Activated carbon Filter فیلترهای کربن اکتیو

فیلتر صنعتی کربن اکتیو Carbon active

Activated carbon Filter فیلترهای کربن اکتیو از لحاظ کارکرد و فیلتراسیون به دوگروه کاغذی وخالص تقسیم می شوند :

فیلترهای کربن اکتیو – خالص (گرانولی)

Activated carbon Filter فیلترهای کربن اکتیو

Activated carbon Filter فیلترهای کربن اکتیو

فیلترهای كربن فعال برای استفاده در كاربردهای تهویه مطبوع بصورت  تخت و شبیه سایر فیلترهای تخت ساخته می شوند  كه در آن گرانولهای كربن بدون حركت باقی مانده ودر نقاط اتصالشان پیوند می خورند وبه شكل بیسكوئیت در آمده كه در یك چهارچوب فلزی قرار داده می شوند (كه به نوبه خود با تعدادی دیگر از صفحات تخت در یك محفظه قرار می گیرند).این محفظه ها را می توان به گونه ای طراحی نمود كه فیلترها از جلو یا كنار تعویض شوند وهمچنین با استفاده از پیش فیلترهای تخت كربن فعال محافظت نمود.
در فیلترهای كه نیاز به عمق زیاد تا حدود یك متر دارند ، استفاده از گرانولهای كربن فعال بصورت فله ای رایج است. در فیلترهای با عمق كم چنین فیلترهایی دارای تاثیر چندانی نبوده ، چون ذرات تمایل به ته نشینی و یا در میان گذر كردن هوا از روی كربن فعال را دارند یا باعث پراكنده شدن گرانولهای كربن فعال از روی فیلتر و انتشار در جریان هوا و تولید غبار كربنی می گردند.
سیستمهای كربن فعال فله ای اغلب برای كاربردهای با آلایندگی بالا مانند برخی از فرایندهای صنعتی كه نیاز به فیلترهای با عمق زیاد دارند ، به كار این بخش پدید آمدن گرانولهای كربن فعال اشباع شده برای زدودن یا خنثی سازی مولكولهای خاص غیر آلی مانند دی اكسیدسولفور ، سولفورهیدروژن و بسیاری دیگر می باشد.معطوف شدن توجهات به سوی تركیبات آلی فرار(VOC) در محیطهای كاری باعث اهمیت یافتن كربن فعال شده است .

موارد مصرف :
از مهمترین كاربردهای زدودن دود وگازها می توان به ساختمانهای اداری ،تجاری، فرودگاهها ، بیمارستانها و رستورانها اشاره نمود.این فیلترها برای زدودن بخار حلال ، آلاینده های سمی یا سایر بوهایی كه باعث اذیت وآزار محیطهای ، شیمیایی وصنایع مادرهمچون پتروشیمی،غذائی، می شوند نیز بكار می روند.

 

فیلترهای کربن اکتیو کاغذی

این فیلترها صرفا” به منظور جذب انواع روایح نظیر بوی انواع گازها و بخارات خطرناك و سرطان زای حاصل از تركیبات شیمیائی و داروهای شیمی درمانی ،محلولهای بنزین، تولوئن واگزیلن، روایح پلی نیكوكلار نظیر نفتالین و بیفنیل ، روایح حاصله ازكلرورهای مختلف نظیر كلروبنزین، آلدرین،توكسافن ود.د.ت، فنولها نظیر فنول وكرسول، روایح حاصله از سوختهایی مانند روغن، گازوئیل وكرسول، بخارات خطرناك وسرطان زای عملیات جوشكاری وگازهای آلاینده نظیرSo2،No2،No،Co2،Co را از هوا حذف کنند.
وبطور كلی اكثر رایحه هائی كه از محلولهائی كه از محلولهای شیمیائی متصاعد می شود، مورد استفاده قرار می گیرد
كاغذ فیلتر یا((مدیا)) فیلترهای كربن اكتیو با توجه به سطح كربن اكتیو مورد نیاز بصورت چین خورده در داخل قاب فلزی ویا چوبی قرار میگیرد،مابین چینها (تاها) كه توسط جدا كننده آلومنیومی(فویل) ویا توری گالوانیزه از یكدیگر جدا شده،امكان عبور هوا را ایجاد می نماید.

