Aktiverade kol

Aktivt eller aktivt kol är ett poröst adsorbent som är tillverkat av organiska material som innehåller kol. Produktionstekniken för aktivt kol är en lång process som består av flera steg. Det aktiverade koladsorbentet är en substans med en mycket porös komposition. Den är tillverkad av en mängd olika organiska material där det finns kol. Ofta produceras aktivt kol från kol, torv (torvkoks), kolkoks, valnöt, kokosnötskal, olivkärnor, aprikos och många andra växter.

klassificering

Aktiv adsorbent är indelad:

• beroende på vilken typ av material från vilket produktionen av aktivt kol tillverkas: trä, kokosnötskal, kol och så vidare;
• till destination: klargörande, gas, kolbärare av katalysatorer med kvaliteter av kemiska sorbenter;
• genom aktiveringsmetoden: ång- och termokemisk metod;
• i form av frisättning: granulerat krossat aktivt kol, pulver, gjutet aktivt kol, extruderat kol (granuler i form av cylindrar) och tyg, som impregneras med kol.

Aktiva kolatomer klassificeras i tre kategorier av porer: mikroporer (från 0,6 till 0,7 nanometer), mesoporer (1,5-100-200 nanometer), makroporer (> 100-200 nanometer). Den första och andra typen av porer anses vara huvudkomponenterna av ytan av aktiva kolatomer. Av denna anledning spelar de en viktig roll i kolens adsorptionsegenskaper. Mikroporer klara sig bra med adsorption av små organiska molekyler och mesoporer - större molekyler.

Den specifika ytan av aktiverat kol beror på porstorleken. Adsorbenten, som har tunnare porer absorberar väl, har till och med en låg koncentration och lite partialtryck av ånga. Den aktiva substansen med breda porer karakteriseras av kapillärkondensation.

Dimensionerna av den specifika absorberande ytan av aktiverat kol och breda porer möjliggör mycket effektivt att använda adsorbenten för effektiv rening av gaser och vätskor från olika typer av föroreningar. Mängden föroreningar som kol äter kan variera från de minsta molekylerna till molekylerna av oljor, petroleumprodukter, fetter, organiska föreningar med klor.

Utrustning för produktion av aktivt kol presenteras inom ett brett område. För att erhålla adsorbenten används speciella ugnar av olika typer och mönster. Oftast använder anläggningen med aktiverad kolv axel, vertikala och horisontella rotationsugnar, flerkammare och fluidiserad bäddreaktorer.

Processsteg

Produktion av kol från material av organiskt ursprung är uppdelat i flera steg. Således innefattar tekniken för aktiverad kolproduktion följande på varandra följande aktiviteter:

1. Karbonatisering. Denna process är en bränning (värmebehandling) av råmaterial i luftfria inerta betingelser med hög temperatur. Efter karbonisering visar det sig - karbonat, det här är kol, vilket har mycket lite adsorptionskvalitet på grund av det lilla inre området och små dimensioner. Karbonisat utsätts för krossning och aktivering för att uppnå en speciell struktur av substansen och en signifikant ökning av adsorptionen.
2. Några ord om förkrossning. Det aktiverade kolet erhållet efter karbonisering måste krossas. Dess initiala dimensioner är 30-150 millimeter, och den effektiva aktiveringen av adsorbenten hämmas på grund av sådana stora fraktioner. Därför krossas karbonizat grundligt till storleken av fraktionerna 4-10 millimeter.
3. Produktionen av aktiverad kol innehåller en aktiveringsprocess, som utförs med hjälp av två grundläggande tekniker:

• Kemisk aktivering för tillverkning av aktivt kol involverar behandling av substanser med salter som producerar en aktiverande gas vid exponering för hög temperatur. Aktivatorn kan vara nitrater, sulfater, karbonater, svavelsyra, fosforsyra eller salpetersyra. Produktionen av aktivt kol med användning av denna metod utförs vid en temperatur av 200 - 650 ° C;
• Gas-ångaktivering utförs exklusivt under strikt kontroll vid en temperatur av 800 till 1000 ° C. I oxidantornas roll vid tidpunkten för ånggasaktivering av kol är vattenånga och koldioxid. Samspelet mellan ånga och kol accelereras med alkalimetalloxider och karbonater. Med tanke på detta tillsätts de periodiskt i små doser till utgångsmaterialet. Kopparföreningar används också som katalysatorer. Att erhålla aktivt kol från karbonizat med ånggastekniken gör det möjligt att erhålla ett kraftfullt adsorbent med en yta på högst 1500 m 2 per gram kol. Det är sant att inte hela området kan användas för absorption, eftersom de stora molekylerna av den adsorberade substansen inte kommer att falla i små porer.

