CH142094A - Matière désoxydante pour établir et maintenir une atmosphère inerte dans les appareils électriques à bain d'huile et procédé pour la préparation de cette matière. - Google Patents

Description

  Matière désoxydante pour établir et maintenir une atmosphère inerte dans les  appareils électriques à bain d'huile et procédé pour la préparation de cette matière.    La présente invention concerne une ma  tière désoxydante pour établir et maintenir,  clans les appareils électriques à bain d'huile,  tels que, par exemple, les transformateurs  à huile, une atmosphère inerte au-dessus de  l'huile contenue dans ces appareils, et un  procédé pour préparer cette matière     désoxy-          clante.     



  Comme il a été décrit dans le brevet suisse  n  113029, une couche de gaz inerte     au-          dessus    de l'huile dans le récipient des appa  reils électriques à bain d'huile est établie et  maintenue par l'emploi d'une charge de ma  tière carbonée disposée pour venir, par effet  de gravité, en contact avec une grille de  chauffe électrique de façon que le charbon  est lentement consumé pour former des oxy  des de carbone et ide l'azote, mais on a ren  contré des difficultés pour maintenir une  combustion parfaite et sûre de la matière  carbonée. Par exemple, de la matière non    brûlée peut tomber à travers les ouvertures  de la grille, ou bien, si celles-ci sont suffi  samment petites pour l'empêcher, il peut se  produire une accumulation de cendre sur la  grille, ce qui compromet la combustion.

   Il  est également très difficile de réaliser une  alimentation     satisfisante    de la grille en ma  tière carbonée granulée.  



  Le but principal de l'invention est d'éli  miner au moins les difficultés principales qui  ont empêché jusqu'à présent l'emploi désira  ble de charbon de bois comme matière dés  oxydante dans des appareils électriques à  bain d'huile.  



  La matière désoxydante suivant l'inven  tion contient du charbon de bois traité en  vue de l'élimination de constituants     produc-          i;eurs    de cendres et .d'hydrogène, et mélangé  avec une substance facilitant l'oxydation du  charbon de bois à une température modérée.      et avec un liant, ledit mélange étant moulé  en forme de bloc cohérent.  



  En utilisant un bloc cohérent, de char  bon de bois dont les substances produisant, la  cendre ont été pratiquement éliminées, les dif  ficultés de la combustion sur la grille de  chauffe électrique sont     surmontées,    et la. pré  sence dans le bloc d'un agent qui rend la  combustion efficace à des températures rela  tivement basses contribue encore à attein  dre ce but.  



  On peut par exemple procéder comme suit  pour la préparation d'une composition pour  la, matière désoxydante en forme de bloc.  



  La plus grande partie de la matière pre  mière pour la préparation du bloc est consti  tuée par une forme commerciale de charbon  (le bois. Les charbons commerciaux, tels que  le charbon d'écales de cacao, le charbon de  coque de fruit ou le charbon de bois dur,       @nnt    ordinairement fournis en morceaux ou en  forme grossièrement granulée et     contiennent     d'habitude des quantités     inadmissiblement     grandes de constituants formant des cendres,  ce qui les     rend        inutilisables        .directement    pour  les -buts envisagés,

   ainsi qu'une     ceitain        quan-          tité    d'hydrogène en combinaison chimique  avec le carbone, qu'il faut     également    éliminer.  



  La matière première est. broyée pour pas  ser par un tamis à environ 11 mailles par  centimètre linéaire, mais le broyage et le ta  misage sont effectués de façon à éviter la,       production    d'une proportion excessive de  très fines particules.  



  L'hydrogène et quelques substances pro  ductrices de cendres, telles que de la silice  et des composés de fer et autres éléments  ayant des     chlorures    volatils sont éliminés en  traitant le charbon de bois avec du chlore à  une température     Fuffisa.nte,    par exemple à.  <I>600</I>  . L'hydrogène est alors éliminé en com  binaison chimique sous forme de     HC1    gazeux,  tandis que le carbone est mis en liberté.  



  Parmi les constituants préjudiciables pro  duisant des cendres se trouve la silice     (SiO2).     A une température appropriée et en présence  de carbone, le .chlore attaque le     Si0_    en for-    mont du     SiCl,    gazeux d'après la formule sui  vante  2 Ch     -I-        SiO2        -f-    C =     C02        +        SiC14.     



