728 x 90

Aktivált szén

Az aktív vagy aktív szén egy porózus adszorbens, amely szénből álló szerves anyagokból készül. Az aktív szén termelési technológiája hosszú folyamat, amely több szakaszból áll. Az aktív szén adszorbens egy nagyon porózus készítmény. Különböző szerves anyagokból készül, amelyekben szén van. Gyakran az aktívszenet faszénből, tőzegből (tőzeg-koksz), szén-kokszból, dióból, kókuszhéjból, olívaolajból, sárgabarackból és sok más növényből állítják elő.

besorolás

Az aktív adszorbens meg van osztva:

  • az anyag, amelyből aktívszén előállítása történik, fajtája: fa, kókuszhéj, szén és így tovább;
  • cél szerint: a katalizátorok tisztítása, gáz, kémiai szorbensek tulajdonságai;
  • az aktiválás módszerével: gőz és termokémiai módszer;
  • felszabadulás formájában: granulált (zúzott) aktív szén, por, öntött aktív szén, extrudált szén (henger alakú szemcsék) és szövet, amely szénnel impregnált.

Az aktív széneket a pórusok három kategóriájába sorolják: mikropórusok (0,6-0,7 nanométer), mezopórusok (1,5-100-200 nanométer), makropórusok (> 100-200 nanométer). Az első és második típusú pórusokat az aktív szén felületének fő összetevőinek tekintjük. Ezért fontos szerepet játszanak a szén adszorpciós tulajdonságaiban. A mikropórusok jól kezelik a kis szerves molekulák és a mezopórusok - nagyobb molekulák adszorpcióját.

Az aktív szén fajlagos felülete a pórus méretétől függ. Az adszorbens, melynek vékonyabb pórusmérője elnyeli, még alacsony koncentrációja és kis részleges gőznyomása is. A széles pórusokkal rendelkező hatóanyagot kapilláris kondenzáció jellemzi.

Az aktív szén és a széles pórusok specifikus abszorbens felületének méretei nagyon hatékonyan alkalmazzák az adszorbenseket a különböző típusú szennyeződésekből származó gázok és folyadékok hatékony tisztítására. A széntartalmú szennyeződések mennyisége a legkisebb molekuláktól az olajok, a kőolajtermékek, a zsírok, a szerves vegyületek és a klór molekulái között változhat.

Az aktív szén előállítására szolgáló berendezéseket széles körben mutatják be. Az adszorbenshez különféle típusú és tervezett speciális kemencék állnak rendelkezésre. A leggyakrabban az aktív szén üzemben tengely, függőleges és vízszintes forgó kemencék, több polcos kályhák és fluid ágyas reaktorok használatosak.

Folyamat lépések

A szerves eredetű anyagokból származó széntermelés több szakaszra oszlik. Tehát az aktív széntermelés technológiája a következő egymást követő tevékenységeket foglalja magában:

  1. Szénsavazásra. Ez a folyamat a nyersanyagok égetése (hőkezelés) levegő nélküli inert körülmények között, magas hőmérsékleten. A karbonizáció után karbonizátum, ez a szén, amely nagyon kis adszorpciós tulajdonságokkal rendelkezik a kis belső terület és a kis méretek miatt. A karbonizátumot zúzásnak és aktiválásnak vetik alá az anyag különleges szerkezete és az adszorpció jelentős növekedése érdekében.
  2. Néhány szó az előaprításról. A karbonizálás után kapott aktív szenet össze kell törni. Kezdeti méretei 30-150 mm, és az ilyen nagy frakciók miatt az adszorbens hatásos aktiválódását akadályozzák. Ezért a karbonizátum alaposan összetöri a 4-10 milliméteres frakciókat.
  3. Az aktívszén gyártósor tartalmaz egy aktiválási folyamatot, amelyet két alapvető technikával hajtanak végre:
  • Az aktívszén előállításához szükséges kémiai aktiválás során olyan anyagokat kezelünk, amelyek sóival aktiválódó gázt termelnek magas hőmérsékleten. Az aktivátor lehet nitrát, szulfát, karbonát, kénsav, foszforsav vagy salétromsav. Az aktív szén előállítása ezzel a módszerrel 200 - 650 ° C hőmérsékleten történik;
  • A gázgőz-aktiválást kizárólag szigorú ellenőrzés mellett, 800-1000 ° C hőmérsékleten végezzük. Az oxidálószerek szerepében a gőzgáz idején a szén aktiválása vízgőz és szén-dioxid. A gőz és a szén közötti kölcsönhatást az alkálifém-oxidok és -karbonátok gyorsítják. Ezt a tényt figyelembe véve rendszeresen kis adagokban adjuk hozzá a kiindulási anyaghoz. A rézvegyületeket katalizátorként is használják. Az aktív szén karbonizátumból történő beszerzése a gőz-gáztechnikával lehetővé teszi egy erőteljes adszorbens előállítását, amelynek felülete legfeljebb 1500 m2 / g szén. Igaz, az abszorpcióra nem használható az egész terület, mivel az adszorbeált anyag nagy molekulái nem esnek a kis pórusokba.

