Carbon activ: compoziție, proprietăți și metode de aplicare

Carbonul activ a fost denumit în timpul producției pe o scară industrială mare. Acest lucru a fost facilitat de proprietățile absorbante ale substanței pentru a absorbi moleculele și compușii străini. Se utilizează cocs sau cărbune (de exemplu, cărbunele de mesteacăn sunt folosite pentru fabricarea mărcii BAU-A), precum și cocsul de petrol sau de cărbune.

Compoziția și tipurile de carbon activat

Carbonul activat este un medicament universal care este utilizat pe scară largă în medicină, industria chimică, droguri. Filtrele cu conținutul său sunt utilizate în multe dispozitive pentru purificarea apei, deoarece chiar și clorul este îndepărtat. Aceasta este o substanță poroasă extrasă din materiale cu conținut de carbon de origine organică.

În epoca tehnologiei moderne, materiile prime sunt separate de flacără sau se folosesc metode speciale de încălzire. Pentru a obține activarea necesară, cărbunele au fost plasate într-un vas închis de lut. A avut loc un proces de tratare termică, constând în absența unui contact direct cu focul.

Compoziția nu include cărbune în formă pură. Conform noilor metode se utilizează material adaptat:

• Nucă de cocos.
• Oasele de fructe.
• Cărbune din lemn.
• Gel de silicon.
• Elemente organice.

Materiile prime au o suprafață specifică mare pe unitate de masă, prin urmare, are o capacitate mare de adsorbție. Experții știu cum să facă carbonul activ și util de înaltă calitate. Cu ajutorul unui tratament special, se obține un procent mare de microfracturi. Obțineți conținut de peste 100 de lire sterline pe gram.

Materiile prime modificate sunt obținute din substanțe care conțin azot, polimeri prin tratarea cărbunelui cu reactivi. Substanța este în contact cu clorul, bromul, fluorul. Compoziția descrie formula chimică a carbonului activat.

În formă finită, se pare că este o granulă de 1 mm. După proces, rămâne praful cu granulație fină, care are o capacitate absorbantă. Următorul pas este brichetarea și presarea, ceea ce îmbunătățește proprietățile de utilizare. Substanța sub formă de pulbere este utilizată pentru filtrarea și purificarea apei. Forma populară de cărbune în industria farmaceutică sub formă de tablete. Mulți nu știu ce înseamnă comprimate cu carbon activat.

Materiile prime prelucrate la temperaturi ridicate devin cărbune poros cu o multitudine de spații microscopice, care umple golurile cu orice material. Absorbția ridicată determină semnificația acesteia. Granulele mici sunt presate într-o formă rotundă.

Principiul pastilelor

Principalele proprietăți ale cărbunelui sunt nu numai în colectarea de substanțe toxice, ci și în absorbția de oligoelemente benefice din organism. O formă cunoscută de eliberare este utilizată în intoxicații alimentare, otrăvire, diaree.

Componenta medicamentoasă conține substanțe:

• carbon activat;
• amidon;
• "Sare negru".

Prezența acestuia din urmă este o sursă suplimentară de micronutrienți. Nu toate formele de comprimate sunt făcute cu aceeași compoziție, deci trebuie clarificate cu un farmacist. Ingredient activ - carbon activ. Funcția sa este determinată de capacitatea de a combina energia brută, fără a schimba natura chimică.

Datorită structurii, cărbunele devin fără greutate, iar 1 gram de substanță conține 1 mie sau mai multe microcrackuri. Ea leagă proprietățile active ale alcaloizilor, toxinelor, barbituricelor. Ea are un efect slab asupra acizilor, a compușilor alcalini, a sărurilor de fier, a cianurilor, a metanolului.

Contraindicații și efecte secundare

Utilizarea prelungită (mai mult de 14 zile) poate întrerupe absorbția proteinelor, a grăsimilor, a nutrienților, a calciului, a hormonilor și a altor vitamine. Formularul de tabletă nu este potrivit pentru toți oamenii. Acest lucru este valabil pentru cei care suferă de boli cronice. În adnotare puteți vedea o notă cu atenție pentru copii. Vârsta recomandată - de la trei ani.

Există contraindicații pentru recepția cărbunelui:

• Un ulcer gastric.
• Sângerare gastrointestinală.
• Identificarea simultană a componentelor anti-toxice.

Există efecte secundare: dispepsie, scaun anormal, hipovitaminoză, absorbție redusă a nutrienților, tromboembolism, hemoragie, hipotensiune arterială.

Înainte de utilizare, trebuie să vă adresați medicului, în special dacă există boli.

Instrucțiuni de utilizare

În fiecare casă există un standard de carbon activat. Din copilărie, părinții cu orice otrăvire sau disconfort din stomac au oferit o pastilă neagră. Produsul universal și natural are o gamă diferită de acțiuni.

Utilizare multilaterală

Cărbunele este utilizat în industria medicinală, chimică, farmaceutică și alimentară. Sorbentul îndepărtează perfect compușii organici și mirosurile în acvariu. Se utilizează pentru purificarea alcoolului, a vodcăi, în producția de zahăr, în alte industrii alimentare. Este important să știți cum să administrați medicamentul pentru un rezultat pozitiv.

Pentru purificarea cărbunelui adecvat lunii, obținut prin piroliza lemnului (vândute în tabletele de farmacie). Există o caracteristică negativă - impurități sub formă de amidon, ceea ce, ca rezultat, poate perturba și schimba gustul băuturii, dând amărăciune.

Enterosorbantul natural, în timp ce este consumat cu alcool, va împiedica atragerea compușilor de alcool în sânge. Cu 10 minute înainte de sărbătoare se recomandă să luați doza în funcție de greutatea corpului. Dimineața, pastilele beți vor ajuta la ameliorarea mahmurelii, neutralizarea substanțelor dăunătoare.

Filtrele pe bază de cărbune sunt utilizate în multe dispozitive pentru purificarea apei potabile. Un exemplu clasic în care se utilizează proprietățile cărbunelui este asociat cu utilizarea acestuia în mijloacele de protecție respiratorie individuală.

Ingredientul activ are un efect enterosorbant, detoxifiere, anti-diaree. Acesta aparține grupului de antidoturi, adsorbind otrăvuri și toxine din stomac și intestine înainte de absorbție. Este activ ca sorbent pentru hemoperfuzie. Afișează un efect slab asupra acidului, alcalin, sare. Nu irită membranele mucoase, acționând ușor.

• Intoxicația cu.
• Dispepsie.
• Procesele de fermentare și putrezire în intestine.
• Pirozis.
• Diaree, gastrită, flatulență, otrăvire alimentară, dizenterie, salmoneloză.
• Insuficiență renală.
• Diferite tipuri de hepatită, ciroză.
• Dermatita atopica, alergii.
• Astm bronșic.

Medicamentul nu este toxic. Masele alimentare în stomac necesită recepția de carbon activ în doze mari. În unele cazuri, comprimatele sunt beți timp de câteva zile. Reduce eficacitatea medicamentelor care acționează pe membrana mucoasă a tractului digestiv. În caz de intoxicare înainte de spălare, stomacul este supraîncărcat și după intestine.

Dozaj pentru adulți și copii

Tabletele conțin 250 mg de cărbune și amidon din cartofi. Medicamentul este luat cu o oră înainte sau după masă. Puteți utiliza o altă metodă, diluând tableta în 100 ml de apă. Doza pentru un adult ajunge de la 1-2 grame de 3-4 ori pe zi. Cantitate maximă zilnică de 8 g.

Dacă cantitatea de cărbune nu este suficientă, atunci efectul adsorbant, purificator va fi mai slab. Acesta poate fi aplicat la zonele afectate ale corpului sub formă de aplicații locale. Acest lucru va ajuta la vindecarea ranilor. Cantitatea de alimente nedigerate din stomac întârzie procesul de curățare. Este necesară creșterea dozei de medicament. În medie, o greutate de 10 kg necesită 1 comprimat.