  Il convient de mentionner ici que cer  tains éléments     o,u    composés     métalliques,    par  exemple du fer, qui peuvent être présents  dans le charbon de bois et dont les chloru  res sont volatils à la température employée  pour produire la susdite     réaction,    seront éli  minés de cette façon et que cette élimination  est désirable si la, teneur en ces métaux dans  le     charbon    de bois est     inadmissiblement    éle  vée.  



  Avant le traitement au chlore, on peut  soumettre la matière provenant du broyeur,  à. un traitement à l'acide chlorhydrique  aqueux qui en éliminera certaines substances  productrices de cendres qui ne seraient pas  éliminées par le chlore, telles que des compo  sés de calcium et de magnésium.  



  Avant ou après le traitement d'extrac  tion du charbon de bois broyé pour en élimi  ner les substances productrices de cendres, la  matière peut en outre être traitée pour en  éliminer l'hydrogène combiné, en élevant la  température de la matière en présence de va  peur, de dioxyde de carbone ou d'un courant  de gaz inerte, tel que de l'azote.  



  Au     charbon    de bois on ajoute des sub  stances qui ont l'effet de faciliter l'oxydation  du charbon ou d'augmenter le degré d'oxy  dation du carbone à une température donnée.  On a trouvé, à la suite d'expériences, que ces  effets peuvent être réalisés par l'addition.  clans l'ordre de grandeur de 1     %    en poids,  certains sels métalliques, tels que le       chrorure   <B>de</B>     cobalt,    le chlorure de manganèse,  le chlorure de nickel, le chlorure de sodium,  le sulfate de sodium, l'iodure de potassium  et l'hydroxyde de sodium.

   Il est à mentionner  ici que ces substances sont les formes d'une       combinaison    dans laquelle les matières peu  vent être introduites dans la matière carbo  née et il n'est pas impossible que certaines  d'entre elles subissent une modification chimi  que dans le traitement donné au charbon de  bois préalablement à sa combustion.

             D:Ps    essais     comparatifs    ont été faits en  tre deux petits blocs de charbon de bois non  imprégné placés l'un à côté de l'autre dans  un four avec deux blocs de la même matière;  mais qui avait été imprégnée, l'un d'envi  ron 1     %    en poids de sulfate de sodium       (Na,S04)    et l'autre d'environ 1     %    en poids  de chlorure de manganèse     (l'In    Ch). En les  exposant librement à l'air, la température  fut augmentée jusqu'à 430   C et mainte  nue dans des limites de 3 degrés de plus  ou de moins. Avant d'atteindre exac  tement 430   C, le bloc contenant du sulfate  de sodium montra une condition distincte  d'oxydation.

   Le bloc contenant du chlorure  de manganèse donna des indications d'oxy  dation deux heures après que la température  de     430      C fut atteinte. Approximativement  cinq heures et demie après que la température  de     \i'28      C eut été atteinte, les d'eux blocs  imprégnés étaient complètement brûlés, tan  dis que les blocs non imprégnés étaient pra  tiquement inchangés, un seul d'entre eux  montrant une très faible indication d'oxyda  tion après deux heures, sans augmentation  perceptible pendant tout le reste de l'essai.  



  Le liant employé est de préférence consti  tué par du sucre partiellement carbonisé,     pré-          p,-ré    en soumettant -du sucre blanc pur     (su-          erose)    à la chaleur en vue d'éliminer la plus  grande partie de ses produits de décomposi  tion volatils avant de l'incorporer au mé  lange dont les blocs doivent être formés. La  carbonisation du sucre est conduite jusqu'à  cette phase de décomposition, dans laquelle  l'évolution de vapeur et de produits de dé  comnasition gazeux est     relativement    faible  et dans laquelle le produit qui en résulte,  a passé, étant chaud, d'un consistance siru  peuse à, une consistance gommeuse et légère  ment élastique.

   Ce produit est ensuite re  froidi, et étant alors dur, il est broyé pour  passer par un tamis ayant approximative  ment 11 ouvertures par centimètre linéaire.  