Aktív szén alkalmazása

Az aktív szén termelésében nap mint nap lendületet kap. A szén adszorpciós kapacitása lehetővé teszi a szennyvíz és a hulladékgázok gyors és hatékony tisztítását. Emellett a nukleáris erőművekben a radioaktív gázok és vizek fő adszorbense.

Az aktív szenet olyan területeken is találták, mint például:

  • A folyamat és az ivóvíz adszorpciója;
  • Használat a vegyiparban;
  • Oldószerek visszanyerése (a nyersanyagok egy részének vagy energiájának visszatérése ugyanazon technológiai eljárásban másodlagos használatra);
  • Az aktív szén alkalmazása orvosi célokra. A vér és a test egészének tisztítása baktériumoktól, mérgező anyagoktól;
  • Aranybányászathoz;
  • Kozmetikai termékként az arc bőrének megvilágítására;
  • Élelmiszer-adalékanyag mérgezéssel;
  • A fogyás és a diéta (a szakértők által nem ajánlott).

Ha aktív szenet kell vásárolnia, hogy kiszűrje Oroszország termelését, kapcsolatba léphet a szaküzletekkel, vagy vásárolhat az interneten keresztül.

Aktivált szén

Az aktív szén, vagy a carbo activatus egy apró pórusokkal borított feldolgozott szén, amely megnöveli a teljes felületet, amely képes felszívni vagy kémiai reakcióba lépni. Az aktivált néha az aktív szóval helyettesíti.

A magas mikropórusosság miatt csak egy gramm aktívszén aktív felülete meghaladja az 500 m 2 -et, amelyet szobahőmérsékleten vagy 0 ° C-on szén-dioxid-adszorpciós izotermák alkalmazásával állapítanak meg. A hatékony használathoz elegendő aktivitási szint csak nagy területen nyerhető azonban a további kémiai kezelés fokozza az adszorpciós tulajdonságokat is.

Az aktív szén általában faszénből készül.

Videó az aktívszénről a fogyás érdekében

Aktívszén használata

Az aktív szén a gáz, az arany, a víz, a koffeinmentesítés, a fémek kivonása, a vízkezelő berendezések, az orvostudomány, a légszűrők, a maszkok és a légzőkészülékek stb.

Az iparágban főként az aktívszenet használják a fémbevonat területén. Széles körben használják a galvanizáló iparban. Például, ha az oldatot tisztítjuk a szerves szennyeződésekből származó ragyogó nikkellemezre. Számos szerves vegyi anyagot adnak a galvanizáló oldatokhoz, hogy javítsák tárolásukat, valamint javítsák az olyan tulajdonságokat, mint a fényerő, simaság, plaszticitás stb. oldódás. Túlzott képződésük hátrányosan befolyásolhatja a bevonat minőségét és a kezelt fém fizikai tulajdonságait. Az aktív szén felhasználása eltávolítja ezeket a szennyeződéseket, és helyreállítja az oldatok galvanizálási tulajdonságait a kívánt szintre.

Az aktív szén, 50% -os arányban a cellulittal, állandó fázisként, a szénhidrogének (mono-, di-, triszacharidok) és etanolos oldat (5-50%) kromatográfiás elválasztásánál használatos analitikai / előkészítő eljárásokban.

Környezetvédelem

Az aktív szén képes eltávolítani a vízből és a levegőből származó szennyezést mind terepi, mind ipari körülmények között:

  • a véletlen szivárgások hatásainak kiküszöbölése;
  • talajvíz visszanyerése;
  • ivóvíz-szűrés;
  • levegőtisztítás;
  • az illékony szerves vegyületek semlegesítése a festés, a vegytisztítás, az üzemanyag-átviteli műveletek stb.

2007-ben a Nyugat-Flandria Egyetem (Belgiumban) megkezdte a fesztiválok vízkezelésének kutatását. A Dranouter Zenei Fesztivál helyszínén 2008-ban épült egy nagy, aktív szénből álló létesítmény, hogy ezt a technológiát a következő 20 évben használhassa a víz tisztítására ezen a fesztiválon.

Az aktív szén gyakran a levegőben lévő radonkoncentrációk mérésére szolgál.

