EP1183419A1 - Method and apparatus for preparing paper pulp from used paper - Google Patents

Method and apparatus for preparing paper pulp from used paper

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Publication number
EP1183419A1
EP1183419A1 EP00935750A EP00935750A EP1183419A1 EP 1183419 A1 EP1183419 A1 EP 1183419A1 EP 00935750 A EP00935750 A EP 00935750A EP 00935750 A EP00935750 A EP 00935750A EP 1183419 A1 EP1183419 A1 EP 1183419A1
Authority
EP
European Patent Office
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grid
fibers
elements
contaminants
water
Prior art date
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Application number
EP00935750A
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German (de)
French (fr)
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EP1183419B1 (en
Inventor
Eric Haffner
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Finidro Financiamentos Energeticos Ltda
Original Assignee
Finidro Financiamentos Energeticos Ltda
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Filing date
Publication date
Application filed by Finidro Financiamentos Energeticos Ltda filed Critical Finidro Financiamentos Energeticos Ltda
Publication of EP1183419A1 publication Critical patent/EP1183419A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1183419B1 publication Critical patent/EP1183419B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/66—Pulp catching, de-watering, or recovering; Re-use of pulp-water
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/02—Straining or screening the pulp
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/18—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor with the aid of centrifugal force
    • D21D5/20—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor with the aid of centrifugal force in apparatus with a horizontal axis

Definitions

  • the present invention relates to the field of stationery and more specifically the preparation of pulp from the recycling of old paper in order to produce paper.
  • Contaminants can take many forms. We find, in particular, metallic particles (staples), sand and gravel, adhesive materials, pieces of plastic ...
  • mineral fillers incorporated into the paper for certain products (magazines, printing and writing papers, etc.).
  • the presence of mineral fillers may be undesirable, in particular for the production of sanitary papers. In this case it is necessary to separate them from the dough.
  • the preparation of pulp with waste paper is the overall process, ranging from the disintegration of waste paper up to the various decontamination stages, possibly the elimination of inks (deinking) and mineral fillers (washing), and may include one or more two bleaching steps allowing the fibers to regain their original whiteness.
  • the pulp produced will be used to feed the paper machine.
  • Step A The classic process for preparing pulp from old paper always begins with the disintegration of the papers and the suspension of the fibers, using a pulper (Step A).
  • the pulper is an equipment equipped with a rotor (or turbine), which causes sufficiently strong agitation of the waste paper, mixed with water, so that the bonds between the fibers (hydrogen bonds) break one after the other .
  • a paper pulp from old paper is thus reconstituted.
  • Step B Coarse decontamination. It involves eliminating by sieving the coarsest elements, and in particular plastics.
  • Step C The elimination, by hydrocyclone, of large heavy particles: large sands, pieces of glass, and metallic particles such as staples.
  • Step D The elimination of small plastics and other contaminants of intermediate size by sieving with holes (or purifying with holes) in two or three stages, consisting in passing the dough through small holes (between 1 and 3 mm) and retain contaminants larger than the holes.
  • Step E The elimination of small contaminants, essentially of granular appearance (as opposed to flat contaminants) by a slit treatment (between 0.1 and 0.3 mm), operating according to the same principle as the treatment with holes. The holes are replaced by slots, where the fibers, given their small diameter, manage to pass.
  • - Step F For so-called “white” papers, elimination of the inks by one or more flotation cells. The inks are separated using small air bubbles with the possible help of a soap or a surfactant.
  • Stage G The elimination of fine sands and large black dots (small heavy contaminants) by batteries in several stages of hydrocyclones.
  • Step H In certain cases, the elimination of small contaminants of density less than 1 by hydrocyclone.
  • Step I More particularly for tissue papers, the elimination of mineral fillers by washing the pulp. Most of the water is evacuated, carrying with it the majority of the charges.
  • Step J Thickening of the pulp, in order to facilitate storage before the paper machine or to prepare the pulp for hot dispersion or refining.
  • Step K In certain cases, dispersion of the residual contaminants, by a disperser or pulper, so as to make these contaminants not visible to the eye. In other cases, transformation of the mechanical properties of the dough by a refiner.
  • Step L Clarification of the filtrates by a dissolved air microflotator.
  • the suspended matter is collected in flocs then floated on the surface using air microbubbles and polymers (flocculants and coagulants).
  • Step M Thickening of the solids extracted during Step L.
  • Step N Treatment of waste water by a treatment plant.
  • Step 0 Bleaching of fibers for certain applications.
  • the dough preparation processes currently in use are a more or less complete combination of the previously described steps, each carried out by different equipment. Between each step, the dough is generally pumped, resulting in high energy consumption. Some steps require the use of chemicals. It is frequent, and particularly when one wants to produce "white" papers imposing restrictive optical criteria, that the recycling process of old papers is not competitive compared to the use of virgin cellulose.
  • the object of the invention is to replace, in its basic version, several of the devices corresponding to the above-mentioned stages H, J, L, M, or even C, D, E, F, G and I, whatever the type of paper to be produced, also allowing significant savings in energy and chemicals. Recycling old paper will thus become more competitive, even for the most demanding applications.
  • the invention also allows a much lower footprint.
  • FIGS 1 to 4 show several practical embodiments of the invention, corresponding to several applications.
  • Figures 5 and 6 show specific details and parts of the invention.
  • FIG. 1 represents a section of a practical embodiment of the invention applied more particularly to sanitary papers (known as “tissue”) in its basic configuration having, in addition to the basic functions, a device for recovering the fibers having passed through through the grid (6) and their recovery by the tube (14) in the center of the device, a two-stage clarification device, and a device for reintegrating the recovered elements (13).
  • tissue sanitary papers
  • FIG. 1 represents a section of a practical embodiment of the invention applied more particularly to sanitary papers (known as “tissue”) in its basic configuration having, in addition to the basic functions, a device for recovering the fibers having passed through through the grid (6) and their recovery by the tube (14) in the center of the device, a two-stage clarification device, and a device for reintegrating the recovered elements (13).
  • FIG. 2 represents a section of a practical embodiment of the invention applied more particularly to sanitary papers having, in addition to the basic functions: a preliminary treatment of the pulp by elimination of fine sands and other “heavy” or “light” contaminants In the sedimentation chamber (25) and a slotted filing; a device for recovering fibers having passed through the grid (6) and their concentration in the chamber (33); a device for reintegrating the recovered elements (13).
  • FIG. 3 represents a cross-section of a practical embodiment of the invention applied more particularly to printing writing papers and magazine newspapers, having, in addition to the basic functions: a preliminary treatment of the pulp by elimination of fine sands and other contaminants " heavy ”or“ light ”in the sedimentation chamber (25) and a slotted classification; a preclarification device in the chamber (33); a device for reintegrating the recovered elements (13).
  • FIG. 3 represents a cross-section of a practical embodiment of the invention applied more particularly to printing writing papers and magazine newspapers, having, in addition to the basic functions: a preliminary treatment of the pulp by elimination of fine sands and other contaminants " heavy ”or“ light ”in the sedimentation chamber (25) and a slotted classification; a preclarification device in the chamber (33); a device for reintegrating the recovered elements (13).
  • FIG. 4 represents a section of a practical embodiment of the invention more particularly applied to cardboard papers and packaging papers, having, in addition to the basic functions: a preliminary treatment of the pulp by elimination of fine sands and other contaminants "Heavy” or "light” in the sedimentation chamber (25) and a slotted classification; a preclarification device in the chamber (33) .; a device for reintegrating elements extracted during clarification with dough by deflectors (39).
  • FIG. 5 represents a section of the orifices of the classification grid with hole / slots.
  • Figure 6 corresponds to the braking device of the fibers extracted at the periphery (8) by spiral tubes.
  • the invention For sanitary papers, known as “tissue”, the invention consists, in its basic version, of grouping together the functions of washing, deinking, removing particles of density less than 1, thickening the fibers, d thickening of the suspended matter from the filtrates, clarification of the water and elimination of contaminants of density less than 1.
  • the invention therefore replaces the apparatus corresponding to steps F, H, I, J, L, M of the conventional process for preparing paper pulp.
  • Figures 1 and 2 show, in particular, two practical embodiments of the invention applied to this quality of paper.
  • the present invention consists in regrouping, in its basic version, the functions of deinking, fiber thickening, water clarification, and elimination of contaminants of density less than 1.
  • the invention combines steps F, H, J, L, M and possibly I of the conventional process for preparing paper pulp.
  • FIG. 3 represents, in particular, a practical embodiment of the invention for this application.
  • the present invention consists in combine, in its basic version, the functions of fiber thickening, water clarification, elimination of contaminants with a density less than 1, and possibly long fiber / short fiber fractionation.
  • the invention replaces steps H, J, L, M of the conventional process for preparing paper pulp.
  • Figure 4 is a practical representation of the invention for this application.
  • the proposed device consists of a body (1) rotating at high speed integrally driving all of the internal components of the device.
  • the body of the device is driven by a motor not shown in the figures.
  • Step A Beforehand the old paper must be disintegrated via a pulper (Step A), and undergo a coarse decontamination (Step B). In its basic version ( Figure 1) the dough must still undergo Steps C, D and E of the conventional process before introduction into the device.
  • the paste thus previously treated and freed from the most important contaminants is introduced along the axis of the device, through a central duct (2).
  • the fins (3) allow the dough to be rotated at the same angular speed as the device. All the incoming and outgoing conduits (2), (12), (13), (14), (21), (22) and (37) are connected to mechanical seals, not shown in the figures, allowing d '' ensure a tight connection with fixed conduits.
  • the speed of rotation of the device is such that at its periphery the bodies are subjected to an artificial gravity field which can exceed 1000 times the Earth's gravity.
  • the dough has already undergone steps A to E of the conventional process and now contains only small contaminants (generally less than 0.5 mm in diameter).
  • the paste to be treated is conveyed (4) along a grid with small holes (6), the majority of the water passing through the grid while the fibers are retained due to the small diameter of the holes.
  • the fibers are entrained, due to a density greater than 1, and under the effect of the artificial gravity field linked to the rotation of the device, towards the periphery of the device and end up in the dough concentration chamber (7).
  • Contaminants of density less than 1 which do not pass through the grid (6), migrate towards the axis of the device taking into account the artificial field of gravity created by the rotation of the device, where they are collected and evacuated by the conduit (22).
  • the filtrates and the water, having passed through the holes in the grid (6), are intended for different treatments depending on the applications.
  • one of the objectives of the invention is to recover the fibers and fines (fragments of fibers) which have passed through the grid (6). It also involves eliminating inks and mineral fillers from the water in order to reuse it in order to close the water circuits as much as possible and reduce the consumption of fresh water. Unclarified water is first treated immediately after passing through the grid. This involves recovering the fibers, which are also among the heaviest and largest elements of the filtrates in question.
  • the first solution represented in FIG. 1, consists in bringing back the cellulosic elements to be recovered towards the axis of the device. Unclarified water is routed through line (9). The suction speed of the pipe (9) towards the feed zone (15) of the clarification zone (16) is not sufficient to entrain the fibers and the other heavier bodies, which thus sediment at the periphery of zone (5). These bodies are recovered by a pipe (10) which routes them towards the axis of the device. The section of this pipe is studied so as to allow a speed of the current greater than the speed of sedimentation of the fibers.
  • This opening may be crossed by a counter current of water supplied by a pipe (12). The flow of this water would be adapted so that the speed of the current which passes through the opening is greater than the speed of sedimentation of the fibers, while the denser elements, which manage to go up the current taking into account their higher sedimentation rate, are collected in the concentration chamber (19) before being extracted by the nozzles (20).
