BE408608A - - Google Patents

Description

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  Perfectionnements à la production de carbone activé, et aux appareils pour cette production. 



   La présente invention concerne   l'a   production de car- bone activé, par exemple -.le carbone décolorant, à partir de matières à base :le carbone ,lui mettent en liberté des gaz lorsqu'elles sont chauffées, comme par exemple le char- bon bitumineux, le lignite, la tourbe ou le bois, à l'état finement divisé.

   L'expression " matière à base de carbone" employée ci-après se rapporte   à ces   matières, 
La présente invention comprend un procédé pour la production de carbone activé ( par exemple de carbone déco- lorant) dans lequel une matière à base de carbone du genre décrit, à l'état finement divisé ( par exemple du charbon bitumineux sous la forme pulvérisée ) est instantanément porté , une température   dépassant     10002   C ( par exemple 1400  C) par T introduction soudaine dans une zône de gaz incandescent de façon à décomposer la matière en carbone et en hydrocarbures, en une fraction de seconde.

   La matière à 
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 hai.c .70 .,....h...,.,. ,..,,t- -, - -- 1 1 

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 pratiquement instantanée, sans formation de coke ni conta- mination de la surface des particules de carbone et sans aucune comuustion importante de la matière à base   :le-   car- bone finement divisée. Un résidu de carbone poreux et for- tement actif est le résultat immédiat, De cette manière l'oxydation prolongée par les gaz, requise pour activer la matière dans d'autres procédés, devient inutile et l'on peut 
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 employer avec succès des matières i.re-:i.âres plus écono:n.ilues contenant un pourcentage élevé de carbone, comme le charbon bitumineux.

   C'est de cette action très rapide lue dépend la présente invention, et la période d'activation désirable suivant la présente invention est généralement une très pe- tite fraction de seconde, par exemple un vingtième de se- 
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 conte. Plus facilement un charbon forme 3u coke lors du chauffage, plus doit être courte la période permise pour l'activation sans formation   :le   coke suivant la présente in- vention. 



   La matière à base de carbone peut être introduite dans une flamme d'un combustible galeux et   3' air   mélangés au préalable ( est   par exemple   transporté   dans   la flamme en suspension dans un mélange de   ga   et   d'air   ). Le   combusti-   
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 ble gazeux peut être 3u gaz de ville ordinaire, du gaz de gazogène, 3u gaz va l' =au, des valeurs d'huile ou 3' essence ou des matières analogues. La matière a base ie carbone peut en même temps lue le combustible ga-eux et l'air, être in-   'jectée   dans une chambre :le comuustion maintenue à âne tem- 
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 pérature dépassant 7.Ofa - C. 



  Cn PQ11t ployer un certain nombre :le flammes qui sont obligées 3 se heurter l'une l'autre due façon à produire une 3one de combustion intense et 3' agitation dans laquelle une décomposition presse iii-t-ntans a lieu sans être ac- compagnies d'une contraction dru résidu de carbone lui est laissé dans un état activé. 

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   Après le traitement dans la flamme en combustion à une température dépassant   10002     C@,   l'activation de la matière à base de carbone peut être favorisée par le fait qu'on la   maintient   une température plus basse ( par exemple 900 C) pendant une nouvelle période de temps, après quoi elle peut être refroidie et séparée des gaz. 



   L'invention comprend un appareil pour   activer   une ma-   tière  base de carbone, comprenant en combinai.son une cham- bre de combustion, un certain nombre de brûleurs débouchant dans la chambra pour débiter Jans celle-ci la matière à base de carbone pulvérisée, de l'air et un combustible ga- zeux, les brûleurs étant disposés de telle façon que la flamme sortant de chaque brûleur avec une grande vitesse se mélange à celle ou à cells d'un brûleur adjacent ou de brûleurs adjacents, 
D'autres caractéristiques de   l'appareil   sont décrites ci-après avec référence au dessin annexé qui représente à titre d'exemple et sous une forme schématique, une forme de réalisation de l'appareil suivant la présente invention. 



   Sur ce dessin : 
La fige 1 est une coupe verticale schématique. 



   La   fige ?-   est une coupe horizontale dans la chambre du foyer'par la ligne 2-2 de, la fige 1. 



     L'appareil   comprend une chambre de combustion cy-   lindrique   11 dont les parois sont revêtues de matière ré- fractaire 12 et qui présente près de son extrémité supérieure quatre brûleurs ou tuyères d'injection 13 disposés radiale- ment. 



   Le revêtement réfractaire 12 peut consister avanta- geusement en une matière qui résiste autant que possible aux réactions avec les genres de cendres habituellement rencon- trés dans les matières a base de carbone telles que le charbon. 

