728 x 90

Aktyvuotos anglies

Aktyvi arba aktyvuota anglis yra akytas adsorbentas, pagamintas iš organinių medžiagų, turinčių anglies. Aktyvios anglies gamybos technologija yra ilgas procesas, kurį sudaro keli etapai. Aktyvintos anglies adsorbentas yra medžiaga, turinti labai porėtą kompoziciją. Jis gaminamas iš įvairių organinių medžiagų, kuriose yra anglis. Dažnai aktyvinta anglis gaminama iš anglies, durpių (durpių kokso), anglies kokso, riešutmedžio, kokoso lukšto, alyvuogių branduolių, abrikosų ir daugelio kitų augalų.

Klasifikacija

Aktyvus adsorbentas yra suskirstytas į:

  • pagal medžiagos rūšį, iš kurios gaminama aktyvinta anglis: mediena, kokoso lukštai, anglis ir kt.;
  • pagal paskirtį: katalizatorių, kuriuose yra cheminių sorbentų savybių, aiškinimas, dujos, anglies nešikliai;
  • aktyvinimo būdu: garo ir termocheminis metodas;
  • išleidimo forma: granuliuota (susmulkinta) aktyvuota anglis, milteliai, formuotos aktyviosios anglys, presuotos anglys (balionų formos granulės) ir audinys, įmirkytas anglies.

Aktyvuotos anglies skirstomos į tris porų kategorijas: mikroporas (nuo 0,6 iki 0,7 nanometrų), mezoporai (1,5-100-200 nanometrų), makroporos (> 100-200 nanometrų). Pirmasis ir antrasis porų tipai laikomi pagrindiniais aktyviųjų anglies paviršiaus komponentais. Dėl šios priežasties jie atlieka svarbų vaidmenį anglies adsorbcijos savybėse. Mikroporos gerai susiduria su mažų organinių molekulių ir mezoporų - didesnių molekulių - adsorbcija.

Specifinis aktyvintos anglies paviršiaus plotas priklauso nuo porų dydžio. Adsorbentas, turintis plonesnes poras gerai sugeria, turintis net mažą koncentraciją ir nedidelį dalinį garų slėgį. Veiklioji medžiaga, turinti plačias poras, pasižymi kapiliariniu kondensavimu.

Aktyviosios anglies ir plačių porų specifinio sugeriamojo paviršiaus matmenys leidžia labai efektyviai naudoti adsorbentą efektyviam dujų ir skysčių valymui iš įvairių rūšių priemaišų. Iš anglies valomų priemaišų kiekis gali skirtis nuo mažiausių molekulių iki alyvos, naftos produktų, riebalų, organinių junginių su chloru.

Aktyviosios anglies gamybos įranga pateikiama įvairiose srityse. Norint gauti adsorbentą, naudojamos specialios įvairių tipų ir dizaino krosnys. Dažniausiai aktyvintosios anglies gamykla naudoja veleną, vertikalią ir horizontalią rotacinę krosnį, daugiasluoksnes krosnis ir skysto sluoksnio reaktorius.

Proceso veiksmai

Akmens anglių gamyba iš organinės kilmės medžiagų yra suskirstyta į keletą etapų. Taigi, aktyvintos anglies gamybos technologija apima šias sekančias veiklas:

  1. Karbonizacija. Šis procesas - tai žaliavų deginimas (terminis apdorojimas) beorėmis inertinėmis sąlygomis, naudojant aukštą temperatūrą. Pasirodžius karbonizacijai - karbonizatui, tai yra anglis, kuri turi mažai adsorbcijos savybių dėl mažo vidinio ploto ir mažų matmenų. Karbonizatas yra susmulkinamas ir suaktyvinamas, kad būtų pasiektas ypatingas medžiagos struktūra ir žymiai padidėja adsorbcija.
  2. Keletas žodžių apie išankstinį trupinimą. Po karbonizacijos gauta aktyvuota anglis turi būti susmulkinta. Jo pradiniai matmenys yra 30–150 milimetrų, o dėl tokių didelių frakcijų veiksmingas adsorbento aktyvavimas yra trukdomas. Todėl karbonizatas kruopščiai susmulkinamas iki 4-10 milimetrų frakcijų.
  3. Aktyvios anglies gamybos linijoje yra aktyvavimo procesas, kuris atliekamas naudojant du pagrindinius metodus:
  • Cheminė aktyvacija aktyvuotos anglies gamybai apima medžiagų apdorojimą druskomis, kurios gamina aktyviąsias dujas, veikdamos aukštoje temperatūroje. Aktyvatorius gali būti nitratai, sulfatai, karbonatai, sieros, fosforo arba azoto rūgštis. Aktyvios anglies gamyba naudojant šį metodą atliekama 200 - 650 ° C temperatūroje;
  • Dujų garų aktyvavimas atliekamas tik griežtai kontroliuojant 800–1000 ° C temperatūroje. Oksidatorių vaidmuo tuo metu, kai garų dujos aktyvuoja anglis yra vandens garai ir anglies dioksidas. Garų ir anglies sąveiką pagreitina šarminių metalų oksidai ir karbonatai. Atsižvelgiant į tai, jie į pradinę medžiagą periodiškai įdedami mažomis dozėmis. Vario junginiai taip pat naudojami kaip katalizatoriai. Aktyvios anglies gavimas iš karbonizato, naudojant garų dujų metodą, leidžia gauti galingą adsorbentą, kurio paviršiaus plotas yra ne didesnis kaip 1500 m2 vienam anglies gramui. Tiesa, ne visas plotas gali būti naudojamas absorbcijai, nes didelės adsorbuotos medžiagos molekulės nepatenka į mažas poras.

