EP0034095A1 - Process and installation for feeding vegetal material to processing enclosures before it is being cooked or reacted under pressure - Google Patents
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- EP0034095A1 EP0034095A1 EP81400176A EP81400176A EP0034095A1 EP 0034095 A1 EP0034095 A1 EP 0034095A1 EP 81400176 A EP81400176 A EP 81400176A EP 81400176 A EP81400176 A EP 81400176A EP 0034095 A1 EP0034095 A1 EP 0034095A1
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- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C7/00—Digesters
- D21C7/06—Feeding devices
Definitions
- the subject of the present invention is a method and an installation intended to supply the processing chambers with plant materials which are to undergo cooking or a reaction under pressure.
- This method and this installation are in particular intended to be used for supplying treatment chambers inside which the cooking of annual plants is carried out (wheat straw, rice, bagasse, reeds, etc.), in a detergent for the production of cellulose.
- this method and this installation are also designed to be able to be used for feeding treatment chambers in which a hydrolysis of such plants is carried out to extract the pentosannes.
- Such treatments are generally carried out under pressures of up to 10 to 12 bars. They can be carried out either continuously or, conversely, discontinuously.
- the materials to be treated are introduced in the dry state, without prior impregnation, and the introduction device may consist of a rotary valve with cells, or an airlock with a drawer, or even a conical screw whose action has the effect of forming a pad of material supporting the pressure difference between the interior and the exterior.
- the introduction device may consist of a rotary valve with cells, or an airlock with a drawer, or even a conical screw whose action has the effect of forming a pad of material supporting the pressure difference between the interior and the exterior.
- these are complex and expensive devices, because they must be made so as to be able to withstand relatively high pressure and temperature differences.
- these systems undergo very rapid wear, because despite prior cleaning, the plant materials to introduce contain silica dust incorporated into the fibers. This therefore requires an anti-abrasion treatment to be provided for the wearing parts.
- such treatment is very expensive and despite this and the other precautions taken, the parts must be changed frequently.
- the screw introduction devices present the danger of accidental expansion of steam upstream in the event of a supply fault, as a result of the disappearance of the plug from the material forming the plug, and supporting the pressure difference.
- screw devices only work properly with dry materials; it is therefore impossible to pre-impregnate the products, an operation which significantly improves the quality of cooking.
- the device thus provided may not be suitable for the introduction of annual plants or the like. Indeed, by the very nature of these plants, they tend to float when we try to dilute them in order to achieve a ponpable mixture. This is, moreover, the reason why such dilution is very difficult to achieve. Furthermore, as far as a liquid mixture could be obtained from such plants, this mixture can hardly be aspirated by a centrifugal pump. Indeed, as they affect the shape of fibers or stems of a certain length, annual plants tend to stuff in a centrifugal pump and can thus block its operation.
- the discharge pressure should always be higher than that prevailing in the treatment enclosure so that there constantly flow of the liquid-solid mixture in the line of repression. In fact, if this is not the case, the introduction cannot take place and there can even be a backward flow of the materials contained in the discharge pipe, or even already introduced inside the treatment enclosure, with all the resulting disadvantages.
- the object of the present invention is to provide a method and an installation making it possible to avoid the drawbacks of the various prior systems mentioned above.
- the invention proposes to carry out the introduction of plant materials in liquid form, but by providing for a certain number of means and of particular provisions making it possible to obtain complete satisfaction.
- the method according to the invention is characterized in that in addition to, or with, the dilution operation of the plant materials to be introduced, they are subjected to a thorough impregnation with the liquid in the presence of which must be carried out the treatment, then the discharge of the mixture obtained is carried out by means of a Vortex type pump, capable of conveying a liquid-solid mixture and which is driven at variable speed by means of a control device subject to a detector flow connected to the line from the discharge pump, so as to maintain constant the flow rate in this line.
- a Vortex type pump capable of conveying a liquid-solid mixture and which is driven at variable speed by means of a control device subject to a detector flow connected to the line from the discharge pump, so as to maintain constant the flow rate in this line.
- the installation shown in FIG. 1 comprises, first of all, an apparatus capable of ensuring both, and at the same time, the prepreg and the dilution of the corresponding plant materials with the liquid in the presence of which the planned treatment, in this case a detergent in the case of cooking for the production of cellulose.
- This device is designated by the general reference 3 on the attached drawing.
- This device comprises a tank containing a bath of the treatment liquid and in the bottom of which there is provided a rotor 4 provided with crushing fins capable of ensuring the separation of the fibers from the plant materials discharged into the tank as well as their shredding and their fragmentation into short pieces. An efficient impregnation of the fibers of these materials is thus obtained with the treatment liquid. However, this impregnation is also accompanied by a dilution of these fibers in the bath of the corresponding liquid, so as to produce a liquid-solid mixture capable of being pumped.
- this dilution is carried out under perfect conditions, even if the materials to be treated are annual plants of the type indicated above. Indeed, as these materials are subjected to extensive impregnation with the treatment liquid, their dilution poses no problem, although normally they would have tended to float.
- the liquid mixture obtained leaves the tank of the device 3 by an outlet nozzle 5. However, this is connected to a Vortex type pump, designated by the general reference 6 and which will be described in more detail below. .
- a pipe 7 for the arrival of treatment liquid opens into the pulper 3.
- This liquid may optionally be added water as will be explained later.