În stadiul acut, tratamentul se efectuează până la 5 zile. Pentru alergii și boli, cursul este de două săptămâni. Re-numit într-o perioadă similară de timp numai cu permisiunea medicului. Când flatulența și dispepsia se administrează la 1-2 grame de 3-4 ori pe zi. Cursul de tratament este de o săptămână. În timpul putregaiului și fermentării, doza pentru un adult este de 30 g pe zi (de trei ori câte 10 g pentru fiecare doză).

Mamele gravide și care alăptează pot lua cărbune activat. Pentru a pierde în greutate în decurs de 10 zile, utilizați 1 comprimat pe 10 kg de greutate de trei ori pe zi înainte de mese.

La copiii sub un an, disbacterioza, însoțită de distensie abdominală, constipație, diaree și colică, este o problemă frecventă. După naștere, tractul gastro-intestinal al bebelușului este steril. La contactul cu lumea exterioară, sunt colonizate diverse bacterii, inclusiv cele patogene. Consumul regulat de ceață de cărbune poate duce la lipsa substanțelor necesare care vor afecta dezvoltarea copilului. Prin urmare, pediatrii prescriu medicamente moderne speciale care au un efect redus.

Este necesar să se acorde un sorbent în situații de urgență, atunci când stomacul crește în volum, copilul devine neliniștit și nu există posibilitatea de a da alte medicamente. Uneori, atunci când alăptați, se recomandă să luați mama de cărbune pentru a reduce colicul.

Nu fiecare copil poate mesteca sau înghiți o pastilă, deci cărbunele sunt zdrobite și diluate cu apă. În loc de standard, puteți utiliza cărbune alb. Copiilor sub 7 ani cu fermentație și putrezire a depozitelor de alimente ar trebui să se prescrie 5 grame de trei ori pe zi. Cei mai în vârstă - 7 grame. Cursul de admitere este de până la două săptămâni. Industria farmaceutică modernă a făcut viața mai ușoară pentru părinți și a creat un lichid activ de carbon.

În caz de otrăvire acută, stomacul este spălat cu o suspensie apoasă de 20% și 30 g sorbent este prescris în interior. Următoarele trei zile dau copilului 1 g pe kilogram de greutate corporală pe zi. Dacă o persoană ia o pastilă zdrobită, efectul va veni în 20 de minute. În condiții generale - până la o oră. Cărbune spălat cu un pahar de apă.

Reacțiile alergice sunt tratate într-un complex. O etapă importantă de recuperare este curățarea corpului. Medicamentul reduce zgurarea, restabilește sângele. Cea mai bună opțiune ar fi jumătate din doza zilnică luată pe stomacul gol, iar cea de-a doua - înainte de culcare. Pentru prevenirea alergiilor ia 2-4 ori pe an. Durata 1,5 luni.

Sorbentul curăță intestinele și ajută la depășirea constipației. Este suficient să luați 2-4 comprimate. Pentru curățarea complexă a corpului, cărbunele sunt folosite în fiecare zi de două ori. O pilula este necesara pentru o greutate de 10 kg. Cursul durează o lună. Este important să urmați o dietă: beți apă și eliminați grăsimile. Mesele trebuie să fie ușoare. Tabletele negre pot elimina placa din smalțul dinților. Abrazivul natural dizolvă depozitele întunecate.

Tratamentul acneei provocat de indigestie se efectuează efectiv cu cărbune activat. Tabletele sunt administrate pe cale orală într-o doză standard, în funcție de greutatea corporală. Și, de asemenea, au un efect benefic asupra pielii masca. Ieșirile ieftine și accesibile întăresc fața, reduc grăsimea și elimină punctele negre.

Comparație cu analogii

Pe piața de farmacie există grupuri de bunuri de același tip de acțiune sorbantă. Alte medicamente au avantaje față de cărbune. De exemplu, Smekta este un sorbent cu spectru larg. Permisă de a fi folosită de sugari și în instrucțiunile pentru cărbune este scris că tabletele sunt prescrise de la vârsta de trei ani. "Smekta" nu îndepărtează substanțele nutritive din organism. Polysorb, Enterosgel și altele au un efect similar.

Carbon activat - pastile care sunt disponibile în fiecare trusă de prim ajutor. Acesta este un medicament unic fără prescripție medicală pentru orice ocazie. În plus față de curățare, acțiune detoxifiere, este un bun înălbitor pentru dinți. Aderenții de produse cosmetice naturale creează pe bază de rimel. De droguri adsorbeste nu numai substante dăunătoare și toxice din organism, dar, de asemenea, ia cu ea benefice oligoelemente, vitamine. Cu utilizare necontrolată, puteți dăuna corpului.

Carbon activat

CARBONUL ACTIVAT, modificarea carbonului amorf fin poros, fenomen de suprafață deosebit de pronunțat pentru cărbune (și alte corpuri poroase), și anume: a) adsorbția, adică absorbția sau condensarea diferitelor gaze și substanțe dizolvate pe suprafața cărbunelui și b a) acțiunea catalitică, adică o modificare a ratei anumitor reacții chimice în prezența cărbunelui activ. În industrie, carbonul activ este considerat a fi cărbune obținut prin metode speciale sau supus unei prelucrări suplimentare (activare), atunci când activitatea sa a fost redusă la un nivel care să satisfacă cerințele aplicării tehnice. În același timp, este posibil, întotdeauna, să se consolideze una sau alta parte a activității și să i se dea un caracter specific îngust, în funcție de scopul industrial al cărbunelui. Proprietățile active ale carbonului activ sunt mai pronunțate, cu atât suprafața cărbunelui este mai mare pe unitatea din greutatea sa (suprafața specifică). Capacitatea de adsorbție, caracteristică tuturor corpurilor în general, este cea mai pronunțată în carbonul activ datorită dimensiunilor enorme ale suprafeței. Adsorbția are loc la interfața dintre faza solidă (cărbune) și cea lichidă sau gazoasă. Deoarece capacitatea de adsorbție a carbonului activ cu privire la diferite substanțe este diferită, atunci când este introdus în soluții lichide și amestecuri de gaze, carbonul activ prezintă fenomenul de adsorbție selectivă, absorbind unele substanțe într-o măsură mai mare decât altele. Prin urmare, carbonul activ poate servi la separarea gazelor de anumite gaze și vapori, care sunt produse valoroase din punct de vedere tehnic sau impurități nocive, precum și pentru extragerea oricăror impurități dizolvate din lichide (decolorare, îndepărtarea gudronului etc.). Acesta din urmă se referă la ch. arr. la soluții apoase, dar în parte se aplică și soluțiilor neapoase și coloidale. Efectul de catalizator al cărbunelui activ este întotdeauna pozitiv: accelerează fluxul multor reacții chimice care au loc în faza gazoasă sau lichidă.

Istoric. Proprietățile active ale cărbunelui și ale membrilor individuali ai grupului de carbon activ sunt cunoscuți de foarte mult timp. De exemplu, încă din 1820, în industria zahărului a fost folosită oase char pentru albirea clarelor. În 1785, omul de știință rus Lovits a descoperit proprietatea cărbunelui pentru a elimina multe impurități colorante din soluții apoase. În 1814, Saussure a investigat adsorbția vaporilor și gazelor prin cărbune granular și a deschis posibilitatea de a emite impurități volatile din amestecurile de gaze. La începutul secolului al XX-lea. Această proprietate a cărbunelui a fost utilizată de plantele germane pentru a extrage hidrocarburile aromatice din gazul luminos. În 1915, Zelinsky a propus cărbune activ din lemn ca un absorbant al substanțelor toxice din aer în măștile de filtrare și a dezvoltat o metodă de activare a cărbunelui finit. În curând, măștile de gaze cu carbon activ au fost introduse în armatele tuturor țărilor. După război, utilizarea carbonului activ a acoperit aproape toate ramurile industriei chimice.

