FR3121690A3 - Installation simplifiée pour la production de matériaux en papier en forme de bande - Google Patents
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Abstract
Il est décrit ici une installation pour la production de matériau de papier en forme de bande comprenant un équipement de formation, qui distribue une suspension de matériau de papier sur une toile de support, et un équipement de dessiccation, qui est conçu pour dessécher la suspension de matériau de papier pour former le matériau de papier en forme de bande. L’équipement de dessiccation comprend au moins un premier cylindre perforé rotatif et au moins un second cylindre perforé rotatif, sur la surface desquels la suspension de matériau de papier transportée par la toile de support adhère dynamiquement, et un système de chauffage et de circulation d’air, qui est conçu pour générer et délivrer de l’air de traitement chaud au premier cylindre perforé rotatif et au moins un second cylindre perforé rotatif. Le premier cylindre perforé rotatif et le second cylindre perforé rotatif sont au moins partiellement enroulés par un seul extracteur d’alimentation en air de traitement chaud, dans lequel l’extracteur unique est alimenté en air de traitement chaud par le système de chauffage et de circulation d’air, qui comprend un seul brûleur de chauffage d’air de traitement. Figure pour l’abrégé : Fig. 1
Description
La présente invention concerne d’une manière générale une installation pour la production de matériau de papier en bande et, en particulier, une installation du type dit TAD (acronyme anglais de "Through Air Drying") pour la production de papier tissu de haute qualité.
Art antérieur
Comme on le sait, dans le processus de production de papier en général, et dans le processus de production de papier tissu en particulier, une étape de séchage du produit en cours de traitement par évaporation doit être effectuée afin d’extraire le surplus d’eau qu’il contient. Le produit à dessécher, généralement constitué d’une suspension fibreuse à base de cellulose et diluée avec de l’eau, est initialement préparé dans un équipement de formage approprié et il est donc acheminé vers un équipement de séchage et de dessiccation ultérieur après une étape intermédiaire d’extraction sous vide. A l’entrée de l’équipement de séchage et de dessiccation, la suspension qui forme la feuille de papier en cours de traitement contient une faible teneur en parties sèches, qui peut être égale à environ 24%-28%. En d’autres termes, après l’étape d’extraction sous vide, la suspension peut encore contenir jusqu’à 75% et plus d’eau. Par conséquent, l’étape d’extraction sous vide n’est pas en mesure d’éliminer toute l’eau des fibres de la suspension, qui doit donc être éliminée par évaporation.
Le produit fini, typiquement mais non exclusivement constitué de papier tissu, requiert une teneur en partie sèche bien supérieure aux valeurs indiquées ci-dessus, c’est-à-dire typiquement égale à environ 94%-98%. Par conséquent, il est clairement nécessaire d’extraire de la suspension fibreuse, dans l’étape de séchage par évaporation, la majeure partie de l’eau résiduelle qu’elle contient, afin d’obtenir une feuille de papier continue suffisamment sèche. Après l’étape de séchage et de dessiccation par évaporation, la feuille de papier est stockée en bobines afin d’être ensuite traitée (étape dite de "transformation") et, enfin, conditionnée pour l’expédition et la vente au détail finale.
Parmi les installations de production de papier en bande du type connu, les installations du type dit TAD (acronyme anglais de "Through Air Drying") sont particulièrement valorisées. La technologie TAD utilise un jet d’air chaud qui traverse la pâte fibreuse avant que celle-ci ne soit enroulée sur un séchoir conventionnel connu sous le nom de « yankee ». Fondamentalement, en transférant une chaleur sensible, l’air permet l’évaporation à la fois de l’eau retenue par les fibres du matériau papier, et de l’eau chimiquement liée à la fibre de la cellulose.