- the purpose of this arrival of liquid is to ensure the dilution of the plant materials in the treatment liquid to a concentration of approximately 5-6% in dry matter in order to obtain a liquid mixture capable of being pumped by the pump 6 of Vortex type.
- the body of this pump has a large flow passage with regular flow and without any hindrance. It comprises an open wheel 8 provided with a body 9 of aerodynamic shape and the arrangement is such that there is no vacuum at the rear of this wheel.
- the ponp 6 Due to its design, and in particular the fact that in a Vortex stern, the sucked liquid is not brought to pass through the rotor (contrary to what is the case in a centrifugal pump), the ponp 6 is able to pump the liquid-solid mixture contained in the pulper 3. This pump then pressurizes this mixture at a pressure of the order of 5 to 8 bars and discharges it into a pipe 10. In fact, the role of pump 6 is both to convey the corresponding product and to overcome the pressure inside the treatment chamber.
- the pressure of the pumped liquid mixture must be greater than the pressure prevailing in the treatment enclosure and, consequently, there must always be a flow rate in the discharge line.
- the pump 6 is driven by a variable speed motor 6b and the speed thereof is adjusted so as to keep the delivery rate constant for a given production value in the treatment enclosure.
- the flow rate inside the discharge line 10 is controlled by a flow meter 6a.
- the latter is connected to an electrical circuit 6c connected to the motor 6b, so as to constitute a control device varying the speed of this motor as a function of the flow rate.
- this device controls an acceleration of the pump speed to restore the flow rate. flow at the expected value.
- This system therefore makes it possible to obtain, with absolute safety, that there is always flow in the direction of the treatment enclosure to be supplied despite the pressure prevailing therein and the flow irregularities which may occur downstream.
- this system also plays, therefore, the role of a kind of non-return valve avoiding any risk of backtracking of the rejected materials, or those already introduced into the unit and this, under the effect of the pressure prevailing inside it.
- the discharge pipe 10 leads to the inlet orifice 11 of a draining device 12 capable of wringing out the fibrous material while bringing it to the inlet tubing 13 of the treatment enclosure 1 to feed.
- This drip device 12 is capable of safely resisting the working pressure.
- Its external cylindrical envelope 14 contains a perforated cylinder 15 inside which is disposed a screw 16 capable of ensuring the movement of the fibrous material up to the outlet tube 17 connected to the inlet of the treatment enclosure 1
- the shaft of the screw 15 is rotated by a gearmotor group, not shown.
- the assembly thus formed is placed in an inclined position relative to the horizontal and a nozzle 18 for discharging the recovery liquid is provided at the lower part of the lowest end of the external envelope 12.
- the inlet nozzle 11 opens into the space delimited by the perforated cylinder 15. Under these conditions, the mixture of liquid and fibrous material is sent under pressure into this space and taken up by the screw 16. That -ci causes this mixture to the outlet nozzle. However, the fibrous material is wrung out and the liquid eliminated flows through the perforations of the cylinder 15 to gain the gap existing around it and finally the outlet nozzle 18.
- the transport screw 16 rotates with a reduced clearance inside the cylinder 15, which ensures the advance of the fibrous material while operating a constant cleaning of this grid. It should also be observed that this screw is provided, at its upper end, with a back-turn 19 which aims to avoid any risk of jamming at the location of the outlet 17 of the draining device. At its entrance, the latter receives the mixture loaded with vegetable fibers at a maximum concentration of 6% and minimum of 2%. After draining in this apparatus, the concentration is brought to the outlet to about 18 or 20%.
- a minimum level of liquid is maintained in the drainage device 12 as well as in a balance pot 20 communicating with the latter.
- a level adjustment device 27 is provided, subject to two level detectors 27a and 27b. This device is capable of controlling, via circuits 28a and 28b, two valves respectively 28 and 29.
- the first is a valve for adjusting the flow rate inside a pipe 21 connected to the outlet of the pot 20 for recycling the treatment liquid used to transport and entrain the plant materials.
- the second valve 29 it consists of a quick-closing safety valve, which is connected to the discharge line 10.
- this device makes it possible to maintain constant the level of liquid contained in the lower part of the draining apparatus, which makes it possible to avoid the entry of vapor into the liquid circuit.
- the present installation comprises, in combination with the devices already described, a circuit for recycling the treatment liquid, which circuit comprises a device for settling and removing heavy particles suspended in this liquid.
- This device consists of a centrifugal separator 23 inside which the recovered liquid is brought by line 21 connected to the balance pot 20. After elimination of the particles in suspension, the liquid leaves this separator through a pipe 22. Quant particles and impurities that have been removed - in this case particles of sand, silica - they are collected in the lower hopper of the separator 22.
- This hopper communicates with a pot 24 intended to serve as an airlock for the evacuation of impurities .
- the inlet and outlet ports of this airlock are closed by valves, 25 and 26 respectively.
- the liquid recovered in line 22 is returned to line 7 intended to dilute the impregnated materials, and this, by lover of the pump 6.
- a regulating device 34 ensuring the expansion of this liquid, from the discharge pressure up to the injection pressure in the pulper 3. This device operates automatically by measuring the pressure and valve of the liquid stream by means of a valve 35.
- the pipe 7 for supplying the dilution liquid is connected not only to the pipe 22 for recycling but also to a pipe 36 intended to ensure the arrival of make-up liquid.
- An automatic level control device 37 regulates the supply of make-up liquid or the discharge of the excess to keep the level constant in the pulper 3.
