivées l Oa, l Ob sont alimentées à partir d'une arrivée commune 23 par une vanne à trois voies 24 De son côté, l'aspiration de la pompe 8 est branchée sur les sorties 19 a, 19 b de chaque appareil ou, en variante, il peut être prévu deux pompes 8, une pour chaque appareil, Le fonctionnement est le suivant Une première quantité de pâte est traitée, par exemple dans l'appareil la, comme décrit plus haut en rapport avec les figures 1 à 4; au moment de passer au lavage des refus, la vanne 24 dirige le flux de pâte vers l'appareil lb qui est déjà plein d'eau; l'alimentation en eau de l'appa- reil la est maintenue et la pompe 8 extrait la pâte simulta- nément des deux appareils la et lb; le lavage dans l'appareil la étant terminé, l'arrivée d'eau correspondante est inter- rompue et la pompe 8 vide l'appareil la de son eau, tandis qu'elle poursuit l'extraction de l'appareil lb; l'appareil la étant vidé d'eau, la vanne d'extraction des refus est ou- verte; ensuite la vanne de refus 15 a éta-nt fermée, l'appareil la est à nouveau rempli d'eau et prêt pour une nouvelle opéra- tion par inversion de la vanne à trois voies 24 Des vannes 25 peuvent être prévus sur les sorties 19. REVENDICATIONS 1 Dispositif de triage d'un mélange de pâte-à papier et d'impuretés, caractérisé en ce qu'il se compose d'un volume clos ( 1) en forme de tambour ou de volume de révolution d'axe sensiblement horizontal comportant une paroi sensiblement verticale ( 3) munie d'une plaque perforée ( 4) devant laquelle tourne un agitateur ( 5) en forme d'hélice à ailettes profilées se déplaçant à faible distance et dans un plan parallèlement à ladite plaque perforée, lesdites ailettes ayant une section transversale à profil hydrodyna mique de nature à créer une dépression devant la plaque perforée à chaque passage d'ailettes et un bord d'attaque conformé selon une spirale de Bernouilli d'angle constant voisin de 30 , ledit volume ( 1) comportant une entrée ( 10), contrôlée par vanne ( 11), située à l'opposé de la plaque perforée ( 4), un volume ( 7) de récupération de pâte acceptée, situé'en arrière de la plaque perforée ( 4) et susceptible d'être relié à l'aspiration d'une pompe ( 8), une arrivée d'eau ( 12) contrôlée par une vanne ( 13) et une communica- tion à l'air libre, ainsi qu'une large ouverture inférieure ( 14) en partie basse, contrôlée par une vanne ( 15), 2.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil a la forme d'un tambour de révolution d'axe horizontal dans lequel la plaque perforée est un disque placé sur une paroi latérale, l'entrée des matières à trier étant placée axialement sur la paroi opposée. 3 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu deux appareils selon l'invention, jumelés, l'arrivée des matières à trier étant raccordée à l'entrée de chaque appareil par une vanne à trois voies. 4 Procédé de triage d'un mélange de pâte à papier et d'impuretés, caractérisé en ce que le mélange résultant d'une opération de désintégration de vieux papiers ou de classement de pulpe est transféré, en discontinu (en "batch") dans un volume clos en forme de tambour ou de volume de révolution d'axe sensiblement horizontal, comportant une paroi sensiblement verticale munie d'une plaque perforée devant laquelle tourne un agitateur en forme d'hélice à ailettes profilées se déplaçant à faible distance et dans un plan parallèlement à ladite plaque perforée, lesdites ailettes ayant une section transversale à profil hydrodyna- mique de nature à créer une dépression devant la plaque per- forée à chaque passage d'ailettes et un bord d'attaque con- formé selon une spirale de Bernouilli d'angle constant voisin de 30 , ledit volume comportant une entrée contrôlée par une vanne, située à l'opposé de la plaque perforée, un volume annexe de récupération de pâte acceptée, en arrière de la plaque perforée, soumis à l'aspiration d'une pompe, et le mélange est additionné d'eau pendant son introduction, cette addition d'eau étant poursuivie après fermeture de la vanne d'entrée jusqu'à lavage des refus, puis l'arrivée d'eau est fermée et le volume est vidé d'eau par l'aspiration ci-dessus, après quoi les refus sont déchargés par gravité par une large ouverture inférieure. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on opère en continu par jumelage de deux volumes tels que ci-dessus et envoie des matières à trier alternati- vement dans l'un et l'autre volume.