Aktyvios anglies naudojimas

Taikymas aktyvuotos anglies gamyboje kasdien įgauna pagreitį. Akmens anglies adsorbcijos geba leidžia greitai ir efektyviai išvalyti nuotekas ir išmetamas dujas. Be to, tai yra pagrindinis radioaktyviųjų dujų ir vandenų adsorbentas atominėse elektrinėse.

Taip pat nustatyta, kad aktyvuota anglis yra pritaikyta tokiose srityse kaip:

  • Proceso ir geriamojo vandens adsorbcija;
  • Naudojimas chemijos pramonėje;
  • Tirpiklių regeneravimas (dalies žaliavos ar energijos grąžinimas antriniam naudojimui toje pačioje technologinėje procedūroje);
  • Aktyviosios anglies naudojimas medicinos reikmėms. Kraujo ir viso kūno išvalymas iš bakterijų, nuodingų medžiagų;
  • Aukso kasybai;
  • Kaip kosmetikos gaminys odos apšvietimui ant veido;
  • Maisto priedas su apsinuodijimu;
  • Svorio netekimas ir dieta (ekspertai nerekomenduoja).

Jei norite nusipirkti aktyvios anglies, kad filtruotumėte Rusijos gamybą, galite susisiekti su specializuotomis parduotuvėmis arba įsigyti internetu.

Aktyvuota anglis

Aktyvuota anglis arba angliavandenilė yra apdorotų anglių rūšis, suformuota mažomis poromis, kurios padidina bendrą paviršių, galinčią sugerti arba chemiškai reaguoti. Aktyvintas kartais pakeičiamas žodžiu aktyvus.

Dėl didelio mikroporozumo aktyvus anglis turi tik vieną gramą, kurio aktyvusis paviršius viršija 500 m 2, kuris nustatomas naudojant anglies dioksido adsorbcijos izotermas kambario temperatūroje arba 0 ° C temperatūroje. Efektyviam naudojimui pakankamo aktyvumo lygį galima gauti tik iš didelio ploto paviršius, tačiau tolesnis cheminis apdorojimas taip pat pagerina adsorbcijos savybes.

Aktyvuota anglis paprastai gaminama iš anglies.

Video apie aktyvintą anglį svorio netekimui

Aktyvintos anglies naudojimas

Aktyvuota anglis naudojama dujų, aukso, vandens, kofeinato, metalų, vandens valymo įrenginių, medicinos, oro filtrų, kaukių ir respiratorių valymui ir kt.

Pramonėje metalinės dangos srityje naudojama daugiausia aktyvintosios anglies. Jis plačiai naudojamas galvanizavimo pramonėje. Pavyzdžiui, valant tirpalą, skirtą puikiam nikelio padengimui iš organinių priemaišų. Daugelis organinių cheminių medžiagų pridedamos prie galvanizavimo sprendimų, siekiant pagerinti jų sandėliavimą, taip pat pagerinti savybes, pvz., Ryškumą, lygumą, plastiškumą ir tt. sunaikinimas tirpale. Jų per didelis susidarymas gali neigiamai paveikti dangos kokybę ir apdoroto metalo fizines savybes. Aktyvintos anglies naudojimas pašalina šias priemaišas ir atkuria galvanizavimo savybes iki norimo lygio.

Aktyvuota anglis 50% santykiu su cellitu yra naudojama kaip stacionari fazė, angliavandenilių (mono-, di-, trisacharidų) ir etanolio tirpalo (5-50%) chromatografiniame atskyrime kaip judrioji fazė analitiniuose / parengiamuosiuose protokoluose.

Aplinkos apsauga

Aktyvuota anglis gali pašalinti vandens ir oro taršą tiek lauko, tiek pramonės sąlygomis:

  • atsitiktinio nuotėkio poveikio pašalinimas;
  • požeminio vandens regeneravimas;
  • geriamojo vandens filtravimas;
  • oro valymas;
  • lakiųjų organinių junginių neutralizavimas iš dažymo, cheminio valymo, kuro perdavimo operacijų ir kt.

Vakarų Flandrijos universitetas (Belgijoje) 2007 m. Pradėjo tyrinėti festivalių vandens valymą. 2008 m. „Dranouter“ muzikos festivalio aikštelėje buvo pastatyta didelė aktyvintosios anglies įranga, skirta šiam festivaliui per ateinančius 20 metų naudoti šią vandens valymo technologiją.

Taip pat aktyviai anglis dažnai naudojama matuoti radono koncentraciją ore.

