به وب سایت گروه مهندسی اوژن اطلس سپهر خوش آمدید.

کربن فعال

کربن فعال، که به ذغال فعال نیز شناخته می شود، نوعی کربن فرآوری شده است که با هدف داشتن منافذ زیاد ساخته می شود. کربن فعال، به علت داشتن منافذ کوچک در ساختار خود، باعث افزایش مساحت سطح در دسترس می شود. این افزایش مساحت سطح کربن فعال را به عنوان جاذب یا کاتالیزور واکنش های شیمیایی قابل استفاده می کند. به دلیل حفره دار بودن و وجود حفرات بسیار ریز، یک گرم کربن فعال دارای مساحتی بیش از ۳۰۰۰ متر مربع است که با جذب گاز نیتروژن این مساحت تعیین می شود. فعال سازی شیمیایی بیشتر اغلب باعث افزایش خواص جذب به دلیل خارج کردن مواد موجود در حفرات می شود. هنگامی که کبرن فعال از زغال سنگ مشتق می شود به آن زغال فعال گفته می شود. کک فعال نیز از کک گرفته می شود. از کربن فعال در ذخیره سازی متان و هیدروژن، تصفیه هوا ، تصفیه آب، تصفیه فاضلاب، بازیابی و تصفیه حلال، کافئین زدایی، تصفیه طلا، استخراج فلزات، دارو سازی، فیلتر های هوا در ماسک های گاز و ماسک های تنفسی، فیلتر ها در هوای فشرده، سفید کردن دندان ها، تولید هیدروژن کلرید و در بسیاری از کاربردهای دیگر استفاده می شود.

کاربرد کربن فعال در صنایع آبکاری

یکی از کاربرد های مهم صنعتی کربن، استفاده از آن در تصفیه محلول های آبکاری است. به عنوان مثال، استفاده از کربن فعال، روش اصلی تصفیه برای از بین بردن ناخالصی های آلی از محلول های آبکاری نیکل است. انواع مواد شیمیایی آلی برای بهبود کیفیت و افزایش خواصی مانند روشنایی، صافی، انعطاف پذیری و … به محلول های آبکاری اضافه می شوند که به دلیل عبور جریان مستقیم آندی و کاتدی، مواد آلی جانبی ناخواسته ای را در محلول ایجاد می کنند. برای کاهش این مواد آلی جانبی تولید شده، از کربن فعال استفاده می شود. آلاینده های این محلول ها، در حفرات کربن فعال به دام می افتند و در نهایت حذف می شوند.

کاربردهای پزشکی

برای درمان مسمومیت ها و مصرف بیش از حد دارو در هنگام مصرف خوراکی استفاده می شود. قرص ها یا کپسول های کربن فعال در بسیاری از کشورها به عنوان یک داروی بدون نسخه برای معالجه اسهال، سوء هاضمه و نفخ مصرف می شود. با این حال، در صورتی که مسمومیت ناشی از مصرف عوامل خورنده مانند قلیا ها و اسید های قوی، سیانیدها، آهن، لیتیوم، آرسنیک، متانول، اتیلن گلیکول، اسید بوریک، فرآورده های نفتی و فرآورده های الکلی باشد، تاثیری در درمان این نوع مسمومیت ندارد و مانع از جذب این مواد شیمیایی در بدن انسان نمی شود. این نوع کربن در لیست ایمن ترین و موثرترین داروهای ضروری سازمان جهانی بهداشت قرار گرفته است. استفاده نادرست از آن (به عنوان مثال در ریه ها) منجر به آسپیراسیون ریوی می شود که در صورت عدم شروع درمان فوری، گاهی اوقات می تواند کشنده باشد.

کاربرد های شیمی

۱- کربن فعال، در ترکیب ۵۰٪ وزنی – وزنی با celite، به عنوان فاز ثابت در ستون کروماتوگرافی کم فشار،‌ برای جداسازی کربوهیدرات ها (مونو، دی، تری ساکاریدها) با استفاده از محلول های اتانول به عنوان فاز متحرک در استفاده می شود.
۲- کربن فعال برای استخراج ضد انعقاد های خوراکی مستقیم (DOAC) مانند dabigatran ، apixaban ، rivaroxaban و edoxaban از نمونه های پلاسما خون مفید است. برای این منظور، آن را به شکل قرص های کوچک می سازند که هر یک حاوی ۵ mg کربن فعال برای جداسازی ۱ میلی لیتر DOAC است. از آنجا که این کربن فعال هیچ تاثیری در فاکتور های لخته شدن خون ندارد، هپارین یا سایر داروهای ضد انعقاد دیگر این اجازه را می دهد تا یک نمونه پلاسما برای ناهنجاری هایی که توسط DOAC ها تحت تأثیر قرار می گیرند، تجزیه و تحلیل شود.

