Активные угли и их промышленное применение - OXFORDST.RU

Активные угли и их промышленное применение

Активные угли

Активные угли – пористые промышленные адсорбенты, состоящие в основном из углерода (66). Их получают из различных видов органического сырья: твердого топлива различной степени метаморфизма (торфа, бурого и каменного угля, антрацита), дерева и продуктов его переработки ( древесного угля, опилок, отходов бумажного производства), отходов кожевенной промышленности, материалов животного происхождения, например костей. Угли, отличающиеся высокой механической прочностью, производят из скорлупы кокосовых и других орехов, а также их косточек плодов.

Активные угли как промышленные сорбенты имеют ряд особенностей, определяемых характером их поверхности и пористой структуры (68).Поверхность кристаллитов углерода электронейтральна, и адсорбция на углях в основном определяется дисперсионными силами взаимодействия.

Как правило, структура угля представлена гаммой пор всех размеров, причем адсорбционная емкость и скорость адсорбции компонентов промышленных газов определяется содержанием микропор в единице массы или объема гранул.

Улучшение равновесной и кинетической характеристик у наиболее микропористых углей приводит к повышению эффективности работы углеродных адсорбентов в промышленных условиях. При выборе типа адсорбента для промышленных установок следует учитывать два отличительных свойства активных углей: гидрофобность и горючесть.

Адсорбция воды на углях протекает по необычному механизму. Изотермы адсорбции воды на активных углях имеют S-образную форму (рис. 3,2). Дисперсионные силы взаимодействия молекул воды с углеродной поверхностью очень малы. Начальные участки изотерм воды определяются ее адсорбцией на хемосорбированных поверхностью углей прочных кислородсодержащих радикалах. Эти радикалы получили название «поверхностных оксидов».

Поверхностные оксиды и адсорбированные на них молекулы воды являются адсорбционными центрами, к которым за счет водородных связей происходит присоединение других молекул воды (69). Число адсорбционных центров по мере повышения давления возрастает, образуются и непрерывно увеличиваются ассоциаты молекул воды, в результате чего адсорбционная способность резко увеличивается. В конечном итоге весь адсорбционный объем микроспор заполняется водой. Объем поглощенной углем воды при высоком относительном давлении (p/ps= 0,9) близок к предельному адсорбционному объему микроспор (в рассмотренном случае 0,57 см 3 на 1г). Следовательно, адсорбционная способность угля по парам воды тесно связана с его микропористостью. Этот вывод подтвержден.

Рис.1 Изотерма адсорбции паров воды на активном угле.

Насыщение угля влагой – процесс чрезвычайно медленный: равновесие устанавливается в течение нескольких месяцев. Вследствие этого во многих реальных технологических процессах влажность среды практически не оказывает влияния на эффективность извлечения примесей из газовой или жидкой сред. Активный уголь – единственный гидрофобный тип промышленных адсорбентов, и это качество предопределило его широкое использование для рекуперации паров, очистки влажных газов и сточных вод.

Однако из низких концентрациях адсорбтива, в частности при извлечении из газового потока микропримесей, когда продолжительность стадии очистки велика, влажность среды в заметной степени снижает адсорбционную емкость угля по извлекаемому компоненту. К такому случаю относится поглощение сероуглерода из вентиляционных выбросов вискозного производства.

Следовательно, при удалении микропримесей температурный режим крайне продолжительной стадии очистки должен выбираться с учетом влажности исходного воздуха производственных помещений.

Искусственное понижение относительной влажности воздуха ( т.е. уменьшение совместной адсорбции водяного пара), когда это необходимо, является действенным средством повышения адсорбционной способности активных углей при их применении для извлечения компонентов из влажных газов.

Отрицательной особенностью активного угля как промышленного адсорбента является его горючесть. На воздухе окисление углей начинается при температуре выше 250°С. Однако известны случаи пожаров на углеадсорбционных установках при более низких температурах. Очевидно, это связано с образованием пирофорных соединений железа типа FeS и Fe2S3 в результате сероводородных коррозий аппаратуры. Загорание пирофорных соединений железа происходит при относительно низких температурах, и в слое они являются очагами воспламенения всей массы угля. Чтобы уменьшить пожароопасность к активному углю при его получении иногда добавляют до 5% силикагеля. Такой адсорбент называют силикарбоном.