Aktyvuota anglis naudojama apsinuodijimo ir perdozavimo gydymui per burną. Manoma, kad jis neutralizuoja nuodus ir užkerta kelią jo absorbcijai virškinimo trakte. Jei įtariamas apsinuodijimas, gydytojai vietoje aktyvuotos anglies arba avarinės patalpos. Dozė paprastai yra 1 gramas kilogramui kūno svorio (ty paaugliams ar suaugusiesiems skiriama 50-100 g), paprastai vartojama tik vieną kartą, tačiau, priklausomai nuo apsinuodijimo, jį galima vartoti daugiau nei vieną kartą. Kai kuriais atvejais aktyvioji anglis naudojama intensyviai priežiūrai, filtruojant kraują iš kenksmingų medžiagų hemosorbcijos būdu. Aktyvuota anglis tapo pageidautina gydant daugelį apsinuodijimų ir kitų dezinfekcijų. Tokie metodai, kaip emetikų vartojimas arba skrandžio turinio aspiravimas, retai naudojami.

Nors aktyvi anglis yra naudinga gydant ūminį apsinuodijimą, ji nėra tokia veiksminga ilgalaikiam toksinų kaupimui, pavyzdžiui, naudojant toksiškus herbicidus.

  • Toksiškų adsorbcija anglies, siekiant išvengti jų absorbcijos virškinimo trakte. Ši adsorbcija yra grįžtama, todėl procedūros metu gali būti pridedama vidurių (pvz., Sorbitolio).
  • Tai nutrauks enterohepatinę ir enteroenterinę vaistų / toksinų ir jų metabolito cirkuliaciją.

Netinkamas naudojimas (pvz., Plaučiuose) gali sukelti plaučių aspiraciją, kuri kartais gali būti mirtina, jei nebus gydoma. Aktyvintos anglies naudojimas draudžiamas apsinuodijus rūgštimis, šarmais ar naftos produktais.

Pirmosios pagalbos atveju aktyvuota anglis yra tablečių ir kapsulių pavidalu.

Aktyvintos anglies priėmimas alkoholio vartojimui sumažina etanolio absorbciją kraujyje.

Nuo 5 iki 15 mg anglies kilogramui kūno, tuo pačiu metu paimant 170 ml gryno etanolio (

350 ml degtinės arba 3 l šviesaus alaus per valandą sumažina alkoholio kiekį kraujyje. Tačiau jau buvo atlikti eksperimentai, įrodantys, kad taip nėra, o alkoholio koncentracija kraujyje, priešingai, padidėjo nuo aktyvintos anglies naudojimo.

XIX a. Pradžioje Anglijoje buvo parduodami anglies turintys sausainiai, iš pradžių kaip priemonė pūtimui ir skrandžio problemoms spręsti.

Aktyviosios anglies tabletės ar kapsulės yra naudojamos daugelyje šalių ir parduodamos vaistinėse be recepto kaip vaistas nuo viduriavimo, nevirškinimo ir pilvo pūtimo. Jis taip pat vartojamas vėžiu sergančių pacientų, vartojančių irinotekaną, viduriavimui. Akmens anglių naudojimas gali trukdyti tam tikrų vaistų absorbcijai, o tai lemia nepatikimus medicininių tyrimų rezultatus (pvz., Paslėptas kraujas). Taip pat parduodami pašarai, kuriuose yra aktyvintos anglies.

Buvo atlikti įvairių rūšių aktyvintos anglies tyrimai, nustatant jų gebėjimą saugoti gamtines dujas ir vandenilio dujas. Akytoji medžiaga veikia kaip kempinė įvairių rūšių dujoms. Dujos pritraukiamos į anglies paviršių, veikiant Van der Waals jėgai. Kai kurios anglies rūšys gali užimti iki 5-10 kJ / mol. Tada dujos gali būti desorbuojamos, šildomos akmens anglies ir užsidegusios energijai, o vandenilio atveju - panaudojamos vandenilio kuro elementui.

Aktyvios anglies naudojimas yra geras sandėliavimo būdas, nes dujas galima surinkti esant mažam slėgiui ir užimti mažesnį tūrį ir masę, palyginti su dideliais slėgiais esančiais cilindrais. JAV Energetikos departamentas nustatė konkrečius tikslus, kuriuos reikia pasiekti nanomedžiagių, anglies dioksido medžiagų mokslinių tyrimų ir plėtros srityje. Šiuo metu negalima pasiekti visų šių tikslų, tačiau daugelis institucijų toliau dirba šioje srityje.

Aktyvintos anglies filtrai paprastai naudojami oro ir dujų valymui iš naftos garų, kvapo ar kitų angliavandenilių. Dažniausiai filtrai yra suprojektuoti pagal 1 ir 2 pakopų valymo principą, kuriame aktyvuota anglis yra filtro terpėje. Aktyvuota anglis taip pat naudojama kosminių kostiumų pagrindinėse gyvenimo palaikymo sistemose. Filtrai su aktyvintomis anglimis yra naudojami radioaktyviosioms dujoms surinkti, pradedant verdančiu vandeniu reaktoriuose, su vandens kondensatoriais. Iš kondensatorių išmetamas oras turi radioaktyviųjų dujų pėdsakų. Dideli aktyvintosios anglies rutuliai adsorbuoja šias dujas ir saugo jas tol, kol jie suyra į ne radioaktyvias kietas dalis. Taigi filtruotas oras eina per filtrą, o kietosios dalelės joje lieka.

