Aktivni ogljiki

Aktivno ali aktivno oglje je porozni adsorbent, ki je narejen iz organskih materialov, ki vsebujejo ogljik. Proizvodna tehnologija aktivnega oglja je dolgotrajen proces, ki obsega več faz. Adsorbent z aktivnim ogljem je snov z zelo porozno sestavo. Proizvaja se iz različnih organskih materialov, v katerih je premog. Pogosto se aktivno oglje proizvaja iz oglja, šote (šote), premogovega koksa, oreha, kokosove lupine, oljčnih jeder, marelic in mnogih drugih rastlin.

Razvrstitev

Aktivni adsorbent se deli: t

• glede na vrsto materiala, iz katerega se proizvaja aktivno oglje: les, kokosove lupine, premog itd.
• do cilja: pojasnjevalni, plinski, ogljikovi nosilci katalizatorjev z lastnostmi kemičnih sorbentov;
• z metodo aktiviranja: para in termokemična metoda;
• v obliki sproščanja: granulirano (zdrobljeno) aktivno oglje, prah, aktivno oglje, ekstrudirani premog (zrnca v obliki valjev) in tkanina, ki je impregnirana z premogom.

Aktivirani ogljiki so razvrščeni v tri kategorije por: mikropore (od 0,6 do 0,7 nanometrov), mezopore (1,5-100-200 nanometrov), makropore (> 100-200 nanometrov). Prvi in ​​drugi tip por sta glavni sestavini površine aktivnih ogljikovodikov. Zato igrajo pomembno vlogo pri adsorpcijskih lastnostih premoga. Mikropore se dobro ujemajo z adsorpcijo majhnih organskih molekul, mezopore pa z večjimi molekulami.

Specifična površina aktivnega ogljika je odvisna od velikosti por. Adsorbent, ki ima tanjše pore, se absorbira, ima celo nizko koncentracijo in majhen parni tlak pare. Za aktivno snov s širokimi porami je značilna kapilarna kondenzacija.

Dimenzije specifične vpojne površine aktivnega oglja in širokih por omogočajo zelo učinkovito uporabo adsorbenta za učinkovito čiščenje plinov in tekočin iz različnih vrst nečistoč. Količina nečistoč, ki jih premog prehranjuje, se lahko razlikuje od najmanjših molekul do molekul olj, naftnih derivatov, maščob, organskih spojin s klorom.

Oprema za proizvodnjo aktivnega oglja je predstavljena v širokem razponu. Za pridobitev adsorbenta so bile uporabljene posebne peči različnih tipov in modelov. Naprava z aktivnim ogljem najpogosteje uporablja gredi, vertikalne in horizontalne rotacijske peči, štedilnike z več regali in reaktorje z utekočinjenim slojem.

Koraki procesa

Proizvodnja premoga iz materialov organskega izvora se deli na več faz. Zato tehnologija proizvodnje aktivnega oglja vključuje naslednje zaporedne dejavnosti: t

1. Karbonizacija. Ta postopek je pečenje (toplotna obdelava) surovin v brezzračnih inertnih pogojih z uporabo visoke temperature. Po karbonizaciji se izkaže - karbonizat, to je premog, ki ima zaradi majhne notranje površine in majhnih dimenzij zelo malo adsorpcijskih lastnosti. Karbonizat je podvržen drobljenju in aktivaciji, da se doseže posebna struktura snovi in ​​znatno povečanje adsorpcije.
2. Nekaj ​​besed o predhodnem drobljenju. Aktivno oglje, pridobljeno po karbonizaciji, je treba zdrobiti. Njegova začetna dimenzija je 30-150 milimetrov, zaradi učinkovite frakcije pa ovira učinkovito aktiviranje adsorbenta. Zato karbonizat temeljito zdrobimo do velikosti frakcij 4-10 milimetrov.
3. Proizvodna linija z aktivnim ogljem vključuje postopek aktivacije, ki se izvaja z dvema osnovnima tehnikama:

• Kemična aktivacija za proizvodnjo aktivnega oglja vključuje obdelavo snovi s solmi, ki proizvajajo aktivirni plin, kadar so izpostavljene visoki temperaturi. Aktivatorji so lahko nitrati, sulfati, karbonati, žveplova, fosforjeva ali dušikova kislina. Proizvodnja aktivnega oglja s to metodo poteka pri temperaturi od 200 do 650 ° C;
• Aktivacija plinske pare poteka izključno pod strogim nadzorom, pri temperaturi od 800 do 1000 ° C. V vlogi oksidantov v času parnega plina aktiviranje premoga so vodne pare in ogljikov dioksid. Interakcijo pare z ogljikom pospešujejo alkalijski oksidi in karbonati. Glede na to se periodično dodajajo v majhnih odmerkih izhodnemu materialu. Kot katalizatorje se uporabljajo tudi bakrove spojine. Pridobivanje aktivnega ogljika iz karbonizata s tehniko parnega plina omogoča pridobitev močnega adsorbenta s površino največ 1500 m 2 na gram premoga. Res je, da za absorpcijo ni mogoče uporabiti celotnega območja, ker velike molekule adsorbirane snovi ne bodo padle v majhne pore.