Практически все промышленные активные угли в том или ином количестве содержат зольные примеси. Зола и ее ингредиенты (минеральные примеси)являются кристаллизаторами многих нежелательных реакций, которые могут протекать в адсорбенте.

При повышенных температурах, характерных для стадии десорбции (например, 250°С), на зольных углях интенсивно протекает разложение нескольких нестойких адсорбатов. Так, значительная часть этилового спирта при 250°С превращается в ацетальдегид и диоксид углерода.

Получение активных углей

При производстве активного угля вначале исходный материал подвергают термической обработке без доступа воздуха, в результате которой из него удаляются летучие (влага и частично смолы). Структура образовавшегося угля – сырца — крупнопористая, он не содержит микроспор и не может быть непосредственно использован как промышленный адсорбент. Задача получения ажурной микропористой структуры решается в процессе активации, которую проводят двумя основными методами: окисления газом либо паром или обработкой химическими реагентами.

Типы активных углей

По размеру и форме частиц активные угли подразделяются на гранулированные и порошкообразные. Гранулированные угли изготовляются обычно в форме цилиндриков диаметром 2 — 5 мм, причем высота цилиндрика всегда больше диаметра. Гранулированные угли применяют главным образом на установках со стационарным слоем адсорбента при очистке и разделении технологических потоков в газовой фазе. Чтобы увеличить интенсивность масообмена, гранулированный уголь иногда дробят и после рассева получают узкие фракции, например: 0,15 — -,25; 0,25 — 0,55; 0,55 — 1,65; 1,65 — 2,35 и 2,35 — 4,70 мм. Дробленые углы применяют во всех вариантах адсорбционных процессов: при проведении процессов: как в газовой, так и в жидкой фазе, со стационарным, движущимся или псевдоожиженным слоем адсорбента.

Порошкообразные угли состоят из частиц величиной менее 0,15 мм. Их используют исключительно для очистки веществ в жидкой фазе. Некоторые усредненные физические свойства углей представлены ниже:

Активные угли. Свойства, применение и технология получения

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Июня 2014 в 19:57, реферат

Краткое описание

Активированный уголь (Carbo activatus — лат.) — уголь с развитой внутренней поверхностью и высокой адсорбирующей способностью.
Активировные угли — пористые углеродные тела, зерненные (гранулированные) и порошкообразные. Полезные свойства углей были известны еще в Древнем Египте, где древесный уголь использовали в медицинских целях уже за 1,5 тыс. лет до н.э. Древние римляне также пользовались углем для очистки воды, пива и вина. В настоящее время активированные угли занимают ведущее место среди фильтрующих материалов. Область применения активированных углей сильно расширилась. Активированные угли играют важную роль в защите окружающей среды.

Вложенные файлы: 1 файл

aktivnye_ugli_svoistva_poluchenie_primenenie.doc

В настоящее время установлено, что в табаке содержатся несколько сотен различных веществ, концентрация которых, естественно, зависит от сорта табака и условий курения. По разным причинам длительное время делаются попытки изменить содержание отдельных компонентов, не оказывая заметного воздействия на аромат табака. Смолистые и высококипя-щие компоненты можно удалить на механических фильтрах из целлюлозы и ацетата целлюлозы, тогда как концентрацию легколетучих токсичных веществ типа формальдегидов, акролеина или цианистого водорода таким способом снизить невозможно.

Уже много лет определенные марки активного угля используются для снаряжения угольных фильтров, позволяющих изменять вид и количество парообразующих компонентов сигаретного дыма. Обычно в мундштук сигареты помещается фильтр, содержащий около 100 мг зерненого активного угля, целлюлозу и ацетат целлюлозы. Кроме того, известны способы приготовления фильтров, в которых порошок угля фиксируется на волокнистом материале или зерненый уголь заворачивается в этот материал. ненная массопередача в мезо- и микропорах, поскольку время, в течение которого возможна адсорбция компонентов дыма, составляет только около 15 мс.