- the pump 6 ensures the continuous supply of the treatment enclosure 1 with plant materials which are in suspension in a liquid mixture having a concentration of approximately 18 to 20% of fibers. This supply is ensured at a relatively reduced pressure of the order of 4 to 8 bars which will constitute the pressure at which the treatment will be carried out inside the enclosure.
- the installation according to the invention makes it possible to ensure, in an optimum manner, the introduction of plant materials into a treatment enclosure, even when annual plants are involved.
- the process of introducing these materials takes place under perfect conditions, because the adjustment of the speed of this pump makes it possible to maintain a constant flow rate inside the discharge pipe.
- the present installation is not limited to the single example described above.
- the pulper apparatus 3 carrying out both the impregnation and the dilution of the materials to be treated, is replaced by two separate apparatuses 3a and 3b ensuring respectively the one and the other of these two functions.
- the impregnation device 3a is arranged upstream of the dilution device 3b.
- the first of these devices may consist of a drum fitted with blades and rotating inside a housing containing a bath of the treatment liquid. On leaving this device, the plant materials are therefore perfectly impregnated with this liquid.
- the dilution device 3b As for the dilution device 3b, it consists of a tank inside which is disposed a simple rotary agitator 4b, this tank being supplied with treatment liquid by the pipe 7, as in the previous embodiment.
- a discharge pipe 5b leads the mixture obtained to the pump 6 (not shown) and the rest of the installation is identical to what is provided in the previous embodiment.
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un procédé et une installation destinés à assurer l'alimentation d'enceintes de traitement, en matières végétales devant y subir une cuisson ou une réaction sous pression. Ce procédé et cette installation sont notamment destinés à être utilisés pour assurer l'alimentation d'enceintes de traitement à l'intérieur desquelles est réalisée la cuisson de plantes annuelles (paille de blé, de riz, bagasse, roseaux, etc), dans une lessive pour la production de cellulose. Cependant, ce procédé et cette installation sont également conçus pour pouvoir être employés pour l'alimentation d'enceintes de traitement dans lesquelles est effectuée une hydrolyse de telles plantes pour extraire les pentosannes.The subject of the present invention is a method and an installation intended to supply the processing chambers with plant materials which are to undergo cooking or a reaction under pressure. This method and this installation are in particular intended to be used for supplying treatment chambers inside which the cooking of annual plants is carried out (wheat straw, rice, bagasse, reeds, etc.), in a detergent for the production of cellulose. However, this method and this installation are also designed to be able to be used for feeding treatment chambers in which a hydrolysis of such plants is carried out to extract the pentosannes.
De tels traitements sont en général réalisés sous des pressions pouvant atteindre 10 à 12 bars. Ils peuvent être effectués soit de façon continue, soit au contraire de manière discontinue.Such treatments are generally carried out under pressures of up to 10 to 12 bars. They can be carried out either continuously or, conversely, discontinuously.
Cette dernière solution est évidemment moins avantageuse qu'un traitement continu et ce, tout particulièrement au point de vue économique. C'est du reste la raison pour laquelle cette solution n'est utilisée que pour des productions relativement faibles et pour des produits difficiles à traiter, tels que des linters, chanvre, etc.The latter solution is obviously less advantageous than a continuous treatment and this, particularly from an economic point of view. This is the reason why this solution is only used for relatively low productions and for products which are difficult to process, such as linters, hemp, etc.
Malgré leurs avantages économiques, les installations fonctionnant en continu présentent divers inconvénients, dûs notamment au fait que les matières à traiter doivent être introduites à l'intérieur d'une enceinte de traitement se trouvant elle-même à une pression relativement élevée.Despite their economic advantages, installations operating continuously have various drawbacks, due in particular to the fact that the materials to be treated must be introduced inside a treatment enclosure which is itself at a relatively high pressure.
En général, les matières à traiter sont introduites à l'état sec, sans imprégnation préalable, et le dispositif d'introduction peut consister en une vanne rotative à alvéoles, ou un sas à tiroir, ou bien encore une vis conique dont l'action a pour effet de former un tampon de matière supportant la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur. Cependant, il s'agit là de dispositifs complexes et coûteux, car ceux-ci doivent être réalisés de façon à pouvoir supporter des différences de pression et de température relativement élevées. Par ailleurs, ces systèmes subissent une usure très rapide, car malgré un nettoyage préalable, les matières végétales à introduire contiennent des poussières de silice incorporées aux fibres. Ceci impose donc de prévoir un traitement anti-abrasion pour les pièces d'usure. Or, un tel traitement est très coûteux et malgré celui-ci et les autres précautions prises, les pièces doivent être fréquemment changées.In general, the materials to be treated are introduced in the dry state, without prior impregnation, and the introduction device may consist of a rotary valve with cells, or an airlock with a drawer, or even a conical screw whose action has the effect of forming a pad of material supporting the pressure difference between the interior and the exterior. However, these are complex and expensive devices, because they must be made so as to be able to withstand relatively high pressure and temperature differences. In addition, these systems undergo very rapid wear, because despite prior cleaning, the plant materials to introduce contain silica dust incorporated into the fibers. This therefore requires an anti-abrasion treatment to be provided for the wearing parts. However, such treatment is very expensive and despite this and the other precautions taken, the parts must be changed frequently.
