L'activation thermique du charbon actif est un processus qui améliore les propriétés d'adsorption des matériaux en carbone.
Cela se fait en augmentant leur surface et le volume de leurs pores.
Le processus consiste à exposer le matériau carbonisé à des températures élevées.
Ces températures se situent généralement entre 800 et 1100 °C.
Le matériau carbonisé est exposé en présence d'un gaz oxydant.
Les gaz oxydants courants sont le CO2, la vapeur ou l'air.
Le processus d'activation crée une structure très poreuse.
Cela améliore considérablement la capacité du matériau à adsorber une large gamme de substances.
Le charbon actif est utile dans diverses applications.
Ces applications comprennent la purification de l'eau, la filtration de l'air et la séparation des gaz.
4 points clés expliqués
Processus de carbonisation
Phase de séchage
La phase de séchage commence au-dessus de 100°C.
Pendant cette phase, l'eau piégée dans les pores de la biomasse s'évapore.
Décomposition thermique
La décomposition thermique se produit entre 260 et 300°C.
Ce processus décompose la cellulose, l'hémicellulose et la lignine.
Il libère des substances volatiles comme le CO, le CO2, le CH4, le H2 et des goudrons.
Processus d'activation thermique
Température d'activation
Le processus d'activation consiste à chauffer la matière carbonisée à 800-1100°C.
Gaz oxydant
Des gaz oxydants tels que le CO2, la vapeur ou l'air sont utilisés.
Ces gaz créent une structure très poreuse.
Objectif
L'objectif de ce processus est d'améliorer les propriétés d'adsorption.
On y parvient en augmentant la surface et le volume des pores.
Applications du charbon actif
Purification de l'eau
Le charbon actif est efficace pour éliminer les impuretés et les contaminants.
Filtration de l'air
Il est utilisé pour capturer les polluants et améliorer la qualité de l'air.
Séparation des gaz
Le charbon actif permet de séparer et de purifier les gaz dans divers processus industriels.
Équipement utilisé
Fours rotatifs
Les fours rotatifs sont privilégiés pour la production à grande échelle.
Ils peuvent maintenir des températures élevées et traiter de grands volumes de matériaux.
Comparaison avec d'autres procédés
Torréfaction
La torréfaction est similaire à la carbonisation mais à des températures plus basses (280-300°C).
Elle permet de libérer moins de substances volatiles et d'obtenir un meilleur rendement énergétique.
Calcination
La calcination consiste à chauffer à des températures élevées pour obtenir une dissociation chimique.
Elle est couramment utilisée dans la production de matériaux inorganiques.
Désorption thermique
La désorption thermique utilise la chaleur pour séparer les composants volatils sans combustion.
Elle est souvent utilisée pour éliminer les pesticides des minéraux inorganiques.
En comprenant ces points clés, un acheteur d'équipement de laboratoire peut prendre des décisions en connaissance de cause.
Cela comprend les décisions relatives à l'utilisation et à l'achat de charbon actif.
Il s'agit également de décider de l'équipement nécessaire à sa production et à son activation.
Le processus d'activation thermique est crucial pour maximiser les capacités d'adsorption des matériaux en carbone.
C'est ce qui les rend indispensables dans de nombreuses applications environnementales et industrielles.
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