Читайте также  Иммунитет. Методы повышения и укрепления иммунитета

Модификации используемых активных углей позволяют изменять удерживающую способность сигаретных фильтров. То же относится и к фильтрующим патронам, которые вставляются в дымовой канал курительной трубки. Такие фильтры чаще всего содержат около 1 г активного угля и используются от 1 до 3 раз.

Высоковакуумная техника

Изотермы адсорбции газов на активном угле показывают сильную адсорбционную активность угля в области низких давлений. При получении высокого вакуума этот эффект можно использовать для поглощения следовых количеств газов, которые не удаляются парортутными высоковакуумными насосами. Активный уголь можно применять для выравнивания скоростей утечки в отпаянных вакуумных камерах, например термостатах с высоковакуумной изоляцией, используемых для транспортировки и хранения ожиженных газов. Несмотря на значительные достижения в технике обработки материалов часто в местах пайки или сварки появляются неплотности. Использование специально обработанного активного угля позволяет значительно увеличить срок службы подобных вакуумных камер. Угли, активированные водяным паром, показали лучшие результаты при адсорбции диффундирующих внутрь камеры газов — аргона, азота или кислорода. Для этой цели можно рекомендовать использование слоя активного угля толщиной в одно зерно; размеры зерен не должны превышать 1 мм. Безусловно, во всех случаях необходимо тщательно предварительно обезгаживать уголь прокаливанием в вакууме в течение нескольких часов для удаления продуктов разложения поверхностных кислородных соединений углерода.

Очистка воздуха

Одним из старейших процессов очистки воздуха является рекуперация паров растворителей посредством адсорбции на активном угле. Уже в 1917 г. были построены первые рекуперационные установки «Суперсорбон». В них использовалась способность активного угля адсорбировать парообразные растворители на своей поверхности. После насыщения адсорбента проводится десорбция паров, главным образом с помощью водяного пара. На завершающей стадии конденсации получают смесь воды с растворителем, которую можно разделить дробной перегонкой или ректификацией.

В большинстве случаев к необходимости создания рекуперационной установки приводят соображения рентабельности, при этом эксплуатационные расходы на целесообразно сконструированную установку незначительны по сравнению с экономией от рекуперации растворителей. Нередко отсасывать и адсорбировать разбавленные растворители вынуждают требования техники безопасности, чтобы в рабочем помещении не создавались взрывоопасные концентрации паровоздушной смеси. При достижении максимально допустимых концентраций или предельных значений выбросов приходится вводить в действие установки с активным углем, даже если они нерентабельны и извлеченные растворители окунают лишь часть эксплуатационных затрат. Это особенно касается случаев использования смесей растворителей. Ниже приведены типичные растворители, применяемые в различных отраслях промышленности, которые можно рекуперировать на активном угле:

Производство пленки и фольги

Диэтиловый эфир, ацетон,

метилэтилкетон, спирты, хлорметилен, тетрагидрофуран

Предприятия глубокой печати

Толуол, бензин, трихлорэтилен, гексан

Бензин, бензол, толуол

Производство вискозы и искусственного шелка

Очистка химических реактивов

Перхлорэтилен, фторсодержащие углеводороды

Производство искусственной кожи и волокон

Спирт, ацетон, гексан, толуол, эфир, диметилформамид

Производство клеев и адгезивов

Бензин, гексан, толуол

Концентрация паров растворителей в очищаемом воздухе редко превышает 10 %, обычно же она составляет 1 % и даже меньше. Как следует из изотерм адсорбции паров различных растворителей, адсорбция этих паров при низких концентрациях может быть также эффективной; однако из соображений рентабельности необходимо производить очистку по возможности насыщенных паров, исключая подсасывание воздуха через неплотности. При строгом соблюдении этих требований, например, на предприятиях глубокой печати и в некоторых процессах крашения и мелования можно достичь почти 100 %-ной рекуперации растворителя. Для эффективной рекуперации растворителей необходимы конструкции, позволяющие свести к минимуму потери в водном конденсате и потери, обусловленные проскоком при переключении и продувке адсорбера в процессе осушки.

