logo

9. marraskuuta 2011

Teollisuustilojen aktiivihiiltä alkoi tuottaa 1900-luvun alussa, mikä johtui kemianteollisuuden teollisen tuotannon kehityksestä, uusien kemiallisten aseiden ja kemiallisen suojan käyttöönotosta. Sen käyttö adsorbenttina sai aikaan sysäyksen uusien tuotanto- tekniikoiden kehittämiseen sen tuotannossa, jota parannetaan jatkuvasti.

Nykyään aktiivihiiltä käytetään monissa valmistusprosesseissa. Ympäristötekniikassa sen tärkeä rooli liittyy ilmanpuhdistus- ja vedenkäsittelyjärjestelmien käyttöön.

Aktiivihiilen edut. Adsorptiokapasiteetti mahdollistaa sen käytön puhdistukseen:

Aktivoidulla hiilellä adsorboidaan onnistuneesti seuraavat orgaaniset yhdisteet liuoksista:

  • öljytuotteita
  • torjunta-aineet,
  • halogenoidut hiilivedyt.

Hiilisuodattimet parantavat juotavaksi käsitellyn veden aistinvaraisia ​​ominaisuuksia:

  • vähentää väriä ja sameutta,
  • poistaa hajuja ja makuja,
  • adsorboida orgaaniset aineet.

Vesijohtoveden lisäkäsittely hiilisuodattimilla poistaa klooripitoisten yhdisteiden ja desinfiointiin käytettävän otsonin vesijäämistä. Aktivoitu hiili voi toimia kantajamateriaalina mikro-organismeille.

Aktivoidun hiilen tuotanto. Hanki se orgaanisista hiilen raaka-aineista. Tiettyjen luonnonmateriaalien saatavuudesta riippuen. On olemassa tekniikoita aktivoitujen kivien tai hiilen tuottamiseksi pähkinöistä tai kookoskuorista. Kivihiilen aktivointi (hiilimateriaalin huokosten avaaminen) suoritetaan vesihöyryllä tai termokemiallisella menetelmällä käyttäen erityisiä reagensseja.

Lähtöaine ja aktivointimenetelmä vaikuttavat aktiivihiilen laatuun. Tärkeitä ominaisuuksia ovat huokosten koko ja spesifinen pinta, hiukkaskokojakauma (hiilihiukkasten koko).

Hiilen vedenkäsittelyn tekniikat

Lisätyn aktiivihiilen annostuksen lisäämiseksi puhdistettavaan veteen on kätevää kaataa jauhettua hiiltä tai kaataa vesipitoista kivihiiltä suspensiota saastuneeseen veteen. Puhdistusprosessin päätyttyä, kun hiili adsorboi kaikki pilaavat aineet pinnallaan mahdollisimman paljon, vesi kivennäissuspensiosta on poistettava. Suspension poistamiseksi käytetään hyytymis- tai suodatusmenetelmiä (monikerroksiset suodattimet, sora- suodattimet ja muut menetelmät).

Vedenpuhdistustekniikka kiinteällä kuormituksella on se, että saastunut vesi kulkeutuu yhden tai useamman aktiivihiukkakerroksen läpi rakeissa. Suunnittelussa suodattimet voivat olla avoimia ja sulkeutuneita, toimimalla syntyneen paine-eron vuoksi. Puhdista suuria määriä vettä suodattimien sijoittamiseksi betonisäiliöihin.

Aktiivihiiltä, ​​joka toimii suodatusmateriaalina kiinteän kerroksen vedenkäsittelyjärjestelmissä, voidaan regeneroida termisesti, mikä yleensä vähentää veden käsittelyn kustannuksia.

Koska vedenkäsittelyn hiilen lastaus on kosketuksessa juomaveteen, siihen sovelletaan tiukimpia terveys- ja hygieniavaatimuksia. Samaan aikaan heitä ohjaavat kotimaiset GOST ja SNiPs juomavettä, eurooppalaisia ​​ympäristöstandardeja ja laatustandardeja.

Hiilen kuormituksen valinta vedenkäsittelyyn on tärkeä tehtävä vedenpuhdistusjärjestelmän suunnittelussa. Aktiivihiilen valinta riippuu epäpuhtauksien alkupitoisuudesta ja tietyn vähenemisen asteen haitallisten epäpuhtauksien pitoisuudesta. Suodatinelementtien optimaalinen valinta tapahtuu laboratoriotestien suorittamisen jälkeen ja vastaanottaa asiantuntijoilta suosituksia. Hyväksytty laboratoriohenkilöstö, joka työskentelee adsorptiomateriaalien kanssa, valitsee tarvittavan kuorman vaaditusta laadusta.

Kriittisissä tapauksissa on mahdollista järjestää testejä, jotka ovat lähellä kenttäolosuhteita. Voit tehdä tämän käyttämällä pieniä liikkuvan tyyppisiä suodattimia, joiden kapasiteetti on enintään 0,5 m3 aktiivihiiltä ja analysoimaan adsorptio-, kustannus- ja suorituskykyindikaattorit.

Euroopan kunnalliset vedenkäsittelyjärjestelmät käyttävät usein siivousjärjestelmiä suodattimien muodossa, joissa on kiinteä kerros rakeisista hiilen suodatinelementeistä. Kuormitustyyppi valitaan puhdistettavan veden kemiallisen koostumuksen mukaan:

  • Klooripitoiset hiilivedyt, torjunta-aineet ja biologisesti aktiiviset aineet poistetaan paremmin vedestä kivihiiltä, ​​joka saadaan kookoskuorista.
  • Liuenneiden orgaanisten aineiden poistamiseksi on suositeltavaa käyttää aktiivihiiltä.

Saksassa on tavallista arvioida aktiivihiilen laatu nitrobentseeni-indikaattorilla - tämä on hiilen määrä, joka tarvitaan poistamaan 90% tietyn määrän nitrobentseeniä vedestä. Täten tällaiselle puhdistukselle tarvitaan vähemmän kuin 20 mg erittäin tehokkaita kookospähkinöitä tai 21-27 mg tehokasta kivihiiltä. Tämän indikaattorin etu on yleisesti sovellettavan jodiluvun yläpuolella, koska se mahdollistaa adsorptiovaikutuksen arvioinnin suuremmalle määrälle aineita.

Useista orgaanisista aineista puhdasta vettä käytetään perinteisesti flokkulointia, hapettamista ja suodatusta. Näihin tarkoituksiin voidaan käyttää erittäin aktiivista jauhettua aktiivihiiltä, ​​jolla on korkea adsorptiokyky. Aktiivihiilen käyttö joissakin tapauksissa on kannattavampaa, koska se mahdollistaa adsorbentin annoksen pienentämisen ja veden käsittelyn kustannusten pienentämisen.

Adsorbentin tehokkaan annoksen määrittämiseksi adsorboivat isotermit konstruoidaan ottaen huomioon puhdistettavan veden todellinen kemiallinen koostumus. Vesiliuoksessa olevat epäpuhtaudet voivat muuttaa aktivoidun hiilen todellista adsorptiota ja vaikuttaa lopulliseen vesikäsittelyasteeseen.

Esimerkkejä käytöstä

Eurooppalainen yritys tutki yhteistyössä Venäjän julkisten laitosten kanssa jauhemaista aktiivihiiltä mineraalihiilivetyjen poistamiseen vedestä vakiolämpötilassa (22-26 ° C).

Puhdistetun veden liuokset valmistettiin annostusmenetelmällä. Mineraaliöljyjen alkupitoisuus oli noin 1,7 mg / l. Hiilivetyjen jakeetekoostumus oli seuraava:

Adsorptio-isotermien rakentamiseksi käytettiin sarjaa jauhettuja hiilipainoja 2 - 10 mg / l. Aktivoituneen hiilen käytetystä annoksesta riippuen 60 - 90% hiilivety-yhdisteiden kokonaispitoisuudesta poistettiin liuoksesta.

Rinnakkaiset kokeet tutkivat aktiivihiilen ominaisuuksien muutosta lisäämällä liuokseen lisät- täviä reagensseja (klooriamiinia). Kloramiini valmistettiin lisäämällä liuokseen ammoniakkia ja natriumhypokloriittia.