Dans le procédé TAD, la suspension fibreuse du matériau papier est supportée et accompagnée par une bande de support continue et mobile, typiquement constituée d’une toile, du type résistant à des températures allant jusqu’à 200-250°C. La toile, et donc aussi la pâte fibreuse de papier, suit la surface rotative d’un cylindre perforé qui permet l’échange d’air chaud avec la pâte fibreuse de papier.
Par conséquent, la technologie TAD permet de produire du papier tissu de haute qualité, étant donné qu’il s’agit d’une technologie de séchage qui confère une action mécanique d’impact très légère sur la pâte fibreuse du matériau papier, évitant la forte action des presses conventionnelles à aspiration et/ou à trous borgnes. Le résultat final est une feuille de papier plus volumineuse, plus douce et plus absorbante que celle fabriquée avec les technologies conventionnelles, ce qui permet de réduire la consommation spécifique de fibres.
Les installations de type TAD prévoient actuellement deux types de fonctionnement pour l’équipement de séchage et de dessiccation de la pâte fibreuse du matériau papier, essentiellement liés à deux types correspondants de cylindre perforé. En effet, ce cylindre perforé peut fonctionner dans des conditions de pression relative (dites en anglais "Vertiflow Type"), ou dans des conditions de vide relatif (dites en anglais "Inflow Type"). Pour chaque type de cylindre perforé, l’enroulement de la pâte fibreuse de matériau papier en cours de séchage peut être effectué sur deux ou plusieurs cylindres.
Les installations de type TAD comprenant des cylindres perforés qui fonctionnent dans des conditions de pression relative ("Type Vertiflow") présentent des inconvénients en termes de capacité de séchage spécifique, en raison de la difficulté à maintenir la pâte fibreuse de matériau papier adhérente à la surface de chaque cylindre en tendant la toile. Au contraire, les installations de type TAD comprenant des cylindres perforés qui fonctionnent dans des conditions de pression relative présentent des caractéristiques structurelles plus simples, étant donné que ces cylindres perforés qui fonctionnent dans des conditions de pression relative sont soumis à de faibles contraintes mécaniques.
Les installations de type TAD comprenant des cylindres perforés qui fonctionnent sous vide relatif ("Inflow Type") ont une capacité d’évaporation spécifique supérieure, qui dépend toutefois de la capacité du ventilateur de recirculation dont ces installations sont équipées. Au contraire, les installations de type TAD comprenant des cylindres perforés qui fonctionnent sous vide relatif nécessitent une construction mécanique plus robuste, étant donné que dans les conditions de fonctionnement, chaque cylindre est soumis à des contraintes mécaniques très élevées.
Quel que soit le type d’équipement de séchage et de dessiccation prévu dans l’installation, par exemple tel que représenté sur la , chaque cylindre perforé 300, 400 est alors muni d’une hotte d’aspiration respective 302, 402 et d’un circuit respectif 304, 404 pour la circulation de l’air de traitement. Chacun de ces circuits 304, 404 pour la circulation de l’air de traitement comprend à son tour un ou plusieurs ventilateurs de recirculation respectifs 306, 406, un ou plusieurs brûleurs de chauffage de l’air respectifs 308, 408, un ou plusieurs ventilateurs d’extraction des fumées 310, 410. Chaque ventilateur d’extraction des fumées 310, 410 doit éliminer la vapeur d’eau produite par le séchage de la pâte fibreuse du matériau papier, en plus d’éliminer l’infiltration d’air provenant de la salle des machines à travers les joints de contact. Compte tenu de la quantité d’air infiltré, bien que les températures d’extraction soient d’environ 100°C ou légèrement supérieures, la perte de chaleur qui se produit est importante dans ce cas.