برنامه های زیست محیطی

۱- معمولاً در سیستم های تصفیه آب استفاده می شود. جذب توسط کربن فعال کاربرد های زیادی در از بین بردن آلاینده ها از جریان هوا یا آب در مزرعه و فرآیند های صنعتی دارد. برای مثال در پاکسازی نشت ( زمانی که مایعات یا گاز هایی بر محیطی نشت کنند و لازم باشد تا این مایعات یا گاز ها از محیط استخراج شوند.)، تصفیه آب های زیرزمینی، تصفیه آب آشامیدنی، تصفیه هوا، بازیابی و تصفیه ترکیبات آلی فرار، سیستم های بازیابی و تصفیه حلال، خشک کردن، وسایر فرآیند های نیازمند جذب از کربن فعال استفاده می شود.
در حین اجرای اولیه قانون آب آشامیدنی سالم در سال ۱۹۷۴ در ایالات متحده، مقامات EPA قانونی را تدوین کردند که پیشنهاد می کند که سیستم های تصفیه آب آشامیدنی بر مبنای استفاده از کربن دانه ای نیاز است. تصفیه کربن فعال به دلیل ماهیت چند منظوره، یک روش تصفیه آب موثر است (استفاده از هر دو روش تصفیه فیزیکی و شیمیایی). انواع خاصی از روش ها و تجهیزات تصفیه وجود دارد که بسته به نوع آلودگی موجود، استفاده از آن ها محدود می شود.

۲- ماده ای مجاز است که توسط کشاورزان در صنایع تولید دام مورد استفاده قرار می گیرد. در تولید دام از آن به عنوان یک سم دفع آفات مواد افزودنی خوراک دام، کمک به فرآوری محصولات، ماده غیر آبرسان و ضد عفونی کننده استفاده می شود.

ذخیره سازی سوخت

تحقیقات در مورد آزمایش توانایی های مختلف کربن فعال در ذخیره سازی گاز طبیعی و گاز هیدروژن انجام شده است. ماده متخلخل مانند نوعی اسفنج برای ذخیره سازی انواع مختلف گاز عمل می کند. این گاز از طریق نیرو های Vander Wals در حفرات کربن فعال جذب می شود. برخی از کربن ها قادر به دستیابی به انرژی های اتصال ۵-۱۰ کیلوژول در هر مول بودند. سپس ممکن است این گاز در صورت قرار گرفتن در معرض دمای بالاتر آزاد شود یا در صورت ذخیره سازی گاز هیدروژن که برای استفاده در یک سلول سوخت هیدروژن استخراج می شود، آتش می گیرد. ذخیره سازی گاز در کربن فعال یک روش ذخیره سازی جذاب است زیرا این گاز را می توان در محیط کم فشار، جرم کم، با حجم کم نگهداری کرد که بسیار مقرون به صرفه تر از مخازن تحت فشار در وسایل نقلیه است.

تصفیه هوا
فیلتر کربنی معمولاً در تصفیه هوا و تصفیه گاز مورد استفاده قرار می گیرند تا بخارات روغن، بو و سایر هیدروکربن ها از هوا خارج شود. رایج ترین طرح ها از یک اصل فیلتراسیون یک مرحله ای یا دو مرحله ای استفاده می کنند که در آن کربن فعال در فیلتر تعبیه شده است.
از فیلتر های کربن فعال برای به دام انداختن گاز های رادیواکتیو موجود در هوا که از یک کندانسور توربین راکتور آب جوش هسته ای خارج شده، استفاده می شود. قطعه های بزرگ کربن فعال این گازها را جذب می کنند و آن ها را در حالی که به سرعت در معرض گونه های جامد غیر رادیواکتیو قرار می گیرند حفظ می کند. مواد جامد در ذرات کربن به دام می افتند، در حالی که هوای فیلتر شده از آن عبور می کند.

