Ұнтақталған активті көмір

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Құрылысы
Активті көмір көптеген кеуектерден құралып, өте үлкен беткі құрылыстан тұратындықтан жоғары адсорбциялық (1 г активті көмір дайындалу технологиясына байланысты 500-ден 1500 м2 дейінгі) беттіліктен тұрады. Дәл осы жоғары кеуектілік активтелген көмірті активті етеді. Активтелген көмірдің кеуектілігін жоғарылату арнайы өңдеу кезінде - беттік адсорбцияны әлдеқайда жоғарылататын белсендірілуден өтеді.
Активтелген көмірді:
Макро
Мезо
Микрокеуектер деп бөледі.
Көмірдің беттік қабатында ұстау қажет болған молекулалардың өлшемдеріне байланысты көмірдің әртүрлі өлшемдегі кеуектердің қатынастары дайындалуы қажет.
Активтелген көмірде кеуектер Х сызықтық өлшемдерімен классификацияланады (жарты ені - саңылаулы тесік моделі үшін, радиус - сфералық және цилиндрлік модель үшін):
Х = 0,6-0,7 нм - микрокеуектер;
0,6-0,7 Х 1,5-1,6 нм - супер- микрокеуектер;
1,5-1,6 Х 100-200 нм - мезокеуектер;
Х 100-200 нм - макрокеуектер.

Микрокеуектердегі адсорбция механизмі.
Микрокеуектердегі адсорбция үшін (нақты көлемі 0,2-0,6 см3г и 800-1000 м2г), адсорбцияланатын молекулалардың мөлшеріне сәйкес көлемдік толтырылу механизімі тән. Супермикрокеуектерде де сәйкесінше (нақты өлшем 0,15-0,2 см3г) микрокеуектер мен мезокеуектердің аралық аудандарында өтеді. между микропорами и мезопорами.
Бұл аймақта микропоралардың қасиеттері біртіндеп бұзылады, мезопоралардың қасиеттері пайда болады.
Мезопоралардағы адсорбция механизмі адсорбциялық қабаттардың дәйекті түзілуінен (полимолекулалық адсорбция) тұрады, ол капиллярлық конденсация механизмімен кеуектерді толтырумен аяқталады.
Ал қарапайым активті көмірлерде мезокеуектердің меншіктік өлшемі 0,02-0,10 см3г құраса, меншікті беттілік ауданы 20-70 м2г; алайда кейбір активті көмірлерде (мысалы жарықтандырғыш (осветляющие)) бұл көрсеткіштер тиісінше 0,7 см3г и 200-450 м2г өлшеміне жетуі мүмкін.
Макрокеуектер (меншіктік өлшемі және беттік өлшемі 0,2-0,8 см3г и 0,5-2,0 м2г құрайды) сіңірілген заттардың молекулаларын активтендірілген көмір түйіршіктерінің адсорбциялық кеңістігіне жеткізетін тасымалдау арналары ретінде қызмет етеді. Микрокеуектер - шағын көлемдегі молекулалфқ адсорбцияға, ал мезокеуектер - әлдеқайда үлкен өлшемдегі органикалық молекулаларға сәйкес келеді.
Белсендірілген көміртектердің кеуектік құрылымына шешуші әсер етеін нәрсе олардың алынған шикізаты болмақ. Кокос скарлупасы негізіндегі активті көмірлер микрокеуектердің үлкен үлесімен айқындалса, ал тас көмір негізіндегі активтелген көмірлер аса көп мөлшердегі мезокеуектермен анықталады.
Аса көп үлестегі макрокеуектерге ағаш негізіндегі белсендірілген көмір жатады. Активті көмірде кеуектердің әртүрлілігі кезедеседі және олардың дифференциалды қисықтық бөлінуі мксимум деңгейде олардың 2-3 өлшемінен ғана тұрады. Сурепмикрокеуектердің даму сатысын активті көмірдің тар таратылуымен (мұндай кеуектер негізінде жоқ) және кең түрімен іс жүзінде кездеседі) бөледі.
