Отличие угля от активированного угля – «Что такое активированный уголь, чем он отличается от обычного, и как его активируют?» – Яндекс.Знатоки

Содержание

в чем разница, сравнение, отличия

Что такое уголь

Материалом для получения активированного угля может служить каменный или древесный уголь. Каменный уголь является полезным ископаемым, образующимся из фрагментов разложившихся растений под воздействием высоких температур и давления пород земной коры.

Древесный образуется в результате бескислородного термического разложения древесины. Последний отличается более пористой структурой и меньшей массой. Поэтому его гораздо чаще используют для получения лекарственного средства. В последнее время для производства аптечного активированного угля нередко используется кокосовая скорлупа, косточки фруктов, силикагели и полимеры.

Сходства обычного и активированного угля

Древесный, каменный и активированный уголь не растворимы в воде. В разной степени оба они проявляют адсорбирующие свойства, т.е. способность собирать на своей поверхности различные вещества. Данное явление объясняется наличием пор в их структуре. Размер и количество пор определяются типом древесины, из которой был получен уголь. Степень адсорбции также зависит от способа его получения и наличия примесей.

Различия активированного и обычного угля

Разница между обычным и активированным углем заключается в их адсорбционных свойствах, методах производства и применении.

Адсорбционная способность

Отличается активированный уголь от древесного, в первую очередь, более выраженной способностью к адсорбции. Обычный древесный уголь имеет в своей структуре множество закрытых пор. С помощью последовательных манипуляций происходит открытие пор, которые делают его адсорбционную поверхность больше. Поэтому активированный уголь в гораздо эффективнее будет собирать на своей поверхности токсичные вещества. Он имеет множество макро-, мезо- и микропор для адсорбирования молекул разного размера.

Производство

Древесный уголь в промышленности получают в специальных котлах, с помощью сухой перегонки или пиролиза. Данный процесс подразумевает термическую обработку древесины без поступления кислорода.

Для производства активированного угля сырье обугливают и подвергают активации. Последнюю проводят одним из следующих способов:

Обработка перегретым паром, оксидом углерода или их сочетанием при температуре около 850 градусов по Цельсию.

Термохимический метод. Заключается в обработке сырья определеными химическими соединениями (цинк хлористый) с последующим бескислородным нагреванием.

В некоторых случаях получение древесного угля можно считать стадией производства активированного.

Применение

Древесный уголь используется для производства, красок, стекла, хрусталя, кремния, полупроводников, дымового пороха. В металлургии его используют как восстановитель. Также уголь используют в шлифовке и полировке деталей, используемых в полиграфии и как добавку к кормам для животных. Каменный уголь используется как энергетическое сырье.

Применение активированного угля

Еще в начале 20 века было установлено, что активированный уголь отличается от древесного своими свойствами, благодаря чему его начали широко использовать в сахарорафинадном производстве и медицине.

В настоящее время активированный уголь применяют для следующих целей:

производство противогазов и средств индивидуальной защиты органов дыхания;
производство фильтров;
производство удобрений;
пищевая промышленность;
медицина.

Применение активированного угля в медицине

В настоящее время таблетки активированного угля часто применяются для лечения различных отравлений, диспептический расстройств, устранения повышенного газообразования. Его назначают в составе комплексной терапии желудочно-кишечных инфекций, сальмонеллеза и дизентерии. Также средство используют для профилактики интоксикаций и подготовки к рентгенологическим и ультразвуковым исследованиям.

Помимо черного угля в медицине также применяется и белый. В его состав входит высокодисперсный диоксид кремния, обладающий адсорбционными свойствами.

Источники:

Видаль: https://www.vidal.ru/drugs/activated_charcoal__23846
ГРЛС: https://grls.rosminzdrav.ru/Grls_View_v2.aspx?routingGuid=7e933480-3f46-4b66-bce5-240a95414f91&t=

