Как да изберем активен въглен за пречистване на вода

Какво е активен въглен?

Активният въглен е вид микрокристален въглероден материал, произведен от въглерод-съдържащи суровини. Той се отличава с черен външен вид, силно развита вътрешна структура на порите, голяма специфична повърхност и силен адсорбционен капацитет и се използва широко като адсорбент, катализатор или носител на катализатор.

По източник на суровина активният въглен може да бъде категоризиран на активен въглен на базата на дърво-, активен въглен от черупки на ядки, активен въглен на базата на животински кости/кръв, активен въглен на основата на минерали-, активен въглен на базата на синтетична смола, активен въглен на базата на каучук/пластмаса, регенериран активен въглен и т.н. Сред сериите с черупки на ядки,Активен въглен от кокосови черупки за пречистване на водасе отличава със своите изобилни микропори и стабилна производителност при пречистване на водата. По физическа форма се разделя на прахообразен, гранулиран, неправилно гранулиран, цилиндричен, сферичен и влакнест активен въглен. Много проекти за пречистване на вода приемат гранулирани типове и изпълняватФилтриране на вода с гранулиран активен въгленза ефективно отстраняване на органични замърсители и цветност.

Активният въглен може да се похвали с изключително обширни приложения, обхващащи почти всички национални икономически сектори и ежедневни сценарии, включително пречистване на вода, извличане на злато, обезцветяване на захар, рафиниране на фармацевтични инжекции, пречистване на кръвта, пречистване на въздуха, защита на личната безопасност и др.

 

 

Състав и производство на активен въглен

Материалът с активен въглен се отнася до аморфен въглен, обработен чрез специална обработка. Има голяма специфична повърхност и отличен адсорбционен капацитет за неорганични/органични вещества и колоидни частици в газова и течна фази. Основните разновидности включват активен въглен (AC) и активни въглеродни влакна (ACF).

Като високо{0}}ефективен адсорбент, неговата изключителна ефективност произтича от уникални повърхностни структурни характеристики и повърхностни химически свойства. Активният въглен се отличава със стабилни химични свойства, висока механична якост, устойчивост на киселина/алкали/топлоустойчивост, неразтворимост във вода и органични разтворители и възможност за рециклиране. Той е широко приет в химическата промишленост, опазването на околната среда, преработката на храни, металургията, фармацевтичното рафиниране, военната химическа защита и други области. Понастоящем модифицираният активен въглен се прилага широко при пречистване на отпадъчни води и контрол на замърсяването на въздуха, което показва обещаващи перспективи за възстановяване на околната среда.

Над 80% -90% от активния въглен се състои от въглеродни елементи, което отчита неговото хидрофобно адсорбционно свойство. Освен въглерод, той съдържа два вида примеси:

• Химически свързани елементи: главно кислород и водород. Тези остатъци остават от непълна карбонизация или чужди не-въглеродни елементи, химически свързани с въглеродната повърхност по време на активирането. Например, повърхностното окисление възниква при активиране с пара.
• Съдържание на пепел: неорганичната фракция на активния въглен.

Почти всички богати на въглерод -органични материали могат да служат като суровини за активен въглен, като въглища, дърво, черупки от кокосови орехи, черупки от орехи, черупки от кайсии, черупки от хинап и др. Тези въглеродни суровини се превръщат в активен въглен чрез пиролиза в пещи за активиране при висока температура и определено налягане. По време на активирането постепенно се образуват огромна специфична повърхност и сложни мрежи от пори, където протичат адсорбционни реакции. Размерът на порите придава на активния въглен селективна адсорбционна производителност, тъй като големите молекули не могат да навлязат в пори, по-малки от техния собствен молекулен размер. Като типичен продукт с черупки от ядки,Активен въглен от кокосови черупки за пречистване на водасе произвежда чрез парно активиране на кокосови черупки, образувайки добре-развити микропори, идеални за отстраняване на следи от органични вещества.

Активният въглен е хидрофобен адсорбент, произведен чрез високо{0}}температурна карбонизация и активиране на въглеродни-изходни материали. Изобилните микропори му осигуряват ултра-голяма специфична повърхност, което позволява ефективно премахване на цвета, миризмата, повечето органични замърсители и някои неорганични вещества (включително токсични тежки метали) във вторичните отпадъчни води.

