Anthracite - Propriétés et applications
Qu’est-ce que l’anthracite?
L'anthracite est une forme de charbon qui est densément emballé et a une teneur élevée en carbone, relativement peu d'adultérations, et la deuxième plus haute teneur calorifique de tout type de charbon avec seulement le graphite le battant. Le contenu calorifique fait référence à la quantité d'énergie produite par la combustion d'un objet ou à l'énergie qu'il produirait dans ce cas. Les utilisations principales de l'anthracite dans le secteur industriel comprennent la production d'électricité ainsi que les champs de métallurgie et de purification de l'eau.
Ne représentant qu’un pour cent de tout le charbon dans le monde, l’anthracite n’est extrait à grande échelle que dans un certain nombre de pays tels que la Chine (le premier producteur mondial), la Russie, le Vietnam, le Canada, l’Afrique du Sud et les États-Unis. L’anthracite peut souvent être distingué des autres types de charbon en raison de son aspect semi-métallique qui réfléchit la lumière d’une manière similaire au jet minéraloïde (et à feu) d’une substance utilisée dans les bijoux.
La teneur élevée en carbone de l’anthracite le rend particulièrement adapté à la filtration.
Propriétés physiques de l’anthracite
Couleur Noir
Masse volumique apparente sèche 800 kg m-3
Densité 1,6 ± 0,05 g cm-3
Taille effective 1,2 - 2,4 mm
Coefficient d’uniformité 1,5 - 1,7
Indice bond work 20 - 22 kWh T-1 (BBH)
Anthracite comme mécanisme de filtration de l’eau
Comment fonctionne un filtre média tel que l’anthracite?
Les filtres à charbon anthracite et d'autres travaillent à travers une combinaison de composition chimique ainsi que l'utilisation des lois de la gravité et de la physique pour purifier l'eau contaminée.
Un milieu filtrant est tout type de substance - comme le gravier écrasé, le sable, l'anthracite, ou même le verre - qui agit comme un tamis à partir duquel les solides sont retirés. Plus le grain de votre média filtrant est fin, plus il peut être granulaire pour éliminer ces impuretés. Alors qu’une petite taille de particule de filtre anthracite se traduira par une meilleure filtration des contaminants plus petits, ces petites tailles peuvent facilement être compactées en un lit plus solide, ce qui peut conduire à des situations de surpression. Cela peut être évité par l’utilisation de particules d’anthracite correctement dimensionnées, un débit /pression de fonctionnement approprié et un programme de lavage à contre-courant bien approvisionné pour libérer des contaminants du lit filtrant.
Étant donné que les substances peuvent facilement se dissoudre dans l’eau, mais ne se dissolvent pas facilement entièrement, les substances qui ne sont pas complètement dissoutes dans l’eau peuvent être «capturées» dans le filtre avec seulement l’eau qui passe à travers à l’extrémité du filtre.
Comme tout le monde peut facilement voir, cela a une myriade d'utilisations dans le monde moderne de la gestion du ruissellement d'une tempête à garder l'eau propre et potable. C'est cette dernière préoccupation qui a des traitements de l'eau anthracite gagner en traction dans de nombreuses régions arides du monde où l'accès à l'eau douce est limitée et la ressource elle-même est rare. En fait, les fournisseurs de filtres anthracites du monde entier la poussent comme une solution à de nombreuses crises imminentes de l'eau dans différents endroits à travers le monde.
La seule question est la suivante : les filtres antihracites sont-ils efficaces pour éliminer les impuretés que l'on trouve dans l'eau de mer qui sont innombrables et microscopiques?
Performance, caractéristiques de fonctionnement et lavage à contre-courant
Comparativement au sable, l’anthracite est plus tolérant aux débits de fonctionnement et aux taux de lavage à contre-courant plus élevés. Ce sont des caractéristiques importantes lorsque de grands volumes de liquide doivent être purifiés. Sur des tailles de grains de 1,4 à 2,5 mm, des taux de lavage à contre-courant de 55 à 60 m3 h-1 peuvent être atteints à 20 °C. Ces taux élevés de lavage à contre-courant témoignent de la capacité de l’anthracite au sol à être un interprète fiable dans la filtration, avec seulement un temps d’arrêt minimal. En outre, la dureté supérieure de l’anthracite signifie que l’abrasion physique est minimisée et donc la durée de vie du filtre est encore prolongée.
dessalement
L’utilisation de l’anthracite pour la filtration de l’eau est-elle efficace pour éliminer les impuretés dans l’eau salée?
Bien qu'il y ait peu de doute sur l'efficacité de l'anthracite en tant que filtre, ce n'est pas la seule option quand il s'agit de dessalement. Bien qu'il y ait peu de doute sur l'efficacité de l'anthracite en tant que filtre, ce n'est pas la seule option quand il s'agit de dessalement. En fait, de nombreuses utilisations de l'anthracite impliquent des scénarios d'utilisation industrielle.
Néanmoins, il a été démontré dans la recherche présentée à la conférence dessalement et de l'environnement en 2007 par la Société européenne de dessalement et le Centre de recherche et de technologie, Hellas, que l'anthracite n'est pas seulement un moyen efficace pour le dessalement mais est performativement à égalité avec l'argile étendue traitée (un autre matériel populaire).
Les seules différences de performance sont le résultat du matériau coagulant utilisé dans chaque scénario.
Comment fonctionnent les méthodes de traitement de l’eau anthracite avec l’eau salée
Parce que les impuretés dans l'eau salée sont assez minuscules en effet, les milieuis filtrants tels que l'anthracite fonctionnent souvent en tandem avec une substance coagulante pour une performance optimale et la filtration de l'eau.
Les coagulants sont des produits chimiques qui aident à la création de ce qu'on appelle des agrégats ou des amas d'impuretés qui sont plus grandes en somme qu'elles ne le sont dans leurs parties. Lorsqu'un coagulant aide à créer de plus gros agrégats, cela facilite l'enlèvement des impuretés pour les milieuis filtrants comme le sable et l'anthracite.
Pour le voir d’une manière différente: l’utilisation de coagulants avec de l’anthracite rend l’anthracite plus efficace pour éliminer les impuretés dans l’eau salée en augmentant leur poids et leur surface. Les résultats de la recherche montrent que non seulement le traitement de l’eau anthracite était efficace au dessalement dans un large éventail d’environnements de performance (température, etc.), mais aussi qu’il était comparable au matériau argileux pour renforcer la résistance à l’eau ou ce qu’on appelle la tête hydrostatique.
Le processus commence par un processus de prétraitement qui consiste à tirer de l’eau de mer non traitée ou «brute» et à éliminer les algues et les matières organiques de l’eau. Ceci est accompli en pompant l’eau de mer brute dans des réservoirs de filtre multimédia constitués d’une couche d’anthracite, de sable, puis de gravier au fond. L’eau se déplace du haut du réservoir vers le bas, passant à travers les couches d’anthracite, de sable et de gravier. Le liquide résultant est en grande partie exempt de contaminants, y compris tous à l’échelle macro, à ce stade.
L'eau salée traitée qui résulte de ce processus passe ensuite par un autre traitement qui est souvent appelé microfiltration. Ce à quoi la microfiltration fait référence, c’est l’élimination des petites matières dans l’eau de mer traitée. À ce stade, l’eau est prête pour un processus appelé osmose inverse, comme indiqué ci-dessous.
Il est à noter que les coagulants ne sont pas utilisés avant chaque exemple d’osmose inverse (OI). Les filtres anthracite, plus en profondeur ci-dessous, avec du sable font partie du traitement pré-OI, sans lequel le processus d’OI serait inefficace.
Proposé comme solution au problème que 4 milliards de personnes - soit près de la moitié de la population mondiale - manqueront d’eau potable d’ici 2030, les fournisseurs de milieux filtrants anthracite travailleront de concert avec d’autres tels que le sable et le gravier présente l’une des nombreuses solutions possibles à ce problème. Compte tenu de son efficacité démontrée dans ce domaine, l’utilisation de méthodes de traitement de l’eau anthracite devrait augmenter au cours des prochaines décennies.
Vous devez être connecté pour poster un commentaire.