Brevet FR2557814A1 — publié le 19850712

L'invention concerne un dispositif de flotta- tion destiné à la flottation de suspension de matières fibreuses obtenues à partir de vieux papiers, comprenant un récipient dans lequel débouche au moins un dispositif d'amenée qui fournit la suspension de matières fibreuses destinées à la flottation et qui est muni d'au moins un élément d'aération permettant l'aération de la suspension de matières fibreuses amenée, ainsi qu'une sortie pour la pâte à papier finie et une sortie hors du récipient pour l'écume de flottation. Des dispositifs de flottation de ce type ont une série d'inconvénients. Ainsi, en premier lieu, il n'y a aucune séparation optimale des particules de suspension à séparer à l'aide de bulles d'air, et en même temps il y a une dépense d'énergie relativement élevée pour amener l'air de flottation car, celui-ci doit lutter contre une pression statique relativement élevée de la suspension dans le récipient de flottation. La présente invention a pour but de produire un dispositif de flottation d'un type nouveau qui présente, par rapport aux dispositifs connus de ce type,un effet amélioré de séparation, tandis qu'en même temps la dépense d'énergie pour la fourniture de l'air de flottation est diminuée. Le dispositif de flottation selon l'invention par lequel ce but est atteint est caractérisé en ce que le récipient présente un niveau de liquide libre de la suspension de matières fibreuses, en ce que l'écoulement de la suspension dans le dispositif d'amenée a lieu essen- tiellement horizontalement avant l'embouchure dans le récipient et en ce que la section transversale de sortie de l'élément d'aération ou les sections transversales de sortie des éléments d'aération du dispositif d'amenée se trouvent dans la gamme de 0 à 500 mm, de préférence 50 à 250 mm en dessous du niveau de liquide de la suspension de matières fibreuses dans le récipient. Par la combinaison de ces mesures on obtient un écoulement essentiellement horizontal de la suspension de matières fibreuses au voisinage du niveau de liquide, o une séparation optimale des bulles d'air chargées de particules à séparer est obtenue, la fourniture d'air de flottation pouvant alors avoir lieu avec une dépense d'énergie minimale, et éventuellement même par un effet d'autosuccion dans un élément d'aération conformé comme un diffuseur. De préférence, on peut prévoir entre l'extré- mité de l'élément d'aération et l'embouchure du dispositif d'amenée dans le récipient une section de démarrage s'écoulant essentiellement horizontalement pour stabiliser le courant de suspension de matières fibreuses. Dans une telle section de démarrage, après un mélange intensif de la suspension de matières fibreuses avec de l'air dans l'élément d'aération, la séparation de la pâte à papier finie et des particules à séparer peut commencer, les particules à séparer ayant alors la tendance, en compagnie des bulles d'air, de monter vers le niveau de liquide, tandis que la suspension de matières fibreuses formant la pâte à papier finie demeure dans la zone inférieure de la section transversale de la section de démarrage. Le dispositif d'amenée peut alors présenter, au voisinage de la section de démarrage,un canal ayant un niveau de liquide libre,dont le fond est essentiellement horizontal et coïncide sensiblement avec la limite infé- rieure de la section transversale de sortie de l'élément d'aération. De cette manière,on obtient une transition optimale du courant hors de l'élément d'aération ou hors des éléments d'aération dans le récipient. Le canal du dispositif d'amenée peut alors être muni, dans la zone initiale de la section de démarrage, d'un couvercle qui monte dans la direction d'écoulement de la suspension de matières fibreuses en faisant un angle de 20 à 70 , de préférence de 30 à 50 ,et qui s'étend au-delà du niveau de liquide de la suspension de matières fibreuses. Par cette mesure on obtient une transition optimale des éléments d'aération dans la section ayant le niveau de liquide libre du canal, des tourbillons trop importants à la sortie des éléments d'aération étant alors évités. De ce fait, la séparation des bulles fines au voisinage de la section de démarrage et dans le récipient est favorisée. Des essais ont montré comme étant particu- lièrement favorable une longueur de section de démarrage de 100 à 1000 mohde préférence 200 à 600 mm,mesurée de l'extrémité de l'élément de l'aération jusqu'à l'embouchure du dispositif d'amenée dans le récipient. Le fond du canal de la section de démarrage peut s'étendre sous la forme d'une tôle déflectrice au- delà de l'embouchure du dispositif d'amenée dans le réci- pient. De