Активный уголь: (Carbo activatus) — , , , , – Ваш браузер устарел
Активные угли
Активные угли – пористые промышленные адсорбенты, состоящие в основном из углерода (66). Их получают из различных видов органического сырья: твердого топлива различной степени метаморфизма (торфа, бурого и каменного угля, антрацита), дерева и продуктов его переработки ( древесного угля, опилок, отходов бумажного производства), отходов кожевенной промышленности, материалов животного происхождения, например костей. Угли, отличающиеся высокой механической прочностью, производят из скорлупы кокосовых и других орехов, а также их косточек плодов.
Активные угли как промышленные сорбенты имеют ряд особенностей, определяемых характером их поверхности и пористой структуры (68).Поверхность кристаллитов углерода электронейтральна, и адсорбция на углях в основном определяется дисперсионными силами взаимодействия.
Как правило, структура угля представлена гаммой пор всех размеров, причем адсорбционная емкость и скорость адсорбции компонентов промышленных газов определяется содержанием микропор в единице массы или объема гранул.
Улучшение равновесной и кинетической характеристик у наиболее микропористых углей приводит к повышению эффективности работы углеродных адсорбентов в промышленных условиях. При выборе типа адсорбента для промышленных установок следует учитывать два отличительных свойства активных углей: гидрофобность и горючесть.
Адсорбция воды на углях протекает по необычному механизму. Изотермы адсорбции воды на активных углях имеют S-образную форму (рис. 3,2). Дисперсионные силы взаимодействия молекул воды с углеродной поверхностью очень малы. Начальные участки изотерм воды определяются ее адсорбцией на хемосорбированных поверхностью углей прочных кислородсодержащих радикалах. Эти радикалы получили название «поверхностных оксидов».
Поверхностные оксиды и адсорбированные на них молекулы воды являются адсорбционными центрами, к которым за счет водородных связей происходит присоединение других молекул воды (69). Число адсорбционных центров по мере повышения давления возрастает, образуются и непрерывно увеличиваются ассоциаты молекул воды, в результате чего адсорбционная способность резко увеличивается. В конечном итоге весь адсорбционный объем микроспор заполняется водой. Объем поглощенной углем воды при высоком относительном давлении (p/ps= 0,9) близок к предельному адсорбционному объему микроспор (в рассмотренном случае 0,57 см
Рис.1 Изотерма адсорбции паров воды на активном угле.
Насыщение угля влагой – процесс чрезвычайно медленный: равновесие устанавливается в течение нескольких месяцев. Вследствие этого во многих реальных технологических процессах влажность среды практически не оказывает влияния на эффективность извлечения примесей из газовой или жидкой сред. Активный уголь – единственный гидрофобный тип промышленных адсорбентов, и это качество предопределило его широкое использование для рекуперации паров, очистки влажных газов и сточных вод.
Однако из низких концентрациях адсорбтива, в частности при извлечении из газового потока микропримесей, когда продолжительность стадии очистки велика, влажность среды в заметной степени снижает адсорбционную емкость угля по извлекаемому компоненту. К такому случаю относится поглощение сероуглерода из вентиляционных выбросов вискозного производства.
Следовательно, при удалении микропримесей температурный режим крайне продолжительной стадии очистки должен выбираться с учетом влажности исходного воздуха производственных помещений.
Искусственное понижение относительной влажности воздуха ( т.е. уменьшение совместной адсорбции водяного пара), когда это необходимо, является действенным средством повышения адсорбционной способности активных углей при их применении для извлечения компонентов из влажных газов.
Отрицательной особенностью активного угля как промышленного адсорбента является его горючесть. На воздухе окисление углей начинается при температуре выше 250°С. Однако известны случаи пожаров на углеадсорбционных установках при более низких температурах. Очевидно, это связано с образованием пирофорных соединений железа типа FeS и Fe2S3 в результате сероводородных коррозий аппаратуры. Загорание пирофорных соединений железа происходит при относительно низких температурах, и в слое они являются очагами воспламенения всей массы угля. Чтобы уменьшить пожароопасность к активному углю при его получении иногда добавляют до 5% силикагеля. Такой адсорбент называют силикарбоном.
Практически все промышленные активные угли в том или ином количестве содержат зольные примеси. Зола и ее ингредиенты (минеральные примеси)являются кристаллизаторами многих нежелательных реакций, которые могут протекать в адсорбенте.
При повышенных температурах, характерных для стадии десорбции (например, 250°С), на зольных углях интенсивно протекает разложение нескольких нестойких адсорбатов. Так, значительная часть этилового спирта при 250°С превращается в ацетальдегид и диоксид углерода.
Получение активных углей
При производстве активного угля вначале исходный материал подвергают термической обработке без доступа воздуха, в результате которой из него удаляются летучие (влага и частично смолы). Структура образовавшегося угля – сырца — крупнопористая, он не содержит микроспор и не может быть непосредственно использован как промышленный адсорбент. Задача получения ажурной микропористой структуры решается в процессе активации, которую проводят двумя основными методами: окисления газом либо паром или обработкой химическими реагентами.
Типы активных углей
По размеру и форме частиц активные угли подразделяются на гранулированные и порошкообразные. Гранулированные угли изготовляются обычно в форме цилиндриков диаметром 2 — 5 мм, причем высота цилиндрика всегда больше диаметра. Гранулированные угли применяют главным образом на установках со стационарным слоем адсорбента при очистке и разделении технологических потоков в газовой фазе. Чтобы увеличить интенсивность масообмена, гранулированный уголь иногда дробят и после рассева получают узкие фракции, например: 0,15 — -,25; 0,25 — 0,55; 0,55 — 1,65; 1,65 — 2,35 и 2,35 — 4,70 мм. Дробленые углы применяют во всех вариантах адсорбционных процессов: при проведении процессов: как в газовой, так и в жидкой фазе, со стационарным, движущимся или псевдоожиженным слоем адсорбента.
Порошкообразные угли состоят из частиц величиной менее 0,15 мм. Их используют исключительно для очистки веществ в жидкой фазе. Некоторые усредненные физические свойства углей представлены ниже:
Плотность, г/см3 кажущаяся насыпная гранул истинная |
0,6 – 0,9 1,9 – 2,2 |
Теплоемкость сухого угля, кДж/(кг×К) |
0,84 |
Теплопроводность (при 30°С), Вт/(м×К) |
0,17 – 0,28 |
В зависимости от назначения угли подразделяются на газовые, рекуперационные и осветвляющие. Каждый тип отличается характерной структурой пор.
Перспективным направлением их использования полагают очистку влажных газов.
Активные угли характеризуются гидрофобностью (плохой сорбируемостью полярных веществ, к которым принадлежит и вода). Это свойство определяет широкое их использование в практике рекуперационной и санитарной очистки отходящих газов разнообразной влажности.
Для адсорбции газов и паров используют микропористые гранулированные активные угли. С этой целью промышленность выпускает в настоящее время следующие марки газовых и рекуперационных активных углей: АГ-2, СКТ, АР, СКТ-3, АРТ, БАУ(БАУ-А; БАУ-К; БАУ-МФ).Угли АГ-2 (марок А и Б) и АР (марок АР-А, АР-Б, АР-В) получают из каменноугольной пыли и смолы методом парогазовой активации. Уголь СКТ синтезируют из торфа, а угли СКТ-3 и АРТ (марок АРТ-1 и АРТ-2)- из торфа и каменноугольной пыли методом химической активации, уголь БАУ получают из древесного угля марки А, обработкой его водяным паром при температуре более 8000С. Угли АГ-2 предназначены для адсорбции газов, уголь СКТ — для улавливания паров органических веществ, угли АР, СКТ-3 и АРТ- для очистки газов от паров летучих растворителей, Уголь БАУ- для очистки жидких сред от широкого спектра примесей. Активные угли для газоочистки характеризуются объемом микропор в пределах 0,24— 0,48 см3 /г при суммарном объеме пор 0,52 — 1,00 см3 /г, гравиметрическая плотность их гранул составляет 0,3 — 0,6 г/см3. Теплоемкость сухого угля — 0,84 кДж/(кг*К), теплопроводность при 30°С— 0,17— 0,28 Вт/(м*
Характеристика и области применения активных углей
Марка адсорбента |
Размер |
Насыпная плотность, кг/м³ |
Время защитного действия, мин |
Предельный адсорбционный объем микропор, см³/г |
Область применения |
БАУ |
1-5 |
350 |
— |
0,26 |
Адсорбция газов и паров |
СКТ |
1-3,5 |
380-500 |
70 |
0,45-0,59 |
То же |
АГ-3 |
1,5-2,7 |
450 |
38 |
0,3 |
То же |
АГ-5 |
1-1,5 |
450 |
45 |
0,3 |
То же |
САУ |
1-5 |
450 |
— |
0,36 |
То же |
КАУ |
1-5 |
400 |
— |
0,33 |
То же |
АР-3 |
1-5,5 |
550 |
— |
0,33 |
Для рекуперации |
АРТ |
1-6 |
550-600 |
— |
0,33 |
То же |
СКТ-3 |
1-3,5 |
420-450 |
— |
0,46 |
То же |
|
|
|
|
|
|
Литература.