Нашли ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Активированный уголь

Что такое уголь вообще, мы с вами, естественно, знаем, как знаем и то,что он бывает разный. Например, каменный и древесный. В походных условиях,кстати, чистый древесный уголь может быть использован как обеззараживающее средство для царапин. Но, понятное дело, для употребления внутрь лучше использовать активированный уголь, приобретенный в ближайшей аптеке. В чем отличие? Активированный уголь изготавливается без доступа воздуха, а потом подвергается активации водяным паром или углекислым газом. Состав и строение изготовленного таким способом угля несколько изменяется: во-первых,медицинский уголь очищается от сторонних примесей, а во- вторых, после обработки в нем создается более разветвленная и обширная сеть пор.Это означает, что обработанный таким способом уголь будет обладать лучшей сорбционной способностью впитывать в себя большее количество вещества из внешней среды. Цифры поражают: впитывающая поверхность такого угля может достигать 1000—1800 кв. м на 1 г! То есть его лечебная активность во много раз повысится. Активированные угли бывают разными, в зависимости от материала,который послужил сырьем.Распространенный,знакомый с детства, самый непритязательный из углей — БАУ, что расшифровывается как «березовый активированный уголь», изготовлен, соответственно, из березовой древесины. Это неплохой, классический, проверенный временем сорбент, но сейчас существуют и более интересные варианты. Последние научные разработки показывают, что гораздо лучше по своим качествам активированные угли,изготовленные из косточек плодов и скорлупок орехов.Интересно, что в последние годы исследованиями в области изготовления энтеросорбентов нового поколения, в частности углей из этих материалов, активно занимаются ученые практически на всем постсоветском пространстве — речь идет об Украине, Казахстане,Молдове и, конечно, России. Предпосылки для этого прорыва были подготовлены еще в советские времена, а теперь существует несколько национальных институтов,работающих в этом направлении. Для нас, потребителей, это плюс, поскольку появляется выбор из широкого ассортимента энтеросорбентов. Что касается сырья для изготовления « плодового» активированного угля, то, может, вам будет любопытно узнать, что для этих целей могут использоваться, например, косточки абрикоса(марка АКУ), персика, сливы, скорлупа грецких и кокосовых орехов и так далее.Даже звучит аппетитно, правда?Существуют, кроме того, активированные угли, созданные из животного сырья, а также из материалов искусственного происхождения (таких как текстолит, фурфурол и др.)- Полезное действие таких углей весьма впечатляет.Сейчас появились технологии, позволяющие делать «присадки» к углю. К молекуле активированного угля присоединяют молекулу-«напарника», и мы с вами располагаем узкоспециализированным сорбентом для конкретной медицинской цели.Таким способом получают препарат карболид — угольный сорбент,предназначенный для выведения из организма солей тяжелых металлов. А, например, не специфический, то есть широкого спектра действия, сорбент БС-П применяется даже при средне тяжелых и тяжелых формах холеры. Этот препарат купирует рвотный синдром в течение 2—3 часов, а диарейный синдром — в течение 24—36 часов. Уголь может быть обогащен смягчающей добавкой или добавкой, оказывающей какое-ни-будь иное действие на организм. Как вам понравится уголь с ромашкой,зверобоем, пектином? Есть также разработки комбинированных сорбентов с включением угля, к примеру СУМС — содержащий углерод минеральный сорбент на основе окиси алюминия, где уже уголь выступает в качестве «присадки». Впечатляющий и далеко не полный список! А ведь, казалось бы, что может быть проще, чем уголь.

Противопоказания: не следует забывать о том, что даже лучший активированный уголь с точки зрения нашего желудка — материя довольно грубая, поэтому в качестве сорбента,особенно при системном, а не разовом применении, его нельзя использовать людям с эрозией стенок или язвами желудка и кишечника, а также при обострившемся геморрое.

Внимание! При употреблении угля может возникать такой неприятный побочный эффект, как запор. Ничего страшного — он быстро проходит сам по себе или от небольших доз слабительного. Можно обойтись теми же свеклой или черносливом. И не забывайте пить побольше жидкости — недостаток жидкости в организме вообще довольно частая причина запоров.

Угли активированные для очистки воды

Угли для очистки воды: историческая справка

Примечательная способность древесного угля поглощать (адсорбировать) разнообразные пары, газы, пахучие и красящие вещества из растворов впервые была обнаружена в конце 18 века. В 1773 году известный химик Карл Шееле наблюдал адсорбцию газов на древесном угле, С точностью до дня (5 июня 1785 г.) датируется обнаружение Тобиасом Ловицем адсорбции (поглощения) из растворов веществ древесным углем. Ловиц применял древесный уголь для очистки самых различных продуктов (лекарств, питьевой воды, хлебной водки, мёда и других сахаристых веществ, селитры и т.п.). А в 1794 г. активный уголь был использован для осветления сиропов на сахарно-рафинадном заводе в Англии.