  • the recovered fibers, routed through the pipes (10) and extracted through the center of the device by the tube (14), are optionally treated by conventional deinking means before being reintegrated into the pulp in the device.
  • the second solution for separating the fibers to treat them and then recover them consists in extracting them from the periphery of the device.
  • Figure 2 shows a representation of this configuration. This involves including a sedimentation zone (33) at the periphery of the zone (9) and downstream of the grid (6) where the fibrous elements which have sedimented are concentrated under the effect of the artificial gravity field caused by the rapid rotation of the device. These elements can then be discharged through the periphery of the device by the nozzles (34). The waters to be clarified pass directly from the zone (33) to the clarification zone (16).
  • the fibers extracted by one of the two means envisaged are previously treated, if necessary, and can be reintegrated in the device.
  • This reintegration is carried out by a pipe (13) and allowing the routing of the fibers and other elements to be integrated at the periphery of the device at the points of introduction (13b) in the zone (4).
  • This location on the periphery, close to the pulp concentration zone (7), makes it possible to limit the losses of fibers and other reintegrated elements, the only desired function being the thickening of the pulp and reintegrated elements.
  • the filtration grid (6) may, for diameters greater than the reintroduction point (13b), have smaller holes in order to limit the passage through the grid of the reintegrated elements.
  • the grid (6) will also have a fractionation function, ie classification between long fibers and fibers short, the long fibers being retained by the grid while the short fibers pass through.
  • the size of the holes will be studied as a function of the desired fractionation effect.
  • the water and the elements that have passed through the grid (6) will be collected in the chamber (9) and led to the clarification zone (16) consisting of cones close to each other, which may be in plastic or composite material with a density close to 1.
  • the water to be treated, framed by the separation cones, is directed from the periphery towards the axis of the device.
  • each cone can be extended by evacuation channels (17) which allow the solids captured by the cones to continue their way towards the periphery in the middle of the stream of unclarified water at the inlet clarification.
  • These channels shown in FIG. 2, communicate themselves with the solids evacuation pipe (18), before joining the concentration chamber (19) and being expelled from the device by the nozzles (20) .
  • These nozzles (20) have a permanent or sequential opening depending on the case and the applications.
  • a similar process will be used to separate and eliminate towards the axis of the device, thanks to the action of the artificial gravity field, the contaminants of density less than 1 which migrate towards the center of the device where they are collected by the conduit (37).
  • the cones of the clarification zone (16) can be extended by the channels (36). This application is shown in Figure 2.
  • the invention may be provided with a clarification in 2 time, when the water passes successively through a preclarification zone (33) and then into a final clarification zone (16), the two zones operating in series.
  • Figures 2, 3 and 4 show this application.
  • the preclarification zone (33) is intended to eliminate the most important particles, which in their movement are liable to create micro-turbulences which disturb the sedimentation of the finest particles.
  • the final clarification zone (16) with very close separation plates, allows sedimentation of the finest elements according to the principle already presented. Items that are separated during the pre-clarification by sedimentation in the chamber (33) are led to the periphery of the device where they are evacuated to the periphery of the device.
  • tissue sanitary papers For certain applications, and in particular those intended for the production of “tissue” sanitary papers (FIGS. 1 and 2), the solids resulting from the clarification and ejected by the nozzles (20) are not recovered by the process for the manufacture of the paper, the majority being mineral fillers incompatible with the manufacture of tissue papers.
  • the invention will allow all or part of the elements that have been separated during clarification to be reintegrated directly into the dough.
  • Figure 4 illustrates such an application.
  • Inclined deflectors (39) make it possible to divert a part of the elements having sedimented in the sedimentation chamber (33) towards the pulp concentration chamber (7).
  • the opening of these deflectors (39) can be fixed or adjustable in order to allow mixing in desired proportions between the fibers and the reintegrated elements, in particular the fillers.
  • a more complete version of the invention will include the function described by step G, that is to say the elimination of fine sands as well as numerous contaminants.
  • the dough is introduced into a chamber (25). Contaminants with a density less than 1 are drawn towards the axis of the device and discharged through the orifices (22b) connected to the tube (22).
  • the conduit (27) is provided with orifices allowing the separation and then the extraction of the contaminants of density greater than 1 which have a speed more sedimentation than fiber. These elements sediment and are separated by the orifices (30) and extracted from the device by the nozzles (38).
  • the conduit (27) will have a suitable inclination and section to avoid the sedimentation of the fibers and the passage of the latter in the orifices (30). To increase the horizontal speed of the fibers and limit the risk of sedimentation, the conduit (27) will be supplied with water extracted in the central part of the chamber (25).
  • a more complete version of the invention consists in adding a classification with slots and / or holes. It is then a question of carrying out steps B to E of the conventional process.
  • This classification is carried out by a grid will preferably be conical (23).
  • the grid (23) will be upstream of the grid (6) ( Figures 2, 3 and 4).
  • the dough is introduced by the axis of the device around the grid (23) according to the same principle as the filtration grid (6).
  • the fibers pass through the slits (or holes), given their small diameter, while certain contaminants are retained. Large contaminants (which do not pass through the grid) and with a density greater than 1 sediment and concentrate at the periphery of the device where they are extracted by several extraction nozzles (38).
  • Contaminants with a density less than 1 will migrate towards the axis of the device and will be extracted through a central pipe (22).
  • a separation chamber (25) upstream already comprising a step of removing light contaminants can make it unnecessary, for many applications, the removal of light contaminants by the center of the device.
  • Backwashing cycles, making it possible to limit clogging of the grids, will then be sufficient to avoid deposits of light contaminants in the central part of the device.
  • the water having passed through the slits (23), carrying with it the fibers in suspension, is conveyed towards the axis of the apparatus through a conduit (24) towards the zone (4), the section of which is studied so to impose a sufficient speed on the fluid to prevent too rapid sedimentation of the fibers towards the periphery of the device.
  • an opening at the most peripheral part of the duct (24) will allow the evacuation of the heaviest elements by sedimentation.
  • This opening may be crossed by a counter current of clear water, the flow rate of which would be adjusted so that the speed of this counter current is greater than the sedimentation rate of the longest fibers and less than that of the contaminants to be separated.
  • the slit grid has the drawback of constituting a limit on the capacity of the device.
  • the open area of the grid can be very small and prevent the flow of flow authorized by all of the other functions.
  • the peripheral arrangement of these openings makes it possible to limit the entrainment of fibers, since these have already passed through slots (23).
  • the contaminants found at the opening have a density greater than 1. The objective is that these contaminants are not entrained before the water diverted through the openings (29).
  • the openings will be arranged slightly behind the path traveled by the contaminants on the one hand, and will have a funnel shape allowing possible contaminants near the opening (29) to settle towards the periphery without be driven by the openings (29).
  • the diverted water will then be routed directly to the clarification area. Any contaminant having nevertheless used these conduits will not pose any problem. It will however be possible, with the addition of a water separation device, not shown in the figures, to conduct the water diverted through the conduit (29) upstream of the filtration grid (6) in order to improve the washing effect.
  • the classification grids (23) will have a suitable shape, in order to improve their efficiency.
  • the conical shape of the grid with slits or holes makes it possible to facilitate contact with the fibers and their passage through the grid.
  • the angle of the cone will be studied in order to facilitate the passage of the fibers.
  • this conical shape also has the consequence of concentrating the contaminants of density greater than 1 on the grid.
  • the grid is provided, for most applications using relatively contaminated materials, with "stepped" angle breaks (28).
  • Figures 2, 3 and 4 show such a grid (23) with the stairs (28).
  • the angle break eliminates contaminants from the grid so that they gain speed before meeting the grid again. This device will therefore facilitate their sedimentation towards the periphery of the grid.
  • the orifices have a radial direction.
  • the inlet of the orifices is conical (40), the cones of the adjacent orifices will meet, so that there is no flat surface between two cones.
  • the objective is to concentrate the fibers at the entrance of the orifices, and to orient them parallel to the orifices, the average length of the fibers being much greater than the width of the orifices.
  • the section of the orifices increases (42) in order to prevent them from clogging.
  • Figure 6 shows schematically two orifices in profile showing these different arrangements.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

The invention concerns a method and an equipment for combining in one single apparatus, the functions for filtering, decontaminating, and thickening paper pulp from used paper, while providing the complementary function of clarifying the filtrates. The apparatus (1) rotates at high speed. The paper pulp is introduced through the center of the apparatus (2) and driven at its angular speed. The pulp is then brought along a grate (6) with small size holes for separating the fibers from the greater part of the water. The thickened pulp is evacuated through extraction nozzles (8). The water is clarified in the clarification zone (12) and recycled or eliminated depending on uses. More complete embodiments of the apparatus include the functions of fractionating, de-inking and purifying the pulp with slots or holes.

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
«PROCEDE ET APPAREIL POUR LA PREPARATION DE PATE A PAPIER A PARTIR DE VIEUX PAPIERS» La présente invention concerne le domaine de la papeterie et plus spécifiquement la préparation de pâte à partir du recyclage des vieux papiers afin de produire du papier."PROCESS AND APPARATUS FOR THE PREPARATION OF PAPER PULP FROM OLD PAPERS" The present invention relates to the field of stationery and more specifically the preparation of pulp from the recycling of old paper in order to produce paper.
Pour la fabrication de pâte à partir de vieux papiers, il est nécessaire de remettre les fibres de cellulose en suspension et d'éliminer les éléments étrangers indésirables, dits contaminants, opération appelée décontamination. Les contaminants peuvent prendre des formes diverses. On retrouve, en particulier, des particules métalliques (agrafes), des sables et graviers, des matières adhésives, des morceaux de plastique...To make pulp from old paper, it is necessary to resuspend the cellulose fibers and to eliminate unwanted foreign elements, called contaminants, an operation called decontamination. Contaminants can take many forms. We find, in particular, metallic particles (staples), sand and gravel, adhesive materials, pieces of plastic ...
On retrouve aussi des encres, qu'il sera important d'enlever pour certaines productions, notamment les papiers dits «blancs», destinés à l'impression, à l'écriture ou à des usages sanitaires (« tissue »).We also find inks, which it will be important to remove for certain productions, in particular the so-called “white” papers, intended for printing, writing or for sanitary uses (“tissue”).
En plus des contaminants déjà évoqués, on retrouve aussi des charges minérales, incorporées au papier pour certaines fabrications (magazines, papiers d'impression écriture ... ). La présence de charges minérales peut être indésirable, en particulier, pour la production de papiers sanitaires. Il est nécessaire dans ce cas de les séparer de la pâte.In addition to the contaminants already mentioned, there are also mineral fillers, incorporated into the paper for certain products (magazines, printing and writing papers, etc.). The presence of mineral fillers may be undesirable, in particular for the production of sanitary papers. In this case it is necessary to separate them from the dough.
La préparation de pâte avec des vieux papiers est le procédé global, allant de la désintégration des vieux papiers jusqu'au différentes étapes de décontamination, éventuellement l'élimination des encres (désencrage) et des charges minérales (lavage), et pouvant inclure une ou deux étapes de blanchiment permettant aux fibres de retrouver leur blancheur initiale. La pâte produite servira à alimenter la machine à papier.The preparation of pulp with waste paper is the overall process, ranging from the disintegration of waste paper up to the various decontamination stages, possibly the elimination of inks (deinking) and mineral fillers (washing), and may include one or more two bleaching steps allowing the fibers to regain their original whiteness. The pulp produced will be used to feed the paper machine.
