Aktiverte karboner

Aktiv eller aktivert karbon er et porøst adsorbent som er laget av organiske materialer som inneholder karbon. Produksjonsteknologien av aktivert karbon er en lang prosess som består av flere stadier. Det aktiverte karbonadsorbent er et stoff med en meget porøs sammensetning. Den er produsert av en rekke organiske materialer der det er kull. Ofte er aktivert karbon produsert av trekull, torv (torvkoks), kullkoks, valnøtt, kokosnøtteskall, olivenkjerner, aprikos og mange andre planter.

klassifisering

Aktiv adsorbent er delt inn:

• i henhold til hvilken type materiale som produseres av aktivert karbon: tre, kokosnøttskjell, kull og så videre;
• til destinasjon: klargjøre, gass, karbon bærere av katalysatorer med kvaliteter av kjemiske sorbenter;
• ved aktiveringsmetoden: damp og termokjemisk metode;
• i form av frigjøring: granulert (knust) aktivert karbon, pulver, støpt aktivt karbon, ekstrudert kull (granulat i form av sylindre) og tekstil, som er impregnert med kull.

Aktiverte karboner er klassifisert i tre kategorier av porene: mikroporer (fra 0,6 til 0,7 nanometer), mesoporer (1,5-100-200 nanometer), makroporer (> 100-200 nanometer). Den første og andre type porene anses å være hovedkomponentene i overflaten av aktive karboner. Av denne grunn spiller de en viktig rolle i kullets adsorpsjonsegenskaper. Mikroporer klare seg bra med adsorpsjon av små organiske molekyler, og mesoporer - større molekyler.

Det bestemte overflatearealet av aktivert karbon avhenger av porestørrelsen. Adsorbenten, som har tynnere porer, absorberer godt, har til og med en lav konsentrasjon og lite partielt trykk av damp. Det aktive stoffet med brede porer karakteriseres av kapillær kondensering.

Dimensjonene av den spesifikke absorberende overflate av aktivert karbon og brede porer gjør det veldig effektivt å bruke adsorbenten for effektiv rensing av gasser og væsker fra forskjellige typer urenheter. Mengden urenheter som kull spiser kan variere fra de minste molekylene til molekylene av oljer, petroleumsprodukter, fettstoffer, organiske forbindelser med klor.

Utstyr for produksjon av aktivert karbon er presentert i et bredt spekter. For å få adsorbenten brukt spesielle ovner av forskjellige typer og design. Ofte bruker anlegget med aktivert karbon aksel, vertikale og horisontale rotasjonsovner, flertallsovner og fluidiserte sengen reaktorer.

Prosess trinn

Produksjon av kull fra materialer av organisk opprinnelse er delt inn i flere stadier. Så inkluderer teknologien for aktivert karbonproduksjon følgende suksessive aktiviteter:

1. Karbonatisering. Denne prosessen er en avfyring (varmebehandling) av råmaterialer i luftfrie inerte forhold ved høy temperatur. Etter karbonisering viser det seg - karbonisat, dette er kull, som har svært lite adsorpsjonskvalitet på grunn av det lille indre området og små dimensjoner. Karbonisat er gjenstand for knusing og aktivering, for å oppnå en spesiell struktur av stoffet og en signifikant økning i adsorpsjon.
2. Noen ord om pre-crushing. Det aktiverte karbon oppnådd etter karbonisering må knuses. Dens innledende dimensjoner er 30-150 millimeter, og effektiv aktivering av adsorbenten hindres på grunn av slike store fraksjoner. Derfor krosses karbonizat grundig til størrelsen på fraksjonene på 4-10 millimeter.
3. Den aktiverte karbonproduksjonslinjen inkluderer en aktiveringsprosess, som utføres ved hjelp av to grunnleggende teknikker:

• Kjemisk aktivering for fremstilling av aktivert karbon innebærer behandling av stoffer med salter som produserer en aktiviserende gass når de utsettes for høy temperatur. Aktivatoren kan være nitrater, sulfater, karbonater, svovelsyre, fosforsyre eller salpetersyre. Produksjonen av aktivert karbon ved anvendelse av denne fremgangsmåte utføres ved en temperatur på 200 - 650 ° C;
• Gassdampaktivering utføres utelukkende under streng kontroll ved en temperatur på 800 til 1000 ° C. I rollen av oksydasjonsmidler ved dampgassaktivering av kull er vanndamp og karbondioksid. Samspillet mellom damp og karbon blir akselerert med alkalimetalloksider og karbonater. Gitt dette, blir de periodisk tilsatt i små doser til utgangsmaterialet. Kobberforbindelser brukes også som katalysatorer. Å skaffe aktivt karbon fra karbonisat ved hjelp av dampgass-teknikken gjør det mulig å oppnå et kraftig adsorbent med et overflateareal på maksimalt 1500 m 2 pr. Gram kull. Sann, ikke hele området kan brukes til absorpsjon, fordi de store molekylene av det adsorberte stoffet ikke vil falle i små porer.