В 19 столетие исследования адсорбционных свойств угля было продолжено, но только в начале 20 века были заложены основы промышленного производства активных углей. В первую мировую войну Н.Д. Зелинский разработал противогазы на основе древесного активного угля. Это изобретение спасло тысячи жизней и послужило толчком к дальнейшему исследованию способности углей поглощать различные пары и газообразные вещества, что привело к расширению областей применения активных углей. На сегодняшний день активные угли выпускаются в большом количестве и ассортименте и нашли применение в следующих областях: очистка питьевой и сточных вод; очистка оборотных вод на предприятиях; осветление сахарных сиропов; очистка газов и рекуперация паров; получение медикаментов; очистка спиртоводных растворов и вин; использование в качестве катализаторов и носителей катализаторов; в золотодобывающей промышленности для извлечения золота из рабочих растворов.

Способы получения

Для получения активных углей может использоваться разнообразное органическое сырьё. (торф, бурый и каменный уголь, антрацит, древесный материал). Угли, отличающиеся высокой механической прочность и адсорбционной способностью, получают из скорлупы кокосовых орехов. Упрощённо процесс производства активного угля можно свести к двум стадиям: карбонизация и активация. На первой стадии производства активного угля исходный материал подвергается термической обработке без доступа кислорода, в результате которой из него удаляются летучие (влага и частично смолы), он уплотняется, приобретает прочность. Структура полученного материала крупнопористая, обладающая незначительной внутренней поверхностью, вследствие чего он не может быть использован как промышленный адсорбент. Задача получения развитой микропористой структуры решается на стадии активации. Активация проводится двумя способами: окисление газом или паром и обработка химическими реагентами. Для активирования газами используются кислород (воздух), водяной пар и диоксид углерода.

Активация воздухом на практике применяется редко, из-за возможности внешнего обгара гранул, поэтому в производстве чаще применяется активация водяным паром и диоксидом углерода. Для обеспечения высокой скорости и полноты протекания реакция процесс активации проводят при температуре от 800 до 1000 0С с использованием специального оборудования. В результате такой обработки в угле образуются многочисленные поры, и увеличивается удельная поверхность пор на единицу массы. Исходным сырьём для парогазовой активации служат карбонизованные природные материалы: уголь из скорлупы кокосового ореха, каменный и древесный уголь, торфяной кокс. При химической активации применяют такое сырьё, как: древесные опилки, торф. Смесь последних с неорганическими солями (хлорид цинка, сульфид калия), реже кислотами (фосфорная, серная кислоты), подвергается высокотемпературной обработке. Под воздействием дегидрирующих агентов и высоких температур (порядка 650 0С) из углеродсодержащего материала удаляются кислород и водород, и одновременно происходят карбонизация и активация. К недостаткам химической активации следует отнести загрязнение продукта активирующим агентом, а также загрязнение окружающей среды отходами производства.

Свойства активных углей и методы их определения

Рассмотрим свойства активных углей, а также способы их определения. Гранулометрический размер (particle size, product size) – размер основной части гранул угля. Единица измерения – миллиметры или mesh. При определении размера гранул зернёных углей применяют ситовый анализ, который проводиться на грохотах (устройство для механической сортировки сыпучих материалов). В грохот устанавливаются сита со стандартизованными размерами ячеек. После рассеивания определяют процентное соотношение в распределении зерён по крупности. При определении размеров обычно допускается отклонение на 5 % в большую или меньшую сторону, но в сумме не более 10 % (масс.).

Насыпная плотность (apparent density) – отношение массы навески угля к занимаемому ей объёму (интервал от 0,460 до 0,530 г/см3). Принято считать, что объём включает в себя объём пор, трещин внутри гранул угля, а также объём пустот между гранулами.

Прочность (hardness). При измерении этого показателя на навеску активного угля оказывают механическое воздействие, а затем с помощью ситового анализа определяют отношение количества целых гранул к количеству разрушенных после механического воздействия. Для активных углей из скорлупы кокосового ореха значение прочности должно быть не менее 98 %.

Влажность (moisture) – количество влаги, содержащейся в образце активного угля, выраженное в процентном соотношение. Как правило, при определении влажности навеску угля помещают в сушильный шкаф до установления постоянной массы при заданной температуре. Максимально допустимое значение – 5%.

Зольность (ash) – масса твёрдого неорганического остатка, образующаяся после сгорания образца угля, выражается в % от массы анализируемого образца (не более 5%). Зольность является качественной характеристикой содержания в угле органических и неорганических веществ. Как правило, зольность обратно пропорциональна количеству органических соединений в образце. Определяют зольность прокаливанием навески угля в фарфоровом тигле при заданной температуре в электрической муфельной печи.

pH водной вытяжки (pH). Благодаря содержанию минеральных компонентов и присутствию на поверхности кислородсодержащих соединений углерода, активированный уголь может значительно влиять на значение pH водных растворов. Навеску угля кипятят в течение заданного интервала времени в дистиллированной воде, после охлаждения раствор отделяют от угля и определяют pH полученного раствора.

