Węgiel aktywowany

Odżywianie

Ceny w aptekach internetowych:

Węgiel aktywny jest lekiem odtruwającym, adsorbentem. To najbardziej dostępny enterosorbent, który służy do oczyszczania organizmu z alergenów, toksyn, toksyn. Węgiel aktywny jest szeroko stosowany jako środek wspomagający odchudzanie, a także w leczeniu chorób jelit i skóry.

Skład i forma uwalniania węgla aktywnego

Głównym składnikiem aktywnym jest węgiel pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, poddany specjalnej obróbce. Produkowany jest w postaci tabletek 0,25 i 0,5 g. Opakowanie zawiera 10 tabletek.

Analogi węgla aktywnego

Następujące leki mają podobny efekt:

  • Karbaktyna;
  • Carbopect;
  • Carbosorb;
  • Lopedium;
  • Nadtlenek magnezu;
  • Microsorb-P;
  • Sorbex;
  • Stoperan;
  • Ultra-Adsorb;
  • Owoce czeremchy.

Farmakologiczne działanie węgla aktywnego

Węgiel aktywny jest lekiem adsorbującym, odtruwającym, przeciwbiegunkowym o dużej aktywności powierzchniowej, dzięki czemu substancje zmniejszające energię powierzchniową są wiązane bez zmiany ich charakteru chemicznego.

Węgiel pochłania szereg związków:

  • Alkaloidy;
  • Barbiturany;
  • Gazy;
  • Glikozydy;
  • Salicylany;
  • Sole metali ciężkich;
  • Toksyny.

Pod działaniem węgla aktywnego zmniejsza się ich wchłanianie w przewodzie pokarmowym i upraszcza wydalanie z organizmu z kałem.

Jako sorbent węgiel jest aktywny w hemoperfuzji. Słaba adsorpcja w stosunku do kwasów i zasad, w tym soli żelaza, cyjanków, malationu, metanolu, glikolu etylenowego. Nie podrażnia błon śluzowych, aw przypadku stosowania miejscowego Węgiel aktywny przyspiesza gojenie się owrzodzeń.

Aby osiągnąć maksymalny efekt, zaleca się przyjmowanie tabletek w ciągu pierwszych godzin lub bezpośrednio po zatruciu..

Podczas leczenia odurzenia nadmiar węgla powstaje w żołądku (przed jego umyciem), a także w jelicie (po umyciu żołądka).

Wysokie dawki są wymagane, jeśli w przewodzie pokarmowym znajdują się masy pokarmowe: są one pochłaniane przez węgiel, zmniejszając jego aktywność. Niskie stężenie leku prowadzi do desorpcji i wchłaniania związanej substancji. Wielokrotne płukanie żołądka i powołanie węgla aktywowanego, zdaniem lekarzy, zapobiega resorpcji uwolnionej substancji.

W przypadku zatrucia substancjami biorącymi udział w krążeniu jelitowo-wątrobowym (glikozydy nasercowe, indometacyna, morfina lub inne opiaty) tabletki należy przyjmować przez kilka dni.

Szczególną skuteczność adsorbentu obserwuje się w hemoperfuzji po ostrym zatruciu teofiliną, glutetymidem lub barbituranami.

Wskazania do stosowania węgla aktywnego

Węgiel aktywny jest wskazany w przypadku następujących chorób:

  • Niestrawność;
  • Wzdęcia i inne procesy gnilne i fermentacyjne w jelitach;
  • Zwiększona kwasowość i nadmierne wydzielanie soku żołądkowego;
  • Biegunka;
  • Ostre zatrucia, w tym glikozydy, alkaloidy, sole metali ciężkich;
  • Toksykoinfekcja żywności;
  • Czerwonka;
  • Salmonelloza;
  • Choroba oparzeniowa w stadium zatrucia i posocznicy;
  • Przewlekłą niewydolność nerek;
  • Przewlekłe i ostre wirusowe zapalenie wątroby;
  • Marskość wątroby;
  • Reakcje alergiczne;
  • Astma oskrzelowa;
  • Atopowe zapalenie skóry.

Tabletki są również przepisywane w celu zmniejszenia tworzenia się gazów w jelicie w ramach przygotowania do badania ultrasonograficznego i rentgenowskiego.

Dopuszcza się wspomaganie odchudzania węgla aktywowanego po konsultacji z lekarzem i dobraniu odpowiedniej diety..

Przeciwwskazania

Przeciwwskazania do powołania węgla aktywnego to:

  • Wysoka indywidualna wrażliwość;
  • Wrzód trawienny żołądka i dwunastnicy;
  • Nieswoiste wrzodziejące zapalenie okrężnicy;
  • Krwawienie z przewodu pokarmowego;
  • Atonia jelitowa;
  • Jednoczesne przyjmowanie substancji antytoksycznych, których działanie rozpoczyna się po wchłonięciu.

Metoda wykorzystania węgla aktywnego

Tabletki lub wodną zawiesinę węgla aktywnego, zgodnie z instrukcją, przyjmuje się doustnie 1 godzinę przed posiłkiem i innymi lekami. Aby uzyskać zawiesinę, wymaganą ilość leku miesza się z 0,5 szklanki wody.

Średnia dzienna dawka dla dorosłych to 1-2 g, maksymalna to 8 g. Obliczenie dawki dla dzieci na podstawie masy ciała - 0,05 g / kg 3 razy dziennie, ale nie więcej niż 0,2 mg / kg jednorazowo.

W chorobach ostrych przebieg leczenia trwa 3-5 dni, aw chorobach alergicznych lub przewlekłych - do 2 tygodni. Po 14 dniach terapię można powtórzyć zgodnie z zaleceniami lekarza.

