Introduction

Ο ενεργός άνθρακας είναι η γενική ορολογία που χρησιμοποιείται για τη περιγραφή μιας οικογένειας ανθρακούχων απορροφητικών εξαιρετικά κρυσταλλικής μορφής με εκτεταμένη δομή εσωτερικού πόρου. Πολλές ουσίες του βασικού υλικού χρησιμοποιούνται για τη παραγωγή ενεργού άνθρακα. Τα πιο συνηθισμένα από αυτά είναι το ξύλο, ο άνθρακας, ο λιγνίτης και το κέλυφος καρύδας. Όσον αφορά το πόσιμο νερό, το κέλυφος καρύδας είναι το ιδανικό υλικό βάσης καθώς είναι σκληρότερο σε σύγκριση με το ξύλο. Ο άνθρακας με βάση το κέλυφος καρύδας είναι κυρίως μικροπορώδης και είναι κατάλληλος για οργανική χημική απορρόφηση, συμπεριλαμβανομένων των πτητικών οργανικών χημικών ενώ έχει υψηλότερες δυνατότητες μείωσης του χλωρίου. Ο άνθρακας κελύφους καρύδας είναι γνωστό ότι προσφέρει μια πιο “γλυκιά” γεύση στο νερό.

Διαδικασία Ενεργοποίησης: Η διαδικασία ενεργοποίησης και οι έλεγχοι καλής διεργασίας είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή ενεργού άνθρακα καλής ποιότητας που παρέχει σταθερά υψηλό επίπεδο πορώδους. Η διαδικασία ενεργοποίησης περιλαμβάνει αρχική ανθρακοποίηση του κελύφους, η οποία επιτυγχάνεται με αργή θέρμανση απουσία οξυγόνου για το σχηματισμό ανθρακούχας μάζας γεμάτης μικροσκοπικούς πόρους. Αυτό το ανθρακούχο υλικό βάσης στη συνέχεια ενεργοποιείται σε υψηλή θερμοκρασία (1100 βαθμοί C) παρουσία ατμού με ρυθμιζόμενα επίπεδα οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα. Η θερμοκρασία ενεργοποίησης και η ποσότητα ενεργοποίησης (χρόνος) είναι σημαντικές για τη δημιουργία εσωτερικού δικτύου πόρων και για την προσφορά ορισμένων χημικών επιφανειών (λειτουργική ομάδα) μέσα σε κάθε σωματίδιο του άνθρακα. Στην ουσία, η συνολική διαδικασία ενεργοποίησης δίνει στον άνθρακα τα μοναδικά χαρακτηριστικά απορρόφησης για την απομάκρυνση των ρύπων. Αυτός ο πλήρης έλεγχος μας επιτρέπει να παράγουμε σταθερά υψηλή ποιότητα ενεργού άνθρακα.

Πώς λειτουργεί ο Ενεργός Άνθρακας

Ο ενεργός άνθρακας είναι εξαιρετικά πορώδης με πολύ μεγάλη επιφάνεια. Ο λόγος που ο ενεργός άνθρακας είναι τόσο αποτελεσματικό απορροφητικό υλικό οφείλεται στον μεγάλο αριθμό σπηλαιωδών πόρων του. Αυτό παρέχει μια μεγάλη επιφάνεια σε σχέση με το μέγεθος του πραγματικού σωματιδίου άνθρακα και την ορατή εξωτερική του επιφάνεια. Μια κατά προσέγγιση αναλογία είναι 1 γραμμάριο = 100 τετραγωνικά μέτρα επιφάνειας. Οι διαμοριακές έλξεις στους μικρότερους πόρους οδηγούν σε δυνάμεις απορρόφησης. Τα μόρια των μολυσματικών ουσιών στο νερό απορροφούνται στην επιφάνεια του ενεργού άνθρακα είτε με φυσική είτε με χημική έλξη. Οι δύο κύριοι λόγοι που οι χημικές ουσίες απορροφούνται στον ενεργό άνθρακα είναι:

– Μια “αντιπάθεια” του νερού.

– Έλξη στον ενεργό άνθρακα.

Η απορρόφηση ενεργού άνθρακα γίνεται σε τρία βασικά βήματα:

– Οι ουσίες απορροφούν στο εξωτερικό της επιφάνειας του άνθρακα,

– Οι ουσίες μετακινούνται στους πόρους άνθρακα

– Οι ουσίες απορροφούν στα εσωτερικά τοιχώματα του άνθρακα. Πολλές οργανικές ενώσεις όπως χλωριωμένοι και μη χλωριωμένοι διαλύτες, τριμεθανοσάνες, παρασιτοκτόνα και VOC απορροφούνται στους εσωτερικούς πόρους. Ο ενεργός άνθρακας είναι επίσης αποτελεσματικός στην απομάκρυνση του χλωρίου και αρκετά αποτελεσματικός όσον αφορά την απομάκρυνση κάποιων βαρέων μετάλλων.

Σημαντικές ιδιότητες του Ενεργού Άνθρακα

Οι βασικές παράμετροι για την αποτελεσματική απορρόφηση του ενεργού άνθρακα είναι ο αριθμός ιωδίου, το εμβαδόν επιφάνειας, το μέγεθος του πόρου και ο διαμοιρασμός μεγέθους των σωματιδίων. Οι κορυφαίοι άνθρακες έχουν ελάχιστο αριθμό ιωδίου 1100, περιεκτικότητα σε τέφρα μικρότερη από 3% και πυκνότητα 0.45g / ml.

Ιδιότητες ενεργού άνθρακα και ASTM

Απορροφητικές Ιδιότητες

Η αποτελεσματικότητα του ενεργού άνθρακα καθορίζεται συνήθως από την ποσότητα ορισμένων χημικών ουσιών που μπορεί να απορροφήσει ανά βάρος χρησιμοποιούμενου ενεργού άνθρακα. Όταν χρησιμοποιείται ο ενεργός άνθρακας για το φιλτράρισμα αέρα και αερίων, η χρησιμοποιούμενη χημική ουσία δοκιμής είναι συνήθως ο τετραχλωράνθρακας, συνήθως χαρακτηριζόμενος ως CTC και όταν χρησιμοποιείται για το φιλτράρισμα ύδατος και υγρών, η χρησιμοποιούμενη χημική ουσία είναι συνήθως το ιώδιο ή το κυανό του μεθυλενίου που αναμιγνύεται με νερό.