Bruk av aktivt karbon

Søknad i produksjon av aktivert karbon får fart i hver dag. Kullets adsorpsjonskapasitet gjør at du raskt og effektivt kan rense avløpsvann og avfallsgasser. I tillegg er det den viktigste adsorbenten av radioaktive gasser og farvann i atomkraftverk.

Også aktivert karbon har funnet søknad på områder som:

• Adsorbsjon av prosess og drikkevann;
• Bruk i kjemisk industri;
• Gjenvinning (retur av en del av råvarer eller energi til annen bruk i samme teknologiske prosedyre) av løsningsmidler;
• Bruk av aktivt karbon til medisinske formål. Rensing av blodet og kroppen som helhet fra bakterier, giftige stoffer;
• For gullgruvedrift;
• Som et kosmetisk produkt for å lette huden på ansiktet;
• Matadditiv med beruselse;
• For vekttap og kosthold (anbefales ikke av eksperter).

Hvis du trenger å kjøpe aktivert karbon for å filtrere produksjonen av Russland, kan du kontakte de spesialiserte butikkene for dette eller foreta et kjøp via Internett.

Aktivert karbon

Aktivert karbon eller karboaktivitet er en type bearbeidet kull flekket med små porer som øker den totale overflaten som er i stand til å absorbere eller kjemiske reaksjoner. Aktivert er noen ganger erstattet med ordet aktivt.

På grunn av den høye mikroporøsiteten har bare ett gram aktivert karbon en aktiv overflate som overstiger 500 m 2, som er etablert ved bruk av karbondioksydadsorpsjonsisoterm ved romtemperatur eller 0 oC. Et aktivitetsnivå som er tilstrekkelig for effektiv bruk, kan bare oppnås fra et stort område overflaten, men ytterligere kjemisk behandling forbedrer også adsorpsjonsegenskapene.

Aktivert karbon produseres vanligvis fra trekull.

Video om aktivert karbon for vekttap

Bruk av aktivert karbon

Aktivt karbon brukes til å rense gass, gull, vann, koffein, ekstraktmetaller, i vannbehandlingsanlegg, medisin, luftfiltre, masker og åndedrettsvern mv.

I industrien brukes hovedsakelig aktivert karbon innen metallbelegg. Det er mye brukt i galvaniseringsindustrien. For eksempel når du rengjør løsningen for strålende nikkelbelegging fra organiske urenheter. Mange organiske kjemikalier legges til elektroplateringsløsninger, for å forbedre lagringen, samt for å forbedre egenskaper som lysstyrke, glatthet, plastisitet etc. På grunn av gjennomstrømningen av likestrøm og elektrolytiske reaksjoner av anodisk oksidasjon og katodisk reduksjon, oppretter organiske additiver et uønsket produkt ødeleggelse i løsning. Deres overdreven formasjon kan påvirke kvaliteten på belegget og de fysiske egenskapene til det behandlede metallet negativt. Bruk av aktivert karbon fjerner disse urenheter og gjenoppretter galvaniseringsegenskapene til løsningene til ønsket nivå.

Aktivert karbon, i 50% forhold med cellitt, brukes som en stasjonær fase, ved kromatografisk separasjon av hydrokarboner (mono-, di-, trisakkarider) og med etanoloppløsning (5-50%) som en mobil fase i analytiske / forberedende protokoller.

Miljøvern

Aktivt karbon er i stand til å fjerne forurensning fra vann og luft, både i felt og i industrielle forhold:

• eliminere effektene av utilsiktede lekkasjer
• grunnvann gjenvinning;
• drikkevann filtrering;
• luftrensing;
• nøytralisering av flyktige organiske forbindelser fra maling, renseri, drivstoffoverføring, etc.

I 2007 begynte Universitetet i Vest-Flandern (i Belgia) forskning på vannbehandling for festivaler. Et stort anlegg med aktivert karbon ble bygget på Dranouter Music Festival, i 2008, for å kunne bruke denne teknologien for vannrensing, på denne festivalen, for de neste 20 årene.