Uporaba aktivnega oglja

Uporaba v proizvodnji aktivnega ogljika narašča vsak dan. Absorpcijska sposobnost premoga omogoča hitro in učinkovito čiščenje odpadne vode in odpadnih plinov. Poleg tega je glavni adsorbent radioaktivnih plinov in voda v jedrskih elektrarnah.

Tudi aktivni ogljik je našel uporabo na področjih, kot so: t

• Adsorpcija procesne in pitne vode;
• Uporaba v kemični industriji;
• Predelava (vrnitev dela surovin ali energije za sekundarno uporabo v istem tehnološkem postopku) topil;
• Uporaba aktivnega oglja za medicinske namene. Čiščenje krvi in ​​telesa kot celote iz bakterij, strupenih snovi;
• Za pridobivanje zlata;
• Kot kozmetični izdelek za posvetlitev kože na obrazu;
• Aditiv za živila z zastrupitvijo;
• Za hujšanje in prehrano (ne priporočajo strokovnjaki).

Če želite kupiti aktivni ogljik za filtriranje proizvodnje v Rusiji, se lahko obrnete na specializirane prodajalne za to ali kupite prek interneta.

Aktivno oglje

Aktivni ogljik, karboaktivatus, je vrsta predelanega premoga, ki je prebarvan z drobnimi porami, ki povečajo celotno površino, ki je sposobna absorbirati ali kemične reakcije. Aktivirano se včasih nadomesti z besedo aktivna.

Zaradi visoke mikroporoznosti ima samo en gram aktivnega oglja aktivno površino, ki presega 500 m2, kar se ugotavlja z izotermo adsorpcije ogljikovega dioksida pri sobni temperaturi ali 0 ° C. Vendar pa nadaljnja kemična obdelava povečuje adsorpcijske lastnosti.

Aktivno oglje se običajno proizvaja iz oglja.

Video o aktivnem oglju za hujšanje

Uporaba aktivnega oglja

Aktivni ogljik se uporablja za čiščenje plina, zlata, vode, dekofeinata, ekstrakcij kovin, v čistilnih napravah, zdravilih, zračnih filtrih, maskah in respiratorjih itd.

V industriji se na področju kovinskih premazov uporablja predvsem aktivni ogljik. Široko se uporablja v industriji galvanizacije. Na primer, pri čiščenju raztopine za briljantno nikeljsko prevleko iz organskih nečistoč. Raztopinam za galvanizacijo se dodajo številne organske kemikalije, izboljšajo njihovo skladiščenje in izboljšajo lastnosti, kot so svetlost, gladkost, plastičnost itd. Zaradi prehoda enosmernih in elektrolitskih reakcij anodne oksidacije in katodne redukcije, organski dodatki ustvarijo nezaželen izdelek. uničenje v raztopini. Njihova prekomerna tvorba lahko negativno vpliva na kakovost prevleke in fizikalne lastnosti obdelane kovine. Uporaba aktivnega oglja odstrani te nečistoče in obnovi lastnosti galvanizacije raztopin na želeno raven.

Aktivni ogljik, v 50% razmerju s celitom, se uporablja kot stacionarna faza, pri kromatografskem ločevanju ogljikovodikov (mono-, di-, trisaharidi) in z raztopino etanola (5-50%) kot mobilna faza v analitičnih / pripravljalnih protokolih.

Varstvo okolja

Aktivno oglje lahko odstrani onesnaževanje iz vode in zraka, tako na terenu kot v industrijskih pogojih:

• odpravljanje učinkov nenamernega puščanja;
• obnovitev podzemne vode;
• filtriranje pitne vode;
• čiščenje zraka;
• nevtralizacija hlapnih organskih spojin iz barvanja, kemičnega čiščenja, prenosa goriva itd.

Leta 2007 je Univerza v Zahodni Flandriji (v Belgiji) začela raziskave o čiščenju vode za festivale. Na lokaciji festivala Dranouter je bil leta 2008 zgrajen velik objekt z aktivnim ogljem, da bi to tehnologijo uporabili za čiščenje vode, na tem festivalu, naslednjih 20 let.