La préparation de pâte pour les cartons d'emballage est beaucoup moins contraignante en terme de décontamination. Le procédé classique de préparation de pâte à partir de vieux papiers commence toujours par la désintégration des papiers et la mise en suspension des fibres, par l'intermédiaire d'un pulpeur (Etape A). Le pulpeur est un équipement doté d'un rotor (ou turbine), qui provoque une agitation suffisamment forte des vieux papiers, mélangés à de l'eau, pour que les liaisons entre les fibres (liaisons hydrogènes) se rompent les unes après les autres. Une pâte à papier à partir de vieux papiers, est ainsi reconstituée.Preparing dough for packaging boxes is much less restrictive in terms of decontamination. The classic process for preparing pulp from old paper always begins with the disintegration of the papers and the suspension of the fibers, using a pulper (Step A). The pulper is an equipment equipped with a rotor (or turbine), which causes sufficiently strong agitation of the waste paper, mixed with water, so that the bonds between the fibers (hydrogen bonds) break one after the other . A paper pulp from old paper is thus reconstituted.
On retrouvera ensuite, selon la qualité de la pâte finale que l'on veut obtenir : - Etape B : Une décontamination grossière. Il s'agit d'éliminer par tamisage, les éléments les plus grossiers, et en particulier les plastiques.We will then find, depending on the quality of the final dough that we want to obtain: - Step B: Coarse decontamination. It involves eliminating by sieving the coarsest elements, and in particular plastics.
- Etape C : L'élimination, par hydrocyclone, des grosses particules lourdes : les gros sables, morceaux de verre, et particules métalliques telles que des agrafes.- Step C: The elimination, by hydrocyclone, of large heavy particles: large sands, pieces of glass, and metallic particles such as staples.
- Etape D : L'élimination des petits plastiques et autres contaminants de taille intermédiaire par un tamisage à trous (ou épuration à trous) en deux ou trois étages, consistant à faire passer la pâte dans de petits trous (entre 1 et 3 mm) et à retenir les contaminants de taille supérieure à celle des trous. - Etape E : L'élimination de petits contaminants, essentiellement d'aspect granuleux (par opposition aux contaminants plats) par une épuration à fentes (entre 0,1 et 0,3 mm), fonctionnant selon le même principe que l'épuration à trous. Les trous sont remplacés par des fentes, où les fibres, compte tenu de leur faible diamètre, parviennent à passer. - Etape F : Pour les papiers dits «blancs», l'élimination des encres par une ou plusieurs cellules de flottation. Les encres sont séparées à l'aide de petites bulles d'air avec l'aide éventuelle d'un savon ou d'un surfactant.- Step D: The elimination of small plastics and other contaminants of intermediate size by sieving with holes (or purifying with holes) in two or three stages, consisting in passing the dough through small holes (between 1 and 3 mm) and retain contaminants larger than the holes. - Step E: The elimination of small contaminants, essentially of granular appearance (as opposed to flat contaminants) by a slit treatment (between 0.1 and 0.3 mm), operating according to the same principle as the treatment with holes. The holes are replaced by slots, where the fibers, given their small diameter, manage to pass. - Step F: For so-called “white” papers, elimination of the inks by one or more flotation cells. The inks are separated using small air bubbles with the possible help of a soap or a surfactant.
- Etape G : L'élimination des sables fins et gros points noirs (petits contaminants lourds) par des batteries en plusieurs étages d'hydrocyclones. - Etape H : Dans certains cas, l'élimination des petits contaminants de densité inférieure à 1 par hydrocyclone.- Stage G: The elimination of fine sands and large black dots (small heavy contaminants) by batteries in several stages of hydrocyclones. - Step H: In certain cases, the elimination of small contaminants of density less than 1 by hydrocyclone.
- Etape I : Plus particulièrement pour les papiers tissue, l'élimination des charges minérales par un lavage de la pâte. L'essentiel de l'eau est évacué, entraînant avec elle la majorité des charges. - Etape J : Epaississement de la pâte, afin d'en faciliter le stockage avant la machine à papier ou de préparer la pâte à une dispersion à chaud ou à un raffinage.- Step I: More particularly for tissue papers, the elimination of mineral fillers by washing the pulp. Most of the water is evacuated, carrying with it the majority of the charges. - Step J: Thickening of the pulp, in order to facilitate storage before the paper machine or to prepare the pulp for hot dispersion or refining.
- Etape K : Dans certains cas, dispersion des contaminants résiduels, par un disperseur ou triturateur, de manière à rendre ces contaminants non visibles à l'œil. Dans d'autres cas, transformation des propriétés mécaniques de la pâte par un raffineur.- Step K: In certain cases, dispersion of the residual contaminants, by a disperser or pulper, so as to make these contaminants not visible to the eye. In other cases, transformation of the mechanical properties of the dough by a refiner.
Dans de nombreux cas, redilution et reprise d'une ou plusieurs des étapes précédemment décrites. On parlera alors de deuxième boucle, voire de troisième boucle si après la deuxième boucle, on reprend de nouveau une ou plusieurs étapes.In many cases, redilution and resumption of one or more of the steps previously described. We will then speak of a second loop, or even of a third loop if after the second loop, we resume again one or more stages.
- Etape L : Clarification des filtrats par un microflotateur à air dissous. La matière en suspension est rassemblée en flocs puis flottée à la surface à l'aide de microbulles d'air et de polymères (floculants et coagulants). - Etape M : Epaississement des matières solides extraites lors de l'Etape L.- Step L: Clarification of the filtrates by a dissolved air microflotator. The suspended matter is collected in flocs then floated on the surface using air microbubbles and polymers (flocculants and coagulants). - Step M: Thickening of the solids extracted during Step L.
- Etape N : Traitement des eaux résiduaires par une station d'épuration.- Step N: Treatment of waste water by a treatment plant.
- Etape 0 : Blanchiment des fibres pour certaines applications.- Step 0: Bleaching of fibers for certain applications.
Les procédés de préparation de pâte actuellement en service sont une combinaison plus ou moins complète des étapes précédemment décrites, chacune réalisée par un équipement différent. Entre chaque étape, la pâte est généralement pompée, entraînant une forte consommation d'énergie. Certaines étapes nécessitent l'emploi de produits chimiques. Il est fréquent, et particulièrement lorsque l'on veut produire des papiers «blancs» imposant des critères optiques restrictifs, que le procédé de recyclage de vieux papiers ne soit pas compétitif par rapport à l'utilisation de cellulose vierge.The dough preparation processes currently in use are a more or less complete combination of the previously described steps, each carried out by different equipment. Between each step, the dough is generally pumped, resulting in high energy consumption. Some steps require the use of chemicals. It is frequent, and particularly when one wants to produce "white" papers imposing restrictive optical criteria, that the recycling process of old papers is not competitive compared to the use of virgin cellulose.
L'invention a pour objet de se substituer, dans sa version de base, à plusieurs des équipements correspondant aux Etapes précédemment citées H, J, L, M, voire C, D, E, F, G et I, quel que soit le type de papier à produire, permettant aussi une économie importante d'énergie et de produits chimiques. Le recyclage des vieux papiers deviendra ainsi plus compétitif, y compris pour les applications les plus exigeantes. L'invention permet en outre une emprise au sol très inférieure.The object of the invention is to replace, in its basic version, several of the devices corresponding to the above-mentioned stages H, J, L, M, or even C, D, E, F, G and I, whatever the type of paper to be produced, also allowing significant savings in energy and chemicals. Recycling old paper will thus become more competitive, even for the most demanding applications. The invention also allows a much lower footprint.
Brève description des figures : L'invention est représentée par 6 figures, correspondant aux principales applications et montrant les principales variantes exposées dans la description. La numérotation correspond aux renvois figurant dans les textes. Tous les figures sont présentées à titre indicatif et sans intention limitative.Brief description of the figures: The invention is represented by 6 figures, corresponding to the main applications and showing the main variants set out in the description. The numbering corresponds to the references appearing in the texts. All figures are presented for information only and are not intended to be limiting.
Les figures 1 à 4 représentent plusieurs réalisations pratiques de l'invention, correspondant à plusieurs applications. Les figures 5 et 6 représentent des détails et parties spécifiques de l'invention.Figures 1 to 4 show several practical embodiments of the invention, corresponding to several applications. Figures 5 and 6 show specific details and parts of the invention.
La figure 1 représente une coupe d'une réalisation pratique de l'invention appliquée plus particulièrement aux papiers sanitaires (dits «tissue») dans sa configuration de base ayant, en plus des fonctions de base, un dispositif de récupération des fibres ayant transité à travers la grille (6) et leur récupération par le tube (14) au centre de l'appareil, un dispositif de clarification en deux étapes, et un dispositif de réintégration des éléments récupérés (13).FIG. 1 represents a section of a practical embodiment of the invention applied more particularly to sanitary papers (known as “tissue”) in its basic configuration having, in addition to the basic functions, a device for recovering the fibers having passed through through the grid (6) and their recovery by the tube (14) in the center of the device, a two-stage clarification device, and a device for reintegrating the recovered elements (13).
La figure 2 représente une coupe d'une réalisation pratique de l'invention appliquée plus particulièrement aux papiers sanitaires ayant, en plus des fonctions de base : un traitement préalable de la pâte par élimination des sables fins et autres contaminants « lourds » ou « légers » dans la chambre de sédimentation (25) et un classage à fentes ; un dispositif de récupération des fibres ayant transité à travers la grille (6) et leur concentration dans la chambre (33) ; un dispositif de réintégration des éléments récupérés (13).FIG. 2 represents a section of a practical embodiment of the invention applied more particularly to sanitary papers having, in addition to the basic functions: a preliminary treatment of the pulp by elimination of fine sands and other “heavy” or “light” contaminants In the sedimentation chamber (25) and a slotted filing; a device for recovering fibers having passed through the grid (6) and their concentration in the chamber (33); a device for reintegrating the recovered elements (13).
La figure 3 représente une coupe d'une réalisation pratique de l'invention appliquée plus particulièrement aux papiers impression écriture et journaux magazine, ayant, en plus des fonctions de base : un traitement préalable de la pâte par élimination des sables fins et autres contaminants « lourds » ou « légers » dans la chambre de sédimentation (25) et un classage à fentes ; un dispositif de préclarification dans la chambre (33) ; un dispositif de réintégration des éléments récupérés (13). La figure 4 représente une coupe d'une réalisation pratique de l'invention plus particulièrement appliquée aux papiers cartons et papiers d'emballage, ayant, en plus des fonctions de base : un traitement préalable de la pâte par élimination des sables fins et autres contaminants « lourds » ou « légers » dans la chambre de sédimentation (25) et un classage à fentes ; un dispositif de préclarification dans la chambre (33).; un dispositif de réintégration d'éléments extraits lors de la clarification à la pâte par des déflecteurs (39).FIG. 3 represents a cross-section of a practical embodiment of the invention applied more particularly to printing writing papers and magazine newspapers, having, in addition to the basic functions: a preliminary treatment of the pulp by elimination of fine sands and other contaminants " heavy ”or“ light ”in the sedimentation chamber (25) and a slotted classification; a preclarification device in the chamber (33); a device for reintegrating the recovered elements (13). FIG. 4 represents a section of a practical embodiment of the invention more particularly applied to cardboard papers and packaging papers, having, in addition to the basic functions: a preliminary treatment of the pulp by elimination of fine sands and other contaminants "Heavy" or "light" in the sedimentation chamber (25) and a slotted classification; a preclarification device in the chamber (33) .; a device for reintegrating elements extracted during clarification with dough by deflectors (39).
La figure 5 représente une coupe des orifices de la grille de classage à trou/fentes.FIG. 5 represents a section of the orifices of the classification grid with hole / slots.
La figure 6 correspond au dispositif de freinage des fibres extraites en périphérie (8) par des tubes en colimaçon.Figure 6 corresponds to the braking device of the fibers extracted at the periphery (8) by spiral tubes.