Modalități de a obține. Se utilizează două metode principale de obținere a cărbunelui activat: 1) activarea cărbunelui finit prin intermediul unui tratament termic și chimic special și 2) producția directă de cărbune activ prin carbonizarea substanțelor cu conținut de carbon în anumite condiții. 1) Se activează activarea. arr. pentru primirea cărbunelui absorbant granulat din cărbuni de origine vegetală sau minerală, cel mai adesea cărbune. Condiția necesară pentru ca cărbunele să fie bine activată este structura lor amorfă și porozitatea; pentru aceasta, este necesar ca materia primă să aibă deja o structură poroasă (lemn), iar temperatura de carbonare să nu fie mai mare de 600 ° C (la temperaturi mai ridicate, carbonul poate fi eliberat într-o stare cristalină). Sarcina activării cărbunelui este de a obține cea mai mare porozitate și curățenie de suprafață, cu o anumită structură chimică de carbon. Acest lucru se realizează prin calcinarea cărbunelui la o temperatură ridicată (800-1100 ° C), cu tratare simultană cu orice gaz activ chimic (vapori de apă, CO₂, NH₃, SO₂, aer). Adesea, activarea este precedată de impregnarea cărbunelui cu soluții de alcalii, săruri și acizi; în acest caz, activarea este de obicei urmată de leșierea cărbunelui activat cu un solvent lichid și calcinare secundară. Nu este neobișnuit să nu înmuiați cărbunele în sine, ci lemnul original înainte de al fiert.

Materialele de impregnare utilizate în acest scop sunt împărțite: a) în acid - deshidratarea și scăderea temperaturii de descompunere a lemnului (H₂SO4, ZnCl₂, MgCI₂, CaCl₂), b) alcalin (NaOH, KOH, carbonați de Na și K) și c) dând scheletului pentru depunerea de carbon activ [NaCI, Na₂dioxid de siliciu₃, na₂SO₄, CaSO₄, CaH₄(PO₄)₂, dioxid de siliciu₂]. Uneori, în final, lemnul este pre-extras cu solvenți pentru a îndepărta rășinile, gingiile și uleiurile. 2) Charging direct obținut Ch. arr. (c) animale - oase, sânge, păr, resturi de piele, d) substanțe vegetale sub formă de pulbere sau friabile ("moi" ulei mineral, uleiuri de șist. Activarea are loc simultan cu încărcarea materialului. De asemenea, este asociat cu structura amorfă și cu o mare dezvoltare a suprafeței carbonului emis; La aceasta se adaugă cerința ca carbonul să devină activ în timpul formării acestuia. Temperatura scăzută și procesul rapid permit acest lucru. Prelucrarea sau amestecarea materiilor prime cu mineralele este practicată pe scară largă; materialele de impregnare sunt aceleași ca cele de mai sus. Carbonul activ activ rezultat este uneori supus unei activări suplimentare (prin metoda 1).

Compoziția chimică și structura fizică. Prin compoziția chimică, carbonii activi nu reprezintă carbon pur, dar conțin 80-99%; restul este reprezentat de hidrogen, oxigen, azot, substanțe de cenușă și substanțe de impregnare introduse în timpul preparării carbonului activ. Porozitatea carbonului activ se situează între 15 și 79% în volum, în unele cazuri atingând 97,5%. Porii sunt de două feluri: a) mari, vizibili prin microscop, ocupă până la 18% din volum și au (în carburați activi din lemn) un diametru de 10-3 până la 10-4 cm; b) micropori sau "ultrapores", invizibili printr-un microscop și care joacă un rol major în procesele de adsorbție; diametrul acestora din datele de experiență se calculează la 9.2 ∙ 10 -7 -2.8 10 -7 cm (Lowry și Hulet); considerentele teoretice permit să se admită existența unor pori chiar mai mici, de ordinul 10-8 cm și chiar mai puțin (O. Ruff). Suprafața activă pe 1 g de carbon activ este de 200-1000 m2 sau 160-430 m2 (Lowry și Hulet), 500 m2 (Eucken), 460-747 m2 (O. Ruff). Greutatea specifică reală (materia cărbunelui) este d = 1,45-1,88, în unele cazuri ajunge la 2,10-2,38. Densitatea aparentă (a cărbunelui cu pori) este de 0,05-2,30, de obicei 0,40-1,33. Greutatea unui litru de carbon activ este de 30-1000 g, de obicei de 170-700 g.

Activitate. Conceptul activității carbonului activ este denumit de obicei efectul de adsorbție; pentru acțiunea catalitică nu sa dezvoltat încă un criteriu exact al activității. Activitatea cărbunelui de adsorbție este definită ca fiind cantitatea limită a unei substanțe absorbite de aceasta dintr-o soluție sau dintr-un amestec de gaz; este exprimată ca procent pe unitatea de greutate a carbonului activ. În ceea ce privește substanțele dizolvate (fenol, clorură de mercur, vopsele ecologice etc.), activitatea cărbunelui după activare crește la 50: 1, în raport cu gazele, până la 5: 1. În studiul carbonului activat, conceptul de activitate devine mai complex. Se disting: 1) activitatea totală - cantitatea maximă de gaz dat absorbită de unitatea de greutate (sau volum) de carbon activ în atmosferă a unui gaz pur; 2) activitate statică - cantitatea maximă de gaz absorbită din atmosferă de o concentrație dată (la o concentrație de 100%, activitatea statică devine plină); 3) activitate dinamică (în funcție de viteza de adsorbție) - cantitatea de gaz absorbită de un strat dat de carbon activ dintr-un jet al unui amestec de gaze cu o anumită concentrație, la o anumită viteză, până în momentul "trecerii" gazului. Ultima valoare este adesea exprimată în minute și se numește "timpul acțiunii protectoare". Un bun carburant activ anti-gaz trebuie să aibă o activitate dinamică mare și o activitate statică ridicată pe unitatea de volum. Următorii factori afectează activitatea carbonului activ: 1) constantă, inerentă acestui tip de carbon activ: a) suprafața specifică (pe unitatea de greutate); b) volumul capilar pe unitatea de greutate (porozitatea); c) dimensiunea granulelor d) natura chimică a suprafeței e) prezența substanțelor străine în carbonul activ 2) variabilele: a) natura substanțelor adsorbite b) concentrația acestora c) starea de agregare a mediului (gaz sau lichid) d), e) umiditate activată cărbune și g) gradul de deteriorare a acestuia (cantitatea de substanțe absorbite anterior). Activitatea totală a cărbunelui activ este proporțională cu suprafața specifică. Activitatea pe unitatea de volum crește proporțional cu densitatea aparentă s. Viteza de adsorbție este proporțională cu activitatea totală și invers proporțională cu cubul densității aparente a cărbunelui și rădăcina pătrată a greutății moleculare M a substanței adsorbite (aproximativ). Rata de adsorbție pentru diferiți factori activi poate varia de la 1 la 400.