1. Кельцев Н.В. « Основы адсорбционной техники» 2 изд., М., 1984г.
2. Страус В. « Промышленная очистка газов», М., «Химия», 1981г.
[1] В активных углях представлены две разновидности микропор: щелевидные микропоры в кристаллах углерода и межкристаллитные микропоры, которые в первом приближении имеют цилиндрическую форму. Характерный раз
[2] В конце 60-х годов в Японии, а затем других странах мира был освоен синтез и налажен промышленный выпуск нового класса углеродных сорбентов — молекулярно-ситовых активных углей. Их отличительной особенностью является высокая однородность микропористой структуры, определяющие размеры которой имеют тот же порядок, что и размеры, что и размеры молекул. В промышленно масштабе выпускают угли с определяющим размером 0,4 и 0,5 нм, которые используют в разнообразных процессах разделения и очистки сред. Имеются также сообщения о синтезе углей с размером микроспор до 0,7 нм.
Активный уголь — это… Что такое Активный уголь?
- Активный уголь
- активированный уголь, получают из ископаемых или древесных углей удалением смолистых веществ и созданием разветвленной сети пор. Обладает высокоразвитой поверхностью, благодаря этому поглощает (адсорбирует) многие вещества (особенно хорошо углеводороды и их производные, слабее — спирт, аммиак, воду и другие полярные вещества). Весьма тонкопористые А. у. получают термическим разложением (обугливанием без доступа воздуха) некоторых полимеров. Размеры пор колеблются от 10 Å (при этом удельная поверхность достигает 1000 м2/г) до 1000 Å (удельная поверхность около 1 м2/г). Тонкопористые А. у. хорошо адсорбируют даже при малых концентрациях или небольших парциальных давлениях пара.
Для широкопористых А. у. характерно явление капиллярной конденсации (См. Капиллярная конденсация).
А. у. применяют в противогазовой технике — как адсорбенты и носители каталитических и хемосорбционно-активных добавок; в промышленности — для улавливания ценных органических растворителей, для удаления из водных растворов органических примесей; в высоковакуумной технике — для создания сорбционных насосов; в медицине — для поглощения вредных веществ из желудочно-кишечного тракта, в частности при диспепсии, Метеоризме, пищевых отравлениях, отравлениях алкалоидами и солями тяжёлых металлов (для этой цели его выпускают также в виде таблеток «Карболен»). См. Адсорбенты, Адсорбция, Адсорбирующие средства.
Лит.: Дубинин М. М., Физико-химические основы сорбционной техники, 2 изд., М.— Л., 1935; Методы исследования структуры высокодисперсных и пористых тел, кн. 1 — 2, М., 1953 — 58; Арефьев А. В., Максимов С. П., «Журнал физической химии», 1967, т. 41, с. 1565.
В. И. Шимулис.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.
- Активный транспорт ионов
- Активный участок
Смотреть что такое «Активный уголь» в других словарях:
АКТИВНЫЙ УГОЛЬ — (активированный уголь), пористое тело, получаемое из ископаемых или древесных углей удалением смолистых веществ, а также обугливанием полимеров. Применяют как адсорбент в противогазах (впервые предложил Н.Д. Зелинский в 1915), вакуумной технике,… … Современная энциклопедия
АКТИВНЫЙ УГОЛЬ — (активированный уголь) пористое тело, получаемое из ископаемых или древесных углей удалением смолистых веществ, а также обугливанием полимеров. Используют как адсорбент в противогазах, вакуумной технике, медицине и как носитель катализаторов … Большой Энциклопедический словарь
Активный уголь — активированный уголь (a. activated coal; н. Aktivkohle; ф. charbon active; и. carbon activado), пористое углеродное вещество, обладающее высокими адсорбционными свойствами и гидрофобностью. Cпособность A. y. поглощать (адсорбировать) газы … Геологическая энциклопедия
Активный уголь — (активированный уголь), пористое тело, получаемое из ископаемых или древесных углей удалением смолистых веществ, а также обугливанием полимеров. Применяют как адсорбент в противогазах (впервые предложил Н.Д. Зелинский в 1915), вакуумной технике,… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
активный уголь — Пористый адсорбент, получаемый из древесного угля сырца березы, бука, дробленой скорлупы фруктовых косточек, кокоса методом парогазовой активации. [ГОСТ Р 52190 2003] Тематики спирт, водка, ликер … Справочник технического переводчика
активный уголь — (активированный уголь), пористое тело, получаемое из ископаемых или древесных углей удалением смолистых веществ, а также обугливанием полимеров. Используют как адсорбент в противогазах, вакуумной технике, медицине и как носитель катализаторов. *… … Энциклопедический словарь
АКТИВНЫЙ УГОЛЬ — (активированный уголь), материал с развитой пористой структурой. На 87 97% (по массе) состоит из С, содержит также Н, О и в ва, введенные в А. у. при его получении. Зольность А. у. может составлять 1 15% (иногда его обеззоливают до 0,1 0,2%).… … Химическая энциклопедия
активный уголь — см. Активированный уголь … Большой медицинский словарь
АКТИВНЫЙ УГОЛЬ — активированный уголь, получают из ископаемых или древесных углей удалением смолистых в в и созданием разветвлённой сети пор. А. у. применяют при очистке газов, как адсорбент и носитель каталитич. добавок, в пром сти для улавливания ценных органич … Большой энциклопедический политехнический словарь
АКТИВНЫЙ УГОЛЬ — (активированный уголь), пористое тело, получаемое из ископаемых или древесных углей удалением смолистых веществ, а также обугливанием полимеров. Используют как адсорбент в противогазах, вакуумной технике, медицине и как носитель катализаторов … Естествознание. Энциклопедический словарь
Активированные (активные) угли на каменноугольной основе
Гранулы активного угля марки АР
Данный тип рекуперационного угля изготовлен в гранулах в виде цилиндров и имеет черные или серые оттенки. Создается из частиц каменного угля, а также других веществ с помощью паровой обработки в особых температурных условиях.
Активный уголь обладает улучшенными характеристиками механики, что заметно больше, чем у древесного угля. Кроме того, АР отличается хорошим уровнем поглощения полезных веществ и прочностью.
Материал затрачивает незначительное количество энергии во время использования. При этом рекуперационные установки извлекают растворитель до 99%.
Уголь данной марки разделяется на несколько типов исходя из того, при какой температуре они доходят до кипения, а также от того, где они применяются:
- АР-А – закипает при температуре 100 градусов;
- АР-Б – закипает при температуре 60-100 градусов;
- АР-В – закипает при температуре до 60%.(Табл.)
В каких областях применяется
Каменный активный уголь типа АР применяют в следующих областях:
- при создании химволокон;
- при рекуперационных процессах в парах из растворителей с органическим составом;
- в очищении выбросов вентиляции;
- при производстве адсорберов, которые используются в автомобильной промышленности;
Марка АР-Б применяется при очищении углекислоты для различных напитков с газом.
Сколько можно хранить
Учитывая правильные условия хранения данный активный вид угля можно хранить в течение трех лет по гарантии.
В каком виде поставляется
Вещество расфасовывается в специальные упаковки из полипропилена, весом в 25 кг.
Гранулы активного угля АГ-2
Активный уголь типа АГ-2 имеет цилиндрическую форму серо-черного оттенка. Создается с помощью обрабатывания паром в особых условиях нагревания (900 С) частиц каменноугольной пыли. По сравнению с углем из дерева марка АГ-2 отличается улучшенными характеристиками механики. Кроме того, благодаря отличной прочности угля его можно использовать для самых объемных конструкций, что также обеспечит более эффективную работу.
Данный вид активного угля отличается своей универсальностью, поскольку позволяет адсорбировать различные виды соединений с различным составом в разной среде.
АГ-2 свободно подвергается регенерационным процессам, при этом неся маленькие утраты в массе, восстанавливая большинство своих изначальных свойств. Уголь АГ-2 в гранулах разделяется на два подвида:
(Табл.)
Где используется
Каменный активный уголь можно применять в следующих областях:
- для различных фильтрационных средств с разными производительными показателями, а также для бытовых фильтров;
- в качестве катализаторного носителя;
- при очищении аминового раствора, а также выбросов в вентиляцию;
- Кроме того, его используют при очищении паровых конденсаторов и воды в котлах.
Сколько можно хранить
Каменноугольная основа данного угла позволяет хранить его по гарантии в течение трех лет, учитывая, что будут соблюдены все условия для хранения.
В каком виде поставляется
Активный вид угля данного типа упаковывают в 25 килограммовые мешки из полипропилена.
Гранулы активного угля АГ-3
Уголь активный АГ-3 производится в виде цилиндров разных оттенков (черный и серый). Материал создается из пыли каменного угля с помощью применения обработки водяного пара в условиях высоких температур.
Каменная основа данного вида угля обладает повышенной механической прочностью, намного превышая характеристики древесного угля. Кроме того, это дает возможность успешно использовать уголь в крупных сооружениях, повышая рабочие ресурсы.