Pour les papiers sanitaires, dits «tissue», l'invention consiste, dans sa version de base, à regrouper les fonctions, de lavage, de désencrage, d'élimination des particules de densité inférieure à 1 , d'épaississement des fibres, d'épaississement de la matière en suspension issue des filtrats, de clarification de l'eau et d'élimination des contaminants de densité inférieure à 1. L'invention se substitue donc aux appareils correspondant aux étapes F, H, I, J, L, M du procédé classique de préparation de pâte à papier. Les figures 1 et 2 représentent, en particulier, deux réalisations pratiques de l'invention appliquées pour cette qualité de papier. Pour les papiers impression écriture et journaux magazine, la présente invention consiste à regrouper, dans sa version de base, les fonctions de désencrage, d'épaississement des fibres, de clarification des eaux, et d'élimination des contaminants de densité inférieure à 1. L'invention regroupe les étapes F, H, J, L, M et éventuellement I du procédé classique de préparation de la pâte à papier. La figure 3 représente, en particulier, une réalisation pratique de l'invention pour cette application.For sanitary papers, known as “tissue”, the invention consists, in its basic version, of grouping together the functions of washing, deinking, removing particles of density less than 1, thickening the fibers, d thickening of the suspended matter from the filtrates, clarification of the water and elimination of contaminants of density less than 1. The invention therefore replaces the apparatus corresponding to steps F, H, I, J, L, M of the conventional process for preparing paper pulp. Figures 1 and 2 show, in particular, two practical embodiments of the invention applied to this quality of paper. For printing, writing and magazine papers, the present invention consists in regrouping, in its basic version, the functions of deinking, fiber thickening, water clarification, and elimination of contaminants of density less than 1. The invention combines steps F, H, J, L, M and possibly I of the conventional process for preparing paper pulp. FIG. 3 represents, in particular, a practical embodiment of the invention for this application.
Pour les productions de papiers et cartons d'emballage, utilisant plus particulièrement des fibres non blanchies, la présente invention consiste à regrouper, dans sa version de base, les fonctions d'épaississement des fibres, de clarification des eaux, d'élimination des contaminants d'une densité inférieure à 1 , et éventuellement de fractionnement fibres longues/fibres courtes. L'invention se substitue aux étapes H, J, L, M du procédé classique de préparation de pâte à papier. La figure 4 est une représentation pratique de l'invention pour cette application.For the production of packaging paper and cardboard, more particularly using unbleached fibers, the present invention consists in combine, in its basic version, the functions of fiber thickening, water clarification, elimination of contaminants with a density less than 1, and possibly long fiber / short fiber fractionation. The invention replaces steps H, J, L, M of the conventional process for preparing paper pulp. Figure 4 is a practical representation of the invention for this application.
Dans une version plus complète et quelles que soient les applications, l'invention se substitue aux étapes C à E et G du procédé classique de préparation de pâte à papier. L'appareil proposé est constitué d'un corps (1 ) tournant à grande vitesse entraînant de façon solidaire l'ensemble des constituants internes de l'appareil. Le corps de l'appareil est entraîné par un moteur non représenté sur les figures.In a more complete version and whatever the applications, the invention replaces steps C to E and G of the conventional process for preparing paper pulp. The proposed device consists of a body (1) rotating at high speed integrally driving all of the internal components of the device. The body of the device is driven by a motor not shown in the figures.
Au préalable les vieux papiers doivent être désintégrés par l'intermédiaire d'un pulpeur (Etape A), et subir une décontamination grossière (Etape B). Dans sa version de base (figure 1 ) la pâte doit encore subir les Etapes C, D et E du procédé classique avant l'introduction dans l'appareil.Beforehand the old paper must be disintegrated via a pulper (Step A), and undergo a coarse decontamination (Step B). In its basic version (Figure 1) the dough must still undergo Steps C, D and E of the conventional process before introduction into the device.
La pâte ainsi préalablement traitée et débarrassée des contaminants les plus importants est introduite le long de l'axe de l'appareil, par un conduit central (2). Les ailettes (3) permettent à la pâte d'être entraînée en rotation à la même vitesse angulaire que l'appareil. L'ensemble des conduits entrants et sortants (2), (12), (13), (14), (21 ), (22) et (37) sont reliés à des garnitures mécaniques, non représentées sur les figures, permettant d'assurer une connexion étanche avec des conduits fixes. La vitesse de rotation de l'appareil est telle, qu'en sa périphérie les corps sont soumis à un champ de gravité artificielle pouvant dépasser 1000 fois la gravité terrestre.The paste thus previously treated and freed from the most important contaminants is introduced along the axis of the device, through a central duct (2). The fins (3) allow the dough to be rotated at the same angular speed as the device. All the incoming and outgoing conduits (2), (12), (13), (14), (21), (22) and (37) are connected to mechanical seals, not shown in the figures, allowing d '' ensure a tight connection with fixed conduits. The speed of rotation of the device is such that at its periphery the bodies are subjected to an artificial gravity field which can exceed 1000 times the Earth's gravity.
Dans les versions de base (figure 1 ), la pâte a déjà subit les étapes A à E du procédé classique et ne contient plus que des petits contaminants (en général moins de 0.5 mm de diamètre). La pâte à traiter est acheminée (4) le long d'une grille avec de petits trous (6), la majorité de l'eau traversant la grille tandis que les fibres sont retenues du fait du faible diamètre des trous. Les fibres sont entraînées, du fait d'une densité supérieure à 1 , et sous l'effet du champ de gravité artificielle lié à la rotation de l'appareil, vers la périphérie de l'appareil et aboutissent dans la chambre de concentration la pâte (7). Celle-ci se termine par des buses d'extraction (8) à ouverture permanente ou bien séquentielle permettant l'extraction de la pâte à la concentration optimale.In the basic versions (Figure 1), the dough has already undergone steps A to E of the conventional process and now contains only small contaminants (generally less than 0.5 mm in diameter). The paste to be treated is conveyed (4) along a grid with small holes (6), the majority of the water passing through the grid while the fibers are retained due to the small diameter of the holes. The fibers are entrained, due to a density greater than 1, and under the effect of the artificial gravity field linked to the rotation of the device, towards the periphery of the device and end up in the dough concentration chamber (7). This ends with extraction nozzles (8) with permanent or sequential opening allowing the extraction of the dough at the optimum concentration.
Afin de ne pas endommager les fibres, l'extraction ayant lieu à grande vitesse, le freinage de la pâte pourra être assuré par des tubes circulaires (44) disposés en colimaçon (figure 6). La pâte extraite en périphérie de l'appareil rejoint les anneaux de décélération dont les dimensions sont déterminées en fonction de la vitesse maximale acceptable.In order not to damage the fibers, the extraction taking place at high speed, the braking of the dough can be ensured by circular tubes (44) arranged in a spiral (Figure 6). The paste extracted around the device joins the deceleration rings whose dimensions are determined according to the maximum acceptable speed.
Les contaminants de densité inférieure à 1 qui ne transitent pas par la grille (6), migrent vers l'axe de l'appareil compte tenu du champ de gravité artificiel crée par la rotation de l'appareil, où ils sont recueillis et évacués par le conduit (22).Contaminants of density less than 1 which do not pass through the grid (6), migrate towards the axis of the device taking into account the artificial field of gravity created by the rotation of the device, where they are collected and evacuated by the conduit (22).
Les filtrats et l'eau, ayant transité par les trous de la grille (6), sont destinés à des traitements différents selon les applications.The filtrates and the water, having passed through the holes in the grid (6), are intended for different treatments depending on the applications.
Pour la version plus particulièrement destinée aux applications «tissue» (figures 1 et 2), un des objectifs de l'invention est de récupérer les fibres et fines (fragments de fibres) ayant traversé la grille (6). Il s'agit aussi d'éliminer les encres et charges minérales de l'eau afin de la réutiliser en vue de fermer au maximum les circuits d'eau et réduire la consommation d'eau fraîche. Les eaux non clarifiées sont, en premier lieu, traitées juste après leur passage à travers la grille. Il s'agit de récupérer les fibres, qui comptent aussi parmi les éléments les plus lourds et gros des filtrats en question.For the version more particularly intended for “tissue” applications (FIGS. 1 and 2), one of the objectives of the invention is to recover the fibers and fines (fragments of fibers) which have passed through the grid (6). It also involves eliminating inks and mineral fillers from the water in order to reuse it in order to close the water circuits as much as possible and reduce the consumption of fresh water. Unclarified water is first treated immediately after passing through the grid. This involves recovering the fibers, which are also among the heaviest and largest elements of the filtrates in question.
Afin de récupérer les fibres ayant passé à travers la grille de filtration (6), il existe 2 solutions différentes. La première solution, représentée sur la figure 1 , consiste à ramener les éléments cellulosiques à récupérer vers l'axe de l'appareil. L'eau non clarifiée est acheminée par la conduite (9). La vitesse d'aspiration de la conduite (9) vers la zone (15) d'alimentation de la zone de clarification (16) n'est pas suffisante pour entraîner les fibres et les autres corps plus lourds, qui sédimentent ainsi à la périphérie de la zone (5). Ces corps sont récupérés par une conduite (10) qui les achemine vers l'axe de l'appareil. La section de cette conduite est étudiée de manière à permettre une vitesse du courant supérieure à la vitesse de sédimentation des fibres. Sur la partie la plus en périphérie de la chambre (5), une ouverture (11 ) qui communique avec la chambre de concentration (19) des éléments solides séparés des eaux à clarifier, permet d'éviter la formation de dépôts. Cette ouverture pourra être traversée par un contre courant d'eau alimenté par une conduite (12). Le débit de cette eau serait adapté de manière à ce que la vitesse du courant qui passe à travers l'ouverture soit supérieure à la vitesse de sédimentation des fibres, tandis que les éléments plus denses, qui parviennent à remonter le courant compte tenu de leur vitesse de sédimentation supérieure, sont recueillis dans la chambre de concentration (19) avant d'être extraits par les buses (20). Les fibres récupérées, acheminées par les conduites (10) et extraites par le centre de l'appareil par le tube (14), sont éventuellement traitées par des moyens classiques de désencrage avant d'être réintégrées à la pâte dans l'appareil. La seconde solution de séparation des fibres pour les traiter puis les récupérer consiste à les extraire par la périphérie de l'appareil. La figure 2 donne une représentation de cette configuration. Il s'agit d'inclure une zone de sédimentation (33) à la périphérie de la zone (9) et en aval de la grille (6) où se concentrent les éléments fibreux ayant sédimenté sous l'effet du champ de gravité artificiel provoqué par la rotation rapide de l'appareil. Ces éléments peuvent être alors évacués par la périphérie de l'appareil par les buses (34). Les eaux à clarifier transitent directement de la zone (33) vers la zone de clarification (16). Les fibres extraites par l'un des deux moyens envisagés sont préalablement traitées, si besoin, et peuvent être réintégrées dans l'appareil. Cette réintégration est réalisée par une conduite (13) et permettant l'acheminement des fibres et autres éléments à intégrer en périphérie de l'appareil aux points d'introduction (13b) dans la zone (4). Cette localisation en périphérie, proche de la zone de concentration de la pâte (7), permet de limiter les pertes en fibres et autres éléments réintégrés, la seule fonction recherchée étant l'épaississement de la pâte et éléments réintégrés. La grille de filtration (6) pourra pour les diamètres supérieurs au point de réintroduction (13b), avoir des trous de plus petite taille afin de limiter le passage a travers la grille des éléments réintégrés. Pour les autres applications (figures 3 et 4), qu'il s'agisse de papiers impression écriture ou cartons et papiers d'emballage, les eaux séparées des fibres sont, pour la plupart de ces applications, directement acheminées vers la zone de clarification par le conduit (9). En effet, la majorité des éléments solides contenus dans les eaux, charges comprises, et séparés lors de la clarification, pourront être réintégrés à la pâte à papier après un traitement éventuel. Cette réintégration pourra se faire selon un procédé identique à celui décrit précédemment.In order to recover the fibers that have passed through the filtration grid (6), there are 2 different solutions. The first solution, represented in FIG. 1, consists in bringing back the cellulosic elements to be recovered towards the axis of the device. Unclarified water is routed through line (9). The suction speed of the pipe (9) towards the feed zone (15) of the clarification zone (16) is not sufficient to entrain the fibers and the other heavier bodies, which thus sediment at the periphery of zone (5). These bodies are recovered by a pipe (10) which routes them towards the axis of the device. The section of this pipe is studied so as to allow a speed of the current greater than the speed of sedimentation of the fibers. On the most periphery part of the chamber (5), an opening (11) which communicates with the concentration chamber (19) of the solid elements separated from the waters to be clarified, makes it possible to avoid the formation of deposits. This opening may be crossed by a counter current of water supplied by a pipe (12). The flow of this water would be adapted so that the speed of the current which passes through the opening is greater than the speed of sedimentation of the fibers, while the denser elements, which manage to go up the current taking into account their higher sedimentation rate, are collected in the concentration chamber (19) before being extracted by the nozzles (20). The recovered fibers, routed through the pipes (10) and extracted through the center of the device by the tube (14), are optionally treated by conventional deinking means before being reintegrated into the pulp in the device. The second solution for separating the fibers to treat them and then recover them consists in extracting them from the periphery of the device. Figure 2 shows a representation of this configuration. This involves including a sedimentation zone (33) at the periphery of the zone (9) and downstream of the grid (6) where the fibrous elements which have sedimented are concentrated under the effect of the artificial gravity field caused by the rapid rotation of the device. These elements can then be discharged through the periphery of the device by the nozzles (34). The waters to be clarified pass directly from the zone (33) to the clarification zone (16). The fibers extracted by one of the two means envisaged are previously treated, if necessary, and can be reintegrated in the device. This reintegration is carried out by a pipe (13) and allowing the routing of the fibers and other elements to be integrated at the periphery of the device at the points of introduction (13b) in the zone (4). This location on the periphery, close to the pulp concentration zone (7), makes it possible to limit the losses of fibers and other reintegrated elements, the only desired function being the thickening of the pulp and reintegrated elements. The filtration grid (6) may, for diameters greater than the reintroduction point (13b), have smaller holes in order to limit the passage through the grid of the reintegrated elements. For the other applications (Figures 3 and 4), whether it is writing printing paper or cardboard and packaging paper, the water separated from the fibers is, for most of these applications, directly conveyed to the clarification zone. through the conduit (9). Indeed, the majority of the solid elements contained in the waters, including charges, and separated during clarification, can be reintegrated with paper pulp after a possible treatment. This reintegration can be done according to a process identical to that described above.
