Procédé et appareil pour le mûrissement en continu de 1'alcalicellulose.
La présente invention se rapporte à un procédé et à un appareil pour le mûrissement en continu de l'alcalicellulose dans la prépa- ration de la viscose, et a pour but de réaliser ce mûrissement en continu et de manière économique.
Dans la préparation de la viscose, la pâte sous forme de feuilles ou de fibres en bourre est trempée dans une solution de soude caustique ayant une concentration d'environ 14, 5 à 18 /o, à nne température déterminée et pendant le temps requis pour dissoudre les hémi- celluloses avec enrichissement de la teneur en a-cellulose. Les feuilles ou la masse d'alcalicellulose sont alors soumises à un pressage, par exemple dans une presse hydraulique ou autre, et la soude résiduaire du pressage peut tre récupérée. L'alcalicellulose pressée est ensuite traitée éventuellement dans un appareil de broyage où elle est réduite à l'état de matière fibreuse plus ou moins molle par désagrégation des paquets de fibres.
Pendant cette opération, l'alealicellulose est maintenue de préférence à une température de 18 à 50 C. La masse est alors soumise à un mûrissement pendant un temps déterminé dans des conditions bien contrôlées, après quoi elle est traitée avec du sulfure de carbone en vue de la formation de xanthate cellulosique qui peut tre dissous dans de la soude caustique diluée pour donner la viscose.
Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait qu'on fait passer en continu de haut en bas dans une tour de l'alcalicellu- lose broyée et déchiquetée, en réglant la tem- pérature et la vitesse de cheminement de la masse de façon que le mûrissement soit achevé à la sortie de la tour.
L'appareil pour la mise en oeuvre dudit procédé est caractérisé par une tour comprenant une trémie d'entrée en haut et un cône de décharge en bas, un groupe d'arbre parallèles étant également disposé dans le bas de la tour pour, d'une part, soutenir la colonne d'alealicellulose dans la tour et, d'autre part, par rotation des arbres, débiter cette colonne dans ledit cône de décharge.
La tour peut tre munie d'une chemise en vue de réglage de la température. Elle peut également tre pourvue de moyens permettant la circulation d'air ou d'un gaz inerte de bas en haut dans la tour pour faciliter l'opération. Les arbres disposés au bas de la tour sont avantageusement munis d'organes dentés ou autres saisissant la matière de la couche inférieure dans la tour pour la débiter d'une façon continue dans le cône de dé- charge, à débit constant.
Le processus de mûrissement dans la tour exige d'ordinaire plusieurs heures pendant lesquelles la matière subit une modification se manifestant par une baisse progressive de la viscosité. On admet que cette baisse de viscosité provient de l'oxydation progressive de l'alcalicellulose avec raccourcissement des chaînes cellulosiques. Il est indispensable de contrôler étroitement le temps et la température du mûrissement et la circulation d'air ou d'autres gaz dans la tour. Une variation du temps doit correspondre à une variation de la température et inversement.
La circulation d'un excès d'oxygène ou de gaz carbonique dans la masse d'alcalicellulose peut donner lieu à la formation de carbonate de soude qui est susceptible de gner par la suite l'opération de sulfocarhonatation de l'alealicellulose.
De ce fait, il es essentiel de contrôler étroi- tement tous ces facteurs variables pendant le mûrissement.
L'invention sera maintenant décrite en se référant au dessin annexé, dans lequel :
La fig. 1 est une coupe en élévation d'une forme d'exécution de l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention.
La fig. 2 représente une coupe horizontale selon la ligne 2-2 de la fig. 1 et montre plus particulièrement le dispositif de vidange.
La fig. 3 montre, à plus grande échelle, un type particulier d'organe de rouleau.
La fig. 4 montre un autre type d'organe de rouleau.
Dans la fig. 5, on a représenté un plan partiel d'encore un autre type d'organe de rouleau.
La fig. 6 est une section selon la ligne 6-6 de la fig. 5.
La fig. 7 est une section analogue à la fig. 2 et mettant plus particulièrement en lumière la commande des organes de vidange.