 

Принципи на работа на активния въглен

 

1. Принцип на филтриране

Филтрите с активен въглен улавят суспендираните замърсители във водата, като уловените суспендирани твърди частици запълват празнините между въглеродните частици. Размерът на порите и порьозността на филтърните слоеве се разширяват с увеличаване на размера на въглеродните частици. По-грубият активен въглен осигурява по-голямо пространство за съхранение на суспендирани твърди вещества, подобрявайки капацитета за филтриране, капацитета за задържане на мръсотия и общия обем на улавяне на замърсители. Цялата логика на работа наФилтриране на вода с гранулиран активен въгленразчита на този двоен механизъм на физическо прихващане и повърхностна адсорбция.

По-големите пори позволяват на суспендираните твърди вещества да проникнат по-дълбоко в по-ниските въглеродни слоеве. С достатъчна дебелина на филтъра, повече замърсители могат да бъдат уловени, което дава пълна възможност за прихващане на средния и долния слой и повишава общия капацитет за задържане на замърсители на системата.

Теоретично капацитетът за улавяне на суспендирано твърдо вещество произхожда от общата повърхност на активния въглен. При ниска скорост на потока пресяването доминира над филтрирането; при висока скорост на потока водеща е повърхностната адсорбция на въглеродни частици. По-голямата обща повърхност на въглеродните частици осигурява по-силна адхезия към суспендирани твърди частици във вода.

 

2. Принцип на адсорбция

Въз основа на междумолекулните сили между активен въглен и молекулите на замърсителя, адсорбцията попада в две категории: физическа адсорбция и химическа адсорбция (наричана още активна адсорбция).

• Физическа адсорбция: задвижвана от силата на Ван дер Ваалс или електростатично привличане. Силата на адсорбция зависи главно от физичните свойства на въглерода, почти не се влияе от неговия химичен състав. Силата на Ван дер Ваалс е слаба и налага малка структурна промяна на замърсителите, аналогично на кондензацията. Замърсителите запазват първоначалните си химични свойства след физическа адсорбция.
• Химическа адсорбция: задвижвана от химически връзки, сравнима с химични реакции със сериозни структурни промени в молекулите на замърсителя. Това включва споделяне или трансфер на електрони, а не слаба поляризация, и е необратим процес. Основната разлика между физическата и химическата адсорбция се крие в силата, образуваща адсорбционни връзки.

Адсорбцията е екзотермичен процес, при който молекулите на замърсителите се прикрепят към твърди повърхности с намалена свободна енергия, освобождавайки адсорбционна топлина. Различните сили водят до разлики в топлината на адсорбция, скоростта, енергията на активиране, температурната селективност, количеството на адсорбционния слой и адсорбционния спектър между физическата и химическата адсорбция.

Технологията за адсорбция с активен въглен се прилага за рафиниране и обезцветяване във фармацевтичната, химическата и хранително-вкусовата промишленост от десетилетия и е приета за пречистване на промишлени отпадъчни води от 1970 г. насам. Практическото производство потвърждава неговата изключителна адсорбционна производителност за следи от органични замърсители във водата, осигурявайки забележителни ефекти на третиране при печат и боядисване, багрила, обработка на храни и отпадъчни води от органични химикали. Той уникално премахва органичните вещества, представени от BOD и COD, включително синтетични багрила, повърхностноактивни вещества, феноли, бензени, органохлорни съединения, пестициди и нефтохимически продукти. Поради това адсорбцията с активен въглен се превърна в един от основните процеси за вторично и третично третиране на промишлени отпадъчни води.

Адсорбцията е бавно междинно явление, свързано с повърхностното напрежение и изменението на повърхностната енергия. Две движещи сили задействат адсорбцията: отблъскване на воден разтворител към хидрофобни вещества и афинитетно привличане между твърдия адсорбент и разтвореното вещество. Адсорбцията на отпадъчни води обикновено е комбиниран ефект на двете сили.