Il est à noter que lorsqu’on utilise deux cylindres perforés ou plus dans une installation de type TAD, l’évaporation spécifique moyenne de la pâte fibreuse de papier diminue de manière significative en allant du premier au dernier cylindre. En outre, il faut observer que dans les installations de type TAD comprenant des cylindres perforés qui fonctionnent dans des conditions de pression relative ("Type Vertiflow"), la toile, qui supporte la pâte fibreuse de matériau papier (formée par voie humide) en cours de séchage et qui maintient cette pâte fibreuse de matériau papier collée à chaque cylindre dessiccateur perforé, est particulièrement sollicitée mécaniquement, étant donné qu’elle doit supporter la poussée de l’air traversant qui, de l’intérieur du cylindre perforé, doit passer vers l’extérieur.
Au contraire, dans les installations de type TAD comprenant des cylindres perforés qui fonctionnent sous vide relatif ("Inflow Type"), la toile est soumise à de faibles contraintes mécaniques, tandis que le cylindre perforé est soumis à des contraintes mécaniques élevées, étant donné qu’il doit supporter toute la poussée de l’air traversant de l’extérieur vers l’intérieur du cylindre perforé.
Le document EP1238153 A1 divulgue une installation pour la production de matériau de papier en bande selon le préambule de la revendication 1. D’autres installations pour la production de matériau de papier en bande selon l’art antérieur sont divulguées, par exemple, dans les documents US 6910283 B1, GB 2122322 A et WO 2019/108188 A1.
Par conséquent, un objet de la présente invention est de fournir une installation pour la production de matériau de papier en bande, en particulier une installation dite de type TAD, qui est capable de surmonter les inconvénients susmentionnés de l’art antérieur d’une manière extrêmement simple, rentable et particulièrement fonctionnelle.
En détail, un objet de la présente invention est de fournir une installation de type TAD pour la production de matériau de papier en bande qui est plus simple et moins coûteuse à fabriquer par rapport aux installations de type TAD similaires selon l’art antérieur.
Un autre objet de la présente invention est de fournir une installation de type TAD pour la production de matériau de papier en bande qui a une faible consommation spécifique par rapport aux installations de type TAD similaires selon l’art antérieur.
Ces objectifs selon la présente invention sont atteints en fournissant une installation pour la production de matériau de papier en forme de bande, l’installation comprenant :
- au moins une bande de support continue, qui est mobile à travers une pluralité de rouleaux ;
- au moins un équipement de formation pour former ledit matériau en papier en forme de bande, l’équipement de formation comprenant au moins un dispositif pour distribuer une suspension de matériau en papier, qui est conçu pour déposer ladite suspension de matériau en papier sur ladite au moins une courroie de support ;
- au moins un équipement de dessiccation, qui est disposé en aval dudit au moins un équipement de formation et qui est conçu pour sécher au moins partiellement ladite suspension de matériau de papier transportée par ladite au moins une courroie de support, de façon à former ledit matériau de papier en forme de bande, l’équipement de dessiccation comprenant :
- un premier dispositif de séchage constitué d’un premier cylindre rotatif perforé, sur la surface duquel ladite suspension de matériau de papier transportée par ladite au moins une bande de support adhère dynamiquement,
- au moins un second dispositif de séchage constitué d’un second cylindre rotatif perforé, sur la surface duquel ladite suspension de matériau de papier transportée par ladite au moins une courroie de support adhère dynamiquement, ledit second cylindre rotatif perforé étant disposé en aval dudit premier cylindre rotatif perforé, et
- un système de circulation d’air et de chauffage, qui est conçu pour générer de l’air chaud de traitement et pour délivrer ledit air chaud de traitement audit premier cylindre perforé rotatif et audit au moins un deuxième cylindre perforé rotatif,
dans lequel ledit premier cylindre perforé rotatif et ledit au moins un second cylindre perforé rotatif sont au moins partiellement enroulés par un extracteur unique pour fournir ledit air de traitement chaud, dans lequel ledit extracteur unique est alimenté avec ledit air de traitement chaud à travers ledit système de circulation d’air et de chauffage, dans lequel à la fois ledit premier cylindre perforé rotatif, et ledit au moins un second cylindre perforé rotatif sont des cylindres fonctionnant dans des conditions de vide relatif, et dans lequel ledit air chaud de traitement est aspiré, à la fois à travers ledit premier cylindre perforé rotatif et ledit au moins un second cylindre perforé rotatif, à partir de ladite suspension de matériau de papier transportée par ladite au moins une courroie de support, l’installation étant caractérisée en ce que ledit système de circulation d’air et de chauffage comprend un brûleur unique pour chauffer l’air de traitement, fourni audit extracteur unique à travers au moins un conduit d’alimentation.
