Про активованих вугіллі
Корисні властивості вугілля були відомі ще в Стародавньому Єгипті, де деревне вугілля використовували в медичних цілях вже за 1,5 тисячі років до нашої ери. Стародавні римляни так само користувалися вугіллям для очищення води, пива і вина.
В даний час активоване вугілля займають провідне місце серед фільтрувальних матеріалів, область застосування їх сильно розширилася і вони зайняли важливу позицію в захисті навколишнього середовища.
Виробництво активованого вугілля
Углеродосодержащий сировину піддають карбонізації - випалу при високій температурі в інертній атмосфері без доступу повітря. Однак, отриманий карбонізат володіє поганими адсорбційними властивостями, оскільки розміри його пір невеликі і внутрішня площа поверхні мала.
Тому карбонізат піддають активізації для отримання специфічної структури пір і поліпшення адсорбційних властивостей. Активація може здійснюватися за допомогою обробки водяною парою або спеціальними хімічними реагентами.
Активація водяною парою проводиться при температурі 800- 1000 ° С в строго контрольованих умовах. При цьому на поверхні пір відбувається хімічна реакція між водяною парою і вугіллям, в результаті чого утворюється розвинена структура пір і збільшується внутрішня поверхня вугілля.
За допомогою такого процесу можна отримувати вугілля, що володіють різними адсорбційними властивостями. Площа поверхні вугілля, активованого водяною парою близько 1500 м2 / г, завдяки чому виявляються адсорбентние властивості активованого вугілля.
За структурою розрізняють три категорії пір: мікро-, мезо- і макропор.
Мікро- та мезопори складають найбільшу частину поверхні активованого вугілля. Відповідно, саме вони вносять найбільший внесок в їх адсорбційні властивості.
Мікропори особливо добре підходять для адсорбції молекул невеликого розміру, а мезопори для адсорбції більших органічних молекул.
Визначальний вплив на структуру пір надають вихідні матеріали для їх отримання. Активоване вугілля на основі шкаралупи кокоса характеризуються більшою часткою мікропор, а активоване вугілля на основі кам'яного вугілля - більшою часткою мезопор. Велика частка макропор характерна для вугілля на основі деревини.
адсорбція
Молекули видаляються забруднювачів утримуються на поверхні активованого вугілля міжмолекулярними силами Ван-дер-Ваальса, таким чином, відбувається видалення забруднювачів з повітря, що очищається.
Ефективність вугілля як адсорбенту залежить від величини його доступною площі поверхні. На ефективність адсорбції можуть впливати такі фактори, як розмір молекул адсорбенту, розмір пір і гранул вугілля, температура повітря.
Деякі речовини слабо адсорбуються на поверхні звичайних активованого вугілля. До числа таких речовин відноситься аміак, діоксид сірки, пари ртуті, сірководень, формальдегід, хлор, ціаністий водень.
Для ефективного видалення таких речовин використовуються активоване вугілля, насичені спеціальними хімічними реагентами.
Основна характеристика активованого вугілля - здатність поглинати все шкідливі для людини домішки (гази, частинки). При такому поглинанні відбувається насичення поверхні активованого вугілля, рівень насичення визначається кількістю і типом.
фільтри
В панельних фільтрах використовують гранульований рекупера- ційний активоване вугілля, який отримують у вигляді гранул з кам'яновугільної пилу і в'яжучих речовин методом обробки водяною парою при температурі 850-950 ° С.
Активовані рекупераціонние вугілля мають високим поглинанням по парам органічних речовин, досить міцні і не вимагають значних витрат енергії на подолання гідравлічного опору шару адсорбенту при проходженні газу. Ступінь вилучення розчинника на рекупераційних установках становить 95-99%.
Активоване вугілля використовуються для очищення вентвибросов на підприємствах хімічної та нафтохімічної промисловості, а також для використання з системах кондиціонування повітря в приміщеннях (побутові, ресторани, кафе, офіси і т.д.).