Содержание железа (iron content) в угле определяется экстракцией водой или соляной кислотой с последующим количественным измерением, используя известные методы анализа (содержание железа не более 0,5 %). Присутствие большой доли данного элемента в угле крайне нежелательно, так как может оказывать негативное влияние на технологические процессы, в которых применяют активированный уголь.

Йодное число (iodine number) – количество молекулярного йода, которое может адсорбировать навеска активированного угля из водного раствора йода заданной концентрации (не менее 1100 мг/г). Существует прямая зависимость между йодным числом и удельной поверхностью активированного угля.

Адсорбция метиленового голубого (M. B. value) – количество миллиграмм красителя, поглощённое одним граммом активированного угля из раствора (не менее 220 мг/г). Этот показатель позволяет судить о поверхности активированного угля, образованной порами с диаметром более 1,5 нм (1 нм = 1 × 10-9 м).

Адсорбционная ёмкость по четырёххлористому углероду (CTC activity) определяется, как количество адсорбированного пара CCl4, отнесённое к навески угля. Принципиально методика определения поглощения четырёххлористого углерода сводиться к следующему: насыщенный четырёххлористым углеродом поток воздуха пропускается через слой активного угля до тех пор, пока массы навески угля не станет постоянной. CTC-сорбция должна быть не менее 55 % масс.

Классификация активированных углей

Общепринятой классификации активированных углей не существует, при выборе углей для тех или иных целей ориентируются, прежде всего, на гранулометрический состав, природу и содержание примесей, объем и характер пор. Согласно UIPAC (Международный союз чистой и прикладной химии) в активных углях выделяют несколько типов пор. Поры с диаметром до 0,4 нм называются супермикропорами, поры от 0,4 нм до 2,0 нм – микропорами, мезопоры – поры с диаметром от 2 до 50 нм. Крупные поры с диаметром более 50 нм получили название макропоры. Большое значение для сорбционной активности имеют микропоры, их размер (2 нм) соизмерим с размерами адсорбирующихся молекул. Микропоры составляют порядка 90% всей удельной поверхности.

В зависимости от распределения пор по размерам различают крупнопористые угли, тонкопористые и молекулярные сита. По внешнему виду гранул можно выделить зернёные угли с неправильной формой гранул, формованные, в виде цилиндрических гранул и порошковые. Также активные угли можно разделить по сырью, используемому для получения готового продукта. Например, скорлупа орехов, древесный уголь, каменный и бурый уголь и др. По области применения – газовые, рекуперационные и осветляющие.

Результаты сравнения основных характеристик кокосовых углей и углей из других видов сырья представлены в таблице 2.

Таблица 1 — Характеристики активных углей

Марка угля	Сырьё для произ-водства АУ	Плотность насыпная, мг/см3	Прочность, %	Адсорбция метиленового голубого, мг/г или %	Йодное число, мг/г или %	Золь-ность, %	Влаж-ность, %
CSPL, Индия	скорлупа кокосового ореха	~ 500	> 98	> 250	> 1100	< 4	< 5
PJ,	скорлупа кокосового ореха	~ 500	> 99	> 250	> 1100	3	< 5
Филиппины-Япония	скорлупа кокосового ореха	~ 500	> 99	> 250	> 1100	3	< 5
БАУ-А	древесина берёзы	~ 240	—	—	60	6	10
ДАК	древесина берёзы	~ 230	—	—	30	6	10
ОУ-А	древесина берёзы	—	—	225	—	10	10
ОУ-Б	древесина берёзы	—	—	210	—	6	58
ВС-2	каменный уголь	~ 750	87	120	—	20	10
СКД-515	каменный уголь + связующее	—	75	190	—	—	—
АБГ	бурый уголь	—	70	95	60	10	2

Приведенные в таблице 1 данные, почерпнуты из специализированной литературы. В связи с тем, что нет чётких стандартов для определения свойств активных углей, сравнение затруднено. Тем не менее, из вышеперечисленных характеристик видно, что активный уголь на основе скорлупы кокосового ореха обладает высокой прочностью и сорбционной ёмкостью. Он эффективнее при очистке воды от органических примесей (фенолы, полициклические ароматические углеводороды, большинство нефтепродуктов и другие органические соединения), остаточного хлора, озона.

Области применения активных углей

Подготовка питьевой воды

Уникальность свойств активных углей и определило разнообразие областей применения данного продукта. Остановимся более подробно на одной из них, а именно очистка воды.