Hiilivetyjen suuremmassa konsentraatiossa liuoksessa (korkeintaan 4,2 mg / l) ja klooriamiinin läsnä ollessa hiilivety-yhdisteiden adsorptio aktivoidulla hiilellä kasvoi merkittävästi. Tämä vaikutus selittyy sillä, että klooriamiini on kemiallisesti reagoinut orgaanisten hiilivetyjen kanssa ja muuttanut ne helposti adsorboituneiksi yhdisteiksi.

Aktivoitu hiili

Raaka-aineet ja kemiallinen koostumus

rakenne

tuotanto

luokitus

Tärkeimmät ominaisuudet

Käyttöalueet

uudistuminen

Historia

Hiilitetyt hiilet

dokumentointi

Raaka-aineet ja kemiallinen koostumus

Aktivoitu (tai aktiivinen) hiili (Lat. Carbo activatus) on adsorbentti - aine, jolla on erittäin kehittynyt huokoinen rakenne, joka saadaan eri hiilipitoisista orgaanisista aineista, kuten hiili, hiilikoksi, maaöljykoksi, kookoskuori, pähkinä, aprikoosin, oliivin ja muiden hedelmäkasvien siemeniä. Parasta puhdistus- ja käyttöikää pidetään kookoskuoresta valmistetusta aktiivihiilestä (carbol), ja sen voimakkuuden ansiosta se voidaan toistuvasti regeneroida.

Kemian osalta aktiivihiili on hiilimuoto, jolla on epätäydellinen rakenne, joka sisältää lähes epäpuhtauksia. Aktiivihiili on 87 - 97 paino-% hiiltä, ​​se voi myös sisältää vetyä, happea, typpeä, rikkiä ja muita aineita. Kemiallisessa koostumuksessa aktiivihiili on samanlainen kuin grafiitti, käytetty materiaali, mukaan lukien tavanomaiset lyijykynät. Aktiivihiili, timantti, grafiitti ovat kaikki erilaisia ​​hiilimuotoja, jotka ovat käytännössä epäpuhtauksia. Niiden rakenteelliset ominaisuudet aktiivista hiiltä kuuluvat ryhmään mikrokiteistä hiili lajien - grafiitti kristalliittien koostuu ulottumistasoon 2-3 nm, mikä puolestaan ​​on muodostettu kuusikulmainen renkaat. Kuitenkin tyypillinen grafiitti suunta yksittäisten Hilatasojen toistensa suhteen aktiivisen hiiltä on rikki - kerrokset satunnaisesti siirtynyt ja eivät osu yhteen suuntaan kohtisuorassa niiden tasoa. Grafiittikiteiden lisäksi aktivoidut hiilet sisältävät yhdestä kahteen kolmasosaan amorfista hiiltä, ​​ja myös heteroatomeja on läsnä. Heterogeeninen massa, joka koostuu grafiitin ja amorfisen hiilen kiteistä, määrittää aktivoitujen hiilien erityisen huokoisen rakenteen sekä niiden adsorptiota ja fysikaalisia mekaanisia ominaisuuksia. Kemiallisesti sidotun hapen läsnäolo aktiivisten hiilien rakenteessa, joka muodostaa perus- tai hapan luontaiset pintakemialliset yhdisteet, vaikuttaa merkittävästi niiden adsorptio-ominaisuuksiin. Aktiivihiilen tuhkapitoisuus voi olla 1 - 15%, joskus jopa tuhkan 0,1-0,2%.

rakenne

Aktiivihiilellä on valtava määrä huokosia ja siksi sillä on erittäin suuri pinta, jonka seurauksena se on suurella adsorptiolla (1 g aktiivihiiltä, ​​valmistusteknologiasta riippuen pinta-ala on 500-1 500 m 2). Se on korkea huokoisuus, joka aktivoi aktiivihiilen. Aktiivihiilen huokoisuuden lisääntyminen tapahtuu erityiskäsittelyn aikana - aktivointi, joka lisää huomattavasti adsorboivaa pintaa.

Aktiivihiilissä, makro-, meso- ja mikrohuokoset erotetaan toisistaan. Kivihiilen hiilen on oltava eri hiukkaskertoimilla riippuen hiilen pinnalla tarvittavista molekyyleistä. Aktiivisessa kulmassa olevat huokoset luokitellaan niiden lineaaristen mittojen mukaan - X (puolileveys - huokosten malli, säde - lieriömäinen tai pallomainen):

Mikrohuokosien adsorptiossa (spesifinen tilavuus 0,2-0,6 cm3 / g ja 800-1000 m2 / g), jotka ovat kooltaan suhteessa adsorboituneisiin molekyyleihin, volyymitäytön mekanismi on lähinnä ominaispiirre. Samoin adsorboituminen esiintyy myös supermikroporteissa (spesifinen tilavuus 0,15 - 0,2 cm3 / g) - mikrohuokosten ja mesoporusten välialueita. Tällä alueella mikrohuokosien ominaisuudet vähenevät asteittain, mesoporusten ominaisuudet näkyvät. Mesoporusten adsorptiomekanismi koostuu adsorptiokerrosten peräkkäisestä muodostumisesta (polymolekulaarinen adsorptio), joka täydennetään täyttämällä huokoset kapillaarisen kondensaation mekanismilla. Tavanomai- sissa aktiivihiilissä keskimääräisten tilojen tilavuus on 0,02-0,10 cm3 / g, spesifinen pinta-ala on 20 - 70 m2 / g; kuitenkin joidenkin aktiivisten hiilien (esimerkiksi valaistuksen) vuoksi nämä indikaattorit voivat saavuttaa 0,7 cm3 / g ja 200-450 m 2 / g vastaavasti. Makroporit (spesifinen tilavuus ja pinta vastaavasti 0,2-0,8 cm3 / g ja 0,5 - 2,0 m 2 / g) toimivat kuljetuskanavina, jotka johtavat absorboitujen aineiden molekyylejä aktiivihiilen rakeiden adsorptiotilaan. Mikro- ja mesoporukset muodostavat suurin osa aktiivihiilen pinnasta, vastaavasti, ne tuottavat suurimman osan adsorptiomääriinsä. Mikroporeet soveltuvat erityisen hyvin pienien molekyylien adsorption ja mesoporusten suurempien orgaanisten molekyylien adsorptioon. Päättävät vaikutukset aktiivisten hiilien huokosten rakenteeseen ovat raaka-aineet, joista ne saadaan. Kookospähkinän kuoriin perustuvien aktiivihiilien ominaispiirteitä ovat suurempi osa mikrohuokoreista ja hiilestä perustuvat aktiivihiilet - suuremmalla osuudella mesoporeista. Suuri osa makrohuokosista on ominaista puupohjaisille aktivoitaville hiilille. Aktiivisessa kulmassa on yleensä kaikentyyppisiä huokosia, ja niiden tilavuuden jakautumiskäyrän koossa on 2-3 maksimiä. Supermicroporaalien kehitystasosta riippuen erottuvat aktiiviset hiilet, joiden kapea jakautuma (nämä huokoset ovat käytännössä poissa) ja laaja (olennaisesti kehittynyt).