Aktivno oglje se pogosto uporablja za merjenje koncentracij radona v zraku.

Aktivni ogljik se uporablja za zdravljenje zastrupitev in prevelikega odmerjanja pri zaužitju. Menijo, da nevtralizira strup in preprečuje njegovo absorpcijo v prebavnem traktu. V primerih suma zastrupitve zdravniki dajejo aktivno oglje na kraju samem ali v sobi za nujno pomoč. Odmerek je običajno 1 gram na kilogram telesne teže (tj. Mladostniki ali odrasli prejmejo 50-100 g), običajno samo enkrat, toda odvisno od zastrupitve se lahko vzame več kot enkrat. V nekaterih primerih se aktivni ogljik uporablja pri intenzivni negi, filtriranje krvi iz škodljivih snovi s hemosorpcijo. Aktivno oglje je postalo bolj zaželeno pri zdravljenju številnih zastrupitev in drugih dezinfekcij. Tehnike, kot so jemanje emetika ali aspiracija vsebine želodca, se zdaj redko uporabljajo.

Čeprav je aktivno oglje koristno pri zdravljenju akutne zastrupitve, ni tako učinkovito pri dolgotrajnem kopičenju toksinov, na primer po uporabi strupenih herbicidov.

• Adsorpcija toksinov s premogom, da se prepreči njihova absorpcija v prebavnem traktu. Ta adsorpcija je reverzibilna, zato lahko med postopkom dodamo vnos laksativov (npr. Sorbitola).
• To bo prekinilo enterohepatično in enteroenterično cirkulacijo zdravil / toksinov in njihovega metabolita.

Nepravilna uporaba (npr. V pljučih) lahko povzroči pljučno aspiracijo, ki je včasih lahko smrtna, če se ne zdravi. Uporaba aktivnega oglja je kontraindicirana v primeru zastrupitve s kislinami, bazami ali naftnimi derivati.

Za prvo pomoč je aktivna oglja v obliki tablet in kapsul.

Sprejetje aktivnega oglja z uživanjem alkohola zmanjša absorpcijo etanola v krvi.

Od 5 do 15 mg premoga na kilogram telesa, vzetih hkrati s 170 ml čistega etanola (

350 ml vodke ali 3 l svetlega piva) v eni uri zmanjšajte vsebnost alkohola v krvi. Vendar so že bili izvedeni poskusi, ki dokazujejo, da to ni tako, in nasprotno, koncentracija alkohola v krvi se je povečala zaradi uporabe aktivnega oglja.

Piškotki, ki vsebujejo premog, so se v Angliji prodali v začetku 19. stoletja, sprva kot zdravilo za napenjanje in želodčne težave.

Tablete ali kapsule aktivnega oglja se uporabljajo v mnogih državah in se izdajajo v lekarnah brez recepta, kot zdravilo za drisko, želodčne motnje in napetost. Uporablja se tudi za preprečevanje driske pri bolnikih z rakom, ki prejemajo irinotekan. Uporaba premoga lahko ovira absorpcijo nekaterih zdravil, kar vodi do nezanesljivih rezultatov zdravniških preiskav (npr. Skrite krvi). Prav tako se prodajajo krma za živali, ki vsebuje aktivno oglje.

Študije so bile izvedene na različnih vrstah aktivnega oglja, ki določajo njihovo sposobnost shranjevanja zemeljskega plina in vodikovega plina. Porozni material deluje kot goba za različne vrste plina. Plin privablja površina premoga pod delovanjem van der Waalsove sile. Nekatere vrste premoga lahko zadržijo do 5-10kJ na mol. Nato se plin lahko desorbira s segrevanjem premoga in se zažge za energijo ali, v primeru vodika, se uporabi za uporabo v vodikovi gorivni celici.

Uporaba aktivnega oglja je dobra metoda shranjevanja, saj se plin lahko zbere pri nizkem tlaku in zavzame manj prostornine in mase v primerjavi z velikimi valji pod pritiskom. Ministrstvo za energijo ZDA je opredelilo posebne cilje, ki jih je treba doseči na področju raziskav in razvoja nano-poroznih ogljikovih materialov. Trenutno vseh teh ciljev ni mogoče doseči, vendar na tem področju še vedno delujejo številne institucije.

