BE331394A - - Google Patents

Description

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  "PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A LA FABRICATION DU CHARBON VEGE- TAL EN VUE DE   LOBTENTION   D'UN CHARBON PARTICULIEREMENT EFFI- CACE POUR LA PURIFICATION, LA CLARIFICATION OU LA STERILISA- TION DE LIQUIDES OU DE SOLUTIONS, NOTAMMENT LE RAFFINAGE DU SUCRE, LA CLARIFICATION DES HUILES ET LA   DESCTRUCTION   DES BACTERIES" 
L'invention concerne des perfectionnements   relatifs   à la fabrication de charbon végétal, et elle a pour objet la production d'un charbon particulièrement efficace pour la purification, la clarification, ou la stérilisation de li- quides ou de solutions, c'est à dire que le charbon obtenu, pourra notamment être avantageusement employé pour des opé- rations telles que le raffinage du sucre, la clarification des huiles, et l'épuration de liquides à l'effet d'en éliminer les bactéries,

   ou équivalents, qu'ils peuvent contenir. 



   Conformément à l'invention, un procédé pour la fabrica- tion de charbon végétal consiste à mélanger intimement une matière carbonacée d'origine végétale (par exemple du bois désagrégé, tel de la sciure) avec un sel de magnésium;à chauffer le mélange de manière à carboniser la matière car- bonacée, et à traiter ensuite le produit pour en séparer le charbon. Les sels de magnésium employés dans l'opération sont ceux qui peuvent subir une calcination, c'est à dire ceux qui ne sont pas   vplatils,   ou fusibles, aux températu- res employées dans la carbonisation; et l'on fait de préfé- rence usage d'un sel tel que du carbonate de magnésium hy- 

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   draté,   ce qui conduit à l'obtention d'un produit contenant de l'oxyde de magnésium. 



   Après le traitement à chaud, le produit est traité de manière à en séparer le charbon. Le mélange de matière carbonacée d'origine végétale et de carbonate de magnésium hydraté est introduit dans une cornue, à l'état sec, c'est à dire que l'eau libre qu'il pourrait contenir doit en avoir été éliminée, sans quoi l'obtention de produits de distilla- tion- (qui peuvent être récupérés) de la matière carbonacée, se trouverait compromise. 



   Le mélange intime du carbonate de magnésium   hydraté,avec   la matière oarbonacée, peut être facilité par la présence d'une certaine quantité d'eau, suffisante pour amener le car- bonate de magnésium hydraté dans les passages capillaires de la matière carbonacée, et le mélange peut en outre être amélioré grâce à une agitation dans un moulin à boulets, ou 1'équivalent. 



   Conformément à l'invention, un procédé pour la produc- tion de charbon végétal comprend: la formation du charbon   avec de l'oxyde de magnésium en mélange intime ; conver-   sion de l'oxyde de magnésium en bicarbonate de magnésium, en présence d'une quantité d'eau suffisante pour assurer sa dissolution, et la séparation (par exemple par filtration) du charbon de la solution résultanteo 
La solution de bicarbonate de magnésium séparée, peut être chauffée de manière à précipiter une certaine quantité, ou la totalité du   magbésium     présent.sous   forme de carbonate de magnée sium hydraté, lequel peut être utilisé à nouveau pour traiter de la matière carbonacée.

   Il est à noter que ce procédé permet la récupération des sous-produits, et permet également l'extraction de l'agent actif et sa récupération! sous une forme appropriée au remploi. 



   Pour maintenir.aussi petite que possible la quantité d'eau nécessaire au procédé, et à l'effet de réduire le temps nécessaire à la dissolution du carbonate de magnésium dans   l'eau;   et le temps requis pour la précipitation du car- 

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 bonate de magnésium hydraté, on peut avantageusement tirer parti de l'action de la pression et de la température sur      la solubilité de ces deux sels. On sait que leurs solubilités sont proportionnelles à la-pression statique de l'eau, et in- versement proportionnelles à sa température. 



   De même, le temps nécessaire à la dissolution et à la précipitation des sels se modifie avec la pression et la tem.. pérature. Toutefois comme les solubilités des sels et le temps nécessaire pour les dissoudre et les précipiter ne sont pas directement proportionnels à la pression employée, l'opération n'est avantageuse qu'entre certaines limites, au del desquelles il n'est pas économique de travailler. 



   Suivant une méthode de réalisation du procédé conforme à l'invention, le bicarbonate de magnésium qui se forme dans le charbon, est dissout dans de l'eau à une pression élevée convenable (par exemple huit atmosphères) et à une tempéra- ture réduite appropriée (par exemple la température ambian-   te) '    et/après   que la solution résultante a été séparée du charbon, le carbonate de magnésium hydraté est précipité en chauffant la solution séparée à plus haute température(par exemple 30 C) et sous une pression plus réduite (par exemple la pression atmosphérique). La précipitation du carbonate de magnésium peut être accélérée, en soumettant la solution séparée à l'action du vide, avec ou sans application de   chaleur .    



   On a constaté que si la température de la solution de bicarbonate de magnésium est maintenue à une température n'excédant pas 22 0,un certain temps est nécessaire pour séparer, à la pression atmosphérique, la solution, du char- bon,avant que le carbonate de magnésium hydraté commence à se précipitera 
Si cependant la solution de bicarbonate de magnésium a été formée à une température supérieure à 22 C, la solution se séparera du charbon tandis qu'elle est sous pression et le carbonate de magnésium hydraté se précipitera en réduisant la 

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 pression sur la solution séparée. 



   Oe qui suit est une description, donnée à titre d'exem- ple, d'un mode de réalisation de l'invention. 



   100 parties en poids de sciure de bois ordinaire, tra- versant des mailles de 125/100  de millimètre de largeur (10.I.M.M) sont mélangées à 100 parties en poids de carbona- te de magnésium hydraté et 100 parties en poids d'eau, laquel- le eau est absorbée par la sciure et le carbonate de magnésium hydraté dans une mesure telle que le mélange file entre les doigts sans y laisser de traces d'eau. Les matières sont malaxées dans un moulin à boulets, ou autre, équivalent, pour assurer leur mélange intime, ou, en d'autres termes, pour travailler le carbonate de magnésium hydraté dans les particules de sciure. Il semble que la pénétration de l'eau dans les passages capillaires de.la sciure, pénétration déterminée par l'action du moulin, y introduise le carbonate de magnésium hydraté.

   L'agitation dans le moulin peut être avantageusement maintenue pendant environ 10 minutes 
Le mélange est alors séché par tous moyens appropriés, et ensuite introduit dans une cornue de toute forme convena- ble, et de préférence dans une cornue du genre décrit au brevet belge N  307.347. 



   La température de la charge est alors graduellement élevée jusqu'à environ 1000 0 (et de préférence à une température qui   niest   pas inférieure à   100000)o   En utilisant le four décrit dans le brevet 307.347, avec des couches d'environ 5 à 6 m/m de hauteur, le chauffage du mélange jusqu'à 1000 0 environ nécessite à peu près cinq minutes. 



  Lorsque ce stade est atteint, la même température est mainte- nue pendant une nouvelle période, d'environ cinq minutes dans le présent cas. Pendant cette période, la carbonisation se complète et les gaz cessent de se dégager, mais on main- tient toutefois,la température, ayant constaté que l'on obtient ainsi un produit plus poreux que si l'on interrompt le chauffage dès que le dégagement des gaz à cessée Durant le 

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 chauffage, les produits de la distillation destructive de la matière   carbonacée   sont refroidis 'et condensés d'une manière quelconque connue. 



   Pour obtenir les résultats désirés, il importe de com- muniquer la température élevée nécessaire, pendant le temps indiqué, à chacune des particules de la masse, et l'on utili- sera à cet effet des moyens adéquats. xAprès le traitement à chaud, la masse est abandonnée au refroidissement, et l'oxyde de magnésium produit est séparé du charbon par l'une quelconque   êtes   méthodes ci-après, ou par combinaison de celles-ci. 



   Ce   qui .-suit   est un exemple d'un processus de séparation de l'oxyde de magnésium et du charbon. 



   Au mélange de charbon et d'oxyde de magnésium, provenant de la cornue, on ajoute une quantité d'eau approximativement égale à quarante fois le poids de l'oxyde de magnésium présent, et on le soumet,sous une pression de sept atmosphères, à la température atmosphérique,   à.l'action   du bioxyde de carbone gazeux amené en contact. La quantité d'eau indiquée est ap- proximativement suffisante pour amener l'oxyde de magnésium à l'état de solution sur saturée de bicarbonate de magnésium, aux température. et pression définies. Après dissolution de la totalité d'oxyde de magnésium, la pression est réduite à la pression atmosphérique et l'on sépare, par filtration, la solution de bicarbonate de magnésium du charbon, avant que se produise aucune précipitation.

   Si la solution séparée est alors laissée su repos, il se précipite, approximativement en 30 minutes et à la température de 3000, environ 50% de magnésium sous forme de carbonate de magnésium hydraté, dis- ponible pour le remploie La solution de bicarbonate de magné- sium est alors séparée par filtration du carbonate de magné- sium hydraté précipité, et elle peut être utilisée pour ex- traire du charbon une autre quantité d'oxyde de magnésium, à une pression plus élevée que la pression atmosphérique et en présence de bioxyde de carbone gazeux. 

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   La précipitation du carbonate de magnésium hydraté est grandement accélérée en chauffant la solution séparée à en- viron   10000,   la presque totalité du magnésium étant précipité lorsque la solution atteint cette température. 



   Une seconde méthode pour extraire du charbon l'oxyde de magnésium, consiste à faire passer du bioxyde de carbone gazeux en contact avec le charbon et l'oxyde de magnésium en présence d'eau, à pression et température normales, jus-   qu'à   dissolution de l'oxyde de magnésium sous forme d'une solution de bicarbonate de magnésium. La solution de bicar- bonate de magnésium est séparée du charbon par filtration, et est amenée à une température d'environ 50 C,   o   une autre température comprise entre la température ambiante et   10000,   ce; qui provoque (suivant la température appliquée) la précipita tion d'environ 50% du magnésium, sous forme de carbonate de magnésium hydraté, lequel est disponible pour le remploi. 



   Après précipitation, le carbonate de magnésium hydraté   précipité-,est   séparé par filtration, et, après refroidisse- ment, la solution est disponible pour l'extraction d'une nouvelle quantité d'oxyde de magnésium du charbon. Par exem- ple, le mélange de charbon et d'oxyde de magnésium, provenant de la cornue, est additionné d'une quantité d'eau approxima- tivement égale à 80 fois le poids du magnésium qu'il contient, et l'on amène en contact, à pression et température normales, du bioxyde de carbone à l'état gazeux. La quantité d'eau indiquée est approximativement suffisante pour dissoudre l'oxyde de magnésium sous forme de solution saturée de bi- carbonate de magnésium.

   La solution de bicarbonate de magné- sium est séparée du charbon par filtration, et est amené à une température d'environ 5000, ce qui provoque la précipi- ' tation, sous forme de carbonate de magnésium hydraté, d'envi- ron   50%   du magnésium présent, le carbonate de magnésium hy- draté, précipité, étant disponible pour le remploi. On sépare ensuite par filtration le carbonate hydraté de la solution de bicarbonate de magnésium, laquelle est alors disponible, après 

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 refroidissement, pour l'extraction d'une nouvelle quantité d'oxyde de magnésium du charbon.. Il est à noter que l'on peut amener la solution filtrée de bicarbonate de magnésium à une température de 100 C, auquel cas la précipitation de carbonate de magnésium hydraté est presque totale. 



   On pourrait également employer toute   combinaiâon   des méthodes sus-décrites, et par exemple procéder à l'extrac- tion, sous forte pression de bioxyde de carbone et précipi- ter le carbonate de magnésium hydraté de la solution filtrée de bicarbonate de magnésimm à une température quelconque, com- prise entre la température ambiante et 100 C. 



   En indiquant le bioxyde de carbone gazeux comme l'agent d'extraction, il est entendu que l'on ne peut être limité à l'emploi de ce gaz, et que l'on peut employer également des gaz industriels, contenant du bioxyde de carbone, tel que des   gaz   de carneaux de fours à coke, des gaz de fours à chaux, etc .. 



   Une faible quantité de bicarbonate de magnésium peut se perdre dans le gateau de filtration ou dans le charbon. On peut avantageusement obtenir du magnésium en calcinant de la magnésite crue (carbonate de magnésium) et combler la perte avec la quantité voulue d'oxyde de magnésium. 



   REVENDICATIONS 
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 EMI7.2 
 ( 1. - Un procédé pour la production de charbon végétale ( lequel procédé consiste à mélanger intimement de la matière ( carbonacée d'origine végétale)telle par exemple que de la Résumé..- )) , ( sciure de bois) avec un sel de magnésium; à chauffer le mélan- ' ge de manière à carboniser la matière carbonacéei et à traiter ( ensuite le produit pour en séparer le charbon.

Claims (1)

1. 2. - Un procédé pour la production de charbon végétale conforme à la revendication 1, dans lequel on choisit un sel de magnésium tel.que le traitement à chaud le convertisse en oxyde de magnésium. <Desc/Clms Page number 8>

   3. - Un procédé pour la production de charbon végétal, lequel procédé consiste à mélanger intimement de la matière d'origine végétale (telle par exemple que de la sciure de bois) avec du carbonate de magnésium hydraté; à chauffer le mélan- ge à une température (par-exemple 1000 0) telle, que la ma- tière carbonacée (,soit convertie en charbon et le carbonate de magnésium hydraté en oxyde,de magnésium ; et à traiter en- suite le produit pour sépaBer le charbon.

   4. - Un procédé pour la production de charbon végétale conforme à la revendication 3, dans lequel le mélange de matière carbonaoée d'origine végétale, et de carbonate de magnésium hydraté, est introduit à l'état sec dans la cornue.

   5. - Un procédé pour la production de charbon végétal, conforme à la revendication 3, dans lequel le mélange de matière carbonacée et d'oxyde de magnésium hydraté est main- tenu à une température de 1000 0 pendant un certain temps (par exemple 5 minutes), dans le but décrito 6. - Un procédé pour la production de charbon végétal, tel que revendiqué aux revendications 3,4 et 5, caractérisé par le fait que le mélange intime du carbonate de magnésium hydraté et de la matière carbonacée est facilité par la présence d'une faible proportion d'eau, suffisante pour amener le carbonate de magnésium hydraté dans les passages capillaires de la matière carbonacée.

   7. - Un procédé pour la production de charbon végétal, tel que revendiqué aux revendications 3,4, 5 et 6, carac- térisé par le fait que le mélange intime du carbonate de magnésium hydraté avec la matière carbonacéeeet facilité par agitation dans un moulin à boulets, ou autre, équivalent.

   8. - Un procédé pour la production de charbon végétal, procédé qui comprend la,formation du charbon en mélange intime avec de l'oxyde de magnésium; la conversion de l'oxyde de magnésium en bicarbonate de magnésium en présence d'une quan- tité d'eau suffisante pour le dissoudre, et la séparation (par exemple par filtration) de la solution résultante et du charbon. <Desc/Clms Page number 9>

   9. - Un procédé pour la production de charbon végétal, conforme à la revendication 8, dans lequel le bicarbonate de magnésium formé est dissout dans l'eau, sous une pression su périeure à la pression atmosphérique{- par exemple sept at- mosphères), et dans lequel la séparation de la solution et du charbon est également obtenue sous pression.

