О том, что такое активированный уголь, его свойства и отличия. 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.
Каталог на АКТИВИРОВАННЫЙ УГОЛЬ, цены, свойства, описание.
Что такое активированный уголь
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 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 активный 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):
- Пиролиз исходного сырья при температуре 400 – 600° С. В результате получают карбонизат, хорошо нам знакомый как уголь для мангалов.
- 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 активный уголь, задает его основные характеристики – сорбционную емкость, прочность структуры, насыпную плотность, общую внутреннюю поверхность.
Карбонизированный уголь
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 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 отличается 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 активный уголь в заданной пропорции смешивается с очищаемой жидкостью и удаляется фильтрацией или осаждением после адсорбции примесей.
Основные марки активных углей:
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 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 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 |
Лучший активированный уголь для очистки воды и воздуха (по степени очистки и сроку службы) считается кокосовый активированный уголь.
Впервые активированный кокосовый уголь был применен во время первой мировой войны в качестве адсорбента в противогазах.
Подведем итоги
Кокосовый активированный уголь
На свойства активного (активированного) угля влияют:
- Исходное сырье.
- Метод активирования.
- Продолжительность и условия активирования.
Выбирая активный уголь сопоставляйте его свойства с областью применения.
Таблица отличий активированных углей, которые придают им уникальные свойства и определяют применение
| Чем угли различаются | Отличия | Марка |
|---|---|---|
| Исходное сырье | Древесный | БАУ, ДАК, УКС, МАУ-2А, NWN, ОУ |
| Каменноугольный | ДАУСОРБ, АГ, МАУ-3ПТ, УАФ, NWM | |
| Кокосовый | КАУ, МАУ-200, NWC, Chemviron, Haycarb | |
| Форма выпуска | Дробленый | ДАУСОРБ, БАУ, ДАК, УКС, МАУ |
| Гранулированный | АГ, МАУ-3ПТ | |
| Порошковый | ОУ, УАФ | |
| Метод активации | Паровая | БАУ, ДАК, КАУ, ОУ, УАФ, ДАУСОРБ |
| Термохимическая | МАУ, АГ |
Купить или запросить КП на активированный уголь
- категория статьи: Активный уголь
