زغال فعال شده(Avtivated Carbon) چیست؟

زغال فعال شده(Avtivated Carbon) چیست؟
اصطلاح زغال فعال شده نشان دهنده یک سری از مواد جذب کننده سطحی , با جنسی زغالی و شکل کریستالی می باشد که در ساختار داخلی آن روزنه های زیادی وجود دارد.
زغال فعال شده دارای کاربردهای زیادی است, از جمله مصارف آن:
- تصفیه آبها ( آب شرب, آب آکواریومها, آبهای صنعتی), از نظر رنگ و بو و طعم
- رنگزدایی از قند و شکر
- بازیافت طلا
- بهسازی رنگ و طعم در نوشیدنی ها و آب میوه ها
- استفاده در دستگاههایی مثل: تصفیه کننده های هوا, خوش بو کننده ها, تصفیه کننده های صنعتی و ...
- ....




زغال فعال شده چیست؟
اصطلاح زغال فعال شده نشان دهنده یک سری از مواد جذب کننده سطحی , با جنسی زغالی و شکل کریستالی می باشد که در ساختار داخلی آن روزنه های زیادی وجود دارد.
زغال فعال شده دارای کاربردهای زیادی است, از جمله مصارف آن:
- تصفیه آبها ( آب شرب, آب آکواریومها, آبهای صنعتی), از نظر رنگ و بو و طعم
- رنگزدایی از قند و شکر
- بازیافت طلا
- بهسازی رنگ و طعم در نوشیدنی ها و آب میوه ها
- استفاده در دستگاههایی مثل: تصفیه کننده های هوا, خوش بو کننده ها, تصفیه کننده های صنعتی و ...
- ....

تولید زغال فعال شده
اصول و فنون گوناگونی در ساخت و تولید زغالهای فعال شده وجود دارد که به 3 اصل بستگی دارد:
- نوع ماده اولیه
- مشخصات فیزیکی مورد نظر برای محصول (زغال فعال شده)
- مشخصات جذبی برای کاربردهای مختلف
شیوه های فعالسازی که بیشتر در تولیدات تجاری بکار میرود عبارتند از:
فعال سازی شیمیایی،فعال سازی توسط بخار

فعال سازی شیمیایی:
این شیوه بیشتر برای مواردی است که مواد اولیه آن چوب و یا زغال سنگ نارس(
Peat) می باشد. مواد اولیه را با یک عامل آبگیر مانند اسید فسفریک P2O5 یا کلرید زنیک ZnCl2 آغشته می کنند تا ماده ای خمیری حاصل شود. این ماده را در بازه دمایی 500 - 800 درجه سانتیگراد حرارت میدهند تا کربن فعال شود.
زغال فعال شده حاصل را بعد از شستشو خشک و به پودر تبدیل می کنند.
زغال فعال شده بدست آمده توسط این روش , دارای منافذ باز زیادی است و برای جذب مولکول های بزرگ بسیار مناسبند.

فعال سازی توسط بخار:
این روش بیشتر برای موادهای اولیه ای چون چوب نیم سوخته, زغال سنگ و پوست نارگیل که زغالی شده اند به کار می رود. فعال سازی در بازه دمایی 800 1100 درجه سانتیگراد و در حضور بخار انجام می شود.
در آغاز مواد زغالی با بخار به گاز تبدیل می شوند که به واکنش
water-gaz معروف است:

(C + H2oCO + H2 175.440 KJ/(KgMol

این واکنش گرماگیر است و گرمای مورد نیاز توسط سوختن ناقص
CO و H2 بصورت زیر تامین می شود:

(2CO + O2 2CO2 + 393.790 KJ/(KgMol
(2H2 + O2 2H2O + 396.650KJ/(KgMol

در ضمن هوا به مقدار مورد نیاز وارد واکنش می شود تا زغال نسوزد.
زغال های فعال شده ی تولید شده توسط این روش معمولا دارای منافذ ریزند و برای جذب مواد از مایعات و گازها مناسبند.

ویژگی های جذبی و فیزیکی
گونه های مختلفی از زغال های فعال شده با ویژگی های مشخص وجود دارند که خصوصیات هر یک از آنها بستگی به مواد اولیه و فنون به کا ر رفته در تولید آنها بستگی دارد. در انتخاب یک گونه زغال فعال شده, برای بهبود بخشیدن به فرایندها, نیاز به شناخت دقیق ویژگی های فیزیکی و جذبی مواد داریم.

ویژگی های جذبی:(1 سطح: با استفاده از N2حدود منافذ سطحی زغال فعال شده را اندازه می گیرند.هر چه سطح زغال فعال شده بیشنر باشد, قسمتهای جاذب نیز بیشترند.
2) اندازه منافذ: تعیین اندازه های یک زغال فعال شده میتواند راهی مناسب برای تشخیص خصوصیات آن باشد.که در
IUPAC منافذ بر اساس اندازه به صورت زیر دسته بندی شده اند:
Microporesr<1nmMesopores r 1-25nmMicropores r>25
که
mesopore ها برای جا به جایی و Micropore ها برای جذب مواد هستند.
3) تخلخل: یکی از راههای اندازه گیری میزان تخلخل در توده ای از زغال فعال شده , استفاده از میزان جذب
CCl4 خالص در حالت گازی می باشد.