- au moins une bande de support continue, qui est mobile à travers une pluralité de rouleaux ;
- au moins un équipement de formation pour former ledit matériau en papier en forme de bande, l’équipement de formation comprenant au moins un dispositif pour distribuer une suspension de matériau en papier, qui est conçu pour déposer ladite suspension de matériau en papier sur ladite au moins une courroie de support ;
- au moins un équipement de dessiccation, qui est disposé en aval dudit au moins un équipement de formation et qui est conçu pour sécher au moins partiellement ladite suspension de matériau de papier transportée par ladite au moins une courroie de support, de façon à former ledit matériau de papier en forme de bande, l’équipement de dessiccation comprenant :
- un premier dispositif de séchage constitué d’un premier cylindre rotatif perforé, sur la surface duquel ladite suspension de matériau de papier transportée par ladite au moins une bande de support adhère dynamiquement,
- au moins un second dispositif de séchage constitué d’un second cylindre rotatif perforé, sur la surface duquel ladite suspension de matériau de papier transportée par ladite au moins une courroie de support adhère dynamiquement, ledit second cylindre rotatif perforé étant disposé en aval dudit premier cylindre rotatif perforé, et
- un système de circulation d’air et de chauffage, qui est conçu pour générer de l’air chaud de traitement et pour délivrer ledit air chaud de traitement audit premier cylindre perforé rotatif et audit au moins un deuxième cylindre perforé rotatif,
dans lequel ledit premier cylindre perforé rotatif et ledit au moins un second cylindre perforé rotatif sont au moins partiellement enroulés par un extracteur unique pour fournir ledit air de traitement chaud, dans lequel ledit extracteur unique est alimenté avec ledit air de traitement chaud à travers ledit système de circulation d’air et de chauffage, dans lequel à la fois ledit premier cylindre perforé rotatif, et ledit au moins un second cylindre perforé rotatif sont des cylindres fonctionnant dans des conditions de vide relatif, et dans lequel ledit air chaud de traitement est aspiré, à la fois à travers ledit premier cylindre perforé rotatif et ledit au moins un second cylindre perforé rotatif, à partir de ladite suspension de matériau de papier transportée par ladite au moins une courroie de support, l’installation étant caractérisée en ce que ledit système de circulation d’air et de chauffage comprend un brûleur unique pour chauffer l’air de traitement, fourni audit extracteur unique à travers au moins un conduit d’alimentation.
D’autres caractéristiques de l’invention ressortent de la présente description.