D'autre part, il convient de noter que les dispositifs d'introduction à vis présentent le danger de détentes accidentelles de vapeur vers l'amont en cas de défaut d'alimentation, par suite de la disparition du tampon de la matière formant bouchon, et supportant la différence de pression. De plus, les dispositifs à vis ne fonctionnent correctement qu'avec des matières sèches ; il est donc inpossible de pré-imprégner les produits, opération qui permet d'améliorer sensiblement la qualité de la cuisson.On the other hand, it should be noted that the screw introduction devices present the danger of accidental expansion of steam upstream in the event of a supply fault, as a result of the disappearance of the plug from the material forming the plug, and supporting the pressure difference. In addition, screw devices only work properly with dry materials; it is therefore impossible to pre-impregnate the products, an operation which significantly improves the quality of cooking.
Pour éviter les inconvénients des dispositifs procédant à l'introduction à l'état sec des matières à traiter, il a déjà été proposé d'assurer cette introduction sous forme liquide : voir par exemple le brevet français N° 1 226 093. A cet effet, il est prévu une dilution préalable des matières qui doivent alimenter l'enceinte de traitement et ce, dans le but de réaliser un mélange liquide pompa- ble. Puis, ce mélange est refoulé, au moyen d'une pompe centrifuge jusque dans l'enceinte de traitement correspondante.To avoid the drawbacks of the devices carrying out the introduction in the dry state of the materials to be treated, it has already been proposed to ensure this introduction in liquid form: see for example French patent N ° 1 226 093. For this purpose , there is provision for a prior dilution of the materials which must feed the treatment enclosure, in order to produce a pumpable liquid mixture. Then, this mixture is discharged, by means of a centrifugal pump into the corresponding treatment enclosure.
Cependant, le dispositif ainsi prévu ne peut pas convenir pour l'introduction de plantes annuelles ou similaires. En effet, du fait même de la nature de ces végétaux, ceux-ci ont tendance à flotter lorsque l'on essaie de procéder à leur dilution en vue de réaliser un mélange ponpable. C'est du reste la raison pour laquelle une telle dilution est très difficilement réalisable. Par ailleurs, pour autant qu'un mélange liquide ait pu être obtenu à partir de telles plantes, ce mélange peut difficilement être aspiré par une pompe centrifuge. En effet, comme elles affectent la forme de fibres ou de tiges d'une certaine longueur, les plantes annuelles ont tendance à bourrer dans une pompe centrifuge et peuvent ainsi bloquer son fonctionnement.However, the device thus provided may not be suitable for the introduction of annual plants or the like. Indeed, by the very nature of these plants, they tend to float when we try to dilute them in order to achieve a ponpable mixture. This is, moreover, the reason why such dilution is very difficult to achieve. Furthermore, as far as a liquid mixture could be obtained from such plants, this mixture can hardly be aspirated by a centrifugal pump. Indeed, as they affect the shape of fibers or stems of a certain length, annual plants tend to stuff in a centrifugal pump and can thus block its operation.
Par ailleurs et surtout, pour que les dispositifs d'introduction de végétaux, sous forme d'un mélange liquide, puissent fonctionner, il convient que la pression de refoulement soit toujours supérieure à celle régnant dans l'enceinte de traitement pour qu'il y ait constamment écoulement du mélange liquide-solide dans la conduite de refoulement. En effet, si cela n'est pas le cas, l'introduction ne peut pas s'effectuer et il peut même se produire un retour en arrière des matières contenues dans la canalisation de refoulement, ou même déjà introduites à l'intérieur de l'enceinte de traitement, avec tous les inconvénients en résultant.Furthermore and above all, for the plant introduction devices, in the form of a liquid mixture, to be able to function, the discharge pressure should always be higher than that prevailing in the treatment enclosure so that there constantly flow of the liquid-solid mixture in the line of repression. In fact, if this is not the case, the introduction cannot take place and there can even be a backward flow of the materials contained in the discharge pipe, or even already introduced inside the treatment enclosure, with all the resulting disadvantages.
Or, les dispositifs actuels, tels que celui décrit dans le brevet français 1 226 093, ne comportent aucun système de contrôle ou de sécurité capable de constituer une sorte de clapet "anti-retazr" et susceptible d'assurer qu'en tout état de cause, il y ait toujours écoulement du mélange liquide-solide en direction de l'enceinte de traitement, malgré les difficultés éventuelles et irrégularités d'écoulement et d'introduction, dues à la nature particulière des produits véhiculés. En conséquence, dans le dispositif décrit dans ce brevet, l'écoulement des matières, et par suite leur introduction dans l'enceinte de traitement, peuvent être perturbés et ne plus se réaliser, dans certains cas. Par ailleurs, il peut se produire un retour en arrière des matières refoulées et ce, sous l'effet de la pression régnant dans l'enceinte de traitement.However, current devices, such as that described in
C'est pourquoi la présente invention a pour but de réaliser un procédé et une installation permettant d'éviter les inconvénients des divers systèmes antérieurs rappelés ci-dessus. A cet effet, l'invention se propose de réaliser l'introduction de matières végétales sous forme liquide, mais en prévoyant un certain nombre de moyens et de dispositions particulières permettant d'obtenir entière satisfaction.This is why the object of the present invention is to provide a method and an installation making it possible to avoid the drawbacks of the various prior systems mentioned above. To this end, the invention proposes to carry out the introduction of plant materials in liquid form, but by providing for a certain number of means and of particular provisions making it possible to obtain complete satisfaction.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'en plus de , ou avec, l'opération de dilution des matières végétales à introduire, on fait subir à celles-ci une imprégnation poussée avec le liquide en présence duquel doit s'effectuer le traitement, puis le refoulement du mélange obtenu est réalisé au moyen d'une pompe de type Vortex, capable de véhiculer un mélange liquide-solide et que l'on entraine à vitesse variable au moyen d'un dispositif de commande assujetti à un détecteur de débit branché sur la conduite partant de la pompe de refoulement, de façon-à maintenir constant le débit d'écoulement dans cette conduite.The method according to the invention is characterized in that in addition to, or with, the dilution operation of the plant materials to be introduced, they are subjected to a thorough impregnation with the liquid in the presence of which must be carried out the treatment, then the discharge of the mixture obtained is carried out by means of a Vortex type pump, capable of conveying a liquid-solid mixture and which is driven at variable speed by means of a control device subject to a detector flow connected to the line from the discharge pump, so as to maintain constant the flow rate in this line.