Данная марка активного угля может использоваться при адсорбции разного рода веществ органического состава и в различных средах.
Стоит отметить также возможность угля АГ-3 выдерживать температурную регенерацию, сохраняя все свои первоначальные характеристики, а также не теряя массу.
(Табл.)
В каких областях применяется
Область применения активного угля довольно широка и распространяется на такие сферы:
- применяются как системы фильтрации разной производительности и назначения, в том числе бытовые;
- в создании каучуковых материалов;
- в очищении парового конденсата и различных растворов, воды котлов и прочего;
- при золотодобыче для извлечения золотых материалов.
Сколько хранится
На данную продукцию выдается трехгодичная гарантия, учитывая надлежащий способ хранения.
В каком виде поставляется
Активный уголь фасуется в двадцатикилограммовые упаковки из полипропилена.
Гранулы активного угля АГ-3-МВК
АГ-3-МВК считается активным углем, выполненным в цилиндрической форме, в гранулированном виде оттенков черного и серого. Марка приготавливается с помощью частиц пыли каменного угля, которые обрабатываются паром при воздействии высоких температур. АГ-3 считается уникальным средством, которое используется для фильтрации и сорбирования при подготовке воды.
Марка имеет основу из каменного угля, что отражается на ее механике, особенно сравнивая другими видами угля. Благодаря высокой прочности данный уголь активно используется в объемных конструкциях.
Адсорбция различного рода веществ из органики также возможна благодаря универсальности данного угля.
Кроме того, АГ-3-МВК может подвергаться регенерационным температурным процессам, восстанавливая большую часть своих естественных функций, при этом теряя лишь небольшую часть от своей массы.
(Табл.)
В каких областях применяется
Применение активного угля данной марки распространяется на такие сферы:
- для фильтрации различных степеней эффективности, включая бытовые фильтры;
- при очищении стоков в промышленности.
Сколько хранится
Активный вид этого угля сохраняет свои свойства в течение трех лет, на что дается гарантия, при условии, что все правила хранения будут соблюдены.
В каком виде поставляется
АГ-3-МВК поставляют в специальных полипропиленовых упаковках, весом в 25 кг.
Гранулы активного угля АГ-3-КП
Уголь АГ-3-КП является активным веществом, которое имеет форму цилиндра в гранулированном виде. Способ приготовления включает обработку пыли из каменного угля паром под воздействием высоких температур.
Данный вид угля обладает улучшенными показателями механики, что особенно заметно в сравнении, например, с древесным углем. Это вещество можно считать универсальным, так как оно отлично справляется с очищением растворов с патокой. Кроме того, его активно применяют для фильтрации и сорбирования во время адсорбции. Также благодаря своей уникальной прочности уголь используется в объемных конструкциях, с высокими показателями рабочих ресурсов. Данную марку угля АГ-3-КП подвергают процессам термо регенерации, при этом она восстанавливает практически все свои свойства и не теряет массу.
(Табл.)
В каких областях применяется
АГ-3-КП может использоваться в таких областях:
- в качестве очистителя различных крахмальных, сахарных растворов и прочего.
Сколько хранится
Гарантия на хранение угля АГ-3-КП составляет три года, при условии соблюдения всех норм.
В каком виде поставляется
Уголь поставляется в специальных 25 кг полипропиленовых упаковках.
Активный уголь АГ-5 в гранулах
Уголь активный АГ-5 является гранулированным веществом в форме цилиндра, имеет черный и серый цвет. Создается с использованием пыли каменного угля, которую обрабатывают с помощью водяного пара под воздействием высоких температур. Данная марка – это материал с порами, в котором содержится углерод. Благодаря этим свойствам уголь применяется как носитель на химическом производстве. Кроме того, с его помощью извлекают различные компоненты из газовой и жидкой среды.
АГ-5 способен выдержать температурную регенерацию, восстанавливая большую часть своих изначальных характеристик, теряя лишь малую часть своей массы.
(Табл.)
Где используется
Активное вещество широко применяется в следующих сферах:
- использование как катализаторный носитель;
- для различных очистительных фильтров;
- для очистительных систем вентиляции.
Сколько хранится
Благодаря своей уникальной основе АГ-5 может храниться до трех лет, учитывая, что будут соблюдаться все правила.
В каком виде поставляется
Продукт расфасовывают в специальные двадцати пяти килограммовые упаковки из полипропилена.
Активный уголь АГМ в гранулах
АГМ – это марка угля, выпускаемая в цилиндрических гранулах различных черных и серых оттенков. Для изготовления используется пыль каменного угля, которую обрабатывают при высоких температурах.
(Табл.)
Где используется
Активный уголь данной марки можно использовать в таких сферах:
- для создания очистительных фильтров разной мощности, включая для бытового пользования;
как катализаторный носитель.
Сколько хранится
Материал имеет трехлетнюю гарантию, при условии, что он будет храниться согласно всем правилам.
В каком виде поставляется
Поставляется в упаковке из полипропилена, весом в 25 кг.
Гранулы активного угля СКД
Марка СКД является активным углем, изготавливаемым в форме цилиндров черных и серых оттенков. Производство осуществляется на основе из каменной пыли, а также соединительного вещества, которые обрабатываются при высоких температурах. Также СКД является специальным веществом, которое можно использовать для очищения жидкости, соединений хлора, различного металла и т. п. Кроме того, данный вид угля поддается термическим процессам регенерации, при этом не теряя своего веса и восстанавливая свои характеристики.
(Табл.)
Где используется
Каменная основа данного активного угля может применяться для:
- фильтров различной мощности, включая те, которые используются для бытовых целей;
- для очищения воды, пригодной к питью от вредных веществ;
- в качестве подготовителя воды в пивном производстве.
Сколько хранится
Структура данного угля позволяет хранить его в течение трех лет, правильно соблюдая все условия.
В каком виде поставляется
Уголь упаковывают в мешковину из полипропилена, массой в 25 кг.
Гранулы активного угля СКДС-515
Активный вид угля СКДС-515 изготавливаются в гранулированной цилиндрической форме. Приготовление происходит с помощью паровой обработки частиц каменного угля и других элементов для связи в условиях повышенной температуры.
СКДС является специальным углем, который используется при очищении жидкости, используемой для питья, от различных вредных веществ, металла и прочего. Кроме того, его используют при извлечении соединительных элементов из различных сред.
В СКДС-515 содержится углерод с порами. Благодаря этому уголь может извлекать разного рода загрязняющие вещества. Марка отлично подвергается температурным регенерациям, восстанавливая большую часть своих изначальных свойств и практически не теряя массу.
(Табл.)
В каких областях применяется
Активный СКДС-515 нашел свое применение в таких областях:
- очистительные фильтры различной степени эффективности, включая те, которые применяются для бытовых нужд.
Сколько хранится
Благодаря уникальной основе данного угля, хранить его можно в течение трех, учитывая соблюдение надлежащих условий.
В каком виде поставляется
Уголь можно приобрести в 25 кг мешках из полипропилена.
Активный уголь АГ-ОВ в гранулах
Марка угля АГ-ОВ продается в черных и серых цилиндрических гранулах. Его изготавливают из пыли каменного угля, а также других элементов связи, которые проходят обработку паром при высоких температурах в 800-950 градусов. Активный уголь используется для очищения питьевой жидкости от различных элементов с органическим и хлорорганическим составом, металла и т. п.
В какой области применяется
Применение активного угля АГ-ОВ возможно в таких сферах:
- фильтрация с различной мощностью, включая возможность использования в бытовых целях.
очищение промышленных стоков.
Сколько хранится
Угли сохраняются в течение трех лет, учитывая соблюдение всех правил хранения.
В каком виде поставляется
Упаковки данного угля состоят из 25 кг полипропиленовых мешков.
Гранулы активного угля АГЗ-1
Уголь марки АГЗ-1 изготавливается в гранулах в форме цилиндра с черным или серым оттенком. Его производство осуществляется путем паровой обработки пыли из каменного угля и связующих элементов при воздействии высоких температур. Данное вещество является специальным и используется в золотодобывающей промышленности, для извлечения драгоценного металла из пульпы цианида. АГЗ-1 – это аналог АГ-90, который обладает более прочными характеристиками.
(Табл.)
В каких областях применяется
Уголь применяют для таких целей:
- извлекают золотые частицы из пульпы.
Сколько хранится
Хранится в течение трех лет по гарантии.
Активный уголь АГС-4 в гранулах
Марка АГС-4 является гранулированным углем, который выпускается в форме цилиндров. В качестве сырья для приготовления используется пыль каменного угля, которая проходит обработку паром. Данный материал способен обесцвечивать различные сахарные продукты, а также очищает питьевую воду. Кроме того, его успешно применяют для уничтожения вредных веществ в стоковых водах.
(Табл.)
Где используется
Вещество нашло применение в следующем:
- очищение растворов из сахара, крахмала, глюкозы и прочего;
- водяные фильтры с разным уровнем производительности.