cette manière on favorise la formation d'un écoulement en couche dans le récipient, l'écoulement contenant des bulles dans une proportion particulièrement forte se trouvant alors dans la zone supérieure, tandis que dans la zone inférieure en dessous de la tôle déflec- trice on a un écoulement lent amorti de la suspension de pâte à papier finie, d'o les dernières bulles peuvent monter lentement. Dans une forme de réalisation, le récipient peut présenter une configuration cylindrique avec un axe vertical, le dispositif d'amenée débouchant sensiblement tangentiellement dans le récipient. Cette forme de réali- sation est appropriée en particulier pour des dispositifs de flottation dans lesquels un nombre plus grand de dispositifs d'amenée peut être réparti sur la périphérie du récipient. Dans cette forme de réalisation, le disposi- tif d'amenée peut de préférence déboucher en s'écartant de la direction tangentielle plus près de l'axe du récipient dans celui-ci, précisément de manière que la limite externe du dispositif d'amenée forme en projection horizontale un angle de 5 à 20 avec la limite circulaire du récipient. Dans cette forme de réalisation on obtient 255781.4 des conditions d'entrée améliorées de la suspension amenée dans le récipient. Dans une autre forme de réalisation, le récipient peut cependant être égalenent anguleux, et alors peuvent déboucher dans le récipient un seul dispositif d'amenée ou également plusieurs. Dans le cas de plusieurs dispositifs d'amenée, ceux-ci peuvent être dirigés en étoile vers le centre du récipient ou être disposés à contresens. On obtient alors un contre-courant qui s'est avéré particu- lièrement avantageux pour séparer la mousse. Dans le dispositif de flottation selon la présente invention, l'éloignement de la mousse par rapport à la surface du niveau de liquide dans le récipient peut avoir lieu par un dispositif de débordement ou un dispo- sitif de succion,tandis que la dérivation de la pate à papier finie a lieu vers le bas, à l'encontre de la direction de mouvement de l'écume dans le récipient. Par une telle bifurcation de l'écoulement horizontal, selon laquelle les bulles d'air montent vers le haut et la pâte à papier finie descend vers le bas, on obtient une sépa- ration optimale car l'écoulement des bulles et- de la pate à papier finie ne se gênent pas l'un l'autre. La présente invention va maintenant être décrite en référence à des exemples de réalisation repré- sentés schématiquement et à l'aide des dessins, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe d'une forme de réalisation très simple du dispositif de flottation selon la présente invention; - la figure 2 est une projection horizontale de la figure 1; - la figure 3 représente la coupe III-III de la figure 2; - la figure 4 montre la projection en plan d'un dispositif de flottation du type selon la figure 1 avec quatre dispositifs d'amenée; la figure 5 est une coupe partielle de la figure 4 selon la ligne V-V à échelle agrandie; - la figure 6 montre une forme de réalisation du dispositif de flottation selon la présente invention ayant un récipient cylindrique et quatre dispositifs d'amenée débouchant dans le récipient à peu près tangen- tiellement; et - la figure 7 représente la coupe VII-VII de la figure 6. Les figures 1 à 3 montrent un dispositif de flottation selon la présente invention comprenant un récipient 1, dans lequel débouche un dispositif d'amenée 2. Celui-ci comprend,dans l'exemple représenté, deux éléments d'aération 3 ainsi qu'une section de démarrage A qui s'étend des extrémités 4 des éléments d'aération 3 jusqu'à l'embouchure 5 du dispositif d'amenée dans le récipient 1. Comme on peut le voir en détail aux figures 1 et 2, le récipient contient encore une goulotte de déchargement 6 sous forme de sortie pour l'écume de flottation ainsi qu'un tube de dégorgement 7 en tant que sortie pour la pâte à papier finie. Dans le tube de dégorgement 7 est disposée une soupape 8 qui est actionnée par un régulateur de niveau 10 de manière que le niveau de liquide de la suspension de matières fibreuses soit maintenu dans le récipient 1 à la hauteur désignée par le triangle N. Comme on peut le voir davantage aux figures 1 à 3, les dispositifs d'aération 3 contiennent respec- tivement un canal 11 qui est raccordé à une conduite d'amenée 12 destinée à la suspension de matières fibreuses à faire flotter. Le canal 11 comprend un élargissement du type gradin 13 au voisinage duquel débouche un canal d'air 14 destiné à l'arrivée de l'air de flottation. La section de démarrage A se raccordant à l'extrémité 4 des éléments d'aération 3 présente un canal 15 ayant un niveau de liquide libre N