Grâce à l'agencement ainsi prévu, il existe bien toujours un écoulement de débit constant en direction de l'enceinte de traitement, même si certaines irrégularités se produisent en aval. En effet, en cas de baisse du débit prévu, et pour lequel est réglé le détecteur de débit, le dispositif de commande assure une accélération de la vitesse de la pompe pour rétablir le débit d'écoulement à sa valeur normale. Ce système joue donc aussi le rôle d'une sorte de clapet anti-retour évitant tout risque de retour en arrière des matières refoulées.Thanks to the arrangement thus provided, there is always a constant flow of flow towards the treatment enclosure, even if certain irregularities occur downstream. Indeed, in the event of a drop in the planned flow, and for which the flow detector, the control device accelerates the pump speed to restore the flow rate to its normal value. This system therefore also plays the role of a kind of non-return valve avoiding any risk of backward flow of the discharged materials.
Quant à l'installation selon l'invention, elle est caractérisée en ce qu'elle comprend en combinaiscn :
- - un appareil d'imprégnation poussée des matières correspondantes avec le liquide en présence duquel doit s'effectuer le traitement prévu et éventuellement un appareil de dilution au cas où l'appareil d'imprégnation n'assure pas également cette fonction ;
- - une pompe de type Vortex ou autre pompe capable de véhiculer le mélange liquide-solide obtenu par dilution des matières correspondantes ;
- - un moteur à vitesse variable pour l'entraînement de cette ponpe ;
- - un dispositif de commande de la variation de vitesse de ce moteur, assujetti à un détecteur de débit branché sur la conduite partant de la pompe de refoulement et assurant le maintien constant du débit d'écoulement dans cette conduite.
- - a device for impregnating the corresponding materials with the liquid in the presence of which the intended treatment must be carried out and possibly a dilution device in the event that the impregnation device does not also perform this function;
- - a Vortex type pump or other pump capable of conveying the liquid-solid mixture obtained by diluting the corresponding materials;
- - a variable speed motor for driving this ponp;
- - a device for controlling the speed variation of this motor, subject to a flow detector connected to the pipe leaving the delivery pump and ensuring constant maintenance of the flow rate in this pipe.
Cependant, les différentes particularités et avantages de cette installation et du procédé correspondant apparaîtront au cours de la description suivante, donnée en référence au dessin annexé à titre indicatif, et sur lequel :
- La figure 1 est une vue schématique de l'ensemble d'une installation d'alimentation selon l'invention ;
- La figure 2 est une vue partielle d'une variante.
- La présente installation est destinée à assurer l'alimentation d'une enceinte de
traitement 1, ou d'une succession d'enceintes de traitement, à l'intérieur desquelles doit être réalisé un traitement sous pression de matières végétales, par exemple la cuisson de plantes annuelles dans une lessive pour la production de cellulose, ou bien encore l'hydrolyse de ces mêmes plantes pour l'extraction, des pentosannes.
- Figure 1 is a schematic view of the assembly of a supply installation according to the invention;
- Figure 2 is a partial view of a variant.
- The present installation is intended to supply a
treatment chamber 1, or a succession of treatment chambers, inside which a pressure treatment of plant materials must be carried out, for example the cooking of annual plants in a detergent for the production of cellulose, or even the hydrolysis of these same plants for the extraction, of pentosannes.
L'installation représentée à la figure 1 comprend en premier lieu, un appareil susceptible d'assurer à la fois, et en même temps, la pré-imprégnation et la dilution des matières végétales correspondantes avec le liquide en présence duquel doit s'effectuer le traitement prévu, en l'occurrence une lessive dans le cas d'une cuisson pour la production de cellulose. Cet appareil est désigné par la référence générale 3 sur le dessin joint.The installation shown in FIG. 1 comprises, first of all, an apparatus capable of ensuring both, and at the same time, the prepreg and the dilution of the corresponding plant materials with the liquid in the presence of which the planned treatment, in this case a detergent in the case of cooking for the production of cellulose. This device is designated by the general reference 3 on the attached drawing.