Сколько хранится
Уголь сохраняет свои свойства в течение трех, учитывая, что будут соблюдены все условия хранения.
Гранулы активного угля АГН
АГН является универсальным веществом в гранулах в форме цилиндра. Состоит из молотого углеродного вещества вместе с элементами связи, который обрабатываются паром. Разделяется на два вида: АГН-1, АГН-2.
(Табл.)
Где используется
Уголь АГН можно применять для:
- очищения выбросов из вентиляции;
- катализаторных носителей;
Кроме того, применяется для фильтрации различной мощности, включая бытовые.
Сколько хранится
Может храниться три года в определенных условиях.
Гранулы активного угля АРД-2
Уголь в гранулах АРД-2 создается из раздробленного и рассеянного рекуперационного угля АР-А и АР-Б.
Где используется
Данный вид угля можно применять для:
- катализаторных носителей;
- очищения выбросов вентиляции.
Сколько хранится
Срок хранения данного угля составляет три года, учитывая правильные условия.
В каком виде поставляется
Полипропиленовые упаковки объемом 25 кг.
Активный уголь АРД-2 в гранулах
Уголь в гранулах АРД-2 изготавливается из раздробленного и рассеянного рекуперационного угля АР-А и АР-Б.
В каких областях применяется
Данный вид угля можно применять для:
- катализаторных носителей;
- очищения выбросов вентиляции.
Сколько хранится
Срок хранения данного угля составляет три года, учитывая правильные условия.
В каком виде поставляется
Полипропиленовые упаковки объемом 25 кг.
Активный уголь СОРБЕР в гранулах
Уголь в гранулах СОРБЕР имеет форму цилиндра темно-серых оттенков. Создается с помощью грануляции каменного угля и смолы, затем обрабатывается паром при высоких температурах. Отличается высокой прочностью, благодаря чему может использоваться в объемных конструкциях. Подвергается термальной обработке не теряя вес и характеристики.
В каких областях применяется
Сорбер используется в таких областях:
- при газопереработке для очищения растворов с амином;
- для очищения стоковых вод при нефтепереработке;
- для очищения воды на различных предприятиях;
- для очищения растворов технологического применения.
Сколько хранится
Может храниться в течение трех лет в специальных условиях.
В каком виде поставляется
Можно приобрести в мешках из полипропилена (25 кг).
Активный уголь УАФ в гранулах
УАФ представляет из себя вид активного угля в гранулах. Создается с помощью порошкообразного каменного угля.
В каких областях применяется
Марка УАФ активно используется в следующих сферах:
- для процессов углевания;
- для очищения дыма при сжигании мусора на специальных предприятиях;
- для обогащения полезных руд путем флотации.
Сколько хранится
Можно хранить в течение трех лет, соблюдая надлежащие правила хранения.
В каком виде поставляется
Упаковка угля весит 25 кг и состоит из полипропилена.
Активный уголь ФЛОТОСОРБ в виде порошка
Марка активного угля ФЛОТОСОРБ – это порошковое вещество с тонкой дисперсией, в которую не входят примеси. Приготовляется с помощью метода активации пара и газа в углеродных элементах, после чего разламывается. ФЛОТОСОРБ нашел применение в обработке полезных ископаемых.
В каких областях применяется
ФЛОТОСОРБ может применяться в таких сферах:
- в углевании;
- для очищения дыма на заводах по сжиганию мусора;
- флотация полезной руды.
Сколько хранится
Продукт может храниться три года согласно гарантии производителя в определенных условиях.
В каком виде поставляется
Продается в полипропиленовых мешках – 25 кг.
Активный уголь ДАУСОРБ-СРШ в дробленном виде
ДАУСОРБ-СРШ является активным углем, который имеет неправильную форму, не содержащую никаких примесей. Вещество изготавливают из пыли каменного угля, которая подвергается термообработке. Отличается более высоким механическими качествами, в сравнении с древесным углем. Благодаря этому используется в конструкциях с большими объемами. Также во время регенерации температуры практически не теряет свою массу и способно восстанавливать свои изначальные функции.
В каких областях применяется
ДАУСОРБ-СРШ может применяться в таких сферах:
- угледобывающая промышленность: очищение вод в шахтах;
- станции по очистке воды : фильтрация;
- очищение стоковой воды.
Сколько хранится
Не теряет свои свойства в течение трех лет при условии надлежащего содержания.
В каком виде поставляется
Поставки осуществляются в специальных полипропиленовых мешках, весом в 25 кг.
Активный уголь ЭКОСОРБ в дробленном виде
Уголь марки ЭКОСОРБ является порошком мелкого помола, который получают с помощью обработки гранул АР, АГ-3 и т. д.Отвечает всем стандартам качества.
В каких областях применяется
Данный вид активного угля активно используется в таких сферах:
- очищение дымовых испарений на производстве заводов по мусоросжиганию.
Сколько хранится
На уголь выдается трехлетняя гарантия, за время которой вещество не теряет своих свойств, при условии соблюдения всех правил хранения.
В каком виде поставляется
Упаковки угля состоят из полипропилена и весят 25 кг.
Активированный уголь — это… Что такое Активированный уголь?
Активированный уголь (carbo activatus) | ||
Действующее вещество | ||
Активированный уголь | ||
Классификация | ||
АТХ | A07BA01 | |
Лекарственные формы | ||
таблетки, гранулы, капсулы | ||
Торговые названия | ||
Уголь активированный, Карбопект, Сорбекс, Ультра-адсорб | ||
Активированный (активный) уголь — пористое вещество, которое получают из различных углеродсодержащих материалов органического происхождения: древесный уголь (марки активированного угля БАУ-А, ОУ-А, ДАК[1] и др.), каменноугольный кокс (марки активированного угля АГ-3, АГ-5, АР и др.), нефтяной кокс, кокосовый уголь и др. Содержит огромное количество пор и поэтому обладает очень большой удельной поверхностью на единицу массы, вследствие чего обладает высокой адсорбцией. 1 грамм активированного угля в зависимости от технологии изготовления имеет поверхность от 500 до 1500 м².[2] Применяют в медицине и промышленности для очистки, разделения и извлечения различных веществ.
Химические свойства и модифицирование
Обычный активированный уголь является довольно реакционоспособным соединением, способным к окислению кислородом воздуха и кислородной плазмой [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], водяным паром [11], [12], [13], а также углекислым газом [7] и озоном [14], [15], [16]. Окисление в жидкой фазе проводят целым рядом реагентов (HNO3, H2O2, KMnO4) [17], [18], [19]. За счет образования большого количества основных и кислотных групп на поверхности окисленного угля его сорбционные и другие свойства могут существенно отличаться от неокисленного [20]. Модифицированный азотом уголь получают либо исходя из азотсодержащих природных веществ либо полимеров [21], [22], либо обработкой угля азотсодержащими реагентами [23], [24], [25]. Также уголь способен взаимодействовать с хлором [26], [27]бромом, [28] и фтором [29]. Важное значение имеет серусодержащий уголь, который синтезируют разными путями [30], [31] В последнее время химические свойства угля принято объяснять наличием на его поверхности активной двойной связи [16], [32], [33]. Химически модифицированный уголь находит применение в качестве катализаторов, носителей для катализаторов, селективных адсорбентов, в получении особо чистых веществ, в качестве электродов литиевых аккумуляторов.
Как работает уголь
Есть два основных механизма, которыми активизированный углерод удаляет загрязнители из воды: адсорбция и каталитическое сокращение (процесс, заставляющий притягиваться отрицательно заряженные ионы загрязнителя к положительно заряженному активированному углероду). Органические соединения удаляются адсорбцией, а остаточные дезинфицирующие средства, такие как хлор, и хлорамины удаляются каталитическим сокращением.
Производство
Хороший активированный уголь получается из ореховой скорлупы (кокосовой, из косточек некоторых плодовых культур.) Прежде активированный уголь делали из костей крупного рогатого скота (костный уголь[34]). Сущность процесса активации состоит во вскрытии пор, находящихся в углеродном материале в закрытом состоянии. Это делается либо термохимически (предварительно материал пропитывают раствором хлорида цинка, карбоната калия или некоторыми другими соединениями и нагревают без доступа воздуха), либо путём обработки перегретым паром или углекислым газом или их смесью при температуре 800—850 градусов. В последнем случае технически сложно получить парогазовый агент, имеющий такую температуру. Широко распространён приём подачи в аппарат для активации одновременно с насыщенным паром ограниченного количества воздуха. Часть угля сгорает и в реакционном пространстве достигается необходимая температура. Выход активного угля в этом варианте процесса заметно снижается. Значение удельной поверхности пор у лучших марок активных углей может достигать 1800—2200 м2; на 1 г угля.[2] Различают макро-, мезо- и микро- поры. В зависимости от размеров молекул, которые нужно удержать на поверхности угля, должен изготавливаться уголь с разными соотношениями размеров пор.
Применение
В противогазах
Классический пример использования активированного угля связан с использованием его в противогазе. Разработанный Н. Д. Зелинским противогаз спас множество жизней солдат в первой мировой войне. К 1916 году он был принят на вооружение почти во всех европейских армиях.