Проблема наличия чистых источников питьевой воды, а также длительного хранения её запасов всегда остро стояло перед человеком. С увеличением народонаселения нашей планеты, а также с бурным развитием промышленности, масштабы загрязнения пресных водоёмов значительно возросли, что заставило искать эффективные методы очистки вод. Универсального метода очистки вод от нежелательных примесей не существует, но использование некоторых из них одновременно позволяет достигнуть необходимую степень очистки. Основной задачей при очистке вод является улучшение их вкусовых качеств (дезодорация воды). Ухудшение органолептических характеристик воды обусловлено их минеральным и органическим составом. Нежелательные привкус и запах вызывают неорганические и органические вещества естественного и искусственного происхождения. Органические и неорганические вещества естественного происхождения являются результатом жизнедеятельности организмов, обитающих в водоёмах (бактерии, грибы, растения, животные). В воду выделяются сероводород, меркаптаны, аммиак, спирты, кетоны, альдегиды, карбоновые кислоты, фенолсодержащие вещества, полисахариды. Несмотря на жёсткие требования со стороны законодательства, в водоёмы сбрасываются промышленные сточные воды, что приводит к их загрязнению солями тяжёлых металлов, нефтепродуктами, ПАВ, пестицидами и др. Процесс хлорирования вызывает ухудшение органолептических показателей воды в результате передозировке реагентов и образования хлорорганических соединений.

Наиболее эффективным методом удаления из воды ряда органических и неорганических примесей признан сорбционный метод очистки на активном угле. Этот способ применяется на станциях водоподготовки с первой половины XX века. До недавнего времени применялись порошковые и гранулированные угли, но как показала практика, использование зернёных углей из скорлупы кокосового ореха для этих целей наиболее выгодно с точки зрения экономики и степени очистки.

К недостаткам гранулированных углей следует отнести, во-первых, использование при производстве не возобновляемых и трудно возобновляемых природных ресурсов (ископаемые угли и древесина). Во-вторых, высокую степень загрязнения окружающей среды отходами производства. В-третьих, в технологических схемах, где в качестве сорбирующего материала применяется порошковый уголь («углевание воды»), как правило, невозможно реализовать непрерывный во времени процесс, возникают трудности с замачиванием и дозированием угля. В-четвёртых, снижение эксплуатационных характеристик, по сравнению с зернеными углями.

Так как состав воды значительно меняется в зависимости от источника, то не существует единой схемы подготовки питьевой воды. Рассмотрим наиболее распространенные варианты подготовки питьевой воды в промышленном масштабе.

Природные воды, используемые в качестве источника водоснабжения, могут быть поверхностного (реки, озера, пруды) и подземного происхождения (артезианские скважины). В результате естественного круговорота воды в природе, а также активного воздействия человека на окружающую среду в воду поступают различные примеси. Все примеси можно разделить на три группы в зависимости от размера частиц.

Истинно растворенные примеси находятся в воде в виде ионов, молекул, комплексов. Размеры этих частиц менее 10-6 мм. Пример истинно растворенных примесей – растворенные в воде газы (кислород, углекислый газ, сероводород, азот), а также катионы и анионы солей (кальций, магний, натрий, калий, сульфаты, хлориды, карбонаты, гидрокарбонаты, нитраты, нитриты).

Коллоидно-растворенные примеси имеют размер частиц 10-4 – 10-6 мм. Каждая частица состоит из огромного количества молекул и может быть как органического, так и неорганического происхождения. Примером таких примесей являются гуминовые вещества, поступающие из почв, кремневые кислоты, соединения железа.
Грубодисперсные примеси имеют размер частиц более 10-4 мм. Это может быть песок, глина, остатки растительного происхождения.

Поверхностные воды характеризуются переменным составов в зависимости от времени года. В паводковый период количество примесей резко возрастает.
При очистке воды от нежелательных примесей на первой стадии необходимо устранить грубодисперсные и коллоидно-растворенные примеси. Для этого поток воды пропускают через осадочные фильтры (см. схему 1).