Användning av aktivt kol

Ansökan vid produktion av aktivt kol ökar varje dag. Kolans adsorptionskapacitet gör att du snabbt och effektivt kan rena avloppsvatten och avfallsgaser. Dessutom är det den främsta adsorbenten av radioaktiva gaser och vatten i kärnkraftverk.

Också aktivt kol har funnits på områden som:

• Adsorption av process och dricksvatten;
• Användning inom kemisk industri;
• Återvinning (retur av en del av råvaror eller energi för sekundär användning i samma tekniska förfarande) av lösningsmedel;
• Användning av aktivt kol för medicinska ändamål. Rening av blodet och kroppen som helhet från bakterier, giftiga ämnen;
• För guldbrytning
• Som en kosmetisk produkt för att lätta huden på ansiktet;
• Livsmedelstillsats med berusning;
• För viktminskning och diet (rekommenderas inte av experter).

Om du behöver köpa aktivt kol för att filtrera produktionen av Ryssland, kan du kontakta de specialiserade butikerna för detta eller köpa via internet.

Aktivt kol

Aktivt kol, eller karboaktivitet, är en typ av bearbetad kol som är specklad med små porer som ökar den totala ytan som kan absorbera eller kemiska reaktioner. Aktiverad ersätts ibland med ordet aktivt.

På grund av den höga mikroporositeten har endast ett gram aktivt kol en aktiv yta som överstiger 500 m 2, vilken är etablerad med koldioxidadsorptionsisoterm vid rumstemperatur eller 0 o C. En aktivitetsnivå som är tillräcklig för effektiv användning kan endast erhållas från ett stort område ytan förbättrar emellertid ytterligare kemisk behandling också adsorptionsegenskaperna.

Aktivt kol produceras vanligtvis av kol.

Video om aktiverat kol för viktminskning

Användning av aktivt kol

Aktivt kol används för att rengöra gas, guld, vatten, koffein, extraktmetaller, i reningsverk, medicin, luftfilter, masker och andningsskydd etc.

I industrin används främst aktivt kol inom metallbeläggning. Det används allmänt inom elektropläteringsindustrin. Till exempel, när du rengör lösningen för strålande nickelplätering från organiska föroreningar. Många organiska kemikalier läggs till elektropläteringslösningar för att förbättra deras lagring, liksom för att förbättra egenskaper såsom ljusstyrka, jämnhet, plasticitet etc. I samband med likströmsstrålning och elektrolytiska reaktioner av anodoxidation och katod reduktion skapar organiska tillsatser en oönskade produkt förstörelse i lösning. Deras överdrivna formation kan påverka kvaliteten på beläggningen och de fysikaliska egenskaperna hos den behandlade metallen negativt. Användningen av aktivt kol avlägsnar dessa orenheter och återställer galvaniseringsegenskaperna hos lösningarna till önskad nivå.

Aktivt kol, i ett 50% förhållande med cellit, används som en stationär fas vid kromatografisk separation av kolväten (mono-, di-, trisackarider) och med etanollösning (5-50%) som en mobil fas i analytiska / förberedande protokoll.

Miljöskydd

Aktivt koldioxid kan ta bort förorening från vatten och luft, både inom fält och industriella förhållanden:

• eliminera effekterna av oavsiktliga läckor
• återvinning av grundvatten
• dricksvattenfiltrering;
• luftrening;
• neutralisering av flyktiga organiska föreningar från målning, kemtvätt, bränsleöverföring, etc.

År 2007 inledde Västflanderns universitet (i Belgien) forskning om vattenbehandling för festivaler. En stor anläggning av aktivt kol byggdes på platsen för Dranouter Music Festival, 2008, för att kunna använda denna teknik för vattenrening vid denna festival under de närmaste 20 åren.