Az aktivált szenet mérgezés és túladagolás kezelésére használják orálisan. Úgy vélik, hogy semlegesíti a mérgét és megakadályozza annak felszívódását a gyomor-bélrendszerben. Mérgezés gyanúja esetén az orvosok aktív szenet adnak a helyszínen vagy a sürgősségi helyiségben. A dózis általában 1 gramm testtömeg-kilogrammonként (azaz a serdülők vagy felnőttek 50-100 g-ot kapnak), általában csak egyszer, de a mérgezés függvényében többször is bevehető. Bizonyos helyzetekben az aktív szén az intenzív ellátásban használatos, a vér káros anyagokból történő szűrése hemoszorpcióval. Az aktivált szén több mérgezés és egyéb fertőtlenítés kezelésében előnyben részesült. Az olyan technikákat, mint az emetikumok bevétele vagy a gyomor tartalmának beszívása, ritkán alkalmazzák.

Bár az aktív szén hasznos az akut mérgezés kezelésében, ez nem olyan hatékony a toxinok hosszú távú felhalmozódásában, például toxikus herbicidek alkalmazása után.

  • A toxinok általi abszorpció a szén által a gasztrointesztinális traktusban történő felszívódás megelőzésére. Ez az adszorpció reverzibilis, ezért az eljárás során a hashajtók (például szorbit) bevitele hozzáadható.
  • Ez megszakítja a gyógyszerek / toxinok és metabolitjaik enterohepatikus és enteroenterikus keringését.

A nem megfelelő használat (pl. A tüdőben) tüdő aspirációt okozhat, ami néha végzetes lehet, ha nem kezelik. Savakkal, lúgokkal vagy kőolajtermékekkel történő mérgezés esetén az aktív szén használata ellenjavallt.

Elsősegélynyújtás esetén aktivált faszén tabletták és kapszulák formájában van.

Az aktív szén elfogadása az alkoholfogyasztáshoz csökkenti az etanol felszívódását a vérben.

5–15 mg szén / testtömeg kilogrammonként, egyszerre 170 ml tiszta etanollal (

Egy óra alatt 350 ml vodka vagy 3 liter világos sör) csökkenti a vérben lévő alkoholtartalmat. Azonban már elvégeztek kísérleteket, amelyek bizonyítják, hogy ez nem így van, és az alkohol koncentrációja a vérben, éppen ellenkezőleg, az aktív szén használatából fakad.

A szénből származó cookie-kat Angliában értékesítették a 19. század elején, kezdetben a puffadás és a gyomor problémák megoldására.

Az aktivált faszén tablettáit vagy kapszuláit számos országban használják, és a gyógyszertárakban kapható készítmények nélkül kaphatók a hasmenés, emésztési zavarok és puffadás kezelésére. Az irinotekánt kapó rákos betegeknél a hasmenés megelőzésére is használják. A szén használata befolyásolhatja bizonyos gyógyszerek felszívódását, ami az orvosi vizsgálatok (például rejtett vér) megbízhatatlan eredményéhez vezet. Aktívszenet tartalmazó állati takarmányokat is értékesítenek.

Különböző típusú aktívszéneket végeztek, meghatározva a földgáz és a hidrogéngáz tárolásának képességét. Porózus anyag, mint egy szivacs a különböző típusú gázokhoz. A gáz vonzódik a szén felületébe, van der Waals erő hatására. Bizonyos szénfajták akár 5-10kJ-ot is tartalmazhatnak. Ezután a gázt deszorbeálhatjuk, a szénmelegítéssel és az energiára, vagy a hidrogén esetében hidrogén üzemanyagcellában való felhasználásra állíthatjuk be.

Az aktív szén használata jó tárolási módszer, mivel a gáz alacsony nyomáson gyűjthető, és kisebb térfogatú és tömegű, mint a nagy nyomás alatt álló hengerek. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma konkrét célokat határozott meg, amelyeket a nano-porózus, szén-dioxid-anyagok kutatásának és fejlesztésének területén el kell érni. Jelenleg mindezek a célok nem érhetők el, de számos intézmény továbbra is dolgozik ezen a területen.

Az aktivált szénszűrőket általában a levegő és a gázok tisztítására használják olajgőzből, szagból vagy más szénhidrogénekből. A szűrőket leggyakrabban az 1- és 2-fokozatú tisztítás elve szerint tervezték, amelyben az aktív szén a szűrőközegben van. Az aktív szén is használatos az űrruhák elsődleges életbiztosítási rendszereiben. Aktívszénnel ellátott szűrőket használják a radioaktív gázok gyűjtésére, a reaktorok vízforralójától, víz kondenzátorokkal. A kondenzátorokból kimerült levegő radioaktív gázokat tartalmaz. Az aktív szén nagy golyói ezeket a gázokat adszorbeálják, és addig tartják, amíg nem radioaktív szilárd részekké bomlanak. Így a szűrt levegő áthalad a szűrőn, és a szilárd részecskék benne maradnak.

A szerves kémiában általában használt aktív szén, a nemkívánatos szennyeződéseket tartalmazó toborzási megoldások tisztítására.

Desztillált alkoholos italok tisztítása

Az aktív szén felhasználható a vodka vagy a whisky szűrésére szerves szennyeződésekből, amelyek befolyásolják a színt, az ízt és az illatot. Az organikusan kezeletlen vodkát egy aktív szénszűrőn keresztül, bizonyos nyomáson átadva, azonos alkoholtartalmú és organikusan tisztított vodkát kap, amely pozitívan befolyásolja az illatot és az ízét.

Higany eltávolítása

Az aktív szén, amelyet általában jóddal vagy kénnel impregnálnak, széles körben használják a szénerőművekből, a krematóriumokból és a földgázforrásokból származó higanykibocsátás tisztítására. Az ilyen speciális szén ára több mint 4 USA dollár / kg. Nem használható újra.

Az adszorbeált higany hasznosítása

A higannyal töltött szén elhelyezése problémát jelent. Ha az aktív szén kevesebb, mint 260 higanyt tartalmaz, akkor a Szövetségi Szolgálat engedélyezi, hogy eltemesse azt, feltéve, hogy csomagolva van (például szénre öntsük). Ha azonban a szint meghaladja a 260-at, akkor a szén nagy higanytartalmúnak minősül, és tilos eltemetni. Ilyen anyag, amelyet most mélyen, elhagyott bányákban tárolnak, 1000 t / év.

A higanyot tartalmazó aktív szén elhelyezésének problémája nem csak az Egyesült Államokra vonatkozik. Hollandiában az ilyen higany teljesen helyreáll, és az aktív szén teljesen ég.

Aktív széntermelés

Az aktív szén szén-gazdag anyagból készül. Ezek a következők: dióhéj, tőzeg, fa, kókuszrost, lignit, szén és olajfinomító maradékok. A következő módszerek valamelyikével érhető el:

  1. Fizikai reaktiválás: a nyersanyagot gázok segítségével aktivált szénsé alakítják át. Ez a folyamat általában egy vagy több eljárás kombinációját használja:
    • Karbonizálás: a széntartalmú anyagot 600-900 ° C hőmérsékleten és oxigén hiányában (általában inert atmoszférában, gázokkal, például argonnal vagy nitrogénnel) pirolizáljuk
    • Aktiválás / oxidáció: a kiindulási vagy a szénsavas anyagot oxidáló gáznemű környezetbe (szén-dioxid, oxigén vagy gőz) helyezzük 250 ° C feletti hőmérsékleten (általában a hőmérséklet 600-1200 ° C).
  2. Kémiai aktiválás: megelőzi a karbonizálást, és a kiindulási anyagokat bizonyos vegyi anyagokkal impregnálja. Ezek az anyagok általában savak, lúgok vagy sók (foszforsav, kálium és nátrium-hidroxidok, kalcium-klorid és 25% cink-klorid). Ezután a kapott anyagot alacsonyabb hőmérsékleten (450-900 ° C) karbonizáljuk. Úgy gondoljuk, hogy a karbonizálás / aktiválás folyamatai a kémiai aktiválással egyidejűleg végezhetők. A kémiai aktiválás előnyösebb, mint a fizikai aktiválás, az alacsonyabb hőmérséklet és a nyersanyagok aktiválásához szükséges idő miatt.

besorolás

Az aktív szén egy összetett termék, nehéz besorolni a viselkedése, a felszín jellege és a termelési módszer alapján. Néhány általános célú, általános célú osztályozás azonban a termék fizikai jellemzőin alapul.

Porított aktív szén

Az aktivált szén hagyományosan por vagy kis granulátum formájában készült, átlagos átmérője 0,15-0,25 mm. Ebben a formában nagy felületet képviselnek a térfogatarányban, a diffúziós réteg kis vastagságával. A porított aktívszén összetört vagy őrölt szénszemcsékből áll, amelyek 95-100% -a áthalad egy speciális szitán. A granulált aktívszenet úgy kell tekinteni, mint amely 0,297 mm átmérőjű nyílásokkal marad a szitán, míg a kisebb részecskéket pornak tekintik. Az ASTM (American Society for Testing Materials) besorolása szerint azonban a granulátumok méretei megfelelnek a 0,777 mm-es nyílásoknak. A nagy nyomásveszteség miatt a speciális zárt rendszerekben általában nem használják a porított aktívszenet. Általában az ilyen szén közvetlenül hozzáadódik más kezelt egységekhez, amikor velük dolgoznak, például nyers vízbevitel esetén, valamint tisztítószerekben és szeptikus tartályokban.

A szemcsés aktívszén viszonylag nagy részecskemérettel rendelkezik a porított aktívszénhez képest, így kisebb a külső felülete a teljes térfogathoz képest. Következésképpen az abszorbeált anyag diffúziója fontos tényező a használat során. Ez a fajta szén a gőzök és gázok felszívódása szempontjából előnyös a nagy diffúziós sebességük miatt.

A szemcsés szén a víz tisztítására, a levegő szagtalanítására és a komponensek elkülönítésére szolgál. A szemcsés aktivált szén lehet granulátum vagy extrudálás, különböző méretű és felhasználású. Folyadékok esetében 8 × 20-as méretű szén; 20 × 40; 8 × 30, és a gőz szűrésére 4 × 6; 4 × 8 vagy 4 × 10.

A 20 × 40 széntartalmú részecskék azok a részecskék, amelyek 0,82 mm-es nyílásokon áthaladnak, de 0,42 mm-es nyílásokban maradnak. A folyadékok szűréséhez leggyakrabban 12 × 40 és 8 × 30 szemcsés aktívszenet használnak, a méret, a felület és a használat során fellépő nyomásveszteség miatt.

Extrudált aktív szén

Az extrudált aktívszén porított aktívszénből és egy kötőanyagból áll, amelyeket összekeverünk és extrudálunk az aktív szén hengeres tömbjébe, 0,8-130 mm átmérőjű. Ezeket főként gáznemű környezetben használják alacsony nyomási hatásuk, alacsony portartalmuk és nagy mechanikai szilárdságuk miatt. Ugyanakkor alkalmasak a víz tisztítására.

A labdarúgószenet az olajfinomításból származó maradékokból állítják elő, amelynek átmérője körülbelül 0,35-0,80 mm. A szemcsés anyaghoz hasonlóan nem csökkenti jelentősen a nyomás szintjét, nagy szilárdsággal és alacsony portartalommal rendelkezik, míg kisebb méretű. A szén szférikus alakja előnyös az áramló közegben, például vízáram szűrésekor.

Impregnált aktív szén

Különböző típusú szervetlen töltőanyagokat tartalmazó porózus szén, például jód, ezüst, kationok Al, Mn, Zn, Fe, Li, Ca, speciális levegőtisztításra készül, különösen múzeumokban és galériákban. Az antibakteriális tulajdonságai miatt az ezüsttel telített aktívszenet adszorbensként használják a háztartási szennyvíz tisztítására. Az ivóvíz szokásos vízből nyerhető, aktív szénnel és Al (OH) keverékkel.3, koaguláns hatású. Az impregnált szén a H adszorbeálására is használható2S és tiolok. H Abszorpciós ráta2Az S a felhasznált szén tömegének 50% -át teszi ki.

Szén polimer bevonattal

A gyártási folyamat során a porózus szén biopolimerrel van bevonva, amely sima és áteresztő bevonatot képez, amely nem gátolja a pórusokat. Ezt a szenet használják hemoperfúzió során. A hemoperfúzió olyan kezelési módszer, amelyben a beteg vérének nagy térfogatát adszorbensen vezetik át a mérgező anyagok eltávolítására a vérből.

Az aktív szén is különleges formában, például szövetekben és szálakban kapható. Például a katonai személyzet személyi védőfelszerelésében szénszövetet használnak.

Az aktív szén tulajdonságai

Egy gramm aktívszén több mint 500 m 2 lehet (már elérhetõ 1500 m 2). Különleges esetekben szén-aerogéleket használnak, amelyek drágábbak és még nagyobb külső felülettel rendelkeznek.

A porózus szerkezetének köszönhetően az aktív szénnek nagy, külső felülete van. A mikropórusok kiváló feltételeket biztosítanak az abszorpcióra, mivel az anyag azonnal kölcsönhatásba lép a szén egész felületével. Az adszorpció viselkedésének vizsgálatát rendszerint nitrogénnel végezzük 77K (-196,15 o C) hőmérsékleten, nagy vákuumban, de a mindennapi körülmények között az aktív szén egyenértékű hatásfokú, ha a környezetből adszorbeálódik, vagy például a 100 gőzből származó víz. ° C és 0,0001 légköri nyomás.

James Dewar, egy Dewar-hajó (termosz) nevű tudós, sok időt töltött az aktív szén tanulmányozásában, és közzétett egy cikket a gázok abszorpciós képességéről. Ebben a munkában megállapította, hogy a szén hűtése folyékony nitrogénnel lehetővé teszi, hogy nagyobb mennyiségű különböző gázt szívjon fel, és hogy visszanyerhető legyen, egyszerűen a szén megmelegítésével, és hogy a kókuszból előállított szén a legjobb tulajdonságokkal rendelkezik. Például oxigént használt. Ebben a kísérletben az aktív szén adszorbeálja a gázt a levegőből, tipikus koncentrációjában (21%), normál körülmények között, és ha az aktív szén előhűtött, akkor felszabaduláskor a szén 80% -ra növelte az oxigénkoncentrációt.

Az aktivált szén fizikailag megtartja a van der Waals erő vagy diszperz erő által okozott részecskéket.

Nem annyira hatékonyan aktiválják az aktív szén számos vegyi anyagot, mint az alkohol, glikol, erős savak és lúgok, fémek és a legtöbb szervetlen anyag, mint a lítium, szóda, vas, arzén, ólom, bórsav vagy fluor.

Az aktivált szén jól elnyeli a jódot, és valójában a jódszámot mg / g-ban használják a teljes felület meghatározására.

A szén-monoxidot az aktív szén gyengén elnyeli. Különösen ezt figyelembe kell venni a légzőkészülékek, füstelvezető berendezések vagy más légtisztító rendszerek gyártásában részt vevő személyek számára ez a gáz mérgező, és az emberek nem érzik azt.

Az interneten megtalálható a termelés vagy a mezőgazdasági munka során keletkező és az aktív szén által elnyelt gázok listája.

Az aktív szén felhasználható szubsztrátként különböző vegyi anyagok felhasználására abszorpciójuk javítására. Például szervetlen (vagy problémás szerves) vegyületek, például hidrogén-szulfid (H)2S), formaldehid (HCOH), ammónia (NH3), jód-131 (131I) radioizotópok és higany (Hg). Ez a tulajdonság chemisorption néven ismert.

Előnyösen a szén kis molekulákat adszorbeál. A jódszám az aktív szén hatékonyságának jellemzésére használt legalapvetőbb indikátor. Ez az aktivitás szintjének indikátora (minél magasabb az indikátor, annál nagyobb az aktivitás), általában mg / g-ban kifejezve (az érték általában 500-1200 mg / g). Ezenkívül az aktív szén mikropórusainak térfogatának meghatározására (0-20 A, vagy legfeljebb 2 nm) alkalmazzuk a jód abszorbeálásával az oldatból. Ezek az értékek megegyeznek a szén-dioxid-lefedettség ilyen paramétereivel, mint 900 - 1100 m2 / g. Az ilyen indikátorokat a vízi környezetben használják.

A jódszámot egy gramm szénnel elnyelt jód mennyisége alapján határozzuk meg, feltéve, hogy az oldat koncentrációja eléri a 2% -ot. Így a jódérték a pórusok által felszívódó jód mennyisége, vagy az aktív szén pórusai által felszívódó térfogat jellemzője. Rendszerint a víz tisztításához használt szén jódszáma 600-1100 tartományban van. Ezt a paramétert gyakran használják a felhasznált szén kimerülésének mértékének meghatározására. Ebben az esetben azonban ezt a mutatót óvatosan kell kezelni, mert A kémiai kölcsönhatás az adszorbátummal befolyásolhatja a jód felszívódását, és helytelen eredményeket adhat. Ezért a szén romlási fokának kiszámításakor a jódszámot csak akkor ajánljuk használni, ha az adszorbátumot nem kémiai támadásnak vetették alá, és ellenőrzött adatok is vannak a jódszám és a romlás mértékének kölcsönös függőségéről egy adott környezetben.

Néhány szén nagyobb mértékben alkalmas a nagy molekulák adszorpciójára. A melaszszám az aktív szén (több mint 20 A vagy 2 nm) mezopórusainak térfogatának mutatója, amelyet a mellase (vastag szirup) oldatból történő adszorpciójával határoztak meg. Ennek a mutatónak a nagy értéke nagy molekulák nagyfokú adszorpcióját jelzi (a mutató 95-600 között van). A melasz fehérítő indexe melasznak felel meg. A melasz abszorpciós hatékonyságát százalékban fejezzük ki (40% -ról 185% -ra), és megfelel a melaszszámnak (425 = 85%, 600 = 185%). Az európai melaszok száma (525-110) fordítottan arányos az amerikaiakkal.

A melasz az aktív szén vizsgálatára előállított standard melaszoldat elszíneződésének mértéke. A színező részecskék nagy mérete miatt a melaszok száma a nagyobb vegyületek adszorpciójára rendelkezésre álló potenciális térfogatot tükrözi. Mivel a víz tisztítása során az összes pórustérfogat nem minden adalékoláshoz rendelkezésre áll, és az adszorbátum egy része kisebb pórusokra is eshet, ez a mutató nem ad pontos adatokat az adott aktív szén képességeiről. Általában ez az indikátor hasznos az aktív szén-kötegek adszorpciós szintjének értékelésében. A két szén közül ugyanolyan mennyiségű adszorpcióval, amelynél nagyobb a melaszszám, általában nagy pórusméretűek, és ennek következtében az adszorbátum jobban esik az adszorbeáló térbe.

A tanninok nagy és közepes méretű molekulák kombinációja. A mikropórusokat és a mezopórusokat kombináló szén a tanninokat adszorbeálja. A szén adszorbeáló képességét ppm-ben mérjük (általában 200-2362 tartományban).

Metilén kék festék

Néhány szén típusú mezopórusok (20A-50A / 2-5 nm), amelyek közepes méretű molekulákat adszorbeálnak, például kék metilén festéket. A kék metilénadszorpciót g / 100 g-ban mérjük (általában 11-28 g / 100 g)

Az aktív szén néhány típusát a deklóráláshoz szükséges idő alapján becsüljük, amely a klór eltávolítás hatékonyságát méri. A vízáramban a klór mennyiségének 5 3.5 -ról 3,5-re történő csökkentéséhez szükséges időt kiszámítjuk. Kevesebb idő jobb teljesítményt jelent.

A nagyobb sűrűség nagyobb adszorpciós mennyiséget biztosít, és általában jobb minőségű aktívszenet jelent.

Ez az aktív szén ellenállásának mutatója. Fontos a munkakörülmények megőrzése és a víznyomás hatására fellépő súrlódási erő ellenállása. Az aktivitás szintjétől és az aktív szénből előállított anyagoktól függően ez nagymértékben különbözik az erősségtől.

A por csökkenti a szén teljes aktivitását, és csökkenti a tisztítási hatékonyságot is. Fém-oxidok (Fe2O3) az aktív szénből kioldódhat, ami elszíneződéshez vezet. A víz / savban oldódó por a legnagyobb hatással van a többi porhoz képest. Az akváriumok számára fontos lehet az oldható por a vas-oxid elősegíti az algák növekedését. Az alacsony oldható por tartalmú szenet a tengeri, édesvízi halak és korallok vízének tisztítására kell használni a nehézfém-mérgezés és a túlzott algák növekedésének elkerülése érdekében.

Szén-tetraklorid aktivitás

Az aktív szén áteresztőképességét szén-tetrakloriddal telített gőz adszorpciójával állítják elő.

Részecskeméret-eloszlás

Minél kisebb az aktívszén részecskéi, annál jobb a felületük, és annál gyorsabb az adszorpció kinetikája. Ugyanakkor szem előtt kell tartani, hogy a gőzkörnyezetben történő használat során a kisebb részecskék erőteljesebben csökkentik a rendszerben a nyomást, és ez az energiaköltségek növekedéséhez vezet. Az alkalmazott részecskék méretének gondos megközelítése nagyon előnyös lehet.

Példák az aktív szén adszorpciójára

A kémiai adszorpció leggyakoribb formája az iparban. Ha szilárd katalizátor kölcsönhatásba lép egy gázanyaggal, reagensekkel. A reagens abszorpciója a katalizátor felületére kémiai kötést képez, megváltoztatva az elektron sűrűségét a reagens molekula körül, és lehetővé teszi a normál körülmények között lehetetlen reakciókat.

A hűtési adszorpció ciklust úgy hajtjuk végre, hogy a hűtőgázt adszorbenssel adszorbeáljuk alacsony nyomáson és ezt követően deszorpcióval melegítés közben. Az adszorbens a hő által szabályozott "kémiai kompresszor" szerepet játszik, és ebből a szempontból a rendszer "szivattyúja". Napkollektorból, kondenzátorból vagy hőcserélőből és egy hűtő kamrába helyezett párologtatóból áll. A kollektor belsejében egy metanollal impregnált aktív szén abszorbens bevonata van. A hűtőszekrényt lezárják és vízzel töltik. Az aktív szén képes adszorbeálni sok metanoltartalmú gőzt a szokásos hőmérsékleten, és magasabb hőmérsékleten (kb. 100 ° C-on) deszorbálja őket. Napközben a napsugarak a kollektorra esnek, felmelegítik, és az aktív szénben lévő metanol deszorbeálódik. A deszorpciós folyamat során a szén által felszívódó folyékony metanolt melegítjük és gőzké alakítjuk. A metanol gőz kondenzálódik és felhalmozódik a párologtatóban.