dans la zone initiale duquel se trouve un couvercle 16 qui monte dans la direc- tion d'écoulement de la suspension de matières fibreuses en faisant un angle a de 20 à 70 , de préférence 30 à ,et s'étend au-delà du niveau de liquide N de la suspension de matières fibreuses. Comme on peut le voir en particulier à la figure 1, l'écoulement de la suspension de matières fibreuses a lieu dans le dispositif d'amenée 2 avant l'embouchure 5 dans le récipient 1 à peu près horizontale- ment, les sections transversales de sortie à la sortie 4 des éléments d'aération du dispositif d'amenée se trouvant alors dans une zone B o ceux-ci se trouvent et qui est située à 0 jusqu'à 500 mm, de préférence 50 à 250 mm,en dessous du niveau de liquide N de la suspension de matières fibreuses dans le récipient. La longueur désignée par A à la figure 2 de la section de démarrage, mesurée à l'extrémité 4 des éléments d'aération 3 jusqu'à l'embouchure 5 du dispositif d'amenée dans le récipient 1,peut être de 100 à 1000 mm, et pour obtenir des conditions optimales,de 200 à 600 mm. Comme on le voit encore aux figures 1 et 2, le fond du canal 15 de la section de démarrage peut s'étendre sous la forme d'une tôle déflectrice 17 au-delà de l'embouchure 5 du dispositif d'amenée dans le récipient 1. La figure 4 montre une forme de réalisation du dispositif de flottation selon la présente invention qui s'écarte de la forme de base selon les figures 1 à 3. Elle comprend un récipient 1 anguleux dans lequel débouchent quatre dispositifs d'amenée 2 dirigés en étoile ou disposés à contresens. La disposition et l'effet sont par ailleurs identiques à ceux de la forme de réalisation des figures 1 à 3. La seule différence est que l'éloignement de l'écume de flottation n'a pas lieu par une gorge de débordement 6, mais par un dispositif de succion 20 dont la conformation est représentée en détail selon la figure 5. Le dispositif de succion comprend deux tubes disposés en croix 21 qui présentent des fentes 23 se trouvant à hauteur appropriée au-dessus du niveau de liquide N du récipient 1. Les tubes de succion 21 sont raccordés à un tube collecteur 22 qui mène à une source non représentée de dépression. Les figures 6 et 7 montrent une forme de réalisation du dispositif de flottation selon la présente invention,selon laquelle le récipient 100 présente un axe vertical O, les dispositifs d'amenée 2 débouchant alors à peu près tangentiellement dans le récipient 100. Bien que, selon la figure 6, on prévoit quatre dispositifs d'amenée 2, il est évident qu'on peut également prévoir un seul dispositif d'amenée 2. Dans la forme de réalisation selon la figure 6, bien que les dispositifs d'amenée 2 soient disposés à peu près tangentiellement par rapport à la configuration cylindrique du récipient 100, ils sont cependant disposes en s'écartant de la direction précisément tangentielle plus près de l'axe du récipient 100 de manière que la limite externe 101 forme,en projection horizontale avec la limite circulaire 102 du récipient, un angle de 5 à 20 . La dérivation de l'écume de flottation a lieu dans la forme de réalisation selon les figures 6 et 7 par un tube central de débordement 103 dont l'arête supérieure 104 se trouve à une hauteur appropriée 105 au- dessus du niveau de liquide N de la suspension de matières fibreuses dans le récipient 100. Au dessin, on a représenté, comme on peut le voir en particulier aux figures i à 3, un dispositif d'aération qui présente un canal 11 qui est constitué par deux alésages cylindriques de diamètres différents, ainsi que par une section rectangulaire d'extrémité qui mène jusqu'a l'extrémité 4 du dispositif d'aération 3. Entre les différentes sections on a deux élargissements en forme de gradins 13, 13', l'arrivée ou la succion d'air ayant alors lieu par la conduite 14 au voisinage de l'élargisse- ment 13. Il est évident que d'autres dispositifs quelconques d'aération peuvent être utilisés. A la figure 1, la position de la limite supérieure de la zone B est désignée par C et la limite inférieure de cette zone est désignée par D. Comme on peut le voir encore d'une comparaison des figures 1 à 3 et 6 et 7, dans la forme de réalisation selon les figures 6 et 7, on se dispense de la section de démarrage A du dispositif d'amenée 2. D'autre part, dans la forme de réalisation selon les figures 1 à 3, le récipient 1 n'a pas besoin d'avoir la forme représentée qui est élargie par rapport à la section de démarrage A. Il peut être formé par un simple prolongement de la section de démarrage ou par sa section d'extrémité. REVENDICATIONS 1. Dispositif de flottation destiné à la flottation de suspension de matières fibreuses obtenues