L'appareil représenté à la fig. 1 comprend une tour 10 avec une colonne intérieure con centrique 11, alors que la coque extérieure est indiquée par 12. L'espace annulaire entre la colonne 11 et la coque 12 permet la circulation d'tin fluide 26. La colonne 11 et la coque 12 sont montées ensemble sur une assise annulaire 14 portée par des pieds 15. L'assise 14 porte par ailleurs la trémie de vidange tronconique 16 avec ajutage 17 en bas comportant un boisseau 18 à pales 19. En tournant, le boisseau permet de décharger l'alcalicellulose à un débit déterminé, tout en eonsti- tuant une fermeture étanche.
L'assiseannulaire14comporte,d'autre part, un canal annulaire 20 communiquant avee une tubulure 21 pour l'accès d'un gaz et est pourvue également d'une rangée annu- laire de trous 99 permettant l entrée du gaz dans l'intérieur de la tour 10. La circulation du fluide 26 dans la chemise entre la colonne 11 et la coque 12 est rendue possible par un ajutage d'entrée 25 et un ajutage de sortie 27.
Des chicanes 28 peuvent tre prévues pour assurer une circulation uniforme du fluide de réglage de la température dans la chemise.
La tour 10 est munie d'un couvercle 30 avee une trémie 31 d'entrée pour l'alcalicel- lulose. Le couverele comporte un trou d'homme 32 pour la visite. Un distributeur conique 33 est disposé en dessous de la trémie conique 31 ; il est monté sur des bras 34 et sert à assurer une répartition uniforme de la matière entrant dans la tour.
Le distributeur peut naturellement tre d'une forme différente ou mme tre absent s'il y a lieu.
Un dispositif de vidange 35 à rouleaux s'étend dans la partie inférieure de la colonne 11 juste au-dessus de la rangée circulaire de trous 22. Comme il est indiqué dans la fig. 2, l'ensemble 35 comprend un certain nombre d'arbres 38 portant des dents ou griffes 39, portés par des paliers 40 dans deux parois opposées de la tour.
Les arbres 38 sont munis de pignons hélicoïdaux engrenant avec des pignons hélicoïdaux correspondants sur l'ar- bre l, commandé par l'intermédiaire du réducteur à engrenages 42 au moyen du mo- teur 43. De préférence, les pignons hélicoïdaux sont agencés de telle façon que les arbres 38 tournent alternativement dans des sens opposés, bien que dans eertaines conditions les arbres puissent tourner toujours ou par intermittences dans le mme sens.
Les doigts ou griffes 39 des rouleaux de vidange peuvent tre de la forme de tiges croi- sées 39a, comme dans la fig. 3, ou tre des segments semi-eireulaires 39b, eomme dans la fig. 4, ou encore des disques 39c, comme dans les fig. 5 et 6. Ces disques 39c peuvent tre pourvus de dents 45, inclinées dans le sens de rotation des disques pour saisir plus faci- lement les fibres de la masse d'alealicellulose au sortir de la colonne.
Dans le dispositif montre à la fig. 7, plusieurs arbres 48 traversent la tour de façon analogue aux arbres 38 de la fig. 2 et sont montés dans des paliers 49 des deux côtes opposés de la tour. Dans ce dispositif, les arbres 48 successifs sont commandés alternativement par des vis sans fin 50 sur un arbre ,) par un moteur 53 et par l'intermédiaire d'un réducteur à engrenages 52 et, d'autre part, par des vis sans fin 55 sur un arbre 56, parallele a 1'arbre l, 1'arbre 6 etant com- mandé par le moteur 58 par l'intermédiaire du réducteur à engrenages 57.
Dans ce dispositif, un moyen approprié peut tre prévu pour faire fonctionner les moteurs 53 et. 58 alternativement, de façon que les deux arbres 5] et 56 fassent tourner alternativement deux groupes d'arbres 48. Dans ce cas, un groupe d'arbres constitue un support et une retenue pour les fibres dans la colonne, alors que l'au- tre les arrache de la masse et les débite dans la trémie de décharge 16. De cette façon, on obtient une répartition très uniforme des fibres.
Les feuilles de pâte de cellulose sont introduites par une bande transporteuse dans une presse trompeuse pour leur traitement avec de la soude et leur pressage en vue de l'éli- mination de l'excès de soude, suivant le procédé habituel. Les feuilles pressées sont en- suite introduites dans un broyeur déchique- teur en vue de les réduire en bourre volumi- neuse. Celle-ci est envoyée par un tuyau dans la trémie de remplissage 31 de la tour 10. On peut prévoir des moyens appropriés de con- trôle de débit.