Også aktivert karbon brukes ofte til å måle radonkonsentrasjoner i luften.

Aktivt karbon brukes til å behandle forgiftning og overdose ved oral inntak. Det antas å nøytralisere giftet og forhindre dets absorpsjon av mage-tarmkanalen. I tilfelle mistenkt forgiftning gir legene aktivert karbon på stedet eller i beredskapsrommet. Dosen er vanligvis 1 gram per kilo kroppsvekt (dvs. ungdommer eller voksne får 50-100g), vanligvis tatt bare én gang, men avhengig av forgiftningen, kan den tas mer enn en gang. I noen situasjoner brukes aktivt karbon i intensiv omsorg, og filtrerer blod fra skadelige stoffer ved hemosorpsjon. Aktivt karbon har blitt foretrukket i behandlingen av mange forgiftninger og andre desinfeksjoner. Teknikker som å ta emetikk eller aspirere innholdet i magen blir sjelden brukt nå.

Selv om aktivert karbon er nyttig ved behandling av akutt forgiftning, er det ikke så effektivt ved langvarig opphopning av toksiner, for eksempel etter bruk av giftige herbicider.

• Adsorbsjon av toksiner med kull, for å forhindre deres absorpsjon i mage-tarmkanalen. Denne adsorpsjonen er reversibel, og derfor kan inntaket av avføringsmidler (for eksempel sorbitol) i løpet av prosedyren tilsettes.
• Dette vil forstyrre den enterohepatiske og enteroenteriske sirkulasjonen av legemidler / toksiner og deres metabolitt.

Feil bruk (f.eks. I lungene) kan forårsake lungesuging, noe som noen ganger kan være dødelig hvis ikke behandlet. Bruk av aktivert karbon er kontraindisert ved forgiftning med syrer, alkalier eller petroleumsprodukter.

For førstehjelp er det aktivt kull i form av tabletter og kapsler.

Godkjennelse av aktivert karbon til alkoholforbruk, reduserer absorpsjon av etanol i blodet.

Fra 5 til 15 mg kull per kilo av kroppen, tatt samtidig med 170 ml rent etanol (

350 ml vodka eller 3 liter lys øl) innen en time redusere alkoholinnholdet i blodet. Imidlertid er det allerede utført eksperimenter som viser at dette ikke er tilfelle, og konsentrasjonen av alkohol i blodet tvert imot økte fra bruk av aktivert karbon.

Cookies som inneholder kull ble solgt i England tidlig på 1800-tallet, først som et middel for oppblåsthet og mageproblemer.

Tabletter eller kapsler med aktivt kull brukes i mange land, og dispenseres på apotek uten resept, som et middel mot diaré, mageforstyrrelser og tverrhet. Det brukes også til å forhindre diaré hos kreftpasienter som får irinotecan. Bruken av kull kan forstyrre absorpsjonen av visse stoffer, noe som fører til upålitelige resultater av medisinske tester (for eksempel skjult blod). Dyrefoder som inneholder aktivt kull, selges også.

Studier har blitt utført på ulike typer aktivert karbon, og bestemmer deres evne til å lagre naturgass og hydrogengass. Porøst materiale, fungerer som en svamp for ulike typer gass. Gassen er tiltrukket av overflaten av kullet, i henhold til van der Waals-kraften. Noen typer kull kan holde opp til 5-10 kJ per mol. Derefter kan gassen desorberes ved oppvarming av kullet og brann for energi, eller, når det gjelder hydrogen, gjenvinnes for bruk i en hydrogenbrenselcelle.

Bruk av aktivert karbon er en god lagringsmetode, fordi gassen kan samles ved lavt trykk og tar opp mindre volum og masse sammenlignet med store sylindere under trykk. Det amerikanske departementet for energi har identifisert spesifikke mål som må oppnås innen forskning og utvikling av nanoporøse karbonmaterialer. For øyeblikket kan ikke alle disse målene oppnås, men en rekke institusjoner fortsetter å jobbe på dette området.

Aktiverte karbonfiltre brukes ofte til å rense luft og gasser fra oljedamp, lukt eller andre hydrokarboner. Ofte er filtene konstruert i henhold til prinsippet om 1- og 2-trinns rensing, der det aktiverte karbon er i filtermediet. Aktivert karbon brukes også i de primære livsstøttesystemene til romdrag. Filtre med aktivert karbon brukes til å samle radioaktive gasser, fra punktkoking vann i reaktorer, med vannkondensatorer. Luft uttømt fra kondensatorer inneholder spor av radioaktive gasser. Store baller med aktivert karbon absorberer disse gassene og beholder dem til de brytes ned i ikke-radioaktive faste deler. Dermed passerer den filtrerte luften gjennom filteret, og de faste partikler forblir i det.