à partir de vieux papiers, comprenant un récipient (1, 100), dans lequel débouche au moins un dispositif d'amenée (2) qui fournit la suspension de matières fibreuses destinées à la flottation et qui est muni d'au moins un élément d'aération (3) permettant l'aération de la suspension de matières fibreuses amenée, ainsi qu'une sortie (7) pour la pâte à papier finie et une sortie (6, 20, 103) hors du récipient (1, 100) pour l'écume de flottation, carac- térisé en ce que le récipient (1, 100) présente un niveau de liquide libre N de la suspension de matières fibreuses, en ce que l'écoulement de la suspension dans le dispositif d'amenée (2) a lieu essentiellement horizontalement avant l'embouchure (5) dans le récipient (1, 100) et en ce que la section transversale de sortie (4) de l'élément d'aération (3) ou les sections transversales de sortie (4) des éléments d'aération (3) du dispositif d'amenée (2) se trouvent dans la gamme (B) de 0 à 500 mm, de préférence à 250 mm en dessous du niveau de liquide (N) de la suspension de matières fibreuses dans le récipient (1, 100). 2. Dispositif de flottation selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que, entre l'extrémité (4) de l'élément d'aération (3) et l'embouchure (5) du dispositif d'amenée (2) dans le récipient (1), on trouve une section de démarrage (A) essentiellement horizontale pour stabiliser l'écoulement de la suspension de matières fibreuses. 3. Dispositif de flottation selon la reven- dication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'amenée (2) contient au voisinage de la section de démarrage (A) un canal (15) ayant un niveau de liquide libre (N) dont le fond (9) s'écoule essen- tiellement horizontalement et coincide sensiblement avec la limite inférieure (4') de la section transversale de sortie (4) de l'élément d'aération (3). 4. Dispositif de flottation selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que le canal (15) du dispositif d'amenée (2) est muni dans la zone initiale de la section de démarrage (A) d'un couvercle (16) qui monte dans la direction d'écoulement de la suspension de matières fibreuses en faisant un angle (a) de 20 à 70 , de préfé- rence 30 à 50 ,et s'étend au-delà du niveau de liquide (N) de la suspension de matières fibreuses. 5. Dispositif de flottation selon l'une quel- conque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la lon- guoeur mesurée de la section de dearrage A) de l'extrémité (4) de l'élé- ment (3) à l'embouchure (5) du dispositif d'amenée (2) dans le réci- pient (1) est de 100 à 1000 mm, de préférence 200 à 600 mm. 6. Dispositif de flottation selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que le fond (9) du canal (15) de la section de démarrage (A) s'étend sous la forme d'une tôle déflectrice (17) audelà de l'embouchure (5) du dispositif d'amenée (2) dans le récipient (1, 100). 7. Dispositif de flottation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le récipient (100) présente une forme cylindrique ayant un axe vertical (O), le dispositif d'amenée (2) débouchant alors dans le récipient (100) de façon sensiblement tan- gentielle (figures 6, 7). 8. Dispositif de flottation selon la reven- dication 7, caractérisé en ce que plusieurs dispositifs d'amenée (2) sont disposés en étant répartis sur la périphérie du récipient (100). 9. Dispositif de flottation selon la reven- dication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif d'amenée (2), s'écartant de la direction précisément tangentielle, débouche plus près de l'axe (O) du récipient (100) dans ce dernier, ceci de manière que la limite extérieure (101) du dispositif d'amenée (2) forme un angle (e) de 5 à 20 avec la limite circulaire du récipient (100), en projection horizontale. 10. Dispositif de flottation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le récipient (1) est anguleux (figures 1 à 4). 11. Dispositif de flottation selon la revendication 10, caractérisé en ce que plusieurs dispo- sitifs d'amenée (2) sont dirigés en étoile vers le centre du récipient (2) ou ils sont disposés à contresens. 12. Dispositif de flottation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'éloignement de l'écume par rapport à la surface du niveau de liquide (N) dans le récipient (1, 100) a lieu par un dispositif de tropplein (6, 103) ou un dispositif de succion (20), tandis que la dérivation de la pâte à papier finie a lieu vers le bas à l'encontre de la direction de mouvement de l'écume dans le récipient (1, 100). 13. Dispositif de flottation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le récipient (1) est formé par un prolongement ou bien une section d'extrémité de la partie de démarrage (A).