Схема 1 – Принципиальная схема подготовки питьевой воды

Вторая стадия – это удаление из воды истинно растворенных примесей. Первоначально из воды удаляется растворенное железо, а затем вода поступает на ионообменные фильтры, где удаляются катионы и анионы. Затем вода поступает на сорбционные фильтры. Фильтры, загруженные активированный углем, независимо от колебания уровня загрязнения воды служат постоянно действующим барьером по отношению к сорбируемым веществам. На активном угле задерживаются растворимые органические вещества, придающие воде нежелательный привкус и запах, и зачастую являющиеся токсичными веществами. Угли хорошо сорбируют фенолы, полициклические ароматические углеводороды, в том числе канцерогенные, большинство нефтепродуктов, хлор- и фосфорорганические пестициды и многие другие органические загрязнения. Заключительная стадия – обеззараживание воды. На современном этапе развития технологий подготовки питьевой воды популярный в прошлом метод хлорирования воды заменяется более безопасными для человека и окружающей среды методами озонирования или ультрафиолетового облучения.

Очистка сточных вод

Первые попытки использовать активные угли для очистки сточных вод имели место в 30-х годах XX столетия. Различный состав сточных вод не позволяет стандартизировать параметры технологических схем. Таким образом, большое значение придается предварительным испытаниям, позволяющим подобрать условия для наиболее эффективной эксплуатации угольных фильтров. Несмотря на значительные различия в конструкции фильтров, аппаратном оформлении существует несколько общих особенностей. Скорость потока составляет 1 – 5 м/ч, распространены схемы с последовательным расположением нескольких адсорберов. К тому же опыт эксплуатации первых промышленных установок свидетельствовал о больших затратах на адсорбенты. Это заставило искать возможности регенерации активных углей, чтобы снизить стоимость очистки сточных вод.

Методы регенерации зернёных активных углей

Использование значительных объёмов активного угля, делает экономически обоснованным регенерацию сорбента. Выделяют термическое и нетермическое реактивирование. При термическом реактивировании отработанные зернёные угли помещаются в печи, которые используются для получения активного угля (например, вращающиеся печи), и подвергаются воздействию газовой смеси при высокой температуре, порядка 800 – 900 0С. Недостатками этого метода являются использование сложного и громоздкого оборудования и значительные потери угля при обжиге, порядка 10 – 12 %.
При нетермической реактивации уголь обрабатывают специальными химическими реагентами, как правило, щёлочью. Затраты на химическую регенерацию сопоставимы с затратами на термическую регенерацию, это связано в первую очередь с тем, что десорбат и химические реагенты необходимо полностью перерабатывать. Некоторые органические соединения легко разлагаются на активном угле микроорганизмами (биологический метод регенерации), однако этот процесс

Уголь древесный березовый — применение и назначение

Древесный уголь представляет собой плотный, но при этом пористый высокоуглеродистый материал, который получают из лесоматериалов при помощи нагревания в условиях отсутствия воздуха. Процесс осуществляется в ретортах или печах. В процессе сгорание этого сырья почти не образуется сажа и копоть, в то время как жар сохраняется довольно долго.

Уголь древесный березовый

Этот материал отличается высоким уровнем пористости, что гарантирует его повышенную сорбционную способность. Удельная площадь 1 г угля достигает 160-400 м2. Плотность угля из березы составляет 0,38, из сосны — 0,29, из ели — 0,26 г/см3.

Величина теплоёмкости этого материала зависит от количества влаги и температуры. Среднее значение удельной теплоёмкости полностью высушенного древесного угля равняется 0,2 ккал/кг. А показатель теплотворной способности материала, который был выжжен при 380-500 С, достигает 7500-8170 ккал/кг. Уровень влажности во время извлечения из печи достигает 2-4%. В период хранения сырья в изолированном помещении уровень его влажности увеличивается до 7-15%. Показатель зольности не должен превышать 3%, а включения летучих соединений должно находиться в пределах 20%.

В древесном угле может присутствовать нелетучий и летучий углерод, который можно удалить в процессе прокаливания в виде СО, СО2, СН4 и прочих углеводородов.

Состав получаемого материала находится в прямой зависимости от температуры обугливания: при повышении градусов увеличивается объем углерода и уменьшается доля водорода, кислорода и азота. К примеру, в материале, который получен при 450С, находится в сухом остатке: 84,9% углерода, 3,1% водорода, и 12% смеси кислорода с азотом. Наличие фосфора в материале, который получен из неокоренных лесоматериалов, достигает: 0,016% в сосновых, 0,017% в еловых и 0,037% в берёзовых. При обычной температуре уголь имеет способность присоединять кислород, вследствие чего может самовозгораться.

Древесный уголь получают как из лесоматериалов твёрдолиственных сортов, так и из лесоматериалов смешанных лиственных сортов. Этот материал может быть мелким (6-25 мм) и крупным (свыше 25 мм). Выход древесного угля достигает 30-40% от массы сухих лесоматериалов.