Dessutom används aktivt kol ofta för att mäta radonkoncentrationer i luften.

Aktivt kol används för att behandla förgiftning och överdos vid oral intag. Det antas att neutralisera giftet och förhindra dess absorption genom mag-tarmkanalen. I fall av misstänkt förgiftning ger läkare aktivt kol på platsen eller i akutrummet. Dosen är vanligtvis 1 gram per kg kroppsvikt (dvs. ungdomar eller vuxna ges 50-100 g), vanligen tas endast en gång, men beroende på förgiftningen kan det tas mer än en gång. I vissa situationer används aktivt kol i intensivvård, filtrering av blod från skadliga ämnen genom hemosorption. Aktivt kol har blivit att föredra vid behandling av många förgiftningar och andra desinfektioner. Tekniker som att ta emetika eller aspirera innehållet i magen används sällan nu.

Fastän aktivt kol är användbart vid behandling av akut förgiftning, är det inte lika effektivt vid långvarig ackumulering av toxiner, exempelvis efter användning av giftiga herbicider.

• Adsorption av toxiner med kol, för att förhindra deras absorption genom mag-tarmkanalen. Denna adsorption är reversibel, och under förfarandet kan därför inloppet av laxermedel (till exempel sorbitol) tillsättas.
• Detta kommer att störa den enterohepatiska och enteroentera cirkulationen av droger / toxiner och deras metaboliter.

Felaktig användning (t.ex. i lungorna) kan orsaka lungsugning, som ibland kan vara dödlig om den inte behandlas. Användningen av aktivt kol är kontraindicerat vid förgiftning med syror, alkalier eller petroleumprodukter.

För första hjälpen finns aktivt kol i form av tabletter och kapslar.

Accept av aktivt kol till alkoholkonsumtion, minskar absorptionen av etanol i blodet.

Från 5 till 15 mg kol per kg kropp tas samtidigt med 170 ml ren etanol (

350 ml vodka eller 3 liter ljus öl) inom en timme minska alkoholhalten i blodet. Men experiment har redan genomförts och visar att detta inte är fallet, och koncentrationen av alkohol i blodet ökar däremot från användningen av aktivt kol.

Kakor innehållande kol såldes i England i början av 1800-talet, i början som ett botemedel mot uppblåsthet och magproblem.

Tabletter eller kapslar med aktivt kol används i många länder och säljs på apotek utan recept som ett botemedel mot diarré, matsmältningsbesvär och uppblåsthet. Det används också för att förhindra diarré hos cancerpatienter som får irinotekan. Användningen av kol kan störa absorptionen av vissa läkemedel, vilket leder till opålitliga resultat av medicinska tester (till exempel dold blod). Djurfoder som innehåller aktivt kol säljs också.

Studier har utförts på olika typer av aktivt kol, bestämning av deras förmåga att lagra naturgas och vätgas. Poröst material, fungerar som en svamp för olika typer av gas. Gassen lockas till kolens yta, under verkan av van der Waals force. Vissa typer av kol kan hålla upp till 5-10 kJ per mol. Därefter kan gasen desorberas, genom uppvärmning av kolet, och eldas för energi, eller, när det gäller väte, återvinns för användning i en vätebränslecell.

Användningen av aktivt kol är en bra lagringsmetod, eftersom gasen kan uppsamlas vid lågt tryck och upptar mindre volym och massa jämfört med stora cylindrar under tryck. US Department of Energy har identifierat specifika mål som måste uppnås inom forskning och utveckling av nanoporösa kolmaterial. För närvarande kan inte alla dessa mål uppnås, men ett antal institutioner fortsätter att arbeta inom detta område.

Aktiverade kolfilter används vanligtvis för att rengöra luft och gaser från oljedamp, lukt eller andra kolväten. Oftast är filtren utformade enligt principen om 1- och 2-stegs rening, i vilken det aktiverade kolet är i filtermediet. Aktivt kol används också i rymddräkternas primära livsstödsystem. Filter med aktivt kol används för att samla radioaktiva gaser, från punktkokande vatten i reaktorer, med vattenkondensatorer. Luft som är uttömd från kondensatorer innehåller spår av radioaktiva gaser. Stora kulor av aktivt kol adsorberar dessa gaser och behåller dem tills de sönderdelas i icke-radioaktiva fasta delar. Sålunda passerar den filtrerade luften genom filtret, och de fasta partiklarna kvarstår i den.