تصفیه شیمیایی
معمولاً در مقیاس آزمایشگاهی برای خالص سازی محلول های آلی ناخالص استفاده می شود. فیلتراسیون در فرآیند های شیمیایی و دارویی در مقیاس بزرگ به منظور حذف آلاینده ها، استفاده می شود. کربن فعال یا با محلول مخلوط می شود و سپس در یک فیلتر، از محلول جدا می شود یا پس از بی حرکت شدن، ته نشین می شود و در نهایت محلول رویی کربن تخلیه و کربن در نهایت برای فرآیند فعال سازی مجدد آماده می شود.

به دام انداختن و جلوگیری از انتشار جیوه

کربن فعال، غالباً با گوگرد یا ید محلوط می شود و سپس به طور گسترده ای برای به دام انداختن جیوه استفاده می شود. از آنجا که اغلب، کربن فعال مخلوط شده با گوگرد که جیوه را جذب کرده است بازیافت نمی شود، این کربن باید به عنوان ضایعات دفع شود. دفع مناسب این ضایعات نیز برای حفظ سلامت انسان و محیط زیست مهم است.
مشکل دفع کربن فعال مورد استافده در جذب جیوه باعث شده تا طی عملیاتی، جیوه به دام افتاده را مجددا بازیافت و مورد استفاده قرار دهند و کربن به جا ماند را بسوزانند تا به عنوان کربی دی اکسید از محیط دفع شود.

تولید
کربنی است  از موادی مانند بامبو، پوسته نارگیل، ذغال سنگ نارس بید، چوب، کوار، لیگنین و زغال سنگ تولید می شود. می تواند توسط یکی از مراحل زیر تولید شود:

فعال سازی فیزیکی:
ماده سازنده کربن فعال با استفاده از گاز های داغ به کربن فعال تبدیل می شود. سپس هوا برای سوزاندن گاز ها ایجاد می شود و به صورت کلی کربن فعال شده، درجه بندی شده و ضد گرد و غبار ایجاد می شود. این کار معمولاً با استفاده از یک یا چند فرآیند زیر انجام می شود:

کربن سازی:
ماده با محتوای کربن در دمای ۶۰۰-۹۰۰ درجه سانتی گراد، معمولاً در جو بی اثر با گازهایی مانند آرگون یا نیتروژن تولید می شود.

فعال سازی / اکسیداسیون:
مواد اولیه یا مواد کربن دار در دمای بالاتر از ۲۵۰ درجه سانتی گراد، معمولاً در محدوده دمای ۶۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتی گراد، در معرض اتمسفر اکسید کننده (اکسیژن یا بخار) قرار می گیرند.

فعال سازی شیمیایی:
مواد کربنی با مواد شیمیایی خاصی آغشته می شوند. این ماده شیمیایی به طور معمول یک اسید، باز قوی یا یک نمک است(اسید فسفریک ۲۵٪، هیدروکسید پتاسیم ۵٪، هیدروکسید سدیم ۵٪، کلرید کلسیم ۲۵٪ و کلرید روی ۲۵٪). کربن سپس در دمای پایین تر (۲۵۰-۶۰۰ درجه سانتیگراد) قرار می گیرد. اعتقاد بر این است که دما با حضور نیروی مواد شیمیایی به باز شدن منافذ میکروسکوپی بیشتری کمک می کند و در نهایت کربن را در این مرحله فعال می کند. فعال سازی شیمیایی به دلیل پایین تر بودن درجه حرارت، سازگاری با کیفیت بهتر و زمان کمتری که برای فعال شدن مواد لازم است، از فعال سازی فیزیکی ترجیح می یابد.

کربن فعال - Activated carbon
Activated carbon

طبقه بندی کربن فعال

 

گرانول کربن فعال شده
میکروگراف کربن فعال (GAC) تحت میکروسکوپ الکترونی روبشی
کربن فعال شده گرانول (GAC) اندازه ذره ای نسبتاً بزرگتر در مقایسه با پودر کربن فعال شده دارد و در نتیجه، یک مساحت سطح کمتری را نشان می دهد. بنابراین، سایز حفرات جاذب یک عامل مهم است. این کربن ها برای جذب گازها و بخارها مناسب هستند، زیرا به سرعت پخش می شوند. کربن در تصفیه آب و جداسازی اجزای سیستم جریان استفاده می شود و در حوضه های مخلوط سریع نیز استفاده می شود. GAC می تواند به صورت دانه ای یا اکسترود شده باشد. GAC با اندازه هایی مانند ۲۰ ۸ ، ۲۰ × ۴۰ یا ۳۰ ۸ ۸ for برای کاربرد های فاز مایع و ۶ ۴ ۴ ، ۸ ۴ ۴ یا ۱۰ ۴ for برای کاربرد های فاز بخار تعیین شده است.