Aktivt karbon, som vanligvis brukes i organisk kjemi, for rengjøring av rekrutteringsløsninger som inneholder uønskede urenheter.

Rensing av destillert alkoholholdige drikkevarer

Aktivt karbon kan brukes til å filtrere vodka eller whisky fra organiske urenheter som påvirker farge, smak og lukt. Passerer organisk ubehandlet vodka gjennom et aktivert karbonfilter, ved et bestemt trykk, vil gi vodka med en identisk alkoholisk sammensetning og organisk renset, hvilket positivt påvirker lukten og smaken.

Fjernelse av kvikksølv

Aktivert karbon, vanligvis impregnert med jod eller svovel, brukes i stor grad til å rydde opp kvikksølvutslipp fra kullkraftverk, krematorier og naturgasskilder. Prisen for slike spesielle kull er mer enn $ 4 US per kg. Det kan heller ikke gjenbrukes.

Bruk av adsorbert kvikksølv

Avhending av kull fylt med kvikksølv er et problem. Hvis aktivert karbon inneholder mindre enn 260 kvikksølv, tillater den føderale tjenesten å begrave den, forutsatt at den er pakket (for eksempel, hell kull i sement). Men hvis nivået er over 260, blir kull klassifisert som høy i kvikksølv, og det er forbudt å begrave det. Slike materialer, nå lagret i dype, forlatte gruver, 1000t per år.

Problemet med bortskaffelse av kvikksølv inneholdende karbon er ikke bare relevant for USA. I Nederland er slik kvikksølv fullstendig restaurert, og aktivert trekull er fullstendig brent.

Aktivert karbonproduksjon

Aktivt karbon er produsert av karbonrike materialer. Disse inkluderer: nøtteskall, torv, tre, kokosfibre, brunkul, kull og olje raffineringsrester. Den kan fås på en av følgende måter:

1. Fysisk reaktivering: Råmaterialet omdannes til aktivert karbon ved hjelp av gasser. Denne prosessen bruker vanligvis en eller en kombinasjon av flere prosedyrer:
   • Karbonisering: Det karbonholdige materialet pyrolyseres ved en temperatur på 600-900 o C og fraværet av oksygen (vanligvis i en inert atmosfære med gasser som argon eller nitrogen)
   • Aktivering / oksydasjon: Start- eller karbonisert materiale plasseres i et oksiderende gassformet miljø (karbondioksid, oksygen eller damp) ved en temperatur over 250 (vanligvis temperaturen ligger i området 600-1200 o C).
2. Kjemisk aktivering: Forekommer karbonisering og impregnerer utgangsmaterialene med visse kjemikalier. Slike stoffer er vanligvis syrer, alkalier eller salter (fosforsyre, kalium og natriumhydroksider, kalsiumklorid og 25% sinkklorid). Deretter blir det resulterende materiale karbonisert ved lavere temperaturer (450-900 oC). Det antas at karboniseringsprosessene / aktiveringen, det utføres best samtidig med kjemisk aktivering. Kjemisk aktivering foretrekker fysisk aktivering, på grunn av lavere temperatur og mindre tid for å aktivere råmaterialene.

klassifisering

Aktivt karbon er et komplekst produkt, det er vanskelig å klassifisere det basert på dets oppførsel, overflatenes natur og produksjonsmetoden. Imidlertid er noen generelle klassifiseringer laget for en felles formål basert på produktets fysiske egenskaper.

Pulverisert aktivert karbon

Aktivert karbon har tradisjonelt vært laget i form av pulver eller små granulater, med en gjennomsnittlig diameter på 0,15-0,25 mm. I denne formen representerer de en stor overflate i et volumforhold med en liten tykkelse av diffusjonslaget. Pulverisert aktivert karbon består av krosset eller malt kullpartikler, hvorav 95-100% passerer gjennom en spesiell sil. Granulert aktivert karbon anses å være det som er igjen i sikten med åpninger som har en diameter på 0,297 mm, mens mindre partikler anses å være pulver. Imidlertid, i henhold til klassifiseringen av ASTM (American Society for Testing Materials), korresponderer størrelsene av granuler til sikt med åpninger på 0,177 mm. Pulverisert aktivert karbon brukes vanligvis ikke i spesielle lukkede systemer, på grunn av store trykkfall. Som regel blir slik kull tilsatt direkte til andre behandlede enheter når de arbeider med dem, for eksempel ved råvanninntak, så vel som i rengjøringsmidler og septiktanker.