Водоподготовка

В начале двадцатого столетия производство активного угля приобрело промышленные масштабы, а вскоре появилась возможность применения этого продукта для подготовки питьевой

В первое время основное внимание обращалось на разработку способов устранения запаха и привкуса. Особенно больщие трудности создавали примеси фенолов, которые попадали в природный круговорот воды в составе сточных вод коксохимических заводов; вступая в реакцию с хлором, добавляемым для дезинфекции воды, они образуют хлорфенолы, которые придают воде еще более неприятный запах и привкус.

Определенной вехой в истории активного угля считается 1927 г.: в Чикаго удалось предотвратить загрязнение питьевой воды хлорфенолом благодаря применению порошкового активного угля в сочетании с медленно фильтрующим песчаным фильтром. Примерно в то же время в Германии на водопроводной станции города Хамма в Вестфалии был установлен угольный фильтр для очистки питьевой воды, которую ранее практически невозможно было употреблять из-за неприятного привкуса. Поскольку примеси в воде почти исключительно состояли из фенола, уголь приходилось регенерировать водяным паром в течение нескольких недель в интервалах между циклами очистки. Водопроводная станция города Кенигсберга в Восточной Пруссии уже давно использовала порошковый активный уголь для устранения затхлого привкуса водорослей, появлявшегося в определенное время года; при этом доза порошкового угля составляла 5 г/м3.

В период между первой и второй мировыми войнами резко возросло потребление воды быстро развивающейся промышленностью. Это привело к необходимости использовать для подготовки питьевой воды наземные воды, загрязненные органическими примесями. Лабораторные исследования того времени показывали, что иногда для очистки воды от неприятного привкуса и запаха требовалось до 30 г порошкового угля на 1 м3 воды. Несмотря на очистку плохой вкус воды сохранялся из-за недостаточного содержания кислорода; это обстоятельство привело к распространению практики добавления окислителей, особенно хлора и озона. Вскоре в Германии озонирование было почти полностью заменено хлорированием сырой воды, которое технически легче осуществимо; кроме того, большие дозы хлора позволяли удалять из воды аммиак. Поэтому в течение почти двадцати лет после Второй мировой войны важным свойством водоочистных углей наряду со способностью поглощать вещества, придающие воде неприятный запах и привкус, считалась также хорошая адсорбционная способность по хлору и озону. Зерненые угли оценивались по длине слоя половинного поглощения хлора и адсорбции фенола. В соответствии с требованиями Американской ассоциации водоснабжения оценка эффективности порошкового активного угля также включает параллельные определения поглощающей способности по фенолу и веществам, придающим воде неприятий» привкус и запах.

Используемые на отдельных водопроводных станциях технические разновидности фильтров с активным углем очень сильно различаются между собой по конструкции и назначению в зависимости от специфических особенностей очищаемой воды. Однако в большинстве случаев используются специальные емкости для порошкового угля, чтобы избежать снижения его адсорбционной способности при контакте с коагулирующими частицами; порошковые угли можно затем отделить на песчаном фильтре.

В системах подготовки питьевой воды иногда используются гравийные фильтры, в которых слой гравия толщиной 1—2 м служит подложкой для слоя зерненого угля толщиной 10— 20 см. В подобных комбинациях высокая производительность достигается только при чрезвычайно низкой скорости потока. Тем не менее такой способ может оказаться полезным для временной защиты при аварийных ситуациях, например при попадании масла и подобных примесей в местах забора воды на водопроводных станциях.

Заключение

С развитием промышленного производства активного угля в начале нашего столетия применение этого продукта неуклонно возрастает. В настоящее время активный уголь используется во многих процессах химической технологии. Кроме того, очистка отходящих газов и сточных вод основана главным образом на адсорбции активным углем. Только активный уголь позволяет удовлетворить постоянно возрастающие требования к чистоте нашей питьевой воды. Успешному развитию современной адсорбционной техники в значительной степени способствует постоянное повышение качества этого продукта, обусловленное усовершенствованием способов его производства. В ряде процессов промышленное применение активного угля стало возможным только после разработки соответствующих методов реактивации.

Читайте также  Неподвижные неразъёмные соединения

Библиографический список

  1. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия,
    1984. – 171 с.
  2. Мухин, В.М. Новые технологии получения активных углей из реактопластов / Мухин В.М., Зубова И.Д., Гурьянов В.В., Курилкин А.А., Гостев В.С. // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2009. – Т. 9. – Вып. 2 – с. 191-195
  3. Бадер Э., Кинле Х. Активные угли и их промышленное применение, Л. «Химия», 1984 – 216 с.

