Terre à foulon pour la purification des huiles industrielles

La terre à foulon (également appelée – terre de Fuller, attapulgite, floridine, terre de Floride, terre décolorante) est un silicate hydraté d’aluminium/magnésium du groupe montmorillonite. La terre à foulon diffère de l’argile ordinaire par un pourcentage élevé d’eau et un manque de plasticité. Cette substance peut être de couleur blanche, blanche avec une teinte grisâtre, bleuâtre, rose pâle, rouge, jaune, jaune verdâtre, verte ou noire. Une telle variation de couleur est due à la présence d’additions dans la composition de la terre à foulon. Par exemple, la couleur noire peut être provoquée par une teneur élevée en matière organique et la couleur du rose au rouge – en manganèse.

La composition de la terre à foulon

Nom du composant Teneur, %
SiO2 53,42
Al2O3 10,06
Fe2O3 3,58
TiO2 0,52
CaO 1,29
MgO 9,18
Perte au calcinage 9,42
Eau chimiquement libre 11,83
La terre à foulon est produite par le traitement aqueux des terres naturelles avec extrusion ultérieure à travers des filières à un grand nombre de trous. La matière première résultante est séchée, broyée et tamisée à la taille de particule souhaitée. L’injection vous permet d’augmenter de 30% la capacité d’éclaircissement d’un adsorbant.

Problèmes de déchets de production

Le problème de déchets de la consommation et de la production est aussi vieux que l’humanité elle-même. Mais il n’est devenu une menace sérieuse pour l’écologie qu’au tournant des XIXe et XXe siècles. Cela est dû à la violation de la circulation naturelle des substances et à l’augmentation constante des volumes de déchets. Les hommes, souvent sans même s’en rendre compte, détruisent l’équilibre naturel par leurs activités, mettant en danger leur propre existence sur la planète Terre. L’un des déchets les plus dangereux sont les huiles pétrolières usagées. Elles contiennent des substances cancérigènes qui provoquent l’apparition de tumeurs malignes et endommagent les germes d’organismes vivants. La situation est aggravée par le fait que les huiles sont en outre polluées au cours de fonctionnement par les produits d’oxydation, le vieillissement, les particules métalliques, etc. L’incinération des huiles usagées peut entraîner le rejet dans l’atmosphère de substances nocives telles que les oxydes d’azote et de soufre, des composés de métaux lourds. La terre à foulon pour la purification des huiles, avant leur élimination, est donc l’une des meilleures options pour prévenir la pollution de l’environnement.

Gisements

On trouve les gisements de la terre à foulon dans les pays tels que les États-Unis (Floride, Virginie, Alabama, Californie), la France (province de Montmorillon), l’Allemagne, le Japon et la Hongrie (Tokai). Il existe également des gisements en Russie (Kabardino-Balkarie, Oural, Khakassie). En 2010, les principaux producteurs mondiaux de terre à foulon étaient les États-Unis, l’Espagne, le Sénégal, le Mexique et le Japon (les États-Unis représentant environ 70% du marché). Les données sur les principaux fabricants de la terre à foulon sont présentées dans le tableau. 1. Tableau  1 Producteurs mondiaux de terre à foulon (par pays) (les données numériques sont en tonnes)
Pays 2008 2009 2010
Indes 29
Japon 110 110 110
Corée 71 100 83
Mexique 66 108 170
Maroc 141 132 83
Pakistan 11 10 11
Sénégal 167 181 204
Afrique du sud 70 52 85
Espagne 765 595 586
Etats-Unis 2510 2010 2300
Autres pays 60 2 68
Total 4000 3300 3700