Белсендірілген көмірлердің кеуектерінде адсорбциялық күштердің (Ван-дер-Вальстық күштер) табиғаты астрономиялық емес, молекулярлы деңгейде әсер ететін тартылыс күшінің пайда болуымен сипатталады. Мұндай күштер адсорбцияланатын күштер су немесе газдық ағыстардан жойылуы мүмкін болған, тұндыру реакциясына сәйкес келетін әсер туғызады. Жойылатын ластағыштардың молекулалары активтелген көмірдің беткі қабатында молекулааралық Ван-дер-Вальстық күштермен тұрақтандырылады. Осылайша, активтелген көмірлер тазартылатын заттардан (түссіздендіруден айырмашылығы мысалы химиялық заттар түссіз молекулаларға айналып, ал түсті молекулалар жойылмайды) ластағыштарды жояды. Сондай-ақ химиялық реакция адсорбцияланатын заттар мен активтелген көмірлердің беттік қабатында да туындауы мүмкін. Бүл үрдістер химиялық адсорбция немесе хемосорбция деп аталады, бірақ физикалық адсорбцияның басым бөлігі активтелген көмір мен адсорбцияланатын заттардың әрекеттесу салдарынан жүреді. Хемосорбция газдарды тазалауда, дегазацияда, металдарды бөлуде, ғылыми зерттеулер мен өндірістік мақсаттарда кеңінен қолданылады. Физикалық адсорбция қайтымды, яғни адсорбцияланған заттар беттік қабаттан бөлініп, арнайы шарттарда бастапқа қалпына келу мүмкіндігіне ия. Хемосорбция кезінде адсорбцияланған зат химиялық байланыстар арқылы беттік қабатпен байланысыып, оның химиялық қасиетін өзгертеді. Хемосорбция қайтымсыз.
Кейбір заттар жәй активтелген көмірлердің беттік қабатында әлсіз адсорбцияланады. Осындай заттар қатарына аммиак, күкірт диоксиді, қорғасын, күкіртсутек, формальдегид, хлор және цианидтік сутегі жатады. Осындай химиялық заттарды тазарту үшін арнайы химиялық реактивтермен импрегнирленген активті көмірлер аса тиімді құрал болып саналады. Импрегнированные Импрегнирленген активті көмірлер ауа және су тазартқыштардың айнайыланған аймақтарында, респираторларда, әскери бағыттарда, атомдық өндірістерде қолданылады.
Өндіріс
Активтендірілген көмірді өндіру үшін әртүрлі титегі пештер мен конструкцияларды қолданады. Солардың ішінде ең көп таралғаны:,
шахталық
көлденең
тік роторлы пештер
қайнаған қабатты реакторлар
көпжолақты многополочные

АК ең негізгі қасиеттері және ең алдымен кеуекті құрылымның негізгі қасиеттері құрамында көміртегі бар бастапқы шикізаттың түрімен және оны өңдеу әдісімен анықталады.
Алдымен құрамында көмір бар шикізатты 3-5 см өлшеміне дейән ұсақтайды
Содан кейін карбондауға (пиролиз) жіберіп, ұшқыш заттарды жою немесе ауасыз, инертті атмосферада жоғары температурада жағады. Карбондау кезеңінде АК-дің біріншілік кеуектілігі мен беріктіліг болған каркас түзіледі. Алайда, алынған карбондалған көмір (карбонизат) нашар адсорбциялық қасиетке ие, өйткені оның кеуектілігінің өлшемі кіші және ішкі беттілік қабаты тар.
Карбонизат адсорбциялық қасиеттерінің жақсаруы мен кеуектіліктің арнайыланған құрылысын алу үшін активация жасайды. Бұл активациялау үрдісінің маңыздылығы кеуектіліктің ашылуы мен көмір бар өнімде жабық күйде болуы. Бұлай не термохимиялық жолмен: материал алдын-ала мырыш хлориді ZnCl2, калий карбонаты K2CO3 немесе басқа қосылыстардың ерітіндісімен сіңдірілген және ауасых ортада 400-600 ° C дейін қыздырылған немесе өңдеудің ең кең тараған тәсілі, қыздырылған бу немесе көмірқышқыл газы СО2 немесе олардың қоспасы қатаң бақыланатын жағдайларда 700-900 ° С температурада қыздырылады. Су буымен активтендіру дегеніміз - реакцияға сәйкес көміртек өнімдерін газ тәріздес күйіне дейін тотықтыру - С+Н2О - СО+Н2; немесе артық су буымен - С+2Н2О - СО2+2Н2. Қаныққан бумен бір мезгілде активтендіру үшін аппаратқа ауаның шектеулі мөлшері жіберілетіні кеңінен қабылданды. Көмірдің бір бөлігі күйіп кетеді және реакция кеңістігінде қажетті температураға жетеді. Процестің осы нұсқасындағы белсенді көміртектің шығымы айтарлықтай төмендейді. Сондай-ақ, активтендірілген көміртекті синтетикалық полимерлерді термиялық ыдырату арқылы алады (мысалы, хлорлы поливинилиден).
Буды активтендіру ішкі бетінің ауданы бір грамм көмірге 1500 м2 дейінгі көмір өндіруге мүмкіндік береді. Осы үлкен беткейдің арқасында активтендірілген көміртектер керемет адсорбенттер болып табылады. Алайда, адсорбция үшін бұл аймақтың барлығы бірдей қол жетімді бола алмайды, өйткені адсорбцияланған заттардың үлкен молекулалары ұсақ тесіктерге ене алмайды. Активтендіру процесінде қажетті кеуектілік және меншікті беткей аумағы дамиды, ал қатты заттың күйіп кетуі деп аталатын массасының төмендеуі орын алады.
Термохимиялық активтендіру нәтижесінде түссіздену үшін қолданылатын ірі кеуекті активтендірілген көмір түзіледі. Буды активтендіру нәтижесінде жұқа кеуекті активтендірілген көмір пайда болады, ол тазалауға қолданылады.
Әрі қарай, белсенді көмір салқындатылып, алдын-ала сұрыптауға және елеуге ұшырайды, мұнда шламды електен өткізеді, содан кейін көрсетілген параметрлерді алу қажеттілігіне байланысты, белсенді көмірді қосымша өңдеуге жібереді: қышқылмен жуу, сіңдіру (импрегнирование) (әр түрлі химиялық заттармен сіңдіру), ұнтақтау және кептіру. Содан кейін активтендірілген көмірді өндірістік қаптамалармен қаптайды.
Классификация

Активтендірілген көмір жасалатын шикізат түрі бойынша (көмір, ағаш, кокос және т.б.), активтендіру әдісімен (термохимиялық және бу), мақсатына қарай (газ, қалпына келтіру, тазарту және катализаторлардың көмір тасымалдаушылары - хемосорбенттер) жіктеледі, сонымен қатар шығарылым формасына қарай. Қазіргі уақытта активтендірілген көмірлер негізінен келесі формаларда шығарылады:
Ұнтақталған активті көмір
Түйіршіктелген (ұстақталған, әртүрлә формадағы ұсақ бөлшектер) активтелген көмір
құйылған белсенді көміртегі,
экструдталған (цилиндрлік түйіршіктер) белсендірілген көмір,
белсенді көміртек сіңдірілген мата.
Ұнтақ активтендірілген көмірдің 0,1 мм-ден аз (жалпы құрамның 90% -дан астамы) бөлшектері бар. Ұнтақталған көмір өнеркәсіптік сұйықтықты тазарту үшін, соның ішінде тұрмыстық және өндірістік ағынды суларды тазарту үшін қолданылады. Адсорбциядан кейін ұнтақ көмірді сүзу арқылы тазартылатын сұйықтықтардан бөліп алу керек.