Filtri z aktivnim ogljem se običajno uporabljajo za čiščenje zraka in plinov iz oljnih hlapov, vonjev ali drugih ogljikovodikov. Najpogosteje so filtri zasnovani v skladu z načelom 1- in 2-stopenjskega čiščenja, pri čemer je aktivno oglje v filtru. Aktivni ogljik se uporablja tudi v primarnih reševalnih sistemih vesoljskih oblek. Filtri z aktivnim ogljem se uporabljajo za zbiranje radioaktivnih plinov, iz točkovne vrele vode v reaktorjih, z vodnimi kondenzatorji. Izpuščen zrak iz kondenzatorjev vsebuje sledove radioaktivnih plinov. Velike kroglice aktivnega oglja absorbirajo te pline in jih zadržijo, dokler se ne razgradijo v neradioaktivne trdne dele. Tako filtrirani zrak gre skozi filter in v njem ostanejo trdni delci.

Aktivno oglje, ki se običajno uporablja v organski kemiji, za čiščenje raztopin za rekrutiranje, ki vsebujejo nezaželene nečistoče.

Čiščenje destiliranih alkoholnih pijač

Aktivni ogljik se lahko uporablja za filtriranje vodke ali viskija iz organskih nečistoč, ki vplivajo na barvo, okus in vonj. Prehajanje organsko neobdelane vodke preko filtra z aktivnim ogljem, pod določenim pritiskom, bo vodki dala enak alkoholni sestavek in ekološko prečiščena, kar pozitivno vpliva na vonj in okus.

Odstranitev živega srebra

Aktivno oglje, navadno impregnirano z jodom ali žveplom, se pogosto uporablja za čiščenje emisij živega srebra iz elektrarn na premog, krematorijev in virov zemeljskega plina. Cena takega posebnega premoga je več kot 4 USD na kg. Prav tako ga ni mogoče ponovno uporabiti.

Uporaba adsorbiranega živega srebra

Odstranjevanje premoga, napolnjenega z živim srebrom, je problem. Če aktivni ogljik vsebuje manj kot 260 živega srebra, potem ga Zvezna služba dovoljuje, da ga zakoplje, pod pogojem, da je zapakirana (na primer prelijemo premog v cement). Če pa je raven večja od 260, je premog razvrščen kot visoko vsebnost živega srebra in prepovedano ga je zakopati. Tak material, zdaj shranjen v globokih, zapuščenih rudnikih, 1000t na leto.

Problem odstranjevanja aktivnega oglja, ki vsebuje živo srebro, ni pomemben le za Združene države. Na Nizozemskem je takšno živo srebro popolnoma obnovljeno in aktivna oglja je popolnoma požgan.

Proizvodnja aktivnega oglja

Aktivni ogljik se proizvaja iz materialov, bogatih z ogljikom. Med njimi so: oreškovina, šota, les, kokosova vlakna, lignit, premog in ostanki rafiniranja nafte. Lahko ga dobite na enega od naslednjih načinov:

1. Fizična reaktivacija: surovina se pretvori v aktivni ogljik s plini. Ta postopek običajno uporablja enega ali kombinacijo več postopkov:
   • Ogljik: material, ki vsebuje ogljik, pirolizira pri temperaturi 600-900 o C in odsotnost kisika (običajno v inertni atmosferi, s plini, kot je argon ali dušik)
   • Aktiviranje / oksidacija: izhodni ali karbonizirani material se postavi v oksidacijsko plinasto okolje (ogljikov dioksid, kisik ali para) pri temperaturi nad 250 ° C (običajno je temperatura v območju od 600 do 1200 ° C).
2. Kemična aktivacija: pred karbonizacijo in impregnira vhodne snovi z določenimi kemikalijami. Takšne snovi so običajno kisline, baze ali soli (fosforjeva kislina, kalijev in natrijev hidroksid, kalcijev klorid in 25% cinkov klorid). Nato nastali material karboniziramo pri nižjih temperaturah (450-900 o C). Menijo, da se procesi karbonizacije / aktivacije najbolje izvajajo hkrati s kemično aktivacijo. Kemična aktivacija je bolj zaželena kot fizična aktivacija zaradi nižje temperature in manj časa za aktiviranje surovin.

Razvrstitev

Aktivni ogljik je kompleksen izdelek, težko ga je razvrstiti na podlagi njegovega obnašanja, narave površine in načina proizvodnje. Vendar pa nekatere splošne klasifikacije za skupni namen temeljijo na fizikalnih značilnostih proizvoda.

Aktivni ogljik v prahu

Aktivno oglje je tradicionalno izdelano v obliki prahu ali majhnih granul, s povprečnim premerom 0,15-0,25 mm. V tej obliki predstavljajo veliko površino v volumskem razmerju z majhno debelino difuzijskega sloja. Aktivno oglje v prahu je sestavljeno iz zdrobljenih ali zmletih delcev premoga, od katerih 95-100% prehaja skozi posebno sito. Za granulirano aktivno oglje šteje tista, ki ostane v situ z odprtinami s premerom 0,297 mm, medtem ko se manjši delci štejejo za prah. V skladu z razvrstitvijo ASTM (American Society for Testing Materials) velikosti zrnc ustrezajo sito z odprtinami 0,177 mm. Aktivno oglje v prahu se zaradi velikih izgub tlaka običajno ne uporablja v posebnih zaprtih sistemih. Praviloma se tak premog dodaja neposredno drugim obdelanim enotam pri delu z njimi, na primer pri vnosu surove vode, kot tudi v čistila in greznice.