Aktyvuota anglis, paprastai naudojama organinėje chemijoje, valyti įdarbinimo sprendimus, turinčius nepageidaujamų priemaišų.

Distiliuotų alkoholinių gėrimų valymas

Aktyvuota anglis gali būti naudojama degtinei ar viskiui filtruoti iš organinių priemaišų, turinčių įtakos spalvai, skoniui ir kvapui. Ekologiškai neapdorotos degtinės pernešimas per aktyvintosios anglies filtrą, tam tikru slėgiu, suteiks degtinei identišką alkoholinę sudėtį ir organiškai išgrynintą, kuris teigiamai veikia kvapą ir skonį.

Gyvsidabrio pašalinimas

Aktyvuota anglis, paprastai impregnuota jodu arba siera, plačiai naudojama valant gyvsidabrio emisijas iš anglimi kūrenamų elektrinių, krematorijų ir gamtinių dujų šaltinių. Tokių specialių anglių kaina yra daugiau nei 4 JAV doleriai už kilogramą. Be to, jis negali būti pakartotinai naudojamas.

Adsorbuoto gyvsidabrio panaudojimas

Problema yra gyvsidabrio užpildytos anglies šalinimas. Jei aktyvuotoje anglies sudėtyje yra mažiau kaip 260 gyvsidabrio, Federalinė tarnyba leidžia jį palaidoti, jei ji yra supakuota (pavyzdžiui, įpilama anglies į cementą). Tačiau, jei lygis yra didesnis nei 260, tada anglis klasifikuojama kaip didelis gyvsidabrio kiekis, todėl draudžiama jį palaidoti. Tokia medžiaga, dabar saugoma giliai, apleistose kasyklose, 1000 t per metus.

Aktyvintos anglies, kurioje yra gyvsidabrio, šalinimo problema yra svarbi ne tik JAV. Nyderlanduose toks gyvsidabris yra visiškai atkurtas, o aktyvuota anglis yra visiškai sudeginta.

Aktyvios anglies gamyba

Aktyvuota anglis gaminama iš anglies turinčių medžiagų. Tai: riešutai, durpės, mediena, kokoso pluoštai, lignitas, anglies ir naftos perdirbimo liekanos. Ją galima gauti vienu iš šių būdų:

  1. Fizinė reaktyvacija: žaliava konvertuojama į aktyvintą anglį naudojant dujas. Šiame procese paprastai naudojamas vienas arba kelių procedūrų derinys:
    • Karbonizacija: anglies turinti medžiaga pirolizuojama 600–900 ° C temperatūroje ir deguonies nebuvimas (paprastai inertinėje atmosferoje, su tokiomis dujomis kaip argonas arba azotas)
    • Aktyvavimas / oksidavimas: pradinė arba karbonizuota medžiaga patalpinama į oksiduojančią dujinę aplinką (anglies dioksidą, deguonį arba garą), esant aukštesnei nei 250 ° C temperatūrai (paprastai temperatūra yra nuo 600 iki 1200 ° C).
  2. Cheminis aktyvavimas: prieš karbonizaciją ir pradines medžiagas impregnuoja tam tikromis cheminėmis medžiagomis. Tokios medžiagos paprastai yra rūgštys, šarmai arba druskos (fosforo rūgštis, kalis ir natrio hidroksidai, kalcio chloridas ir 25% cinko chloridas). Tada gauta medžiaga yra karbonizuojama žemesnėje temperatūroje (450–900 ° C). Manoma, kad karbonizacijos / aktyvinimo procesai geriausiai tinka vienu metu su cheminiu aktyvinimu. Cheminė aktyvacija yra geriau nei fizinis aktyvavimas, dėl žemesnės temperatūros ir mažiau laiko, reikalingo žaliavoms aktyvuoti.

Klasifikacija

Aktyvuota anglis yra sudėtingas produktas, sunku jį klasifikuoti pagal jo elgesį, paviršiaus pobūdį ir gamybos būdą. Tačiau tam tikros bendrosios klasifikacijos, skirtos bendram tikslui, yra pagrįstos produkto fizinėmis savybėmis.

Milteliai su aktyvuota anglimi

Aktyvuota anglis tradiciškai gaminama miltelių arba mažų granulių pavidalu, kurio vidutinis skersmuo yra 0,15-0,25 mm. Šioje formoje jie sudaro didelį paviršių tūrio santykyje su nedideliu difuzijos sluoksnio storiu. Miltelių aktyvuota anglis susideda iš susmulkintų arba sumaltų anglies dalelių, iš kurių 95–100% eina per specialų sietą. Manoma, kad granuliuota aktyvuota anglis lieka siete su 0,297 mm skersmens angomis, o mažesnės dalelės laikomos milteliais. Tačiau pagal ASTM (Amerikos testavimo medžiagų draugijos) klasifikaciją granulių dydis atitinka sietą su 0,177 mm angomis. Dėl didelių slėgio nuostolių aktyvios anglies milteliai paprastai nėra naudojami specialiose uždarose sistemose. Paprastai, dirbant su jais, tokios akmens anglys tiesiogiai dedamos į kitus apdorotus vienetus, pavyzdžiui, žaliavinio vandens suvartojimo atveju, taip pat valikliuose ir septiniuose rezervuaruose.