مشخصات فنی وابعاد:
كربن فعال یا كربن اكتیو بین ۸۰%تا۹۰%در جریان تولید كاغذ فیلتریا مدیای فیلترهای كربن اكتیو به كاغذ مخصوص آن تلقیح شده وپس از آماده شدن به صورت رول،به روی دسـتگاه تــازن مدیا قرار گرفته ودر ابعاد مورد نیاز تا خورده وبه صورت فیلتركامل در می آید.
افت فشار اولیه آن (فیلتر نو)با ابعاد۵۰*۶۰۰*۶۰۰ میلیمتر كه كاغذتلقیح شده توسط كربن فعال آن حدود۲۰۰۰*۶۰۰میلیمتر بوده وبصورت چین خورده در داخل قاب فلزی قرار گرفته در جریان هوای۳۴۰۰مترمكعب در ساعت ۶۰الی۷۰پاسكال اندازه گیری شده است.

•        ابعاد متداول با قاب فلزی وچوبی
(۳۰۰)*۶۰۰*۶۰۰میلیمتر
(۱۰۰)*۹۰۰*۶۰۰میلیمتر
(۱۰۰)*۳۰۰*۶۰۰میلیمتر
(۵۰)*۳۰۰*۳۰۰میلیمتر
(۳۰۰)*۶۱۰*۱۲۲۰میلیمتر

 

 

 

کاربرد و خصوصیات کربن اکتیو زغال فعال

کاربرد و خصوصیات کربن اکتیو ( زغال فعال )

خصوصیات کربن اکتیو

با توجه به تنوع مواد اولیه و روش های تولیدگوناگون ، کربن اکتیو های مختلفی تهیه می شود که برای انتخاب صحیح ، توجه به خصوصیات آن مهم می باشد. از آنجائیکه کنترل کیفی محصول بسیار حائز اهمیت است ، شرکت شیمی پژوهان آزمایشهای لازم برای تعیین خواص کربن اکتیو را طبق استاندارد ASTM انجام می دهد.
سطح مخصوص : با استفاده از معادله Brunauer – Emmet – Teller و نیز بهره گیری از گاز نیتروژن ، مساحت حفره ها در شبکه کربن فعال ( carbon active )بدست می آید. هر چه مساحت این حفره ها بیشتر باشد، تعداد مکانهای جذب بیشتر خواهد بود. کربن فعال های گوناگون دارای مقادیر سطح ویژه مختلف از۸۰۰ – ۲۵۰۰ m2/gr می باشند.
تخلخل : هرچقدر منافذ کربن اکتیو (activated carbon) بیشتر باشد ، کربن اکتیو فعالتر است. اندازه و شکل سوراخهای کربن اکتیو نیزدر پدیده جذب موثراست. قطر سوراخهای کربن اکتیو شامل منافذ ریز ( قطر منافذ کمتر از ۲۰ A˚ ) منافذ متوسط ( قطر منافذ ۲۰-۵۰ A˚ ) و منافذ درشت( قطر منافذ بزرگتر از ۵۰ A˚ ) می باشد . کربن اکتیو با منافذ ریز برای فاز گازی و با منافذ متوسط و درشت برای فاز مایع بکار می رود.منافذ درشت بعنوان ورودی ،منافظ متوسط بعنوان مجاری انتقال و منافذ ریز بعنوان محل جذب عمل می کنند.
دانه بندی : کربن فعال درسایزهای مختلفی تولید می شود. ذرات کوچکتر عملکرد بهتری دارند ولی باعث افت فشار می شوند. به همین علت ، انتخاب با مقایسه بین کوچکترین ذرات ممکن و کمترین افت فشار مجاز انجام می شود.
بطور کلی کربن اکتیو بصورت پودر ،گرانول و اشکال خاص می باشد.
سختی : سخت بودن کربن اکتیو مطلوب مشتری است.کربن های نرم به سادگی درحمل و نقل فرسوده می شوند. جریان طبیعی مایع و سیکلهای پس زدن آن ، سبب خرد شدن کربن اکتیو و در نتیجه باعث افت فشار در فیلتر و نیز صدمه به پمپ و تجهیزات می شود.
PH : یکی از خصوصیات کربن فعال میزان PH آن می باشد. PH در پدیده جذب و نگهداری مواد جذب شده موثر می باشد. شرکت شیمی پژوهان کربن اکتیو با PH سفارشی نیز تولید می نماید.
وزن مخصوص : این مشخصه بستگی به ماده اولیه دارد. در مواردی که به روش غوطه وری از کربن اکتیو استفاده می شود وزن مخصوص حائز اهمیت است. بهتر است در بعضی موارد قبل از استفاده ، برای بالا بردن وزن مخصوص ، کربن اکتیو خیس گردد.
Iodine Number : عدد یدی بیانگر میزان تخلخل کربن فعال می باشد که بوسیله جذب ید از محلول حاوی آن اندازه گیری می شود، و بصورت میلی گرم عنصر ید جذب شده به ازاء هر گرم از کربن فعال بیان می شود. با توجه به اندازه مولکول های ید می توان دریافت که ، هر چه عدد یدی بالاتر باشد فعالیت کربن فعال بویژه در جذب مواد با وزن مولکول کمتر و با قطر کمتر از ۲۰ آنگستروم بیشتر می باشد.
البته برای انتخاب کربن اکتیو ، فاکتورهای دیگری مانند توانائی جذب انتخابی ،عدد یدی، رطوبت و … مهم است.