При производстве сахара
Первоначально для очистки сахарного сиропа от красящих веществ при сахароварении использовался костный активированный уголь. Однако этот сахар нельзя было употреблять в пост, как имеющий животное происхождение. Сахарозаводчики начали выпускать «постный сахар», который либо не очищался и имел вид цветных помадок, либо чистился через древесный уголь.
Другие области применения
Активированный уголь применяется в медицине, химической, как носитель катализаторов, а во многих реакциях сам действует в качестве катализатора, фармацевтической и пищевой промышленности. Фильтры, содержащие активированный уголь, используются во многих современных моделях устройств для очистки питьевой воды.
Характеристики активированного угля
Размер пор
Определяющее влияние на структуру пор активированных углей оказывают исходные материалы для их получения. Активированные угли на основе скорлупы кокосов характеризуются большей долей микропор (до 2 нм), на основе каменного угля — большей долей мезопор (2-50 нм). Большая доля макропор характерна для активированных углей на основе древесины (более 50 нм).
Микропоры особенно хорошо подходят для адсорбции молекул небольшого размера, а мезопоры — для адсорбции более крупных органических молекул.
Йодный индекс
Большая часть углерода предпочтительно адсорбируют маленькие молекулы. Йодный индекс — самый фундаментальный параметр, используемый, чтобы характеризовать активированную углеродистую работу. Йодный индекс — мера уровня активности (более высокое число указывает на более высокую степень активации), часто измеряется в мг/г (типичный диапазон 500—1200 мг/г). Йодный индекс — это также мера содержания микропоры активированного угля (от 0 до 20 Å), или до 2 нм), что эквивалентно площади поверхности углерода между 900 м²/г и 1100 м²/г. Это стандартная мера при использовании активированного угля для очистки веществ в жидкой фазе.
Твердость
Это мера сопротивления активированного угля истиранию. Это важный индикатор активированного угля, необходимый для поддержания его физической целостности и противостояния фрикционным силам, процессу обратной промывки и т. д. Есть значительные различия в твердости активированного угля, в зависимости от сырья и уровня активности.
Гранулометрический состав
Чем меньше размер частицы активированного угля, тем лучше доступ к площади поверхности и быстрее уровень адсорбции. В системах фазы пара это нужно учитывать при снижении давления, которое затронет затраты энергии. Внимательное рассмотрение гранулометрического состава может обеспечить существенную операционную выгоду.
Фармакология
Оказывает энтеросорбирующее, дезинтоксикационное и противодиарейное действие. Относится к группе поливалентных физико-химических антидотов, обладает большой поверхностной активностью, адсорбирует яды и токсины из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) до их всасывания, алкалоиды, гликозиды, барбитураты и др. снотворные, лекарственные средства для общей анестезии, соли тяжёлых металлов, токсины бактериального, растительного, животного происхождения, производные фенола, синильной кислоты, сульфаниламиды, газы. Активен как сорбент при гемоперфузии. Слабо адсорбирует кислоты и щёлочи, а также соли железа, цианиды, малатион, метанол, этиленгликоль. Не раздражает слизистые оболочки. При лечении интоксикаций необходимо создать избыток угля в желудке (до его промывания) и в кишечнике (после промывания желудка). Уменьшение концентрации угля в среде способствует десорбции связанного вещества и его всасыванию (для предупреждения резорбции освободившегося вещества рекомендуется повторное промывание желудка и назначение угля). Наличие пищевых масс в ЖКТ требует введения в высоких дозах, так как содержимое ЖКТ сорбируется углем и его активность снижается. Если отравление вызвано веществами, участвующими в энтерогепатической циркуляции (сердечные гликозиды, индометацин, морфин и др. опиаты), необходимо применять уголь в течение нескольких дней. Особенно эффективен в качестве сорбента при гемоперфузии в случаях острых отравлений барбитуратами, глютатимидом, теофиллином. Снижает эффективность одновременно принимаемых лекарственных средств, уменьшает эффективность лекарственных средств, действующих на слизистую оболочку ЖКТ (в том числе ипекакуаны и термопсиса).
Назначается при следующих показаниях: дезинтоксикация при повышенной кислотности желудочного сока при экзо- и эндогенных интоксикациях: диспепсия, метеоризм, процессы гниения, брожения, гиперсекреция слизи, HCl, желудочного сока, диарея; отравление алкалоидами, гликозидами, солями тяжёлых металлов, пищевая интоксикация; пищевая токсикоинфекция, дизентерия, сальмонеллёз, ожоговая болезнь в стадии токсемии и септикотоксемии; почечная недостаточность, хронический гепатит, острый вирусный гепатит, цирроз печени, атопический дерматит, бронхиальная астма, гастрит, хронический холецистит, энтероколит, холецистопанкреатит; отравления химическими соединениями и лекарственными средствами (в том числе фосфорорганическими и хлорорганическими соединениями, психоактивными лекарственными средствами), аллергические заболевания, нарушения обмена веществ, абстинентный алкогольный синдром; интоксикация у онкологических больных на фоне лучевой и химиотерапии; подготовка к рентгенологическим и эндоскопическим исследованиям (для уменьшения содержания газов в кишечнике).
Противопоказан при язвенных поражениях желудочно-кишечного тракта (в том числе язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, неспецифическом язвенном колите), кровотечениях из ЖКТ, одновременном назначении антитоксических лекарственных средств, эффект которых развивается после всасывания (метионин и др.).
В качестве побочных эффектов называются диспепсия, запоры или диарея; при длительном применении — гиповитаминоз, снижение всасывания из ЖКТ питательных веществ (жиров, белков), гормонов. При гемоперфузии через активированный уголь — тромбоэмболия, геморрагии, гипогликемия, гипокальциемия, гипотермия, снижение артериального давления.
Примечания
- ↑ ГОСТ 6217-74
- ↑ 1 2 Водоподготовка: Справочник. /Под ред. С. Е. Беликова. М.: Аква-Терм, 2007. — 240 с.
- ↑ Gomez-Serrano V., Piriz-Almeida F., Duran-Valle C.J., Pastor-Villegas J. Formation of oxygen structures by air activation. A studu by FT-IR spectroscopy // Carbon. – 1999. –V.37. – P.1517-1528
- ↑ Machnikowski J., Kaczmarska H., Gerus-Piasecka I., Diez M.A., Alvarez R., Garcia R. Structural modification of coal-tar pitch fractions during mild oxidation – relevance to carbonization behavior // Carbon. – 2002. –V.40. –P.1937-1947
- ↑ Petrov N., Budinova T., Razvigorova M., Ekinci E., Yardim F., Minkova V. Preparation and characterization of carbon adsorbents from furfural // Carbon — 2000. — V.38, №15. — P.2069-2075
- ↑ Garcia A.B., Martinez-Alonso A., Leon C. A., Tascon J.M.D. Modification of the surface properties of an activated carbon by oxygen plasma treatment // Fuel. – 1998. –V.77, №1 – P.613-624
- ↑ 1 2 Saha B., Tai M.H., Streat M. Study of activated carbon after oxidation and subsequent treatment characterization // Process safety and environmental protection — 2001. — V.79, №B4. – P.211-217
- ↑ Polovina M., Babic B., Kaluderovic B., Dekanski A. Surface characterization of oxidized activated carbon cloth // Carbon -1997. – V.35, №8. — P.1047-1052
- ↑ Fanning P.E., Vannice M.A. A DRIFTS study of the formation of surface groups on carbon by oxidation // Carbon – 1993. – V.31, №5. – P.721-730
- ↑ Youssef A.M., Abdelbary E.M., Samra S.E., Dowidar A.M. Surface-properties of carbons obtained from polyvinyl-chloride // Ind. J. of Chem. section a-inorganic bio-inorganic physical theoretical & analytical chemistry – 1991. – V.30, №10. – P.839-843
- ↑ Arriagada R., Garcia R., Molina-Sabio M., Rodriguez-Reinoso F. Effect of steam activation on the porosity and chemical nature of activated carbons from Eucalyptus globulus and peach stones // Microporous Mat. – 1997. – V.8, №3-4. – P.123-130
- ↑ Molina-Sabio M., Gonzalez M.T., Rodriguez-Reinoso F., Sepulveda-Escribano A. Effect of steam and carbon dioxide activation in the micropore size distribution of activated carbon // Carbon – 1996. – V.34, №4. – P.505-509
- ↑ Bradley RH, Sutherland I, Sheng E Carbon surface: Area, porosity, chemistry, and energy // J. of colloid and interface science – 1996. – V. 179, №2. – P. 561-569
- ↑ Sutherland I., Sheng E., Braley R.H., Freakley P.K. Effects of ozone oxidation on carbon black surfaces // J. Mater. Sci. – 1996. – V.31. — P.5651-5655
- ↑ Rivera-Utrilla J; Sanchez-Polo M. The role of dispersive and electrostatic interactions in the aqueous phase adsorption of naphthalenesulphonic acids on ozone-treated activated carbons // Carbon – 2002. – V.40, №14. – P.2685-2691
- ↑ 1 2 Valdes H., Sanchez-Polo M., Rivera-Utrilla J., and Zaror C.A. Effect of Ozone Treatment on Surface Properties of Activated Carbon // Langmuir – 2002. – V.18. – P.2111-2116