Granuliuota aktyvuota anglis turi santykinai didelį dalelių dydį, lyginant su aktyvuota anglies milteliais, todėl jos išorinis paviršius yra mažesnis nei bendras tūris. Todėl absorbuojamos medžiagos difuzija yra svarbus veiksnys jį naudojant. Tokio tipo anglis yra pageidautina garų ir dujų absorbcijai dėl didelio jų sklidimo greičio.

Granuliuotos anglies naudojamos vandeniui valyti, orui dezodoruoti ir atskiriems komponentams transliacijos sistemose. Granuliuota aktyvuota anglis gali būti įvairių dydžių ir naudojimo granulių arba ekstruzijos pavidalu. Skysčiams naudojama 8 × 20 dydžio anglis; 20 × 40; 8 × 30 ir garų filtravimui 4 × 6; 4 × 8 arba 4 × 10.

Anglis 20 × 40 - tai tos dalelės, kurios pro 0,8 mm skersmens sietą patenka į sietą su 0,42 mm angomis. Filtruojant skysčius dažniausiai naudojama granuliuota aktyvuota anglis 12 × 40 ir 8 × 30, nes naudojimosi metu yra tinkama dydžio, paviršiaus ploto ir slėgio nuostolių pusiausvyra.

Ekstruduota aktyvuota anglis

Ekstruduota aktyvuota anglis susideda iš aktyvuotos anglies miltelių ir rišiklio, kuris yra sumaišomas ir išspaudžiamas į cilindrinius aktyvintosios anglies blokus, kurių skersmuo yra 0,8-130 mm. Jie dažniausiai naudojami dujinėje aplinkoje dėl mažo slėgio poveikio, mažo dulkių kiekio ir didelio mechaninio stiprumo. Tačiau jie taip pat tinka vandens valymo procedūroms.

Rutulio aktyvuota anglis gaminama iš naftos perdirbimo liekanų, jos skersmuo yra maždaug 0,35-0,80 mm. Kaip ir granuliuotas, jis labai nesumažina slėgio lygio, turi didelį stiprumą ir mažą dulkių kiekį, o jo dydis mažesnis. Sferinė anglies forma daro ją naudingesnę tekančioje terpėje, pavyzdžiui, filtruojant vandens srautą.

Impregnuota aktyvuota anglis

Ypatingai oro valymui, ypač muziejuose ir galerijose, yra paruoštos akytos anglies, turinčios kelių tipų neorganinius užpildus, pvz., Jodą, sidabro, katijonus Al, Mn, Zn, Fe, Li, Ca. Dėl savo antibakterinių savybių, aktyvinta anglis, prisotinta sidabru, naudojama kaip adsorbentas buitinėms nuotekoms valyti. Geriamąjį vandenį galima gauti iš paprasto vandens, apdorojant jį aktyvintos anglies ir Al (OH) mišiniu.3, veikiantis kaip koaguliantas. Impregnuota anglis taip pat naudojama adsorbuoti H2S ir tioliai. H Absorbcijos koeficientas2S siekia 50% sunaudotos akmens masės.

Anglis su polimerine danga

Gamybos procese akytos akmens anglys yra padengtos biopolimeru, kad būtų užtikrinta sklandi ir pralaidi danga, kuri neužblokuotų porų. Ši anglis naudojama atliekant hemoperfuziją. Hemoperfuzija yra gydymo metodas, kai dideli paciento kraujo kiekiai yra pernešami per adsorbentą, kad pašalintų toksines medžiagas iš kraujo.

Aktyvuota anglis taip pat yra specialios formos, pavyzdžiui, audinių ir siūlų. Pavyzdžiui, anglies audinys naudojamas karinių darbuotojų asmeninėms apsaugos priemonėms.

Aktyvintos anglies savybės

Vienas gramas aktyvintos anglies gali būti daugiau kaip 500 m 2 (jau galima pasiekti 1500 m 2 plotą). Ypatingais atvejais naudojami anglies aerogeliai, kurie yra brangesni ir turi dar didesnį išorinį paviršių.

Dėl savo porėtos struktūros aktyvuota anglis turi didelį išorinį paviršių. Mikroporos sukuria puikias sąlygas absorbcijai, nes medžiaga nedelsdama sąveikauja su visu anglies paviršiu. Adsorbcijos elgesio, paprastai atliekamo azoto 77K (-196,15 o C) temperatūroje, bandymas aukšto vakuumo aplinkoje, tačiau kasdienėse sąlygose aktyvuota anglis yra lygiavertis efektyvumas, kai adsorbuojasi iš aplinkos, arba, pavyzdžiui, vandens iš garo 100 ° C ir 0,0001 atmosferos slėgis.