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   Une matière fortement inerte comme l'oxyde chromique a été trouvée   satisfaisante*   
Les brûleurs sont disposés en 3.eux paires, une paire étant alimentée par :Les branchements 33 venant d'un tuyau 34 et l'autre paire par :les branchements 35 partant à'un tuyau 
36. Les branchements 33 se rattachent l'un à l'autre et au tuyau 34 par un raccord en Y, ie sorte que les gaz sont di- visés   uniformément   entre les deux brûleurs et il en est de même   :les   branchements 35 à   l'eniroit   où ils rejoignent le tuyau 36. Les tuyaux 34 et 36 sont symétriques et se ratta- chent au moyen   l'un   raccord 37, en forme de Y, à un passage d'alimentation 38 qui est relié à un injecteur 39.

   Dans l'injecteur 39 se trouve une   tàyère   à air 40 lui débite de l'air réchauffé, sous pression, dans le tuyau 38 et il y a un tuyau   descendant     41   pour introduire un mélange de gaz   :le   houille et   :Le   charbon bitumineux pulvérisé. Le charbon bi- tumineux pulvérisé est contenu dans une trémie 16 et est débité par une vis sans fin 17 dans une chambre 15 dans laquelle débouche un tuyau 19 d'amenée   :le   gaz. 



   La tuyère à air 40 attire le charbon bitumineux et le gaz de houille au moyen   ie   l'injecteur 39 et les mélange à   l'air,   l'ensemble du mélange étant   iébité   dans le tuyau 
38 et de là réparti au moyen des branchements en forme de Y uniformément entre les   luatre   brûleurs 13. 



   Les brûleurs 13 sont disposés de façon que les flammes sortant   :le   ceux-ci se rencontrent   au   milieu de la partie supérieure   :le   la chambre   :le   combustion 11 au-dessus   3'un   ré-   trécissement   14 :le   matière   réfractaire lui   devient   fortement incandescent pendant l'opération et   sert   augmenter la vi- tesse de combustion.   Les   flammes se rencontrant au milieu de la chambre   :le   combustion produisent une zone d'agitation in- tense et   :le   combustion violente.

   Par suite   :le   la forme cir- culaire   :le   la chambre :le combustion, les parois réfléchissent le maximum   :le   chaleur   radiante   sur les gaz dans cette zône 

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 et l'anneau 14   réfléchit   encore de la chaleur vers ceux-ci. 



   Les tuyères ou brûleurs 13 sont chacun pourvus d'une ouverture à plusieurs trous lui   subdivise   les gaz sortant du brûleur en un certain nombre de jets et raccourcit ainsi la zone de gaz non brûlés dans chaque flamme. 



   La partie inférieure de la chambre de combustion 11, constituant la plus grande partie de so n volume , sert à recevoir la matière activée descendante et les gaz et à les maintenir à un= température élevée moindre que celle des flammes elles-mêmes des brûleurs 13 dans le but d'activer davantage la matière qui a déjà été rendue poreuse et active par sa décomposition instantanée. Si c'est nécessaire en vue de réduire la température dans la partie inférieure de la chambre de combustion   1:1,des   gaz froids peuvent être intro- duits par les tuyaux 25. 



   La matière activée et les gaz   descendent   à travers un échangeur de chaleur21 dans la partie extérieure duquel on fait passer de   l'air   venant ;l'un ventilateur 22, et l'air ainsi réchauffé est envoyé vers un tuyau 18 à une tempéra- ture qui peut être de   l'ordre   de 3502 C. Le tuyau 18 envoie cet air à la tuyère 40 de l'injecteur 39. 



   Les gaz partiellement refroidis et la matière à base de carbone venant de la chambre 11 sont alors envoyés dans une tour de lavage 23 et sont arrosés au moyen   d'eau   Provenant d'une   pomme'd'arrosoir   45, laquelle eau traverse vers le bas des matières de remplissage brisées et emporte avec elle le carbone en suspension dans les gaz qui s'élèvent. 



  La matière à basa de carbone se rassemble sur le fond de la tour 23 et les gaz   s'échappent   par un carneau 24. L'eau dans la tour23 est de préférence légèrement acidulée pour  l'en-     lèvement   de la cendre soluble dans l'acide contenue dans le carbone. Les gaz ont une valeur calorifique appréciable et 

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La boue   :le   carbone venant de la tour 23 peut être pom- pée vers un appareil ;le, filtration et lavée. 