Активированный уголь. Виды, свойства, характеристики

О том, что такое активированный уголь, его свойствах и отличиях. Для чего используется и как выбрать.

Активированные угли или углеродные адсорбенты – это уникальные и идеальные сорбенты, которые позволяют решать большой круг вопросов по обеспечению экологической и биологической безопасности окружающей среды и человека в части обесцвечивания и очистки воздуха и газов, воды и других жидкостей от загрязнений.

Впервые об адсорбционной способности углей сообщил химик из Штральзунда Карл Шееле в 1773 году. Он отметил адсорбцию газов на древесном угле.

Что такое активированный уголь

Виды активированных углей

Основные свойства активированных углей

Подведем итоги

Статья направлена на то чтобы в простой форме объяснить, что такое активированный уголь, какие у него свойства, на что они влияют. Предоставленный материал поможет Вам с выбором угля в зависимости от целей.

Что такое активированный уголь

Активированный уголь — это результат обжига различных углесодержащих органических веществ (древесины, скорлупы орехов, маслин, других плодовых культур, каменноугольного кокса). Полученное вещество содержит огромное количество пор и поэтому обладает очень большой удельной поверхностью на единицу массы и, как следствие, высокой адсорбцией.

В пористой структуре активированного (иначе активного) угля осуществляется поглощение любых типов органических микропримесей за счет сил поверхностного взаимодействия (или адсорбции). Именно поры, их количество и размер, влияют на адсорбционные свойства угля. Формирование структуры активного угля (пор) происходит в технологическом процессе его производстве за счет использования определенного исходного сырья и просчитанных режимов его термообработки (карбонизация, активация).

Сорбционная емкость — главный фактор эффективности активированного угля.

Отличие активированного угля от угля «для мангалов» состоит в количестве пор и их размера, что напрямую влияет на сорбционную емкость. Т.е. просто раздробив «уголь для мангала» Вы не получите активированный уголь.

Поэтому древесный / каменный уголь дополнительно подвергается обработке (активации) и в результате уголь меняет свою структуру — образуется большое количество пор с разным объемом.

Образующиеся поры классифицируют по трем категориям: микропоры (от 0,6 до 0,7 нанометров), мезопоры (1,5-100-200 нанометров), макропоры (>100-200 нанометров). Первая и вторая разновидность пор считаются основными составляющими поверхности активных углей.

Процесс производства активированного угля происходит в два этапа, если не учитывать такие этапы как сушка и дробление (классификация):

  1. Пиролиз исходного сырья при температуре 400 – 600° С. В результате получают карбонизат, хорошо нам знакомый как уголь для мангалов.
  2. Обработка высокой температурой 800 – 1000° С карбонизата с применением водяного пара или различных смесей жидкостей. Результат — активированный уголь – один из лучших адсорбентов.

Пиролиз угля – термическая обработка исходного сырья (древесина, косточки плодовых деревьев, скорлупа кокоса и т.п.) без доступа воздуха, в результате из сырья удаляется вода и смолы.

Виды активированных углей

Активированный уголь различается по исходному сырью, из которого он производится, методам активации, назначению и форме выпуска.

Материал, из которого производится активированный уголь, задает его основные характеристики – сорбционную емкость, прочность структуры, насыпную плотность, общую внутреннюю поверхность.

Основные виды углей по материалу производства (исходному сырью):

  • Древесный — сырьем служит различные породы деревьев.
  • Каменноугольный — производится из частиц каменного угля.
  • Кокосовый – из кокосовой скорлупы.

Изменяя условия и продолжительность активации угля, производители создают уникальную структуру пор угля, изменяя его характеристики заданные исходным сырьем.

В основном для активации применяется обычная вода, но некоторые производители в результате экспериментов смогли создать свою уникальную технологию активации углей, например НПП «Полихим» и уголь МАУ.

Кокосовая скорлупа — исходное сырье для производства активированного угля

По методике активации угля:

  • Паровая – активация водяным паром.
  • Термохимическая – с применением различных химических соединений.