Түйіршікті активтендірілген көмірдің көлемі 0,1-ден 5 мм-ге дейінгі бөлшектері бар (құрамның 90% -дан астамы). Түйіршікті белсендірілген көмір сұйықтықты тазарту үшін, негізінен суды тазарту үшін қолданылады. Сұйықтықтарды тазарту кезінде активтендірілген көмірді сүзгілерге немесе адсорберлерге салады. Үлкен бөлшектері бар белсенді көмірді (2-5 мм) ауаны және басқа газдарды тазарту үшін қолданылады.
Пішінді активтендірілген көмір - қолданылуына байланысты әр түрлі геометриялық фигуралар түріндегі (цилиндрлер, таблеткалар, брикеттер және т.б.) белсендірілген көмір. Қалыпталған көмір әртүрлі газдар мен ауаны тазарту үшін қолданылады. Газдарды тазарту кезінде активтендірілген көмірді де сүзгілерге немесе адсорберлерге салады.
Экструдталған көмір диаметрі 0,8-ден 5 мм-ге дейінгі цилиндр түріндегі бөлшектермен өндіріледі, ереже бойынша арнайы химикаттармен сіңдіріледі және катализде қолданылады.
Көміртегі сіңдірілген маталар әр түрлі формада және мөлшерде болады, көбінесе газды және ауаны тазарту үшін қолданылады, мысалы автомобильдік ауа сүзгілерінде кеңінен қолданысқа ие.
Основные характеристики
Гранулометриялық өлшем (гранулометрия) - белсендірілген көмір түйіршіктерінің негізгі бөлігінің мөлшері. Өлшем бірлігі: миллиметр (мм), mesh USS (американдық) және mesh BSS (ағылшын). mesh USS бөлшектерінің өлшемін түрлендірудің жиынтық кестесі - миллиметр (мм) сәйкес файлда келтірілген.

Көлемді тығыздық дегеніміз - көлем бірлігін өз салмағымен толтыратын материалдың массасы. Өлшем бірлігі текше сантиметрге грамм (гсм3).
Беттік аймақ - қатты заттың массасына қатысты беткі ауданы. Өлшем бірлігі көмірдің бір шаршы метрі (м2г).

Қаттылық (немесе беріктік) - барлық өндірушілер мен белсенді көміртекті тұтынушылар беріктігін анықтаудың әртүрлі әдістерін қолданады. Әдістердің көпшілігі келесі принципке негізделген: активтендірілген көмірдің үлгісі механикалық әсерге ұшырайды, ал беріктілік өлшемі - көмірді бұзу кезінде немесе орташа мөлшерде ұнтақтау кезінде түзілетін майда фракция мөлшері. Күштің өлшемі ретінде жойылмаған көмір мөлшері процентпен алынады (%).
Ылғалдылық-белсенді көмірдегі ылғал мөлшері. Өлшем бірлігі-пайыздар (%).
Күл-белсенді көмірдегі күл мөлшері (кейде тек суда еритін деп саналады). Өлшем бірлігі-пайыздар (%).
су сығындысының рН-белсенді көмірдің ілмегін қайнатқаннан кейін су ерітіндісінің рН мәні.
Қорғаныс әсері-активтендірілген көмір қабатымен газдың ең аз концентрациясын өткізу басталғанға дейін белгілі бір газдың көмірмен адсорбция уақытын өлшеу. Бұл тест ауаны тазарту үшін қолданылатын көмір үшін қолданылады. Көбінесе белсенді көмір бензол немесе тетрахлорлы көміртегі бойынша тексеріледі (тетрахлорметан CCl4).
СТС адсорбция (төртхлорлы көміртек бойынша адсорбция) - белсендірілген көмір көлемі арқылы төртхлорлы көміртек өтеді, қанықтыру тұрақты массаға дейін жүреді, содан кейін көмір ілмегіне пайызбен (%) жатқызылған адсорбцияланған бу мөлшері алынады.
Йод индексі (йодтың адсорбциясы, йодтың саны) - 1 грамм белсендірілген көмірді ұнтақ түрінде сұйылтылған су ерітіндісінен адсорбциялай алатын миллиграммдағы йод мөлшері. Өлшем бірлігі-мг ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.