Clasificarea și aplicarea. Carbonii activi sunt utilizați sub formă de pulbere sau granule: pulberi - unde rata de difuzie a substanței absorbite este foarte scăzută (în principal, în mediu lichid); granule de cărbune - unde rata de difuzare este suficientă (gaze) și unde este necesar să se absoarbă cantități mari de substanțe. În acest din urmă caz, condensarea capilară a vaporilor lichefiați ai substanței în porii de carbon activ joacă un rol important. Conform aplicației industriale, toți carbonii activi sunt împărțiți în următoarele grupuri: 1) cărbuni de condensare - de obicei granular, greu; ele sunt obținute prin activarea cărbunelui, cocsului, zahărului cărbunelui, cojilor de nucă de cocos etc. ele sunt utilizate pentru a capta hidrocarburi (benzen) din gazul luminos și vaporii de solvenți volatili (alcool, eter, benzină) din aer; Substanța absorbită este regenerată din carbonul activ prin încălzire sau tratare cu abur supraîncălzit. 2) Carbune anti-gaz - granulat, dur; obținut prin cărbune activarea preparate din diferite tipuri de lemn, coji de nuci și gropi de fructe, antracit compactat funingine sau cărbune praf etc. Acestea sunt utilizate pentru curățarea aerului de impurități toxice gazoase -.. în măști militare și industriale, filtre, absorbanți pentru adăposturi gasproof, dispozitive pentru dezodorizarea și purificarea aerului din încăperile de lucru, etc. Diferă de cărbunele de condensare prin activitatea sa dinamică mai mare. 3) Carbune medical - pudră, utilizată pentru unele boli intestinale. Activitatea este determinată prin absorbția albastru de metilen (vopsea organică) dintr-o soluție apoasă. 4) Albirea cărbunelui - pulbere sau fine, moale; sunt obținute din lemn, paie, cărbune brun, turbă, extracte din lemn, soluții de celuloză, barde, melasă, sânge, deșeuri animale, uleiuri, uleiuri de ardezie etc.; pot fi obținute din cărbuni (1), (2) și (5) prin tratarea cu acizi. Folosit pentru albirea siropurilor de zahar, extractelor de plante, acizilor si a tot felul de solutii pentru clarificarea vinurilor, uleiurilor etc. Activitatea este stabilita in solutii apoase. 5) Cărbune, adsorbția metalelor - pudră, moale. Obținută prin încărcarea lemnului sau a zahărului în prezența alcalinei. Folosit pentru extragerea metalelor nobile (aur, argint, platină) din soluțiile diluate ale sărurilor lor. Metalul este depozitat pe cărbune activat într-o stare liberă. 6) Cărbune de catalizator sau de contact - pulbere sau granule. De obicei, este identic cu (4) sau (2). Utilizate ca catalizatori în anumite procese chimice: în producerea de fosgen din CO și Cl₂, Clorura de clorură de SO₂ și Сl₂, când hidrogen sulfurat este oxidat la sulf prin oxigen de aer, etc. Dacă reacția este efectuată într-un mediu gazos, se preferă cărbuni granulați și pulbere într-un mediu lichid.

Există mai multe teorii ale activității carbonului activ. Potrivit lui Chaney, în fiecare colț există două modificări ale carbonului - activ și inactiv. Potrivit lui Debye și Scherer, carbonul activ este grafitul amorf, care este în stadiul celor mai bune fragmente. O. Ruff presupune existența unor atomi de carbon activi "nesaturați" activi (dintre care există unul pentru fiecare 12 atomi C obișnuiți), care sunt centrele de atracție pentru moleculele substanței adsorbite. Activarea, din acest punct de vedere, constă în înlăturarea filmului inactiv care acoperă atomii activi. Potrivit lui Herbst, activitatea cărbunelui activ se datorează prezenței în stratul de suprafață a moleculelor de carbon nesaturate care au o structură asemănătoare inelului (C₃, C₄, C₅ și C₆). Potrivit lui Mecklenburg, activitatea cărbunelui nu este o proprietate a unei substanțe, ci structura ei (porozitatea, structura stratului de suprafață etc.).

Sursa: Martens. Enciclopedie tehnică. Volumul 1 - 1927

Materii prime și compoziția chimică a carbonului activ

Cărbunele activat este o substanță (adsorbant) cu o structură poroasă puternică. Compoziția chimică a carbonului activ constă în carbon, oxigen, hidrogen și alte substanțe.

Cărbunele activat este o substanță (adsorbant) cu o structură poroasă puternică. Obțineți-o din materiale de origine organică. Astfel de materiale sunt: ​​cocs de petrol, cărbune, măsline, nuci, sâmburi de caise etc. În ceea ce privește calitatea curățării, carbonul activ (carbon activ) este considerat cel mai bun, având cea mai lungă durată de viață. Carbolenul (carbon activ), obținut din cochilie de nucă de cocos, este foarte rezistent și ușor de recuperat.

Dacă vă uitați la carbonul activ ca produs chimic, acesta este o formă de carbon (unul din mai multe) cu o structură imperfectă care nu conține aproape niciun impurit. Cărbunele activat este foarte asemănător cu compoziția grafitului. Compoziția chimică a carbonului activ constă din carbon, oxigen, hidrogen, azot, sulf și alte substanțe. În plus față de diamant și grafit, carbonul activ este, de asemenea, una dintre formele de carbon, practic fără impurități.

Conform caracteristicilor structurale, carbonul activ aparține soiurilor de microcristaline. O latură tipică de grafit este ruptă în unghiul activ - straturile sunt schimbate aleator și au direcții diferite. Carbonii activi conțin heteroatomi și carbon amorf. Această compoziție determină structura poroasă a carbonului activ și proprietățile sale de adsorbție.

Carbon activat

Materii prime si compozitie chimica

structură

producere

clasificare

Caracteristici cheie

Domenii de aplicare

regenerare

Istoria

Carboni activi cu carbon

documentație

Materii prime si compozitie chimica

Carbonul activat (sau activ) este un adsorbant - o substanță cu o structură poroasă foarte dezvoltată, care este obținută din diferite materiale cu conținut de carbon de origine organică, cum ar fi cărbunele, cocsul de cocs, cocsul de petrol, nuca de nucă de cocos, semințe de caise, măsline și alte culturi de fructe. Cea mai bună calitate a curățării și a duratei de viață este considerată cărbune activ (carbol), obținut din coajă de nucă de cocos și datorită rezistenței sale ridicate, poate fi regenerat în mod repetat.

În ceea ce privește chimia, cărbunele activat este o formă de carbon cu o structură imperfectă, care nu conține aproape nicio impuritate. Cărbunele activat este de 87-97% în greutate compus din carbon, poate conține, de asemenea, hidrogen, oxigen, azot, sulf și alte substanțe. În compoziția sa chimică, carbonul activ este similar cu grafitul, materialul folosit, inclusiv în creionul obișnuit. Cărțile active, diamantul, grafitul sunt diferite forme de carbon, practic lipsite de impurități. Conform caracteristicilor lor structurale, carbonii activi aparțin grupului de soiuri de microcristalină - acestea sunt cristalite de grafit constând din planuri cu lungimea de 2-3 nm, care la rândul lor sunt formate din inele hexagonale. Cu toate acestea, orientarea tipică pentru orientarea grafitului planurilor individuale ale rețelei în raport cu celelalte în carbonii activi este ruptă - straturile sunt deplasate aleator și nu coincid în direcția perpendiculară pe planul lor. În plus față de cristalitele de grafit, carbonii activi conțin între 1 și 2 treimi din carbonul amorf și sunt de asemenea prezenți heteroatomi. Masa heterogenă constând din cristalite de grafit și carbon amorf determină structura poroasă specifică a carbonilor activi, precum și proprietățile lor de adsorbție și fizico-mecanică. Prezența oxigenului legat chimic în structura carbonelor active, care formează compuși chimici de suprafață de natură bazică sau acidă, afectează semnificativ proprietățile lor de adsorbție. Conținutul de cenușă din carbonul activ poate fi de 1-15%, uneori este rușinat de 0,1-0,2%.

structură

Cărbful activ are o cantitate uriașă de pori și, prin urmare, are o suprafață foarte mare, datorită căreia are o adsorbție ridicată (1 g de carbon activ, în funcție de tehnologia de fabricație, are o suprafață de 500 până la 1500 m 2). Nivelul ridicat al porozității este acela că carbonul activ este "activat". Creșterea porozității carbonului activ are loc în timpul activării speciale - activare, care crește în mod semnificativ suprafața adsorbantă.