James Dewar, mokslininkas, pavadintas Dewar laivo (termoso), daug laiko praleido studijavo aktyvintą anglį ir paskelbė straipsnį apie jos absorbcijos gebą. Šiame darbe jis nustatė, kad anglies aušinimas su skystu azotu leidžia absorbuoti didesnius skirtingų dujų kiekius ir kad juos galima išgauti, tiesiog šildant šią anglį, taip pat, kad iš kokoso pagaminta anglis turi geriausias savybes. Pavyzdžiui, jis naudojo deguonį. Šiame eksperimente aktyvuota anglis adsorbuoja dujas iš oro, esant tipinei koncentracijai (21%), esant standartinėms sąlygoms, ir, jei aktyvuota anglis iš anksto atšaldoma, tada, kai išskiriama, anglis padidino deguonies koncentraciją iki 80%.

Aktyvuota anglis fiziškai sulaiko daleles dėl van der Waals jėgos ar dispersijos jėgos.

Ne taip efektyviai aktyvuota anglis sulaiko daugybę cheminių medžiagų, tokių kaip alkoholis, glikolis, stiprios rūgštys ir šarmai, metalai ir daugelis neorganinių medžiagų, pavyzdžiui, ličio, sodos, geležies, arseno, švino, boro rūgšties arba fluoro.

Aktyvuota anglis pakankamai gerai sugeria jodą ir iš tikrųjų jodo skaičius mg / g naudojamas bendram paviršiaus plotui nustatyti.

Anglies monoksidas prastai absorbuojamas aktyvuotos anglies. Ypač tai reikėtų atsižvelgti į tuos, kurie dalyvauja gaminant respiratorius, dūmų išmetimo įtaisus ar kitas oro valymo sistemas ši dujos yra toksiškos ir žmonės negali jausti.

Internete galima rasti gamybos ar žemės ūkio darbų metu susidariusių ir aktyvintosios anglies absorbuotų dujų sąrašą.

Aktyvuota anglis gali būti naudojama kaip substratas, skirtas naudoti su įvairiomis cheminėmis medžiagomis, siekiant pagerinti jų absorbciją. Pavyzdžiui, neorganiniai (arba probleminiai organiniai) junginiai, tokie kaip vandenilio sulfidas (H2S), formaldehido (HCOH), amoniako (NH3), jodo-131 (131 I) radioaktyviųjų izotopų ir gyvsidabrio (Hg). Ši savybė vadinama chemisorbcija.

Pageidautina, kad anglis adsorbuoja mažas molekules. Jodo numeris yra svarbiausias rodiklis, naudojamas apibūdinant aktyvintos anglies efektyvumą. Tai yra aktyvumo lygio rodiklis (tuo didesnis rodiklis, tuo didesnis aktyvumas), paprastai išreiškiamas mg / g (vertė paprastai yra 500–1200 mg / g). Be to, jis naudojamas aktyvuotos anglies mikroporų kiekiui nustatyti (nuo 0 iki 20 A arba iki 2 nm) absorbuojant jodą iš tirpalo. Tokios vertės bus lygiavertės tokiems anglies dangos ploto parametrams kaip 900 - 1100 m2 / g. Tokie rodikliai naudojami, kai naudojami vandens aplinkoje.

Jodo skaičius nustatomas pagal vieno gramo anglies absorbuoto jodo miligramą, jei tirpalo koncentracija siekia 2%. Taigi jodo reikšmė yra porų absorbuoto jodo kiekis, arba aktyviosios anglies porų absorbcijai skirto tūrio charakteristika. Paprastai vandens valymui naudojama anglis turi jodo skaičių nuo 600-1100. Dažnai šis parametras naudojamas panaudotos anglies išeikvojimo laipsniui nustatyti. Tačiau šiuo atveju šis rodiklis turėtų būti vertinamas atsargiai, nes cheminė sąveika su adsorbatu gali paveikti jodo absorbciją ir pateikti neteisingus rezultatus. Todėl, apskaičiuojant anglies gedimo laipsnį, rekomenduojama naudoti jodo numerį tik tuo atveju, jei adsorbatas nebuvo paveiktas cheminiu būdu, taip pat tikrinami duomenys apie jodo skaičiaus ir gedimo laipsnio tarpusavio priklausomybę, kai jie naudojami konkrečioje aplinkoje.

Kai kurios anglies yra labiau pritaikytos didelių molekulių adsorbcijai. Melasos skaičius yra aktyviosios anglies (daugiau kaip 20 A arba 2 nm) mezoporų tūris, nustatytas tirpalo adsorbcijos būdu (storas sirupas). Didelė šio rodiklio reikšmė rodo didelį didelių molekulių adsorbcijos laipsnį (rodiklis yra 95-600). Melasos balinimo indeksas atitinka melasą. Melasos absorbcijos efektyvumas išreiškiamas procentais (nuo 40% iki 185%) ir atitinka melasos skaičių (425 = 85%, 600 = 185%). Europos melasos numeris (525-110) yra atvirkščiai proporcingas amerikiečiams.

