I.1.2 Production du charbon et principales applications
Les applications principales du charbon activé sont
entre autres la purification, décoloration, désodorisation et en
général la désintoxication des eaux potables ainsi que la
purification de l'air et des produits chimiques, alimentaires...etc (Allami,
1989). Nous rappelons de façon très brève les
étapes de production de cet absorbant (DeLaat, 1988):
· Le séchage de la matière première :
tourbe, bois, noix de coco, charbon bitumeux etc.
· La carbonisation sous atmosphère
contrôlée (absence d'air) à une température de 400
à 600 oC. Celle-ci permet l'élimination de toutes les
matières organiques volatiles.
· L'activation assure un meilleur développement
de la surface spécifique et de la structure poreuse obtenue à
l'étape de carbonisation (Malik et al., 2007). Elle est
réalisée à l'aide d'agents oxydants physiques ou
chimiques. Le procédé d'activation qui utilise la vapeur d'eau,
le dioxyde de carbone ou l'oxygène correspond à la méthode
physique. Elle consiste en une gazéification du matériau
carbonisé au moyen du dioxyde de carbone, de la vapeur d'eau (Malik
et al., 2007).La nature de l'agent d'activation influence la
distribution poreuse du matériau par exemple, l'utilisation du dioxyde
de carbone comme agent oxydant, favorise le développement de la
microporosité alors que la vapeur d'eau favorise une porosité aux
dimensions plus larges (Tomas et al., 2001), et la formation des
groupements fonctionnels de surface généralement oxydées
qui sont à l'origine des interactions entre le solide et les
molécules adsorbées (Manole , 2007). En générale
l'activation physique a été opérée à une
température élevée et à un temps
Thèse de" Master of Science " de TAGNE TIEGAM RUFIS 18
d'activation très longue (Demirbas, 2009). Par
ailleurs, lors de l'activation chimique, la carbonisation et l'activation sont
réalisées simultanément. L'utilisation d'agents oxydants
(tels que l'acide phosphorique (H3PO4), le chlorure de Zinc (ZnCl2) ou l'acide
sulfurique (H2SO4)) influence sur la décomposition pyrolytique, en
jouant le rôle d'agent déshydratant (Malik et al., 2007).
Les conditions d'activation (température, durée, agent
d'activation) influencent fortement la structure du produit final. En effet,
les agents oxydants chimiques inhibent la formation de goudron et la production
de composés volatils (méthanol, acide acétique, etc...),
conduisant ainsi à un meilleur rendement (Molina et al., 1996).
Dans l'activation chimique la carbonisation et l'activation sont normalement
réalisées à des températures plus basses. La Figure
1 représente le processus de la production du charbon actif.
Figure 1: diagramme
schématique de processus de la production du charbon actif (Demirbas,
2009)
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