Капацитетът на адсорбция се определя директно от специфичната повърхност на активния въглен и структурата на порите. Типът въглерод се избира чрез тестове за качество на водата според характеристиките на отпадъчните води; въглеродът с изобилие от преходни пори е предпочитан за печатане и боядисване на отпадъчни води. Други влияещи фактори включват:

• Съдържание на пепел: по-ниската пепел се равнява на по-добри характеристики на адсорбция;
• Степен на съответствие между размера на молекулата на адсорбата и диаметъра на въглеродните пори: по-близките съвпадения на размера улесняват адсорбцията;
• Концентрация на адсорбат: капацитетът на адсорбция се повишава в определен диапазон на концентрация;
• Температура на водата и pH стойност: адсорбционният капацитет намалява с повишаване на температурата на водата.

 

 

Свойства на активния въглен

 

1. Адсорбционни свойства

Адсорбцията с активен въглен премахва разтворими органични вещества, синтетични детергенти, микроорганизми, вируси и частично тежки метали чрез улавяне на замърсители върху порести въглеродни повърхности, като същевременно се осъществява обезцветяване, дезодориране и пречистване на въздуха.

Активният въглен се състои от малки въглеродни гранули с огромна повърхност и микро капилярни пори вътре. Капилярите притежават силен адсорбционен капацитет. Пълният контакт между въглеродната повърхност и газообразните/течните примеси води до адсорбция и пречистване.

Методът BET е единственият надежден стандарт за изпитване на специфична повърхност, докато много домашни инструменти поддържат само метод за директно сравнение. Много{1}}точковият BET служи като унифициран глобален стандарт за изпитване, документиран в китайския национален стандарт GB/T 19587-2004: Определяне на специфична повърхностна площ на твърди вещества чрез адсорбция на газ с помощта на принципа на BET.

Измерването на конкретна повърхност отнема време-; тестването на някои проби може да отнеме цял ден. Не-автоматизираното оборудване изисква-наблюдение от оператор на пълно работно време, като дребни неправилни операции водят до неуспех на теста и загуба на работно време. Анализаторът за специфична повърхност F-Sorb 2400 поддържа напълно BET измерване (съвместимо с метода на директно сравнение). Това е единственото напълно автоматично интелигентно устройство за тестване на специфична повърхност в Китай, характеризиращо се с висока международна последователност, стабилни резултати от теста, сведена до минимум човешка грешка и превъзходна точност на данните.

 

2. Химични свойства

Активният въглен разчита както на физическа, така и на химична адсорбция, съвместно определени от структурата на порите и химичния състав.

Освен въглерод, активният въглен съдържа малки количества химически свързани кислородни и водородни функционални групи, включително карбонилни, карбоксилни, фенолни, лактонни, хинонови и етерни групи. Повърхностните оксиди и комплекси произлизат от производни на суровини или реакции с въздух/пара по време и след активиране; понякога могат да се образуват повърхностни сулфиди и хлориди. Минералите от суровините се концентрират в пепел по време на активиране, главно соли на алкални и алкалоземни метали като карбонати и фосфати.

 

3. Механични свойства

• Размер на частиците: измерен чрез стандартно пресяване на сито за изчисляване на задържаната маса и преминаване през всяко сито за анализ на разпределението на размера на частиците.
• Привидна насипна плътност: маса на активен въглен на единица обем, включително обем на вътрешните пори и обем на празнините между-частиците.
• Плътност на частиците: маса на активен въглен на единица обем, включително обем на вътрешните пори, но без обем на празнините между-частиците.
• Твърдост: устойчивост на раздробяване.
• Устойчивост на абразия: ефективност против -износване.

Механичните свойства пряко влияят върху ефектите от приложението: плътността определя обема на резервоара; фиността на праха влияе върху филтрацията; разпределението на размера на гранулирания въглерод управлява съпротивлението на флуидите и спада на налягането; устойчивостта на фрагментация влияе върху експлоатационния живот и ефективността на регенериране на отпадъчния въглерод.

