Węgiel aktywowany, zwany również węglem aktywnym, to wyjątkowy adsorbent ceniony za wyjątkowo porowatą strukturę, która umożliwia mu skuteczne wychwytywanie i zatrzymywanie materiałów.
Węgiel aktywny jest powszechnie stosowany w wielu gałęziach przemysłu do usuwania niepożądanych składników z cieczy lub gazów. Można go wykorzystać w niezliczonej liczbie zastosowań wymagających usuwania zanieczyszczeń lub niepożądanych materiałów, od oczyszczania wody i powietrza, przez remediację gleby, po odzyskiwanie złota.
Poniżej znajduje się przegląd tego niezwykle różnorodnego materiału.
CZYM JEST WĘGIEL AKTYWOWANY?
Węgiel aktywny to materiał na bazie węgla, który został przetworzony w celu zmaksymalizowania jego właściwości adsorpcyjnych, czego efektem jest doskonały materiał adsorpcyjny.
Węgiel aktywowany charakteryzuje się imponującą strukturą porów, która sprawia, że ma bardzo dużą powierzchnię wychwytywania i zatrzymywania materiałów. Może być produkowany z wielu bogatych w węgiel materiałów organicznych, w tym:
Skorupki kokosowe
Drewno
Węgiel
Torf
I więcej…
W zależności od materiału źródłowego i metod przetwarzania stosowanych do produkcji węgla aktywowanego, właściwości fizyczne i chemiczne produktu końcowego mogą się znacznie różnić.² Tworzy to macierz możliwości zmienności w węglach produkowanych komercyjnie, z setkami dostępnych odmian. Z tego powodu węgle aktywowane produkowane komercyjnie są wysoce wyspecjalizowane, aby osiągnąć najlepsze wyniki dla danego zastosowania.
Pomimo tych różnic, produkuje się trzy główne rodzaje węgla aktywnego:
Węgiel aktywowany w proszku (PAC)
Węgle aktywowane w proszku zazwyczaj mieszczą się w zakresie wielkości cząstek od 5 do 150 Å, z kilkoma dostępnymi rozmiarami wykraczającymi poza ten zakres. Węgle aktywowane w proszku są zazwyczaj stosowane w zastosowaniach adsorpcji w fazie ciekłej i oferują niższe koszty przetwarzania oraz elastyczność w działaniu.
Granulowany węgiel aktywowany (GAC)
Granulowane węgle aktywowane mają zazwyczaj rozmiary cząstek od 0,2 mm do 5 mm i mogą być stosowane zarówno w fazie gazowej, jak i ciekłej. GAC są popularne, ponieważ oferują czyste przetwarzanie i mają tendencję do dłuższej trwałości niż PAC.
Ponadto charakteryzują się zwiększoną wytrzymałością (twardością) i można je regenerować i ponownie wykorzystywać.
Węgiel aktywny ekstrudowany (EAC)
Wytłaczane węgle aktywowane to cylindryczne produkty w postaci peletek o wielkości od 1 mm do 5 mm. Zazwyczaj stosowane w reakcjach fazy gazowej, EAC to wytrzymały węgiel aktywowany powstający w wyniku procesu wytłaczania.
Dodatkowe typy
Inne rodzaje węgla aktywnego obejmują:
Węgiel aktywny w kulkach
Węgiel impregnowany
Węgiel powlekany polimerem
Tkaniny z węglem aktywnym
Włókna z węgla aktywnego
WŁAŚCIWOŚCI WĘGLA AKTYWOWANEGO
Wybierając węgiel aktywny do konkretnego zastosowania, należy wziąć pod uwagę szereg jego cech:
Struktura porów
Struktura porów węgla aktywnego jest zmienna i w dużej mierze zależy od materiału źródłowego i metody produkcji.¹ Struktura porów w połączeniu z siłami przyciągania umożliwia adsorpcję.
Twardość/ścieranie
Twardość/ścieranie jest również kluczowym czynnikiem w wyborze. Wiele zastosowań będzie wymagało, aby węgiel aktywowany miał wysoką wytrzymałość cząstek i odporność na ścieranie (rozpad materiału na drobne cząstki). Węgiel aktywowany produkowany z łupin orzechów kokosowych ma najwyższą twardość spośród węgli aktywowanych.4
Właściwości adsorpcyjne
Właściwości absorpcyjne węgla aktywnego obejmują kilka cech, w tym pojemność adsorpcyjną, szybkość adsorpcji i ogólną skuteczność węgla aktywnego.4
W zależności od zastosowania (ciecz lub gaz) właściwości te mogą być określane przez szereg czynników, w tym liczbę jodową, powierzchnię i aktywność czterochlorku węgla (CTC).4
Gęstość pozorna
Chociaż gęstość pozorna nie ma wpływu na adsorpcję na jednostkę masy, to jednak ma wpływ na adsorpcję na jednostkę objętości.4
Wilgoć
W idealnym przypadku ilość wilgoci fizycznej zawartej w węglu aktywnym powinna mieścić się w przedziale 3–6%.4
Zawartość popiołu
Zawartość popiołu w węglu aktywowanym jest miarą obojętnej, amorficznej, nieorganicznej i nieużytecznej części materiału. Zawartość popiołu będzie idealnie tak niska, jak to możliwe, ponieważ jakość węgla aktywowanego wzrasta wraz ze spadkiem zawartości popiołu. 4
Czas publikacji: 15-07-2022