Pour d'autres applications, plus particulièrement destinées à la production de certains papiers et cartons d'emballage nécessitant des propriétés mécaniques spécifiques, la grille (6) aura aussi une fonction de fractionnement, c'est à dire de classage entre fibres longues et fibres courtes, les fibres longues étant retenues par la grille tandis que les fibres courtes passent à travers. Dans cette configuration, la taille des trous sera étudiée en fonction de l'effet de fractionnement recherché. Pour toutes les applications, l'eau et les éléments ayant traversé la grille (6) seront recueillis dans la chambre (9) et conduits vers la zone de clarification (16) est constituée de cônes proches les uns des autres, qui pourront être en matière plastique ou composite d'une densité proche de 1 . L'eau à traiter, encadrée par les cônes de séparation, est dirigée de la périphérie vers l'axe de l'appareil. Les particules, de densité différente de l'eau, sous l'effet du champ de gravité artificielle, ont une vitesse radiale différente de l'eau et rencontrent la superficie du cône de séparation le plus proche. Du fait des frottements entre l'eau et les cônes, la vitesse de l'eau aux abords immédiats des cônes est très réduite, ce qui facilitera la migration des particules le long des superficies coniques. Les particules captées par les cônes auront une vitesse de migration plus élevée que la vitesse de l'eau aux abords immédiats des cônes. Une fois qu'elles ont atteint un cône, les particules de densité supérieure à 1 remontent ainsi progressivement le long de la surface du cône. L'eau transite vers le centre de l'appareil où elle est évacuée par le tube (21 ).For other applications, more particularly intended for the production of certain paper and cardboard packaging requiring specific mechanical properties, the grid (6) will also have a fractionation function, ie classification between long fibers and fibers short, the long fibers being retained by the grid while the short fibers pass through. In this configuration, the size of the holes will be studied as a function of the desired fractionation effect. For all applications, the water and the elements that have passed through the grid (6) will be collected in the chamber (9) and led to the clarification zone (16) consisting of cones close to each other, which may be in plastic or composite material with a density close to 1. The water to be treated, framed by the separation cones, is directed from the periphery towards the axis of the device. The particles, of different density of water, under the effect of the artificial gravity field, have a radial speed different from water and meet the area of the nearest separation cone. Due to the friction between the water and the cones, the speed of the water in the immediate vicinity of the cones is very low, which will facilitate the migration of particles along the conical surfaces. The particles captured by the cones will have a higher migration speed than the speed of the water in the immediate vicinity of the cones. Once they have reached a cone, particles with a density greater than 1 thus progressively rise up along the surface of the cone. The water passes to the center of the device where it is discharged through the tube (21).
L'extrémité en périphérie de chaque cône pourra être prolongée par des canaux d'évacuation (17) qui permettent aux solides captés par les cônes de continuer à leur chemin vers la périphérie au milieu du courant de l'eau non clarifiée à l'admission de la clarification. Ces canaux, représentés sur le figure 2, communiquent eux-mêmes avec le conduit d'évacuation des solides (18), avant de rejoindre la chambre de concentration (19) et d'être expulsés de l'appareil par les buses (20). Ces buses (20) ont une ouverture permanente ou séquentielle selon les cas et les applications. Un procédé similaire sera utilisé pour séparer et éliminer vers l'axe de l'appareil, grâce à l'action du champ de gravité artificiel, les contaminants de densité inférieure à 1 qui migrent vers le centre de l'appareil où ils sont recueillis par le conduit (37). Dans ce cas, les cônes de la zone de clarification (16) pourront être prolongés par les canaux (36). Cette application est représentée sur le figure 2.The end at the periphery of each cone can be extended by evacuation channels (17) which allow the solids captured by the cones to continue their way towards the periphery in the middle of the stream of unclarified water at the inlet clarification. These channels, shown in FIG. 2, communicate themselves with the solids evacuation pipe (18), before joining the concentration chamber (19) and being expelled from the device by the nozzles (20) . These nozzles (20) have a permanent or sequential opening depending on the case and the applications. A similar process will be used to separate and eliminate towards the axis of the device, thanks to the action of the artificial gravity field, the contaminants of density less than 1 which migrate towards the center of the device where they are collected by the conduit (37). In this case, the cones of the clarification zone (16) can be extended by the channels (36). This application is shown in Figure 2.
Afin d'améliorer la qualité de la clarification des eaux et éviter une saturation des circuits en charges minérales et autres colloïdes liée à un effet de bouclage, particulièrement préjudiciable pour certaines qualités de papiers, l'invention pourra être dotée d'une clarification en 2 temps, où l'eau passe successivement dans une zone de préclarification (33) puis dans une zone de clarification finale (16), les deux zones fonctionnant en série. Sur les figures 2, 3 et 4 sont représentés cette application. La zone de préclarification (33) est destinée à éliminer les particules les plus importantes, qui dans leur déplacement sont susceptibles de créer des micro-turbulences qui perturbent la sédimentation des particules les plus fines. La zone de clarification finale (16), avec des plaques de séparations très rapprochées, permet une sédimentation des éléments les plus fins selon le principe déjà présenté. Les éléments qui sont séparés lors de la préclarification par sédimentation dans la chambre (33) sont conduits vers la périphérie de l'appareil où ils sont évacués à la périphérie de l'appareil.In order to improve the quality of water clarification and avoid saturation of the circuits with mineral charges and other colloids linked to a looping effect, particularly harmful for certain qualities of paper, the invention may be provided with a clarification in 2 time, when the water passes successively through a preclarification zone (33) and then into a final clarification zone (16), the two zones operating in series. Figures 2, 3 and 4 show this application. The preclarification zone (33) is intended to eliminate the most important particles, which in their movement are liable to create micro-turbulences which disturb the sedimentation of the finest particles. The final clarification zone (16), with very close separation plates, allows sedimentation of the finest elements according to the principle already presented. Items that are separated during the pre-clarification by sedimentation in the chamber (33) are led to the periphery of the device where they are evacuated to the periphery of the device.
Une autre solution pour obtenir une préclarification et une clarification finale est la division de la zone de clarification (16) en deux sous-zones, toutes les deux équipées de cônes de séparation, séparées par une paroi intermédiaire (35), qui permet, une fois la préclarification terminée de conduire l'eau vers la clarification finale. Sur la figure 1 est représentée cette solution.Another solution for obtaining a final clarification and clarification is the division of the clarification zone (16) into two sub-zones, both equipped with separation cones, separated by an intermediate wall (35), which allows, a once preclarification is completed, conduct water to final clarification. In Figure 1 is shown this solution.
Pour certaines applications, et en particulier celles destinées à la production de papiers sanitaires « tissue » (figures 1 et 2), les solides issus de la clarification et éjectés par les buses (20) ne sont pas récupérés par le procédé pour la fabrication du papier, la majorité étant des charges minérales incompatibles avec la fabrication de papiers « tissue ».For certain applications, and in particular those intended for the production of “tissue” sanitary papers (FIGS. 1 and 2), the solids resulting from the clarification and ejected by the nozzles (20) are not recovered by the process for the manufacture of the paper, the majority being mineral fillers incompatible with the manufacture of tissue papers.
En revanche, pour la plupart des applications impression écriture, et papiers/cartons d'emballage (figures 3 et 4), une partie au moins de ces solides pourront être réintégrés à la pâte.On the other hand, for most printing, writing and packaging paper / cardboard applications (FIGS. 3 and 4), at least part of these solids can be reintegrated into the pulp.
Pour les applications impression écriture (figure 3), les solides extraits lors de la clarification seront extraits par les buses (20). Il sera éventuellement nécessaire de faire subir à ces corps solides un désencrage par des moyens conventionnels (flottation sélective) avant, éventuellement, de les réintégrer par l'intermédiaire du conduit (13) décrit précédemment.For printing and writing applications (Figure 3), the solids extracted during clarification will be extracted by the nozzles (20). It may be necessary to subject these solid bodies to deinking by conventional means (selective flotation) before, possibly, reintegrating them via the conduit (13) described above.
Pour certaines applications, l'invention permettra de réintégrer directement à la pâte tout ou partie des éléments ayant été séparés lors de la clarification. La figure 4 illustre une telle application. Des déflecteurs inclinés (39) permettent de dériver une partie des éléments ayant sédimenté dans la chambre de sédimentation (33) vers la chambre de concentration de la pâte (7). L'ouverture de ces déflecteurs (39) pouvant être fixe ou réglable afin de permettre un mélange dans des proportions désirées entre les fibres et les éléments réintégrés, en particulier les charges.For certain applications, the invention will allow all or part of the elements that have been separated during clarification to be reintegrated directly into the dough. Figure 4 illustrates such an application. Inclined deflectors (39) make it possible to divert a part of the elements having sedimented in the sedimentation chamber (33) towards the pulp concentration chamber (7). The opening of these deflectors (39) can be fixed or adjustable in order to allow mixing in desired proportions between the fibers and the reintegrated elements, in particular the fillers.
