Węgiel aktywowany, czasami nazywany węglem aktywowanym, to wyjątkowy adsorbent ceniony ze względu na wyjątkowo porowatą strukturę, która pozwala mu skutecznie wychwytywać i zatrzymywać materiały.
Szeroko stosowany w wielu gałęziach przemysłu do usuwania niepożądanych składników z cieczy lub gazów, węgiel aktywowany może być stosowany do nieskończonej liczby zastosowań, które wymagają usuwania zanieczyszczeń lub niepożądanych materiałów, od oczyszczania wody i powietrza, po rekultywację gleby, a nawet złoto powrót do zdrowia.
Poniżej znajduje się przegląd tego niezwykle różnorodnego materiału.
CO TO JEST WĘGEL AKTYWNY?
Węgiel aktywowany to materiał na bazie węgla, który został przetworzony w celu zmaksymalizowania jego właściwości adsorpcyjnych, w wyniku czego uzyskano doskonały materiał adsorbujący.
Węgiel aktywowany charakteryzuje się imponującą strukturą porów, co powoduje, że ma bardzo dużą powierzchnię do wychwytywania i zatrzymywania materiałów. Można go wytwarzać z szeregu materiałów organicznych bogatych w węgiel, w tym:
Skorupy kokosa
Drewno
Węgiel
Torf
I więcej…
W zależności od materiału źródłowego i metod przetwarzania stosowanych do produkcji węgla aktywnego, właściwości fizyczne i chemiczne produktu końcowego mogą się znacznie różnić.² Stwarza to matrycę możliwości zróżnicowania węgli produkowanych komercyjnie, z dostępnymi setkami odmian. Z tego powodu produkowane na skalę przemysłową węgle aktywne są wysoce wyspecjalizowane, aby osiągnąć najlepsze wyniki w danym zastosowaniu.
Pomimo takich różnic, produkowane są trzy główne rodzaje węgla aktywnego:
Sproszkowany węgiel aktywny (PAC)
Sproszkowane węgle aktywne zazwyczaj mają cząstki w zakresie wielkości od 5 do 150 Å, dostępne są jednak pewne wielkości odstające. PAC są zwykle stosowane w zastosowaniach związanych z adsorpcją w fazie ciekłej i oferują obniżone koszty przetwarzania oraz elastyczność działania.
Granulowany węgiel aktywny (GAC)
Granulowane węgle aktywne mają zazwyczaj cząstki o wielkości od 0,2 mm do 5 mm i można je stosować zarówno w fazie gazowej, jak i ciekłej. GAC są popularne, ponieważ zapewniają czystą obsługę i zwykle wytrzymują dłużej niż PAC.
Dodatkowo charakteryzują się zwiększoną wytrzymałością (twardością) oraz możliwością regeneracji i ponownego użycia.
Wytłaczany węgiel aktywny (EAC)
Wytłaczane węgle aktywne to cylindryczny produkt w postaci granulatu o wielkości od 1 mm do 5 mm. Zazwyczaj stosowane w reakcjach w fazie gazowej, EAC są wysokowydajnym węglem aktywnym powstałym w wyniku procesu wytłaczania.
Dodatkowe typy
Dodatkowe odmiany węgla aktywnego obejmują:
Koralik z węglem aktywnym
Impregnowany węgiel
Węgiel pokryty polimerem
Tkaniny z węglem aktywnym
Aktywowane włókna węglowe
WŁAŚCIWOŚCI WĘGLA AKTYWNEGO
Wybierając węgiel aktywny do konkretnego zastosowania, należy wziąć pod uwagę szereg właściwości:
Struktura porów
Struktura porów węgla aktywnego jest różna i w dużej mierze wynika z materiału źródłowego i metody produkcji.¹ Struktura porów w połączeniu z siłami przyciągania umożliwia zajście adsorpcji.
Twardość/ścieranie
Twardość/ścieranie jest również kluczowym czynnikiem przy wyborze. Wiele zastosowań wymaga, aby węgiel aktywny miał wysoką wytrzymałość cząstek i odporność na ścieranie (rozkład materiału na drobne cząstki). Węgiel aktywny wytwarzany z łupin orzecha kokosowego ma najwyższą twardość spośród węgli aktywnych.4
Właściwości adsorpcyjne
Właściwości absorpcyjne węgla aktywnego obejmują kilka cech, w tym zdolność adsorpcyjną, szybkość adsorpcji i ogólną skuteczność węgla aktywnego.4
W zależności od zastosowania (ciecz lub gaz) na te właściwości może wskazywać szereg czynników, w tym liczba jodowa, pole powierzchni i aktywność czterochlorku węgla (CTC).4
Gęstość pozorna
Chociaż gęstość pozorna nie będzie miała wpływu na adsorpcję na jednostkę masy, będzie miała wpływ na adsorpcję na jednostkę objętości.4
Wilgoć
Idealnie, ilość wilgoci fizycznej zawartej w węglu aktywnym powinna mieścić się w granicach 3-6%.4
Zawartość popiołu
Zawartość popiołu w węglu aktywnym jest miarą obojętnej, amorficznej, nieorganicznej i nieużytecznej części materiału. Idealnie byłoby, gdyby zawartość popiołu była tak niska, jak to możliwe, ponieważ jakość węgla aktywnego wzrasta wraz ze spadkiem zawartości popiołu. 4
Czas publikacji: 15 lipca 2022 r