- ↑ Pradhan B.K., Sandle N.K. Effect of different oxidizing agent treatments on the surface properties of activated carbons // Carbon. – 1999. – V.37, №8. – P.1323-1332
- ↑ Acedo-Ramos M., Gomez-Serrano V., Valenzuella-Calahorro C., and Lopez-Peinado A.J. Oxydation of activated carbon in liquid phase. Study by FT-IR // Spectroscopy letters. – 1993. –V26(6). – P.1117-1137
- ↑ Gomez-Serrano V., Acedo-Ramos M., Lopez-Peinado A.J., Valenzuela-Calahorro C. Stability towards heating and outgassing of activated carbon oxidized in the liquid-phase // Thermochimica Acta. – 1991. – V.176. – P.129-140
- ↑ Тарковская, И.А. Окисленный уголь Текст.: учеб. пособие для вузов / И.А. Тарковская; Киев: Наукова думка. 1981. — 200 с
- ↑ Stőhr B., Boehm H.P., Schlőgl R. Enhancement of the catalytic activiti of activated carbons in oxidation reactions by termal treatment with ammonia or hydrogen cyanide and observation of a superoxide species as a posible intermediate // Carbon. – 1991. – Vol. 26, № 6. – P. 707-720
- ↑ Biniak S., Szymański G., Siedlewski J., Światkowski A. The characteri¬ zaíion of activated carbons with oxygen and nitrogen surface groups // Carbón. – 1997. – Vol.35, № 12. – P. 1799-1810
- ↑ Boudou J.P., Chehimi M., Broniek E., Siemieniewska T., Bimer J. Adsorption of h3S or SO2 on an activated carbon cloth modified by ammonia treatment // Carbon. – 2003. – Vol. 41, № 10. – P. 1999-2007
- ↑ Sano H., Ogawa H. Preparation and application nitrogen containing active carbons // Osaka Kogyo Gijutsu Shirenjo. – 1975. – Vol.26, №5. – P.2084-2086
- ↑ ScienceDirect.com — Applied Catalysis A: General — The influence of surface functionalization of activated carbon on palladium dispersion and catalytic activity in hydrogen ox …
- ↑ ScienceDirect.com — Carbon — The effect of chlorination on surface properties of activated carbon
- ↑ http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/000862239400111C
- ↑ ScienceDirect.com — Carbon — XPS Study of the halogenation of carbon black-part 1. Bromination
- ↑ http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622397000031
- ↑ ScienceDirect.com — Carbon — Formation of carbon black-sulfur surface derivatives by reaction with P2S5
- ↑ ScienceDirect.com — Fuel — Sulfonic groups anchored on mesoporous carbon Starbons-300 and its use for the esterification of oleic acid
- ↑ ScienceDirect.com — Catalysis Communications — Efficient carbon-based acid catalysts for the propan-2-ol dehydration
- ↑ Chemical reactions of double bonds in activated carbon: microwave and bromination methods — Chemical Communications (RSC Publishing)
- ↑ См. раздел «Костяной уголь» в ст. Кости // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
См. также
Ссылки
Активированный уголь — это… Что такое Активированный уголь?
![]() | ||
Активированный уголь (carbo activatus) | ||
Действующее вещество | ||
Активированный уголь | ||
Классификация | ||
АТХ | A07BA01 | |
Лекарственные формы | ||
таблетки, гранулы, капсулы | ||
Торговые названия | ||
Уголь активированный, Карбопект, Сорбекс, Ультра-адсорб | ||
Активированный (активный) уголь — пористое вещество, которое получают из различных углеродсодержащих материалов органического происхождения: древесный уголь (марки активированного угля БАУ-А, ОУ-А, ДАК[1] и др.), каменноугольный кокс (марки активированного угля АГ-3, АГ-5, АР и др.), нефтяной кокс, кокосовый уголь и др. Содержит огромное количество пор и поэтому обладает очень большой удельной поверхностью на единицу массы, вследствие чего обладает высокой адсорбцией. 1 грамм активированного угля в зависимости от технологии изготовления имеет поверхность от 500 до 1500 м².[2] Применяют в медицине и промышленности для очистки, разделения и извлечения различных веществ.
Химические свойства и модифицирование
Обычный активированный уголь является довольно реакционоспособным соединением, способным к окислению кислородом воздуха и кислородной плазмой [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], водяным паром [11], [12], [13], а также углекислым газом [7] и озоном [14], [15], [16]. Окисление в жидкой фазе проводят целым рядом реагентов (HNO3, H2O2, KMnO4) [17], [18], [19]. За счет образования большого количества основных и кислотных групп на поверхности окисленного угля его сорбционные и другие свойства могут существенно отличаться от неокисленного [20]. Модифицированный азотом уголь получают либо исходя из азотсодержащих природных веществ либо полимеров [21], [22], либо обработкой угля азотсодержащими реагентами [23], [24], [25]. Также уголь способен взаимодействовать с хлором [26], [27]бромом, [28] и фтором [29]. Важное значение имеет серусодержащий уголь, который синтезируют разными путями [30], [31] В последнее время химические свойства угля принято объяснять наличием на его поверхности активной двойной связи [16], [32], [33]. Химически модифицированный уголь находит применение в качестве катализаторов, носителей для катализаторов, селективных адсорбентов, в получении особо чистых веществ, в качестве электродов литиевых аккумуляторов.
Как работает уголь
Есть два основных механизма, которыми активизированный углерод удаляет загрязнители из воды: адсорбция и каталитическое сокращение (процесс, заставляющий притягиваться отрицательно заряженные ионы загрязнителя к положительно заряженному активированному углероду). Органические соединения удаляются адсорбцией, а остаточные дезинфицирующие средства, такие как хлор, и хлорамины удаляются каталитическим сокращением.
Производство
Хороший активированный уголь получается из ореховой скорлупы (кокосовой, из косточек некоторых плодовых культур.) Прежде активированный уголь делали из костей крупного рогатого скота (костный уголь[34]). Сущность процесса активации состоит во вскрытии пор, находящихся в углеродном материале в закрытом состоянии. Это делается либо термохимически (предварительно материал пропитывают раствором хлорида цинка, карбоната калия или некоторыми другими соединениями и нагревают без доступа воздуха), либо путём обработки перегретым паром или углекислым газом или их смесью при температуре 800—850 градусов. В последнем случае технически сложно получить парогазовый агент, имеющий такую температуру. Широко распространён приём подачи в аппарат для активации одновременно с насыщенным паром ограниченного количества воздуха. Часть угля сгорает и в реакционном пространстве достигается необходимая температура. Выход активного угля в этом варианте процесса заметно снижается. Значение удельной поверхности пор у лучших марок активных углей может достигать 1800—2200 м2; на 1 г угля.[2] Различают макро-, мезо- и микро- поры. В зависимости от размеров молекул, которые нужно удержать на поверхности угля, должен изготавливаться уголь с разными соотношениями размеров пор.
Применение
В противогазах
Классический пример использования активированного угля связан с использованием его в противогазе. Разработанный Н. Д. Зелинским противогаз спас множество жизней солдат в первой мировой войне. К 1916 году он был принят на вооружение почти во всех европейских армиях.
При производстве сахара
Первоначально для очистки сахарного сиропа от красящих веществ при сахароварении использовался костный активированный уголь. Однако этот сахар нельзя было употреблять в пост, как имеющий животное происхождение. Сахарозаводчики начали выпускать «постный сахар», который либо не очищался и имел вид цветных помадок, либо чистился через древесный уголь.
Другие области применения
Активированный уголь применяется в медицине, химической, как носитель катализаторов, а во многих реакциях сам действует в качестве катализатора, фармацевтической и пищевой промышленности. Фильтры, содержащие активированный уголь, используются во многих современных моделях устройств для очистки питьевой воды.
Характеристики активированного угля
Размер пор
Определяющее влияние на структуру пор активированных углей оказывают исходные материалы для их получения. Активированные угли на основе скорлупы кокосов характеризуются большей долей микропор (до 2 нм), на основе каменного угля — большей долей мезопор (2-50 нм). Большая доля макропор характерна для активированных углей на основе древесины (более 50 нм).
Микропоры особенно хорошо подходят для адсорбции молекул небольшого размера, а мезопоры — для адсорбции более крупных органических молекул.
Йодный индекс
Большая часть углерода предпочтительно адсорбируют маленькие молекулы. Йодный индекс — самый фундаментальный параметр, используемый, чтобы характеризовать активированную углеродистую работу. Йодный индекс — мера уровня активности (более высокое число указывает на более высокую степень активации), часто измеряется в мг/г (типичный диапазон 500—1200 мг/г). Йодный индекс — это также мера содержания микропоры активированного угля (от 0 до 20 Å), или до 2 нм), что эквивалентно площади поверхности углерода между 900 м²/г и 1100 м²/г. Это стандартная мера при использовании активированного угля для очистки веществ в жидкой фазе.