Aktiivisen hiilen huokosissa on intermolekulaarinen vetovoima, joka johtaa adsorptiovoimien syntymiseen (Van der Waltz -voimat), jotka luonteensa mukaan ovat samanlaisia ​​kuin painovoima, sillä ainoa ero on se, että ne toimivat molekyylin sijaan kuin tähtitieteellisellä tasolla. Nämä voimat aiheuttavat samanlaisen reaktion kuin saostusreaktio, jossa adsorboituvat aineet voidaan poistaa vedestä tai kaasuvirroista. Poistettujen epäpuhtauksien molekyylejä pidetään aktiivihiilen pinnalla intermolekulaarisilla Van der Waals -voimilla. Näin aktivoituneet hiilet poistavat epäpuhtaudet puhdistettavista aineista (päinvastoin, esimerkiksi värjäytymiseen, kun värillisten epäpuhtauksien molekyylejä ei poisteta, mutta kemiallisesti muunnetaan värittöminä molekyyleinä). Kemiallisia reaktioita voi esiintyä myös adsorboitujen aineiden ja aktiivihiilen pinnan välillä. Näitä prosesseja kutsutaan kemialliseksi adsorptioksi tai kemisorptioksi, mutta periaatteessa fysikaalisen adsorption prosessi tapahtuu aktiivihiilen ja adsorboituneen aineen vuorovaikutuksen aikana. Chemisorptiota käytetään laajalti teollisuudessa kaasun puhdistukseen, kaasunpoistoon, metallien erottamiseen sekä tieteelliseen tutkimukseen. Fysikaalinen adsorptio on palautuva, eli adsorboituvat aineet voidaan erottaa pinnasta ja palauttaa alkuperäiseen tilaansa tietyissä olosuhteissa. Kemisorption aikana adsorboitu aine sitoutuu pintaan kemiallisten sidosten kautta, muuttamalla sen kemiallisia ominaisuuksia. Kemisorptiota ei voida palauttaa.

Jotkut aineet adsorboituvat huonosti tavanomaisten aktivoitujen hiilien pinnalla. Tällaisia ​​aineita ovat ammoniakki, rikkidioksidi, elohopeahööri, vetysulfidi, formaldehydi, kloori ja syaanivety. Tällaisten aineiden tehokkaaseen poistoon käytetään erityisiä kemikaaleja kyllästettyjä aktiivihiiltä. Impregnoituja aktivoituja hiiliä käytetään erityisalueilla ilman ja veden puhdistamiseen, hengityssuojaimiin, sotilastarkoituksiin, ydinteollisuuteen jne.

tuotanto

Aktiivihiilen tuottamiseen eri tyyppisten ja rakenteellisten uunien avulla. Käytetyimpiä ovat useamman hyllyn, akselin, vaaka- ja pystysuuntaiset pyörivät uunit sekä leijupetireaktorit. Aktivoitujen hiilien ja ennen kaikkea huokoisen rakenteen pääominaisuudet määritetään alkuperäisen hiilipitoisen raaka-aineen tyypin ja sen käsittelymenetelmän mukaan. Ensiksi hiilipitoiset raaka-aineet murskataan hiukkaskokoon 3-5 cm, minkä jälkeen ne hiiltyvät (pyrolyysi) - paahdetaan korkeassa lämpötilassa inertissä ilmakehässä ilman ilman pääsyä haihtuvien aineiden poistamiseksi. Hiiltymisvaiheessa muodostuu tulevaisuuden aktiivihiilen kehys - ensisijainen huokoisuus ja lujuus.

Hiiltyneellä hiilellä (hiilihappo) on kuitenkin huono adsorptiomäärä, koska sen huokoskoko on pieni ja sisäpinta-ala on hyvin pieni. Siksi karbonaatti altistetaan aktivoimiseksi erityisen huokosrakenteen saamiseksi ja adsorptiomäärien parantamiseksi. Aktivointiprosessin ydin muodostuu huokosten avaamisesta hiilimateriaalissa suljetussa tilassa. Tämä tehdään joko termokemiallisesti: materiaali esikyllästetään sinkkikloridin ZnCl-liuoksella2, kaliumkarbonaattia K2CO3 tai jotain muuta yhdistettä ja kuumennetaan ilman lämpötilaa 400-600 ° C: seen tai, yleisimmin, käsittelemällä ylikuumennetulla höyryllä tai hiilidioksidilla CO2 tai niiden seosta lämpötilassa 700-900 ° C tiukasti valvotuissa olosuhteissa. Höyryaktivointi on hiiltyjen tuotteiden hapettaminen kaasumaiseen reaktioon - C + H2Tietoja -> CO + H2; tai ylimääräisellä vesihöyryllä - C + 2H2Tietoja -> CO2+2H2. On yleisesti hyväksyttyä, että laitteen syöttö aktivoidaan rajoitetun ilman aktivoimiseksi samanaikaisesti kylläisen höyryn kanssa. Osa hiilen palovaroista ja vaaditusta lämpötilasta saavutetaan reaktiotilassa. Aktiivihiilen tuotos tässä prosessissa on merkittävästi pienentynyt. Myös aktiivihiili saadaan synteettisten polymeerien (esimerkiksi polyvinylideenikloridin) lämpöhajoamisella.

Aktivointi vesihöyryllä mahdollistaa hiilien tuottamisen, joiden sisäpinta-ala on enintään 1500 m 2 hiilen grammaa kohden. Tämän valtavan pinta-alan ansiosta aktivoituneet hiilet ovat erinomaisia ​​adsorbentteja. Tästä alueesta ei kuitenkaan kuitenkaan ole mahdollista saada adsorbointia, koska adsorboitujen aineiden suuret molekyylit eivät pääse pienikokoisiin huokosiin. Aktivointiprosessissa kehittyy tarvittava huokoisuus ja spesifinen pinta-ala, jolloin tapahtuu kiinteän aineen massan merkittävä väheneminen, jota kutsutaan obgariksi.

Termokemiallisen aktivoinnin seurauksena muodostuu karkea huokoinen aktiivihiili, jota käytetään valkaisemiseen. Höyryn aktivoinnin seurauksena käytetään hienojakoista aktiivihiiltä, ​​jota käytetään puhdistukseen.

Seuraava, aktiivihiili jäähdytetään ja altistetaan alustava lajittelu ja seulomalla, jolloin liete poistetaan, ja sitten, riippuen tarpeesta annettujen parametrien, aktiivihiili jatkokäsitellä: happopesu, kyllästys (kyllästys erilaisten kemikaalien), hionta ja kuivaus. Sen jälkeen aktiivihiili pakataan teollisiin pakkauksiin: pussit tai isot pussit.

luokitus

Aktiivihiili on luokiteltu sen mukaan, millaista raaka-ainetta se on valmistettu (hiili, puu, kookospähkinä jne.) Aktivointimenetelmällä (termokemiallinen ja höyry) tarkoituksen mukaan (kaasu, talteenotto, selkeytys ja hiilikantajat katalyytit ja kemialliset sorbentit), sekä vapautumisen muoto. Nykyisin aktiivihiili on pääasiassa seuraavissa muodoissa:

  • jauhettu aktiivihiili
  • rakeistetut (murskatut, epäsäännöllisen muotoiset hiukkaset) aktiivihiili,
  • valettu aktiivihiili,
  • puristetut (sylinterimäiset rakeet) aktiivihiili,
  • kankaalla, joka on kyllästetty aktiivihiilellä.

Jauhemaisen aktiivihiilen hiukkaskoko on alle 0,1 mm (yli 90% koko koostumuksesta). Jauhemaista hiiltä käytetään nesteiden teolliseen puhdistukseen, mukaan lukien kotitalous- ja teollisuusjäteveden käsittely. Adsorptioinnin jälkeen jauhettu puuhiili on erotettava nesteistä, jotka puhdistetaan suodattamalla.

Rakeiset aktiivihiilihiukkaset, joiden koko vaihtelee välillä 0,1-5 mm (yli 90% koostumuksesta). Rakeista aktiivihiiltä käytetään nesteiden puhdistamiseen, pääasiassa veden puhdistamiseksi. Nesteiden puhdistuksessa aktiivihiili sijoitetaan suodattimiin tai adsorbeihin. Aktiivisia hiukkasia, joissa on suurempia hiukkasia (2-5 mm), käytetään ilman ja muiden kaasujen puhdistamiseen.

Valettu aktiivihiili on aktiivihiiltä erilaisten geometristen muotojen muodossa sovelluksesta riippuen (sylinterit, tabletit, briketit jne.). Muotoiltua hiiltä käytetään erilaisten kaasujen ja ilman puhdistamiseen. Kun puhdistetaan kaasuja, myös aktiivihiili sijoitetaan suodattimiin tai adsorbeihin.

Puristettua kivihiiltä tuotetaan hiukkasia, joiden halkaisija on 0,8 - 5 mm. Pääsääntöisesti se impregnoidaan (kyllästetty) erikoiskemikaaleilla ja sitä käytetään katalyytissä.