Z niestrawnością lub wzdęciami Węgiel aktywowany przyjmuje się doustnie 1-2 g 3-4 razy dziennie przez 3-7 dni.

Zawiesina służy do płukania żołądka w przypadku ostrych zatruć. Następnie roztwór pije się w ilości 20-30 g.

Przy zwiększonym wydzielaniu soku żołądkowego dorośli potrzebują 10 g 3 razy dziennie między posiłkami, dzieci poniżej 7 lat - 5 g, a dzieci 7-14 lat - 7 g na posiłek. Przebieg leczenia to 1-2 tygodnie.

Skutki uboczne węgla aktywnego

Skutkami ubocznymi węgla aktywnego mogą być:

  • Zaparcie;
  • Biegunka;
  • Niestrawność;
  • Taborety czarne;
  • Embolizm;
  • Krwotok;
  • Hipoglikemia;
  • Hipokalcemia;
  • Hipotermia;
  • Niższe ciśnienie krwi.

Długotrwałe stosowanie może prowadzić do upośledzonego wchłaniania tłuszczów, białek, wapnia, witamin, hormonów, składników odżywczych;

Interakcje lekowe

Węgiel aktywowany według opinii upośledza wchłanianie i skuteczność jednocześnie przyjmowanych leków, a także ogranicza aktywność substancji działających wewnątrz żołądka, np. Ipequana.

Warunki przechowywania

Węgiel aktywny zgodnie z instrukcją powinien być przechowywany w suchym miejscu i oddzielony od substancji emitujących do atmosfery opary lub gazy. Przechowywanie w wilgotnym środowisku i na powietrzu zmniejsza zdolność sorpcyjną leku.

Znalazłeś błąd w tekście? Wybierz go i naciśnij Ctrl + Enter.

Węgiel aktywowany

Surowce i skład chemiczny

Struktura

Produkcja

Klasyfikacja

Główna charakterystyka

Obszary zastosowania

Regeneracja

Historia

Węgiel aktywowany Carbonut

Dokumentacja

Surowce i skład chemiczny

Węgiel aktywny (lub aktywowany) (z łac. Carbo activatus) to adsorbent - substancja o wysoko rozwiniętej strukturze porowatej, która jest otrzymywana z różnych materiałów zawierających węgiel pochodzenia organicznego, takich jak węgiel drzewny, koks węglowy, koks naftowy, łupiny orzecha kokosowego, orzechy włoskie, pestki moreli, oliwek i innych upraw owocowych. Za najlepszy pod względem jakości czyszczenia i żywotności uważa się węgiel aktywny (karbolen), wytwarzany z łupin orzecha kokosowego, a dzięki swojej dużej wytrzymałości może być wielokrotnie regenerowany.

Z chemicznego punktu widzenia węgiel aktywny jest jedną z form węgla o niedoskonałej strukturze, praktycznie wolną od zanieczyszczeń. Węgiel aktywny zawiera 87-97% masy węgla; może również zawierać wodór, tlen, azot, siarkę i inne substancje. Pod względem składu chemicznego węgiel aktywny jest podobny do grafitu, materiału używanego m.in. w zwykłych ołówkach. Węgiel aktywny, diament, grafit - to są różne formy węgla, które są praktycznie wolne od zanieczyszczeń. Ze względu na charakterystykę strukturalną węgle aktywne należą do grupy mikrokrystalicznych odmian węgla - są to krystality grafitu składające się z płaszczyzn o długości 2-3 nm, które z kolei tworzą sześciokątne pierścienie. Jednak orientacja poszczególnych płaszczyzn kratowych, typowa dla grafitu, względem siebie w węglach aktywnych jest naruszona - warstwy są losowo przesunięte i nie pokrywają się w kierunku prostopadłym do ich płaszczyzny. Oprócz krystalitów grafitu węgiel aktywny zawiera od jednej do dwóch trzecich amorficznego węgla; razem z nim występują heteroatomy. Niejednorodna masa, składająca się z grafitu i amorficznych krystalitów węgla, decyduje o specyficznej porowatej strukturze węgli aktywnych, ich właściwościach adsorpcyjnych i fizyczno-mechanicznych. Obecność w strukturze węgla aktywnego tlenu związanego chemicznie, tworzącego powierzchniowe związki chemiczne o charakterze zasadowym lub kwaśnym, znacząco wpływa na ich właściwości adsorpcyjne. Zawartość popiołu w węglu aktywnym może wynosić 1-15%, czasami jest odpopielany do 0,1-0,2%.

Struktura

Węgiel aktywny posiada ogromną liczbę porów i dlatego ma bardzo dużą powierzchnię, dzięki czemu charakteryzuje się wysoką adsorpcją (1g węgla aktywnego w zależności od technologii produkcji ma powierzchnię od 500 do 1500 m2). To właśnie wysoki poziom porowatości powoduje, że węgiel aktywny jest „aktywny”. Wzrost porowatości węgla aktywnego następuje podczas specjalnej obróbki - aktywacji, która znacznie zwiększa powierzchnię adsorbentu.

W węglu aktywnym występują makro-, mezo- i mikropory. W zależności od wielkości cząsteczek, które mają być zatrzymane na powierzchni węgla, należy produkować węgiel o różnych stosunkach wielkości porów. Pory w węglu aktywnym są klasyfikowane według ich wymiarów liniowych - X (połowa szerokości - dla modelu porów szczelinowych, promień - dla cylindrycznych lub kulistych):

  • X 100-200 nm - makropory.