 اکسترود شده (EAC)
کربن فعال اکسترود شده (EAC) کربن فعال شده پودری را با یک چسب ترکیب می کند، که با هم مخلوط می شوند و درون یک بلوک کربن فعال شده به شکل استوانه ای با قطر ۰.۸ تا ۱۳۰ میلی متر اکسترود می شوند. این نوع کربن عمدتاً به دلیل افت فشار کم، استحکام مکانیکی بالا و میزان گرد و غبار کم در کاربردهای فاز گازی استفاده می شوند. همچنین به عنوان فیلتر CTO (کلر، طعم و بو) فروخته می شود.

کربن آغشته
کربن های متخلخل به همراه چندین نوع ماده معدنی مانند ید، نقره، کاتیون هایی مانند Al ، Mn ، Zn ، Fe، Li، Ca برای کاربرد های خاص در کنترل آلودگی هوا به ویژه در موزه ها و گالری ها آماده شده اند. به دلیل خاصیت ضد میکروبی و ضد عفونی کننده کربن فعال با نقره ای به عنوان جاذب در تصفیه آب خانگی استفاده می شود. با تصفیه آب طبیعی با مخلوطی از کربن فعال شده و Al (OH) 3 که یک عامل لخته سازی است، می توان از آب سطحی و آب جاری برای نوشیدن استفاده کرد.

کربن روکش شده با پلیمر
طی این فرآیند می توان کربن متخلخل را با یک پلیمر زیست سازگار پوشش داد تا بتواند بدون مسدود کردن منافذ، یک لایه صاف و نفوذپذیر به دست آورد. کربن حاصل برای هموفافیوژن مفید است. Hemoperfusion یک روش درمانی است که در آن حجم زیادی از خون بیمار بر روی ماده جاذب منتقل می شود تا مواد سمی از خون خارج شود.

خصوصیات

یک گرم کربن فعال می تواند مساحتی بیش از ۵۰۰ متر مربع داشته باشد. آئروژل های کربن، گرچه گران تر هستند، اما از مساحت سطح بالاتری نیز برخوردار هستند و در کاربردهای ویژه مورد استفاده قرار می گیرند. عامل جذب مولکول ها توسط کربن،‌ جاذبه واندولس است. کربن فعال به مواد شیمیایی خاصی از جمله الکل ها، دی اکسید ها، اسید ها و باز های قوی، فلزات و بیشتر مواد معدنی محلول در آب مانند برخی عدد اکسایش های لیتیوم، سدیم، آهن، سرب، آرسنیک، فلورین و اسید بوریک به خوبی متصل نمی شود.کربن فعال به خوبی ید را جذب می کند. مونوکسید کربن به خوبی توسط کربن فعال جذب نمی شود. این موضوع باید مورد توجه ویژه کسانی باشد که از این مواد در فیلترهای تنفس، هود ها یا سایر سیستم های کنترل هوا استفاده می کنند زیرا این گاز برای حواس انسان غیر قابل تشخیص است و برای سوخت و ساز بدن و فعالیت مغزی سمی است. لیست های قابل توجهی از گاز های مشترک صنعتی و کشاورزی که توسط کربن فعال شده جذب می شوند به صورت آنلاین یافت می شود که در این مبحث نمی گنجد. از کربن فعال می توان به عنوان بستر استفاده از مواد شیمیایی مختلف برای بهبود ظرفیت جذب برخی از ترکیبات آلی غیر آلی (سولفید هیدروژن (H2S) ، آمونیاک (NH3) ، فرمالدئید (HCOH) ، جیوه و ید رادیواکتیو ۱۳۱ (۱۳۱I) استفاده کرد.