   Il va   :le   soi que laquantité   d'air   débitée aux brûleurs   1.3   convient pour brûler le gaz introduit par le tuyau 19 mais pas pour provoquer tins combustion complète de la matière à base   :le   carbone. Un peu   :l'air   en excès peut être introduit en vue de brûler les matières volatiles développées par la matière à base   :le   carbone, mais la combustion   :le   la matière solide elle-même doit être évitée. 



   Dans une installation fonctionnant sur une échelle semi-industrielle, 800 pieds cubes par heure de gaz de ville ont été injectés avec   40   livres par heure de charbon pulvéri- sé ( capable de passer dans un tamis ayant 200 mailles par pouce linéaire), envoyé   dans   un injecteur au moyen   l'un   transporteur à vis, l'injecteur étant alimenté au moyen   d'air   réchauffé à une température   :l'environ   300 C, sous unepression :l'environ 3 livres par pouce carré.

   La matière a été exposée à la température élevée   :le   carbonisation   d'environ   1400  C pendant une période de temps extrêmement courte, environ 1/20 de seconde, toute la carbonisation et 1'activation, y compris le traitement dans la tartie inférieure   :le   la cornue à une température réduite, étant achevés en une seconde environ. 



   On a trouvé que le carbone produit par ce procédé est en flocons et   :le   nature poreuse et donne des propriétés de filtration extrêmement favorables sans aucune tendance à   1'obstruction.   



   On peut tirer parti   :le   la chaleur en excès produite dans ce procédé au moyen   :le     dispositifs   échangeurs   :le   chaleur, pour le chauffage subséquent et pour des opérations de séchage.

Claims (1)

1. Revendications, 1/ Procède pour l'activation :le matière à base de carbone (par exemple pour l'obtention de carbone décolorant), carac- térisé par le fait que la matière à base de carbone du genre iécrit, à l'état finement divisé ( par exemple du charbon bi- tumineu x sousla forme pulvérisée) estportée instantanément à une température dépassant 100 C ( par exemple à 1400 C) par l' Introduction brusque dans une ±ne de gaz; incandescents de façon à décomposer la matière en carbone et en hydrocarbu- res en une fraction de seconde.

   2/ Un procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait lue la matière à base de carbone est introduite dans une flamme d'un combustible gazeux et d'air mélangés(est par exemple transportée dans la flamme en suspension dans un mé- lange de gaz et d'air ).

   3/ Un procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière à base de carbone, avec le combustible gazeux et l'air, sont injectés dans une chambre de combustion maintenue à une température dépassant 1000 - C.

   4/ Un procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on emploie un certain nombre de flammes qui sont obligées de se heurter l'une l'autre de façon à produire une zône :le combustion intense de gaz et d'agitation dans la- quelle la décomposition a lieu.

   5/ Un procédé suivant les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu' après le traitement dans la flamme de combus- tion à une température dépassant 1000 C, la matière à base de carbone activée est maintenue à une température plus basse ( par exemple :le 9002 C) pendant une nouvelle période de temps et est ensuite refroidie et séparée des gaz. <Desc/Clms Page number 8>

   6/ Appareil pour activer une matière à base de carbone, caractérisé par la combinaison d'une chambre de combustion, d'un certain nombre de brûleurs débouchant dans la chambre pour débiter la matière à base de carbone pulvérisée, de l'air et un combustible gazeux dans la chambre, ces brûleurs étant disposés de façon lue la flamme sortant de chaque bruit se mélange à celle ou à celles d'un brûleur adjacent ou de brûleurs a3jacents.

   7/ Appareil suivant la revendication 6, caractérisé par le fait lue la chambre de combustion est prolongée vers le bas à partir :le la zône de combustion pour constituer une zône plus froide à travers laquelle la matière activée tombe.

   8/ Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'@ a disposé à la partie inférieure :le la chambre :le combustion un orifice de sortie conduisant à un échangeur de chaleur au moyen auquel les gaz sortants et la matière activée sont obligés :le céier :le la chaleur à :

   le l'air, et en ce que l'air est employé pour aimanter les brûleurs de la chambre de com- bustion. c/ Appareil suivant les revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que les gaz sortants ét la matière activée sont con- duits vers un laveur ou un appareil analogue où ils sont la- vés au moyen 3' eau ( par exemple :le l'eau acidulée ) et de cette manière la matière activée est séparée des gaz dans les- quels elle est portée.

   10/ Appareil pour la production :le carbone activé, en substance comme décrit ci-dessus avec référence au dessin annexé et tel qu'il est représenté schématiquement sur ce dessin.

   1,/ Carbone activé préparé ou produit par un procédé suivant les revendications l.à 5.