W przypadku adsorpcji w mikroporach (objętość właściwa 0,2-0,6 cm 3 / gi 800-1000 m2 / g), porównywalnej wielkością z zaadsorbowanymi cząsteczkami, mechanizm objętościowego napełniania jest głównie charakterystyczny. Podobnie adsorpcja zachodzi w supermikroporach (objętość właściwa 0,15-0,2 cm 3 / g) - obszary pośrednie między mikroporami i mezoporami. W tym rejonie właściwości mikroporów ulegają stopniowej degeneracji, pojawiają się właściwości mezoporów. Mechanizm adsorpcji w mezoporach polega na sekwencyjnym tworzeniu się warstw adsorpcyjnych (adsorpcja polimolekularna), co kończy się wypełnieniem porów przez mechanizm kondensacji kapilarnej. W przypadku zwykłego węgla aktywnego objętość właściwa mezoporów wynosi 0,02-0,10 cm 3 / g, a powierzchnia właściwa 20-70 m2 / g; jednakże w przypadku niektórych węgli aktywnych (na przykład węgla klarującego) wskaźniki te mogą osiągnąć odpowiednio 0,7 cm 3 / g i 200-450 m2 / g. Makropory (objętość właściwa i powierzchnia odpowiednio 0,2-0,8 cm 3 / gi 0,5-2,0 m2 / g) służą jako kanały transportowe doprowadzające cząsteczki zaabsorbowanych substancji do przestrzeni adsorpcyjnej granulek węgla aktywnego. Mikro- i mezopory stanowią największą część powierzchni odpowiednio węgla aktywnego i mają największy udział w ich właściwościach adsorpcyjnych. Mikropory są szczególnie dobrze przystosowane do adsorpcji małych cząsteczek, a mezopory są szczególnie dobrze przystosowane do adsorpcji większych cząsteczek organicznych. Decydujący wpływ na strukturę porów węgli aktywnych ma surowiec, z którego są one pozyskiwane. Węgiel aktywowany na bazie łupin orzecha kokosowego charakteryzuje się większym udziałem mikroporów, a węgiel aktywny na bazie węgla - większą zawartością mezoporów. Duży udział makroporów jest charakterystyczny dla węgla aktywnego na bazie drewna. Z reguły wszystkie typy porów występują w węglu aktywnym, a zróżnicowana krzywa ich rozkładu objętości według wielkości ma 2-3 maksima. W zależności od stopnia rozwoju supermikroporów węgiel aktywny wyróżnia się wąskim rozkładem (tych porów praktycznie nie ma) i szerokim (znacznie rozwiniętym).

W porach węgla aktywnego występuje przyciąganie międzycząsteczkowe, co prowadzi do powstania sił adsorpcyjnych (sił van der Waalsa), które ze swej natury są zbliżone do siły grawitacji, z tą różnicą, że działają na poziomie molekularnym, a nie astronomicznym. Siły te wywołują reakcję podobną do opadów atmosferycznych, w której zaadsorbowane substancje można usunąć ze strumieni wody lub gazu. Cząsteczki usuniętych zanieczyszczeń są zatrzymywane na powierzchni węgla aktywnego przez międzycząsteczkowe siły van der Waalsa. W ten sposób węgle aktywowane usuwają zanieczyszczenia z oczyszczanych substancji (w przeciwieństwie np. Od przebarwień, kiedy cząsteczki kolorowych zanieczyszczeń nie są usuwane, ale są chemicznie przekształcane w bezbarwne cząsteczki). Mogą również zachodzić reakcje chemiczne między zaadsorbowanymi substancjami a powierzchnią węgla aktywnego. Procesy te nazywane są adsorpcją chemiczną lub chemisorpcją, ale zasadniczo proces fizycznej adsorpcji zachodzi podczas interakcji węgla aktywnego i zaadsorbowanej substancji. Chemisorpcja jest szeroko stosowana w przemyśle do oczyszczania gazów, odgazowywania, separacji metali, a także w badaniach naukowych. Adsorpcja fizyczna jest odwracalna, co oznacza, że ​​zaadsorbowane substancje można oddzielić od powierzchni i przywrócić do pierwotnego stanu w określonych warunkach. W przypadku chemisorpcji zaadsorbowana substancja wiąże się z powierzchnią za pomocą wiązań chemicznych, zmieniając jej właściwości chemiczne. Chemisorpcja nie jest odwracalna.

Niektóre substancje są słabo adsorbowane na powierzchni konwencjonalnego węgla aktywnego. Substancje te obejmują amoniak, dwutlenek siarki, opary rtęci, siarkowodór, formaldehyd, chlor i cyjanowodór. W celu skutecznego usunięcia takich substancji stosuje się węgiel aktywny impregnowany specjalnymi odczynnikami chemicznymi. Węgle aktywowane impregnowane znajdują zastosowanie w wyspecjalizowanych obszarach oczyszczania powietrza i wody, w respiratorach, do celów wojskowych, w przemyśle nuklearnym itp..

Produkcja

Do produkcji węgla aktywnego stosuje się piece różnego typu i konstrukcji. Najbardziej rozpowszechnione to: wielopółkowe, szybowe, poziome i pionowe piece obrotowe, a także reaktory ze złożem fluidalnym. O głównych właściwościach węgla aktywnego, a przede wszystkim o strukturze porowatej decyduje rodzaj wyjściowego surowca zawierającego węgiel oraz sposób jego obróbki. W pierwszej kolejności surowce zawierające węgiel są kruszone do wielkości cząstek 3-5 cm, następnie poddawane są karbonizacji (pirolizie) - wypalaniu w wysokich temperaturach w obojętnej atmosferze bez dostępu powietrza w celu usunięcia substancji lotnych. Na etapie karbonizacji tworzy się szkielet przyszłego węgla aktywnego - pierwotna porowatość i wytrzymałość.

