Brevet FR2717192A1 — publié le 19950915

PROCEDE DE DESENCRAGE DE PATE A PAPIER ET APPAREIL POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE La présente invention a pour objet un procédé de désencrage de pâte à papier et des appareils pour la mise en oeuvre de ce procédé. La présente invention concerne plus particulièrement le désencrage de la pâte à papier provenant de vieux papiers que l'on veut ré-utiliser. Lorsque l'on veut ré-utiliser des vieux papiers ils sont tout d'abord mis à l'état de pâte au moyen d'un appareil appelé communément pulpeur et cette pâte est ensuite débarrassée de ses divers corps étrangers, appelés contaminants, en la faisant passer à travers des tamis. Cependant après cette élimination des contaminants la pâte contient des particules d'encre qu'il faut éliminer si on veut avec cette pâte faire du papier de qualité. Pour cela il est connu d'insuffler de l'air dans la pâte au moyen d'injecteurs de façon à créer des bulles; on voit alors apparaître au-dessus de la masse de pâte à papier une mousse faite de milliers de bulles sur les parois desquelles se sont fixées les particules d'encre. De nombreux appareils d'injection d'air pour réaliser un tel désencrage ont été décrits notamment dans la demande de brevet EP 0 305 251 au nom de la demanderesse. Dans le brevet européen EP 0 122 747 on a décrit un appareil de désencrage dans lequel on injecte de l'air dans une canalisation traversée par un flux de pâte qui débouche ensuite à la base d'un récipient de telle sorte que les bulles s'élèvent à travers la masse de pâte pour former un tapis de mousse à la surface de la pâte, cette mousse étant ensuite aspirée. Les travaux de la demanderesse ont permis de découvrir que l'efficacité du désencrage d'une pâte au moyen de bulles d'air était considérablement améliorée si on augmente les probabilités de collision des bulles entre elles et leur durée de passage à travers la pâte. Le procédé de désencrage de pâte à papier selon la présente invention est caractérisé par le fait que l'on fait circuler en sens inverse un flux de pâte à papier à désencrer et un flux de bulles d'air en recyclant au moins une fois la pâte de manière à augmenter le parcours desdites bulles dans la masse de pâte à désencrer. De préférence la masse de pâte à papier est mise en circulation de façon à se déplacer verticalement de haut en bas tandis que les bulles d'air sont introduites dans la partie basse de la masse de pâte de façon à la traverser de bas en haut. La présente invention concerne également des appareils pour la mise en oeuvre de ce procédé dans lesquels sont mises en oeuvre ces deux circulations en sens inverse avec des moyens de recyclage. A titre d'exemple non limitatif on a représenté aux dessins annexés: figure 1: une vue schématique illustrant un premier appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; figure 2: une vue schématique illustrant un deuxième appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. En se reportant à la figure 1 on voit que, selon un premier mode de réalisation, l'appareil est constitué par une enceinte 1, disposée verticalement comportant depuis le haut vers le bas quatre orifices d'entrée E portant les références E1, E2, E3, E4 ainsi que quatre orifices de sortie S références S1, S2, S3 et S4. L'orifice d'entrée E1 qui est au niveau le plus élevé est celui par lequel arrive la pâte qui doit être désencrée. A chaque orifice d'entrée tel que E. par exemple, correspond un orifice de sortie Sx de sorte que la majeure partie (voire même la totalité) du flux arrivant dans l'enceinte en E1 en ressorte en Sx. La sortie S1 est reliée à l'entrée E2 qui est située en-dessous du niveau des orifices E1 et S. afin que le produit, qui est ainsi recyclé, le soit à un niveau inférieur. Dans les exemples représentés les orifices de sortie