Kivihiilellä kyllästetyt kankaat ovat erilaisia ​​muotoja ja kokoja, joita usein käytetään kaasujen ja ilman puhdistamiseen esimerkiksi autojen ilmansuodattimissa.

Tärkeimmät ominaisuudet

Granulometrinen koko (granulometria) - aktiivihiilen rakeiden pääosan koko. Mittayksikkö: millimetriä (mm), verkko USS (US) ja verkko BSS (englanti). Yhteenvetotaulukko hiukkaskokoonpanosta USS mesh - millimetrejä (mm) on annettu vastaavassa tiedostossa.

Bulkkitiheys on materiaalin massa, joka täyttää yksikkömäärän omalla painollaan. Mittayksikkö - grammaa senttimetriä kohti kuutiometriä (g / cm 3).

Pinta-ala - kiinteän kappaleen pinta-ala, joka liittyy sen massaan. Mittayksikkö on neliömetriä grammaan hiiltä (m 2 / g).

Kovuus (tai lujuus) - kaikki aktiivihiilen tuottajat ja kuluttajat käyttävät huomattavasti erilaisia ​​vahvuuden määritysmenetelmiä. Suurin osa tekniikoista perustuu seuraaviin periaatteisiin: aktivoidun hiilen näyte altistuu mekaaniselle rasitukselle ja lujuuden mitta on hiilen hävittämisen tai keskikokoisen hionnan aikana tuotettujen sakkojen määrä. Luukun mittaamiseksi hiilen määrää ei tuhota prosentteina (%).

Kosteus on aktiivihiilessä olevan kosteuden määrä. Mittayksikkö - prosenttia (%).

Ash-pitoisuus - tuhkan määrä (joskus vain vesiliukoisena) aktiivihiilessä. Mittayksikkö - prosenttia (%).

Vesipitoisen uutteen pH on vesipitoisen liuoksen pH-arvo sen jälkeen, kun siinä on aktiivihiilenäytettä.

Suojatoiminta - tietyn kaasun hiilen adsorptiorajan mittaaminen ennen minimaalisten kaasupitoisuuksien lähettämistä aktiivihiilikerroksella. Tätä testiä käytetään hiilelle, jota käytetään ilmanpuhdistukseen. Useimmiten aktiivihiili testataan bentseeni- tai hiilitetrakloridilla (hiilitetrakloridia)4).

ITS-adsorptiota (adsorptio hiilitetrakloridilla) -hiilitetrakloridilla ohjataan aktiivihiilen tilavuuden kautta, kyllästyminen tapahtuu vakiopainoon, sitten saadaan adsorboidun höyryn määrä hiilen painoon prosentteina (%).

Jodi-indeksi (jodin adsorptio, jodiluku) on jodin määrä milligrammoina, joka voi adsorboida 1 grammaa aktiivihiiltä jauhemuodossa laimeasta vesiliuoksesta. Mittayksikkö - mg / g.

Metyleenin sininen adsorptio on metyleenisinin milligrammaa, joka absorboituu grammalla aktiivihiiltä vesiliuoksesta. Mittayksikkö - mg / g.

Melassin värjäytyminen (melassin numero tai indeksi, joka perustuu melassiin) on aktivoituneen hiilen määrä milligrammoissa, joka vaaditaan 50-prosenttisen selkeyttämisen tavanomaisen melassiliuoksen suhteen.

Käyttöalueet

Aktivoitu hiilikaivo adsorboi orgaaniset, suurmolekyyliset aineet, joilla on ei-polaarinen rakenne, esimerkiksi: liuottimet (klooratut hiilivedyt), väriaineet, öljy jne. Adsorptio-ominaisuudet kasvavat vähenevän liukoisuuden veteen, jolloin ei-polaarinen rakenne ja molekyylipainon lisääntyminen. Aktivoituneet hiilet adsorisoivat hyvin suhteellisen korkealla kiehumispisteen omaavien aineiden höyryjä (esimerkiksi bentseeni C6H6), pahemmat - haihtuvat yhdisteet (esimerkiksi ammoniakki NH3). Suhteellisissa höyrynpaineissa sR/ smeille alle 0,10-0,25 (sR - tasapainotuspaine adsorboitua ainetta, smeille - tyydyttynyt höyrynpaine) aktiivihiili imee hieman vesihöyryä. Kuitenkin, kun sR/ smeille yli 0,3-0,4 on havaittavissa adsorptiota, ja pR/ smeille = 1 lähes kaikki mikropuhaltimet täytetään vesihöyryllä. Siksi niiden läsnäolo voi vaikeuttaa kohdeaineen imeytymistä.

Aktivoitua hiiltä käytetään laajalti adsorbenttina, joka imee höyryjä kaasupäästöistä (esimerkiksi kun puhdistetaan ilmaa hiilidioksidista CS2) Höyryn talteenotto haihtuvia liuottimia varten elpyminen, puhdistamiseksi vesiliuosten (esim., Siirappeihin ja väkeviä), juomaveden ja jäteveden, kaasun naamarit, tyhjiö tekniikka, esimerkiksi luoda getter pumput, kaasun ja kiinteän aineen kromatografia täyttämiseen zapahopoglotiteley jääkaapeissa, veren puhdistuksessa, haitallisten aineiden imeytymisessä ruoansulatuskanavasta jne. Aktiivihiili voi myös olla katalyyttisten lisäaineiden kantaja ja polymerointikatalyytti. Aktiivihiilikatalyyttisten ominaisuuksien tekeminen makro- ja mesoporeissa tekevät erityisiä lisäaineita.

Aktiivihiilen teollisen tuotannon kehittymisen myötä tämän tuotteen käyttö on jatkuvasti kasvanut. Tällä hetkellä aktiivihiiltä käytetään monissa vedenpuhdistusprosesseissa, elintarviketeollisuudessa, kemian tekniikan prosesseissa. Lisäksi jätekaasun ja jäteveden käsittely perustuu pääosin adsorboitumiseen aktiivihiilellä. Ja atomitekniikan kehityksen myötä aktiivihiili on ydinvoimaloiden radioaktiivisten kaasujen ja jätevesien pääasiallinen adsorbentti. 1900-luvulla aktiivihiilen käyttö ilmeni monimutkaisissa lääketieteellisissä prosesseissa, esimerkiksi hemofiltraatiossa (aktiivihiilen puhdistaminen). Aktivoitua hiiltä käytetään:

  • vedenkäsittelyyn (veden puhdistaminen dioksiineista ja kseniobioottisista aineista, hiiltyminen);
  • elintarviketeollisuudessa tuotanto liuosten, virvoitusjuomien ja oluen, selventäminen viinin valmistuksessa savukkeen suodattimia, puhdistus hiilidioksidin tuotannon hiilihappopitoisten virvoitusjuomien, puhdistus tärkkelysliuoksia, sokeri siirapit, glukoosi ja ksylitoli vaaleneminen ja hajun öljyjen ja rasvojen valmistuksessa sitruuna-, maito- ja muut hapot;
  • kemikaali-, öljy-, kaasu- ja jalostusteollisuudessa pehmittimien, katalysaattoreiden kantajana, kivennäisöljyjen, kemiallisten reagenssien ja maalien ja lakkojen valmistuksessa, kumin valmistuksessa kemiallisten kuitujen valmistuksessa, amiiniliuosten puhdistamiseksi orgaanisten liuotinhöyryjen talteenottamiseksi;
  • ympäristönsuojelutoimissa teollisuuden jätevesien käsittelyyn, öljy- ja öljytuotteiden päästöjen poistamiseen, savukaasujen puhdistukseen polttolaitoksissa, ilmanvaihtokaasupäästöjen puhdistamiseen;
  • kaivos- ja metalliteollisuudessa elektrodien valmistukseen, mineraalimalmien vaahdotukseen, kullan poistamiseen kultakaivosteollisuuden ratkaisuista ja lietteistä;
  • polttoaine- ja energiateollisuudessa höyrykondensaatin ja kattilaveden käsittelyyn;
  • lääketeollisuudessa lääkeaineiden valmistuksessa käytettävien liuosten puhdistamiseen, kivihiilituotteiden, antibioottien, veren korvikkeiden, "Allohol" -tablettien valmistukseen;
  • lääketieteessä eläinten ja ihmisten toksiinien, bakteerien, puhdistuksessa veren puhdistuksessa;
  • henkilökohtaisten suojavarusteiden (kaasunaamarit, hengityssuojaimet jne.) tuottamiseen;
  • ydinteollisuudessa;
  • vedenpuhdistukseen uima-altaissa ja akvaarioissa.