V primerjavi z aktivnim ogljem v prahu ima zrnato aktivno oglje razmeroma veliko velikost delcev, zato ima manjšo zunanjo površino glede na celotno prostornino. Posledično je difuzija absorbirane snovi pomemben dejavnik pri njeni uporabi. Ta vrsta premoga je zaradi visoke stopnje difuzije prednostna za absorpcijo hlapov in plinov.

Zrnati premogi se uporabljajo za prečiščevanje vode, dezodoriranje zraka in ločenih komponent v pretočnih sistemih. Aktivno oglje v granulah je lahko v obliki zrn ali ekstrudiranja različnih velikosti in uporab. Za tekočine se uporablja premog velikosti 8 × 20; 20 × 40; 8 × 30 in za filtriranje pare 4 × 6; 4 × 8 ali 4 × 10.

Premog 20 × 40 bodo tisti delci, ki gredo skozi sito z odprtinami 0,82 mm, vendar ostanejo v situ z odprtinami 0,42 mm. Za filtriranje tekočin se najpogosteje uporablja granulirano aktivno oglje 12 × 40 in 8 × 30 zaradi dobrega ravnotežja velikosti, površine in izgube tlaka med uporabo.

Ekstrudirano aktivno oglje

Ekstrudirano aktivno oglje je sestavljeno iz aktivnega oglja v prahu in vezivnega sredstva, ki se premeša in ekstrudira v cilindrične bloke aktivnega oglja, s premerom 0,8-130 mm. Uporabljajo se predvsem v plinastem okolju, zaradi nizkih pritiskov, nizke vsebnosti prahu in visoke mehanske trdnosti. Vendar pa so primerni tudi za postopke čiščenja vode.

Kroglico aktivnega oglja se proizvaja iz ostankov iz rafinacije olja, ima premer približno 0,35-0,80 mm. Tako kot granulat, ne zmanjša močno pritiska, ima visoko trdnost in nizko vsebnost prahu, medtem ko ima manjšo velikost. Sferična oblika premoga daje prednost uporabi v tekočih medijih, na primer pri filtriranju vodnega toka.

Impregnirano aktivno oglje

Porozni premog, ki vsebuje več vrst anorganskih polnil, kot so jod, srebro, kationi Al, Mn, Zn, Fe, Li, Ca, je pripravljen za posebno čiščenje zraka, zlasti v muzejih in galerijah. Aktivno oglje, nasičeno s srebrom, se zaradi svojih antibakterijskih lastnosti uporablja kot adsorbent za čiščenje gospodinjskih odpadnih voda. Pitno vodo lahko dobimo iz navadne vode, tako da jo obdelamo z dodatkom aktivnega oglja in Al (OH).₃, deluje kot koagulant. Impregnirani premog se uporablja tudi za adsorbiranje H₂S in tioli. H Stopnja absorpcije₂S doseže 50% mase uporabljenega premoga.

Premog s polimernim premazom

V proizvodnem procesu je porozni premog prevlečen z biopolimerjem, ki mu daje gladko in prepustno oblogo, ki ne blokira por. Ta premog se uporablja pri izvajanju hemoperfuzije. Hemoperfuzija je metoda zdravljenja, pri kateri velike količine pacientove krvi preidejo skozi adsorbent za odstranitev strupenih snovi iz krvi.

Aktivni ogljik je na voljo tudi v posebnih oblikah, kot so tkanine in niti. Na primer, ogljikova tkanina se uporablja v osebni varovalni opremi za vojaško osebje.

Lastnosti aktivnega oglja

En gram aktivnega oglja je lahko več kot 500m 2 (že je mogoče doseči površino 1500m 2). V posebnih primerih se uporabljajo ogljikovi aerogeli, ki so dražji in imajo še večjo zunanjo površino.

Zahvaljujoč porozni strukturi ima aktivno oglje veliko, zunanjo površino. Mikropore ustvarjajo odlične pogoje za absorpcijo, saj snov takoj komunicira s celotno površino premoga. Testiranje obnašanja adsorpcije, ki se običajno opravi z dušikom pri temperaturi 77 K (-196,15 o C) v okolju z visokim vakuumom, vendar v vsakodnevnih pogojih, ima aktivni ogljik enako učinkovitost, ko je adsorbiran iz okolja ali npr. ° C in tlak 0,0001 atmosfere.