   10. - Un procédé pour la production de charbon végétal, conforme à la revendication 8, dans lequel le bicarbonate de magnésium formé est dissout dans l'eau sous une pression, su- périeure à la pression atmosphérique (par exemple sept at- mosphères), et de préférence à une température ne dépassant pas 22 C, et dans lequel la séparation de la solution et du charbon est réalisée avant que le carbonate de magnésium hydraté ait eu le temps de se précipiter.

   11. - Un procédé pour la production de charbon végétal, conforme à la revendication 8, dans lequel le bicarbonate de magnésium formé est dissout dans de l'eau, à pression et température normales..

   12. - Un procédé pour ia production de charbon végétal, conforme aux revendications 8, 9, 10 ou 11, dans lequel, par l'action de bioxyde de carbone gazeux l'oxyde de magné- sium eat converti en bicarbonate de magnésium en présence de suffisamment d'eau pour le dissoudre.

   13. - Un procédé pour la production de charbon végétal, conforme à l'une quelconque des revendications 8, 9, 10, 11 12, dans lequel la solution séparée est chauffée de manière à précipiter une portion, ou la totalité, du magnésium pré- sent, sous forme de carbonate de magnésium hydraté destiné au remploi dans le procédé, l'eau ou la solution restante étant utilisée pour dissoudre une nouvelle quantité d'oxyde de magnésiumo 14.

   - Un procédé pour la production de charbon végétal, conforme à l'une quelconque des revendications 8, 9, 10, 11, 12, dans lequel, après séparation de la solution, la pression sur celle-ci est réduite à la pression atmosphérique, ou à <Desc/Clms Page number 10> une pression pratiquement égale à la pression atmosphérique, de manière à précipiter le carbonate de magnésium hydraté, avec ou sans application de chaleur.

   15. - Un procédé pour la production de charbon végétal, conformément à l'une quelconque des revendication 8, 9, 10, 11 ou 12, dans lequel la solution séparée est soumise à l'ac- tion d'un vide, avec ou sans application de chaleur, de manière à précipiter le carbonate de magnésium hydratée 16. - Un procédé pour la production de charbon de bois végétal, finement divisé, qui comprend: la formation du charbon de bois en mélange intime avec de l'oxyde de magnésium;

   la conversion de l'oxyde en bicarbonate en le soumettant, tan- dis qu'il se trouve soumis à une pression supérieure à la pres- sion atmosphérique (par exemple sept atmosphères), et à une température ne dépassant pas 35 C (de préférence la tempéra- ture atmosphérique), à l'action de bioxyde de carbone gazeux, en présence d'une quantité suffisante d'eau pour dissoudre le bicarbonate de magnésium formé; la séparation (par exemple par filtration), de la solution résultante et du carbone, à la pression atmosphérique, avant qu'aucune précipitation ne se produise ; le chauffage subséquent de la solution séparée, de manière à précipiter une partie, ou la totalité du magné- sium présent, sous forme de carbonate de magnésium hydraté qui peut être réemployé ;

   l'eau ou la solution restante étant également réemployée pour dissoudre une nouvelle quantité d'oxyde de magnésium.

   17. - Un procédé, tel que revendiqué à la revendication 14, dans lequel la quantité d'eau employée est égale à 40 fois le poids de l'oxyde.de magnésium contenu dans le charbon, ce qui amène la précipitation des 60% d magnésium à l'état le de carbonate de magnésium hydraté,7restant du magnésium subsistant sous la forme d'une solution saturée de carbonate de magnésium; le précipité et la solution étant utilisés à nouveau dans le but décrit.

   18. - Un procédé pour la prdduction de charbon végétal, <Desc/Clms Page number 11> tel que revendiqué aux revendications 8 et 13, dans lequel la quantité d'eau employée représente 80 fois le poids de l'oxyde de magnésium présent dans le charbon, et dans lequel la solution séparée est chauffée à 50 0, ce qui provoque la précipitation d'environ 50% du magnésium, sous forme de hydraté carbonate de magnésium,/ en laissant une solution de carbona- te de-magnésium; le précipité et la solutiom étant utilisés à nouveau, 19. - Un procédé pour la production de charbon végétal et le charbon résultait du dit procédé, en substance ainsi que décrit.