Древесный уголь повсеместно используется в народном хозяйстве. Главными областями, в которых он используется, является чёрная (доменные печи) и цветная (изготовление кремния, алюминия) металлургия, изготовление CS2, активированного угля. Так же это сырье востребовано в производстве стеклянных предметов, краски, электродов, пластмассовых и полимерных изделий. Кроме этого он применяется для жарки шашлыков.

Весь уголь, сегодня используемый, можно назвать древесным. Называемый каменным, например, антрацит, представляет собой лесоматериалы, пролежавшие в земле сотню миллионов лет. Сегодня в кузницах массово используют каменный уголь, однако эта практика применяется сравнительно недавно. Ковали раньше на древесном угле, и, следовательно, кузни располагались рядом с лесом – источником дров.

Однако березовый уголь обладает рядом преимуществ перед каменным:

он не представляет угрозы для атмосферы, потому что не содержит серы и фосфора
на этом сырье возможна работа при медленном дутье, то есть металл гораздо меньше времени будет подвергаться окислительному действию, отрицательно влияющему на сталь при повышении температуры
он является возобновляемым ресурсом, при условии грамотного использования.

Для домашнего применения, к примеру, жарки шашлыков, наилучшим сырьем можно назвать березовую древесину, которая позволяет получить быструю теплоотдачу и высокий жар. После этого произошла промышленная революция, и каменный уголь стали добывать в шахтах.

Нашел древесный уголь применение и в сельском хозяйстве. В строительной отрасли его используют в качестве материала для гидро-, теплоизоляции. Вследствие прекрасных адсорбирующих показателей он применяется в разнообразных очистных процессах.

Сегодня в условиях недостатка свободного времени все время ведется борьба за экологию, поэтому древесный березовый уголь очень часто используется в приготовлении продуктов — гриль, на открытом огне: в барах очень популярно приготовление пищи перед клиентами на открытом огне. Его очень удобно использовать в мангале, гриле, барбекю, в шашлычницах, каминах.

Производство и преимущества

Как же производят древесный уголь? Для осуществления этого процесса специальную печь закладывают и поджигают березовые поленья. Когда прогорание древесины произошло, в печь перестают подавать кислород. После того начинается обугливание или пиролиз. По завершению этого процесса, уголь охлаждают и достают из печи. После этого его остается только просеять и упаковать.

Сегодня в нашем государстве работает ГОСТ 7657-84 и ГОСТ 7657-94. Физико-химические свойства этого материала должны удовлетворять требованиям, обозначенным в ГОСТ 7657-94.

К основным достоинствам древесного березового угля для бытового использования можно отнести:

высокий уровень экономичности и компактности
легкость заготовки
быстрый розжиг угля
отсутствие дыма
отсутствие опасных веществ во время горения
приятный березовый аромат. Мясо или рыба, приготовленная на таком угле, отличаются прекрасным ароматом
высокий уровень теплоотдачи
длительный период горения. Березовый уголь обеспечивает правильную прожарку блюд.

Почему уголь, а не дрова? Причин много, но главными можно назвать:

отсутствие пламени, и, следовательно, более равномерное приготовление. Ведь для того, чтобы мясо приготовилось на костре нужен именно жар, а не пламя
высокая экономичность. При сгорании дров образуется лишь 10% угля от объема дров.

Березовый активированный уголь

Активированный уголь представляет собой пористый материал, получаемый из разного органического углеродосодержащего сырья, к примеру, из древесного угля, каменноугольного или нефтяного кокса, скорлупы кокоса. Отличается присутствием колоссального количества пор, вследствие чего характеризуется крайне большой удельной поверхностью. Все это обуславливает его повышенную адсорбционную способностью. Разные технологии получения дают разный результат, 1 грамм активированного угля имеет площадь поверхности от 500 до 1500 м2. Он используется в медицине и промышленности для того, чтобы очистить или разделить определенные соединения. Существует два главных способа, при помощи которых такой уголь удаляет грязь из жидкости: адсорбция для удаления органики и каталитическое окисление для удаления хлора и хлорамина.

Используемое сырье предварительно обугливают, а потом подвергают активации, которая заключается во вскрытии пор, расположенных в углеродном сырье. Этот процесс осуществляется термохимическим способом. Прежде всего сырье пропитывается хлоридом цинка или карбонатом калия, в условиях отсутствия воздуха, а также при помощи обработки перегретым паром или углекислым газом при 800—850 C.