شماره ید
بسیاری از کربن ها به طور ترجیحی مولکول های کوچک را جذب می کنند. شماره ید اساسی ترین پارامتر است که برای توصیف عملکرد کربن فعال استفاده می شود. این عدد یک اندازه گیری از سطح فعالیت است. عدد بالاتر درجه بالاتر از فعال سازی را نشان می دهد که اغلب در میلی گرم بر گرم گزارش می شود. (دامنه معمولی ۵۰۰-۱۲۰۰ میلی گرم در گرم). این مقیاس یک اندازه گیری از میزان ریزگرد کربن فعال شده (۰ تا ۲۰ Å یا حداکثر ۲ نانومتر) با جذب ید از محلول است. تعداد ید به عنوان میلی گرم ید که توسط یک گرم کربن فعال جذب می شود تعریف می شود. غالباً از این پارامتر برای تعیین میزان فرسودگی کربن و میزان پر شدن حفرات آن استفاده می شود. با این حال، این عمل باید با احتیاط انجام شود، زیرا فعل و انفعالات شیمیایی با جاذب ممکن است بر جذب ید تأثیر بگذارد و نتایج نادرستی را نشان دهد.

عدد ملاس
کربن فعال در برخی موارد در جذب مولکول های بزرگ نیز مورد استفاده قرار می گیرد. عدد ملاس یا راندمان زیاد نشانگر میزان جذب زیاد مولکول های بزرگ است (دامنه ۹۵-۶۰۰).
Molasses Number اندازه گیری میزان تغییر رنگ محلول ملاس استاندارد است که در برابر کربن فعال شده استاندارد رقیق و استاندارد شده است. با توجه به اندازه رنگ، تعداد ملاس نشان دهنده میزان بالقوه منافذ موجود برای گونه های بزرگتر جاذب است. از آن جا که ممکن است تمام حجم منافذ برای جذب در یک برنامه تصفیه و جذب خاص مورد استفاده قرار گرفته باشد و حفره خالی زیادی باقی نمانده باشد، و از آنجا که برخی از جذب شونده ها ممکن است وارد منافذ کوچکتر شوند، اندازه گیری خوبی از کیفیت و میزان حفرات خالی کربن فعال نشان می دهد. غالباً، این پارامتر در ارزیابی یک سری از کربن های فعال برای میزان جذب آن ها مفید است. با توجه به دو کربن فعال با حجم منافذ مشابه برای جذب، یکی که دارای تعداد ملاس بالاتری است، معمولاً دارای منافذ بزرگتر و در نتیجه جذب کارآمد تر می باشد.

جذب رنگ ها توسط کربن فعال

جذب برنزه کننده ها یا تانن ها
تانن ها ترکیبی از مولکول های سایز بزرگ و متوسط هستند. از تانن ها عمدتا در صنایع دباغی و چرم سازی به وفور استفاده می شود که باید مورد تصفیه قرار گیرند.

متیلن بلو
از کربن فعال دارای ساختار مزوپور (۲۰ ۵۰ ۵۰ تا ۵۰ یا یا ۲ تا ۵ نانومتر) برای جذب مولکول های اندازه متوسط مانند رنگ متیلن بلو استفاده می شود. جذب متیلن بلو در هر گرم، ۱۰۰ گرم گزارش شده است.

کلر زدایی کردن
از کربن فعال برای حذف کلر از محیط های مختلف استفاده می شود.

چگالی ظاهری
چگالی جامد یا اسکلت کربن فعال به طور معمول بین ۲۰۰۰ تا ۲۱۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب متغیر است. با این حال، بخش بزرگی از نمونه کربن فعال از فضای خالی و هوا بین ذرات تشکیل شده و بنابراین چگالی واقعی یا ظاهری پایین تر خواهد بود. (به طور معمول ۴۰۰ تا ۵۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب). تراکم بالاتر فعالیت حجمی بیشتری را فراهم می کند و به طور معمول کربن فعال شده با کیفیت بهتر را نشان می دهد. ASTM D

شماره سختی/ سایش
این مقیاس، یک اندازه گیری از مقاومت کربن فعال در برابر ماده جذب شونده است. این شاخص، یک عدد مهم برای کربن فعال برای حفظ یکپارچگی فیزیکی و مقاومت در برابر نیروهای اصطکاک است. بسته به مواد اولیه و میزان فعالیت، در سختی کربن فعال شده تفاوت های زیادی وجود دارد.