Твердость
Это мера сопротивления активированного угля истиранию. Это важный индикатор активированного угля, необходимый для поддержания его физической целостности и противостояния фрикционным силам, процессу обратной промывки и т. д. Есть значительные различия в твердости активированного угля, в зависимости от сырья и уровня активности.
Гранулометрический состав
Чем меньше размер частицы активированного угля, тем лучше доступ к площади поверхности и быстрее уровень адсорбции. В системах фазы пара это нужно учитывать при снижении давления, которое затронет затраты энергии. Внимательное рассмотрение гранулометрического состава может обеспечить существенную операционную выгоду.
Фармакология
Оказывает энтеросорбирующее, дезинтоксикационное и противодиарейное действие. Относится к группе поливалентных физико-химических антидотов, обладает большой поверхностной активностью, адсорбирует яды и токсины из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) до их всасывания, алкалоиды, гликозиды, барбитураты и др. снотворные, лекарственные средства для общей анестезии, соли тяжёлых металлов, токсины бактериального, растительного, животного происхождения, производные фенола, синильной кислоты, сульфаниламиды, газы. Активен как сорбент при гемоперфузии. Слабо адсорбирует кислоты и щёлочи, а также соли железа, цианиды, малатион, метанол, этиленгликоль. Не раздражает слизистые оболочки. При лечении интоксикаций необходимо создать избыток угля в желудке (до его промывания) и в кишечнике (после промывания желудка). Уменьшение концентрации угля в среде способствует десорбции связанного вещества и его всасыванию (для предупреждения резорбции освободившегося вещества рекомендуется повторное промывание желудка и назначение угля). Наличие пищевых масс в ЖКТ требует введения в высоких дозах, так как содержимое ЖКТ сорбируется углем и его активность снижается. Если отравление вызвано веществами, участвующими в энтерогепатической циркуляции (сердечные гликозиды, индометацин, морфин и др. опиаты), необходимо применять уголь в течение нескольких дней. Особенно эффективен в качестве сорбента при гемоперфузии в случаях острых отравлений барбитуратами, глютатимидом, теофиллином. Снижает эффективность одновременно принимаемых лекарственных средств, уменьшает эффективность лекарственных средств, действующих на слизистую оболочку ЖКТ (в том числе ипекакуаны и термопсиса).
Назначается при следующих показаниях: дезинтоксикация при повышенной кислотности желудочного сока при экзо- и эндогенных интоксикациях: диспепсия, метеоризм, процессы гниения, брожения, гиперсекреция слизи, HCl, желудочного сока, диарея; отравление алкалоидами, гликозидами, солями тяжёлых металлов, пищевая интоксикация; пищевая токсикоинфекция, дизентерия, сальмонеллёз, ожоговая болезнь в стадии токсемии и септикотоксемии; почечная недостаточность, хронический гепатит, острый вирусный гепатит, цирроз печени, атопический дерматит, бронхиальная астма, гастрит, хронический холецистит, энтероколит, холецистопанкреатит; отравления химическими соединениями и лекарственными средствами (в том числе фосфорорганическими и хлорорганическими соединениями, психоактивными лекарственными средствами), аллергические заболевания, нарушения обмена веществ, абстинентный алкогольный синдром; интоксикация у онкологических больных на фоне лучевой и химиотерапии; подготовка к рентгенологическим и эндоскопическим исследованиям (для уменьшения содержания газов в кишечнике).
Противопоказан при язвенных поражениях желудочно-кишечного тракта (в том числе язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, неспецифическом язвенном колите), кровотечениях из ЖКТ, одновременном назначении антитоксических лекарственных средств, эффект которых развивается после всасывания (метионин и др.).
В качестве побочных эффектов называются диспепсия, запоры или диарея; при длительном применении — гиповитаминоз, снижение всасывания из ЖКТ питательных веществ (жиров, белков), гормонов. При гемоперфузии через активированный уголь — тромбоэмболия, геморрагии, гипогликемия, гипокальциемия, гипотермия, снижение артериального давления.
Примечания
- ↑ ГОСТ 6217-74
- ↑ 1 2 Водоподготовка: Справочник. /Под ред. С. Е. Беликова. М.: Аква-Терм, 2007. — 240 с.
- ↑ Gomez-Serrano V., Piriz-Almeida F., Duran-Valle C.J., Pastor-Villegas J. Formation of oxygen structures by air activation. A studu by FT-IR spectroscopy // Carbon. – 1999. –V.37. – P.1517-1528
- ↑ Machnikowski J., Kaczmarska H., Gerus-Piasecka I., Diez M.A., Alvarez R., Garcia R. Structural modification of coal-tar pitch fractions during mild oxidation – relevance to carbonization behavior // Carbon. – 2002. –V.40. –P.1937-1947
- ↑ Petrov N., Budinova T., Razvigorova M., Ekinci E., Yardim F., Minkova V. Preparation and characterization of carbon adsorbents from furfural // Carbon — 2000. — V.38, №15. — P.2069-2075
- ↑ Garcia A.B., Martinez-Alonso A., Leon C. A., Tascon J.M.D. Modification of the surface properties of an activated carbon by oxygen plasma treatment // Fuel. – 1998. –V.77, №1 – P.613-624
- ↑ 1 2 Saha B., Tai M.H., Streat M. Study of activated carbon after oxidation and subsequent treatment characterization // Process safety and environmental protection — 2001. — V.79, №B4. – P.211-217
- ↑ Polovina M., Babic B., Kaluderovic B., Dekanski A. Surface characterization of oxidized activated carbon cloth // Carbon -1997. – V.35, №8. — P.1047-1052
- ↑ Fanning P.E., Vannice M.A. A DRIFTS study of the formation of surface groups on carbon by oxidation // Carbon – 1993. – V.31, №5. – P.721-730
- ↑ Youssef A.M., Abdelbary E.M., Samra S.E., Dowidar A.M. Surface-properties of carbons obtained from polyvinyl-chloride // Ind. J. of Chem. section a-inorganic bio-inorganic physical theoretical & analytical chemistry – 1991. – V.30, №10. – P.839-843
- ↑ Arriagada R., Garcia R., Molina-Sabio M., Rodriguez-Reinoso F. Effect of steam activation on the porosity and chemical nature of activated carbons from Eucalyptus globulus and peach stones // Microporous Mat. – 1997. – V.8, №3-4. – P.123-130
- ↑ Molina-Sabio M., Gonzalez M.T., Rodriguez-Reinoso F., Sepulveda-Escribano A. Effect of steam and carbon dioxide activation in the micropore size distribution of activated carbon // Carbon – 1996. – V.34, №4. – P.505-509
- ↑ Bradley RH, Sutherland I, Sheng E Carbon surface: Area, porosity, chemistry, and energy // J. of colloid and interface science – 1996. – V. 179, №2. – P. 561-569
- ↑ Sutherland I., Sheng E., Braley R.H., Freakley P.K. Effects of ozone oxidation on carbon black surfaces // J. Mater. Sci. – 1996. – V.31. — P.5651-5655
- ↑ Rivera-Utrilla J; Sanchez-Polo M. The role of dispersive and electrostatic interactions in the aqueous phase adsorption of naphthalenesulphonic acids on ozone-treated activated carbons // Carbon – 2002. – V.40, №14. – P.2685-2691
- ↑ 1 2 Valdes H., Sanchez-Polo M., Rivera-Utrilla J., and Zaror C.A. Effect of Ozone Treatment on Surface Properties of Activated Carbon // Langmuir – 2002. – V.18. – P.2111-2116
- ↑ Pradhan B.K., Sandle N.K. Effect of different oxidizing agent treatments on the surface properties of activated carbons // Carbon. – 1999. – V.37, №8. – P.1323-1332
- ↑ Acedo-Ramos M., Gomez-Serrano V., Valenzuella-Calahorro C., and Lopez-Peinado A.J. Oxydation of activated carbon in liquid phase. Study by FT-IR // Spectroscopy letters. – 1993. –V26(6). – P.1117-1137
- ↑ Gomez-Serrano V., Acedo-Ramos M., Lopez-Peinado A.J., Valenzuela-Calahorro C. Stability towards heating and outgassing of activated carbon oxidized in the liquid-phase // Thermochimica Acta. – 1991. – V.176. – P.129-140
- ↑ Тарковская, И.А. Окисленный уголь Текст.: учеб. пособие для вузов / И.А. Тарковская; Киев: Наукова думка. 1981. — 200 с
- ↑ Stőhr B., Boehm H.P., Schlőgl R. Enhancement of the catalytic activiti of activated carbons in oxidation reactions by termal treatment with ammonia or hydrogen cyanide and observation of a superoxide species as a posible intermediate // Carbon. – 1991. – Vol. 26, № 6. – P. 707-720
- ↑ Biniak S., Szymański G., Siedlewski J., Światkowski A. The characteri¬ zaíion of activated carbons with oxygen and nitrogen surface groups // Carbón. – 1997. – Vol.35, № 12. – P. 1799-1810
- ↑ Boudou J.P., Chehimi M., Broniek E., Siemieniewska T., Bimer J. Adsorption of h3S or SO2 on an activated carbon cloth modified by ammonia treatment // Carbon. – 2003. – Vol. 41, № 10. – P. 1999-2007
- ↑ Sano H., Ogawa H. Preparation and application nitrogen containing active carbons // Osaka Kogyo Gijutsu Shirenjo. – 1975. – Vol.26, №5. – P.2084-2086
- ↑ ScienceDirect.com — Applied Catalysis A: General — The influence of surface functionalization of activated carbon on palladium dispersion and catalytic activity in hydrogen ox …
- ↑ ScienceDirect.com — Carbon — The effect of chlorination on surface properties of activated carbon
- ↑ http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/000862239400111C
- ↑ ScienceDirect.com — Carbon — XPS Study of the halogenation of carbon black-part 1. Bromination
- ↑ http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622397000031
- ↑ ScienceDirect.com — Carbon — Formation of carbon black-sulfur surface derivatives by reaction with P2S5
- ↑ ScienceDirect.com — Fuel — Sulfonic groups anchored on mesoporous carbon Starbons-300 and its use for the esterification of oleic acid
- ↑ ScienceDirect.com — Catalysis Communications — Efficient carbon-based acid catalysts for the propan-2-ol dehydration
- ↑ Chemical reactions of double bonds in activated carbon: microwave and bromination methods — Chemical Communications (RSC Publishing)
- ↑ См. раздел «Костяной уголь» в ст. Кости // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
См. также
Ссылки
АКТИВНЫЙ УГОЛЬ — это… Что такое АКТИВНЫЙ УГОЛЬ?