Au sortir de l'ajutage de décharge 17 de la tour 10 1'alealicellulose est envoyée par un tuyau dans un broyeur, puis dans un appareil continu de sulfocarbonatation, par exemple un appareil tubulaire tournant lentement sous l'action d'un moteur, alors que du sul- fure de carbone est introduit à un débit approprié par un tuyau. Les grains de xan thate avancent lentement dans l'appareil jus- qu'à l'extrémité opposée où le xanthate com- plètement attaqué est déchargé par un autre tuyau.
Naturellement, on peut aussi sulfo- earbonater dans une baratte quelconque de type connu l'alcalicellulose mûrie fournie par la tour soit en continu, soit en discontinu.
Il convient de noter que le procédé décrit ei-dessus est continu dans toutes ses phases, contrairement aus proeédés où. mûrisse- ment a lieu dans des boîtes ou (-; ses individuelles. De ce fait, les conditions le mûrissement peuvent tre contrôlées de tacon précise pour assurer une réaction uniforme. Le débit de matière dans la trémie 31 est réglé de telle façon par rapport au débit de sortie par le tuyau 17 que l'alcalicellulose chemine en continu de haut en bas dans la colonne pendant un temps déterminé total et la tour a de préférence une capacité telle qu'elle reste toujours pleine.
La température est de mme contrôlée par la circulation appropriée de fluides de chauffage ou de refroidissement 26, entrant par l'ajutage 25 et sortant par l'ajutage 27. Si l'on fait circuler de l'air ou un gaz inerte dans la tour, son débit peut tre convenablement réglé par l'ajutage 21 et les orifices 22, en vue de maintenir l'atmo- sphère désirée dans la tour.
La tour peut tre cylindrique, carrée ou avoir une section transversale quelconque, et la surface intérieure, en contact avec l'alcali- cellulose, peut tre en métal ou en briques ou en toute autre matière inerte par rapport à l'alcalicellulose et à laquelle celle-ci n'adhère pas. La colonne intérieure peut s'évaser légèrement vers le bas en vue de faciliter le e mouvement descendant de l'alcalicellulose.
L'alimentation et la décharge de la tour peuvent tre liées ou tre contrôlées à la main individuellement pour assurer un séjour de durée appropriée de l'alcalicellulose dans la tour.
A titre d'exemple, une pâte est mercerisée avee de la soude à environ 18 /o et est. pres sée de telle façon que l'alcalicellulose con- tienne environ 1 partie de cellulose pour 1,7 partie de soude diluée. L'alealicellulose est broyée et déchiquetée de manière a pro duire une masse contenant 112 à 160 kg/m3 de cellulose, soit 304 à 433 kg'm3 d'alcali- cellulose.
Cette alcalicellulose est envoyée dans une tour d'environ 3,7 m de diamètre et 16,7 m de hauteur, pouvant contenir environ 61 t d'alcalicellulose. L'alimentation et la décharge sont ajustées de façon que le dé- bit soit d'environ 2270 kg par heure, avec 24 heures de mûrissement à 25-50 C. Une telle installation a une capacité de 22, 5 t de cellulose ou 61 t d'alealieellulose par 24 heures.
Dans un autre exemple, de la cellulose est trempée da. ns de la soude à 16, 5 /o, puis elle est pressée jusqu'à ce que la matière contienne une partie de, cellulose pour une partie et demie de soude diluée. L'alcalicellulose pressée est broyée et déchiquetée de telle facon qu'elle occupe finalement un m3 pour 160 à 192 kg de cellulose (soit 450 à 540 kg d'alcalicelluloseMm3). Cette alcalicellulose broyée est introduite dans une tour ayant un diamètre de 4,5 m et une hauteur de 12, 2 m intérieurement et ayant une capacité de 86,5 t environ d'alcalicellulose. La vitesse de passage est de 5100 kg d'alcalicellulose par heure, correspondant à 15 heures de mûrissement,
à une température de 40 C. Cette tour a une capacité de 54,8 t de cellulose ou 1371 d'alcali- cellulose par 24 heures.
REVENDICATIONS :
I. Procédé de mûrissement en continu de l'alealicellulose dans la préparation de la viscose, caractérisé en ce qu'on fait passer en continu de haut en bas dans une tour de l'al- ealieellulose broyée et déchiquetée, en réglant la température et la vitesse de cheminement de la masse de facon que le mûrissement soit achevé à la sortie de la tour.