Les caractéristiques et les avantages d’une installation pour la production d’un matériau de papier en forme de bande selon la présente invention seront plus apparents dans la description suivante, à titre d’exemple et non limitatif, en référence aux dessins schématiques joints, dans lesquels :
Claims (6)
- Installation (10) pour la production de matériau de papier en forme de bande (200), l’installation (10) comprenant :
- au moins une bande de support continue (14, 16), qui est mobile à travers une pluralité de rouleaux (18, 20) ;
- au moins un équipement de formation (12) pour former ledit matériau en papier en forme de bande (200), l’équipement de formation (12) comprenant au moins un dispositif (22) pour distribuer une suspension de matériau en papier (100), qui est conçu pour déposer ladite suspension de matériau en papier (100) sur ladite au moins une courroie de support (14, 16) ;
- au moins un équipement de dessiccation (24), qui est disposé en aval dudit au moins un équipement de formation (12) et qui est conçu pour sécher au moins partiellement ladite suspension de matériau de papier (100) transportée par ladite au moins une courroie de support (14, 16), de façon à former ledit matériau de papier en forme de bande (200), l’équipement de dessiccation (24) comprenant :
- un premier dispositif de séchage constitué d’un premier cylindre rotatif perforé (26), sur la surface duquel ladite suspension de matériau de papier (100) transportée par ladite au moins une bande de support (14, 16) adhère dynamiquement,
- au moins un second dispositif de séchage constitué d’un second cylindre rotatif perforé (28), sur la surface duquel ladite suspension de matériau de papier (100) transportée par ladite au moins une courroie de support (14, 16) adhère dynamiquement, ledit second cylindre rotatif perforé (28) étant disposé en aval dudit premier cylindre rotatif perforé (26), et
- un système de circulation d’air et de chauffage (32, 34, 36, 38), qui est conçu pour générer de l’air chaud de traitement et pour délivrer ledit air chaud de traitement audit premier cylindre perforé rotatif (26) et audit au moins un deuxième cylindre perforé rotatif (28),
dans lequel ledit premier cylindre perforé rotatif (26) et ledit au moins un second cylindre perforé rotatif (28) sont au moins partiellement enroulés par un extracteur unique (30) pour fournir ledit air de traitement chaud, dans lequel ledit extracteur unique (30) est alimenté avec ledit air de traitement chaud à travers ledit système de circulation d’air et de chauffage (32, 34, 36, 38), dans lequel à la fois ledit premier cylindre perforé rotatif (26), et ledit au moins un second cylindre perforé rotatif (28) sont des cylindres fonctionnant dans des conditions de vide relatif, et dans lequel ledit air chaud de traitement est aspiré, à la fois à travers ledit premier cylindre perforé rotatif (26) et ledit au moins un second cylindre perforé rotatif (28), à partir de ladite suspension de matériau de papier (100) transportée par ladite au moins une courroie de support (14, 16), l’installation (10) étant caractérisée en ce que ledit système de circulation d’air et de chauffage (32, 34, 36, 38) comprend un brûleur unique (32) pour chauffer l’air de traitement, fourni audit extracteur unique (30) à travers au moins un conduit d’alimentation (34). - Installation (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit premier cylindre rotatif perforé (26) et ledit au moins un deuxième cylindre rotatif perforé (28) sont conçus pour aspirer ledit air chaud de traitement à une température comprise entre environ 100°C et environ 230°C.
- Installation (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit système de circulation d’air et de chauffage (32, 34, 36, 38) comprend en outre un unique conduit de recirculation (36), qui est muni d’un unique ventilateur de recirculation (38) conçu pour récupérer l’air chaud de traitement aspiré par au moins l’un dudit premier cylindre perforé rotatif (26) et dudit second cylindre perforé rotatif (28) et pour délivrer ledit air chaud de traitement audit brûleur unique (32).
- Installation (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit équipement de dessiccation (24) comprend au moins un convoyeur (44), qui est disposé dans une position juxtaposée par rapport audit extracteur unique (30) et qui est conçu pour transporter l’air chaud de traitement, aspiré à la fois par ledit premier cylindre perforé rotatif (26) et ledit au moins un deuxième cylindre perforé rotatif (28), vers l’unique conduit de recirculation (36).
- Installation (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit au moins un second cylindre rotatif perforé (28) est pourvu d’au moins un ventilateur de récupération (40), qui est conçu pour récupérer l’air chaud de traitement aspiré par ledit au moins un second cylindre rotatif perforé (28), pour acheminer une première partie dudit air chaud de traitement audit unique conduit de recirculation (36), à travers au moins un dispositif de mélange (42), et pour l’éjection d’une seconde partie dudit air chaud de traitement dans l’atmosphère.
- Installation (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ladite courroie de support (14, 16) consiste en un tissu à armure unie, réalisé en un matériau résistant à des températures allant jusqu’à 200-250°C.
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