Granulert aktivert karbon har en relativt stor partikkelstørrelse sammenlignet med pulverisert aktivert karbon, så det har en mindre ytre overflate i forhold til totalvolumet. Følgelig er diffusjonen av det absorberte stoffet en viktig faktor ved bruk av den. Denne typen kull er foretrukket for absorpsjon av damp og gasser, på grunn av deres høye diffusjonshastighet.

Granulære kuler brukes til å rense vann, deodorisere luft og separate komponenter i streaming systemer. Granulert aktivert karbon kan være i form av granuler eller ekstrudering, av forskjellige størrelser og anvendelser. For væsker brukes kull med en størrelse på 8 × 20; 20 × 40; 8 × 30, og for filtrering av damp 4 × 6; 4 × 8 eller 4 × 10.

Kull 20 × 40 vil være de partiklene som passerer gjennom en sigte med åpninger på 0,82 mm, men vil forbli i sikten med åpninger på 0,42 mm. For filtrering av væsker brukes granulert aktivert karbon 12 × 40 og 8 × 30 oftest på grunn av god balanse mellom størrelse, overflateareal og trykkfall under bruk.

Ekstrudert aktivert karbon

Ekstrudert aktivert karbon består av pulverisert aktivert karbon og et bindemiddel, som blandes og ekstruderes i de sylindriske blokkene av aktivert karbon, med en diameter på 0,8-130 mm. De brukes hovedsakelig i gassformige miljøer, på grunn av deres lavtrykkseffekter, lavt støvinnhold og høy mekanisk styrke. Imidlertid er de også egnet for vannrensingsprosedyrer.

Kuleaktivert karbon produseres fra rester fra oljeraffinering, den har en diameter på ca. 0,35-0,80 mm. Som granulat reduserer det ikke høyt trykknivå, høy styrke og lavt støvinnhold, mens det har en mindre størrelse. Den kuleformede formen av kull gjør sin bruk fortrinnsvis i flytende medier, for eksempel ved filtrering av en strøm av vann.

Impregnert aktivert karbon

Porøst kull som inneholder flere typer uorganiske fyllstoffer som jod, sølv, kationer Al, Mn, Zn, Fe, Li, Ca, er forberedt for spesiell luftrensing, spesielt i museer og gallerier. På grunn av dets antibakterielle egenskaper blir aktivert karbon, mettet med sølv, brukt som et adsorbent for rensing av husholdningsavløp. Drikkevann kan oppnås fra vanlig vann ved å behandle det med en blanding av aktivert karbon og Al (OH)₃, fungerer som koagulant. Impregnert kull brukes også til å adsorbere H₂S og tioler. H-absorpsjonshastighet₂S når 50% av vekten av kull som brukes.

Kull med polymerbelegg

I produksjonsprosessen er porøst kull belagt med biopolymer for å gi det et jevnt og permeabelt belegg som ikke blokkerer porene. Dette kullet brukes når man gjennomfører hemoperfusjon. Hemoperfusjon er en behandlingsmetode der store mengder av pasientens blod blir sendt gjennom et adsorbent for å fjerne giftige stoffer fra blodet.

Aktivert karbon er også tilgjengelig i spesielle former som tekstiler og tråder. For eksempel brukes karbonduk i personlig verneutstyr for militært personell.

Egenskaper av aktivert karbon

Et gram aktivert karbon kan være over 500m 2 (det er allerede mulig å nå et areal på 1500m 2). I spesielle tilfeller brukes karbon aerogeler, som er dyrere og har en enda større ytre overflate.

Takket være den porøse strukturen har aktivert karbon en stor ytre overflate. Mikroporer skaper gode betingelser for absorpsjon, da stoffet samhandler umiddelbart med hele overflaten av kullet. Testing oppførsel av adsorpsjon, vanligvis utført med nitrogen ved en temperatur på 77K (-196,15 o C) i et høyvakuum miljø, men i hverdagen har aktivert karbon tilsvarende virkningsgrad når det blir adsorbert fra miljøet eller for eksempel vann fra damp ved 100 ° C og et trykk på 0,0001 atmosfære.