По назначению:

  • Для очистки воздуха и газов.
  • Для очистки воды (водоподготовка и очистка сточных вод).
  • Осветление и дезодорация пищевых масел и жиров.
  • Для очистки сиропов, растительных и животных масел, различных напитков, включая самогон.
  • Для очистки химических растворов, минеральных масел, лакокрасочных жидкостей.
  • Как носитель катализаторов.
  • Для очистка крови и организма в целом от бактерий, токсических веществ.
  • В качестве косметического препарата для осветления кожи на лице.
  • Для экологически чистого способа извлечения драгоценных металлов из руд.

Наибольшее применение активированный уголь получил в напорных и безнапорных фильтрах, очищая воздушные и жидкие среды от различных загрязнений.

Для безнапорных фильтров применяется древесный уголь, а для напорных – кокосовый или каменноугольный.

Уголь применяется для очистки воды

По форме выпуска:

  • Дробленый.
  • Гранулированный.
  • Порошковый.

Дробленый – уголь получается в результате дробления больших фракций и последующего отсеивания пыли. Частицы угля имеет неправильную форму размером 0,2 — 5 мм.

Основное применение — в качестве основной загрузки в напорных и безнапорных фильтрах для очистки жидкостей.

Гранулированный — это экструдированные цилиндрические гранулы размером 0,8 — 5,0 мм.

Основное применение — адсорбция из газовой фазы, т.е. очистка воздуха, газов, т.к. обеспечивает низкий перепад давления. Гранулированный активированный уголь обладает высокой механической прочностью и низким содержанием пыли.

Порошковый – это измельченный активированный уголь, состоящий из частиц менее 0,18 мм.

Основное применение — адсорбция из жидкой фазы, т.е. порошкообразный активированный уголь в заданной пропорции смешивается с очищаемой жидкостью и удаляется фильтрацией или осаждением после адсорбции примесей.

Основные марки углей:

  • Древесный – БАУ-А, ДАК, УКС, ОУ, МАУ-2А, NWN.
  • Каменноугольный – АГ-3, МАУ-3ПТ, УАФ, NWM.
  • Кокосовый – КАУ-А, МАУ-200, NWC, Chemviron, Haycarb.

Основные характеристики (свойства) активированных углей

Поры активированного угля под электронным микроскопом

Для оценки активированных углей обращают внимание на его основные характеристики:

  • Сорбционная емкость, мг/г.
  • Прочность, %.
  • Общая внутренняя поверхность по БЭТ, м2/г.
  • Насыпная плотность, г/см3.
  • Размер частиц, мм.
  • Возможность регенерации угля.

Для оценки структуры адсорбента ключевое значение имеют удельная поверхность, размер и объем пор.

Таблица основных свойств активированных углей
Параметр Влияние
Прочность по ГОСТ, % Прочность влияет на истирание гранул угля, на сохранение его физической структуры и размера гранул, возможность применения в напорных фильтрах и количество раз реактивации
Сорбционная емкость, мг/г Сорбционная емкость показывает, какое количество вещества уголь сможет адсорбировать до его замены. Чем выше число, тем дольше прослужит уголь
Общая внутренняя поверхность по БЭТ, м2/г Чем выше показатель, тем больше загрязнений на 1 г уголь сможет адсорбировать
Насыпная плотность сухого угля, г/см3 Плотность влияет на структуру пор и их доступность для адсорбции микропримесей, что определяет характер применения угля
Размер частиц, мм Чем меньше размер частицы активированного угля, тем лучше доступ к поверхности и быстрее происходит адсорбция
Регенерация угля Возможность восстановить адсорбционные свойства угля с помощью химических реагентов, пропариванием или термической реактивацией

Одним из лучших по качеству очистки и сроку службы считается кокосовый активированный уголь, который изготавливается из скорлупы кокоса.

Впервые активированный кокосовый уголь был применен во время первой мировой войны в качестве адсорбента в противогазах.

Разновидности активированных углей

Активированный уголь — сорбент, который применяют на предприятиях различных сфер: в очистке воды и других жидких сред, золотодобыче, производстве пищевой продукции и алкогольных напитков, других областях.

Применение такого вещества — доступный и эффективный способ достичь соответствия конечной продукции гигиеническим и токсикологическим требованиям. В статье разберемся, что такое активированный уголь, каким он бывает и для чего необходим.

ОСОБЕННОСТИ

Активный уголь — высокопористое средство для очистки, которое содержит углерод, подходит для применения в жидкой среде, обладает высокой удельной поверхностью — до 2000 м²/г. Такие свойства позволяют надежно удерживать молекулы загрязнений внутри сорбента. Продукт имеет поры, соизмеримые с размерами сорбируемых веществ, обладает гидрофобными свойствами: в отличие от силикагелей эффективно работает в жидкой среде, не поглощая воду.

ВИДЫ СОРБЕНТОВ

Выбор зависит от гранулометрического состава, типа пор, наличия примесей. Рассмотрим, чем отличаются разные типы сорбентов.

ПО РАЗМЕРУ ПОР

По классификации М.М. Дубинина продукт может иметь поры различного диаметра: Микропоры (до 1–1,5 нм). Подходят для адсорбции молекул сопоставимого с ними размера, эффективно поглощают загрязнения. Мезопоры (от 1,5–2 до 100–200 нм). Поры переходного размера, схожие по свойствам с микропорами, в меньшей степени участвуют в процессе поглощения. Макропоры (более 100–200 нм). Выполняют роль транспортных каналов. Благодаря им загрязнения попадают вглубь материала, где адсорбируются микропорами.

ПО ТИПУ СЫРЬЯ

Сорбент производят из различного сырья. В качестве основы используют:

  • бурый уголь;
  • древесину;
  • каменный уголь;
  • плодовые косточки;
  • скорлупу орехов;
  • торф;
  • синтетические полимеры.
  • От сырья зависит область применения и себестоимость производства сорбентов.

ПО НАЗНАЧЕНИЮ

Адсорбенты отличаются по областям применения: Газовые. Очищают от газообразных соединений и растворенных веществ, молекулы которых по размерам максимально приближены к частицам парообразных веществ. Рекуперационные. Необходимы для улавливания и возврата в производство паров летучих растворителей при высокой концентрации. Осветляющие. Предназначены для адсорбции окрашивающих примесей в процессе осветления растворов.

ПО ФОРМЕ

Активированный материал обрабатывают различными способами: в зависимости от типа обработки получаются сорбенты разной формы.

ПОРОШКОВЫЕ

Для их получения активный древесный или минеральный уголь мелко перемалывают. После адсорбции порошковый уголь удаляют из раствора путем фильтрации.

ПЕЛЛЕТИРОВАННЫЕ (ГРАНУЛИРОВАННЫЕ)

Пеллеты имеют небольшой размер и форму цилиндра. Их изготавливают из каменных ископаемых и торфа. Крупные гранулы пеллетированных (гранулированных) углей используют для газообразных, мелкие — для жидких сред.

ДРОБЛЕНЫЕ

Гранулы неправильной формы получают путем дробления до желаемой фракции. Чтобы произвести дробленые угли, применяют древесину, минеральное сырье и скорлупу кокоса.

Выбирая адсорбент, ориентируйтесь на характеристики готового продукта: зольность, влажность, размер пор и другие. Мы поставляем продукцию оптом в мешках по 10-20-23–25 кг, предлагаем фасовку по 400–500 кг в МКР. При необходимости наши менеджеры ответят на все вопросы по видам и применению, помогут подобрать уголь подходящего типа.

Продажа товара осуществляется оптом по безналичному расчету.
ООО «ГЕОСОРБ-М»:
Юридический адрес:
129110, г. Москва, ул. Гиляровского, д. 57, стр.4
Фактический адрес:
129110, г. Москва, ул. Гиляровского, д. 57, стр.4
Адрес для отправки корреспонденции:
129110, г. Москва, а/я 128
ИНН 7702805400 КПП 770201001
р/с 40702810502660000147
в АО «АЛЬФА-БАНК» г. Москва
к/с 30101810200000000593
БИК 044525593 ОГРН 1127747276161
ОКПО 16972024 ОКАТО 45286570000

активный уголь

АКТИВНЫЙ УГОЛЬ (активированный уголь)

материал с развитой пористой структурой. На 87–97% (по массе) состоит из С, содержит также Н, О и вещества, введенные в А. у. при его получении. Зольность А. у. может составлять 1–15% (иногда его обеззоливают до 0,1–0,2%).