  Tandis que la     proportion        sus-indiquée     du mélange peut être quelque peu modifiée  sans en     idiminuer    les     propritétés    désirées, le  tableau suivant indique un mélange désirable    ayant donné     satisfaction,    ensemble avec les  quantités requises pour obtenir un bloc de  matière désoxydante d'une grandeur d'ap  proximativement 7,5 X 7,5     X    25 cm.

    
EMI0003.0020     
  
    Grammes
<tb>  Parties <SEP> pour <SEP> un
<tb>  en <SEP> poids <SEP> bloc <SEP> de
<tb>  1400 <SEP> cm'
<tb>  Charbon <SEP> de <SEP> bois <SEP> granulé
<tb>  traité <SEP> au <SEP> préalable <SEP> 100 <SEP> 1200
<tb>  Sucre <SEP> partiellement
<tb>  carbonisé <SEP> 10 <SEP> 120
<tb>  Iodure <SEP> de <SEP> potassium <SEP> 1 <SEP> 12
<tb>  Eau <SEP> 65 <SEP> 780       Les matières sèches indiquées dans ce  tableau peuvent être     utilisées    comme suit:  Elles sont d'abord mélangées soigneusement  à l'état sec. Ensuite, on y ajoute lentement  de l'eau en continuant de remuer jusqu'à ce  que le mélange ait une consistance unifor  mément. humide.

   On transfère alors ce mé  lange dans un moule et on le comprime avec  un maximum de pression     d'environ    100 kg  par     pIn2.    Le bloc obtenu est retiré .du     moule,     broyé dans un malaxeur et la masse est de  nouveau moulée à une pression d'environ  100 kg/cm'. Le procédé de broyage et de     re-          moulage    susmentionné a pour but de pro  duire un produit plus uniforme, par suite  de l'interpénétration plus profonde des cons  tituants du mélange, ce qui n'est guère possi  ble par un seul traitement de moulage.  



  Après le moulage final, le bloc est séché  à l'air à une température entre 110 et 120' C  pendant environ 20 heures pour en éliminer  Peau. Le bloc est ensuite     placé    dans une  cornue      & -chauffage    et chauffé dans un cou  rant d'azote comme suit: d'abord,, le  bloc est élevé à une température d'en  viron 205   C et maintenu à cette tempéra  ture pendant environ 30 minutes pour per  mettre au sucre partiellement carbonisé de se  ramollir et. de lier ensemble les grains de  carbone; ensuite, la température est élevée à  800   C et maintenue à ce point pendant en  viron 30 minutes pour compléter la carboni-           sat.ion    du sucre partiellement carbonisé et la  séparation de l'hydrogène combiné résiduel.  



  Le bloc désoxydant peut alors être immé  diatement inséré dans l'appareil pour lequel  il est destiné, mais de préférence sa surface  est d'abord préparée en vue de sa coopération  avec une grille de chauffe. On a trouvé que  la surface du bloc, après qu'il a été soumis  une fois à des conditions d'oxydation, entre  plus facilement en oxydation lorsqu'il est  exposé à de l'oxygène, que s'il n'avait pas  été oxydé préalablement.. Pour produire une  pareille condition désirable de la. surface, le  bloc chaud, dont la cuisson à 800   C pen  dant 30 minutes a été complétée, peut être  soumise à l'un des traitements suivants:  1.

   On admet du     CO..    à. la cornue lors  qu'elle est à. une température supérieure à  700   C pour occasionner la réaction    <B>col</B>     @-C=2C0       et ensuite on continue le refroidissement soit  dans un courant de     CO_,    d'azote, ou dans un  mélange des deux.  



  2. On admet de la vapeur à la. cornue pen  dant que la, température est supérieure à  700   C pour occasionner la réaction       H20-I-C=CO+H2;     et on continue le refroidissement soit dans  de la vapeur, soit dans de     l'azote    ou dans un  mélange des deux.  



       3.        On        donne        lieu        à,        un        refroïdissement.dans        s     de l'azote à une température de 500   C et on  admet de l'air à la cornue pour occasionner  la réaction       0_        -+-    C =     C0.2.     



  Cette     dernière    réaction est exothermi  que, et il faudra limiter l'admission d'air à  une quantité telle qu'il balaye l'azote et ef  fectue l'oxydation du bloc dans la mesure  désirée. L'oxydation peut être arrêtée et. le  refroidissement continué en interrompant  l'admission de tout gaz à la cornue ou en  substituant de l'azote ou du     C02    à l'air.  