Vesi luokitellaan jätteeksi, maahan ja juomiseksi. Tämän luokittelun ominaispiirre on epäpuhtauksien pitoisuus, joka voi olla liuottimia, torjunta-aineita ja / tai halogeenihiilivetyjä, kuten kloorattuja hiilivetyjä. Liukoisuudesta riippuen seuraavat pitoisuusalueet ovat seuraavat:

  • 10-350 g / l juomavettä varten,
  • 10-1000 g / litra pohjavesille,
  • 10-2000 g / litra jätevettä varten.

Allasvesien vedenkäsittely ei vastaa tätä luokitusta, koska tässä käsitellään kloorikloorausta ja hajotusta, eikä pelkän epäpuhtauden puhdasta adsorptiota. Kloorikloridia ja deionisointia käytetään tehokkaasti uima-altaan veden käsittelyssä käyttäen kookoskuorista saatua aktiivihiiltä, ​​jolla on suuria adsorptio- pintoja, ja siksi sillä on erinomainen dekloraatiovaikutus suurella tiheydellä. Suuri tiheys mahdollistaa käänteisen virtauksen ilman, että aktiivihiili poistetaan suodattimesta.

Rakeista aktiivihiiltä käytetään kiinteissä stationaarisissa adsorptiojärjestelmissä. Saastunut vesi virtaa jatkuvan aktiivihiilikerroksen läpi (enimmäkseen ylhäältä alas). Tämän adsorptiojärjestelmän vapaan käytön kannalta vedessä ei saa olla mitään kiinteitä hiukkasia. Tämä voidaan taata sopivalla esikäsittelyllä (esimerkiksi hiekkasuodattimella). Kiinteään suodattimeen kuuluvat hiukkaset voidaan poistaa vastavirta-adsorptiojärjestelmällä.

Monet tuotantoprosessit tuottavat haitallisia kaasuja. Näitä myrkyllisiä aineita ei saa päästää ilmaan. Yleisimmät myrkylliset aineet ilmassa ovat liuottimia, jotka ovat välttämättömiä materiaalien tuottamiseksi jokapäiväiseen käyttöön. Liuottimien (pääasiassa hiilivetyjen, kuten kloorattujen hiilivetyjen) erottamiseksi aktiivihiiltä voidaan käyttää menestyksekkäästi sen vettähylkivien ominaisuuksien vuoksi.

Ilmansuodatus on jaettu epäpuhtauden ilmasta ja liuottimien talteenotosta ilmanpuhdistukseen ilman epäpuhtauden määrän ja pitoisuuden mukaan. Suurilla pitoisuuksilla on edullisempaa ottaa talteen liuottimet aktiivihiilestä (esimerkiksi höyryllä). Mutta jos myrkyllisiä aineita esiintyy hyvin pienellä pitoisuudella tai seoksessa, jota ei voida käyttää uudelleen, käytetään valettua kertakäyttöistä aktiivihiiltä. Muovattua aktiivihiiltä käytetään kiinteissä adsorptiojärjestelmissä. Saastunut ilmavirta jatkuvan hiilikerroksen läpi yhteen suuntaan (lähinnä alhaalta ylöspäin).

Yksi impregnoidun aktiivihiilen pääalueista on kaasun ja ilman puhdistus. Monien teknisten prosessien seurauksena saastunut ilma sisältää myrkyllisiä aineita, joita ei voida täysin poistaa tavanomaisella aktiivihiilellä. Nämä myrkylliset aineet, pääasiassa epäorgaaniset tai epästabiilit, polaariset aineet, voivat olla erittäin myrkyllisiä myös alhaisissa pitoisuuksissa. Tässä tapauksessa käytetään kyllästettyä aktiivihiiltä. Joskus epäpuhtauden komponentin ja aktiivihiilen aktiivisen aineen välisten erilaisten kemiallisten reaktioiden kautta epäpuhtaus voidaan poistaa kokonaan saastuneesta ilmasta. Aktiivihiili on kyllästetty (kyllästetty) hopealla (juomaveden puhdistamiseksi), jodilla (puhdistamalla rikkidioksidista), rikistä (elohopeaa puhdistava), alkaliin (kaasumaisten happojen ja kaasujen puhdistamiseksi - kloori, rikkidioksidi, typpidioksidi ja d.), happo (kaasumaisten emästen poistamiseksi ja ammoniakki).

uudistuminen

Koska adsorptio on käännettävissä oleva prosessi eikä muuta aktiivihiilen pintaa tai kemiallista koostumusta, epäpuhtaudet voidaan poistaa aktiivihiilestä desorptiolla (adsorboitujen aineiden vapautuminen). Van der Waltzin vahvuus, joka on tärkein adsorptiopolitiikka, heikkenee niin, että epäpuhtaus voidaan poistaa hiilen pinnalta, käytetään kolmea teknistä menetelmää:

  • Lämpötilavaihtelut: van der Waalsin voiman vaikutus vähenee lämpötilan nousussa. Lämpötila nousee kuuman typivirran tai höyrynpaineen nousun vuoksi 110-160 ° C: n lämpötilassa.
  • Paineenvaihtelutapa: Kun osapaine laskee, Van-Der-Waltz -voiman vaikutus vähenee.
  • Uuttaminen - desorptio nestemäisissä faaseissa. Adsorboituneet aineet poistetaan kemiallisesti.

Kaikki nämä menetelmät ovat hankalia, koska adsorboituja aineita ei voida täysin poistaa hiilen pinnalta. Merkittävä osa epäpuhtauksista jää aktiivihiilen huokosiin. Kun käytetään höyryn regeneraatiota, 1/3 kaikista adsorboituneista aineista jää edelleen aktiivihiiliin.

Kemiallisen regeneroinnin yhteydessä ymmärtää sorbentinesteen tai kaasumaisten orgaanisten tai epäorgaanisten reagenssien käsittelyn lämpötilassa, joka on pääsääntöisesti korkeintaan 100 ° C. Sekä hiili- että ei-hiilen sorbentit kemiallisesti regeneroituvat. Tämän hoidon seurauksena sorbaatti joko desorboidaan ilman muutoksia tai sen aineen vuorovaikutus regeneroivan aineen kanssa desorboidaan. Kemiallinen regenerointi etenee usein suoraan adsorptiolaitteessa. Useimmat kemialliset regenerointimenetelmät ovat tiukasti erikoistuneita tiettyihin sorbaattien tyyppeihin.

Matalalämpöinen lämmön regeneraatio on sorbentin käsittely höyryllä tai kaasulla 100 - 400 ° C: ssa. Tämä menettely on melko yksinkertainen ja monissa tapauksissa suoritetaan suoraan adsorbereissa. Korkean entalpiumin aiheuttamaa vesihöyryä käytetään useimmiten matalalämpötilassa tapahtuvaan lämpöenergian talteenottoon. Se on turvallinen ja saatavana tuotannossa.

Kemiallinen regenerointi ja matalalämpötilainen lämpöuudistus eivät takaa adsorptiohiilojen täydellistä talteenottoa. Terminen regeneraatioprosessi on hyvin monimutkainen, monivaiheinen, ei vaikuta pelkästään sorbaattiin vaan itse sorbenttiin. Lämpötilan uudistaminen on lähellä tek- nologiaa aktiivisten hiilien tuottamiseksi. Erilaisten hiilen sorbaattien karbonisaation aikana suurin osa epäpuhtauksista hajoaa 200-350 ° C: ssa ja 400 ° C: ssa, noin puolet koko adsorbaatista tuhoutuu tavallisesti. CO, CO2, CH4 - Orgaanisen sorbaatin tärkeimmät hajoamistuotteet vapautuvat, kun niitä lämmitetään 350 - 600 ° C: seen. Teoriassa tällaisen regeneroinnin kustannukset ovat 50% uuden aktiivihiilen kustannuksista. Tämä viittaa siihen, että on tarpeen jatkaa uusien tehokkaiden menetelmien etsimistä ja kehittämistä sorbenttien regeneroimiseksi.

