La régénération du charbon actif consiste à chauffer le charbon usé à des températures élevées pour éliminer les contaminants adsorbés et restaurer ses propriétés d'adsorption.
La plage de température pour ce processus se situe généralement entre 200 et 300 °C.
Cette plage peut varier en fonction de la méthode de régénération spécifique et de la nature des matériaux adsorbés.
Ce processus est essentiel pour prolonger la durée de vie du charbon actif et réduire les déchets dans les applications industrielles.
200-300°C : Les points clés expliqués
Plage de température pour la régénération
La principale plage de température pour la régénération du charbon actif se situe entre 200 et 300 °C.
À ces températures, le résidu carboné peut commencer à brûler en présence d'oxygène, ce qui entraîne une réaction exothermique.
Lorsque la combustion du carbone commence, la température augmente spontanément, transformant le résidu en une braise incandescente et libérant du dioxyde et/ou du monoxyde de carbone.
Cette réaction est très exothermique et peut entraîner des augmentations de température importantes.
Modifications chimiques au cours de la régénération
Une partie de l'azote restant dans le résidu peut être oxydée en oxydes d'azote tels que NO2 et N2O3 à ces températures élevées.
Le soufre, le chlore et l'arsenic peuvent également être oxydés et volatilisés à ce stade, contribuant ainsi à l'élimination des contaminants du charbon actif.
Les différentes étapes de la carbonisation
L'étape de séchage des briquettes consiste à chauffer la biomasse jusqu'à ce que la température atteigne 160°C, principalement pour l'évaporation de l'humidité sans changements chimiques.
L'étape de carbonisation initiale consiste à augmenter la température jusqu'à 160-280°C, au cours de laquelle se produit la décomposition thermique de l'hémicellulose, produisant du CO2, du CO et de l'acide acétique.
La phase de carbonisation complète se produit à des températures comprises entre 300 et 650°C, où une décomposition chimique radicale se produit, produisant de l'acide acétique, du carbinol, du goudron de bois et des gaz combustibles tels que le méthane et l'éthylène.
Considérations particulières pour l'activation de la biomasse
Dans les usines à petite échelle, des températures de gaz plus basses sont utilisées à l'entrée pour améliorer l'efficacité, mais le transfert total de chaleur est limité par la capacité thermique du flux de gaz et sa vitesse.
Pour fabriquer du pyrocarbone, la température du four doit atteindre 800-1000°C, ce qui est nettement plus élevé que les températures de régénération habituelles.
Régénération du catalyseur
Le carbone déposé sur le catalyseur est brûlé en réduisant la température de la cornue à moins de 700°C et en faisant passer de l'air à travers la cornue.
Ce processus se produit généralement toutes les trois semaines et implique une oxydation partielle du catalyseur en nickel.
Une fois brûlé, le catalyseur est réduit à l'état de nickel métallique par le passage d'un mélange ayant le bon rapport air-gaz pendant quelques heures.
Efficacité de la régénération
L'efficacité de la régénération du charbon actif dépend de la composition des déchets et des paramètres du procédé, tels que la température, la pression et la durée de rétention des gaz.
Des températures d'incinération élevées (1000°C ou 1220°C) peuvent réduire les niveaux de DCO et de COT jusqu'à 80% ou 99%, respectivement, en fonction de la période de rétention des gaz.
Produits de soutien
En général, aucun produit de soutien supplémentaire n'est nécessaire pour le processus de régénération, ce qui en fait une méthode autonome et efficace pour restaurer les propriétés d'adsorption du charbon actif.
En résumé, la régénération du charbon actif est un processus essentiel pour maintenir l'efficacité du charbon actif dans diverses applications industrielles.
La plage de température de 200 à 300 °C est typique pour ce processus, mais des températures plus élevées peuvent être nécessaires pour des applications spécifiques telles que la production de pyrocarbures ou la régénération de catalyseurs.
La compréhension de ces points clés permet d'optimiser le processus de régénération et de garantir la longévité et l'efficacité du charbon actif.
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