وجود محتوای خاکستر

خاکستر باعث کاهش فعالیت کلی کربن فعال و کارآیی فعال سازی مجدد می شود. این مقدار به طور انحصاری به ماده اولیه پایه که برای تولید (مثلاً نارگیل ، چوب ، ذغال سنگ و …) استفاده می شود بستگی دارد. اکسیدهای فلزی (Fe2O3) می توانند از کربن فعال در نتیجه تغییر رنگ خارج شده و جدا شوند و وارد محتوای خاکستری شوند. محتوای خاکستر محلول برای آکواریوم ها بسیار مهم است، زیرا اکسید آهن می تواند باعث رشد جلبک ها شود. برای جلوگیری از مسمومیت با فلزات سنگین و رشد بیش از حد گیاه/ جلبک، از کربنی با محتوای خاکستر کم استفاده می شود.

توزیع اندازه ذرات
هر چه اندازه ذرات کربن فعال شده ریزتر باشد، دسترسی به مساحت سطح بیشتر و سرعت سینتیک جذب سریعتر خواهد بود. در سیستم های فاز بخار این مورد را باید در برابر افت فشار در نظر گرفت که این امر بر هزینه انرژی تأثیر می گذارد. توجه دقیق به توزیع اندازه ذرات می تواند مزایای عملکرد قابل توجهی را فراهم کند. با این حال در مورد استفاده از کربن فعال برای جذب مواد معدنی مانند طلا، اندازه ذرات باید در محدوده ۳.۳۵-۱.۴ میلی متر باشد (۰.۱۳۲-۰.۰۵۵ در داخل).  با اندازه ذرات کمتر از ۱ میلی متر برای شستشو مناسب نیست (سلب مواد معدنی از کربن فعال).

اصلاح خواص و واکنش پذیری
سطح کربن فعال معمولی قادر به اکسیداسیون توسط اکسیژن اتمسفر و پلاسما اکسیژن است. اکسیداسیون در فاز مایع توسط طیف گسترده ای از معرف ها ایجاد می شود (HNO3 ، H2O2 ، KMnO4). سطح کربن فعال شده، مانند سایر مواد کربن، می تواند با استفاده از پراکسید فلوئوروپلیتر در مرحله فاز مایع، یا با طیف گسترده ای از مواد فلوروژن با استفاده از روش CVD فلوئوروکلیله شود. این مواد، آبگریزی بالا و پایداری شیمیایی را با هدایت الکتریکی و حرارتی ترکیب می کنند و می توانند به عنوان ماده الکترود برای سوپر خازن ها استفاده شوند. گروه های عاملی اسید سولفونیک را می توان به کربن فعال وصل کرد تا استاربون به وجود آورد که می تواند برای فرآیند کاتالیستی انتخابی استری شدن اسیدهای چرب مورد استفاده قرار گیرد.

کاتالیز ناهمگن
متداول ترین شکل واکنش های شیمیایی در صنعت، هنگامی اتفاق می افتد که یک کاتالیزور جامد با مواد اولیه گاز، واکنش دهنده تعامل داشته باشد. جذب واکنش دهنده در لحظات ابتدایی روی سطح کاتالیزور پیوند شیمیایی ایجاد می کند و چگالی الکترون را در اطراف مولکول واکنش دهنده تغییر داده و به آن اجازه می دهد واکنش هایی را که به طور معمول در دسترس نیست انجام دهد. کربن فعال یکی از بستر های کاتالیستی در صنعت است که با جذب واکنش دهنده، می تواند سرعت انجام واکنش ها را افزایش دهد و یا امکان واکنش دادن دو ماده که در حالت عادی انجام نمی شود را ممکن کند.

فعال سازی مجدد و بازسازی 
فعال شدن مجدد یا احیا شامل بازگرداندن ظرفیت جاذب کربن فعال اشباع شده با دفع آلودگی های جاذب بر روی سطح کربن فعال شده است.

فعال شدن مجدد حرارتی
رایج ترین روش بازیابی کربن که در فرآیندهای صنعتی به کار می رود، فعال سازی مجدد گرمایی است. روند بازسازی حرارتی به طور کلی سه مرحله را دنبال می کند:
۱- خشک شدن جاذب با دمای تقریبا ۱۰۵ درجه سانتی گراد (۲۲۱ درجه فارنهایت)
۲- اعمال درجه حرارت بالا و تجزیه آلاینده ها (۵۰۰-۹۰۰ ° C (932-1652 ° F)) تحت یک فضای بی اثر
۳- آلاینده زدایی باقی مانده مواد حذب شده توسط یک گاز غیر اکسید کننده (بخار یا دی اکسید کربن) در دمای بالا (۸۰۰ درجه سانتیگراد (۱۴۷۰ درجه فارنهایت))