Jednak otrzymany karbonizowany węgiel (karbonizat) ma słabe właściwości adsorpcyjne, ponieważ jego rozmiary porów są małe, a powierzchnia wewnętrzna jest bardzo mała. Dlatego karbonizat poddaje się aktywacji w celu uzyskania określonej struktury porów i poprawy właściwości adsorpcyjnych. Istota procesu aktywacji polega na otwarciu porów w stanie zamkniętym materiału węglowego. Odbywa się to termochemicznie: materiał jest wstępnie impregnowany roztworem chlorku cynku ZnCl2, węglan potasu K.2WSPÓŁ3 lub inne związki i podgrzane do 400-600 ° C bez dostępu powietrza lub, w najbardziej powszechny sposób, za pomocą przegrzanej pary lub dwutlenku węgla CO2 lub ich mieszanina w temperaturze 700-900 ° C w ściśle kontrolowanych warunkach. Aktywacja parą wodną to utlenianie zwęglonych produktów do gazowych zgodnie z reakcją - C + H2O -> CO + H2; lub z nadmiarem pary wodnej - C + 2H2O -> CO2+2H2. Powszechnie przyjmuje się, że do aparatu wprowadza się ograniczoną ilość powietrza w celu aktywacji jednocześnie z parą nasyconą. Część węgla wypala się i w przestrzeni reakcyjnej zostaje osiągnięta żądana temperatura. Wydajność węgla aktywnego w tej wersji procesu jest znacznie zmniejszona. Węgiel aktywny jest również otrzymywany przez rozkład termiczny syntetycznych polimerów (na przykład polichlorek winylidenu).

Aktywacja parą wodną pozwala na produkcję węgli o wewnętrznej powierzchni do 1500 m2 na gram węgla. Dzięki tak ogromnej powierzchni węgle aktywne są doskonałymi adsorbentami. Jednak nie cały ten obszar może być dostępny do adsorpcji, ponieważ duże cząsteczki zaadsorbowanych substancji nie mogą wnikać w małe pory. W procesie aktywacji rozwija się wymagana porowatość i powierzchnia właściwa, następuje znaczący spadek masy ciała stałego, tzw. Wypalenie..

W wyniku aktywacji termochemicznej powstaje gruboporowaty węgiel aktywny, który służy do wybielania. W wyniku aktywacji parą powstaje drobnoporowaty węgiel aktywny, który jest używany do czyszczenia.

Następnie węgiel aktywny jest schładzany i poddawany wstępnemu sortowaniu i przesiewaniu, gdzie szlam jest odsiewany, a następnie w zależności od potrzeby uzyskania określonych parametrów węgiel aktywny poddawany jest dodatkowej obróbce: myciu kwasem, impregnacji (impregnacja różnymi chemikaliami), rozdrabnianiu i suszeniu. Następnie węgiel aktywny pakowany jest do opakowań przemysłowych: worków lub big-bagów.

Klasyfikacja

Węgiel aktywny klasyfikowany jest ze względu na rodzaj surowca, z którego jest wykonany (węgiel, drewno, kokos itp.), Zgodnie z metodą aktywacji (termochemiczna i parowa), według przeznaczenia (gaz, rekuperacja, klarowanie i węgiel nośniki katalizatorów - sorbenty chemiczne), a także w formie wydania. Obecnie węgiel aktywny produkowany jest głównie w następujących formach:

  • sproszkowany węgiel aktywny,
  • ziarnisty (pokruszony, nieregularny kształt) węgiel aktywny,
  • formowany węgiel aktywny,
  • ekstrudowany (cylindryczne granulki) węgiel aktywny,
  • ściereczka z węgla aktywowanego.

Sproszkowany węgiel aktywny ma cząstki mniejsze niż 0,1 mm (ponad 90% całej kompozycji). Węgiel mielony jest używany do przemysłowego oczyszczania cieczy, w tym do oczyszczania ścieków bytowych i przemysłowych. Po adsorpcji sproszkowany węgiel należy oddzielić od cieczy, które mają być oczyszczone, przez filtrację.

Granulowany węgiel aktywny o wielkości cząstek od 0,1 do 5 mm (ponad 90% składu). Ziarnisty węgiel aktywny służy do oczyszczania cieczy, głównie do oczyszczania wody. Podczas czyszczenia cieczy węgiel aktywny umieszcza się w filtrach lub adsorberach. Węgiel aktywny o większych cząstkach (2-5 mm) służy do oczyszczania powietrza i innych gazów.

Kształtowany węgiel aktywny to węgiel aktywny w postaci różnych kształtów geometrycznych w zależności od zastosowania (cylindry, tabletki, brykiety itp.). Węgiel formowany służy do oczyszczania różnych gazów i powietrza. Podczas oczyszczania gazów węgiel aktywny jest również umieszczany w filtrach lub adsorberach.

Węgiel ekstrudowany produkowany jest z cząstkami w postaci walców o średnicy od 0,8 do 5 mm, z reguły jest impregnowany (impregnowany) specjalnymi chemikaliami i używany w katalizie.

Tkaniny impregnowane węglem są dostępne w różnych kształtach i rozmiarach, najczęściej używane do oczyszczania gazów i powietrza, np. W samochodowych filtrach powietrza.

Główna charakterystyka

Wielkość granulometryczna (granulometria) - wielkość głównej części granulek węgla aktywnego. Jednostka miary: milimetry (mm), oczko USS (amerykańskie) i oczko BSS (angielskie). Tabela podsumowująca przeliczanie rozmiaru cząstek siatki USS - milimetry (mm) jest podana w odpowiednim pliku.

Gęstość nasypowa to masa materiału wypełniającego jednostkę objętości pod własnym ciężarem. Jednostka miary - gram na centymetr sześcienny (g / cm 3).

Pole powierzchni - pole powierzchni ciała stałego w stosunku do jego masy. Jednostka miary - metr kwadratowy na gram węgla (m 2 / g).

