Uhlí BAU, Aktivní uhlí, k čemu je uhlí, použití uhlí, složitost výroby

Nejprve musíte pochopit, co je běžné dřevěné uhlí a proč je uhlí karbonizováno. Stejný koks, který se používá v metalurgii k tavení kovu z rudy. Protože z tohoto uhlí se pak získává aktivní uhlí. V čem je tedy rozdíl?

Samotné dřevěné uhlí se získává spalováním materiálů obsahujících uhlík bez přístupu kyslíku: dřeva, uhlí, kokosových nebo ořechových skořápek a dalších poměrně hustých látek obsahujících celulózu. Tento proces se nazývá pyrolýza.

Při pyrolýze se dřevo přeměňuje na karbonizace (tedy přeměna na uhlí) se uvolňují různé plynné a kapalné látky. Nás nezajímají, přestože slouží jako suroviny pro chemický průmysl při výrobě mnoha užitečných látek. Ale obyčejné dřevěné uhlí, aby se získalo aktivní uhlí, prochází dalším zpracováním, prochází celou řadou přeměn.

Jaký je tedy rozdíl mezi dřevěným uhlím a aktivním uhlím? Jaké jsou vlastnosti a chemické a fyzikální vlastnosti aktivního (nebo aktivního) uhlí? Jaká je technologie výroby takového uhlí a v jakých oblastech se využívá?

Pokusíme se dát odůvodněnou odpověď na všechny tyto otázky dostupnou a zajímavou formou.

Jaký je rozdíl mezi těmito dvěma druhy uhlí?

Pokud mluvíme o značce BAU-A, pak index „A“ za pomlčkou znamená, že toto aktivní uhlí se používá v potravinářském průmyslu. Zejména v průmyslu lihovin a vodky, kde se používá k filtrování acetonu, aldehydů a dalších škodlivých složek zpracování z etanolu, jakož i k extrakci chemických kontaminantů a toxinů z roztoků a vodných médií.

Hlavním účelem běžného dřevěného uhlí je produkovat velmi vysoké teploty v pecích na tavení kovů, kolem 1200-1300 stupňů. Na otevřeném vzduchu (například při grilování) bude mít spalovací teplotu asi 700⁰С. Toto uhlí je poměrně husté a často si zachovává strukturu a vzhled dřeva spáleného bez přístupu vzduchu, i když se během procesu pyrolýzy může odloupnout mnoho malých vloček.

Konečným cílem aktivace uhlíku

Co je aktivní uhlí, známé také jako aktivní uhlí? Pro přeměnu dřevěného uhlí na aktivní uhlí se v první fázi rozdrtí na částice o velikosti 3 až 10 mm a poté se znovu vypálí ve speciálních pecích: vertikálních a horizontálních rotačních, vícepolicových nebo v reaktorech s fluidním ložem. Spalování probíhá pod vlivem horké vodní páry a teplota v reaktorových pecích může dosáhnout 800-950⁰С

Tato operace mírně zvyšuje jeho poréznost, a tedy i aktivitu při pohlcování škodlivých látek. Ale taková operace z něj nedělá plnohodnotné aktivní uhlí. Pro další zpracování je nutný proces chemické aktivace solemi (dusičnany, sírany, uhličitany) nebo kyselinami (fosforečná, dusičná, sírová). Aktivace dřevěného uhlí těmito látkami probíhá při teplotách od 260 do 650⁰C. Právě pod vlivem solí nebo kyselin se pórovitost kousků dřevěného uhlí prudce zvyšuje a samotné částice mohou výrazně zvětšit objem. Plocha pórů je taková, že v pouhých 3 gramech hotového výrobku je srovnatelná s plochou fotbalového hřiště. Tento počet mikropórů činí uhlík aktivní a v závislosti na velikosti pórů absorbuje a zadržuje obrovské množství různých škodlivých látek. Co dělá z aktivního uhlí vynikající sorbent.

Chemické a fyzikální vlastnosti a indikátory

Velikost pórů, a tedy schopnost aktivního adsorbentu absorbovat určité látky, se obvykle dělí podle následující klasifikace:

• mikroporézní uhlík s velikostí pórů menší než 2 nanometry;
• uhlík s mezopóry o velikosti od 2 do 50 nanometrů;
• makroporézní uhlík s póry o velikosti 50 nanometrů.

Nejžádanější aktivní uhlí mají velikost pórů v rozmezí od 2 do 50 nanometrů. Uhlík s takovými velikostmi filtračních a adsorpčních kanálků je schopen čistit nejširší škálu roztoků od molekul znečišťujících látek jak velmi malých rozměrů (které zvládnou mikropóry 2 a ještě méně nanometrů), tak větších, kdy jsou do práce zahrnuty mezopóry až 50 nanometrů, přičemž na svém povrchu zadrží velké a rozvětvené organické molekuly.

Gradace mezopórů od 2 do 50 prokazuje svou účinnost i v případech, kdy molekuly polutantů mají kromě hlavního kompaktního jádra i „ocásky“ ve formě volných radikálů. Působení mezopórů dobře ilustruje mikrofotografie a schéma fungování takového kusu uhlí, znázorněné na obrázku:

Masivní jádro je vtaženo do makro- a mezopórů a volné radikály se ukládají v mikropórech o velikosti 2 nm nebo méně. K zadržování molekul všech velikostí v labyrintech pórů dochází v důsledku působení mezimolekulárních sil, které svého času objevil chemik Van der Waals.