Emploi

La terre à foulon ( la terre de Fuller) est un minéral de grande valeur grâce à ses bonnes propriétés absorbantes que l’humanité utilise depuis longtemps. Il tire son nom de la profession de nettoyeur de tissus – Fuller.  Même au Moyen Âge, les habitants de Crimée utilisaient de l’argile blanchissante pour dégraisser la laine, épurer les tapis, les tissus, etc. La terre à foulon est appelée argile blanchissante, ce qui est associée à ses propriétés éclaircissantes. Ce matériau n’est pas plastique et il peut être utilisé pour blanchir, filtrer et épurer les huiles animales, minérales, végétales et graisses . Des utilisations similaires sont propres aux bauxites activés et aux silicates de magnésium. La terre à foulon est également utilisée pour:
  • production d’engrais;
  • nettoyage des taches d’huile sur les sites d’usine;
  • production d’agents contre les insectes;
  • fabrication de charges minérales et de détendeurs.
On connaît également des applications non industrielles, qui comprennent le plâtre des murs en argile et le lavage des cheveux. Parmi les applications modernes de la terre à foulon sous une forme ou une autre, il convient de noter les suivantes: 1) industrie pétrolière:
  • stabilisation des produits pétroliers (procédé Gray) en éliminant les substances formant de la résine;
  • purification et blanchiment des huiles lubrifiantes;
  • forage pétrolier (la terre à foulon est capable de produire des suspensions visqueuses dont la teneur atteint déjà plusieurs pour cent).
2) industrie textile:
  • traitement de la toile grossière pour enlever les graisses et les huiles;
  • produit de blanchiment dans la fabrication des tissus.
3) industrie alimentaire:
  • épuration de l’eau;
  • épuration des produits alimentaires (vin, jus, huiles végétales).
4) médecine:
  • liant dans la fabrication de médicaments (comprimés et pilules);
  • adsorbant de substances nocives contre les maladies gastriques, les blessures, les intoxications, etc.
5) industrie papetière (production de papier carbone « sans carbone »). Il est à noter que dans l’industrie, la terre à foulon peut être utilisée soit directement sous forme séchée, soit après un traitement chimique préliminaire (activation).

Régénération de l’huile de transformateur par la terre à foulon

Les transformateurs de puissance sont utilisés dans presque tous les secteurs de l’économie, y compris l’industrie, les services publics et l’agriculture, des institutions publiques, des organisations et des entreprises. C’est le transformateur qui constitue l’élément principal des réseaux d’alimentation électrique, car la fiabilité de l’alimentation électrique de divers consommateurs et l’efficacité des équipements électriques dépendent de la pertinence de leur choix et de leur fonctionnement. L’huile des transformateurs et des réacteurs joue une fonction d’isolation et d’élimination de la chaleur. C’est précisément l’état d’huile qui est en grande partie responsable du fonctionnement ininterrompu des équipements électriques. L’huile de transformateur est de plusieurs types:
  • produit frais (ne contient pas d’additifs ou stabilisé par un additif), qui est fourni par le fabricant;
  • régénérée;
  • propre et sec (frais cru ou régénéré, ou leur mélange après séchage);
  • usagée (la performance opérationnelle ne répond pas aux normes).
À cause de modes de fonctionnement difficile et d’effets environnementaux négatifs (oxygène de l’air, humidité), l’état des performances de l’huile de transformateur (rigidité diélectrique, tangente de perte diélectrique, indice d’acide, présence d’impuretés mécaniques, teneur en humidité, etc.) se dégrade.

Le fluide diélectrique « vieillit » et perd progressivement sa stabilité initiale face à l’oxydation. Et si vous ne prenez aucune mesure, l’huile de transformateur passe assez rapidement de la catégorie « produit frais et propres » en catégorie « épuisée ». Le fonctionnement ultérieur de transformateurs avec un tel milieu isolant n’est plus possible.

Le simple fait de vidanger l’huile et de la remplacer par une neuve ne constitue pas une solution au problème, car malgré la qualité des opérations effectuées dans le transformateur, il reste toujours 10-15% du fluide diélectrique épuisé. Après vidange, elle pénètre dans le produit frais et réduit rapidement ses performances. Les changements d’huile fréquents ne sont pas économiquement réalisables. En outre, vous devez également éliminer les déchets.

La détérioration des performances de l’huile est due à la contamination par diverses particules solides et impuretés qui se dissolvent et se déposent dans la substance. L’apparition d’eau et d’oxygène entraîne inévitablement le vieillissement du produit, à savoir – une oxydation. Les huiles épuisées ne peuvent plus être utilisées à la longue car elles ne répondent pas aux normes établies et doivent être remplacées par de neuves. Toutefois, cela ne signifie pas que la matière usagée est hors service et bonne à polluer l’environnement. Il existe une solution: ces huiles subissent un processus de régénération, c’est-à-dire la purification de la substance et la restauration de ses performances initiales.

Bien que les procédés de régénération dépendent directement du type d’huile et du niveau de contamination, il existe trois méthodes de purification fondamentales: physique (traitement de la matière dans un flux de force, filtration, sédimentation, évaporation, lavage à l’eau, distillation sous vide), physico-chimique (coagulation, dissolution sélective, adsorption) et chimique (purification d’huile par réactifs acides et alcalins). En combinant différentes méthodes de régénération, il est possible d’obtenir les performances élevées d’une matière à purifier.

L’huile de transformateur, utilisée comme un agent d’isolation et de refroidissement dans divers types de transformateurs nécessite une méthode de régénération spéciale.  Étant donné que la majorité des pannes sont associées à des dommages isolants, il est nécessaire de prévenir l’oxydation et la contamination de l’huile, ainsi que de procéder à une régénération préventive de la substance. Lors de la maintenance préventive, il est nécessaire de purifier le milieu isolant des produits du vieillissement, c’est-à-dire de rétablir les propriétés de fonctionnement originales de l’huile de transformateur.

Il existe deux méthodes de maintenance systématique les plus courantes: le remplacement d’huile et sa régénération directement sur site ou dans la cuve d’un transformateur. Dans le premier cas, des mesures préventives sont effectuées par déshydratation et lavage de l’équipement, filtration et remplissage d’huile. Dans le second cas – par chauffage, absorption et la mise sous vide. Cette méthode est plus efficace, car elle fait éliminer plus de matière contaminante dissoute dans la substance. Le processus de régénération permet de prolonger la durée de vie d’un transformateur de 20 à 35 ans.

L’essence de la régénération d’huile est l’adsorption, au cours de laquelle les produits de décomposition et les substances étrangères subissent une filtration moléculaire et sont absorbés par des granules de sorbant. La terre à foulon est un matériau naturel unique, l’argile blanchissante, qui possède d’une grande capacité d’absorption. La particularité de cette substance extrêmement efficace, réside dans sa possibilité de récupérations multiples, ce qui permet le traitement d’huile sans interruptions au remplacement du sorbant.

La régénération d’huile au moyen de la terre à foulon est effectuée directement dans des transformateurs eux-mêmes, soient qu’ils sont sous tension ou pas.  La différence est que dans le cas d’un transformateur sous tension, la régénération prendra la moitié de productivité possible.

Equipement pour la régénération des huiles de transformateur par la terre à foulon

Pour résoudre les problèmes urgents de l’industrie d’énergie électrique, GlobeCore a mis en œuvre des stations mobiles de type CMM-R conçues pour la régénération des huiles de transformateur. Grâce à ces stations, le processus de récupération d’huile est continu: l’installation est connectée à un transformateur pour former une boucle de circulation fermée. L’huile usée passe dans la station à huile et l’huile régénérée est renvoyée au transformateur. Sous l’effet du débit constant, les restes d’huile usée sont rincés dehors du transformateur et sont également sujets à régénération. En conséquence, le système d’isolation est complètement restauré, ce qui permet de prolonger la durée de vie d’un transformateur. Ainsi, le non-achat d’huile neuve et l’élimination d’huile usagée présente de grands avantages pécuniaires.

Un avantage important des unités CMM-R de la marque GlobeCore est la possibilité de récupérer des huiles sans mettre un transformateur hors service. Le temps d’arrêt de l’équipement donc les pertes pécuniaires associées sont également exclues.

La bonne qualité de la régénération est obtenue grâce à l’utilisation de la terre à foulon qui, en raison de ses propriétés naturelles, (porosité d’environ 120 m2/g), absorbe bien les impuretés indésirables.

Tout absorbant doit être réactivé. L’approche traditionnelle implique la restauration des propriétés sorbantes de la terre à foulon par calcination à une température de 538 à 649 ºС. Mais elle est sensible à la mise à feu et nécessite généralement un remplacement après 5-15 régénérations Les technologies GlobeCore permettent, d’une part, d’effectuer la réactivation du sorbant directement dans une installation et, d’autre part, d’obtenir une ressource théorique de son fonctionnement ultérieur, égale à 300 réactivations, ce qui correspondrait de 1,5 à 2 ans de service.

La régénération des huiles de transformateur par la terre à foulon dans les installations, telles que CMM-R présente également un certain nombre d’autres avantages, parmi lesquels:

  • mobilité du travail;
  • bas pourcentage du travail manuel. Une seule personne suffit à l’entretien de l’installation, alors que l’arrêt d’un transformateur, la vidange et le remplissage en huile demande plusieurs techniciens de maintenance;
  • pas de pollution de l’environnement. L’huile épuisée et l’absorbant ne nécessitent pas d’élimination;
  • au cours du traitement, l’huile n’entre pas en contact avec l’oxygène, ce qui exclut la possibilité d’oxydation et détérioration ultérieure des performances;
  • automatisation complète du processus de régénération.

L’utilisation des technologies de régénération GlobeCore par le sorbant Terre à foulon permet de prolonger la durée de vie des transformateurs de 25 à 30 ans. En même temps, on économise beaucoup d’argent et on favorise les conditions environnementales.