Ako si vybrať aktívne uhlie na úpravu vody

Čo je to aktívne uhlie?

Aktívne uhlie je typ mikrokryštalického uhlíkového materiálu vyrobeného zo surovín obsahujúcich uhlík-. Má čierny vzhľad, vysoko vyvinutú vnútornú štruktúru pórov, veľkú špecifickú plochu povrchu a silnú adsorpčnú kapacitu a je široko používaný ako adsorbent, katalyzátor alebo nosič katalyzátora.

Podľa zdroja suroviny možno aktívne uhlie rozdeliť na aktívne uhlie na báze dreva{0}}, aktívne uhlie zo škrupín orechov, aktívne uhlie zo zvieracích kostí/krvi, aktívne uhlie na báze minerálov{1}}, aktívne uhlie zo syntetickej živice, aktívne uhlie z gumy/plastu, regenerované aktívne uhlie atď.Aktívne uhlie z kokosových škrupín na úpravu vodyvyniká množstvom mikropórov a stabilným výkonom pri úprave vody. Podľa fyzikálnej formy sa aktívne uhlie delí na práškové, zrnité, nepravidelne zrnité, valcovité, guľovité a vláknité. Mnohé projekty na úpravu vody prijímajú a vykonávajú granulované typyGranulovaná filtrácia vody s aktívnym uhlímna účinné odstránenie organických znečisťujúcich látok a sýtosti.

Aktívne uhlie sa môže pochváliť mimoriadne rozsiahlymi aplikáciami pokrývajúcimi takmer všetky sektory národného hospodárstva a scenáre každodenného života, vrátane čistenia vody, extrakcie zlata, odfarbovania cukru, rafinácie farmaceutických injekcií, čistenia krvi, čistenia vzduchu, ochrany osobnej bezpečnosti a ďalších.

 

 

Materiál s aktívnym uhlím označuje amorfný uhlík spracovaný špeciálnou úpravou. Má veľký špecifický povrch a vynikajúcu adsorpčnú kapacitu pre anorganické/organické látky a koloidné častice v plynnej a kvapalnej fáze. Medzi hlavné odrody patrí Activated Carbon (AC) a Activated Carbon Fibers (ACF).

Ako adsorbent s vysokou{0}}výkonnosťou pramení jeho vynikajúci výkon z jedinečných štruktúrnych charakteristík povrchu a chemických vlastností povrchu. Aktívne uhlie má stabilné chemické vlastnosti, vysokú mechanickú pevnosť, odolnosť voči kyselinám/zásadám/teplu, nerozpustnosť vo vode a organických rozpúšťadlách a recyklovateľnosť. Je široko používaný v chemickom priemysle, ochrane životného prostredia, spracovaní potravín, metalurgii, farmaceutickom rafinovaní, vojenskej chemickej ochrane a ďalších oblastiach. V súčasnosti sa modifikované aktívne uhlie vo veľkej miere používa pri čistení odpadových vôd a kontrole znečistenia ovzdušia, čo ukazuje sľubné vyhliadky na nápravu životného prostredia.

Viac ako 80%-90% aktívneho uhlia pozostáva z uhlíkových prvkov, čo zodpovedá za jeho hydrofóbnu adsorpčnú vlastnosť. Okrem uhlíka obsahuje dva druhy nečistôt:

• Chemicky viazané prvky: hlavne kyslík a vodík. Tieto zvyšky zostávajú z neúplnej karbonizácie alebo cudzích ne-uhlíkových prvkov chemicky viazaných na uhlíkový povrch počas aktivácie. Napríklad k povrchovej oxidácii dochádza pri aktivácii parou.
• Obsah popola: anorganická frakcia aktívneho uhlia.