Melasa yra standartinės melasos tirpalo, paruošto tirti aktyvintą anglį, spalvos matavimo laipsnis. Dėl didelių dažiklių dalelių dydžio melasos skaičius atspindi galimą didesnių junginių adsorbcijos tūrį. Kadangi valant vandenį, visose porose gali nebūti adsorbcijos kiekvienoje konkrečioje naudojimo vietoje, o kai kurie adsorbatai gali patekti į mažesnes poras, šis rodiklis nesuteikia tikslių duomenų apie tam tikros aktyvintos anglies galimybes. Paprastai šis rodiklis yra naudingas vertinant aktyvintos anglies partijų adsorbcijos lygį. Iš dviejų anglių, turinčių tokį patį adsorbcijos kiekį, vienas, turintis didesnę melasos skaičių, paprastai turi didelį porų dydį, todėl adsorbatas geriau patenka į adsorbuojančią erdvę.

Taninai yra didelių ir vidutinių molekulių derinys. Akmens anglys, jungiančios mikroporas ir mezoporas, adsorbuoja taninus. Akmens anglių sugebėjimas adsorbuoti taninus yra matuojamas ppm (paprastai intervale nuo 200 iki 362).

Metileno mėlynos spalvos dažai

Kai kurios anglies rūšys turi mezoporas (20A-50A / 2-5 nm), kurios adsorbuoja vidutines molekules, pvz., Mėlyną metileno dažą. Mėlyna metileno adsorbcija matuojama g / 100g (dažniausiai nuo 11 iki 28 g / 100 g)

Kai kurios aktyvintos anglies rūšys apskaičiuojamos pagal laiką, reikalingą deklorintii, kuri matuoja jų chloro šalinimo efektyvumą. Skaičiuojamas laikas, reikalingas chloro kiekiui vandens sraute sumažinti nuo 5 3.5 iki 3,5. Mažiau laiko reiškia geresnį darbą.

Didesnis tankis užtikrina didesnį adsorbcijos kiekį ir paprastai reiškia geresnės kokybės aktyvintą anglį.

Tai yra aktyviosios anglies atsparumo dėvėti indikatorius. Svarbu išlaikyti darbinę būklę ir gebėjimą atlaikyti trinties jėgas, atsirandančias veikiant vandens slėgiui ir pan. Priklausomai nuo aktyvumo lygio ir medžiagų, iš kurių gaminama aktyvuota anglis, ji labai skiriasi.

Dulkės sumažina bendrą anglies aktyvumą ir sumažina valymo efektyvumą. Metalo oksidai (Fe2O3) gali būti išplaunama iš aktyvintos anglies, dėl to gali pasikeisti spalva. Vandeniui / rūgštims tirpios dulkės turi didžiausią poveikį, palyginti su kitų rūšių dulkėmis. Tirpios dulkės gali būti svarbios akvariumams, kaip geležies oksidas skatina dumblių augimą. Anglies, turinčios mažą tirpių dulkių kiekį, turėtų būti naudojamos vandens, gėlavandenių žuvų ir koralų valymui, kad būtų išvengta sunkių metalų apsinuodijimo ir pernelyg didelio dumblių augimo.

Anglies tetrachlorido aktyvumas

Aktyvintos anglies pralaidumo matavimas gaunamas adsorbuojant anglies tetrachloridu prisotintą garą.

Dalelių dydžio pasiskirstymas

Kuo mažesnės aktyvuotos anglies dalelės, tuo geresnė prieiga prie jos paviršiaus ir kuo greičiau adsorbcijos kinetika. Tačiau reikia nepamiršti, kad, naudojant garų aplinką, mažesnės dalelės sumažins slėgį sistemoje, o tai padidins energijos sąnaudas. Atsargus požiūris į naudojamų dalelių dydį gali būti labai naudingas.

Aktyvintos anglies adsorbcijos pavyzdžiai

Dažniausiai cheminė adsorbcija pramonėje. Naudojamas, kai kietas katalizatorius sąveikauja su dujine medžiaga, reagentais. Reagento adsorbcija į katalizatoriaus paviršių sudaro cheminę jungtį, pakeičiančią elektronų tankį aplink reagento molekulę ir leidžia reakcijas, kurios neįmanoma esant normalioms sąlygoms.

Aušinimo adsorbcijos ciklas atliekamas adsorbuojant aušinimo dujas adsorbentu esant žemam slėgiui ir po to desorbcijos kaitinant. Adsorbentas atlieka „cheminio kompresoriaus“, valdomo šilumos, vaidmenį, ir šiuo požiūriu yra sistemos „siurblys“. Jį sudaro saulės kolektorius, kondensatorius arba šilumokaitis ir garintuvas, patalpintas į šaldymo kamerą. Kolektoriaus vidus padengtas absorbuojančia aktyvios anglies danga, įmirkyta metanoliu. Šaldytuvo skyrius uždaromas ir pripildytas vandeniu. Aktyvuota anglis gali adsorbuoti daug metanolio garų įprastoje temperatūroje ir desorbuoti juos aukštesnėje temperatūroje (apie 100 ° C). Dienos metu saulės spinduliai patenka į kolektorių, šildomi, o aktyvuotojoje anglies sudėtyje esantis metanolis yra desorbuojamas. Desorbcijos proceso metu skystas metanolis, absorbuojamas anglies, kaitinamas ir paverčiamas garais. Metanolio garai kondensuojami ir kaupiami garintuve.