James Dewar, znanstvenik po imenu Dewarjevega plovila (termos), je precej časa preučeval aktivni ogljik in objavil članek o njegovi absorpcijski sposobnosti za pline. V tem delu je ugotovil, da hlajenje premoga s tekočim dušikom omogoča, da absorbira večje količine različnih plinov, in da jih je mogoče izvleči le s segrevanjem premoga in da ima premog, proizveden iz kokosa, najboljše lastnosti. Kot primer je uporabil kisik. V tem poskusu aktivni ogljik adsorbira plin iz zraka, pri njegovi značilni koncentraciji (21%), pod standardnimi pogoji, in če je bilo aktivno oglje predhodno ohlajeno, potem ko se sprosti, je ogljik povečal koncentracijo kisika na 80%.

Aktivni ogljik fizično zadržuje delce zaradi van der Waalsove sile ali disperzivne sile.

Ne tako učinkovito aktivno oglje zadržuje številne kemikalije, kot so alkohol, glikol, močne kisline in alkalije, kovine in najbolj anorganske snovi, kot so litij, soda, železo, arzen, svinec, borova kislina ali fluor.

Aktivni ogljik absorbira jod razmeroma dobro in dejansko se jodovo število v mg / g uporablja za določitev skupne površine.

Ogljikov monoksid se slabo absorbira v aktivnem oglju. To je treba upoštevati zlasti pri tistih, ki sodelujejo pri izdelavi respiratorjev, naprav za odvajanje dima ali drugih sistemov za čiščenje zraka ta plin je strupen in ga ljudje ne čutijo.

Seznam plinov, ki nastanejo pri proizvodnji ali kmetijskih delih in jih absorbira aktivno oglje, je na voljo na internetu.

Aktivni ogljik se lahko uporablja kot substrat za uporabo z različnimi kemikalijami za izboljšanje njihove absorpcije. Na primer anorganske (ali problematične organske) spojine, kot je vodikov sulfid (H₂S), formaldehid (HCOH), amoniak (NH₃), jod-131 (131 I) radioizotopov in živega srebra (Hg). Ta lastnost je znana kot kemisorpcija.

Prednostno premog adsorbira majhne molekule. Jodovo število je najbolj temeljni kazalnik, ki se uporablja za označevanje učinkovitosti aktivnega oglja. Je indikator stopnje aktivnosti (višji je kazalnik, večja je aktivnost), običajno izražena v mg / g (vrednost je običajno v območju 500-1200 mg / g). Prav tako se uporablja za določanje prostornine mikropor aktivnega oglja (od 0 do 20 A ali do 2 nm) z absorpcijo joda iz raztopine. Takšne vrednosti bodo enakovredne takim parametrom območja pokritosti premoga kot 900 - 1100 m2 / g. Taki indikatorji se uporabljajo, kadar se uporabljajo v vodnem okolju.

Jodovo število se določi na podlagi miligrama joda, ki ga absorbira en gram premoga, pod pogojem, da koncentracija raztopine doseže 2%. Tako je vrednost joda količina joda, ki ga absorbirajo pore, ali značilnost volumna, ki je na voljo za absorpcijo s porami aktivnega oglja. Premog, ki se uporablja za prečiščevanje vode, ima praviloma jodovo število v območju 600-1100. Ta parameter se pogosto uporablja za določitev stopnje izčrpanja uporabljenega premoga. Vendar je treba v tem primeru ta indikator obravnavati previdno, ker kemična interakcija z adsorbatom lahko vpliva na absorpcijo joda in daje nepravilne rezultate. Zato je pri izračunu stopnje kvarjenja premoga priporočljivo uporabiti jodovo število samo, če adsorbat ni bil izpostavljen kemičnemu napadu, in preverjeni so tudi podatki o soodvisnosti jodnega števila in stopnje poslabšanja pri uporabi v določenem okolju.

Nekateri premog je bolj prilagojen za adsorpcijo velikih molekul. Število melase je indikator prostornine mezoporjev aktivnega oglja (več kot 20 A ali 2 nm), ki se določi z adsorpcijo mellase (debel sirup) iz raztopine. Velika vrednost tega kazalnika kaže na visoko stopnjo adsorpcije velikih molekul (indikator je med 95-600). Indeks beljenja melase ustreza melasi. Absorpcijska učinkovitost melase je izražena v odstotkih (od 40% do 185%) in ustreza številu melase (425 = 85%, 600 = 185%). Evropska številka melase (525-110) je obratno sorazmerna z ameriško.