Sx, S2, S3, S4 sont situés à un niveau inférieur à celui de l'orifice d'entrée E1, E2, E3, E4 auxquels ils correspondent, mais cela n'est pas impératif. Dans ces exemples, le deuxième orifice d'entrée E2 est disposé légèrement plus bas que le premier orifice de sortie S.; le troisième orifice d'entrée E3 est disposé légèrement plus bas que le deuxième orifice de sortie S2; le quatrième orifice d'entrée E4 est disposé légèrement plus bas que le troisième orifice de sortie S3; le quatrième orifice de sortie S4 est situé à la partie basse de l'enceinte 1. L'orifice S4 est celui par lequel la pâte, débarrassée de son encre, est évacuée. A sa partie supérieure l'enceinte 1 comporte un ou plusieurs orifices M destiné à l'évacuation de la mousse. L'orifice de sortie Sx est relié à l'orifice d'entrée E2 au moyen d'une canalisation 2 sur laquelle est disposée une pompe P . De façon analogue l'orifice de sortie S2 est relié par une canalisation 3 à l'orifice E3 avec interposition d'une pompe P2 et l'orifice S3 à l'orifice E4 avec une pompe P3. Le fonctionnement est décrit ci-après. La pâte est amenée par E. (par tout moyen approprié) dans l'enceinte 1 qui est remplie jusqu'au niveau N qui est situé au-dessus de l'orifice E. et en- dessous de la canalisation M d'évacuation de la mousse. Lorsque le niveau est atteint les pompes de recyclage Px, P2 et P3 sont mises en action. La pate arrivant par E. est évacuée en tout ou partie par l'orifice S., la canalisation 2 est ré- introduite dans l'enceinte par l'orifice E2. La pate ré-introduite en E2 est évacuée, en tout ou partie, par l'orifice S2 et ré-introduite en E3; puis de E3 elle sort par S3 pour être ré-introduite en E4; et de E4 elle va jusqu'à la sortie S4 o elle est évacuée. De préférence à la pompe P3 qui est celle par laquelle la pâte est recyclée au point le plus bas de l'enceinte 1 est associé un injecteur d'air I3 alimenté par une conduite d'air 6. Il en résulte que le flux de pâte qui arrive en E4, qui est l'orifice d'entrée le plus bas de l'enceinte, est chargé de bulles d'air. Ces bulles d'air vont remonter de sorte que la pâte recyclée en S3, S2 et S. est re-mélangée aux bulles et donc que les bulles qui finissent par arriver au niveau M ont été mélangées à la pâte, ont été agitées dans la pâte à plusieurs reprises et que les probabilités de collisions entre elles ont été augmentées. On peut disposer des injecteurs d'air supplémentaires I2 et I. en association avec les pompes P2 et P1, ce qui augmente la quantité de bulles qui remontent à travers la masse de pâte qui descend. Dans l'exemple représenté il y a trois circuits de recyclage S1-E2, S2-E3, S3-E4 mais il est bien évident que l'invention n'est pas limitée à ce cas particulier. Il peut n'y en avoir qu'un seul, comme il peut y avoir plus de trois. On peut également disposer à l'intérieur de l'enceinte 1 des moyens de guidage des courants de recyclage. Comme on le voit à la figure 1 on peut disposer entre chaque entrée E et chaque sortie S un déflecteur D; soit un déflecteur D. entre Ex et S.; D2 entre E2 et S2; D3 entre E3 et S3 et D4 entre E4 et S4; les orifices de sortie SL, S2, S3, S4 étant chacun situé à un niveau inférieur à celui de l'orifice d'entrée El, E2, E3, E4. De préférence, comme cela est représenté, chaque déflecteur D comporte une paroi verticale qui fait face à l'orifice d'entrée E et une paroi inclinée qui se dirige vers l'orifice de sortie S. De plus, entre la partie verticale du déflecteur D et la paroi interne de l'enceinte 1 sont disposées des chicanes C qui ont pour fonction de laisser passer les bulles vers le haut sans laisser passer la pâte vers le bas. Ainsi, le flux qui arrive par chaque orifice d'entrée E ne peut pas passer à travers les chicanes C, et doit contourner l'obstacle constitué par la partie verticale de D et redescendre le long de la