Il s'agit d'un appareil du type désigné généralement sous l'appellation "pulpeur". Cet appareil comporte une cuve contenant un bain du liquide de traitement et dans le fond de laquelle il est prévu un rotor 4 muni d'ailettes de triturage susceptibles d'assurer la séparation des fibres des matières végétales déversées dans la cuve ainsi que leur déchiquetage et leur fragmentation en morceaux de faible longueur. On obtient donc ainsi une imprégnation efficace des fibres de ces matières avec le liquide de traitement. Cependant, cette imprégnation s'accompagne également d'une dilution de ces fibres dans le bain du liquide correspondant, de façon à réaliser un mélange liquide-solide susceptible d'être pompé.It is a device of the type generally designated by the name "pulper". This device comprises a tank containing a bath of the treatment liquid and in the bottom of which there is provided a rotor 4 provided with crushing fins capable of ensuring the separation of the fibers from the plant materials discharged into the tank as well as their shredding and their fragmentation into short pieces. An efficient impregnation of the fibers of these materials is thus obtained with the treatment liquid. However, this impregnation is also accompanied by a dilution of these fibers in the bath of the corresponding liquid, so as to produce a liquid-solid mixture capable of being pumped.
A ce sujet, il convient de noter que dans le cas présent, cette dilution s'effectue dans de parfaites conditions, même si les matières à traiter sont des plantes annuelles du type indiqué précédemment. En effet, comme ces matières sont soumises à une imprégnation poussée avec le liquide de traitement, leur dilution ne pose aucun problème, bien que normalement elles auraient eu tendance à flotter.In this regard, it should be noted that in the present case, this dilution is carried out under perfect conditions, even if the materials to be treated are annual plants of the type indicated above. Indeed, as these materials are subjected to extensive impregnation with the treatment liquid, their dilution poses no problem, although normally they would have tended to float.
Le mélange liquide obtenu sort de la cuve de l'appareil 3 par un ajutage de sortie 5. Or, celui-ci est branché sur une pompe de type Vortex, désignée par la référence générale 6 et qui sera décrite plus en détail par la suite.The liquid mixture obtained leaves the tank of the device 3 by an
Une conduite 7 d'arrivée de liquide de traitement débouche dans le pulpeur 3. A ce liquide peut éventuellement être ajoutée de l'eau ainsi qu'il sera exposé par la suite. Cette arrivée de liquide a pour but d'assurer la dilution des matières végétales dans le liquide de traitement à une concentration d'environ 5-6 % en matières sèches afin d'obtenir un mélange liquide susceptible d'être pompé par la pompe 6 de type Vortex.A pipe 7 for the arrival of treatment liquid opens into the pulper 3. To this liquid may optionally be added water as will be explained later. The purpose of this arrival of liquid is to ensure the dilution of the plant materials in the treatment liquid to a concentration of approximately 5-6% in dry matter in order to obtain a liquid mixture capable of being pumped by the
Le corps de cette pompe possède un grand passage d'écoulement à débit régulier et sans aucune entrave. Elle comporte une roue ouverte 8 pourvue d'un corps 9 de forme aérodynamique et l'agencement est tel qu'il n'existe pas de dépression à l'arrière de cette roue.The body of this pump has a large flow passage with regular flow and without any hindrance. It comprises an
Du fait de sa conception, et notamment du fait que dans une poupe Vortex, le liquide aspiré n'est pas amené à traverser le rotor (contrairement à ce qui est le cas dans une pompe centrifuge) , la ponpe 6 est en mesure de pomper le mélange liquide-solide contenu dans le pulpeur 3. Cette pompe assure alors la mise sous pression de ce mélange à une pression de l'ordre de 5 à 8 bars et son refoulement dans une conduite 10. En effet, la pompe 6 a pour rôle à la fois de véhiculer le produit correspondant et de vaincre la pression régnant à l'intérieur de l'enceinte de traitement.Due to its design, and in particular the fact that in a Vortex stern, the sucked liquid is not brought to pass through the rotor (contrary to what is the case in a centrifugal pump), the
Ainsi qu'il a déjà été indiqué, la pression du mélange liquide pompé doit être supérieure à la pression régnant dans l'enceinte de traitement et, en conséquence, il doit toujours exister un débit d'écoulement dans la canalisation 10 de refoulement. Pour obtenir ce résultat, la pompe 6 est entraînée par un moteur 6b à vitesse variable et la vitesse de celui-ci est réglée de façon à maintenir constant le débit de refoulement pour une valeur donnée de production dans l'enceinte de traitement.As already indicated, the pressure of the pumped liquid mixture must be greater than the pressure prevailing in the treatment enclosure and, consequently, there must always be a flow rate in the discharge line. To obtain this result, the