Сферы использования:

средства индивидуальной защиты дыхательной системы. Противогаз, который придумал Н. Д. Зелинский, спас огромное количество людей во время первой мировой войны, когда Германия отравляющие вещества
изготовление сахара. Изначально в очистке сахарного сиропа от красящих веществ пользовались костной мукой. Но такой сахар нельзя было кушать во время поста, потому что он имел животное происхождение. По этой причине сахар либо вообще не очищали, либо использовали для этой цели древесный уголь
изготовление терра прета — удобрения, которое получают компостированием органических отходов при помощи силосования. В этом процессе главную роль выполняет активированный древесный уголь
фармакологическая отрасль, в качестве энтеросорбирующего, дезинтоксикационного и противодиарейного средства
очистка питьевой воды.

Разновидности активированного угля — Всё самое интересное!

В разделе: Вода | и в подразделах: активированный уголь. | Автор-компилятор статьи: Лев Александрович Дебаркадер

Ранее, в статье «Почему уголь активированный?» раздела Вода и подраздела Активированный уголь, мы затронули общие вопросы активизации угля так, чтобы он смог выполнять свою главную задачу — в частности, очищать воду от тех или иных вредных примесей. Теперь настала речь поговорить про разновидности активированного угля и определиться, какие из них пригодны для очистки воды, какие — нет, какие — частично. В общем, пора навести порядок в этом вопросе 🙂

Разновидности активированного угля, что интересно, касаются нескольких его характеристик. Первая характеристика — это размер пор. Так, чем меньше поры, тем больше площадь поверхности активированного угля, и тем больше он может задержать примесей — при том условии, что эти примеси таки поместятся в эти самые мелкие поры. С другой стороны, есть крупные поры (макро-поры), общая площать которых не очень велика, зато они могут задержать почти что слона по водоочистным меркам — крупные молекулы органических примесей.

В принципе, фильтры с активированным углём, которые продаются на рынке СНГ, в большинстве своём являются мезопористыми — то есть, средне-пористыми. Так сказать, золотая середина по показателям «площадь поверхности» и «размер удаляемых примесей». Так что по этому показателю разновидности активированного угля нам не очень интересны.

Далее, возможно, интересуясь фильтрами для воды вы встречали такие названия, как

брикетированный активированный уголь,
прессованный активированный уголь,
порошковый активированный уголь,
гранулированный активированный уголь.

Все они сходны по способу действия на запахи и привкусы воды и отличаются только способом промышленной «упаковки».

Так, когда активированный уголь активируется, его стандартное состояние — гранулы-кусочки около 1 мм в диаметре. Естественно, бывают различия, однако в среднем это где-то так.

Затем, при производстве угля бывают отходы — пыль, очень мелкие частицы. Это порошковый активированный уголь, в виде мелкого порошка. Применяется в основном в промышленной очистке воды. Отличается очень большой поглотительной способностью.

Этот порошок можно прессовать вместе с частью гранул в брикеты (более крупные скопления угля). Получается прессованный брикетированный активированный уголь в виде сплошного «брусочка» активированного угля.

Эти разновидности активированного угля немного отличаются по способам применения.

Так, порошковый активированный уголь добавляют в воду на больших станциях водоподготовки городского масштаба для удаления больших количеств хлора. Порошок высыпается прямо в воду, реагирует, а затем отфильтровывается из воды на последующих стадиях. В домашних условиях этот способ используется очень редко. Да что там, практически никогда не используется. Хотя для очистки воды в ванной это было бы самое оно — если, конечно, вы не боитесь плавать в чёрном порошке. Ну а с другой стороны — дармовый скраб. Надо эту мысль обдумать 🙂

Гранулированный брикетированный уголь используется чаще всего, поскольку является основным продуктом производства. Он засыпается в большие баллоны, в небольшие корпуса фильтров, в специальные тканевые держатели. Это оформляется таким образом для того, чтобы частицы угля не попадали в чашку с водой. Предназначен в основном для того, чтобы удалять из воды хлор и примеси, похожие по размеру.

Брикетированный прессованный активированный уголь может использоваться без особых тканевых держателей, но чаще всего помещается в них. Он отличается дополнительной функцией — благодаря плотно упакованной структуре может задерживать механические примеси до 5 микрон включительно (реже — до 1 микрона). Механические примеси может задерживать и гранулированный уголь, однако размер этих примесей достаточно велик — от 30 микрон и выше.

То есть, по сравнению с гранулированным, брикетированный активированный уголь как бы убивает двух зайцев. Но на самом деле это не совсем так. Об этом — в последующих статьях: Покупка фильтра с активированным углём

По материалам Как выбрать фильтр для воды