paroi inclinée jusqu'à l'orifice de sortie correspondant. Grâce à ces déflecteurs ce n'est que progressivement, par recyclages successifs, que la masse de pate descend de haut en bas de l'enceinte 1. La figure 2 représente un deuxième mode de réalisation dans lequel les constituants identiques portent les mêmes références. La différence entre les deux modes de réalisation provient de ce qu'il n'y a plus qu'un seul injecteur d'air I4 qui est associé avec un circuit particulier de recyclage 4a qui comporte une pompe P4. Ce circuit 4a a ceci de particulier qu'il est destiné à ne recycler que de l'eau. Cette eau est introduite, à la demande par une canalisation 4b. Elle arrive dans l'enceinte 1 par un orifice additionnel E5 situé en dessous de E4 et ressort par un orifice de sortie S5 situé en-dessous de S4. Cette eau circule donc en circuit fermé S5, 4a, P4, 4a, I4 et Es, pratiquement sans se mélanger à la pate. Elle reçoit une insufflation d'air au moyen de l'injecteur I4 et les bulles montent verticalement dans le passage ménagé entre les parois verticales des déflecteurs D et la paroi intérieure de l'enceinte 1. Il est possible alors d'ajouter à l'eau passant à travers l'injecteur I4 un additif chimique destiné à favoriser la formation des bulles et l'adhérence des particules d'encre sur leurs parois. On peut également, au lieu d'eau, employer tout autre liquide approprié dans lequel on crée des bulles, qui vont s'élever dans la pâte située au-dessus. On peut même, selon une variante non représentée, introduire en Es une mousse sans qu'il soit nécessaire d'employer un liquide dans lequel on crée des bulles. Il est également possible d'ajouter à la pâte un autre additif chimique destiné à favoriser l'élimination des particules d'encre. Dans ce cas l'injection d'air ne se faisant que dans un circuit d'eau cela élimine le risque de bouchage des injecteurs; on peut donc employer des tuyères d'injection d'air de plus petit diamètre et l'introduction de la pâte dans l'enceinte 1 se fait de façon plus simple sans injecteur. De plus, comme la concentration de la pâte n'a plus d'effet sur la formation des bulles on obtient une plus grande quantité de bulles pour un même volume et on peut donc utiliser des enceintes de désencrage plus petites. REVENDICATIONS 1- Procédé de désencrage de pâte à papier caractérisé par le fait que l'on fait circuler en sens inverse un flux de pâte à papier à désencrer et un flux de bulles d'air en recyclant au moins une fois une partie de la pâte et de bulles d'air de manière à augmenter les probabilités de collisions des bulles et des particules d'encre. 2- Procédé de désencrage selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la masse de pâte à papier est mise en circulation de façon à se déplacer de haut en bas; tandis que les bulles d'air sont introduites au moins dans la partie basse de la masse de pâte et la traversent de bas en haut. 3- Procédé de désencrage selon la revendication 2 selon lequel la pâte à papier descend de haut en bas par recyclages successifs. 4- Procédé selon la revendication 3 selon lequel les bulles sont crées dans un circuit de liquide, recyclé sur lui-même, situé en-dessous de la masse de pâte à papier, les différentes étapes de recyclage de la pâte se faisant sans introduction d'air. - Procédé selon la revendication 4 selon lequel le liquide, dans lequel est injecté l'air, est additionné d'un additif chimique favorisant la formation des bulles et l'adhérence des particules d'encre aux parois desdites bulles. 6- Procédé selon la revendication 4 selon lequel la pâte à papier à désencrer est additionnée d'un autre additif chimique favorisant l'élimination des particules d'encre. 