James Dewar, en forsker oppkalt etter et Dewar-fartøy (termos), brukte mye tid på å studere aktivert karbon og publiserte en artikkel om sin absorpsjonsevne for gasser. Han fant i dette arbeidet at kjølekull med flytende nitrogen gjør det mulig å absorbere flere betydelige mengder forskjellige gasser, og at det er mulig å trekke dem tilbake, bare ved å varme opp dette kullet, og at kull produsert av kokos har de beste egenskapene. Som et eksempel brukte han oksygen. I dette forsøket adsorberer det aktiverte karbon gass fra luften, ved dens typiske konsentrasjon (21%) under standardbetingelser, og hvis det aktiverte karbon ble forkjølt, så da karbonet økte oksygenkonsentrasjonen til 80%.

Aktivt karbon holder fysisk partikler på grunn av van der Waals-kraft eller spredningskraft.

Ikke så effektivt aktivert karbon inneholder en rekke kjemikalier, for eksempel alkohol, glykol, sterke syrer og alkalier, metaller og de fleste uorganiske stoffer, for eksempel litium, soda, jern, arsen, bly, borsyre eller fluor.

Aktivt karbon absorberer jod rimelig godt, og faktisk brukes jodtalet i mg / g for å bestemme total overflateareal.

Kullmonoksyd absorberes dårlig ved aktivert karbon. Spesielt bør dette tas i betraktning av de som er involvert i produksjonen av åndedrettsvern, røykavgassningsanordninger eller andre luftrensingssystemer, siden Denne gassen er giftig og folk kan ikke føle det.

En liste over gasser generert av produksjon eller landbruksarbeid og absorbert av aktivert karbon finnes på Internett.

Aktivt karbon kan brukes som substrat for bruk sammen med ulike kjemikalier for å forbedre absorpsjonen. For eksempel er uorganiske (eller problematiske organiske) forbindelser, slik som hydrogensulfid (H₂S), formaldehyd (HCOH), ammoniakk (NH₃), jod-131 (131 I) radioisotoper og kvikksølv (Hg). Denne egenskapen er kjent som kjemisorption.

Fortrinnsvis adsorberer kull små molekyler. Jodnummer er den mest grunnleggende indikatoren som brukes til å karakterisere effektiviteten av aktivert karbon. Det er en indikator på aktivitetsnivået (jo høyere indikatoren er, desto større aktivitet), vanligvis uttrykt i mg / g (verdien ligger vanligvis i området 500-1200 mg / g). Det brukes også til å bestemme volumet av mikroporer av aktivert karbon (fra 0 til 20 A eller opptil 2 nm) ved å absorbere jod fra løsningen. Slike verdier vil være ekvivalente med slike parametere i kulldekningsområdet som 900 - 1100 m2 / g. Slike indikatorer brukes når de brukes i vannmiljøet.

Jodtalet bestemmes på grunnlag av et milligram jod absorbert av ett gram kull, forutsatt at konsentrasjonen av oppløsningen når 2%. Således er jodverdien mengden av jod som absorberes av porene, eller karakteristikken for volumet som er tilgjengelig for absorpsjon av porene av aktivert karbon. Kull som brukes til vannrensing har som regel et jodtal i området 600-1100. Ofte brukes denne parameteren til å bestemme graden av uttømming av kullet som brukes. Men i dette tilfellet må denne indikatoren behandles med forsiktighet, fordi kjemisk interaksjon med adsorbatet kan påvirke absorpsjonen av jod og gi feil resultater. Ved beregning av graden av forverring av kull anbefales det derfor å bruke jodnummeret bare hvis adsorbatet ikke har blitt utsatt for kjemisk angrep, og det er også verifiserte data om gjensidig avhengighet av jodtalet og graden av forringelse når det brukes i et bestemt miljø.

Noen kull er mer tilpasset adsorpsjon av store molekyler. Melassnummeret er en indikator på volumet av mesoporer av aktivert karbon (mer enn 20 A eller 2 nm), opprettet ved adsorpsjon av mellase (tykk sirup) fra oppløsning. Den store verdien av denne indikatoren indikerer en høy grad av adsorpsjon av store molekyler (indikatoren er innenfor 95-600). Blekingindeksen for melasse tilsvarer melasse. Absorbsjonseffektiviteten til melass uttrykkes som en prosentandel (fra 40% til 185%) og tilsvarer melassnummeret (425 = 85%, 600 = 185%). Det europeiske melassnummeret (525-110) er omvendt proporsjonalt med det amerikanske.