Une version plus complète de l'invention, représentée sur les figures 2, 3 et 4, comprendra la fonction décrite par l'étape G, c'est à dire l'élimination des sables fins ainsi que de nombreux contaminants. La pâte est introduite dans une chambre (25). Les contaminants de densité inférieure à 1 sont attirés vers l'axe de l'appareil et évacués par les orifices (22b) reliés au tube (22). Les autres éléments solides, fibres comprises, d'une densité supérieure à 1 , sédimentent vers la périphérie de l'appareil où ils sont collectés par les orifices (26) localisés à la périphérie de la chambre (25) et dirigés par les conduits (27) vers la phase suivante du procédé. Le conduit (27) est muni d'orifices permettant la séparation puis l'extraction des contaminants de densité supérieure à 1 qui ont une vitesse de sédimentation supérieure à celle des fibres. Ces éléments sédimentent et sont séparés par les orifices (30) et extraits de l'appareil par les buses (38). Le conduit (27) aura une inclinaison et section adaptées pour éviter la sédimentation des fibres et le passage de celle-ci dans les orifices (30). Pour augmenter la vitesse horizontale des fibres et limiter le risque de sédimentation, le conduit (27) sera alimenté par de l'eau extraite dans la partie centrale de la chambre (25).A more complete version of the invention, represented in FIGS. 2, 3 and 4, will include the function described by step G, that is to say the elimination of fine sands as well as numerous contaminants. The dough is introduced into a chamber (25). Contaminants with a density less than 1 are drawn towards the axis of the device and discharged through the orifices (22b) connected to the tube (22). The other solid elements, fibers included, of a density greater than 1, sediment towards the periphery of the apparatus where they are collected by the orifices (26) located at the periphery of the chamber (25) and directed by the conduits ( 27) to the next phase of the process. The conduit (27) is provided with orifices allowing the separation and then the extraction of the contaminants of density greater than 1 which have a speed more sedimentation than fiber. These elements sediment and are separated by the orifices (30) and extracted from the device by the nozzles (38). The conduit (27) will have a suitable inclination and section to avoid the sedimentation of the fibers and the passage of the latter in the orifices (30). To increase the horizontal speed of the fibers and limit the risk of sedimentation, the conduit (27) will be supplied with water extracted in the central part of the chamber (25).
Quelles que soient les applications, une version plus complète de l'invention consiste à rajouter un classage à fentes et/ou à trous. Il s'agit alors de réaliser les étapes B à E du procédé classique. Ce classage est réalisé par une grille sera preferentiellement conique (23). La grille (23) sera en amont de la grille (6) (figures 2, 3 et 4). La pâte est introduite par l'axe de l'appareil aux abords de la grille (23) selon le même principe que la grille de filtration (6). Les fibres passent à travers les fentes (ou trous), compte tenu de leur petit diamètre, tandis que certains contaminants sont retenus. Les contaminants de grandes dimensions (qui ne passent pas à travers la grille) et d'une densité supérieure à 1 sédimentent et se concentrent à la périphérie de l'appareil où ils sont extraits par plusieurs buses d'extraction (38). Les contaminants de densité inférieure à 1 migreront vers l'axe de l'appareil et seront extraits par une conduite centrale (22). Toutefois, la présence d'une chambre de séparation (25) en amont comprenant déjà une étape d'élimination des contaminants légers peut rendre inutile, pour beaucoup d'applications, l'élimination des contaminants légers par le centre de l'appareil. Des cycles de contre lavage, permettant de limiter le colmatage des grilles, seront alors suffisants pour éviter les dépôts des contaminants légers dans la partie centrale de l'appareil.Whatever the applications, a more complete version of the invention consists in adding a classification with slots and / or holes. It is then a question of carrying out steps B to E of the conventional process. This classification is carried out by a grid will preferably be conical (23). The grid (23) will be upstream of the grid (6) (Figures 2, 3 and 4). The dough is introduced by the axis of the device around the grid (23) according to the same principle as the filtration grid (6). The fibers pass through the slits (or holes), given their small diameter, while certain contaminants are retained. Large contaminants (which do not pass through the grid) and with a density greater than 1 sediment and concentrate at the periphery of the device where they are extracted by several extraction nozzles (38). Contaminants with a density less than 1 will migrate towards the axis of the device and will be extracted through a central pipe (22). However, the presence of a separation chamber (25) upstream already comprising a step of removing light contaminants can make it unnecessary, for many applications, the removal of light contaminants by the center of the device. Backwashing cycles, making it possible to limit clogging of the grids, will then be sufficient to avoid deposits of light contaminants in the central part of the device.
L'eau ayant traversé les fentes (23), transportant avec elle les fibres en suspension, est acheminée vers l'axe de l'appareil à travers un conduit (24) vers la zone (4), dont la section est étudiée de manière à imposer une vitesse suffisante au fluide pour empêcher la sédimentation trop rapide des fibres vers la périphérie de l'appareil.The water having passed through the slits (23), carrying with it the fibers in suspension, is conveyed towards the axis of the apparatus through a conduit (24) towards the zone (4), the section of which is studied so to impose a sufficient speed on the fluid to prevent too rapid sedimentation of the fibers towards the periphery of the device.
En cas de mise en œuvre de vieux papiers très contaminés, il est possible de prévoir un dessablage complémentaire et l'élimination de certains contaminants ou encres ayant transité par la grille (23). Dans, une telle configuration, une ouverture (non représentée) à la partie la plus en périphérie du conduit (24) permettra l'évacuation des éléments les plus lourds par sédimentation. Cette ouverture pourra être traversée par un contre courant d'eau claire dont le débit serait ajusté de manière à ce que la vitesse de ce contre courant soit supérieure à la vitesse de sédimentation des fibres les plus longues et inférieure à celle des contaminants à séparer.When using heavily contaminated old paper, it is possible to provide additional sand removal and the elimination of certain contaminants or inks that have passed through the grid (23). In such a configuration, an opening (not shown) at the most peripheral part of the duct (24) will allow the evacuation of the heaviest elements by sedimentation. This opening may be crossed by a counter current of clear water, the flow rate of which would be adjusted so that the speed of this counter current is greater than the sedimentation rate of the longest fibers and less than that of the contaminants to be separated.
Dans une version encore plus complète, non représentée sur les figures, il sera possible de rajouter une grille dotée de trous avant la grille à fentes (23), et fonctionnant exactement selon le même principe. Les trous permettent une décontamination complémentaire de la décontamination avec des fentes. Une fois l'étape de décontamination à trous terminée, la pâte est introduite à la base de la grille à fentes (23) selon le procédé précédemment décrit.In an even more complete version, not shown in the figures, it will be possible to add a grid provided with holes before the slot grid (23), and operating exactly according to the same principle. The holes allow a decontamination complementary to the decontamination with slits. Once the hole decontamination step is completed, the paste is introduced at the base of the slotted grid (23) according to the method described above.
Il convient de noter que l'action combinée de la séparation prévue dans la chambre (25) et de la grille à fente (23) permettra pour la plupart des applications d'avoir une pâte de qualité suffisante pour ne pas avoir besoin du passage dans une grille à trou telle que décrite dans le paragraphe précédent.It should be noted that the combined action of the separation provided in the chamber (25) and the slit grid (23) will allow for most applications to have a paste of sufficient quality to not need the passage in a hole grid as described in the previous paragraph.
La grille à fente présente l'inconvénient de constituer une limite de capacité de l'appareil. La surface ouverte de la grille peut être très réduite et empêcher le passage du débit autorisé par l'ensemble des autres fonctions. Pour remédier à cet inconvénient, il est possible de créer à l'extérieur de la grille une ou plusieurs ouvertures (29) (représentées sur les figures 2, 3 et 4) permettant de dériver une partie importante du débit vers la zone de clarification. La disposition périphérique de ces ouvertures permet de limiter l'entraînement de fibres, puisque celles ci sont déjà passées au travers des fentes (23). Les contaminants se trouvant au niveau de l'ouverture ont une densité supérieure à 1. L'objectif est que ces contaminants ne soient pas entraînés avant l'eau dérivée par les ouvertures (29).The slit grid has the drawback of constituting a limit on the capacity of the device. The open area of the grid can be very small and prevent the flow of flow authorized by all of the other functions. To remedy this drawback, it is possible to create one or more openings (29) (shown in FIGS. 2, 3 and 4) outside the grid which make it possible to divert a large part of the flow towards the clarification zone. The peripheral arrangement of these openings makes it possible to limit the entrainment of fibers, since these have already passed through slots (23). The contaminants found at the opening have a density greater than 1. The objective is that these contaminants are not entrained before the water diverted through the openings (29).
Pour ce faire, les ouvertures seront disposées en léger retrait par rapport au chemin parcouru par les contaminants d'une part, et auront une forme d'entonnoir permettant aux éventuels contaminants à proximité de l'ouverture (29) de sédimenter vers la périphérie sans être entraîné par les ouvertures (29). L'eau dérivée sera alors directement acheminée vers la zone de clarification. Tout contaminant ayant malgré tout emprunté ces conduits ne posera aucun donc problème. Il sera cependant possible, moyennant l'adjonction d'un dispositif de séparation des eaux, non représenté sur les figures, de conduire l'eau dérivée par le conduit (29) en amont de la grille de filtration (6) afin d'améliorer l'effet de lavage.To do this, the openings will be arranged slightly behind the path traveled by the contaminants on the one hand, and will have a funnel shape allowing possible contaminants near the opening (29) to settle towards the periphery without be driven by the openings (29). The diverted water will then be routed directly to the clarification area. Any contaminant having nevertheless used these conduits will not pose any problem. It will however be possible, with the addition of a water separation device, not shown in the figures, to conduct the water diverted through the conduit (29) upstream of the filtration grid (6) in order to improve the washing effect.