- ویژگیهای فیزیکی:
1) سختی و مقاومت در برابر حرارت و فشار : زغال های فعال شده دارای سختی های متفاوتی هستند که مربوز به مواد اولیه و شیوه تهیه آنها می باشد. بنا به درجه سختی, هر یک از آنها کاربردهای متفاوتی دارند.
2)
چگالی
3)
اندازه ذرات: هر چقدرکه اندازه ذرات زغال فعال شده کوچکتر باشد, سرعت جذب بیشتر است.
***زغال فعال شده را به سه شکل دانه ای , پودر و استوانه ای میسازند.***
زغال فعال شده چگونه کار می کند؟
زغال فعال شده مواد اورگانیک را از محیط اطرافش جذب می کند , که عمل انتقال آلاینده از فاز مایع ( آب) به فاز جامد ( کربن) صورت می گیرد.نیروی جاذبه ای باعث تشکیل یک پیوند بین آلاینده و کربن و چسبیدن آنها به هم می شود.
علاوه بر این باکتری هایی به سطح خارجی زغال فعال شده می چسبند و بخشی از آلاینده ها را جذب و مصرف می کنند.
جذب منجر به پخش یک گاز یا ترکیب در شبکه متخلخل زغال فعال شده می گردد , جایی که یک واکنش شیمیایی یا یک ثبات فیزیکی روی می دهد. به عنوان مثال ازن
O3
در قسمتی که جذب می شود , قسمتی از زغال فعال شده را اکسید میکند, و 3
O به O2 تبدیل می شود و ازن در ساختار کربن اندوخته و گردآوری نمی شود.
جذب در زغال فعال شده دارای 3 مرحله است:
1- تماس ذرات آلاینده محلول در مایع ( آب) با ذرات زغال فعال شده
2- پخش شدن ذرات آلاینده در شبکه متخلخل زغال فعال شده
3- جذب ذرات آلاینده به زغال فعال شده و بوجود آمدن یک پبوند برگشت ناپذیر

***این 3 مرحله همزمان رخ می دهند***

بازیافت زغال فعال شده
به مرور زمان و استفاده از زغال فعال شده , سطح آن از مواد آلاینده اشباع می شود. زغال فعال شده یک محصول گران است و در عین حال میتواند در چرخه بازیافت قرار گیرد و مجددا مورد استفاده قرار گیرد. بازیافت زغال فعال شده , هزینه کمی نسبت به تولید اولیه دارد و دارای قیمت ارزانتری نیز می باشد.

 

ture

عضو جدید
با سلام و تشکر

می خواستم بپرسم "activated carbon " ترکیب شیمیایی میدهد یا فقط بصورت فیزیکی عمل می کند ؟
و سوال دوم من اینکه : در عبور سیال از بستر A.C. ، آیا ذرات ریز کربن با سیال شسته می شود و نیاز به فیلت.ر دیگری دارد یا نه ؟
 
آخرین ویرایش:

پیرجو

مدیر ارشد
مدیر کل سایت
مدیر ارشد
ترکیب شیمیایی در صورتی حاصل می شود که در اثر تماس با ماده ی دیگر میل آزاد شدن و تمایل برای جذب و یا از دست دادن افزاریش پیدا کند. ولی تا اون جایی که من می دونم معمولا زغال ها خیلی کم واکنش های شیمیایی می دهند. ادامه جواب رو به عهده ی خود اغازگر تاپیک می گذارم.
فکر کنم اون کلمات ستاره دار فیلتـر می باشد.
 
با سلام و تشکر

می خواستم بپرسم "activated carbon " ترکیب شیمیایی میدهد یا فقط بصورت فیزیکی عمل می کند ؟
و سوال دوم من اینکه : در عبور سیال از بستر A.C. ، آیا ذرات ریز کربن با سیال شسته می شود و نیاز به فیلت.ر دیگری دارد یا نه ؟
ممنون از توجهتون
در مورد سوال اولتون ، هم میتونه واکنش شیمیایی در پیش داشته باشه و هم فیزیکی یعنی هم جذب شیمیایی و هم جذب فیزیکی .
که در اکثر موارد جذب فیزیکی خواهد بود
اگر شیمیایی باشد که قابل برگشت نخواهد بود و کربن قابلیت استفاده دوباره نخواهد داشت ولی اگر فیزیکی باشد که در اکثر موارد همینگونه است ، کربن را میتوان احیا کرد و دوباره از آن استفاده نمود .

در مورد سوال دوم هم باید بگم که خیر . نیازی به ***** نیست . ولی این طبیعی است که بعد از مدتی البته طولانی کربن کارایی خود را از دست میدهد و طول این مدت بستگی به کاربرد و نوع سیال و اینکه واکنش شیمیایی ایجاد میشود یا جذب فیزیکی ، دارد .

ضمنا درصد شستگی آن خیلی کم است . این مورد در طراحی ها بدقت بررسی میشود که دبی سیال عبوری وسرعت ان وقتی از روی کربن عبور میکند به حدی باشد که کربن شسته نشود . یعنی سرعت سیال هم خیلی مهم است
اگر سرعت کم باشد که افت فشار ایجاد میشود و اگر زیاد باشد که باعث جابجایی و یا شسته شدن کربن میشود .

احیای کربن فعال توسط بخار آب با دمای زیاد انجام میشود
یه چیز جالب هم در مورد کربن فعال بگم که این ماده به قدری جهت جذب سطح دارد که اگر یک قاشق چایخوری از آن ( تقریبا یک گرم ) را بطور کامل پخش کنیم مساحت آن به اندازه یک زمین فوتبال خواهد شد !
 
بالا