Melasse er et mål for graden av misfarging av en standard melassoppløsning forberedt for testing av aktivert karbon. På grunn av den store størrelsen på fargepartiklene, reflekterer melassnummeret det potensielle volumet som er tilgjengelig for adsorpsjon av større forbindelser. Siden under rensing av vann, kan hele porevolumet ikke være tilgjengelig for adsorpsjon i hver enkelt applikasjon, så vel som noe av adsorbatet kan falle i mindre porer, gir denne indikatoren ikke nøyaktige data om evnen til et bestemt aktivert karbon. Vanligvis er denne indikatoren nyttig ved vurdering av adsorpsjonsnivået for batcher av aktivert karbon. Av de to kullene, med samme adsorpsjonsmengde, vil en som har et større melassummer vanligvis ha store porestørrelser, og på grunn av dette vil adsorbatet bedre falle inn i adsorberingsrommet.

Tanniner er en kombinasjon av store og mellomstore molekyler. Kull som kombinerer mikroporer og mesoporer absorberer tanniner. Kullens evne til å adsorbere tanniner måles i ppm (vanligvis i området 200-2362).

Methylenblå fargestoff

Noen typer kull har mesoporer (20A-50A / 2-5nm), som adsorberer mellomstore molekyler, for eksempel blå metylenfargestoff. Blå metylenadsorpsjon måles i g / 100g (vanligvis i området 11-28g / 100g)

Noen typer aktivert karbon er estimert på grunnlag av tiden som kreves for deklorering, som måler deres klorfjerningseffektivitet. Tiden som kreves for å redusere mengden klor i vannstrømmen fra 5 ‰ til 3,5 beregnes. Mindre tid betyr bedre ytelse.

Større tetthet gir en større adsorpsjonsmengde og betyr vanligvis bedre kvalitet aktivert karbon.

Dette er en indikator på motstanden av aktivert karbon til å ha på seg. Det er viktig å opprettholde en arbeidsforhold, og evnen til å tåle friksjonskraften som oppstår når den blir utsatt for vanntrykk etc. Avhengig av aktivitetsnivået og materialene som aktivert karbon er laget av, varierer det sterkt i styrke.

Støv reduserer den samlede aktiviteten til kull, og reduserer også rengjøringseffektiviteten. Metalloksider (Fe₂O₃) kan løsnes fra det aktiverte karbon, noe som fører til misfarging. Vann / syreoppløselig støv har størst effekt sammenlignet med andre støvtyper. Løselig støv kan være viktig for akvarier, som jernoksid fremmer algenvekst. Kull med lavt innhold av løselig støv bør brukes til å rense vann til marine, ferskvannsfisk og koraller for å unngå tungmetallforgiftning og overdreven algervekst.

Karbon tetraklorid aktivitet

Permeabilitetsmåling av aktivert karbon produseres ved adsorpsjon av damp mettet med karbontetraklorid.

Partikkelstørrelsesfordeling

Jo mindre partikler av aktivert karbon, jo bedre er tilgangen til overflaten, og jo raskere er adsorpsjonskinetikken. Det må imidlertid tas i betraktning at mindre partikler, når de brukes i dampmiljø, vil redusere trykket i systemet sterkere, og dette vil føre til økning i energikostnadene. En forsiktig tilnærming til størrelsen på partiklene som brukes kan være svært gunstig.

Eksempler på aktivert karbonadsorpsjon

Den vanligste formen for kjemisk adsorpsjon i industrien. Brukes når en fast katalysator samhandler med et gassformig materiale, reagenser. Adsorbsjon av reagenset til katalysatoroverflaten danner en kjemisk binding, endrer elektrondensiteten rundt reagensmolekylet, og tillater reaksjoner som er umulige under normale forhold.

Syklusen av kjøleadsorpsjon utføres ved adsorbering av kjølemassen med et adsorbent ved lavt trykk og etterfølgende desorption ved oppvarming. Adsorbenten spiller rollen som en "kjemisk kompressor" styrt av varme, og fra dette synspunkt er "pumpen" av systemet. Den består av solfanger, kondensator eller varmeveksler og en fordamper plassert i et kjølekammer. Innsiden av samleren er foret med et absorberende belegg av aktivert karbon impregnert med metanol. Kjøleskapet er forseglet og fylt med vann. Aktivt karbon er i stand til å adsorbere mye metanoldamp ved vanlig temperatur og desorbere dem ved høyere temperatur (ved ca. 100 ° C). På dagtid faller solstrålene på oppsamleren, oppvarmer den, og metanolen i det aktiverte karbonet desorberes. Under desorpsjonsprosessen oppvarmes flytende metanol, absorbert av kullet, og omdannes til damp. Metanoldampen kondenseres og akkumuleres i fordamperen.