Les grilles de classage (23) auront une forme adaptée, afin d'améliorer leur efficacité. La forme conique de la grille à fentes ou à trous permet de faciliter le contact avec les fibres et leur passage à travers la grille. L'angle du cône sera étudié afin de faciliter le passage des fibres. Cependant, cette forme conique a aussi pour conséquence de concentrer les contaminants de densité supérieure à 1 sur la grille. Afin de prévenir la colmatation des orifices, la grille est dotée, pour la plupart des applications mettant en œuvre des matières relativement contaminées, de ruptures d'angles « en escalier » (28). Les figures 2, 3 et 4 représentent une telle grille (23) avec les escaliers (28). La rupture d'angle permet d'écarter les contaminants de la grille afin qui prennent de la vitesse avant de nouveau rencontrer la grille. Ce dispositif facilitera de ce fait leur sédimentation vers la périphérie de la grille. Cette rupture d'angle facilitera, d'autre part, le passage des fibres en rompant régulièrement le matelas de fibres qui se forme à la superficie de la grille. Les orifices ont une direction radiale. L'entrée des orifices est conique (40), les cônes des orifices adjacents se rejoindront, de manière à ce qu'il n'y ait pas de surface plane entre deux cônes. L'objectif est de concentrer les fibres à l'entrée des orifices, et de les orienter parallèlement aux orifices, la longueur moyenne des fibres étant beaucoup plus grande que la largeur des orifices. Une fois la section minimum atteinte (41 ), la section des orifices augmente (42) afin de prévenir leur bouchage. La figure 6 schématise deux orifices en profil montrant ces différentes dispositions. The classification grids (23) will have a suitable shape, in order to improve their efficiency. The conical shape of the grid with slits or holes makes it possible to facilitate contact with the fibers and their passage through the grid. The angle of the cone will be studied in order to facilitate the passage of the fibers. However, this conical shape also has the consequence of concentrating the contaminants of density greater than 1 on the grid. In order to prevent clogging of the orifices, the grid is provided, for most applications using relatively contaminated materials, with "stepped" angle breaks (28). Figures 2, 3 and 4 show such a grid (23) with the stairs (28). The angle break eliminates contaminants from the grid so that they gain speed before meeting the grid again. This device will therefore facilitate their sedimentation towards the periphery of the grid. This angle break will also facilitate the passage of the fibers by regularly breaking the fiber mat which forms on the surface of the grid. The orifices have a radial direction. The inlet of the orifices is conical (40), the cones of the adjacent orifices will meet, so that there is no flat surface between two cones. The objective is to concentrate the fibers at the entrance of the orifices, and to orient them parallel to the orifices, the average length of the fibers being much greater than the width of the orifices. Once the minimum section has been reached (41), the section of the orifices increases (42) in order to prevent them from clogging. Figure 6 shows schematically two orifices in profile showing these different arrangements.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour la préparation de pâte à papier à partir de vieux papiers préalablement désintégrés et mis en suspension fibreuse par un pulpeur, utilisant le différentiel de vitesse de sédimentation des particules sous l'effet d'un champ de gravité artificiel créé par la rotation de l'appareil combiné aux actions de filtration, caractérisé par la réalisation combinée et simultannée dans un seul appareil rotatif des phases suivantes : a) Filtration de la pâte à travers une grille qui retient la pâte et laisse passer l'eau avec les petits contaminants et charges minérales, cette filtration étant aidée par la force créée par l'accélération résultante de la rotation de l'appareil. b) Concentration et évacuation de la pâte par la périphérie de l'appareil sous l 'effet de l'accélération résultant de la rotation de l'appareil. c) Clarification des eaux qui passent à travers la grille par la séparation puis l'élimination des éléments solides en suspension de densité supérieure à 1 qui sédimentent à la périphérie de l'appareil sous l'effet de l'accélération résultante de la rotation de l'appareil. d) Concentration et extraction des éléments solides de densité supérieure à 1 extraits des eaux.1. Process for the preparation of paper pulp from old paper previously disintegrated and put in fibrous suspension by a pulper, using the differential speed of sedimentation of particles under the effect of an artificial gravity field created by rotation of the apparatus combined with the filtration actions, characterized by the combined and simultaneous realization in a single rotary apparatus of the following phases: a) Filtration of the dough through a grid which retains the dough and lets the water pass with the small contaminants and mineral charges, this filtration being helped by the force created by the acceleration resulting from the rotation of the device. b) Concentration and evacuation of the dough by the periphery of the apparatus under the effect of the acceleration resulting from the rotation of the apparatus. c) Clarification of the water which passes through the grid by the separation then the elimination of the solid elements in suspension of density greater than 1 which sediment at the periphery of the apparatus under the effect of the resulting acceleration of the rotation of the device. d) Concentration and extraction of solid elements with density greater than 1 extracted from water.
2. Appareil pour la mise en œuvre du procédé décrit dans la revendication 1 pour la préparation de pâte à papier à partir de vieux papiers, comprenant les composants suivants : a) Un corps (1 ) tournant à grande vitesse, entraînant de façon solidaire l'ensemble des composants internes, muni d'une conduite au centre de l'appareil (2), la pâte étant entraînée à la vitesse angulaire de l'appareil par l'intermédiaire d'ailettes (3) solidaires du corps. b) Une zone (4) d'alimentation d'une grille (6) et la grille respective(6) dotée de petits trous qui permettent de retenir la pâte tandis que la majeure partie des eaux et des contaminants résiduels traversent la grille, c) Une zone de concentration des fibres retenues (7) par la grille (6) et à la périphérie de la zone (4), d) Plusieurs ouvertures (8) disposées à la périphérie de l'appareil pour l'évacuation des fibres épaissies dans la zone de concentration (7), e) Une chambre de clarification des eaux (16) pour clarifier les eaux ayant transité à travers la grille (6), comportant des ouvertures disposées à la périphérie de l'appareil (20) pour l'évacuation des éléments solides ayant sédimenté en périphérie et un tube central d'évacuation des eaux clarifiées (21 ).2. Apparatus for carrying out the process described in claim 1 for the preparation of paper pulp from old paper, comprising the following components: a) A body (1) rotating at high speed, driving in solidarity l 'set of internal components, provided with a pipe in the center of the device (2), the dough being driven at the angular speed of the device by means of fins (3) integral with the body. b) A zone (4) for feeding a grid (6) and the respective grid (6) provided with small holes which make it possible to retain the dough while most of the water and residual contaminants pass through the grid, c ) A zone for concentrating the fibers retained (7) by the grid (6) and at the periphery of the zone (4), d) Several openings (8) arranged at the periphery of the device for the evacuation of thickened fibers in the concentration area (7), e) A water clarification chamber (16) for clarifying the waters having passed through the grid (6), comprising openings arranged at the periphery of the apparatus (20) for the evacuation of solid elements having sedimented at the periphery and a central tube for discharging clarified water (21).
3. Appareil selon la revendication 2, selon lequel la grille (6) peut aussi avoir une fonction de fractionnement entre fibres courtes et fibres longues, avec calibrage en conséquence de la taille des trous de la grille.3. Apparatus according to claim 2, according to which the grid (6) can also have a function of fractionation between short fibers and long fibers, with calibration consequently of the size of the holes of the grid.
4. Appareil selon la revendication 2 et caractérisé en ce que la grille (6) peut aussi avoir une fonction de désencrage, c'est à dire de séparation entre les fibres et les encres, avec calibrage en conséquence de la taille des trous de la grille.4. Apparatus according to claim 2 and characterized in that the grid (6) can also have a deinking function, that is to say separation between the fibers and the inks, with calibration accordingly of the size of the holes of the wire rack.
5. Appareil selon la revendication 2 et caractérisé en ce que les contaminants de densité inférieure à 1 qui migrent en amont de la grille (6) vers le centre de l'appareil sont évacués par un conduit situé le long de l'axe de l'appareil (22).5. Apparatus according to claim 2 and characterized in that the contaminants of density less than 1 which migrate upstream of the grid (6) towards the center of the apparatus are evacuated by a conduit located along the axis of l 'apparatus (22).
6. Appareil selon la revendication 2 et caractérisé en ce que la zone de clarification (16) est constituée de cônes de séparation facilitant la séparation et la migration des éléments solides contenus dans les eaux à clarifier.6. Apparatus according to claim 2 and characterized in that the clarification zone (16) consists of separation cones facilitating the separation and the migration of the solid elements contained in the waters to be clarified.
7. Appareil selon les revendications 2 et 6 et caractérisé en ce que les cônes de séparation de la chambre de clarification (16) aboutissent dans leur partie périphérique à des canaux (17) d'évacuation de la matière en suspension croisant l'admission des filtrats, ces canaux communiquant avec un conduit d'évacuation des filtrats (18) aboutissant à la chambre de concentration de la matière en suspension extraite (19) et extraite par des buses d'extraction (20).7. Apparatus according to claims 2 and 6 and characterized in that the separation cones of the clarification chamber (16) lead in their peripheral part to channels (17) for evacuating the suspended material crossing the intake of filtrates, these channels communicating with a discharge pipe for the filtrates (18) leading to the concentration chamber of the extracted suspended material (19) and extracted by extraction nozzles (20).
8. Appareil selon la revendication 2 et caractérisé en ce que tout ou partie de la matière en suspension séparée des filtrats, et ayant éventuellement subi un traitement postérieur, ou toute autre matière solide non présente dans la pâte à l'entrée de l'appareil (2) est réintégré à cette pâte par l'intermédiaire d'un tube (13) central libérant les éléments en les points (13b) localisés devant la grille (6) dans la partie périphérique de la chambre (4). 8. Apparatus according to claim 2 and characterized in that all or part of the suspended matter separated from the filtrates, and possibly having undergone a subsequent treatment, or any other solid material not present in the paste at the inlet of the apparatus (2) is reintegrated into this paste by means of a central tube (13) releasing the elements at the points (13b) located in front of the grid (6) in the peripheral part of the chamber (4).
. Appareil selon les revendications 2 et 8 et caractérisé en ce que la grille (6) est équipée de trous de plus petite dimension dans la partie la plus périphérique de manière à limiter le passage de la matière réintégrée à travers la grille par le tube (13), matière caractérisée par des éléments de plus petite dimension que les fibres initialement retenues par la grille.. Apparatus according to claims 2 and 8 and characterized in that the grid (6) is provided with smaller holes in the most peripheral part so as to limit the passage of the material reintegrated through the grid through the tube (13 ), material characterized by elements of smaller dimension than the fibers initially retained by the grid.
10. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le différentiel de vitesse de sédimentation lié au champ de gravité artificiel permet la séparation, la récupération et la concentration de la majorité des éléments cellulosiques présents dans les filtrats ayant transités à travers la grille (6).10. Method according to claim 1 characterized in that the sedimentation rate differential linked to the artificial gravity field allows the separation, the recovery and the concentration of the majority of the cellulosic elements present in the filtrates having passed through the grid (6 ).
11. Appareil selon les revendications 2 et 10, caractérisé en ce que les éléments les plus lourds, y compris les éléments cellulosiques présents, sédimentent dans la chambre de sédimentation (33) sous l'effet de l'accélération liée à la rotation de l'appareil, et sont extraits de l'appareil en sa périphérie par des buses d'extraction (34).11. Apparatus according to claims 2 and 10, characterized in that the heaviest elements, including the cellulosic elements present, sediment in the sedimentation chamber (33) under the effect of the acceleration linked to the rotation of the device, and are extracted from the device at its periphery by extraction nozzles (34).
12. Appareil selon les revendications 2 et 10, qui permet la récupération des éléments cellulosiques ayant traversé la grille (6), caractérisé en ce qu'il comprend une zone (6b) en aval de la grille (6) où se concentrent à la périphérie (5), sous l'effet du champ de gravité artificiel crée par la rotation de l'appareil, les éléments lourds et éléments cellulosiques, qui sont conduits vers le conduit (10) dimensionné pour que la vitesse d'écoulement soit supérieure à la vitesse de sédimentation des éléments cellulosiques qui sont ramenés vers le centre de l'appareil vers le conduit (14), alors que les contaminants les plus lourds sédimentent vers la périphérie du conduit (10).12. Apparatus according to claims 2 and 10, which allows the recovery of cellulosic elements having passed through the grid (6), characterized in that it comprises a zone (6b) downstream of the grid (6) where are concentrated at the periphery (5), under the effect of the artificial gravity field created by the rotation of the device, the heavy elements and cellulosic elements, which are led to the conduit (10) dimensioned so that the flow speed is greater than the rate of sedimentation of the cellulosic elements which are brought back towards the center of the apparatus towards the conduit (14), while the heaviest contaminants sediment towards the periphery of the conduit (10).
13. Appareil selon les revendications 2, 10 et 12 et caractérisé en ce que la partie la plus en périphérie des conduits (10) de récupération des fibres comprend une ouverture (1 1 ) destinée à la séparation de la matière solide extraite des filtrats, cette ouverture étant traversée d'un contre courant d'eau alimenté par un conduit (12) d'un débit adapté pour empêcher le passage des fibres, les contaminants qui traversent les ouvertures (1 1 ) sont concentrés dans la chambre (19) et évacués par les buses (20).13. Apparatus according to claims 2, 10 and 12 and characterized in that the most periphery part of the ducts (10) for recovering the fibers comprises an opening (1 1) intended for the separation of the solid material extracted from the filtrates, this opening being crossed by a counter current of water supplied by a conduit (12) of a flow rate adapted to prevent the passage of the fibers, the contaminants which pass through the openings (1 1) are concentrated in the chamber (19) and discharged through the nozzles (20).
14. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le différentiel de vitesse de sédimentation lié au champ de gravité artificiel combiné avec l'adjonction d'une grille à trous ou à fentes permet une action complémentaire d'élimination des contaminants de dimensions supérieures aux fibres.14. Method according to claim 1 characterized in that the differential speed of sedimentation linked to the artificial gravity field combined with the addition of a grid with holes or slits allows a complementary action to remove contaminants of dimensions larger than the fibers.
15. Appareil selon les revendications 2 et 14, caractérisé en ce qu'il est doté d'une grille de forme plate ou conique avec des fentes (23) et/ou des trous calibrés de telle manière que les fibres passent à travers les fentes et/ou les trous ; les éléments solides ne passant pas à travers les fentes et/ou trous sont progressivement amenés par le champ de gravité artificiel vers la périphérie de l'appareil s'ils ont une densité supérieure à 1 et vers l'axe s'ils ont une densité inférieure à 1 , les éléments solides acheminés en périphérie de l'appareil étant évacués par plusieurs buses (38) à ouverture permanente ou séquentielle, les éléments acheminés vers l'axe étant évacués par un conduit central (22) ; l'eau et les autres éléments, y compris cellulosiques, ayant traversés la grille (23) sont acheminés par le conduit (24) à l'étape suivante du procédé.15. Apparatus according to claims 2 and 14, characterized in that it is provided with a grid of flat or conical shape with slots (23) and / or holes calibrated so that the fibers pass through the slots and / or the holes; solid elements which do not pass through the slots and / or holes are progressively brought by the artificial gravity field towards the periphery of the device if they have a density greater than 1 and towards the axis if they have a density less than 1, the solid elements conveyed at the periphery of the apparatus being evacuated by several nozzles (38) with permanent or sequential opening, the elements conveyed towards the axis being evacuated by a central duct (22); the water and the other elements, including cellulose, having passed through the grid (23) are conveyed by the conduit (24) to the next stage of the process.
16. Appareil selon la revendication 2 et caractérisé en ce que les débits d'entrée de la pâte (2) et de sortie des eaux (21 ) sont inversés de façon régulière de manière à assurer un contre lavage des grilles et empêcher la colmatation.16. Apparatus according to claim 2 and characterized in that the flow rates of the dough (2) and water outlet (21) are reversed regularly so as to ensure a backwashing of the grids and prevent clogging.
17. Appareil selon les revendications 2 et 6, et caractérisé en ce que la clarification des filtrats est divisée en deux étapes ; la première étape est une préclarification par sédimentation dans une chambre (33) et assurant une fonction de séparation des contaminants les plus gros ; la seconde étape assurant une clarification finale (16).17. Apparatus according to claims 2 and 6, and characterized in that the clarification of the filtrates is divided into two stages; the first step is preclarification by sedimentation in a chamber (33) and ensuring a function of separation of the largest contaminants; the second step ensuring final clarification (16).
18. Appareil selon les revendications 2 et 6, et caractérisé en ce que la zone de clarification (16) est divisée en deux zones fonctionnant en série, toutes les deux équipées de cônes et séparées par une paroi conique centrale (35).18. Apparatus according to claims 2 and 6, and characterized in that the clarification zone (16) is divided into two zones operating in series, both equipped with cones and separated by a central conical wall (35).
19. Appareil selon les revendications 2 et 6 et caractérisé en ce que les cônes de séparations sont équipés à leur extrémité la plus proche de l'axe de l'appareil, et sur leur face supérieure, de canaux (36) de croisement avec les eaux clarifiées ; ces canaux ayant pour fonction la séparation des corps et fluides de densité inférieure à 1 ; ces canaux permettant l'évacuation des ces éléments légers vers le conduit central (37). 19. Apparatus according to claims 2 and 6 and characterized in that the separation cones are equipped at their end closest to the axis of the apparatus, and on their upper face, channels (36) crossing with the clarified waters; these channels having for function the separation of bodies and fluids of density less than 1; these channels allowing the evacuation of these light elements towards the central duct (37).
20. Appareil selon les revendications 2 et 17 selon lequel la matière en suspension séparée pendant la phase de clarification peut être partiellement ou totalement dérivée vers la chambre de concentration de la pâte (7) et donc réintégré à la pâte, grâce à la présence de conduits ou déflecteurs inclinés (39) assurant une communication de la chambre de sédimentation de la matière en suspension extraite des filtrats (33) vers la chambre de concentration de la pâte (7), l'ouverture de ces déflecteurs pouvant être fixe ou réglable afin de permettre un re-mélange dans des proportions optimales entre les fibres et les charges.20. Apparatus according to claims 2 and 17 according to which the suspended material separated during the clarification phase can be partially or totally diverted towards the dough concentration chamber (7) and therefore reintegrated into the dough, thanks to the presence of inclined ducts or deflectors (39) ensuring communication from the sedimentation chamber of the suspended material extracted from the filtrates (33) to the pulp concentration chamber (7), the opening of these deflectors can be fixed or adjustable so allow re-mixing in optimal proportions between the fibers and the fillers.
21.Appareil selon la revendication 2 et caractérisé en ce que la pâte épaissie est recueillie après son extraction, dans un ou plusieurs tubes en colimaçon (44) dont les entrées sont disposées face à la zone d'ouverture des buses d'extraction, et de manière à ce que le freinage de la pâte soit progressif par perte de charges dans des tubes incurvés (44), dans le but de limiter l'altération des caractéristiques physiques des fibres soumises à des contraintes mécaniques importantes.21.Apparatus according to claim 2 and characterized in that the thickened paste is collected after its extraction, in one or more spiral tubes (44), the inlets of which are arranged facing the opening area of the extraction nozzles, and so that the braking of the dough is progressive by pressure loss in curved tubes (44), in order to limit the alteration of the physical characteristics of the fibers subjected to significant mechanical stresses.
22. Procédé selon la revendication 2 et caractérisé en ce que certains rejets semi-liquides non épaissis sont traités, par exemple les mousses d'une cellule de désencrage, en assurant leur épaississement et la clarification des jus résiduaires, ce traitement étant assuré par l'adjonction d'une alimentation des rejets à traiter par une conduite centrale et l'acheminement de ces rejets dans la zone de clarification des eaux.22. Method according to claim 2 and characterized in that certain non-thickened semi-liquid discharges are treated, for example the foams of a deinking cell, ensuring their thickening and the clarification of the residual juices, this treatment being provided by the 'addition of a supply of discharges to be treated by a central pipe and the routing of these discharges in the water clarification zone.
23. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pâte préalablement traitée peut être introduite par le centre de l'appareil et extraite de l'appareil par l'adjonction d'une grille supplémentaire selon un principe de fonctionnement identique à celui de la grille de filtration (6).23. The method of claim 2, characterized in that the previously treated dough can be introduced through the center of the device and extracted from the device by the addition of an additional grid according to an operating principle identical to that of the filtration grid (6).
24. Appareil selon les revendications 2 et 14 et caractérisé en ce que la grille (23) d'épuration, à fentes ou à trous, est conique et que son inclinaison est caractérisée par une ou plusieurs ruptures d'angle (28) en escalier afin de prévenir l'accumulation d'éléments solides le long de la grille.24. Apparatus according to claims 2 and 14 and characterized in that the purification grid (23), with slots or holes, is conical and that its inclination is characterized by one or more angle breaks (28) in steps in order to prevent the accumulation of solid elements along the grid.
25. Appareil selon les revendications 2 et 14 et caractérisé en ce que les orifices (41 ) (trous ou fentes) ont une direction radiale et une entrée conique (40), les entrées coniques de deux orifices adjacents se rejoignant de manière à ce qu'il n'y ait pas de superficie plane entre deux orifices, et ceci afin de faciliter l'orientation et le passage des fibres.25. Apparatus according to claims 2 and 14 and characterized in that the orifices (41) (holes or slots) have a radial direction and a conical inlet (40), the conical inlets of two adjacent orifices meeting so that that there is no flat surface between two orifices, and this in order to facilitate the orientation and the passage of the fibers.
26. Appareil selon les revendications 2 et 14 caractérisé en ce les orifices (41 ) de la grille (23) sont constitués d'un cône d'entrée (40) et d'un cône de sortie (42) afin de faciliter le passage des fibres et prévenir le risque de colmatage.26. Apparatus according to claims 2 and 14 characterized in that the orifices (41) of the grid (23) consist of an inlet cone (40) and an outlet cone (42) in order to facilitate passage fibers and prevent the risk of clogging.
27. Appareil selon les revendications 2 et 14 et caractérisé en ce qu'une ou plusieurs ouvertures (29) sont pratiquées dans la zone de sédimentation en amont de la grille à fentes/trou (23), afin de dériver une partie de l'eau, ces ouvertures communiquant par des conduits avec la zone de clarification ou bien la zone d'alimentation de la grille de filtration (6), ces ouvertures étant placées en retrait et ayant une forme conique afin d'éviter l'entraînement des contaminants à extraire par les buses (38).27. Apparatus according to claims 2 and 14 and characterized in that one or more openings (29) are made in the sedimentation zone upstream of the slot / hole grid (23), in order to derive part of the water, these openings communicating via conduits with the clarification zone or else the supply zone of the filtration grid (6), these openings being set back and having a conical shape in order to avoid entrainment of the contaminants in extract through the nozzles (38).
28. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le différentiel de vitesse de sédimentation lié au champ de gravité artificiel permet une action préliminaire et complémentaire d'élimination des contaminants de grandes dimensions.28. The method of claim 1 characterized in that the sedimentation rate differential related to the artificial gravity field allows a preliminary and complementary action to remove large contaminants.
29. Appareil selon les revendications 2 et 28, qui permet un premier travail de séparation des contaminants de grandes dimensions dans une chambre de sédimentation (25) situé le plus en périphérie possible de l'appareil, caractérisée par : a) un orifice (22b) pour séparer les contaminants de densité inférieure à 1 qui se concentrent dans la partie inférieure de la chambre (25) et reliée au tube d'extraction (22), b) un orifice (26) pour séparer les éléments d'une densité supérieure à 1 , fibres comprises, qui sédimentent en périphérie de la chambre (25) et relié aux conduits (27), c) des conduits (27) de l'eau et des éléments cellulosiques vers l'étape suivante du procédé, ayant une inclinaison et section adaptée pour que les éléments cellulosiques soient entraînés par le courant et ne sédimentent pas par les orifices cités en e), d) une alimentation en eau prélevée au milieu de la chambre (25) pour alimenter le conduit (27), e) des orifices (30) situées près du point de jonction de telle manière que les contaminants lourds sont séparés par sédimentation, alors que les fibres sont entraînées par le courant du conduit (27), f) un conduit amenant les éléments solides captés par l'orifice (30) vers une buse d'extraction (38). 29. Apparatus according to claims 2 and 28, which allows a first work of separation of contaminants of large dimensions in a sedimentation chamber (25) located as far as possible around the apparatus, characterized by: a) an orifice (22b ) to separate the contaminants of density lower than 1 which are concentrated in the lower part of the chamber (25) and connected to the extraction tube (22), b) an orifice (26) to separate the elements of a higher density at 1, fibers included, which sediment on the periphery of the chamber (25) and connected to the conduits (27), c) of the conduits (27) of the water and the cellulosic elements towards the next stage of the process, having an inclination and section adapted so that the cellulosic elements are entrained by the current and do not sediment by the orifices cited in e), d) a supply of water taken from the middle of the chamber (25) to supply the conduit (27), e) orifices (30) located near the junction point so that the heavy contaminants are separated by sedimentation, while the fibers are entrained by the current of the conduit (27), f) a conduit bringing the solid elements captured by the orifice (30) towards an extraction nozzle (38).
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