Reaktivointi - aktiivihiilen täydellinen regenerointi höyryn läpi 600 ° C: n lämpötilassa. Pilaava aine poltetaan tässä lämpötilassa polttamatta hiiltä. Tämä on mahdollista pienen happipitoisuuden ja merkittävän määrän höyryn vuoksi. Vesihöyry reagoi selektiivisesti adsorboidun orgaanisen aineen kanssa, jolla on korkea reaktiivisuus vedessä näissä korkeissa lämpötiloissa täydellisen palamisen tapahtuessa. Hiilen vähimmäispolttoa ei kuitenkaan voida välttää. Tämä tappio olisi korvattava uudella kivihiilellä. Aktivoinnin jälkeen tapahtuu usein, että aktiivihiilellä on suurempi sisäpinta ja suurempi reaktiivisuus kuin alkuperäinen hiili. Nämä tosiasiat johtuvat lisähuomien muodostumisesta ja koksauspäästöistä aktiivihiilessä. Myös huokosten rakenne muuttuu - ne kasvavat. Reaktivaatio suoritetaan uudelleensytytysuuniin. Uuneissa on kolme tyyppiä: pyörivä, akseli ja vaihtelevan kaasun virtausuunit. Muuttuvilla kaasuvirtauuneilla on etuja palamisen ja kitkan aiheuttamien pienien häviöiden takia. Aktiivihiili syötetään ilmavirtaan, ja tässä tapauksessa palokaasut voidaan kuljettaa arinan läpi. Aktivoitu hiili osittain muuttuu nestemäiseksi voimakkaan kaasuvirtauksen vuoksi. Kaasut kuljettavat myös palamistuotteita, kun ne aktivoidaan aktiivihiilestä jälkipoltokammioon. Ilma lisätään jälkipoltimeen, joten kaasut, joita ei ole täysin syttynyt, voidaan nyt polttaa. Lämpötila nousee n. 1200 ° C: een. Palamisen jälkeen kaasu virtaa kaasunpesukoneeseen, jossa kaasu jäähdytetään 50 - 100 ° C: n lämpötilaan veden ja ilman jäähdytyksen seurauksena. Tässä kammiossa kloorivetyhappo, joka muodostuu adsorboiduista kloorihiilivedyistä puhdistetusta aktiivihiilestä, neutraloidaan natriumhydroksidilla. Korkea lämpötila ja nopea jäähdytys eivät muodosta myrkyllisiä kaasuja (kuten dioksiineja ja furaaneja).

Historia

Aikaisin historiallinen viittaus kivihiilen käyttöön viittaa muinaiseen Intiin, jossa sanskritin pyhissä kirjoituksissa sanottiin, että juomavettä on ensin siirrettävä kivihiilen läpi, säilytetään kupariastioissa ja altistetaan auringonvalolle.

Kivihiilen ainutlaatuiset ja hyödylliset ominaisuudet tunnettiin myös muinaisessa Egyptissä, jossa hiiltä käytettiin lääketieteellisiin tarkoituksiin jo 1500-luvun eKr. e.

Muinaiset Roomalaiset käyttivät myös kivihiiltä juomaveden, olutta ja viiniä puhdistaakseen.

1700-luvun lopulla tutkijat tiesivät, että Carbolen pystyi absorboimaan erilaisia ​​kaasuja, höyryjä ja liuenneita aineita. Jokapäiväisessä elämässä ihmiset huomasivat: jos kiehuva vesi pannuun, jossa he ovat keittäneet illallisen, heittävät muutaman hiilen, niin ruoan maku ja tuoksu katoavat. Ajan myötä aktiivihiiltä käytettiin sokerin puhdistamiseen, bensiinin ansaitsemiseen luonnollisissa kaasuissa, värjäyskankaissa, parkitusnahassa.

Vuonna 1773 saksalainen kemisti Karl Scheele raportoi hiilen kaasujen adsorptiosta. Myöhemmin havaittiin, että hiili voi myös värjätä nesteitä.

Vuonna 1785 Pietarin apteekki Lovits T. Ye., Joka myöhemmin tuli akateemikko, kiinnitti ensin huomiota aktiivihiilen kykyyn puhdistaa alkoholi. Toistuvien kokeiden tuloksena hän huomasi, että jopa yksinkertainen ravistamalla viiniä kivihiilijauheella on mahdollista saada paljon puhtaampaa ja laadukkaampaa juomaa.

Vuonna 1794 puuhiiltä käytettiin ensin englantilaisessa sokeritehtaassa.

Vuonna 1808 Ranskassa ensin käytettiin hiiltä sokerisiirapin keventämiseksi.

Vuonna 1811, kun sekoitettiin musta kenkävoide, luun puuhiilen valkaisu kyky havaittiin.

Vuonna 1830 yksi apteekkari, joka suoritti itse kokeilun, otti gramman strykniinia sisältä ja selviytyi, koska hän samanaikaisesti nielaisi 15 grammaa aktiivihiiltä, ​​joka adsorboi tämän voimakkaan myrkky.

Vuonna 1915 Venäjän tiedemies Nikolai Dmitrievich Zelinsky loi Venäjälle ensimmäisen maailman suodatushiilikaasumaski. Vuonna 1916 sen hyväksyi antanttien joukot. Tärkeä sorbenttimateriaali siinä oli aktiivihiili.

Aktiivihiilen teollinen tuotanto alkoi 1900-luvun alussa. Vuonna 1909 ensimmäisenä jauhemaisen hiilen eränä vapautettiin Euroopassa.

Ensimmäisen maailmansodan aikana kookoskuoren aktiivihiiltä käytettiin ensin kaasunaamareiden adsorbenttina.

Tällä hetkellä aktiivihiilet ovat yksi parhaista suodatinmateriaaleista.

Hiilitetyt hiilet

Yritys "Chemical Systems" tarjoaa laajan valikoiman aktiivihiiltä Carbonut, joka on täysin todistettu erilaisissa teknologisissa prosesseissa ja teollisuudessa:

  • Carbonut WT nesteiden ja veden puhdistukseen (maaperä, jätteet ja juominen sekä vedenkäsittely),
  • Carbonut VP eri kaasujen ja ilman puhdistamiseen
  • Carbonut GC: lle kullan ja muiden metallien uuttamisessa kaivos- ja motellialan ratkaisuista ja lietteistä,
  • Carbonut CF savukkeen suodattimelle.

Hiilihapon aktiivihiilivedyt valmistetaan yksinomaan kookoskuorista, koska kookospähkinä aktiivihiilillä on parasta puhdistuslaatua ja suurinta absorptiokykyä (johtuen suuremmasta määrästä huokosia ja siten suurempaa pinta-alaa) pisin käyttöikä (johtuen kovasta kovuusasteesta ja moninkertaisen regeneroinnin mahdollisuudesta), imeytyneiden aineiden desorptioton puute ja pieni tuhkapitoisuus.

Carbonut aktiivihiiltä on tuotettu Intiasta vuodesta 1995 lähtien automatisoidulla ja huipputeknisellä laitteella. Tuotannolla on strategisesti tärkeä sijainti, ensinnäkin lähelle raaka-aineen lähdettä - kookospähkinä, ja toiseksi lähellä merisatamia. Kookospähkinä kasvaa ympäri vuoden, ja se tarjoaa laadukkaan raaka-aineen keskeytymättömän määrän lähdekoodia, ja toimituskustannukset ovat vähäiset. Merisatamien läheisyys välttää myös logistiikan lisäkustannukset. Kaikkien teknisen kierroksen vaiheet Carbonut-aktiivihiilen tuotannossa ovat tiukasti hallinnassa. Siihen kuuluvat huolellisesti valitut raaka-aineet, tärkeimpien parametrien valvonta jokaisen välituotteen jälkeen ja lopputuotteen laadunvalvonta vakiintuneiden standardien mukaisesti. Aktiivihiili Carbonut viedään lähes maailmanlaajuisesti ja erinomaisen hinnan ja laadun yhdistelmä johtuu suuresta kysynnästä.

dokumentointi

Voit tarkastella "Adobe Reader" -ohjelmaa tarvitsemiasi dokumentteja. Jos tietokoneellasi ei ole Adobe Reader -ohjelmaa, käy Adoben verkkosivuilla www.adobe.com, lataa ja asenna tämän ohjelman uusin versio (ohjelma on ilmainen). Asennusprosessi on yksinkertainen ja vie vain muutaman minuutin, tämä ohjelma on hyödyllinen sinulle tulevaisuudessa.

Jos haluat ostaa aktiivihiiltä Moskovasta, Moskovan alueelta, Mytischistä, Pietariin - ota yhteyttä yrityksen johtajiin. Toimitus myös Venäjän federaation muille alueille.

Mikä on aktiivihiili

Tärkeimmät ominaisuudet ja mitä tuotetaan

Jotkut valmistajat pystyivät saavuttamaan hiililajituksen, jossa suodatusalue saavuttaa 1500 m2 / g ainetta. Aktiivihiilen tuottamiseen käytetyt pääaineet ovat orgaanisen alkuperän hiilipitoiset aineet. Esimerkiksi raaka-aineena voidaan käyttää kivihiiltä, ​​kookospähkinää, puuta, öljyä tai hiilikoksia.

Vihje: valitse kivihiili parhaiten, mikä perustuu tavoitteisiin. Jokainen niistä keskittyy erilaisten ongelmien ratkaisemiseen.

Koksi toimii perustana aktiivihiilen valmistuksessa laadut AR, AG et ai, kookospähkinän kuoren pohjimmiltaan valmistettu rakeinen luokka hiilen GAC, ja on valmistettu eri laatuja puuta, kuten aktiivihiiltä P500 :. Http://activcarbon.com.ua/product /44.html

Lajikkeet ja käyttötavat

On olemassa useita hiiltyyppejä, joilla on tiettyjä etuja ja haittoja. Niiden perusteella jokainen laji on ottanut käyttöönsä oman markkinansa.

rakeinen

Kyllästetty hiili

Impregnoitu kivihiili valmistetaan puristamalla ja sen jälkeen impregnoimalla erityisellä kemiallisella yhdisteellä. Impregnointiaine valitaan riippuen käyttötarkoituksesta, mikä mahdollistaa tehokkuuden merkittävän lisääntymisen. Sitä käytetään lähinnä erilaisten kaasujen puhdistamiseen epäorgaanisista yhdisteistä katalyysimenetelmällä. Käytetään seuraavilla alueilla:

  • epäorgaanisten epäpuhtauksien poistamiseksi reaktiokaasuista
  • elohopean poistamiseksi maakaasusta
  • vetysulfidin ja biologisen kaasun puhdistamiseksi

tiivistetty

Näyttää siltä, ​​että kokkareita, joiden pituus on halkaisijaltaan kaksi kertaa suurempi. Se on vähemmän ilmavastus kuin rakeinen, joka toimi sen valinnaksi tärkeimpänä elementtinä huoneiden ilmanvaihdossa ja ilmakehän suodattamisessa. Koskee seuraavia aloja:

  • eri aineiden reaktiosta vapautuvien kaasujen puhdistaminen pilaantumisesta
  • ilman puhdistus jätteiden käsittelyyn ja vedenpuhdistukseen tarkoitetuissa tiloissa
  • biologinen ja maakaasun puhdistus
  • haihtuvien orgaanisten aineiden pitoisuus pienenee
  • hengityssuojaimissa

Pylisty

Tämäntyyppisen hiilen hiukkashalkaisija ei ylitä muutama satoja millimetrejä. Sitä käytetään vain annostelujärjestelmien yhteydessä ja sitä käytetään seuraavilla alueilla:

  • kun poistat haitalliset aineet jätevedestä
  • jalostettaessa juomavettä
  • jätteiden lämpökäsittelyn aikana muodostuneiden kaasujen puhdistamiseksi
  • kun valkaisu elintarvikkeita ja kemikaaleja
  • rikastuttaa lietettä

Aktivoitu hiili

Aktiivihiili on huokoinen aine, joka saadaan eri hiilipitoisista orgaanisista aineista: hiili (aktiivihiilen BAU-A, OU-A, DAK [1] jne.), Hiilikoksi (aktiivihiilen AG-3-laadut, AG-5, AR jne.), Maaöljykoksi, kookospähkinä jne.

pitoisuus

Kemialliset ominaisuudet ja muutokset

Normaali aktiivihiili on melko reaktiivinen yhdiste, joka kykenee hapettamaan happea ja happea [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [ [11], [12], [13] samoin kuin hiilidioksidi [7] ja otsonit [14], [15], [16]. Hapetus nestefaasissa suoritetaan useilla reagensseilla (HNO3, H2O2, KMnO4) [17], [18], [19]. Koska muodostuu suuri joukko emäksisiä ja happamia ryhmiä hapettuneen hiilen pinnalla, sen sorptiot ja muut ominaisuudet voivat erota merkittävästi hapettumattomista. [20] Typpimodifioitu hiili saadaan joko luonnollisista typpeä sisältävistä aineista tai polymeereistä [21], [22] tai käsittelemällä hiiltä typpeä sisältävien reagenssien [23], [24], [25] kanssa. Hiili voi myös olla vuorovaikutuksessa kloorin [26], [27] bromin, [28] ja fluorin kanssa [29]. Tärkeää on rikkiä sisältävä hiili, jota syntetisoidaan eri tavoin [30]. [31] Äskettäin hiilen kemialliset ominaisuudet johtuvat yleensä aktiivisen kaksoissidoksen läsnäolosta sen pinnalla [16], [32], [33]. Kemiallisesti modifioitua hiiltä käytetään katalyytteinä, katalyyttien kantajina, valikoivina adsorbenteina, erittäin puhtaiden aineiden valmistuksessa, litiumparistojen elektrodeina.

Miten kivihiili toimii

On olemassa kaksi päämekanismia, joiden avulla aktiivihiili poistaa epäpuhtaudet vedestä: adsorptio ja katalyyttinen pelkistys (prosessi, joka aiheuttaa epäpuhtauden negatiivisesti varautuneita ioneja vetäytyvän positiivisesti varautuneelle aktiivihiilelle). Orgaaniset yhdisteet poistetaan adsorptiolla, ja jäljellä olevat desinfiointiaineet, kuten kloori ja kloramiinit, poistetaan katalyyttisellä pelkistyksellä.

tuotanto

Hyvä aktiivihiili saadaan pähkinästä (kookospähkinä, joidenkin hedelmäkasvien siemenistä). Ennen aktivoitua puuhiiltä tehtiin karjan luita (luun luu [34]). Aktivointiprosessin ydin muodostuu huokosten avaamisesta hiilimateriaalissa suljetussa tilassa. Tämä tapahtuu joko lämpökemiallisesti (materiaali on kyllästetty liuos, jossa on sinkkikloridia, kaliumkarbonaatin, tai eräät muut yhdisteet ja kuumennetaan ilman pääsy ilman), tai käsittelemällä tulistetun höyryn tai hiilidioksidin tai niiden seosta lämpötilassa 800-850 astetta. Jälkimmäisessä tapauksessa on teknisesti vaikeaa saada sellaista kaasuhöyryainetta, jolla on tällainen lämpötila. Laitteeseen on yleisesti käytetty laitetta, jossa käytetään samanaikaisesti tyydyttynyttä höyryä, rajoitetusta ilmasta. Osa hiilen palovaroista ja vaaditusta lämpötilasta saavutetaan reaktiotilassa. Aktiivihiilen tuotos tässä prosessissa on merkittävästi pienentynyt. Huokosten ominaispinta-alan arvo parhaissa aktiivihiilituotteissa voi olla 1800-2200 m 2; 1 g hiiltä. [2] Makro, meso ja mikrohuokoset erotetaan toisistaan. Kivihiilen hiilen on oltava eri hiukkaskertoimilla riippuen hiilen pinnalla tarvittavista molekyyleistä.

hakemus

Kaasuhameissa

Klassinen esimerkki aktiivihiilen käytöstä liittyy sen käyttöön kaasunaamissa. ND Zelinskyin kehittämä kaasunaamari pelasti ensimmäisen maailmansodan sotilaiden elämän. Vuoteen 1916 mennessä se otettiin käyttöön lähes kaikissa eurooppalaisissa armeijoissa.