7- Procédé selon la revendication 3 selon lequel les bulles sont introduites sous forme de mousse par un orifice situé en-dessous de la pâte à papier; les différentes étapes de recyclage de la pâte se faisant sans introduction d'air. 8- Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 3 caractérisé par le fait qu'il comporte une enceinte verticale (1) comportant à son sommet 8 2717192 une ou plusieurs canalisations (M) d'évacuation de la mousse, au moins une arrivée (E) de pâte à traiter située à sa partie supérieure et au moins un circuit de recyclage comportant un orifice d'évacuation (S), une pompe (P) de circulation, un ou des injecteurs d'air et un orifice de réintroduction du mélange pâte-bulles dans la partie basse de l'enceinte et un orifice d'évacuation de la pâte désencrée située à un niveau inférieur de celui de réintroduction du mélange pâte-bulles. 9- Appareil selon la revendication 8 caractérisé par le fait qu'il comporte: une pluralité d'orifices d'entrée (E1, E2, E3, E4 etc...), une pluralité d'orifices de sortie (S1, S2, S3, S4, etc..) correspondant auxdits orifices d'entrée; une pluralité de circuits de recyclage (2, 3, 4) munis chacun d'une pompe (P1, P2, P3), au moins un de ces circuits comportant un injecteur (I3) d'air; l'orifice d'entrée le plus haut (E1) étant celui par lequel arrive la pâte à traiter, l'orifice de sortie le plus bas (S4) étant celui par lequel la pâte est évacuée de l'enceinte (1) et chaque orifice de sortie des étages successifs de recyclage étant relié à l'orifice d'entrée qui est situé immédiatement en dessous de lui. - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 4 caractérisé par le fait qu'il comprend une pluralité d'orifices d'entrée (E1, E2, E3, E4 etc...) une pluralité d'orifices de sortie (S2, S2, S3, S4 etc..) correspondant auxdits orifices d'entrée; une pluralité de circuits de recyclage (2, 3, 4...) munis chacun d'une pompe (P1, P2, P3...), aucun de ces circuits de recyclage ne comportant d'injecteur d'air; l'orifice situé le plus haut (E1) étant celui par lequel arrive la pâte à traiter et l'orifice de sortie (S.) situé le plus bas étant celui par lequel la pâte est évacuée hors de l'enceinte; chaque orifice de sortie des étages successifs de recyclage étant relié par des conduites (2, 3, 4,...) à l'orifice d'entrée qui est situé immédiatement en dessous de lui; l'enceinte (1) étant munie en plus à sa base d'un circuit de recyclage d'eau ou de liquide approprié comportant une sortie (S5) reliée par une canalisation (4a), munie d'un injecteur d'air (I4), à un orifice d'entrée (E5) situé à un niveau inférieur à celui (S4) d'évacuation de la pâte hors de l'enceinte et au-dessus de celui du recyclage de l'eau de telle sorte que les bulles ne sont générées que dans le circuit de recyclage d'eau située au-dessous du ou des circuits de recyclage de la pâte. 11- Appareil selon la revendication 10 dans lequel le circuit inférieur de recyclage de liquide dans lequel sont créées les bulles est remplacé par un orifice Es par lequel est introduite directement la mousse. 12- Appareil selon les revendications 8 à 11 caractérisé par le fait que, entre les entrées de la pâte (E1, E2, E3, E4...) et les sorties de pâte correspondantes (Si, S2, S3, S4...), sont disposés des déflecteurs (D1, D2, D3, D4...). 13- Appareil selon la revendication 12 dans lequel chaque déflecteur (D) comporte une partie verticale faisant face à l'orifice d'entrée (E) et une partie oblique ?0 conduisant à l'orifice de sortie (S) correspondant de façon que le flux allant de l'un à l'autre s'élève pour passer au-dessus de la partie verticale pour descendre ensuite vers l'orifice de sortie, les bulles passant d'un étage à l'autre dans l'espace ménagé entre les parties verticales des déflecteurs (D) et la paroi interne de l'enceinte (A). 14- Appareil selon la revendication 13 dans lequel des chicanes C sont disposées entre la paroi verticale des déflecteurs (D) et la paroi interne de l'enceinte (1).