Trochu jiný čisticí mechanismus funguje v případě odbarvování roztoků v případech, kdy je to nutné. Poté nejsou odstraněny mikročástice barevných nečistot, které zůstávají v tloušťce adsorbentu, ale pouze se odbarví, to znamená, že molekula se přemění na zabarvenou v důsledku navázání aktivního barviva na komplexní uhlíkatou sloučeninu vytvořenou v aktivním uhlí působením kyselin nebo solí.

Transformace uhlí aneb tajemství technologie

Pokud vezmeme všechny procesy zpracování, počínaje dřevem, lze technologický řetězec rozdělit do následujících fází:

1. Drcení surových třísek z tvrdého dřeva na velikost částic 3-5 mm.
2. Umístění surovin do bubnové sušičky. Kde se pod vlivem vysoké (ale ne vyšší než 100 stupňů) teploty zbaví třísky přebytečné vlhkosti.
3. Pyrolýza štěpky při teplotě 400-600 stupňů v pecích k tomu určených.
4. Zpracování karbonizovaného uhlí v aktivační peci v paroplynovém prostředí o teplotě od 800 do 950⁰С.
5. Chlazení aktivního uhlí.
6. Dodatečné drcení (v případě potřeby), prosévání a třídění výsledného materiálu.
7. Dodatečné zpracování s kyselinami a solemi pro získání různých druhů uhlí.
8. Mletí, sušení, balení hotových výrobků.

Paroplynová aktivace může probíhat i při vyšších teplotách, až do 1000 stupňů. Přehřátá vodní pára a CO působí v procesu jako oxidační činidla.₂. A ke zrychlení interakce vodní páry s oxidem uhličitým dochází pomocí uhličitanů a oxidů alkalických kovů. Tato metoda se používá při výrobě mikroporézního uhlíku s póry menšími než 2 nm a umožňuje výrobu adsorpčního materiálu s absorpční plochou škodlivých látek až 1500 m2/na 1 gram látky.

Aplikace aktivního uhlí v různých oblastech

Kromě zmíněného využití uhlí Bau-A v potravinářském průmyslu existují i ​​značky

• Bau-Ats – pro plnění acetylenových lahví. Tento typ aktivního uhlí se vyznačuje obsahem vlhkosti nejvýše 10 % a pevností nejméně 60 %. Hmotnostní podíl popela v něm nepřesahuje 7%.
• ANO. Toto aktivní uhlí se používá v případech, kdy je potřeba vyčistit kondenzát páry od olejových nečistot.
• Bau-MF. Čistí pitnou a odpadní vodu v podnicích Vodokanal ve všech typech filtračních zařízení.

Uhlí v různých kombinacích a s různou propustností lze využít také v lékařství k čištění krve a organismu jako celku od bakteriální kontaminace a toxinů, v kosmetologii, při těžbě drahých kovů a při rekuperaci – vracení části energie nebo surovin k druhotnému využití ve výrobních procesech. K řešení ekologických problémů se používají inovativní vláknité uhlíkové filtry se speciálně vyvinutou lineární vláknitou strukturou. Zejména se používají ve vyměnitelných sklech vícestupňových domácích filtrů na čištění vody.

V chemickém průmyslu se aktivní uhlí používá k vázání katalyzátorů v široké škále chemických procesů. A v určitých reakcích může samotné uhlí fungovat jako katalytické činidlo.

Závěr

Jak vidíme, proces výroby aktivního uhlí je poměrně složitý a vícestupňový a vyžaduje neustálou kontrolu kvality v každé fázi jeho výroby. Tato kontrola je zajištěna dostatečným teoretickým studiem všech procesů probíhajících při výrobě aktivního uhlí a použitím spolehlivých kontrolních a měřicích zařízení. Osvědčená technologie však umožnila automatizovat řadu procesů a také je škálovat v souladu s požadavky spotřebitelů.

Vícestupňová a složitost výroby chemicky čistého produktu, složitost zařízení na jeho výrobu diktuje jeho cenu na trhu: kvalitní aktivní uhlí stojí minimálně 1 dolarů za tunu a některé kategorie tohoto produktu dosahují až 200 dolarů za tunu. Situaci dále zhoršuje skutečnost, že chybí minizařízení na výrobu aktivního uhlí – jak by bylo optimální pro malé série. Vývoj a výroba plnohodnotného zařízení pro celý cyklus bude stát spoustu peněz a pravděpodobně se nevyplatí kvůli složitosti a jedinečnosti takového zařízení. A náklady na dávku uhlí se zvýší 2-000krát.

Výhodou výroby aktivního uhlí je možnost recyklace odpadů z dřevozpracujícího průmyslu. Jediným problémem používání technologických štěpků je třídění odpadu z listnatých a jehličnatých stromů. Protože odpad z různých druhů dřeva není ve směsi použit kvůli rozdílnosti technologií výroby uhlí z nich.

Objednejte si aktivní uhlí Bau-A od výrobce z Petrohradu za příznivé ceny najdete na našich stránkách ve firmě „BauSPb“