Twardość (lub wytrzymałość) - wszyscy producenci i konsumenci węgla aktywnego stosują znacząco różne metody określania wytrzymałości. Większość metod opiera się na następującej zasadzie: próbka węgla aktywnego poddawana jest naprężeniom mechanicznym, a miarą wytrzymałości jest ilość drobnej frakcji powstałej podczas niszczenia węgla lub mielenia o średniej wielkości. Jako miarę wytrzymałości, ilość niezepsutego węgla przyjmuje się jako procent (%).

Wilgotność to ilość wilgoci w węglu aktywnym. Jednostka miary - procent (%).

Zawartość popiołu - ilość popiołu (czasami uważa się go za rozpuszczalny tylko w wodzie) w węglu aktywnym. Jednostka miary - procent (%).

pH ekstraktu wodnego - wartość pH wodnego roztworu po wygotowaniu w nim próbki węgla aktywnego.

Działanie ochronne - pomiar czasu adsorpcji określonego gazu przez węgiel przed przejściem minimalnych stężeń gazu przez warstwę węgla aktywnego. Test ten jest stosowany do węgli używanych do oczyszczania powietrza. Najczęściej węgiel aktywny jest testowany na obecność benzenu lub tetrachlorku węgla (inaczej tetrachlorek węgla CCl4).

Adsorpcja STS (adsorpcja na czterochlorku węgla) - czterochlorek węgla przepuszczany jest przez objętość węgla aktywnego, następuje nasycenie do stałej masy, następnie uzyskuje się ilość zaadsorbowanej pary odniesioną do próbki węgla w procentach.

Indeks jodowy (adsorpcja jodu, liczba jodowa) - ilość jodu w miligramach, jaką może zaadsorbować 1 gram węgla aktywnego w postaci proszku z rozcieńczonego roztworu wodnego. Jednostka miary - mg / g.

Adsorpcja błękitu metylenowego to liczba miligramów błękitu metylenowego wchłonięta przez jeden gram węgla aktywnego z roztworu wodnego. Jednostka miary - mg / g.

Odbarwienie melasy (liczba lub wskaźnik melasy, wskaźnik dla melasy) - ilość węgla aktywnego w miligramach wymagana do 50% klarowania standardowego roztworu melasy.

Obszary zastosowania

Węgiel aktywny dobrze adsorbuje organiczne, wielkocząsteczkowe substancje o niepolarnej strukturze, np. Rozpuszczalniki (węglowodory chlorowane), barwniki, oleje itp. Możliwości adsorpcji rosną wraz ze spadkiem rozpuszczalności w wodzie, większą niepolarnością struktury i wzrostem masy cząsteczkowej. Węgle aktywowane dobrze adsorbują opary substancji o stosunkowo wysokiej temperaturze wrzenia (na przykład benzen C.6H.6), gorzej - związki lotne (na przykład amoniak NH3). Przy względnym ciśnieniu pary pR/ Rnas mniej niż 0,10-0,25 (pR - ciśnienie równowagowe zaadsorbowanej substancji, pnas - ciśnienie pary nasyconej) węgiel aktywny nieznacznie pochłania parę wodną. Jednak na strR/ Rnas więcej niż 0,3-0,4 obserwuje się zauważalną adsorpcję, aw przypadku pR/ Rnas = 1 prawie wszystkie mikropory są wypełnione parą wodną. Dlatego ich obecność może utrudniać wchłanianie docelowej substancji..

Węgiel aktywny jest szeroko stosowany jako adsorbent, który pochłania opary z emisji gazów (na przykład podczas oczyszczania powietrza z dwusiarczku węgla CS2), wychwytywanie oparów lotnych rozpuszczalników w celu ich odzyskania, do oczyszczania roztworów wodnych (na przykład syropów cukrowych i napojów alkoholowych), wody pitnej i ścieków, w maskach gazowych, w technologii próżniowej, na przykład do tworzenia pomp sorpcyjnych, w chromatografii adsorpcyjnej gazu, do napełniania pochłaniaczy zapachów w lodówkach, oczyszczaniu krwi, wchłanianiu szkodliwych substancji z przewodu pokarmowego itp. Węgiel aktywny może być również nośnikiem dodatków katalitycznych i katalizatorem polimeryzacji. Aby nadać węglowi aktywnemu właściwości katalityczne, do makro- i mezoporów wprowadza się specjalne dodatki.

Wraz z rozwojem przemysłowej produkcji węgla aktywnego, stale rośnie wykorzystanie tego produktu. Obecnie węgiel aktywny jest stosowany w wielu procesach oczyszczania wody, w przemyśle spożywczym oraz w procesach technologii chemicznej. Ponadto oczyszczanie gazów odlotowych i ścieków opiera się głównie na adsorpcji na węglu aktywnym. Wraz z rozwojem technologii jądrowych węgiel aktywny jest głównym adsorbentem gazów radioaktywnych i ścieków w elektrowniach jądrowych. W XX wieku zastosowanie węgla aktywnego pojawiło się w złożonych procesach medycznych, na przykład hemofiltracji (oczyszczaniu krwi na węglu aktywnym). Używany jest węgiel aktywny:

  • do uzdatniania wody (oczyszczanie wody z dioksyn i ksenobiotyków, karbonatyzacja);
  • w przemyśle spożywczym przy produkcji alkoholi, napojów niskoalkoholowych i piwa, klarowaniu win, przy produkcji filtrów papierosowych, oczyszczaniu dwutlenku węgla przy produkcji napojów gazowanych, oczyszczaniu roztworów skrobi, syropów cukrowych, glukozy i ksylitolu, klarowaniu i dezodoryzacji olejów i tłuszczów, przy produkcji cytryny, mleka i inne kwasy;
  • w przemyśle chemicznym, wydobywczym i gazowniczym do klarowania plastyfikatorów, jako nośnik katalizatorów, w produkcji olejów mineralnych, odczynników chemicznych oraz farb i lakierów, w produkcji gumy, w produkcji włókien chemicznych, do oczyszczania roztworów amin, do odzyskiwania oparów rozpuszczalników organicznych;
  • w działaniach na rzecz ochrony środowiska przy oczyszczaniu ścieków przemysłowych, przy likwidacji wycieków ropy i produktów ropopochodnych, przy oczyszczaniu spalin w spalarniach, przy oczyszczaniu emisji gazów wentylacyjnych do powietrza;
  • w przemyśle wydobywczym i metalurgicznym do produkcji elektrod, do flotacji rud mineralnych, do ekstrakcji złota z roztworów i mas celulozowych w przemyśle wydobywczym złota;
  • w przemyśle paliwowo-energetycznym do oczyszczania kondensatu pary i wody kotłowej;
  • w przemyśle farmaceutycznym do oczyszczania roztworów przy produkcji preparatów medycznych, przy produkcji tabletek węglowych, antybiotyków, substytutów krwi, tabletek alloholowych;
  • w medycynie do oczyszczania organizmów zwierząt i ludzi z toksyn, bakterii podczas oczyszczania krwi;
  • w produkcji osobistego wyposażenia ochronnego (maski gazowe, respiratory itp.);
  • w przemyśle jądrowym;
  • do uzdatniania wody w basenach i akwariach.

Woda jest klasyfikowana jako ścieki, woda gruntowa i woda pitna. Charakterystyczną cechą tej klasyfikacji jest stężenie zanieczyszczeń, którymi mogą być rozpuszczalniki, pestycydy i / lub węglowodory chlorowcowane, takie jak węglowodory chlorowane. W zależności od rozpuszczalności rozróżnia się następujące zakresy stężeń:

  • 10-350 g / litr do wody pitnej,
  • 10-1000 g / litr dla wód gruntowych,
  • 10-2000 g / litr na ścieki.

Uzdatnianie wody basenowej nie pasuje do tej klasyfikacji, ponieważ mamy tutaj do czynienia z odchlorowaniem i odozonowaniem, a nie czystym adsorpcyjnym usuwaniem zanieczyszczeń. Odchlorowanie i odozonowanie jest skutecznie stosowane w uzdatnianiu wody basenowej za pomocą węgla aktywnego z łupin orzecha kokosowego, który ma tę zaletę, że ma dużą powierzchnię adsorpcji, a zatem ma doskonały efekt odchlorowania przy dużej gęstości. Wysoka gęstość umożliwia przepływ zwrotny bez wypłukiwania węgla aktywnego z filtra.

Ziarnisty węgiel aktywny jest stosowany w stacjonarnych stacjonarnych systemach adsorpcyjnych. Zanieczyszczona woda przepływa przez stałe złoże węgla aktywnego (głównie od góry do dołu). Aby ten system adsorpcji działał swobodnie, woda musi być wolna od jakichkolwiek cząstek stałych. Można to zagwarantować poprzez odpowiednią obróbkę wstępną (na przykład za pomocą filtra piaskowego). Cząsteczki, które dostają się do filtra stacjonarnego, można usunąć w przeciwprądzie układu adsorpcyjnego.

W wielu procesach przemysłowych emitowane są szkodliwe gazy. Te toksyczne substancje nie mogą być uwalniane do powietrza. Najczęstszymi toksycznymi substancjami w powietrzu są rozpuszczalniki, które są niezbędne do produkcji materiałów codziennego użytku. Do oddzielania rozpuszczalników (głównie węglowodorów, takich jak chlorowane węglowodory), węgiel aktywny może być z powodzeniem stosowany ze względu na jego hydrofobowość.

Oczyszczanie powietrza dzieli się na kontrolę zanieczyszczenia powietrza i odzysk rozpuszczalnika w zależności od ilości i stężenia zanieczyszczenia w powietrzu. Przy wysokich stężeniach tańsze jest odzyskiwanie rozpuszczalników z węgla aktywnego (np. Za pomocą pary). Ale jeśli substancje toksyczne występują w bardzo niskim stężeniu lub w mieszaninie, której nie można ponownie wykorzystać, stosuje się jednorazowy węgiel aktywny. Kształtowany węgiel aktywny jest stosowany w stacjonarnych systemach adsorpcyjnych. Zanieczyszczone dysze wentylacyjne przechodzą przez stałą warstwę węgla w jednym kierunku (głównie od dołu do góry).

Jednym z głównych obszarów zastosowania impregnowanego węgla aktywnego jest oczyszczanie gazu i powietrza. Zanieczyszczone powietrze w wyniku wielu procesów technicznych zawiera toksyczne substancje, których nie można całkowicie usunąć za pomocą konwencjonalnego węgla aktywnego. Te trujące substancje, głównie nieorganiczne lub niestabilne substancje polarne, mogą być bardzo toksyczne nawet przy niskich stężeniach. W tym przypadku stosuje się impregnowany węgiel aktywny. Czasami poprzez różne pośrednie reakcje chemiczne między składnikiem zanieczyszczenia i substancją aktywną w węglu aktywnym można całkowicie usunąć zanieczyszczenie z zanieczyszczonego powietrza. Węgle aktywowane są impregnowane (impregnowane) srebrem (do oczyszczania wody pitnej), jodem (do oczyszczania z dwutlenku siarki), siarką (do oczyszczania z rtęci), alkaliami (do oczyszczania z gazowych kwasów i gazów - chloru, dwutlenku siarki, dwutlenku azotu itp. itp.), kwas (do czyszczenia z gazowych zasad i amoniaku).

Regeneracja

Ponieważ adsorpcja jest procesem odwracalnym i nie zmienia powierzchni ani składu chemicznego węgla aktywnego, zanieczyszczenia można usunąć z węgla aktywnego na drodze desorpcji (uwolnienia zaadsorbowanych substancji). Siła van der Waalsa, która jest główną siłą napędową adsorpcji, jest osłabiona, dlatego stosuje się trzy techniczne metody, aby zapewnić, że zanieczyszczenie może zostać usunięte z powierzchni węgla:

  • Metoda fluktuacji temperatury: Efekt siły Van der Waalsa maleje wraz ze wzrostem temperatury. Temperaturę podnosi gorący strumień azotu lub wzrost ciśnienia pary o 110-160 ° C.
  • Metoda zmiany ciśnienia: wraz ze spadkiem ciśnienia cząstkowego zmniejsza się efekt siły Van der Waltza.
  • Ekstrakcja - desorpcja w fazie ciekłej. Zaadsorbowane substancje są usuwane chemicznie.

Wszystkie te metody mają wady, ponieważ zaadsorbowanych substancji nie można całkowicie usunąć z powierzchni węgla. Znaczna ilość zanieczyszczenia pozostaje w porach węgla aktywnego. Podczas stosowania regeneracji parą 1/3 wszystkich zaadsorbowanych substancji nadal pozostaje w węglu aktywnym.

Przez regenerację chemiczną rozumie się obróbkę sorbentu ciekłymi lub gazowymi odczynnikami organicznymi lub nieorganicznymi w temperaturze zwykle nie wyższej niż 100 ° C. Zarówno sorbenty węglowe, jak i niewęglowe są regenerowane chemicznie. W wyniku tej obróbki sorbinian jest albo desorbowany w postaci niezmienionej, albo produkty jego interakcji ze środkiem regenerującym ulegają desorpcji. Regeneracja chemiczna często odbywa się bezpośrednio w aparacie adsorpcyjnym. Większość metod odzyskiwania chemicznego jest wysoce wyspecjalizowana w przypadku niektórych rodzajów sorbatów..

Niskotemperaturowa regeneracja termiczna to obróbka sorbentu parą lub gazem w temperaturze 100-400 ° C. Ta procedura jest dość prosta iw wielu przypadkach przeprowadzana jest bezpośrednio w adsorberach. Para wodna ze względu na wysoką entalpię jest najczęściej wykorzystywana do niskotemperaturowej regeneracji termicznej. Jest bezpieczny i dostępny w produkcji.

Regeneracja chemiczna i niskotemperaturowa regeneracja termiczna nie zapewniają pełnego odzyskania węgla adsorpcyjnego. Regeneracja termiczna to bardzo złożony, wieloetapowy proces, który wpływa nie tylko na sorbat, ale także na sam sorbent. Regeneracja termiczna jest bliska technologii wytwarzania węgla aktywnego. Podczas karbonizacji sorbinianów różnych typów na węglu większość zanieczyszczeń rozkłada się w temperaturze 200-350 ° C, a przy 400 ° C zwykle ulega zniszczeniu około połowa całkowitego adsorbatu. CO, CO2, CH4 - główne produkty rozkładu organicznego sorbinianu są uwalniane po podgrzaniu do 350-600 ° C. Teoretycznie koszt takiej regeneracji to 50% kosztu nowego węgla aktywnego. Wskazuje to na potrzebę kontynuowania poszukiwań i rozwoju nowych, wysoce skutecznych metod regeneracji sorbentów..

Reaktywacja - całkowita regeneracja węgla aktywnego za pomocą pary o temperaturze 600 ° C Zanieczyszczenie jest spalane w tej temperaturze bez spalania węgla. Jest to możliwe ze względu na niskie stężenie tlenu i obecność znacznej ilości pary. Para wodna reaguje wybiórczo z zaadsorbowanymi substancjami organicznymi, które są silnie reaktywne w wodzie w tak wysokich temperaturach, powodując całkowite spalenie. Nie można jednak uniknąć minimalnego spalania węgla. Stratę tę należy zrekompensować nowym węglem. Po reaktywacji często zdarza się, że węgiel aktywny wykazuje większą wewnętrzną powierzchnię i wyższą reaktywność niż pierwotny węgiel. Fakty te wynikają z tworzenia dodatkowych porów i zanieczyszczeń koksujących w węglu aktywnym. Zmienia się również struktura porów - następuje ich wzrost. Reaktywację przeprowadza się w piecu reaktywacyjnym. Istnieją trzy typy pieców: obrotowe, szybowe i piece o zmiennym przepływie gazu. Piec o zmiennym przepływie gazu ma zalety w postaci niskich strat spalania i tarcia. Węgiel aktywny jest ładowany do strumienia powietrza, a spaliny mogą być odprowadzane do góry przez ruszt. W wyniku intensywnego przepływu gazu węgiel aktywny jest częściowo płynny. Gazy przenoszą również produkty spalania podczas reaktywacji z węgla aktywnego do dopalacza. Powietrze jest dodawane do dopalacza, dzięki czemu gazy, które nie zostały całkowicie zapalone, można teraz spalić. Temperatura wzrasta do około 1200 ° C. Po spaleniu gaz przepływa do płuczki gazu, w której jest schładzany do temperatury 50-100 ° C poprzez chłodzenie wodą i powietrzem. W tej komorze kwas solny, który powstaje z zaadsorbowanych chlorowęglowodorów z oczyszczonego węgla aktywnego, jest neutralizowany wodorotlenkiem sodu. Ze względu na wysoką temperaturę i szybkie chłodzenie nie powstają żadne toksyczne gazy (takie jak dioksyny i furany).

Historia

Najwcześniejsza historyczna wzmianka o używaniu węgla pochodzi ze starożytnych Indii, gdzie sanskryckie pisma mówią, że wodę pitną należy najpierw przepuścić przez węgiel, przechowywać w miedzianych naczyniach i wystawiać na działanie promieni słonecznych.