مرحله عملیات حرارتی از ماهیت گرمایشی جذب و واجذب استفاده می کند و منجر به دفع، شکستن پیوند و پلیمریزاسیون مواد آلاینده جذب شده می شود. این فرآیند کمک می کند بخش عظیمی از آلاینده ها از بین بروند. مرحله آخر با هدف از بین بردن بقایای آلی بازمانده در کربن فعال انجام می شود و تمامی این آلاینده ها در ساختار متخلخل کربن فعال که در مرحله قبل حذف نشده، در این مرحله خارج می شود و ساختار کربن متخلخل بازسازی می شود و ویژگی های سطح آن باز می گردد (البته که راندمان ۱۰۰ درصد نیست اما تا ۸۰ درصد راندمان وجود دارد). پس از بازیابی می توان از ستون جذب مجدد استفاده کرد. در هر چرخه احیاء حرارتی جذب – حرارتی بین ۵-۱۵ درصد وزنی از کربن سوخته و در نتیجه از بین رفتن ظرفیت جاذب کاهش می یابد. بازسازی حرارتی به دلیل بالا بودن درجه حرارت مورد نیاز، یک فرایند انرژی بالا است و این فرایند هزینه انرژی و تجاری را نیز گران می کند.

سایر روش های باز یابی کربن فعال

نگرانی های فعلی با توجه به انرژی و هزینه بالای در مورد بازسازی حرارتی کربن فعال، عاملی شده برای تحقیقات بیشتر در مورد روش های جایگزین برای ترمیم که هزینه ها و میزان انرژی را کاهش بدهد. روش های جایگزین باز یابی کربن فعال در حال حاضر عبارتند از:

  • بازسازی شیمیایی به وسیله حلال
  • بازسازی با به کار گیری میکروارگانیسم ها
  • بازسازی به روش الکتروشیمیایی
  • بازسازی به روش اولتراسونیک
  • بازسازی به روش اکسیداسیون هوا مرطوب

فیلتر کربن فعال

فیلتراسیون کربن فعال روشی است که از فیلتر کربنی برای فیلتراسیون هوا یا مایعات و حلال ها استفاده می شود. کربن فعال شده برای از بین بردن آلاینده ها و ناخالصی ها، با استفاده از جذب شیمیایی استفاده می شود. هر گرانول کربن سطح بزرگی را فراهم می کند که به آلاینده ها اجازه می دهد در حفرات آن و در سایت های فعال درون فیلتر به دام بیفتند. یک پوند(۴۵۰ گرم) کربن فعال حاوی مساحت سطح تقریباً ۱۰۰ هکتار است. کربن فعال از طریق فرآیندی به نام جذب کار می کند، بدین ترتیب مولکول های آلاینده در مایع تحت تصفیه قرار می گیرند. فیلتر کربن معمولاً برای تصفیه آب استفاده می شود، به عنوان مثال در تصفیه هوا و فرآوری گاز صنعتی حذف سیلوکسان ها و سولفید هیدروژن از بیوگاز استفاده می شود. همچنین از سری برنامه های دیگر می توان به ماسک های تنفسی، تصفیه نیشکر و در بازیابی فلزات گران بها، به ویژه طلا اشاره کرد. همچنین در فیلترهای سیگار نیز استفاده می شود. فیلترهای کربن فعال در از بین بردن کلر، رسوب و مواد آلی فرار موثر هستند.

خرید کربن فعال یکی از خرید های سخت است. شما علاوه بر در نظر گرفتن محیط مناسب برای کارکرد باید عدد ید و عدد ملاس، میزان خاکستر و سایز حفرات و خیلی نکات دیگر را در نظر داشته باشید. همکاران متخصص ما در شرکت مهندسی اوژن اطلس سپهر  آماده اند تا در صورت نیاز شما را نسبت به انتخاب کربن فعال مناسب با کار خود آگاه کنند. این شرکت همچنین کربن فعال را در انواع و اقسام مختلف ارائه می دهد. برای دریافت این مشاوره و انتخاب صحیح کربن فعال مورد نیاز، با متخصصان شرکت مهندسی اوژن اطلس سپهر تماس حاصل فرمایید.

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “کربن فعال”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *