Pentru purificarea apei
Cărbunele activ poate fi obținut din practic orice material carbonic care conține un procent semnificativ de carbon elementar.
Materiile prime utilizate în mod obișnuit pentru producerea cărbunelui activ sunt: cărbune bituminos, cărbune brun, coji de nucă de cocos, antracit, lemn.
Aproximativ 60% din tot cărbunele activ din lume este cărbune tare. Caracteristicile finale ale cărbunelui activ pot fi diferite și pot depinde de mulți factori în timpul procesului de producție. Cărbunele negru se caracterizează printr-o formare simplă a unei structuri dezvoltate, cărbunele brun atinge cel mai mare volum de pori, cărbunele de cocos este caracterizat de cel mai mare număr de situri active, duritate și rezistență la abraziune. Antracitul are cea mai mare cantitate de carbon elementar din toate cele de mai sus, ceea ce îl face cel mai dur și mai rezistent la mediile agresive. Cărbunele este utilizat ca cărbune în vrac cu o densitate în vrac scăzută și un număr relativ mare de macropori.
După cum puteți observa, originea cărbunelui activ utilizat este cea care determină porozitatea acestuia și posibilitatea utilizării cărbunelui activ în diferite procese industriale.
Cărbunele activ este un sorbent microporos și inert. Cărbunele activ este un material foarte poros, cu o suprafață internă mare de până la 1500 m2/g. Datorită acestei structuri interne dezvoltate, cărbunele este un adsorbant puternic utilizat pentru îndepărtarea compușilor organici din lichide și gaze.
Cărbunele activ absoarbe atât compuși organici, cât și unii compuși anorganici, cum ar fi metalele grele. Agenții oxidanți precum clorul sau ozonul pot fi, de asemenea, îndepărtați. Absoarbe reziduurile de droguri și amoniacul. Impuritățile sunt absorbite la suprafață sau în interiorul cărbunelui. Carbonul activ ca substanță chimică neutră nu are efecte secundare.
Acest material filtrant este potrivit și pentru acvariile cu pește Garra rufa.
Structura carbonului activ:
Unitatea structurală de bază a cărbunelui activ este structura hexagonală a grafitului, luând astfel forma a nenumărate plăci minuscule de grafit. Plăcile sunt interconectate prin legături chimice, care creează crăpături, fisuri și buzunare în care se adsorb impuritățile.
| structură de grafit | structura cărbunelui activ |
Disponibilitatea structurii interne a cărbunelui activ crește viteza procesului de absorbție și o face mai eficientă. Pentru cele mai utilizate tipuri de cărbune activ, dimensiunea zonei este cuprinsă între 800 - 1500 m2/g. Suprafața acestui cărbune este caracterizată în special de prezența microporilor al căror diametru efectiv este mai mic de 2 nm. De fapt, cărbunele activ constă dintr-o rețea complicată de pori clasificați ca:
Mesopori (2-50 nm diametru)
Macropori (> 50 nm diametru)
Adsorbția pe cărbune activ are loc în principal în micropori și într-o mică măsură în mezopori, în timp ce macroporii funcționează doar ca canale de curgere pentru adsorbat în interiorul mezoporilor și pe suprafața microporilor. Distribuția mărimii porilor într-un anumit cărbune depinde de tipul materiei prime utilizate și de metoda și condițiile de producție a acestuia.
Cărbune granulat - granulele de cărbune activ au o formă neregulată.
Acest cărbune este utilizat în general pentru purificarea lichidelor, deși se întâmplă ca cărbunele granular cu o dimensiune mai mare a boabelor să fie folosit și în purificarea aerului, a gazelor sau ca catalizator pentru reacții.
Utilizarea cărbunelui granular activat:
- purificarea apei potabile în stațiile municipale de tratare a apei (îmbunătățirea culorii, gustului și mirosului, îndepărtarea pesticidelor și a compușilor humici)
- îndepărtarea catalitică a clorului rezidual și a ozonului
- reducerea CHZT, AOX în tratarea apelor uzate
- îndepărtarea compușilor organici (BTEX) în procesul de remediere a apei și a solului
- decolorarea produselor alimentare (zahăr, glucoză)
- purificarea parafinei și glicerinei farmaceutice
Cărbune format - acest cărbune este sub formă de role a căror lungime este de cel puțin două ori diametrul.
Patul filtrant cu cărbune activ turnat creează o rezistență mai mică la aer decât un substrat de aceeași înălțime cu carbonul granular. Prin urmare, acest tip de cărbune este utilizat și în principal în filtrarea și ventilația aerului și a gazelor.
Cele mai importante utilizări includ:
- reducerea compușilor organici volatili
- purificarea gazelor post-reacție de poluanți de diferite tipuri
- deodorizarea aerului, de ex. în hale de transfer de deșeuri sau în stații de epurare a apelor uzate
- recuperarea compușilor organici
- curățarea gazelor naturale și a biogazului