Dans ce but, le débit à l'intérieur de la canalisation de refoulement 10 est contrôlé par un débimètre 6a. Ce dernier est branché dans un circuit électrique 6c raccordé au moteur 6b, de façon à constituer un dispositif de commande faisant varier la vitesse de ce moteur en fonction du débit.For this purpose, the flow rate inside the
Ainsi, si pour une raison quelconque, par exemple des irrégularités d'écoulement en aval, il se produit une baisse du débit d'écoulement dans la canalisation 10, ce dispositif commande une accélération de la vitesse de la pompe pour rétablir le débit d'écoulement à la valeur prévue. Ce système permet donc d'obtenir, avec une sécurité absolue, qu'il y ait toujours écoulement en direction de l'enceinte de traitement à alimenter malgré la pression régnant dans celle-ci et les irrégularités d'écoulement qui peuvent se produire en aval. Bien entendu, ce système joue également, de ce fait, le rôle d'une sorte de clapet anti-retour évitant tout risque de retour en arrière des matières refculées, ou de celles déjà introduites dans l'encei te et ce, sous l'effet de la pression régnant à l'intérieur de celle-ci.Thus, if for any reason, for example downstream flow irregularities, there is a drop in the flow rate in the
Lors de la mise en service de la présente installation, il suffit de régler le débinètre 6a, à une valeur de consigne pour le débit d'écoulement voulu à l'intérieur de la canalisation 10 de refoulement, la valeur de ce débit étant déterminée en fonction de la valeur de la production horaire désirée dans l'enceinte de traitement. Quant à la pression à l'intérieur de l'enceinte de traitement, elle est réglée et maintenue constante par l'ouverture ou la fermeture de l'injection de la vapeur de chauffe envoyée dans cette enceinte.When putting this installation into service, it suffices to set the flow meter 6a to a set value for the desired flow rate inside the
La conduite 10 de refoulement aboutit à l'orifice d'entrée 11 d'un appareil d'égouttage 12 susceptible d'essorer la matière fibreuse tout en l'amenant jusqu'à la tubulure d'entrée 13 de l'enceinte de traitement 1 à alimenter.The
Cet appareil d'égouttage 12 est susceptible de résister en toute sécurité à la pression de travail. Son enveloppe cylindrique externe 14 renferme un cylindre perforé 15 à l'intérieur duquel est disposée une vis 16 susceptible d'assurer le déplacement de la matière fibreuse jusqu'à la tubulure de sortie 17 branchée sur l'entrée de l'enceinte de traitement 1. L'arbre de la vis 15 est entraîné en rotation par un groupe moto-réducteur non représenté. L'ensemble ainsi constitué est disposé dans une position inclinée par rapport à l'horizontale et un ajutage 18 d'évacuation du liquide de récupération est prévu à la partie inférieure de l'extrémité la plus basse de l'enveloppe externe 12.This
Bien entendu, l'ajutage d'entrée 11 débouche dans l'espace délimité par le cylindre perforé 15. Dans ces conditions, le mélange de liquide et de matière fibreuse se trouve envoyé sous pression dans cet espace et repris par la vis 16. Celle-ci entraîne ce mélange vers l'ajutage de sortie. Cependant, la matière fibreuse subit un essorage et le liquide éliminé s'écoule par les perforations du cylindre 15 pour gagner l'intervalle existant autour de celui-ci et finalement l'ajutage de sortie 18.Of course, the
Il convient de noter que la vis de transport 16 tourne avec un jeu réduit à l'intérieur du cylindre 15, ce qui assure l'avance de la matière fibreuse tout en opérant un nettoyage constant de cette grille. Il faut également observer que cette vis est munie, à son extrémité supérieure, d'une contre-spire 19 qui a pour but d'éviter tout risque de bourrage à l'endroit de la sortie 17 de l'appareil d'égouttage. Celui-ci reçoit à son entrée, le mélange chargé de fibres végétales à une concentration maximum de 6 % et minimum de 2 %. Après égouttage dans cet appareil, la concentration se trouve portée à la sortie à 18 ou 20 % environ.It should be noted that the
Pour éviter le risque d'entrée de vapeur dans le circuit liquide, un niveau minimum de liquide est maintenu dans l'appareil d'égouttage 12 ainsi que dans un pot d'équilibre 20 communiquant avec celui-ci. A cet effet, il est prévu un dispositif 27 de réglage de niveau assujetti à deux détecteurs de niveau 27a et 27b. Ce dispositif est susceptible de commander, par l'intermédiaire de circuits 28a et 28b, deux vannes respectivement 28 et 29. La première est une vanne de réglage du débit d'écoulement à l'intérieur d'une conduite 21 branchée sur la sortie du pot 20 pour recycler le liquide de traitement servant à véhiculer et à entraîner les matières végétales. Quant à la seconde vanne 29, elle est constituée par une vanne de sécurité à fermeture rapide, qui est branchée sur la conduite de refculenent 10.To avoid the risk of steam entering the liquid circuit, a minimum level of liquid is maintained in the
Ainsi, ce dispositif permet de maintenir constant le niveau de liquide contenu dans la partie inférieure de l'appareil d'égouttage, ce qui permet d'éviter l'entrée de vapeur dans le circuit liquide.Thus, this device makes it possible to maintain constant the level of liquid contained in the lower part of the draining apparatus, which makes it possible to avoid the entry of vapor into the liquid circuit.
Enfin, la présente installation comprend, en combinaison avec les appareils déjà décrits, un circuit de recyclage du liquide de traitement, lequel circuit comprend un dispositif de décantation et d'élimination des particules lourdes en suspension dans ce liquide. Ce dispositif consiste en un séparateur centrifuge 23 à l'intérieur duquel le liquide récupéré est amené par la conduite 21 branchée sur le pot d'équilibre 20. Après élimination des particules en suspension, le liquide ressort de ce séparateur par une canalisation 22. Quant aux particules et impuretés qui ont été éliminées - en l'occurrence des particules de sable, de silice - elles sont récupérées dans la trémie inférieure du séparateur 22. Cette trémie communique avec un pot 24 destiné à servir de sas pour l'évacuation des impuretés. Les orifices d'entrée et de sortie de ce sas sont obturés par des vannes, respectivement 25 et 26.Finally, the present installation comprises, in combination with the devices already described, a circuit for recycling the treatment liquid, which circuit comprises a device for settling and removing heavy particles suspended in this liquid. This device consists of a
Le liquide récupéré dans la conduite 22 est renvoyé vers la conduite 7 destinée à assurer la dilution des matières imprégnées et ce, en amant de la pompe 6. Mais, il est prévu un dispositif de régulation 34 assurant la détente de ce liquide, depuis la pression de refoulement jusqu'à la pression d'injection dans le pulpeur 3. Ce dispositif fonctionne automatiquement par mesure de pression et vannage de la veine liquide au moyen d'une vanne 35.The liquid recovered in
Cependant, la conduite 7 d'amenée du liquide de dilution est raccordée non seulement à la conduite 22 de recyclage mais également à une conduite 36 destinée à assurer l'arrivée de liquide d'appoint. Un dispositif automatique de contrôle de niveau 37 assure la régulation de l'arrivée de liquide d'appoint ou de la décharge de l'excédent pour maintenir le niveau constant dans le pulpeur 3.However, the pipe 7 for supplying the dilution liquid is connected not only to the
Lors du fonctionnement de cette installation, la pompe 6 assure l'alimentation de façon continue de l'enceinte de traitement 1 en matières végétales se trouvant en suspension dans un mélange liquide ayant une concentration d'environ 18 à 20 % de fibres. Cette alimentation est assurée à une pression relativement réduite de l'ordre de 4 à 8 bars qui constituera la pression à laquelle s'effectuera le traitement à l'intérieur de l'enceinte.During the operation of this installation, the
Comme cette pression de traitement est plus faible que celle des installations habituelles à marche continue, alimentées par des dispositifs d'introduction des produits sous forme sèche, la durée du traitement est plus longue. Mais le coût global de l'installation est moindre.As this treatment pressure is lower than that of the usual continuous running installations, supplied by devices for introducing the products in dry form, the duration of the treatment is longer. But the overall cost of the installation is lower.
L'installation selon l'invention permet d'assurer, de façon optimum, l'introduction de matières végétales dans une enceinte de traitement et ce, même lorsqu'il s'agit de plantes annuelles. Or, le processus d'introduction de ces matières s'effectue dans des conditions parfaites, car le réglage de la vitesse de cette pompe permet de maintenir un débit constant d'écoulement à l'intérieur de la canalisation de refoulement.The installation according to the invention makes it possible to ensure, in an optimum manner, the introduction of plant materials into a treatment enclosure, even when annual plants are involved. However, the process of introducing these materials takes place under perfect conditions, because the adjustment of the speed of this pump makes it possible to maintain a constant flow rate inside the discharge pipe.
Mais bien entendu, la présente installation n'est pas limitée au seul exenple décrit ci-dessus. Ainsi, dans la variante représentée à la figure 2, l'appareil pulpeur 3, effectuant à la fois l'imprégnation et la dilution des matières à traiter, est remplacé par deux appareils distincts 3a et 3b assurant respectivetnent l'une et l'autre de ces deux fonctions. Dans un tel cas, l'appareil d'imprégnation 3a est disposé en amont de l'appareil de dilution 3b. Le premier de ces appareils peut être constitué par un tambour muni de pales et tournant à l'intérieur d'un carter contenant un bain du liquide de traitement. A la sortie de cet appareil, les matières végétales se trouvent donc parfaitement imprégnées de ce liquide. Quant à l'appareil 3b de dilution, il consiste en une cuve à l'intérieur de laquelle est disposé un simple agitateur rotatif 4b, cette cuve étant alimentée en liquide de traitement par la canalisation 7, comme dans la forme de réalisation précédente. Une conduite d'évacuation 5b conduit le mélange obtenu jusqu'à la pompe 6 (non représentée) et le reste de l'installation est identique à ce qui est prévu dans la précédente forme de réalisation.But of course, the present installation is not limited to the single example described above. Thus, in the variant represented in FIG. 2, the pulper apparatus 3, carrying out both the impregnation and the dilution of the materials to be treated, is replaced by two
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Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8002441 | 1980-02-05 | ||
FR8002441A FR2475083A1 (en) | 1980-02-05 | 1980-02-05 | PROCESS AND INSTALLATION FOR SUPPLYING TREATMENT ENCLOSURES WITH VEGETABLE MATERIALS TO BE SUBJECT TO COOKING OR REACTION UNDER PRESSURE THEREIN |
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Publication Number | Publication Date |
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EP0034095A1 true EP0034095A1 (en) | 1981-08-19 |
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EP81400176A Ceased EP0034095A1 (en) | 1980-02-05 | 1981-02-04 | Process and installation for feeding vegetal material to processing enclosures before it is being cooked or reacted under pressure |
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---|---|---|---|---|
FR1226093A (en) * | 1958-06-04 | 1960-07-08 | Buss Ag | Process for the continuous supply and removal of solid substances in an apparatus under pressure or under vacuum and device for carrying out the process |
FR1431464A (en) * | 1964-04-16 | 1966-03-11 | Kamyr Ab | Installation consisting of a continuously operating cellulose digester and its loading device |
US3874996A (en) * | 1973-04-02 | 1975-04-01 | Sterling Drug Inc | Chip feeder for high pressure pulping system |
-
1980
- 1980-02-05 FR FR8002441A patent/FR2475083A1/en active Granted
-
1981
- 1981-02-04 EP EP81400176A patent/EP0034095A1/en not_active Ceased
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR2475083B1 (en) | 1984-10-19 |
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