Takmer všetky organické materiály- bohaté na uhlík môžu slúžiť ako suroviny pre aktívne uhlie, ako je uhlie, drevo, škrupina kokosových orechov, škrupina vlašských orechov, škrupina marhule, škrupina jujuby atď. Tieto uhlíkaté suroviny sa premieňajú na aktívne uhlie pyrolýzou v aktivačných peciach pri vysokej teplote a určitom tlaku. Počas aktivácie sa postupne vytvára obrovský špecifický povrch a zložité siete pórov, kde prebiehajú adsorpčné reakcie. Veľkosť pórov poskytuje aktívnemu uhliu selektívnu adsorpčnú účinnosť, pretože veľké molekuly nemôžu vstúpiť do pórov menších, ako je ich vlastná molekulová veľkosť. Ako typický produkt-škrupiny orechov,Aktívne uhlie z kokosových škrupín na úpravu vodysa vyrába parnou aktiváciou kokosových škrupín, pričom vytvára dobre{0}}rozvinuté mikropóry ideálne na odstránenie stôp organických látok.

Aktívne uhlie je hydrofóbny adsorbent vyrábaný vysoko{0}}karbonizáciou a aktiváciou uhlíkových-produktov. Bohaté mikropóry mu dodávajú ultra-veľký špecifický povrch, ktorý umožňuje efektívne odstraňovanie farby, zápachu, väčšiny organických znečisťujúcich látok a určitých anorganických látok (vrátane toxických ťažkých kovov) v sekundárnych odpadových vodách.

 

Princípy činnosti aktívneho uhlia

 

1. Princíp filtrácie

Filtre s aktívnym uhlím zachytávajú suspendované znečisťujúce látky vo vode, pričom zachytené suspendované pevné látky vypĺňajú dutiny medzi časticami uhlíka. Veľkosť pórov a pórovitosť filtračných vrstiev sa zväčšujú so zvyšujúcou sa veľkosťou častíc uhlíka. Hrubšie aktívne uhlie poskytuje väčší priestor na skladovanie nerozpustených látok, zlepšuje filtračnú kapacitu, kapacitu zachytávania nečistôt a celkový objem zachytávania znečisťujúcich látok. Celá logika operácieGranulovaná filtrácia vody s aktívnym uhlímsa spolieha na tento duálny mechanizmus fyzického zachytávania a povrchovej adsorpcie.

Väčšie póry umožňujú nerozpustným látkam preniknúť hlbšie do nižších uhlíkových vrstiev. S dostatočnou hrúbkou filtra môže byť zachytené viac nečistôt, čím sa naplno prejaví schopnosť zachytávania strednej a spodnej vrstvy a zvyšuje sa celková kapacita systému zadržiavania znečisťujúcich látok.

Teoreticky, kapacita zachytávania suspendovaných pevných látok pochádza z celkového povrchu aktívneho uhlia. Pri nízkej rýchlosti prúdenia dominuje filtrácii preosievanie; pri vysokej rýchlosti prúdenia prevláda povrchová adsorpcia uhlíkových častíc. Väčší celkový povrch uhlíkových častíc poskytuje silnejšiu priľnavosť k nerozpusteným látkam vo vode.

 

2. Princíp adsorpcie

Na základe medzimolekulových síl medzi aktívnym uhlím a molekulami znečisťujúcich látok, adsorpcia spadá do dvoch kategórií: fyzikálna adsorpcia a chemická adsorpcia (nazývaná aj aktívna adsorpcia).

• Fyzikálna adsorpcia: poháňaná Van der Waalsovou silou alebo elektrostatickou príťažlivosťou. Adsorpčná sila závisí hlavne od fyzikálnych vlastností uhlíka, ktoré sú sotva ovplyvnené jeho chemickým zložením. Van der Waalsova sila je slabá a spôsobuje malú štrukturálnu zmenu na znečisťujúce látky, podobne ako kondenzácia. Znečisťujúce látky si po fyzikálnej adsorpcii zachovávajú svoje pôvodné chemické vlastnosti.
• Chemická adsorpcia: poháňaná chemickými väzbami, porovnateľná s chemickými reakciami so závažnými štrukturálnymi zmenami molekúl znečisťujúcich látok. Zahŕňa skôr zdieľanie alebo prenos elektrónov než slabú polarizáciu a je to nezvratný proces. Základný rozdiel medzi fyzikálnou a chemickou adsorpciou spočíva v sile tvoriacej adsorpčné väzby.

Adsorpcia je exotermický proces, pri ktorom sa molekuly znečisťujúcich látok viažu na pevné povrchy so zníženou voľnou energiou, pričom sa uvoľňuje adsorpčné teplo. Divergentné sily vedú k rozdielom v adsorpčnom teple, rýchlosti, aktivačnej energii, teplotnej selektivite, množstve adsorpčnej vrstvy a adsorpčnom spektre medzi fyzikálnou a chemickou adsorpciou.

Technológia adsorpcie aktívneho uhlia sa už desaťročia používa na rafináciu a odfarbovanie vo farmaceutickom, chemickom a potravinárskom priemysle a od 70. rokov minulého storočia sa používa na čistenie priemyselných odpadových vôd. Praktická výroba overuje jeho výnimočnú adsorpčnú výkonnosť pre stopové organické znečisťujúce látky vo vode, pričom prináša pozoruhodné účinky pri úprave tlače a farbenia, farbív, spracovania potravín a organických chemických odpadových vôd. Jedinečne odstraňuje organické látky reprezentované BSK a CHSK, vrátane syntetických farbív, povrchovo aktívnych látok, fenolov, benzénov, organochlórových zlúčenín, pesticídov a petrochemických produktov. Preto sa adsorpcia aktívneho uhlia stala jedným z hlavných procesov sekundárneho a terciárneho čistenia priemyselných odpadových vôd.

Adsorpcia je pomalý medzifázový jav, ktorý koreluje s povrchovým napätím a kolísaním povrchovej energie. Dve hnacie sily spúšťajú adsorpciu: odpudzovanie vodného rozpúšťadla na hydrofóbne látky a afinitná príťažlivosť medzi pevným adsorbentom a rozpustenou látkou. Adsorpcia odpadovej vody je vo všeobecnosti kombinovaným účinkom oboch síl.

Adsorpčná kapacita je priamo určená špecifickým povrchom aktívneho uhlia a štruktúrou pórov. Typ uhlíka sa vyberie prostredníctvom testov kvality vody podľa charakteristík odpadovej vody; uhlík s bohatými prechodnými pórmi je preferovaný na tlač a farbenie odpadových vôd. Medzi ďalšie ovplyvňujúce faktory patria:

• Obsah popola: nižší obsah popola sa rovná lepšiemu adsorpčnému výkonu;
• Stupeň zhody medzi veľkosťou molekuly adsorbátu a priemerom pórov uhlíka: užšie zhody veľkosti uľahčujú adsorpciu;
• Koncentrácia adsorbátu: adsorpčná kapacita stúpa v určitom koncentračnom rozsahu;
• Teplota vody a hodnota pH: adsorpčná kapacita klesá so zvyšujúcou sa teplotou vody.

 

 

Vlastnosti aktívneho uhlia

 

1. Adsorpčná vlastnosť

Adsorpcia s aktívnym uhlím odstraňuje rozpustné organické látky, syntetické detergenty, mikroorganizmy, vírusy a čiastočné ťažké kovy zachytávaním kontaminantov na poréznych uhlíkových povrchoch, pričom dochádza k odfarbovaniu, deodorizácii a čistení vzduchu.

Aktívne uhlie pozostáva z malých uhlíkových granúl s obrovským povrchom a mikro kapilárnymi pórmi vo vnútri. Kapiláry majú silnú adsorpčnú kapacitu. Úplný kontakt medzi uhlíkovým povrchom a plynnými/kvapalnými nečistotami vedie k adsorpcii a čisteniu.

Metóda BET je jediným spoľahlivým štandardom pre testovanie špecifického povrchu, zatiaľ čo mnohé domáce prístroje podporujú iba metódu priameho porovnávania. Viac{1}}bodová BET slúži ako jednotný globálny testovací štandard, zdokumentovaný v čínskom národnom štandarde GB/T 19587-2004: Stanovenie špecifickej povrchovej plochy pevných látok adsorpciou plynu pomocou princípu BET.

Meranie špecifického povrchu je časovo-náročné; testovanie niektorých vzoriek môže trvať celý deň. Ne-automatizované zariadenia si vyžadujú-dohľad operátora na plný úväzok, pričom menšie chybné operácie vedú k zlyhaniu testu a plytvaniu pracovnými hodinami. Analyzátor špecifickej plochy povrchu F-Sorb 2400 plne podporuje meranie BET (kompatibilné s metódou priameho porovnania). Je to jediné plne automatické inteligentné zariadenie na testovanie špecifických plôch v Číne, vyznačujúce sa vysokou medzinárodnou konzistenciou, stabilnými výsledkami testov, minimalizovanou ľudskou chybou a vynikajúcou presnosťou údajov.

 

2. Chemické vlastnosti

Aktívne uhlie sa spolieha na fyzikálnu aj chemickú adsorpciu, ktorá je spoločne určená štruktúrou pórov a chemickým zložením.

Okrem uhlíka obsahuje aktívne uhlie malé množstvá chemicky viazaných kyslíkových a vodíkových funkčných skupín, vrátane karbonylových, karboxylových, fenolových, laktónových, chinónových a éterových skupín. Povrchové oxidy a komplexy pochádzajú z derivátov surovín alebo reakcií so vzduchom/parou počas a po aktivácii; príležitostne sa môžu tvoriť aj povrchové sulfidy a chloridy. Minerály zo surovín sa pri aktivácii koncentrujú na popol, najmä soli alkalických kovov a kovov alkalických zemín, ako sú uhličitany a fosforečnany.

 

3. Mechanická vlastnosť

• Veľkosť častíc: meraná pomocou štandardného sitového preosievania, aby sa vypočítala hmotnosť zadržaná a prejdená každým sitom na analýzu distribúcie veľkosti častíc.
• Zdanlivá objemová hustota: hmotnosť aktívneho uhlia na jednotku objemu vrátane vnútorného objemu pórov a medzi{0}}časticovým prázdnym objemom.
• Hustota častíc: hmotnosť aktívneho uhlia na jednotku objemu vrátane vnútorného objemu pórov, ale bez medzi-dutín medzi časticami.
• Tvrdosť: odolnosť proti triešteniu.
• Odolnosť proti oderu: ochrana-opotrebeniu.

Mechanické vlastnosti priamo ovplyvňujú aplikačné účinky: hustota určuje objem nádrže; jemnosť prášku ovplyvňuje filtráciu; granulovaná distribúcia veľkosti uhlíka riadi odpor tekutín a pokles tlaku; odolnosť voči fragmentácii ovplyvňuje životnosť a účinnosť regenerácie odpadového uhlíka.

 

Klasifikácia aktívneho uhlia

 

1. Podľa surovín

• Aktívne uhlie-na báze dreva
• Živočíšna kosť/krvné aktívne uhlie
• Aktívne uhlie na-minerálnej báze
• Iná surovina aktívne uhlie
• Regenerované aktívne uhlie

 

2. Podľa výrobného procesu

• Chemicky aktívne uhlie (chemický uhlík)
• Fyzikálne aktívne uhlie (fyzikálne uhlie)
• Kombinované chemické-fyzikálne/fyzikálne-chemické aktívne uhlie

 

3. Podľa fyzického tvaru

Práškové aktívne uhlie, granulované aktívne uhlie, nepravidelné granulované aktívne uhlie, cylindrické aktívne uhlie, sférické aktívne uhlie a iné špeciálne -tvarované aktívne uhlie.

 

4. Podľa veľkosti pórov

• Makropóry: priemer pórov väčší alebo rovný 1000 Á
• Prechodné póry: priemer pórov 20 ~ 1000 Å
• Mikropóry: priemer pórov Menší alebo rovný 20 Å Mikropóry tvoria väčšinu špecifického povrchu aktívneho uhlia.

 

5. Podľa kategórie suroviny

• Aktívne uhlie-na báze dreva: vyrobené z drevených triesok, dreveného uhlia atď.
• Aktívne uhlie zo škrupín orechov: vyrobené z kokosovej škrupiny, škrupiny vlašských orechov, škrupiny marhule atď.
• Aktívne uhlie-na báze uhlia: vyrába sa z hnedého uhlia, rašeliny, bitúmenového uhlia, antracitu atď.
• Aktívne uhlie na -ropnej báze: napr. sférické aktívne uhlie{3}}na báze smoly vyrobené zo smoly
• Regenerované aktívne uhlie: reaktivované odpadové uhlie

 

Tento typ aktívneho uhlia sa rafinuje z-kvalitného dreveného uhlia a drevených štiepok kombinovanými fyzikálnymi a chemickými aktivačnými procesmi. Čierny prášok, -toxický a bez zápachu, s dobre-vyvinutými pórmi a bez látok rozpustných vo vode-, ktoré by poškodzovali kvalitu vody. Vyznačuje sa silnou adsorpčnou kapacitou, vynikajúcim odfarbovaním a vysokou rýchlosťou filtrácie. Účinne adsorbuje veľké a malé molekulárne škodlivé látky v kvapalnej fáze, široko používané v domácich odpadových vodách, chemických odpadových vodách, medicínskych odpadových vodách, komunálnych odpadových vodách a iných vodných útvaroch, s vynikajúcim výkonom pri odfarbovaní, deodorizácii a znižovaní CHSK.

 

 

Charakteristika vysoko{0}}kvalitného aktívneho uhlia

Prémiové aktívne uhlie sa vyznačuje veľkou adsorpčnou kapacitou, dlhou životnosťou, vysokou mechanickou pevnosťou, nízkym obsahom popola, jednoduchým spätným preplachovaním a stabilnou kvalitou odpadovej vody. Odstraňuje nepríjemný zápach, zlepšuje sýtosť a dosahuje vysoké rýchlosti odstraňovania toxických látok znečisťujúcich vodu vrátane chlóru, fenolu, ortuti, olova, arzénu, chloridov, detergentov, pesticídov a chemických hnojív.

 

Základné technické ukazovatele

• Veľkosť častíc (10 ~ 24 mesh, 2,0 ~ 0,8 mm): Väčšia alebo rovná 95 % Poznámka: Menšie častice poskytujú väčšiu špecifickú plochu povrchu a lepšiu adsorpciu, ale vytvárajú vyššie straty a prach.
• Jódové číslo: Väčšie alebo rovné 1000 mg/g Poznámka: Vyššie jódové číslo znamená silnejšiu adsorpčnú kapacitu.
• Špecifický povrch: 1000–1200 m²/g Poznámka: 1 gram aktívneho uhlia sa rozvinie na 1000 štvorcových metrov plochy steny pórov. Adsorpčný výkon závisí od stupňa rozvoja pórov.
• Sila odfarbovania metylénovou modrou: Väčšia alebo rovná 10 ml/g Poznámka: Predstavuje schopnosť odfarbovania.
• Odolnosť proti oderu: Viac alebo rovná 95 % Poznámka: Vyššia odolnosť proti oderu znamená vynikajúcu kvalitu uhlíka.
• Strata sušením: Menšia alebo rovná 10 % Poznámka: Predstavuje obsah vlhkosti; nižšia hodnota znamená lepšiu kvalitu.
• Zvyšky po vznietení (obsah popola): menej alebo rovné 3 % Poznámka: Nižší obsah popola znamená lepšiu kvalitu.
• Sypná hustota: 0,48–0,55 g/ml Poznámka: Nižšia objemová hustota vo všeobecnosti poskytuje silnejšiu adsorpčnú kapacitu.

 

Ďakujem veľmi pekne za prečítanie až do konca! Je pravdepodobné, že ste už trochu porozumeli aplikácii aktívneho uhlia pri úprave vody. Ako spoločnosť s 27-ročnými skúsenosťami vo výrobe aktívneho uhlia ponúkame rad produktov s aktívnym uhlím na úpravu vody, z ktorých si môžete vybrať. Neváhajte nás kedykoľvek kontaktovať a my vám poskytneme 24-hodinovú online službu.

Kontaktujte teraz