Éjjel a kollektor hőmérséklete szobahőmérsékletre esik, és az aktív szén újra elnyeli a metanolt az elpárologtatón keresztül. Az elpárologtatóban lévő folyékony metanolt elpárologtatjuk, és felszívja a hőt a serpenyőben gyűjtött vízből. Mivel az adszorpció a hő elkülönítése, éjszaka a kollektor hatékonyan lehűl. Így a hűtési adszorpciós rendszer nem állandóan hideg.

Ebben a folyamatban a hélium is használható. Ebben az esetben a "szorpciós szivattyú" elindítása 4 K (-269,15 ° C) hőmérsékleten lesz, és magasabb hőmérsékleten működik. Ilyen hűtőteljesítményű rendszer lehet például az Oxford Instruments AST sorozatú hűtőberendezések, amelyek kriogén anyagok keverékén működnek. A 3-as gőz a 4-es és a 3-as izotóp keverékének felületéről szivattyúzódik. Alacsony hőmérsékleten (általában 3 Aktivált szén felületén adszorbeálódik. Ezután a ciklus 20-40 K hőmérsékleten megy végbe és 3 He visszatér a folyékony keverék koncentrált közegébe. A hűtés a 3 pillanatban történik. több „szivattyú” létezik, folyamatos gázáramlás biztosított, és ezért állandó hűtés, míg egy sorpciós szivattyú visszaáll, a másik pedig csak néhány elemből álló rendszert támogat alacsony hőmérsékleten a 10 mK (0,01 K).

Újraaktiválás és helyreállítás

Az aktív szén újraaktiválása vagy helyreállítása a felhasznált szén adszorpciós képességének helyreállítása az abszorbeált anyagok deszorpciójával a felületéről.

Az iparban a hőaktiválás leggyakoribb módszere. Ez a folyamat három szakaszból áll:

  • Az adszorbenst körülbelül 105 ° C hőmérsékleten szárítjuk;
  • A termékeket deszorbeálják és magas hőmérsékleten (500–900 ° C) elválasztják, inert atmoszférában.
  • A szerves maradékokat oxidáló gázzal (gőz vagy szén-dioxid) levegőztetjük magas hőmérsékleten (800 ° C).

A termikus redukció az adszorpció exoterm jellegén alapul, ami miatt az adszorbeált szerves anyag részleges lebomlását és polimerizációját végzik. A végső szakasz célja, hogy az előző szakasz után a pórusokban képződött szagozott szerves maradékokat eltávolítsa, és tisztítsa meg a szén porózus szerkezetét, helyreállítva a felület eredeti tulajdonságait. Ezt követően az adszorpciós torony ismét használható. Ezen eljárás során a szén súlyának körülbelül 5-15% -a ég, ezáltal csökkenti az adszorpciós kapacitást. A termikus újraaktiválás energiaigényes folyamat, a magas hőmérséklet használatának szükségessége miatt nagy energia- és pénzügyi költségek szükségesek. Az aktív szén termikus visszanyerésére támaszkodó növényeknek elég nagynak kell lenniük ahhoz, hogy gazdaságilag megvalósítható legyen a folyamatot az üzemükben. Ennek megfelelően, nem elegendő nagyméretű növények, az elhasznált aktív szén oszlopokat speciális központokba kell vinni a reaktiváláshoz, ezáltal növelve a már jelentős szén-dioxid-kibocsátást.

A fogyasztási cikkekben, például sütőben, vízben vagy légszűrőkben felhasznált aktív szén hasonló módon újra aktiválható a rendelkezésre álló fűtőberendezésekkel (pl. Sütő, grill-kenyérpirító vagy gázégő). A szenet eltávolítják a papír- vagy műanyag tartályból, amely megolvad vagy éghet, és melegítheti addig, amíg a szennyeződések elpárolognak és / vagy égnek.

Egyéb módon újra aktiválható

Az aktív szén termikus redukciójának folyamatában keletkező környezeti károk és magas energiaköltségek ösztönzik az alternatív reaktivációs módszerek kifejlesztését, amelyek csökkentik azokat. Bár egyes restaurációs módszerek továbbra is tudományos kutatás tárgyát képezik, alternatívák vannak a termikus reaktiválásra, amelyeket már használnak az iparban. Jelenleg ezek a következő típusú újraaktiválások:

  • kémiai;
  • mikrobiális;
  • elektrokémiai;
  • ultrahang;
  • nedves oxidáció.