Naktį kolektoriaus temperatūra nukrenta iki aplinkos temperatūros, o aktyvuota anglis perpumpuoja metanolį per garintuvą. Skystas metanolis garintuve išgarinamas ir sugeria šilumą iš vandens, surinkto į keptuvę. Kadangi adsorbcija yra šilumos izoliavimo procesas, naktį kolektorius yra efektyviai aušinamas. Taigi, aušinimo adsorbcijos sistema gamina šaltą ne nuolat.

Šiame procese taip pat gali būti naudojamas helis. Tokiu atveju „sorbcijos siurblio“ paleidimas bus 4 K (-269,15 ° C) temperatūroje, o esant aukštesnėms temperatūroms. Tokios aušinimo sistemos sistemos pavyzdys gali būti „Oxford Instruments AST“ serijos aušintuvai, veikiantys kriogeninių medžiagų mišinyje. 3-ojo garo yra pumpuojamas iš skysčio 4 „Jis“ ir 3-ojo izotopo mišinio paviršiaus. Esant žemoms temperatūroms (paprastai 3 Jis yra adsorbuotas ant aktyvintos anglies paviršiaus. Tada ciklas vyksta 20-40 K temperatūroje ir grąžina 3 Jis į koncentruotą skysčio mišinio terpę. Aušinimas vyksta perėjimo momentu 3. Jis nuo skysčio iki garų. yra keletas „siurblių“, užtikrinamas nenutrūkstamas dujų srautas ir todėl nuolatinis aušinimas, o vienas sorbcinis siurblys atkuriamas, kita veiks - tokia sistema, kurią sudaro tik keli elementai, palaiko žemoje temperatūroje 10 mK (0,01 K).

Atkūrimas ir atkūrimas

Aktyvintos anglies pakartotinis aktyvinimas arba atkūrimas yra panaudotos anglies adsorbcijos gebos atstatymas, absorbavus absorbuotas medžiagas iš jos paviršiaus.

Pramonėje labiausiai paplitęs terminio reaktyvavimo metodas. Šis procesas apima 3 etapus:

  • Adsorbentas džiovinamas maždaug 105 oC temperatūroje;
  • Jie yra desorbuojami ir atskiriami aukštoje temperatūroje (500–900 ° C), esant inertinei atmosferai.
  • Organinės liekanos aukštoje temperatūroje (800 ° C) aeruojamos oksiduojančia dujomis (garais arba anglies dioksidu).

Šiluminis redukavimas grindžiamas adsorbcijos egzoterminiu pobūdžiu, dėl kurio atliekama adsorbcija, dalinis skilimas ir adsorbuotos organinės medžiagos polimerizacija. Baigiamajame etape siekiama pašalinti ankstesniame etape porose susidarančias organines liekanas ir valyti akytas anglies struktūrą, atkuriant originalias jo paviršiaus savybes. Po to vėl galima naudoti adsorbcijos bokštą. Šios procedūros metu maždaug 5-15% anglies nudegimų svorio sumažėja, todėl sumažėja adsorbcijos pajėgumas. Terminis reaktyvavimas yra energiją vartojantis procesas, dėl būtinybės naudoti aukštą temperatūrą, todėl reikia didelių energijos ir finansinių išlaidų. Augalai, kurie remiasi aktyvuotos anglies regeneravimu, turėtų būti pakankamai dideli, kad būtų ekonomiškai įmanoma organizuoti šį procesą savo gamykloje. Atitinkamai, nepakankamai didelių augalų, būtina panaudoti panaudoto aktyvintosios anglies kolonėlę į specializuotus centrus reaktyvavimui, tokiu būdu didinant jau esamus anglies dioksido kiekius.

Vartojimo gaminiuose, pvz., Kepimo aparatuose, vandens ar oro filtruose, naudojama aktyvuota anglis gali būti pakartotinai suaktyvinama naudojant turimus šildymo įrenginius (pvz., Orkaitę, griliu kepiklį arba dujų degiklį). Akmens anglis pašalinama iš popieriaus ar plastiko talpyklos, kuri gali ištirpti arba sudeginti, ir kaitinti, kol priemaišos išgaruos ir (arba) sudegins.

Kiti būdai pakartotinai suaktyvinti

Žala aplinkai ir didelės energijos sąnaudos, atsirandančios dėl aktyvuotos anglies mažinimo proceso, yra paskata kurti alternatyvius reaktyvavimo metodus, kurie juos sumažintų. Nors kai kurie restauravimo metodai lieka akademinių tyrimų objektu, yra alternatyvių terminio reaktyvavimo būdų, kurie jau naudojami pramonėje. Šiuo metu šie tipai yra šie:

  • cheminė medžiaga;
  • mikrobų;
  • elektrocheminiai;
  • ultragarsas;
  • drėgnas oksidavimas.