Sokerin tuotannossa

Aluksi luun aktiivihiiltä käytettiin puhdistamaan sokerisiirappia väriaineista sokerin puhdistuksen aikana. Tätä sokeria ei kuitenkaan voitu käyttää paastoamisessa eläimistä peräisin. Sokerinvalmistajat alkoivat tuottaa "vähärasvaista sokeria", joka ei ollut puhdistettu ja oli värillisten makeisten ulkonäkö, tai harjattu hiilellä.

Muut käyttötarkoitukset

Aktivoitua hiiltä käytetään lääketieteessä, kemiallisena, katalyyttien kantajana, ja monissa reaktioissa se toimii katalysaattorina lääke- ja elintarviketeollisuudessa. Suodattimia, jotka sisältävät aktiivihiiltä, ​​käytetään monissa moderneissa laitteissa juomaveden puhdistamiseksi.

Aktiivihiilen ominaisuudet

Pore-koko

Pääasiallinen vaikutus aktiivihiilen huokosrakenteeseen aiheuttaa raaka-aineet niiden valmistamiseksi. Kookoskuorille perustuvia aktiivihiiltä on ominaista suurempi osa mikrohuokosista (korkeintaan 2 nm) ja hiilen perusteella - suurempi osuus mesoporeista (2-50 nm). Suuri osa makrohuokosista on ominaisia ​​puuhun perustuvista aktivoituvista hiilivedyistä (yli 50 nm).

Mikroporeet soveltuvat erityisen hyvin pienien molekyylien adsorption ja mesoporusten suurempien orgaanisten molekyylien adsorptioon.

Jodi-indeksi

Suurin osa hiilestä adsorboidaan edullisesti pieniä molekyylejä. Jodi-indeksi on tärkein parametri, jota käytetään aktivoidun hiiliteoksen karakterisointiin. Jodi-indeksi on aktiivisuuden taso (suurempi luku ilmaisee suuremman aktivaation asteen), usein mitattuna mg / g (tyypillinen alue on 500-1200 mg / g). Jodi-indeksi on myös aktiivihiilen mikroaaltopitoisuuden (0-20 A) tai jopa 2 nm: n mitta, joka vastaa hiilen pinta-alaa välillä 900 m² / g ja 1100 m² / g. Tämä on tavanomainen mitta aktiivihiilen käyttämisessä nestemäisessä faasissa olevien aineiden puhdistamiseksi.

kiinteys

Tämä on mitta aktiivisen hiilen vastustuskyvyn kulumisesta. Tämä on tärkeä indikaattori aktiivihiilestä, joka on välttämätön fysikaalisen eheyden ylläpitämiseksi ja kestämään kitkavoimat, vastaprosessi jne. Aktiivihiilen kovuus riippuu merkittävästi raaka-aineesta ja aktiivisuuden tasosta.

Hiukkaskokojakauma

Mitä pienempi on aktiivihiilen hiukkaskoko, sitä parempi pääsy pinta-alaan ja sitä nopeampi adsorptiotaso. Höyryfaasijärjestelmissä tämä on otettava huomioon, kun painetta alennetaan, mikä vaikuttaa energiakustannuksiin. Hiukkaskokojakauman huolellinen tarkastelu voi tuottaa merkittävää toiminnallista hyötyä.

farmakologia

Sillä on enterosorbing-, detoksifikaatio- ja ehkäisyvaikutuksia. Viittaa ryhmään moniarvoisen fysikaalis vastalääkkeet on korkea pinta-aktiivisuus, absorboi myrkyt ja toksiinien ruoansulatuskanavassa (GIT) ennen imua, alkaloidit, glykosideja, barbituraatit ja muut. Uni-, lääkkeet yleisanestesiaa, raskasmetallien suolojen, bakteerien, kasvien, eläinperäisten, fenoli-, syaanihappo-, sulfonamidien ja kaasujen johdannaiset. Aktiivisena sorbentina hemoperfuusioon. Se heikosti adsorboi hapot ja emäkset sekä rauta- suolat, syanidit, malationi, metanoli, etyleeniglykoli. Ei ärsytä limakalvoja. Päihtymyksen hoidossa on välttämätöntä luoda hiilen ylimäärä mahassa (ennen pesemistä) ja suolistossa (mahalaukun jälkeen). Hiilen pitoisuuden aleneminen väliaineessa edistää sitoutuneen aineen desorptiota ja sen imeytymistä (vapautuneen aineen resorptiota estäen, on suositeltavaa pestä uudelleen mahalaukku ja siirtää hiili). Ruokamassojen esiintyminen ruoansulatuskanavassa vaatii suuria annoksia, koska ruoansulatuskanavan sisältö imeytyy hiilellä ja sen aktiivisuus vähenee. Jos myrkytys johtuu enterohepaattisesta verenkierrosta (sydänglykosidit, indometasiini, morfiini ja muut opiaatit), sinun on käytettävä hiiltä useita päiviä. Erityisen tehokas hemoperfuusion sorbentiksi akuutin myrkytyksen tapahtuessa barbituraattien, glutationiimidin, teofylliinin, kanssa. Vähentää lääkkeiden samanaikaisen käytön tehokkuutta, vähentää ruoansulatuskanavan limakalvoon vaikuttavia lääkkeitä (mukaan lukien ipecakuanat ja termopsit).

On liitetty seuraaviin tarkoituksiin: vieroitus korotetussa mahan happamuutta, kun eksogeeninen ja endogeeninen myrkytysten: dyspepsia, ilmavaivat, homeelle prosesseja, käyminen, liman liikaeritys, HCI, mahalaukun, ripuli; myrkytys alkaloideilla, glykosideilla, raskasmetallisuoloilla, ruoan myrkytyksellä; ruoan toksikonfiointi, dysentery, salmonelloosi, polttaa tauti toksemia-vaiheessa ja septikotoksemia; munuaisten vajaatoiminta, krooninen hepatiitti, akuutti hepatiitti, maksakirroosi, atooppinen ihottuma, astma, gastriitti, krooninen kolekystiitti, enterokoliitti, holetsistopankreatit; myrkytys kemiallisilla yhdisteillä ja lääkkeillä (mukaan luettuina orgaaniset fosfori- ja orgaaniset klooriyhdisteet, psykoaktiiviset lääkkeet), allergiset sairaudet, metaboliset häiriöt, vetäytymisalkoholioireyhtymä; myrkytys syöpäpotilaille säteilyn ja kemoterapian taustalla; röntgen- ja endoskooppisten tutkimusten valmistaminen (suoliston kaasujen pitoisuuden vähentämiseksi).

On vasta-aiheinen haavainen vaurioita maha-suolikanavan (mukaan lukien mahahaava ja 12 pohjukaissuolihaava, ulseratiivinen koliitti), verenvuoto ruoansulatuskanavassa, kun taas nimeämisestä antitoksinen lääkkeitä, joiden vaikutus jälkeen kehittyy imu (metioniinin ja muita.).

Haittavaikutukset ovat dyspepsia, ummetus tai ripuli; Pitkäaikainen käyttö - hypovitaminosi, vähensi imeytymistä ravintoaineiden ruuansulatuskanavasta (rasvat, proteiinit), hormonit. Kun hemoperfuusio aktivoidulla hiilellä - tromboembolia, verenvuoto, hypoglykemia, hypokalsemia, hypotermia, alentaa verenpainetta.

Top