Melasa je merilo stopnje razbarvanja standardne melase, pripravljene za testiranje aktivnega oglja. Zaradi velike velikosti barvnih delcev število melase odraža potencialni volumen, ki je na voljo za adsorpcijo večjih spojin. Ker pri čiščenju vode celoten volumen por ni na voljo za adsorpcijo v vsaki posamezni aplikaciji, kot tudi nekateri adsorbati lahko padejo v manjše pore, ta indikator ne daje točnih podatkov o zmožnostih določenega aktivnega oglja. Običajno je ta indikator uporaben pri ocenjevanju stopnje adsorpcije serij aktivnega oglja. Od obeh premogov, z enako količino adsorpcije, ima tista, ki ima večjo število melase, običajno velike velikosti por in zaradi tega bo adsorbat bolje padel v adsorpcijski prostor.

Tanini so kombinacija velikih in srednje velikih molekul. Mikropore in mezopore v kombinaciji premoga adsorbirajo tanine. Sposobnost premoga, da adsorbira tanine, se meri v ppm (običajno v območju od 200 2 do 362).

Metilensko modro barvilo

Nekatere vrste premoga imajo mezopore (20A-50A / 2-5nm), ki adsorbirajo srednje velike molekule, kot je modro metilensko barvilo. Modra adsorpcija metilena se meri vg / 100g (običajno v območju 11-28g / 100g).

Nekatere vrste aktivnega oglja so ocenjene na podlagi časa, ki je potreben za dekloriranje, ki meri njihovo učinkovitost pri odstranjevanju klora. Izračuna se čas, potreben za zmanjšanje količine klora v pretoku vode od 5 ‰ do 3,5. Manj časa pomeni boljše delovanje.

Večja gostota zagotavlja večjo količino adsorpcije in običajno pomeni boljšo kakovost aktivnega oglja.

To je indikator odpornosti aktivnega oglja na obrabo. Pomembno je pri ohranjanju delovnega stanja in zmožnosti, da prenese trenje, ki se pojavi, ko je izpostavljen vodnemu tlaku itd. Glede na stopnjo aktivnosti in materiale, iz katerih je izdelan aktivni ogljik, se močno razlikuje.

Prah zmanjšuje celotno aktivnost premoga in zmanjšuje učinkovitost čiščenja. Kovinski oksidi (Fe₂O₃) lahko izlužimo iz aktivnega oglja, kar povzroči razbarvanje. Prah, topen v vodi in kislini, ima največji učinek v primerjavi z drugimi vrstami prahu. Topni prah je lahko pomemben tudi za akvarije železov oksid spodbuja rast alg. Premog z nizko vsebnostjo topnega prahu je treba uporabiti za čiščenje vode za morske, sladkovodne ribe in korale, da se prepreči zastrupitev s težkimi kovinami in pretirana rast alg.

Aktivnost ogljikovega tetraklorida

Merjenje prepustnosti aktivnega oglja se doseže z adsorpcijo pare, nasičene z ogljikovim tetrakloridom.

Porazdelitev velikosti delcev

Čim manjši so delci aktivnega oglja, tem boljši je dostop do njegove površine in hitrejša je kinetika adsorpcije. Vendar pa se je treba zavedati, da bodo manjši delci pri uporabi v parnem okolju močneje zmanjšali pritisk v sistemu, kar bo povzročilo povečanje stroškov energije. Skrben pristop k velikosti uporabljenih delcev je lahko zelo koristen.

Primeri adsorpcije z aktivnim ogljem

Najpogostejša oblika kemijske adsorpcije v industriji. Uporablja se, kadar trdni katalizator medsebojno deluje z plinastim materialom, reagenti. Adsorpcija reagenta na površino katalizatorja tvori kemično vez, ki spreminja elektronsko gostoto okoli molekule reagenta in omogoča reakcije, ki jih v normalnih pogojih ni mogoče.

Cikel adsorpcije s hlajenjem izvedemo z adsorbiranjem hladilnega plina z adsorbentom pri nizkem tlaku in kasnejšo desorpcijo pri segrevanju. Adsorbent ima vlogo "kemičnega kompresorja", ki ga krmili toplota, in s tega vidika je "črpalka" sistema. Sestavljen je iz solarnega kolektorja, kondenzatorja ali izmenjevalnika toplote in uparjalnika v hladilni komori. Notranjost kolektorja je obložena z vpojno prevleko iz aktivnega oglja, impregniranega z metanolom. Hladilnik je zaprt in napolnjen z vodo. Aktivni ogljik je sposoben adsorbirati veliko metanolnih hlapov pri običajni temperaturi in jih desorbirati pri višji temperaturi (pri približno 100 ° C). Podnevi sončni žarki padajo na kolektor, segrejejo in metanol, ki ga vsebuje aktivni ogljik, se desorbira. Med postopkom desorpcije se tekoči metanol, ki ga absorbira premog, segreje in pretvori v paro. Pare metanola se kondenzirajo in akumulirajo v uparjalniku.