Wyjątkowe i dobroczynne właściwości węgla znane były również w starożytnym Egipcie, gdzie węgiel drzewny był używany do celów leczniczych już w 1500 roku pne. eh.

Starożytni Rzymianie używali węgla również do oczyszczania wody pitnej, piwa i wina..

Pod koniec XVIII wieku naukowcy wiedzieli, że karbolen jest zdolny do pochłaniania różnych gazów, oparów i substancji rozpuszczonych. W życiu codziennym obserwowano: jeśli podczas gotowania wody do garnka, w którym wcześniej gotowano obiad, wrzucono kilka węgla drzewnego, to zniknie smak i zapach jedzenia. Z biegiem czasu węgiel aktywny zaczął być używany do rafinacji cukru, do wychwytywania benzyny w gazach ziemnych, do barwienia tkanin, garbowania skór.

W 1773 roku niemiecki chemik Karl Scheele poinformował o adsorpcji gazów na węglu drzewnym. Później stwierdzono, że węgiel drzewny może również odbarwiać płyny..

W 1785 r. Petersburski farmaceuta T.E. Lovitz, który później został akademikiem, po raz pierwszy zwrócił uwagę na zdolność węgla aktywnego do oczyszczania alkoholu. W wyniku wielokrotnych eksperymentów odkrył, że nawet zwykłe wstrząsanie winem z węglem drzewnym pozwala uzyskać znacznie czystszy i lepszej jakości napój..

W 1794 roku węgiel drzewny został po raz pierwszy użyty w angielskiej cukrowni..

W 1808 r. We Francji po raz pierwszy użyto węgla drzewnego do klarowania syropu cukrowego..

W 1811 roku podczas przygotowywania czarnego kremu do butów odkryto zdolność wybielania węgla kostnego..

W 1830 roku pewien farmaceuta, przeprowadzając eksperyment na sobie, wziął do środka gram strychniny i pozostał przy życiu, ponieważ w tym samym czasie połknął 15 gramów węgla aktywnego, który zaadsorbował tę silną truciznę..

W 1915 roku rosyjski naukowiec Nikolai Dmitrievich Zelinsky wynalazł pierwszą na świecie filtrującą węglową maskę przeciwgazową. W 1916 r. Został adoptowany przez wojska Ententy. Głównym składnikiem sorbentu był węgiel aktywny..

Przemysłowa produkcja węgla aktywnego rozpoczęła się na początku XX wieku. W 1909 roku w Europie wyprodukowano pierwszą partię sproszkowanego węgla aktywnego.

Podczas pierwszej wojny światowej węgiel aktywny z łupin orzechów kokosowych był po raz pierwszy stosowany jako adsorbent w maskach gazowych.

Obecnie węgiel aktywny należy do najlepszych materiałów filtracyjnych.

Węgiel aktywowany Carbonut

Firma "Chemical Systems" oferuje szeroką gamę węgla aktywnego Carbonut, który sprawdził się w różnych procesach technologicznych i branżach:

  • Carbonut WT do oczyszczania cieczy i wody (grunt, ścieki i woda pitna, a także do uzdatniania wody),
  • Carbonut VP do oczyszczania różnych gazów i powietrza,
  • Carbonut GC do odzyskiwania złota i innych metali z roztworów i szlamów w przemyśle wydobywczym,
  • Carbonut CF do filtrów papierosowych.

Węgiel aktywny Carbonut jest produkowany wyłącznie z łupin orzecha kokosowego, ponieważ węgiel aktywny z orzecha kokosowego ma najlepszą jakość czyszczenia i najwyższą zdolność absorpcji (dzięki obecności większej liczby porów i odpowiednio większej powierzchni), najdłuższą żywotność (dzięki dużej twardości i możliwości wielokrotnej regeneracji), brak desorpcji zaabsorbowanych substancji i niska zawartość popiołu.

Węgiel aktywowany Carbonut jest produkowany od 1995 roku w Indiach na zautomatyzowanym i zaawansowanym technologicznie sprzęcie. Produkcja ma strategicznie ważne położenie, po pierwsze w bliskim sąsiedztwie źródła surowca - kokosa, po drugie w bliskim sąsiedztwie portów morskich. Kokos rośnie przez cały rok, zapewniając nieprzerwane źródło wysokiej jakości surowców w dużych ilościach przy minimalnych kosztach wysyłki. Bliskość portów morskich pozwala również uniknąć dodatkowych kosztów logistycznych. Wszystkie etapy cyklu technologicznego w produkcji węgla aktywnego Carbonut podlegają ścisłej kontroli: jest to staranny dobór surowców wejściowych, kontrola głównych parametrów po każdym pośrednim etapie produkcji, a także kontrola jakości gotowego produktu końcowego zgodnie z ustalonymi normami. Węgiel aktywowany Węgiel jest eksportowany prawie na cały świat, a ze względu na doskonałe połączenie ceny i jakości jest bardzo poszukiwany.

Dokumentacja

Do przeglądania dokumentacji potrzebny jest program Adobe Reader. Jeśli nie masz zainstalowanego programu Adobe Reader na swoim komputerze, odwiedź witrynę internetową Adobe www.adobe.com, pobierz i zainstaluj najnowszą wersję tego programu (program jest bezpłatny). Proces instalacji jest prosty i zajmie tylko kilka minut, ten program przyda Ci się w przyszłości..

Jeśli chcesz kupić węgiel aktywowany w Moskwie, rejonie Moskwy, Mytiszczi, Sankt Petersburgu - skontaktuj się z menedżerami firmy. Realizowana jest również dostawa do innych regionów Federacji Rosyjskiej.