 

Класификация на активен въглен

 

1. По суровина

• Активен въглен-на основата на дърво
• Активен въглен от животински кости/кръв
• Активен въглен-на минерална основа
• Друга суровина активен въглен
• Регенериран активен въглен

 

2. По производствен процес

• Химически активен въглен (химичен въглен)
• Физически активен въглен (физически въглен)
• Комбиниран химичен-физичен/физичен-химичен активен въглен

 

3. По физическа форма

Активен въглен на прах, активен въглен на гранули, активен въглен на неправилни гранули, активен въглен с цилиндрична форма, активен въглен със сферична форма и друг активен въглен със специална -форма.

 

4. По размер на порите

• Макропори: диаметър на порите по-голям или равен на 1000 Å
• Преходни пори: диаметър на порите 20 ~ 1000 Å
• Микропори: диаметър на порите По-малък или равен на 20 Å Микропорите допринасят по-голямата част от специфичната повърхност на активния въглен.

 

5. По категория суровина

• Активен въглен-на основата на дървесина: произведен от дървесен чипс, въглен и др.
• Активен въглен от черупки на ядки: произведен от черупки на кокос, орех, черупка на кайсия и др.
• Активен въглен-на базата на въглища: произведен от лигнит, торф, битуминозни въглища, антрацит и др.
• Активен въглен-на петролна основа: напр. сферичен активен въглен на базата на-на катран, произведен от катран
• Регенериран активен въглен: реактивиран отпадъчен въглен

 

Този тип активен въглен се рафинира от високо{0}}качествен въглен и дървесен чипс чрез комбинирани процеси на физическо и химическо активиране. Черен прах, нет-токсичен и без мирис, с добре-развити пори и без водо-разтворими вещества, вредни за качеството на водата. Отличава се със силен адсорбционен капацитет, отлично обезцветяване и бърза скорост на филтриране. Ефективно адсорбира големи и малки молекулни вредни вещества в течна фаза, широко прилагани за битови отпадъчни води, химически отпадъчни води, медицински отпадъчни води, общински отпадъчни води и други водни обекти, с изключителна производителност при обезцветяване, дезодориране и намаляване на COD.

 

 

Характеристики на високо{0}}качествения активен въглен

Premium activated carbon shall feature large adsorption capacity, long service life, high mechanical strength, low ash content, easy backwashing and stable effluent quality. It eliminates odd odor, improves chroma, and achieves high removal rates for toxic water pollutants including chlorine, phenol, mercury, lead, arsenic, chloride, detergents, pesticides and chemical fertilizers.

 

Основни технически индикатори

• Размер на частиците (10~24 меша, 2,0~0,8 mm): По-голям или равен на 95% Забележка: По-малките частици осигуряват по-голяма специфична повърхност и по-добра адсорбция, но генерират по-големи загуби и прах.
• Йодно число: По-голямо или равно на 1000 mg/g Забележка: По-високото йодно число показва по-силен адсорбционен капацитет.
• Специфична повърхност: 1000–1200 m²/g Забележка: 1 грам активен въглен се разгръща до 1000 квадратни метра площ на стените на порите. Ефективността на адсорбция зависи от степента на развитие на порите.
• Мощност на обезцветяване на метиленово синьо: По-голяма или равна на 10 mL/g Забележка: Представлява способност за обезцветяване.
• Устойчивост на абразия: По-голяма или равна на 95% Забележка: По-високата устойчивост на абразия означава превъзходно качество на въглерода.
• Загуба при сушене: По-малко или равно на 10% Забележка: Представлява съдържание на влага; по-ниската стойност показва по-добро качество.
• Остатък от запалване (съдържание на пепел): По-малко или равно на 3% Забележка: По-ниското съдържание на пепел показва по-добро качество.
• Насипна плътност: 0,48–0,55 g/mL Забележка: По-ниската насипна плътност обикновено осигурява по-силен адсорбционен капацитет.

 

Благодаря ви много, че прочетохте до края! Вероятно сте придобили известно разбиране за приложението на активен въглен при пречистване на вода. Като компания с 27 години опит в производството на активен въглен, ние предлагаме гама от продукти с активен въглен за пречистване на вода, от които можете да избирате. Моля, не се колебайте да се свържете с нас по всяко време и ние ще ви предоставим 24-часова онлайн услуга.

Свържете се сега