Ponoči se temperatura kolektorja spusti na sobno temperaturo in aktivirani ogljik ponovno upari metanol skozi uparjalnik. Tekoči metanol v uparjalniku upari in absorbira toploto iz vode, zbrane v ponvi. Ker je adsorpcija proces izolacije toplote, se ponoči ohladi. Tako hladilni adsorpcijski sistem proizvaja hladno ne konstantno.

V tem procesu se lahko uporabi tudi helij. V tem primeru bo lansiranje "sorpcijske črpalke" potekalo pri temperaturi 4 K (-269,15 ° C) in delovalo pri višjih temperaturah. Primer sistema s tako hladilno zmogljivostjo so lahko ohlajevalniki serije Oxford Instruments AST, ki delujejo na mešanico kriogenih snovi. Pare 3 He se črpajo s površine mešanice tekočine 4 He in izotopa 3 He. Pri nizkih temperaturah (ponavadi 3 He se adsorbira na površini aktivnega oglja. Nato cikel poteka pri temperaturi 20-40 K in vrne 3 He v koncentrirano sredstvo tekoče mešanice. Hlajenje poteka v trenutku prehoda 3 He iz tekočine v paro. Če je v sistemu Obstaja več »črpalk«, zagotovljen je stalen pretok plina in s tem konstantno hlajenje, medtem ko se obnavlja ena sorpcijska črpalka, druga pa bo delovala. nizka temperatura 10 mK (0,01 K).

Ponovna aktivacija in izterjava

Ponovna aktivacija ali obnova aktivnega oglja je obnovitev adsorpcijske sposobnosti uporabljenega premoga z desorpcijo absorbiranih snovi s površine.

V industriji je najpogostejša tehnika toplotne reaktivacije. Ta postopek vključuje tri faze:

• Adsorbent sušimo pri temperaturi okoli 105 ° C;
• Desorbirajo in ločijo pri visoki temperaturi (500–900 ° C), v pogojih inertne atmosfere.
• Organski ostanki se prezračujejo z oksidacijskim plinom (para ali ogljikov dioksid) pri visoki temperaturi (800 ° C).

Toplotna redukcija temelji na eksotermni naravi adsorpcije, zaradi katere se izvaja desorpcija, delna razgradnja in polimerizacija adsorbirane organske snovi. Zaključna faza je namenjena odstranjevanju zoglenelih organskih ostankov, nastalih v pore, po predhodni stopnji in čiščenju porozne strukture premoga, obnavljanju prvotnih lastnosti njegove površine. Po tem lahko ponovno uporabimo adsorpcijski stolp. Med tem postopkom gori približno 5-15% mase premoga, s čimer se zmanjša adsorpcijska zmogljivost. Termična reaktivacija je energetsko intenziven proces, zaradi potrebe po visoki temperaturi, zato so potrebni veliki stroški energije in finančni stroški. Rastline, ki se zanašajo na toplotno obnovitev aktivnega oglja, morajo biti dovolj velike, da bi bilo ekonomsko izvedljivo organizirati ta proces v njihovi tovarni. V skladu s tem ni dovolj velikih obratov, zato je treba njihove kolone izrabljenega aktivnega ogljika prenesti v specializirane centre za reaktivacijo, s čimer se povečajo že znatne emisije ogljikovega dioksida.

Aktivni ogljik, ki se uporablja v potrošniških izdelkih, kot so cvrtniki, vodni ali zračni filtri, se lahko podobno reaktivira z uporabo razpoložljivih ogrevalnih naprav (npr. Pečica, žara ali plinski gorilnik). Premog se odstrani iz papirne ali plastične posode, ki se lahko topi ali sežge, in jo segreva, dokler nečistoče ne izhlapijo in / ali sežgejo.

Drugi načini za ponovno aktivacijo

Škoda za okolje in visoki stroški energije, ki nastajajo v procesu toplotnega zmanjšanja aktivnega oglja, služijo kot spodbuda za razvoj alternativnih načinov reaktivacije, ki bi jih zmanjšali. Čeprav so nekatere metode obnove še vedno predmet akademskih raziskav, obstajajo alternative termični reaktivaciji, ki se že uporabljajo v industriji. Trenutno te vključujejo naslednje vrste ponovnega aktiviranja:

• kemična;
• mikrobna;
• elektrokemična;
• ultrazvok;
• mokra oksidacija.