În carbonii activi se disting macro, meso și micro-pori. În funcție de mărimea moleculelor care trebuie păstrate pe suprafața cărbunelui, cărbunele trebuie să fie făcute cu proporții diferite de dimensiuni ale porilor. Porii în unghiul activ sunt clasificați în funcție de dimensiunile lor liniare - X (jumătate de lățime - pentru un model al porilor, rază - pentru cilindrice sau sferice):

Pentru adsorbția în micropori (volum specific de 0,2-0,6 cm3 / g și 800-1000 m2 / g), proporțional cu dimensiunea moleculelor adsorbite, mecanismul umplerii volumului este în principal caracteristic. În mod similar, adsorbția are loc și în superpimpore (volum specific de 0,15-0,2 cm3 / g) - regiuni intermediare între micropori și mesopori. În această zonă, proprietățile microporelor degenerează treptat, apar proprietățile mezoporilor. Mecanismul de adsorbție în mesopore constă în formarea secvențială a straturilor de adsorbție (adsorbție polimoleculară), care este completă prin umplerea porilor prin mecanismul de condensare capilară. În carbonii activi convenționali, volumul specific al mesoporilor este de 0,02-0,10 cm3 / g, suprafața specifică fiind de 20-70 m2 / g; totuși, pentru anumiți cărbuni activi (de exemplu, iluminarea), acești indicatori pot ajunge la 0,7 cm3 / g și respectiv 200-450 m2 / g. Macroporele (volum specific și suprafață, respectiv 0,2-0,8 cm3 / g și 0,5-2,0 m2 / g) servesc drept canale de transport care conduc moleculele de substanțe absorbite în spațiul de adsorbție a granulelor de carbon activat. Micro- și mezoporii formează cea mai mare parte a suprafeței carbonului activat, respectiv, contribuie cel mai mult la proprietățile lor de adsorbție. Microporele sunt deosebit de potrivite pentru adsorbția moleculelor mici, iar mezoporii pentru adsorbția moleculelor organice mai mari. Influența decisivă asupra structurii porilor de carbon activ este exercitată de materiile prime din care sunt obținute. Cărbii activi pe bază de coajă de nucă de cocos sunt caracterizați printr-o proporție mai mare de micropori și carbonați activi pe bază de cărbune - cu o proporție mai mare de mesopori. O mare parte a macroporelor este caracteristică carbonului activ pe bază de lemn. În unghiul activ, de regulă, există toate tipurile de pori, iar curba de distribuție diferențială a volumului lor în mărime are 2-3 maxime. În funcție de gradul de dezvoltare a super-picoarelor, se disting carbu- nii activi cu o distribuție îngustă (acești pori sunt practic absenți) și largi (substanțial dezvoltați).

În porii de carbon activ există o atracție intermoleculară, care conduce la apariția forțelor de adsorbție (forțele Van der Waltz), care prin natura lor sunt similare cu forța gravitației, cu singura diferență că ele acționează mai degrabă pe un nivel molecular decât pe un nivel astronomic. Aceste forțe provoacă o reacție asemănătoare unei reacții de precipitare, în care substanțele adsorbite pot fi îndepărtate din apă sau gaze. Moleculele poluanților eliminați sunt ținute pe suprafața cărbunelui activ prin forțele intermoleculare Van der Waals. Astfel, carbonii activi elimină contaminanții din substanțele purificate (spre deosebire de decolorare, de exemplu, când moleculele de impurități colorate nu sunt îndepărtate, ci sunt transformate chimic în molecule incolore). De asemenea, pot apărea reacții chimice între substanțele adsorbite și suprafața carbonului activat. Aceste procese se numesc adsorbție chimică sau chimisorbție, dar în principiu procesul de adsorbție fizică are loc în timpul interacțiunii dintre carbonul activ și substanța adsorbită. Chemisorpția este utilizată pe scară largă în industrie pentru curățarea gazelor, degazare, separarea metalelor, precum și în cercetarea științifică. Absorbția fizică este reversibilă, adică substanțele adsorbite pot fi separate de suprafață și pot fi returnate la starea inițială în anumite condiții. În timpul chemisorbției, substanța adsorbită se leagă de suprafață prin legături chimice, schimbându-și proprietățile chimice. Chemisorbția nu este reversibilă.

Unele substanțe sunt slab adsorbite pe suprafața cărbunelui activ activ. Astfel de substanțe includ amoniac, dioxid de sulf, vapori de mercur, hidrogen sulfurat, formaldehidă, clor și acid cianhidric. Pentru îndepărtarea eficientă a unor astfel de substanțe, se utilizează carbonați activi impregnați cu substanțe chimice speciale. Carbonii activi impregnați sunt utilizați în zone specializate de purificare a aerului și a apei, în aparate respiratorii, în scopuri militare, în industria nucleară etc.

producere

Pentru producerea de cărbune activ folosind cuptoare de diferite tipuri și modele. Cele mai utilizate pe scară largă: cuptoare rotative multistrat, arbori, orizontale și verticale, precum și reactoare cu pat fluidizat. Proprietățile principale ale cărbunelui activ și, mai ales, structura poroasă sunt determinate de tipul materiei prime conținând carbon și de metoda de prelucrare a acestuia. În primul rând, materiile prime cu conținut de carbon sunt zdrobite până la o dimensiune a particulelor de 3-5 cm, apoi supuse carbonizării (piroliză) - prăjire la o temperatură ridicată într-o atmosferă inertă fără accesul aerului pentru îndepărtarea substanțelor volatile. În stadiul de carbonizare, se formează cadrul viitorului carbon activ - porozitatea și forța primară.

Cu toate acestea, carbonul carbonizat obținut (carbonizați) are proprietăți slabe de adsorbție, deoarece dimensiunile porilor sunt mici și suprafața internă este foarte mică. Prin urmare, carbonizatul este supus activării pentru a obține o structură specifică a porilor și pentru a îmbunătăți proprietățile de adsorbție. Esența procesului de activare constă în deschiderea porilor din materialul de carbon în stare închisă. Aceasta se face fie termochemic: materialul este pre-impregnat cu o soluție de clorură de zinc ZnCl₂, carbonat de potasiu K₂CO₃ sau alți compuși și încălzită la 400-600 ° C fără acces la aer sau, cel mai frecvent, prin tratarea cu abur supraîncălzit sau dioxid de carbon CO₂ sau amestecul lor la o temperatură de 700-900 ° C în condiții strict controlate. Activarea prin aburi este oxidarea produselor carbonizate la gaze în concordanță cu reacția - C + H₂Despre -> CO + H₂; sau cu un exces de vapori de apă - C + 2H₂Despre -> CO₂+2H₂. Este larg acceptat faptul că alimentarea cu aparate pentru activarea simultană cu aburul saturat al unei cantități limitate de aer. O parte din arderea cărbunelui și temperatura necesară sunt atinse în spațiul de reacție. Producția de carbon activ în această variantă a procesului este semnificativ redusă. De asemenea, carbonul activ este obținut prin descompunerea termică a polimerilor sintetici (de exemplu, clorura de poliviniliden).

Activarea cu vapori de apă permite producerea cărbunelui cu o suprafață internă de până la 1500 m2 pe gram de cărbune. Datorită acestei suprafețe uriașe, carbonii activi sunt adsorbanți excelenți. Cu toate acestea, nu toată zona poate fi disponibilă pentru adsorbție, deoarece moleculele mari de substanțe adsorbite nu pot pătrunde în porii de dimensiuni mici. În procesul de activare, se dezvoltă porozitatea necesară și suprafața specifică, se produce o scădere semnificativă a masei substanței solide, denumită carbonată.

Ca urmare a activării termochimice, se formează cărbune activ poros grosier, care este utilizat pentru albire. Ca urmare a activării prin aburi, se utilizează cărbune activ poros fin, care este utilizat pentru curățare.

Apoi, cărbunele activ este răcit și supus la sortarea preliminară și sitare, în care nămolul este eliminat, iar apoi, în funcție de nevoia de parametri transmiși, cărbunele activ este supus prelucrării ulterioare: spălare acidă, impregnare (impregnarea diferitelor substanțe chimice), măcinare și uscare. După aceea, carbonul activ este ambalat în ambalaje industriale: pungi sau pungi mari.

clasificare

carbon activat este clasificată în funcție de tipul materiei prime, din care este făcută (cărbune, lemn, nuca de cocos, și așa mai departe. D.), metoda de activare (termochimic și abur) la destinație (gaz, recuperative, paratr și cărbune catalizatori-himosorbentov), precum și forma de eliberare. Carbonul activ activ este disponibil în principal în următoarele forme:

• pulbere de carbon activat
• particule granulate (zdrobite, neregulate) carbon activ,
• turnat carbon activ,
• extrudat (granule cilindrice) carbon activat,
• țesătură impregnată cu carbon activ.

Cărbunele activă cu pulbere are o dimensiune a particulei mai mică de 0,1 mm (mai mult de 90% din compoziția totală). Cărbunele pulverizat este utilizat pentru purificarea industrială a lichidelor, inclusiv tratarea apelor uzate menajere și industriale. După adsorbție, cărbunele sub formă de pulbere trebuie separate de lichidele care trebuie purificate prin filtrare.

Granulele particule de carbon activ conținând dimensiuni cuprinse între 0,1 și 5 mm (mai mult de 90% din compoziție). Cărbunele activat granular este utilizat pentru purificarea lichidelor, în principal pentru purificarea apei. La curățarea lichidelor, carbonul activ este plasat în filtre sau adsorbitori. Cărbuni activi cu particule mai mari (2-5 mm) sunt utilizați pentru a curăța aerul și alte gaze.

Carbonul activ activ este carbonul activ sub formă de forme geometrice diferite, în funcție de aplicație (cilindri, tablete, brichete etc.). Cărțile turnate sunt folosite pentru a curăța diferite gaze și aer. La curățarea gazelor, carbonul activ este de asemenea plasat în filtre sau adsorbitori.

Cărbunele extrudat este produs cu particule sub formă de cilindri cu diametrul de la 0,8 la 5 mm, de regulă, este impregnat (impregnat) cu substanțe chimice speciale și este utilizat în cataliză.

Țesăturile impregnate cu cărbune vin în diferite forme și dimensiuni, cele mai des folosite pentru a curăța gazele și aerul, de exemplu, în filtrele de aer pentru automobile.

Caracteristici cheie

Dimensiunea granulometrică (granulometrie) - dimensiunea părții principale a granulelor de carbon activ. Unitatea de măsură: milimetri (mm), ochiuri USS (SUA) și mesh BSS (în engleză). Un tabel rezumat al conversiei dimensiunii particulelor USS ochiuri - milimetri (mm) este dat în fișierul corespunzător.

Densitatea în vrac este masa de umplere a unui volum de unitate sub greutatea proprie. Unitate de măsură - grame pe centimetru cub (g / cm3).

Suprafața - suprafața unui corp solid în funcție de masa sa. Unitatea de măsură este de un metru pătrat la un gram de cărbune (m 2 / g).

Duritate (sau putere) - toți producătorii și consumatorii de carbon activ utilizează metode semnificativ diferite pentru determinarea rezistenței. Majoritatea tehnicilor se bazează pe următorul principiu: o probă de carbon activ este supusă stresului mecanic, iar o măsură a rezistenței este cantitatea de particule produse în timpul distrugerii cărbunelui sau măcinarea unei mărimi medii. Pentru măsura puterii ia cantitatea de cărbune nu este distrusă în procente (%).

Umiditatea este cantitatea de umiditate conținută în carbonul activ. Unitate de măsură - procent (%).

Conținutul de cenușă - cantitatea de cenușă (uneori considerată numai solubilă în apă) în carbon activ. Unitate de măsură - procent (%).

PH-ul extractului apos este valoarea pH-ului soluției apoase după fierberea probei de carbon activ din acesta.

Acțiune de protecție - măsurarea timpului de adsorbție a cărbunelui cu un anumit gaz înainte de începerea transmiterii concentrațiilor minime de gaze printr-un strat de carbon activat. Acest test este utilizat pentru cărbunele utilizate pentru purificarea aerului. Cel mai adesea, carbonul activ este testat pentru benzen sau tetraclorură de carbon (cunoscută și ca tetraclorura de carbon₄).

Absorbția CTC (adsorbția pe tetraclorură de carbon) - tetraclorura de carbon este trecută prin volumul de carbon activat, saturația are loc la o greutate constantă, apoi se obține cantitatea de abur adsorbit atribuită greutății cărbunelui în procente (%).

Indicele de iod (adsorbția iodului, numărul de iod) este cantitatea de iod în miligrame, care poate adsorba 1 gram de carbon activ, sub formă de pulbere, dintr-o soluție apoasă diluată. Unitate de măsură - mg / g.

Adsorbția albastru de metilen este cantitatea de miligrame de albastru de metilen absorbită de un gram de carbon activ dintr-o soluție apoasă. Unitate de măsură - mg / g.

Decolorarea melaselor (numărul sau indexul melaselor, pe bază de melasă) - cantitatea de carbon activat în miligrame necesară pentru clarificarea a 50% a unei soluții standard de melasă.

Domenii de aplicare

Cărbunele activat bine adsorbs substanțe organice macromoleculare cu structura nepolar, de exemplu:.. Solvenții (hidrocarburi clorurate), coloranți, ulei, etc. Caracteristici ale creșterilor de adsorbție cu scăderea solubilității în apă, cu structură mai nepolar și o creștere a greutății moleculare. Carbonii activi bine vaporizează adsorbții de substanțe cu puncte de fierbere relativ ridicate (de exemplu, benzen C₆H₆), compuși volatili mai răi (de exemplu amoniac NH₃). La presiuni relative de vapori p_r/ p_ne mai puțin de 0,10-0,25 (p_r - presiunea de echilibru a substanței adsorbite, p_ne - presiunea saturată de vapori) carbonul activ absoarbe ușor vaporii de apă. Cu toate acestea, când p_r/ p_ne mai mult de 0,3-0,4 există adsorbție vizibilă, iar în cazul p_r/ p_ne = 1 aproape toate microporele sunt umplute cu vapori de apă. Prin urmare, prezența lor poate complica absorbția substanței țintă.

Carbonul activ este folosit pe scară largă ca un adsorbant care absoarbe vaporii de la emisiile de gaze (de exemplu, atunci când se curăță aerul din disulfura de carbon CS₂) Recuperarea vaporilor solvenților volatili în scopul recuperării, pentru purificarea soluțiilor apoase (de exemplu, siropuri de zahăr și băuturi spirtoase), apă potabilă și apă uzată, în măști de gaze, tehnica de vid, de exemplu pentru crearea pompelor getter, în cromatografia gaz-solid pentru umplerea zapahopoglotiteley în frigidere, purificarea sângelui, absorbția substanțelor nocive din tractul gastrointestinal etc. Carbonul activ poate fi, de asemenea, un purtător de aditivi catalitic și un catalizator de polimerizare. Pentru a obține proprietăți catalitice ale cărbunelui activ, aditivi speciali se adaugă la macro și mesopori.

Odată cu dezvoltarea producției industriale de carbon activ, utilizarea acestui produs a crescut constant. În prezent, carbonul activ este utilizat în multe procese de purificare a apei, în industria alimentară, în procesele tehnologiei chimice. În plus, tratarea gazelor reziduale și a apelor reziduale se bazează în principal pe adsorbția pe cărbune activ. Și odată cu dezvoltarea tehnologiei atomice, carbonul activ este principalul adsorbant al gazelor radioactive și al apelor reziduale de la centralele nucleare. În secolul XX, utilizarea carbonului activ a apărut în procesele medicale complexe, de exemplu, hemofiltrarea (purificarea sângelui pe cărbune activ). Carbonul activ este utilizat:

• pentru tratarea apei (purificarea apei de la dioxine și xenobiotice, carbonizarea);
• în industria alimentară, în producția de lichioruri, băuturi răcoritoare și bere, clarificarea vinului, la fabricarea filtrelor de țigarete, de purificare de dioxid de carbon în producția de băuturi carbogazoase, curățare soluții de amidon, siropuri de zahăr, glucoza și xilitolul trasnet și uleiuri dezodorizarea și grăsimi în producția de acid citric, lactic și alți acizi;
• în industria chimică, de producție și de prelucrare a petrolului și gazelor pentru iluminat Plastifiant, ca suport de catalizator, la fabricarea uleiurilor minerale, produse chimice și materiale de vopsea, în producția de cauciuc în fabricarea fibrelor, pentru purificarea soluțiilor de amine, de recuperare a vaporilor de solvenți organici;
• în activitățile de mediu de mediu pentru tratarea efluenților industriali, pentru eliminarea scurgerilor de petrol și produse petroliere, pentru curățarea gazelor de ardere în instalațiile de incinerare, pentru curățarea emisiilor de aer-gaze;
• în industria minieră și metalurgică pentru fabricarea de electrozi, pentru flotarea minereurilor minerale, pentru extracția aurului din soluții și nămoluri în industria minieră de aur;
• în industria combustibilului și energiei pentru purificarea condensului de abur și a apei din cazan;
• în industria farmaceutică pentru purificarea soluțiilor în fabricarea produselor medicale, la fabricarea tabletelor de cărbune, a antibioticelor, a înlocuitorilor de sânge, a comprimatelor de Allohol;
• în medicină pentru purificarea organismelor animale și umane de la toxine, bacterii, în timpul purificării sângelui;
• în producerea de echipamente de protecție individuală (măști de gaz, aparate respiratorii etc.);
• în industria nucleară;
• pentru purificarea apei în piscine și acvariu.

Apa este clasificată drept deșeu, sol și băut. O caracteristică caracteristică a acestei clasificări este concentrația de poluanți, care pot fi solvenți, pesticide și / sau hidrocarburi halogenate, cum ar fi hidrocarburi clorurate. Există următoarele intervale de concentrație, în funcție de solubilitate:

• 10-350 g / l pentru apa potabilă,
• 10-1000 g / litru pentru apele subterane,
• 10-2000 g / l pentru apele uzate.

Tratarea apei din bazine nu corespunde acestei clasificări, deoarece aici avem de-a face cu declorarea și dezonarea, și nu cu îndepărtarea pură a adsorbției unui poluant. Declorarea și deazonarea se utilizează în mod eficient în tratarea apei din piscină utilizând cărbune activ din carapace de nucă de cocos, ceea ce este avantajos datorită suprafeței mari de adsorbție și, prin urmare, are un efect excelent de declorare cu densitate ridicată. Densitatea mare permite curgerea inversă fără spălarea carbonului activ din filtru.

Cărbunele activă granular este utilizat în sistemele fixe de adsorbție staționară. Apele contaminate curg printr-un strat constant de carbon activ (mai ales de sus în jos). Pentru funcționarea liberă a acestui sistem de adsorbție, apa trebuie să fie liberă de particule solide. Acest lucru poate fi garantat prin preprocesarea corespunzătoare (de exemplu, prin intermediul unui filtru de nisip). Particulele care intră în filtrul fix pot fi eliminate printr-un contra-curent al sistemului de adsorbție.

Multe procese de fabricație emit gaze nocive. Aceste substanțe toxice nu ar trebui să se elibereze în aer. Cele mai frecvente substanțe toxice din aer sunt solvenții care sunt necesari pentru producerea de materiale de uz cotidian. Pentru separarea solvenților (în principal hidrocarburi, cum ar fi hidrocarburile clorurate), carbonul activ poate fi utilizat cu succes datorită rezistenței sale la apă.

Curățarea aerului este împărțită în curățarea aerului din aerul poluat și recuperarea solventului în funcție de cantitatea și concentrația poluantului din aer. La concentrații ridicate, este mai ieftin să recuperați solvenți din carbonul activ (de exemplu, prin abur). Dar dacă există substanțe toxice la o concentrație foarte scăzută sau într-un amestec care nu poate fi reutilizat, se utilizează un carbon activ de unică folosință turnat. Cărbunele activă formată este utilizată în sistemele fixe de adsorbție. Debitul de aer contaminat printr-un strat constant de cărbune într-o direcție (în principal de jos în sus).

Una dintre principalele aplicații ale carbonului activat impregnat este purificarea gazului și a aerului. Aerul contaminat ca rezultat al multor procese tehnice conține substanțe toxice care nu pot fi îndepărtate complet prin intermediul unui carbon activ convențional. Aceste substanțe toxice, în principal substanțe polar anorganice sau instabile, pot fi foarte toxice chiar și la concentrații scăzute. În acest caz se utilizează carbon activ impregnat. Uneori, prin diferite reacții chimice intermediare dintre o componentă a unui poluant și o substanță activă în carbonul activ, poluantul poate fi complet eliminat din aerul poluat. Carbonul activat este impregnat cu argint (pentru purificarea apei potabile), iod (pentru purificarea din dioxid de sulf), sulf (pentru purificarea de mercur), alcaline (pentru purificarea din acizi gazosi si gaze - clor, dioxid de sulf, dioxid de azot si d.), acid (pentru îndepărtarea alcalinilor gazoși și a amoniacului).

regenerare

Deoarece adsorbția este un proces reversibil și nu schimbă suprafața sau compoziția chimică a carbonului activ, contaminanții pot fi îndepărtați din carbonul activ prin desorbție (eliberarea substanțelor adsorbite). Forța lui van der Waals, care este principala forță motrice a adsorbției, este slăbită, astfel încât poluantul poate fi îndepărtat de pe suprafața cărbunelui, se folosesc trei metode tehnice:

• Metoda fluctuațiilor de temperatură: efectul forței van der Waals scade odată cu creșterea temperaturii. Temperatura crește datorită unui curent fierbinte de azot sau unei creșteri a presiunii vaporilor la o temperatură de 110-160 ° C.
• Metoda de fluctuație a presiunii: cu o scădere a presiunii parțiale, efectul forței Van-Der-Waltz scade.
• Extracția - desorbția în faze lichide. Substanțele adsorbite sunt îndepărtate chimic.

Toate aceste metode sunt incomode, deoarece substanțele adsorbite nu pot fi îndepărtate complet de pe suprafața cărbunelui. O cantitate semnificativă de poluanți rămâne în porii carbonului activat. Când se utilizează regenerarea aburului, 1/3 din toate substanțele adsorbite rămân în carbonul activ.

Sub regenerarea chimică, se înțelege tratamentul reactivilor lichizi sau gazoși sorbenți sau organici sau anorganici gazoși la o temperatură, de regulă, nu mai mare de 100 ° C. Ambii sorbenți de carbon și de carbon nu sunt regenerați chimic. Ca urmare a acestui tratament, sorba este fie desorbită fără modificări, fie produsele de interacțiune cu agentul de regenerare sunt desorbite. Regenerarea chimică se desfășoară adesea direct în aparatul de adsorbție. Cele mai multe metode de regenerare chimică sunt strict specializate pentru anumite tipuri de sorbate.

Regenerarea termică la temperaturi scăzute este tratarea sorbentului cu abur sau gaz la 100-400 ° C. Această procedură este destul de simplă și, în multe cazuri, este efectuată direct în adsorbitori. Vaporii de apă din cauza entalpiei ridicate sunt cel mai adesea utilizați pentru regenerarea termică la temperaturi joase. Este sigur și disponibil în producție.

Regenerarea chimică și regenerarea termică la temperatură joasă nu asigură recuperarea completă a cărbunelui de adsorbție. Procesul de regenerare termică este foarte complex, în mai multe etape, care afectează nu numai sorba, ci sorbentul însuși. Regenerarea termică este aproape de tehnologia de producere a carbonului activ. În timpul carbonizării diferitelor tipuri de sorbate pe cărbune, majoritatea impurităților se descompun la 200-350 ° C, iar la 400 ° C, aproximativ jumătate din adsorbatul total este distrusă de obicei. CO, CO₂, CH₄ - Principalele produse de descompunere ale sorbatului organic sunt eliberate când sunt încălzite la 350 - 600 ° C. Teoretic, costul unei astfel de regenerări este de 50% din costul unui nou carbon activ. Acest lucru sugerează necesitatea de a continua căutarea și dezvoltarea de noi metode extrem de eficiente pentru regenerarea sorbentului.

Reactivarea este regenerarea completă a carbonului activat prin abur la o temperatură de 600 ° C. Poluantul este ars la această temperatură, fără arderea cărbunelui. Acest lucru este posibil datorită concentrației scăzute de oxigen și a prezenței unei cantități semnificative de abur. Vaporii de apă reacționează selectiv cu materii organice adsorbate, care prezintă reactivitate ridicată în apă la aceste temperaturi ridicate, având loc o ardere completă. Cu toate acestea, este imposibil să se evite arderea minimă a cărbunelui. Această pierdere ar trebui compensată prin noi cărbuni. După reactivare, adesea se întâmplă că carbonul activ prezintă o suprafață internă mai mare și reactivitate mai mare decât cărbunele originale. Aceste fapte se datorează formării de pori suplimentari și poluanți de cocsificare în carbonul activ. Structura porilor se modifică și ele - cresc. Reactivarea se face într-un cuptor de reactivare. Există trei tipuri de cuptoare: cuptoare rotative, arbori și flux variabil de gaze. Cuptoarele cu debit variabil au avantaje datorită pierderilor reduse datorate arderii și frecării. Carbonul activ este încărcat în curentul de aer și, în acest caz, gazele de combustie pot fi transportate prin grătar. Carbonul activ devine parțial fluid datorită fluxului intens de gaze. De asemenea, gazele transportă produse de combustie atunci când sunt reactivate de la cărbune activ în camera de ardere. Aerul se adaugă la arzător, astfel încât gazele care nu au fost complet aprinse pot fi acum arse. Temperatura crește până la aproximativ 1200 ° C. După ardere, gazul curge într-o șaibă de gaz, în care gazul este răcit la o temperatură cuprinsă între 50-100 ° C, ca urmare a răcirii cu apă și aer. În această cameră, acidul clorhidric, care este format din clorhidrocarburile adsorbite din carbonul activat purificat, este neutralizat cu hidroxid de sodiu. Datorită temperaturii ridicate și răcirii rapide, nu se formează gaze toxice (cum ar fi dioxinele și furanele).

Istoria

Cea mai devreme dintre referințele istorice la utilizarea cărbunelui se referă la India antică, în care scrierile sanscrite au spus că apa potabilă trebuie mai întâi să treacă prin cărbune, ținută în vase de cupru și expusă la lumina soarelui.

Proprietățile unice și utile ale cărbunelui au fost, de asemenea, cunoscute în Egiptul antic, unde carbuneul a fost folosit în scopuri medicale încă din anul 1500 î.Hr. e.

Vechii romani au folosit de asemenea cărbuni pentru a purifica apa potabilă, berea și vinul.

La sfârșitul secolului al XVIII-lea, oamenii de știință știau că Carbolen era capabil să absoarbă diferite gaze, vapori și substanțe dizolvate. În viața de zi cu zi, oamenii au observat: dacă apa fiartă într-o oală, în cazul în care au gătit cina înainte, arunca câteva embers, gustul și mirosul de alimente dispar. De-a lungul timpului, carbonul activ a fost folosit pentru purificarea zahărului, pentru captarea benzinei în gazele naturale, la vopsirea țesăturilor, tăbăcirea pieilor.

În 1773, chimistul german Karl Scheele a raportat despre adsorbția gazelor pe cărbune. Mai târziu sa constatat că cărbunele pot, de asemenea, să decoloreze lichide.

În 1785, farmacistul din St. Petersburg Lovits T. Ye., Care a devenit mai târziu un academician, a atras atenția mai întâi asupra capacității carbonului activat de a purifica alcoolul. Ca rezultat al experimentelor repetate, el a descoperit că chiar și o simplă agitare a vinului cu pudră de cărbune face posibilă obținerea unei băuturi mult mai curate și mai bune.

În anul 1794, cărbunele au fost folosite pentru prima dată într-o fabrică de zahăr din Anglia.

În 1808, cărbunele au fost folosite pentru prima dată în Franța pentru a ușura siropul de zahăr.

În 1811, când se amesteca crema de pantofi negri, a fost descoperită capacitatea de albire a cărbunelui oaselor.

În 1830, un farmacist, efectuând un experiment asupra lui însuși, a luat un gram de stricnină înăuntru și a supraviețuit, deoarece în același timp a înghițit 15 grame de carbon activ, care a adsorbit această otrăvire puternică.

În 1915, prima mască de filtrare a gazului de cărbune din lume a fost inventată în Rusia de către omul de știință rus Nikolai Dmitrievich Zelinsky. În 1916 a fost adoptat de armatele Antantei. Principalul material absorbant din acesta a fost carbonul activat.

Producția industrială de carbon activ a început la începutul secolului al XX-lea. În 1909, primul lot de carbon activ activ a fost lansat în Europa.

În timpul primului război mondial, carbune activ de nucă de cocos a fost utilizat mai întâi ca adsorbant în măștile de gaz.

În prezent, cărbunele active sunt unul dintre cele mai bune materiale de filtrare.

Carboni activi cu carbon

Compania "Sisteme chimice" oferă o gamă largă de carbonați activi Carbonut, dovedit într-o varietate de procese și industrii tehnologice:

• Carbonut WT pentru purificarea lichidelor și a apei (sol, deșeuri și băuturi, precum și pentru tratarea apei),
• Carbonut VP pentru curățarea diferitelor gaze și aer
• Carbonut GC pentru extragerea aurului și a altor metale din soluții și suspensii din industria minieră și motel,
• Carbonut CF pentru filtre de țigări.

Carbonii activi cu carbon sunt produși exclusiv din cochilii de nucă de cocos, deoarece cărbunele active de nucă de cocos au cea mai bună calitate de curățare și cea mai mare capacitate de absorbție (datorită prezenței unui număr mai mare de pori și, prin urmare, o suprafață mai mare), cea mai lungă durată de funcționare (datorită durității ridicate și posibilității regenerării multiple), lipsa de desorbție a substanțelor absorbite și conținutul scăzut de cenușă.

Carbonul activ Carbonut a fost produs din 1995 în India pe echipamente automate și de înaltă tehnologie. Producția are o locație strategică importantă, în primul rând, în imediata apropiere a sursei de materii prime - nuca de cocos, și în al doilea rând, în imediata apropiere a porturilor maritime. Nucă de cocos crește pe tot parcursul anului, oferind o sursă neîntreruptă de materii prime de calitate în cantități mari, cu costuri minime de livrare. Apropierea porturilor maritime evită, de asemenea, costurile suplimentare ale logisticii. Toate etapele ciclului tehnologic în producerea carbonului activat Carbonut sunt strict controlate: aceasta include o selecție atentă a materiilor prime de intrare, controlul parametrilor de bază după fiecare etapă de producție intermediară și controlul calității produsului finit, în conformitate cu standardele stabilite. Carbonul activ de carbon este exportat aproape în întreaga lume și datorită combinației excelente de preț și calitate este în mare cerere.

documentație

Pentru a vizualiza documentația aveți nevoie de programul "Adobe Reader". Dacă nu aveți instalat Adobe Reader pe computerul dvs., vizitați site-ul Adobe www.adobe.com, descărcați și instalați ultima versiune a acestui program (programul este gratuit). Procesul de instalare este simplu și durează doar câteva minute, acest program vă va fi util în viitor.

Dacă doriți să cumpărați carbon activ în Moscova, regiunea Moscova, Mytischi, Sankt Petersburg - contactați administratorii companiei. Livrat și în alte regiuni ale Federației Ruse.