- АКТИВНЫЙ УГОЛЬ
- АКТИВНЫЙ уголь (активированный уголь), пористое тело, получаемое из ископаемых или древесных углей удалением смолистых веществ, а также обугливанием полимеров. Применяют как адсорбент в противогазах (впервые предложил Н.Д. Зелинский в 1915), вакуумной технике, медицине и как носитель катализаторов.
Современная энциклопедия. 2000.
- АКТИВНОЕ ИЗБИРАТЕЛЬНОЕ ПРАВО
- АКТИНИДИЯ
Смотреть что такое «АКТИВНЫЙ УГОЛЬ» в других словарях:
АКТИВНЫЙ УГОЛЬ — (активированный уголь) пористое тело, получаемое из ископаемых или древесных углей удалением смолистых веществ, а также обугливанием полимеров. Используют как адсорбент в противогазах, вакуумной технике, медицине и как носитель катализаторов … Большой Энциклопедический словарь
Активный уголь — активированный уголь (a. activated coal; н. Aktivkohle; ф. charbon active; и. carbon activado), пористое углеродное вещество, обладающее высокими адсорбционными свойствами и гидрофобностью. Cпособность A. y. поглощать (адсорбировать) газы … Геологическая энциклопедия
Активный уголь — (активированный уголь), пористое тело, получаемое из ископаемых или древесных углей удалением смолистых веществ, а также обугливанием полимеров. Применяют как адсорбент в противогазах (впервые предложил Н.Д. Зелинский в 1915), вакуумной технике,… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
активный уголь — Пористый адсорбент, получаемый из древесного угля сырца березы, бука, дробленой скорлупы фруктовых косточек, кокоса методом парогазовой активации. [ГОСТ Р 52190 2003] Тематики спирт, водка, ликер … Справочник технического переводчика
активный уголь — (активированный уголь), пористое тело, получаемое из ископаемых или древесных углей удалением смолистых веществ, а также обугливанием полимеров. Используют как адсорбент в противогазах, вакуумной технике, медицине и как носитель катализаторов. *… … Энциклопедический словарь
АКТИВНЫЙ УГОЛЬ — (активированный уголь), материал с развитой пористой структурой. На 87 97% (по массе) состоит из С, содержит также Н, О и в ва, введенные в А. у. при его получении. Зольность А. у. может составлять 1 15% (иногда его обеззоливают до 0,1 0,2%).… … Химическая энциклопедия
активный уголь — см. Активированный уголь … Большой медицинский словарь
Активный уголь — активированный уголь, получают из ископаемых или древесных углей удалением смолистых веществ и созданием разветвленной сети пор. Обладает высокоразвитой поверхностью, благодаря этому поглощает (адсорбирует) многие вещества (особенно… … Большая советская энциклопедия
АКТИВНЫЙ УГОЛЬ — активированный уголь, получают из ископаемых или древесных углей удалением смолистых в в и созданием разветвлённой сети пор. А. у. применяют при очистке газов, как адсорбент и носитель каталитич. добавок, в пром сти для улавливания ценных органич … Большой энциклопедический политехнический словарь
АКТИВНЫЙ УГОЛЬ — (активированный уголь), пористое тело, получаемое из ископаемых или древесных углей удалением смолистых веществ, а также обугливанием полимеров. Используют как адсорбент в противогазах, вакуумной технике, медицине и как носитель катализаторов … Естествознание. Энциклопедический словарь
|
АКТИВНЫЙ УГОЛЬ (активированный уголь), материал с развитой пористой структурой. На 87-97% (по массе) состоит из С, содержит также Н, О и в-ва, введенные в активный уголь при его получении. Зольность активного угля может составлять 1 -15% (иногда его обеззоливают до 0,1-0,2%). Поры в активном угле классифицируют по их линейным размерам х (полуширина — для щелевидной модели пор, радиус-для цилиндрич. или сферической): х0,6-0,7 нм-микропоры; 0,6-0,7 < х < 1,5-1,6 нм — супермикропоры; 1,5-1,6 < х < 100-200 нм-мезопоры; х > 100-200 нм-макропоры. Для адсорбции в микропорах (уд. объем 0,2-0,6 см3/г), соизмеримых по размерам с адсорбируемыми молекулами, характерен гл. обр. механизм объемного заполнения. Аналогично происходит адсорбция также в супермикропорах (уд. объем 0,15-0,2 см3/г)-промежут. области между микропорами и мезопорами. В этой области св-ва микропор постепенно вырождаются, св-ва мезопор проявляются. Механизм адсорбции в мезопорах заключается в последоват. образовании адсорбц. слоев (поли молекулярная адсорбцияХ к-рое завершается заполнением пор по механизму капиллярной конденсации. У обычных активных углей уд. объем мезопор составляет 0,02-0,10 см3/г, уд. пов-сть-от 20 до 70 м2/г; однако у нек-рых активных углей (напр., осветляющих) эти показатели могут достигать соотв. 0,7 см3/г и 200-450 м2/г. Макропоры (уд. объем и пов-сть соотв. 0,2-0,8 см3/г и 0,5-2,0 Mi/r)служат транспортными каналами, подводящими молекулы поглощаемых в-в к адсорбц. пространству зерен (гранул) активного угля. Для придания активному углю каталитич. св-в в макро- и мезопоры вносят, как правило, спец. добавки. В активном угле часто существуют все разновидности пор, и дифференциальная кривая распределения их объема по размерам имеет 2-3 максимума. В зависимости от степени развития супермикропор различают активные угли с узким распределением (эти поры практически отсутствуют) и широким (существенно развиты). Активные угли хорошо адсорбируют пары в-:в со сравнительно высокими т-рами кипения (напр., бензол), хуже-летучие соед. (напр., NH3). При относит. давлениях пара рр/рнас менее 0,10-0,25 (рр-равновесное давление адсорбируемого в-ва, рнас-давление насыщ. пара). Активный уголь незначительно поглощает водяные пары. Однако при (рр/рнас) > 0,3-0,4 наблюдается заметная адсорбция, а в случае (рр/рнас)1 практически все микропоры заполнены водяными парами. Поэтому их наличие может осложнить поглощение целевого в-ва. Осн. сырье для произ-ва активного угля — кам.-уг. полукокс, углеродсодержащие растит. материалы (напр., древесный уголь, торф, древесные опилки, скорлупа орехов, косточки плодов фруктовых деревьев). Продукты карбонизации этого сырья подвергают активации (в большинстве случаев парогазовой — в присут. паров Н2О и СО2, реже-химической, т.е. в присут. солей металлов, напр. ZnCl2, K2S) при 850-950°С. Кроме того, активный уголь получают термич. разложением синтетич. полимеров (напр., поливинилиденхлорида). Активный уголь широко применяют как адсорбент для поглощения паров из газовых выбросов (напр., для очистки воздуха от CS2), улавливания паров летучих р-рителей с целью их рекуперации, для очистки водных р-ров (напр., сахарных сиропов и спиртных напитков), питьевой и сточных вод, в противогазах, в вакуумной технике, напр. для создания сорбционных насосов, в газоадсорбционной хроматографии, для заполнения запахопоглотителей в холодильниках, очистки крови, поглощения вредных в-в из желудочно-кишечного тракта и др. Активный уголь — также носитель каталитич. добавок и катализатор полимеризации.
Страница «АКТИВНЫЙ УГОЛЬ» подготовлена по материалам химической энциклопедии. |