Поры в А.у. классифицируют по их линейным размерам х (полуширина — для щелевидной модели пор, радиус-для цилиндрич. или сферической): х 0,6–0,7 нм-микропоры; 0,6–0,7 1,5–1,6 нм — супермикропоры; 1,5–1,6 100–200 нм-макропоры.

Для адсорбции в микропорах ( уд. объем 0,2–0,6 см 3 /г), соизмеримых по размерам с адсорбируемыми молекулами, характерен гл. обр. механизм объемного заполнения. Аналогично происходит адсорбция также в супермикропорах ( уд. объем 0,15–0,2 см 3 /г)-промежут. области между микропорами и мезопорами. В этой области свойства микропор постепенно вырождаются, свойства мезопор проявляются.

Механизм адсорбции в мезопорах заключается в последоват. образовании адсорбц. слоев (полимолекулярная адсорбция), которое завершается заполнением пор по механизму капиллярной конденсации. У обычных А. у. уд. объем мезопор составляет 0,02–0,10 см 3 /г, уд. поверхность — от 20 до 70 м 2 /г; однако у некоторых А. у. ( напр., осветляющих) эти показатели могут достигать соотв. 0,7 см 3 /г и 200–450 м 2 /г.

Макропоры ( уд. объем и поверхность соотв. 0,2–0,8 см 3 /г и 0,5–2,0 M i /r) служат транспортными каналами, подводящими молекулы поглощаемых веществ к адсорбц. пространству зерен (гранул) А. у. Для придания А. у. каталитич. свойств в макро- и мезопоры вносят, как правило, спец. добавки.

В А.у. часто существуют все разновидности пор, и дифференциальная кривая распределения их объема по размерам имеет 2–3 максимума. В зависимости от степени развития супермикропор различают А.у. с узким распределением (эти поры практически отсутствуют) и широким (существенно развиты).

А.у. хорошо адсорбируют пары в-:в со сравнительно высокими температурами кипения ( напр., бензол), хуже — летучие соед. ( напр., NH3). При относит. давлениях пара ррнас менее 0,10–0,25 (рр-равновесное давление адсорбируемого вещества, рнас-давление насыщ. пара). А. у. незначительно поглощает водяные пары. Однако при (ррнас) > 0,3–0,4 наблюдается заметная адсорбция, а в случае (ррнас) 1 практически все микропоры заполнены водяными парами. Поэтому их наличие может осложнить поглощение целевого вещества.

Осн. сырье для производства А. у.-кам.-уг. полукокс, углеродсодержащие растит. материалы ( напр., древесный уголь, торф, древесные опилки, скорлупа орехов, косточки плодов фруктовых деревьев). Продукты карбонизации этого сырья подвергают активации (в большинстве случаев парогазовой — в присутствии паров H2O и CO2, реже — химической, т. е. в присутствии солей металлов, напр. ZnCl2, K2S) при 850–950 °C. Кроме того, А. у. получают термич. разложением синтетич. полимеров ( напр., поливинилиденхлорида).

А. у. широко применяют как адсорбент для поглощения паров из газовых выбросов ( напр., для очистки воздуха от CS2), улавливания паров летучих растворителей с целью их рекуперации, для очистки водных растворов ( напр., сахарных сиропов и спиртных напитков), питьевой и сточных вод, в противогазах, в вакуумной технике, напр. для создания сорбционных насосов, в газоадсорбционной хроматографии, для заполнения запахопоглотителей в холодильниках, очистки крови, поглощения вредных веществ из желудочно-кишечного тракта и др. А. у. — также носитель каталитич. добавок и катализатор полимеризации.

Лит.: Колышкин Д. А., Михайлова К. К., Активные угли. Справочник, Л., 1972; Бутырин Г. М., Высокопористые углеродные материалы, М., 1976; Дубинин М. М., «Изв. АН СССР. Сер. хим.», 1979, № 8, с. 1691–96; Угли активные. Каталог, Черкассы, 1983; Кинле X., Бадер Э., Активные угли и их промышленное применение, пер. с нем., Л., 1984.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: