Активированный уголь. Виды, свойства, характеристики

20.04.2021

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

Активированный уголь

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.

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 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.

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 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
ПараметрВлияние
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.

Подведем итоги

Кокосовый активированный уголь

На свойства активного (активированного) угля влияют:

  • Исходное сырье.
  • Метод активирования.
  • Продолжительность и условия активирования.
Выбирая активированный 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 АГ, МАУ-3ПТ, УАФ, NWM
Кокосовый КАУ, МАУ-200, NWC, Chemviron, Haycarb
Форма выпуска Дробленый БАУ, ДАК, УКС, МАУ
Гранулированный АГ, МАУ-3ПТ
Порошковый ОУ, УАФ
Метод активации Паровая БАУ, ДАК, КАУ, ОУ, УАФ
Термохимическая МАУ, АГ

Купить или запросить КП на Активированный уголь

  • категория статьи: Активированный уголь




Рекомендуемые товары

Похожие статьи

logo