Aktivt kol, vanligtvis används i organisk kemi, för rengöring av rekryteringslösningar som innehåller oönskade föroreningar.

Rening av destillerade alkoholhaltiga drycker

Aktivt kol kan användas för att filtrera vodka eller whisky från organiska föroreningar som påverkar färg, smak och lukt. Passerar organiskt obehandlad vodka genom ett aktivt kolfilter, vid ett visst tryck, ger vodka med en identisk alkoholisk komposition och organiskt renad vilket positivt påverkar lukten och smaken.

Kvicksilveravlägsnande

Aktivt kol, vanligtvis impregnerat med jod eller svavel, används i stor utsträckning för att städa upp kvicksilverutsläpp från koleldade kraftverk, krematorier och naturgaskällor. Priset för sådant speciellt kol är mer än 4 USD per kg. Det kan inte heller återanvändas.

Användning av adsorberat kvicksilver

Kasseringen av kol fylld med kvicksilver är ett problem. Om aktivt kol innehåller mindre än 260 kvicksilver, tillåter förbundstjänsten att begrava den, förutsatt att den är förpackad (till exempel häll kol till cement). Men om nivån är över 260, klassificeras kol som hög i kvicksilver, och det är förbjudet att begrava det. Sådant material, som nu lagras i djupa övergivna gruvor, 1000t per år.

Problemet med bortskaffande av aktivt kol innehållande kvicksilver är inte bara relevant för Förenta staterna. I Nederländerna är sådan kvicksilver helt återställd, och aktivt kol är helt bränt.

Aktiv koldioxidproduktion

Aktivt kol bildas av kolrika material. Dessa inkluderar: nötskal, torv, trä, kokosnötfibrer, brunkol, kol och oljeraffinering. Den kan erhållas på ett av följande sätt:

1. Fysisk reaktivering: råmaterialet omvandlas till aktivt kol med hjälp av gaser. Denna process använder vanligtvis en eller en kombination av flera förfaranden:
   • Karbonisering: Det kolinnehållande materialet pyrolyseras vid en temperatur av 600-900 ° C och frånvaron av syre (vanligtvis i en inert atmosfär med gaser såsom argon eller kväve)
   • Aktivering / Oxidering: Start- eller kolsyrade material placeras i en oxiderande gasformig miljö (koldioxid, syre eller ånga) vid en temperatur över 250 (vanligtvis temperaturen ligger inom intervallet 600-1200 o C).
2. Kemisk aktivering: föregår karbonisering och impregnerar utgångsmaterialen med vissa kemikalier. Sådana ämnen är vanligtvis syror, alkalier eller salter (fosforsyra, kalium och natriumhydroxider, kalciumklorid och 25% zinkklorid). Därefter karboniseras det resulterande materialet vid lägre temperaturer (450-900 ° C). Man tror att processerna för karbonisering / aktivering, bäst utförs samtidigt med kemisk aktivering. Kemisk aktivering är att föredra för fysisk aktivering, på grund av lägre temperatur och mindre tid som behövs för att aktivera råvarorna.

klassificering

Aktivt kol är en komplex produkt, det är svårt att klassificera det baserat på dess beteende, ytans natur och produktionsmetod. Vissa generella klassificeringar gjorda för en gemensam användning baseras dock på produktens fysiska egenskaper.

Pulveriserat aktivt kol

Aktivt kol har traditionellt gjorts i form av pulver eller små granuler, med en medeldiameter av 0,15-0,25 mm. I denna form representerar de en stor yta i ett volymförhållande med en liten tjocklek av diffusionsskiktet. Pulveriserat aktivt kol består av krossade eller malda kolpartiklar, 95-100% av vilka passerar genom en speciell sil. Granulerat aktivt kol anses vara det som kvarstår i sikten med öppningar med en diameter av 0,297 mm, medan mindre partiklar anses vara pulver. Enligt klassificeringen av ASTM (American Society for Testing Materials) motsvarar storleken av granuler sig med sikt med öppningar av 0,177 mm. Pulveriserat aktivt kol används vanligtvis inte i speciella slutna system på grund av stora tryckförluster. Sådant kol tillsätts som regel direkt till andra behandlade enheter när de arbetar med dem, till exempel vid råvattenintag, liksom i rengöringsmedel och septiktankar.

Granulärt aktivt kol har en relativt stor partikelstorlek jämfört med pulveriserat aktivt kol, så det har en mindre yttre yta i förhållande till den totala volymen. Följaktligen är diffusionen av den absorberade substansen en viktig faktor vid användning av den. Denna typ av kol föredras för absorption av ångor och gaser på grund av deras höga diffusionshastighet.

Granulära kol används för att rena vatten, deodorera luft och separata komponenter i strömmande system. Granulärt aktivt kol kan vara i form av granuler eller strängsprutning av olika storlekar och användningar. För vätskor används kol med en storlek av 8 × 20; 20 × 40; 8 × 30 och för filtrering av ånga 4 × 6; 4 × 8 eller 4 × 10.

Kol 20 × 40 kommer att vara de partiklar som passerar genom en sikta med öppningar på 0,82 mm, men kommer att förbli i sikten med öppningar på 0,42 mm. För filtrering av vätskor används granulärt aktivt kol 12 × 40 och 8 × 30 oftast på grund av den goda balansen mellan storlek, yta och tryckförlust under användning.

Extruderat aktivt kol

Extruderat aktivt kol består av pulveriserat aktivt kol och ett bindemedel, som blandas och extruderas i de cylindriska blocken av aktivt kol med en diameter av 0,8-130 mm. De används främst i gasformiga miljöer, på grund av deras lågtryckseffekter, låg dammhalt och hög mekanisk hållfasthet. De är dock också lämpliga för vattenreningsprocedurer.

Bollaktiverat kol framställs av rester från oljeraffinering, den har en diameter av ca 0,35-0,80 mm. Precis som granulärt, minskar inte trycket, den har hög hållfasthet och lågt damminnehåll, medan den har en mindre storlek. Kolens sfäriska form gör sin användning föredragen i flytande media, exempelvis vid filtrering av en ström av vatten.

Impregnerat aktivt kol

Poröst kol innehållande flera typer av oorganiska fyllmedel, såsom jod, silver, katjoner Al, Mn, Zn, Fe, Li, Ca, är förberedd för speciell luftrening, särskilt i museer och gallerier. På grund av dess antibakteriella egenskaper används aktivt kol, mättat med silver, som ett adsorbent för rening av hushållsavloppsvatten. Dricksvatten kan erhållas från vanligt vatten, genom att behandla det med en blandning av aktivt kol och Al (OH)₃, agerar som en koagulant. Impregnerat kol används också för att adsorbera H₂S och tioler. H Absorptionshastighet₂S når 50% av vikten av kol som används.

Kol med polymerbeläggning

I produktionsprocessen beläggs poröst kol med biopolymer för att ge den en slät och permeabel beläggning som inte blockerar porerna. Detta kol används vid genomförande av hemoperfusion. Hemoperfusion är en behandlingsmetod där stora volymer av patientens blod passerar genom ett adsorbent för att avlägsna giftiga ämnen från blodet.

Aktivt kol finns även i speciella former som tyger och trådar. Till exempel används kolduk i personlig skyddsutrustning för militär personal.

Egenskaper för aktivt kol

Ett gram aktivt kol kan vara mer än 500m 2 (det är redan möjligt att nå ett område på 1500m 2). I speciella fall används kol aerogeler, vilka är dyrare och har en ännu större yttre yta.

Tack vare sin porösa struktur har aktivt kol en stor yttre yta. Mikroporer skapar utmärkta betingelser för absorption, eftersom substansen interagerar omedelbart med hela kolens yta. Testning av adsorptionens beteende, som vanligtvis utföres med kväve vid en temperatur av 77K (-196,15 o C) i en högvakuummiljö, men i vardagliga förhållanden har aktivt kol ekvivalent effektivitet när den adsorberas från miljön eller till exempel vatten från ånga vid 100 ° C och ett tryck av 0,0001 atmosfär.

James Dewar, en forskare som namnges efter ett Dewar-fartyg (termos), ägnade mycket tid på att studera aktivt kol och publicerade en artikel om dess absorptionsförmåga för gaser. Han fann i detta arbete att kylkol med flytande kväve gör det möjligt att absorbera betydande mängder olika gaser, och att det är möjligt att extrahera dem, helt enkelt genom att uppvärma kolet, och att kol som produceras från kokosnöt har de bästa egenskaperna. Som exempel använde han syre. I detta experiment adsorberar det aktiverade kolet gas från luften vid sin typiska koncentration (21%) under normala förhållanden och om det aktiverade kolet förkyldes, då det frisattes, ökade kolet syrekoncentrationen till 80%.

Aktivt kol innehåller fysikaliskt partiklar på grund av van der Waals kraft eller dispersiv kraft.

Inte så effektivt aktiverat kol kvarhåller ett antal kemikalier, såsom alkohol, glykol, starka syror och alkalier, metaller och de flesta oorganiska ämnen, såsom litium, soda, järn, arsenik, bly, borsyra eller fluor.

Aktivt kol absorberar jod rimligt bra, och faktiskt används jodtalet i mg / g för att bestämma den totala ytan.

Kolmonoxid absorberas dåligt av aktivt kol. Speciellt bör detta beaktas av dem som är involverade i tillverkningen av andningsskydd, rökutblåsningsanordningar eller andra luftreningssystem, eftersom Denna gas är giftig och människor kan inte känna det.

En lista över gaser som genereras av produktion eller jordbruksarbete och absorberas av aktivt kol finns på Internet.

Aktivt kol kan användas som substrat för användning med olika kemikalier för att förbättra absorptionen. Exempelvis är oorganiska (eller problematiska organiska) föreningar, såsom vätesulfid (H₂S), formaldehyd (HCOH), ammoniak (NH₃), jod-131 (131 I) radioisotoper och kvicksilver (Hg). Denna egenskap är känd som kemisorption.

Företrädesvis adsorberar kol små molekyler. Jodtal är den mest grundläggande indikatorn som används för att karakterisera effektiviteten hos aktivt kol. Det är en indikator på aktivitetsnivån (desto högre indikator är desto större aktivitet), vanligtvis uttryckt i mg / g (värdet är vanligtvis inom intervallet 500-1200 mg / g). Det används också för att bestämma volymen mikroporer av aktivt kol (från 0 till 20 A eller upp till 2 nm) genom att absorbera jod från lösningen. Sådana värden kommer att motsvara sådana parametrar i koltäckningsområdet som 900-100 m2 / g. Sådana indikatorer används vid användning i vattenmiljön.

Jodtalet bestäms på basis av ett milligram jod absorberat av ett gram kol, under förutsättning att koncentrationen av lösningen når 2%. Således är jodvärdet mängden jod som absorberas av porerna eller karakteristiken för den volym som är tillgänglig för absorption av porerna av aktivt kol. Kol som används för vattenrening har i regel ett jodtal i intervallet 600-1100. Ofta används denna parameter för att bestämma graden av uttömning av kolet som används. I det här fallet bör denna indikator behandlas med försiktighet, eftersom kemisk interaktion med adsorbatet kan påverka absorptionen av jod och ge felaktiga resultat. Vid beräkningen av graden av försämring av kol rekommenderas därför endast jodtalet om adsorbatet inte har utsatts för kemiska attacker och det finns också verifierade data om jodtalets ömsesidiga beroende och grad av försämring vid användning i en viss miljö.

Vissa kol är mer anpassade för adsorption av stora molekyler. Melassantalet är en indikator på volymen mesoporer av aktivt kol (mer än 20 A eller 2 nm), upprättad genom adsorption av mellas (tjock sirap) från lösning. Det stora värdet av denna indikator indikerar en hög grad av adsorption av stora molekyler (indikatorn är inom 95-600). Blekindexet för melass motsvarar melass. Absorptionseffektiviteten för melass uttrycks som en procentandel (från 40% till 185%) och motsvarar melassantalet (425 = 85%, 600 = 185%). Europeiska melassnummer (525-110) är omvänt proportionellt mot amerikanerna.

Molassor är ett mått på graden av missfärgning av en standardmassasslösning framställd för testning av aktivt kol. På grund av den stora storleken av färgpartiklarna återspeglar melassantalet den potentiella volymen som är tillgänglig för adsorption av större föreningar. Eftersom hela porvolymen under rening av vatten inte är tillgänglig för adsorption vid varje speciell applikation, liksom vissa av adsorbatet kan falla i mindre porer, ger denna indikator inte noggranna data om egenskaperna hos ett särskilt aktivt kol. Vanligtvis är denna indikator användbar vid bedömningen av adsorptionsgraden av partiklar av aktivt kol. Av de två kolarna, med samma mängd adsorption, kommer en som har ett större melasstal vanligen att ha stora porstorlekar, och på grund av detta kommer adsorbatet bättre att falla in i adsorberingsutrymmet.

Tanniner är en kombination av stora och medelstora molekyler. Kolkombinerande mikroporer och mesoporor adsorberar tanniner. Kolkans förmåga att adsorbera tanniner mäts i ppm (vanligen inom intervallet 200 2 - 362).

Methylenblåfärgämne

Vissa typer av kol har mesopor (20A-50A / 2-5nm), vilka adsorberar medelstora molekyler, såsom blått metylenfärgämne. Blå metylenadsorption mäts i g / 100 g (vanligtvis inom området 11-28 g / 100 g)

Vissa typer av aktivt kol beräknas på grundval av den tid som krävs för deklorering, vilket mäter deras klorborttagningseffektivitet. Den tid som krävs för att minska mängden klor i vattenflödet från 5 ‰ till 3,5 beräknas. Mindre tid betyder bättre prestanda.

Stor densitet ger en större adsorptionsmängd och betyder vanligtvis bättre kvalitet aktivt kol.

Detta är en indikator på resistansen hos aktivt kol att bära. Det är viktigt att upprätthålla ett arbetsförhållande och förmågan att motstå friktionskraften som uppträder när den utsätts för vattentryck etc. Beroende på aktivitetsnivå och material från vilket aktivt kol är gjort, skiljer det sig mycket från styrkan.

Damm minskar kolens totala aktivitet och minskar också rengöringseffektiviteten. Metalloxider (Fe₂O₃) kan lakas från det aktiverade kolet, vilket leder till missfärgning. Vatten / syrelösligt damm har störst effekt jämfört med andra dammtyper. Lösligt damm kan vara viktigt för akvarier, som järnoxid främjar algtillväxt. Kol med lågt innehåll av lösligt damm bör användas för att rena vatten för marina, sötvattenfiskar och koraller för att undvika tungmetallförgiftning och överdriven algtillväxt.

Koltetrakloridaktivitet

Permeabilitetsmätningen av aktiverat kol framställes genom adsorption av ånga mättad med koltetraklorid.

Partikelstorleksfördelning

Ju mindre partiklarna av aktivt kol, desto bättre är åtkomsten till dess yta och desto snabbare är adsorptionens kinetik. Man måste emellertid komma ihåg att mindre partiklar när de används i en ångmiljö kommer att minska trycket i systemet starkare, vilket leder till en ökning av energikostnaderna. En noggrann inställning till storleken på de använda partiklarna kan vara mycket fördelaktigt.

Exempel på aktiverad koladsorption

Den vanligaste formen av kemisk adsorption i industrin. Används när en fast katalysator samverkar med ett gasformigt material, reagenser. Adsorption av reagenset till katalysatorytan bildar en kemisk bindning, förändrar elektrondensiteten runt reagensmolekylen och möjliggör reaktioner som är omöjliga under normala förhållanden.

Cykelns kylningsadsorption utförs genom adsorption av kylgasen med ett adsorbent vid lågt tryck och efterföljande desorption vid upphettning. Adsorbenten spelar rollen som en "kemisk kompressor" som styrs av värme, och ur denna synvinkel är systemet "pump". Den består av en solfångare, en kondensor eller värmeväxlare och en förångare placerad i en kylkammare. Insamlarens insida är fodrad med en absorberande beläggning av aktivt kol impregnerat med metanol. Kylfacket är förseglat och fyllt med vatten. Aktivt kol kan adsorbera mycket metanolånga vid vanlig temperatur och desorbera dem vid en högre temperatur (vid ca 100 ° C). På dagtid faller solens strålar på uppsamlaren, värmer den och metanolen i det aktiverade kolet desorberas. Under desorptionsprocessen upphettas flytande metanol, som absorberas av kolet, och omvandlas till ånga. Metanolångan kondenseras och ackumuleras i förångaren.

På natten sjunker kollektorens temperatur till omgivande temperatur och det aktiverade kolet adsorberar metanol genom förångaren. Den flytande metanolen i förångaren indunstas och absorberar värme från vattnet uppsamlat i pannan. Eftersom adsorption är processen att isolera värme, kyls samlaren effektivt på natten. Kyladsorptionssystemet producerar således inte kallt konstant.

Helium kan också användas i denna process. I detta fall kommer lanseringen av "sorptionspumpen" att ligga vid en temperatur av 4 K (-269,15 ° C) och arbeta vid högre temperaturer. Ett exempel på ett system med en sådan kylkapacitet kan vara Oxford Instruments AST-serie kylare som verkar på en blandning av kryogena substanser. 3-ångången pumpas från ytan av en blandning av flytande 4 He och 3 He-isotopen. Vid låga temperaturer (vanligen 3 adsorberas på ytan av aktivt kol. Därefter sker cykeln vid en temperatur av 20-40 K och returnerar 3 He till det koncentrerade mediet i vätskeblandningen. Kylning sker vid övergångsperioden 3 Han från vätska till ånga. Det finns flera "pumpar", ett kontinuerligt flöde av gas säkerställs och därför konstant kylning. Medan en sorptionspump återställs, kommer den andra att fungera. Ett sådant system, som består av endast några element, stöder en låg temperatur av 10 mK (0,01 K).

Reaktivering och återhämtning

Reaktivering eller återställning av aktivt kol är att återställa adsorberingsförmågan hos det använda kolet genom desorption av absorberade ämnen från dess yta.

I industrin, den vanligaste tekniken för termisk reaktivering. Denna process omfattar tre steg:

• Adsorbenten torkas vid en temperatur av ca 105 ° C;
• De desorberas och separeras vid hög temperatur (500-900 ° C) under betingelser med inert atmosfär.
• Organiska rester luftas med en oxiderande gas (ånga eller koldioxid) vid hög temperatur (800 ° C).

Termisk reduktion baseras på den exoterma karaktären av adsorption, på grund av vilken desorption, partiell sönderdelning och polymerisation av adsorberad organisk substans utförs. Det slutliga steget syftar till att avlägsna kollade organiska rester bildade i porerna efter det föregående steget och rengöra kolens porösa struktur, vilket återställer de ursprungliga egenskaperna hos dess yta. Efter detta kan adsorptionstornet användas igen. Under detta förfarande förbränns cirka 5-15% av kolens vikt, vilket reducerar adsorptionskapaciteten. Termisk reaktivering är en energiintensiv process, på grund av behovet av att använda hög temperatur, så stora energi- och finansiella kostnader krävs. Växter som är beroende av termisk återvinning av aktivt kol bör vara tillräckligt stora för att göra det ekonomiskt möjligt att organisera denna process i sin växt. Följaktligen är inte tillräckligt stora växter, det är nödvändigt att ta sina kolonner av använt aktivt kol till specialiserade centra för reaktivering, vilket ökar de redan signifikanta utsläppen av koldioxid.

Aktivt kol som används i konsumentprodukter, som friterare, vatten eller luftfilter, kan likaså reaktiveras med hjälp av tillgängliga uppvärmningsanordningar (till exempel en ugn, en grillbröd eller en gasbrännare). Kolet avlägsnas från pappers- eller plastbehållaren, som kan smälta eller bränna och värma tills föroreningarna avdunstas och / eller bränns.

Andra sätt att återaktivera

Skada för miljön och höga energikostnader som uppstår vid termisk reduktion av aktivt kol, tjänar som ett incitament att utveckla alternativa reaktiveringsmetoder som skulle minska dem. Även om vissa restaureringsmetoder förblir föremål för akademisk forskning finns det alternativ till termisk reaktivering som redan används inom industrin. För närvarande omfattar dessa följande typer av reaktivering:

• kemikalie;
• mikrobiell;
• elektrokemisk;
• ultraljud;
• våt oxidation.