  Le produit résultant est un bloc désoxy  dant de matière carbonée qui peut être im  médiatement appliqué dans l'appareil élec  trique à bain d'huile dans lequel il doit être    employé. De préférence, il est inséré dans  un dispositif porte-bloc comme décrit dans  le brevet suisse n  142362. Lorsqu'on place  ce bloc de matière carbonée sur une grille de  chauffe, il a     pour    effet .de     désoxyder    toute  atmosphère qui passe près de la surface  chauffée. Le gaz qui en résulte est sec et  exempt d'oxygène. La désoxydation des gaz  passant près de la surface chauffée entraîne  une combustion lente du bloc de matière car  bonée en produisant de la cendre en quan  tité insuffisante, toutefois, pour gêner la mar  elle continue du dispositif désoxydant.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I Matière désoxydante pour établir et main tenir une atmosphère inerte dans les ap pareils électriques à bain d'huile, carac térisée en ce qu'elle est formée de charbon de bois traité en vue de l'élimination de constituants producteurs de cendres et d'hydrogène, et mélangé avec une sub- tance facilitant l'ox@nd.'ation idu charbon de bois à une température modérée, et avec un liant, ledit mélange étant moulé en forme de bloc cohérent.

   II Procédé pour la préparation de la matière, désoxydante suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'on traite du charbon de bois commercial broyé en vue de l'é limination des constituants producteurs de cendres et d'hydrogène et mélange avec le charbon de bois ainsi traité une substance capable de faciliter l'oxydation du charbon de bois à une température modérée, et un liant, et moule ensuite le mélange obtenu en un bloc cohérent.

   SOUS-REVENDICATIONS 1 Matière désoxydante suivant la revendi cation I, caractérisée en ce que l'élément constitutif principal (lu bloc. consiste en du charbon de bois commercial qui a été traité, pendant qu'il est. à l'état broyé, avec du chlore à une température suffisante pour en éliminer les constituants producteurs de cendres et d'hydrogène. Matière désoxydante suivant la. revendica tion I et la sous-revendication 1, caracté risée en ce que le liant est constitué par du sucre blanc incomplètement. carbonisé.

   3 Procédé suivant la revendication II, ca ractérisé en ce que l'hydrogène et les cons tituants producteurs de cendres sont éli minés du charbon de bois broyé en traitant ce dernier avec du chlore gazeux à une tem pérature suffisamment. élevée pour for mer une combinaison chimique de ces cons tituants indésirables avec le chlore. 4 Procédé suivant la revendication I et la sous-revendication 3, caractérisé en ce qu'on ajoute au mélange une petite quan tité d'un chlorure métallique pour obtenir que l'oxydation du bloc s'effectue dans une mesure utile désirable à une tempéra ture modérée en comparaison de ce qui se produit à la température de combustion ordinaire.

   ;ï Procédé suivant la revendication I et la sous-revendication 3, caractérisé en, ce qu'on ajoute au mélange une petite quan tité de sulfate Oie sodium pour obtenir que l'oxydation du bloc. s'effectue dans une m(#- sure utile désirable à. une température modérée en comparaison de ce qui se pro duit à la temT),,rat:ure @de .combustion .ordi naire.

   h; Procédé suivant la revendication I et la souû-revendication 3, caractérisé en ce qu'on ajoute au mélange une petite quan tité d'hydroxyde de sodium pour obtenir que l'oxydation du bloc s'effectue dans une mesure utile désirable à une tempéra- turc modérée en comparaison de ce qui se produit à, la température de combustion ordinaire.

   7 Procédé suivant la revendication I et la sous-revendication 3, caractérisé en ce qu'on ajoute au mélange une petite quan tité d'iodure de potassium pour obtenir que l'oxydation du bloc s'effectue dans une mesure utile désirable à. une température modérée en comparaison de ce qui se pro duit à la température de combustion or dinaire. <B><I>8</I></B> Procédé suivant la revendication I et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que le charbon -de bois broyé est traité avec de l'acide chlorhydrique aqueux pour réduire la teneur en substances indésirables pro ductrices de cendres, et que la température du produit résultant est élevée pour en éli miner la matière volatilisable.