Om natten faller kollektortemperaturen til omgivelsestemperatur og det aktiverte karbonet adsorberer metanol gjennom fordamperen. Den flytende metanol i fordamperen avdampes og absorberer varmen fra vannet som samles i pannen. Siden adsorpsjon er prosessen med å isolere varme, blir kjøleren effektivt avkjølt om natten. Således produserer kjøleadsorpsjonssystemet ikke kaldt konstant.

Helium kan også brukes i denne prosessen. I dette tilfellet vil lanseringen av "sorptorpumpen" være ved en temperatur på 4 K (-269.15 ° C), og arbeid ved høyere temperaturer. Et eksempel på et system med en slik kjølekapasitet kan være Oxford Instruments AST-serien chillers som opererer på en blanding av kryogene stoffer. Den 3 He dampen pumpes fra overflaten av en blanding av væske 4 He og 3 He isotopen. Ved lave temperaturer (vanligvis 3 adsorberes den på overflaten av aktivert karbon. Derefter skjer syklusen ved en temperatur på 20-40 K og returnerer 3 He til det konsentrerte medium i væskeblandingen. Kjøling foregår i øyeblikket 3 Han overgår fra væske til damp. Det er flere "pumper", en kontinuerlig strøm av gass er sikret, og derfor konstant kjøling. Mens en sorptorpumpe blir gjenopprettet, vil den andre fungere. Et slikt system, som består av bare noen få elementer, støtter en lav temperatur på 10 mK (0,01 K).

Reaktivering og gjenoppretting

Reaktivering eller gjenoppretting av aktivert karbon, er å gjenopprette adsorberingsevnen til det brukte kull ved desorption av absorberte stoffer fra overflaten.

I industrien, den vanligste teknikken for termisk reaktivering. Denne prosessen inkluderer 3 faser:

• Adsorbenten tørkes ved en temperatur på ca. 105 oC;
• De desorberes og separeres ved høy temperatur (500-900 ° C) under inerte atmosfæreforhold.
• Organiske rester blir luftet med en oksidasjonsgass (damp eller karbondioksyd) ved høy temperatur (800 ° C).

Termisk reduksjon er basert på den eksoterme karakteren av adsorpsjon, på grunn av hvilken desorption, delvis dekomponering og polymerisering av adsorbert organisk materiale utføres. Den endelige fasen er rettet mot fjerning av karbonatiske organiske rester dannet i porene etter forrige trinn og rensing av den porøse strukturen av kull, gjenoppretting av de opprinnelige egenskapene til overflaten. Etter dette kan adsorpsjonstårnet brukes igjen. Under denne prosedyren forbrenner omtrent 5-15% av kullens vekt, slik at adsorpsjonskapasiteten reduseres. Termisk reaktivering er en energiintensiv prosess, på grunn av behovet for å bruke høy temperatur, er det nødvendig med store energi- og økonomiske kostnader. Planter som stole på termisk gjenvinning av aktivert karbon, bør være store nok til å gjøre det økonomisk mulig å organisere denne prosessen i anlegget. Følgelig er det ikke nok store planter, det er nødvendig å ta sine kolonner av brukt aktivert karbon til spesialiserte sentre for reaktivering, og dermed øke de allerede signifikante utslippene av karbondioksid.

Aktivert karbon som brukes i forbrukerprodukter, som frityr-, vann- eller luftfiltre, kan også reaktiveres ved hjelp av tilgjengelige oppvarmingsanordninger (for eksempel en ovn, en grillbrødrister eller en gassbrenner). Kullet fjernes fra papir- eller plastbeholderen, som kan smelte eller brenne, og varme det til urenheter er fordampet og / eller brent.

Andre måter å reaktivere på

Miljøskader og høye energikostnader som oppstår ved termisk reduksjon av aktivert karbon, er et incitament til å utvikle alternative reaktiveringsmetoder som vil redusere dem. Selv om noen gjenopprettingsmetoder forblir gjenstand for akademisk forskning, er det alternativer til termisk reaktivering som allerede er brukt i industrien. Foreløpig inkluderer disse følgende typer reaktivering:

• kjemisk;
• mikrobiell;
• elektrokjemisk;
• ultralyd;
• våt oksidasjon.