Технічні характеристики гранульованих рекупераційних активованого вугілля
найменування показника
норма
Зовнішній вигляд
Циліндричні гранули темно-сірого або чорного кольору
Основний розмір часток, мм
2,8-5,0
Міцність гранул на стирання,%, не менше
68
Насипна щільність, г / дм3, не більше
550
Рівномірна активність по толуолу, г / дм3, не менше
145
Масова частка вологи,%, не більше
10
В кишенькових вугільних фільтрах використовується унікальний фільтруючий матеріал, що складається з волокнистого активованого вугілля.
Технологічна особливість цього матеріалу, що фільтрує полягає в тому, що він містить 99,5% чистого вуглецю і має високорозвинену Сорбує поверхню. Один грам такого матеріалу здатний вловлювати до 200 мг шкідливих речовин, що 8 3-5 разів перевищує ємність звичайного активованого вугілля.
Активоване вугілля застосовують у фільтрах тонкого очищення. Крім твердих частинок пилу вугільні фільтри можуть поглинати газоподібні речовини.
Вугільні фільтри зі спеціальним просоченням застосовують в системах кондиціонування і вентиляції для поглинання токсичних газів і парів, що не вловлюються ніякими іншими типами фільтрів.
Поглинання шкідливих речовин відбувається в «автоматичному режимі». Є забруднення - йде поглинання, немає забруднення -залишається місце для наступних поглинань.
При повному насиченні поверхні активованого вугілля фільтр просто перестає поглинати шкідливі домішки. Чи не відбувається так званого «фонування» фільтра, так як всі речовини зв'язуються з вугіллям.
При концентраціях домішок в межах забруднення атмосферного повітря великих промислових міст повітря повністю звільняється від таких шкідливих речовин, як:
- оксид вуглецю;
- оксид сірки;
- бензол;
- сірководень;
- пари органічних солей;
- аміак;
- пари кислот;
- ефірні масла;
- важкі компоненти тютюнового диму;
- нікотин;
- ароматичні вуглеводні;
- фенол;
- радіоактивні елементи;
- формальдегід;
- пари ртуті;
Найменування шкідливих речовин
Концентрація шкідливих речовин в повітрі, мг / м3
Ефективність очищення,%
до фільтру
після фільтра
фенол
0,12
0,02
83,33
формальдегід
0,024
0
100,00
хлористий водень
5,27
1,05
80,08
аміак
0,12
0,033
72,50
Діоксид сірки
0,76
0,253
66,71
Оксид азоту
8,52
1,31
84,62
Оксид вуглецю
87
23
73,56
Випробування по визначенню здатності поглинання агресивних середовищ фільтром проводилися методом імітації вмісту шкідливих речовин в повітрі на МКАД (м.Москва), шляхом створення аналогічних умов в приміщенні Випробувальної лабораторії за допомогою дизельного автонавантажувача.
Фільтр, виготовлений із застосуванням вугільного волокнистого сорбенту марки «А» ТУ 2282-160-00209559-02, відповідає вимогам НТД ТУ 4591.099.00232058-07.
Фільтрувальний матеріал має такі переваги:
- Володіє низьким аеродинамічним опором при великих витратах повітря.
- Має прогресивну структуру, що забезпечує високу ступінь очищення.
- Вугільний порошок надійно закріплений на волокнах, відсутня його осипання.
- Має високу адсорбуючою здатністю і знижує вміст шкідливих речовин в очищеному повітрі в кілька разів.
- Має невелику вагу у порівнянні з гранульованим вугіллям, що робить його економічно вигідним для застосування.
В касетних заливальних фільтрах використовується фільтрувальний матеріал складається з двох шарів поліпропіленової основи з наповнювачем між ними з мікрогранул пресованого активованого вугілля.
Поверхнева щільність матеріалу 540 г / м2, при цьому масова частка вугілля становить 410 г / м2. Ефективність матеріалу по синтетичної пилу становить 98%. Температуростійкість до + 180 ° С. Хемосорбціонние характеристики аналогічні гранульованому вугіллю для насипних фільтрів.