کاربرد و خصوصیات کربن اکتیو زغال فعال

کاربرد و خصوصیات کربن اکتیو زغال فعال

کربن اکتیو ( زغال فعال ) چیست ؟

بسیاری از مواد مایع و گازها دارای مقادیری مواد ناخواسته و ناخالصی هستند. در برخی موارد این ناخالصی ها شامل میکروب ، باکتری ، مواد سمی و آلوده کننده های دیگر می باشند که باوجود درصد بسیار کم ، عملا شرایط نامطلوبی را ایجاد می کنند، بطوریکه طعم ، بو ، رنگ و خواص دیگر را تغییر می دهند. برای رسیدن به شرایط دلخواه در این گو نه مایعات و گازها بایستی ناخالصیها حذف شوند. یکی از بهترین روشهای حذف ناخالصیها ، حذف آنها به شیوه جذب سطحی می باشد. حتی در بسیاری مواقع تنها شیوه موثر نیز می باشد. زغال فعال ( charcoal active ) یک نوع جاذب قوی با جذب سطحی فوق العاده می باشد و در هیچ حلال شناخته شده ای حل نمی شود و برجسته ترین مشخصه آن حذف انتخابی آلاینده هاست و در برخی موارد برای بازیافت مواد نیز بکار می رود. میزان جذب زغال فعال به اندازه ساختار منافذ کربن و توزیع اندازه منافذ و همچنین اندازه و شکل مولکولهای آلاینده بستگی دارد. شکل مقابل پدیده جذب و ساختار درونی زغال فعال را نشان می دهد.
بعد از پیرولیز حرارتی مواد سلولزی گیاهی تحت عملیات فعال سازی با بخار آب قرار گرفته وکربن اکتیو بدست می آید.
با توجه به تنوع مصرف و تنوع مواد اولیه انواع زیادی با مشخصات خاص کربن فعال تولید می شود که هر کدام برای مصارف خاصی ساخته می شوند. پدیده جذب در سطوح داخلی سوراخهای کربن اکتیو بدلیل وجود انرژی موازنه نشده ای است که بین اتمهای سطحی و اتمهای داخلی سطوح سوراخها وجود دارد ، می باشد. این انرژی به کمک جاذبه مولکولی واندروالس بر اثر شکسته شده پیوند C-C ایجاد شده است و سطح داخلی سوراخها برای موازنه انرژی مولکولهای ناخالصی را جذب می کنند.

کربن اکتیو Coconut-based

کربن اکتیو پایه پوست نارگیل

کربن اکتیو پودری activated carbon به عنوان یکی از پرکاربردترین مواد در تصفیه آب شناخته می شود. کربن پودری کوکونات از پوسته نارگیل ساخته شده و طی فرایندهای خاصی به صورت فعال (active carbon) درآمده تا قدرت جذب بالایی داشته باشد. این کربن کاملا گیاهی است و می تواند برای تصفیه آب شرب مورد استفاده قرار بگیرد. در انواع مختلف دستگاه تصفیه آب می توان فیلترهای ساخته شده از کربن پودری فعال را استفاده نمود.

Industrial Granular Activated Carbon Bulk COCONUT

مزایا

  • کیفیت بالای کربن و قدرت جذب بالا
  • ۱۰۰ ٪ پایه گیاهی

 

کربن اکتیو Coconut-based

کربن اکتیو Coconut-based

 

مقایسه کربن اکتیو پوست نارگیل و زغال سنگ

چرا کربن فعال با پایه ی پوست نارگیل مناسب تر از کربن فعال با پایه ی زغال سنگ می باشد؟

کربن فعال به دلیل سطح بالا در واحد گرم جاذب بسیار مناسبی می باشد و از این رو در پیش تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرد. در حدود ۵ گرم کربن فعال مساحتی معادل یک زمین فوتبال دارا می باشد.
اندازه ی حفره های موجود در کربن فعال را می توان به سه گروه ماکرو، مزو و میکرو دسته بندی کرد.
ماکرو حفره ها دارای اندازه حفره با بیش از ۲۵ نانومتر شعاع می باشند.
مزو حفره ها دارای اندازه ی حفره بین ۱ تا ۲۵ نانومتر شعاع می باشد.
میکرو حفره ها  دارای اندازه ی حفره کمتر از ۱ نانومتر شعاع می باشد.

کربن اکتیو گیاهی پایه پوست نارگیل

کربن اکتیو گیاهی پایه پوست نارگیل

 

 

کربن اکتیو پایه پوست نارگیل

کربن اکتیو پایه پوست نارگیل

کاربرد و خصوصیات کربن اکتیو زغال فعال

آشنایی با مشخصات کربن اکتیو ، عملکرد ، کاربرد و نحوه خرید

کربن فعال

کربن فعال ماده ای کربنی جاذب و خنثی می باشد. اصلی ترین عاملی که آنرا یک جاذب خوب نموده است، وجود شبکه ای از میلیون ها منفذ ریز شبیه کانال است که سطح قابل ملاخظه ای را ایجاد می کند. کربن فعال با ریز منفذ های زیاد را می توان به یک اسفنج شبیه نمود. قطر منافذ از ۴ تا ۱۰۰۰۰۰ آنگستروم متفاوت است. هدف از فعال سازی کربن کاهش ناخالصی های موجود در کربن اولیه و اکسیداسیون سطح آن است.

کربن فعال ماده ای متخلل می باشد که قادر است ترکیبات آلی ، آلوده کننده ها و سایر ناخالصی های موجود در مایعات ، گاز ها ، مواد شیمیایی و غیره را جدا سازد.

تولید این محصول به شکل پودر ، گرانول و اکسترودی با مشخصات ذیل را است
کاربرد و خصوصیات کربن اکتیو زغال فعال

کاربرد و خصوصیات کربن اکتیو زغال فعال

خصوصیات کربن اکتیو بر پایه چوب

Min/Max

Unit

ITEM

۸۵۰-۱۱۰۰ Mg/g Iodine number
۲۰۰ Mg/g Methylene Blue No
Max 4 % Total Moisture
Max 4 % Total Ash
۶-۸ PH

ویژگی های کربن فعال این شرکت

۱- دارا بودن سطح تماس بالا نسبت به واحد حجم

۲- مناسب برای تصفیه مایعات( کربن فعال پودر ) ،بخار و گاز ( کربن فعال گرانول)

۳- امکان استفاده در سیستم های تصفیه جاری

این شرکت آمادگی دارد محصولات خود را در دانه بندی و بسته بندی مطابق با نیاز مشتری عرضه نماید.

 

تاریخچه تولید کربن فعال

کربن فعال اولین بار ۲۰۰۰ سال پیش جهت تصفیه آب بکار برده شد. از آن زمان تا قرن بیستم از کربن فعال به شکل پودری استفاده می شد. در ابتدا از آن برای رنگبری شکر استفاده می شد و امروز یعنی از سال ۱۹۳۰ به بعد برای حذف طعم و بوی بد از آب بطور گسترده ای استفاده می شود. کمکم شکل گرانولی کربن فعال رایج شد که اولین بار از آن در ساخت ماسک های ضد گاز در جنگ جهانی اول استفاده شد و امروزه از آن در تصفیه آب، بازیافت حلالها و ثصفیه هوا استفاده می شود. کربن فعال ساختاری منحصر به فرد و بی نظیر دارد. در واقع ذرات آن سطح وسیعی ایجاد می کنند مثلا یک پوند کربن فعال سطحی برابر با ۱۲۵ جریب ایجاد می کند (m21000000=kg 1).

منابع تولید کربن فعال

کربن فعال را می توان از موادی که دارای کربن هستند تهیه نمود. مواد حاوی کربن بسیارند مثلا موادی نظیر زغال سنگ، چوب، لیگنیت، پوسته نارگیل، ترکیبات نفتی و غیره.ویژگیهای کربن فعال عمدتا بوسیله ماده اولیه ساحته شده از آن تعیین می شود.

روش تولید کربن فعال

درکل فرایند تولید کربن فعال به دو قسمت اصلی یعنی کربناسیون و فعال سازی (اکتیواسیون) تقسیم بندی می شود. در مرحله کربناسیون ماده اولیه در حضور یک گاز بی اثر نظیر ازت و بدون حضور اکسیژن حرارت داده می شود تا مواد دیگر موجود ازبین رفته و ساختار کریستالیزه خاص کربن شکل بگیرد. با توجه به اینکه کربن حاصل دارای سطح کمی بوده و حجم منافذ در آن کم می باشد. نیاز به فعال سازی کاملا مشهود است. در این مرحله با توجه به دو مکانیزم عمده کربن را فعال نموده و ساختار منحصر به فرد کربن فعال را بوجود می آورند.

فعال سازی شیمیایی

در این روش ماده اولیه بداخل یک عامل آب زدای قویی نظیر اسید فسفریک (P2O5) یا کلرید (ZnCl2) روی فرو برده می شود سپس بشکل خمیر در آورده شده تا درجه حرارت ۵۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده می شود، کربن فعال شده شسته، خشک و در نهایت بشکل پودر خرد می شود. کربن فعال حاصل از فرایند فعال سازی شیمیایی ساختار منفذ دار «بازی» دارد و برای جذب مولکول های درشت مناسب است. یکی از کاربردهای عمده آن استفاده در رنگبری شربت گلوکز و ساکارز(قند) است.

فعال سازی با بخار (گاز)

activated-carbon-filter-active-carbon-activated-charcoal

activated-carbon-filter-active-carbon-activated-charcoal

این نوع فعال سازی در درجه حرارت ۸۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد در حضور بخار آب صورت می گیرد. این فرایند شامل چند مرحله است. در مرحله اول با ورود بخار گازگیری انجام شده و بخار جایگزین گازها می گردد. در مرحله بعد واکنشی که معروف به واکنش آب-گاز است رخ می دهد، در این واکنش کربن با آب واکنش داده و مونواکسید کربن و گاز هیدروژن تولید می شود. این واکنش گرما خواه یا اندوترمیک است.

واکنش آب-گاز        گرمای مورد نیاز برای انجام این واکنش توسط دو واکنش گرمازای بعدی یعنی سوختن جزئی CO و H2حاصل می شود.

کربن فعال شده درجه بندی و الک می شود و مواد خارجی و گردو غبار آن جداسازی می شود. کربن فعال حاصل از روش فعال سازی با بخار ساختار منفذی «ریزی» دارد، در نتیجه برای جذب ترکیبات ریز و کوچک از فازهای مایع و گاز مناسب است. بدلیل اینکه کربن فعال حاصل از روش فعال سازی با بخار دارای pH  بالایی (حدود ۱۰-۸) می باشد در بعضی مواد آنرا با یک اسید رقیق تا pH مورد نظر شستشو میدهند. همچنین در بعضی موارد برای کاهش ناخالصی های غیر کربنی که در روش فعال سازی با بخار بالاتر از روش شیمیایی است از مواد اسیدی نظیر اسید نیتریک استفاده می شود. درجه فعال سازی کمتر موجب افزایش ریز منفذها می شود. در صورتیکه درجه فعال سازی بالا درصد منافذ متوسط و درشت را افزایش میدهد.

خواص کربن فعال

سطح کربن فعال غیر قطبی بوده و تمایل بسیاری به جذب مواد غیر قطبی همچون ترکیبات آلی دارد و نسبت به ترکیبات قطبی همچون آب حات آبگریزی داشته و تمایل به جذب آنها ندارد. عمل جذب یک پدیده سطحی می باشد که طی آن ماده جذب شده از طریق انتشار به سطح ماده جاذب منتقل شده و بوسیله پیوندهای واندروالسی به سطح کربن متصل می شود و عمل انتشار به واسطه گرادیان یا اختلاف غلظت بین سطح کربن و توده سیال انجام می گیرد. با توجه به اینکه این نیروها (واندروالسی)ضعیف بوده و قابل برگشت هستند جذب سطحی یا Adsorption را بعنوان فرایندی فیزیکی می شناسیم که توسط عواملی نظیر حرارت، فشار و … این اتصالات شکسته شده و دفع یا Desorption رخ میدهد، از این موضوع استفاده نمده و کربن فعال را پس از مصرف احیاء[۱] می کنند.

کربن فعال بدلیل داشتن سطح اکسید شده می توان روی بعضی مواد اثر شیمیایی داشته باشد این موضوع اساس جذب شیمیایی توسط کربن فعال می باشد که در این نوع جذب ساختار شیمیایی ماده جذب شده تغییر می نماید. بقایای مواد گندزدا مانند کلرین و کلرآمین ها بواسطه عمل احیاء کاتالیتیکی توسط کربن فعال حذف شده و از بین می روند. این واکنش شامل انتقال الکترون ها از سطح کربن فعال به این مواد می باشد، در واقع کربن فعال بعنوان یک عامل کاهنده عمل می کند. این واکنش بسیار سریع است و در بستری از کربن فعال تازه در چند اینچ اولیه رخ میدهد. می توان گفت جذب کلرین بصورت خطی در چند ثانیه رخ میدهد در صورتیکه جذب فیزیکی (حذف مواد آلی) در چند دقیقه بصورت خطی می باشد. جذب کلرآمین ها کندتر از کلرین ها می باشد.

عوامل مؤثر در جذب سطحی

ظرفیت جذب مشخص کننده کارآیی و قدرت جذب مواد توسط کربن فعال است و نشان دهنده میزان جذب ماده مورد نظر تا نقطه تعادل است یعنی زمانی که جذب و دفع در سطح کربن به حالت تعادل می رسند. هر چه ظرفیت جذب بالاتر باشد به ازای ماده اولیه ثابت کربن کمتری استفاده می گردد یعنی اینکه در هزینه کربن صرفه جویی شده و همچنین با توجه به اینکه مقداری از فراورده های فرایند شونده در داخل کربن بدام می افتند مصرف کمتر کربن ضایعات مربوط به جذب ماده فرایند شونده را کاهش می دهد.

سینتیک جذب نشان دهنده سرعت جذب است و تاثیر آن بر ظرفیت جذب ناچیز می باشد. هرچه جذب سریعتر صورت بگیرد یعنی زمان فرایند کوتاهتر باشد ظرفیت کاری بالاتر رفته و موجب سود اقتصادی می گردد، پس نیاز به شناسایی کربن فعالی مناسب با ظرفیت جذبی بالا و سرعت جذب مناسب مهمترین پارامتر در طراحی فرایندهای کربن فعال می باشد.

با توجه به اینکه جذب یک فرایند سطحی می باشد ظرفیت جذب کربن به میزان سطح[۲] آن بستگی دارد ، افزایش سطح موجب افزایش قدرت جذب کربن می گردد. اما تحقیقات نشا داده که رابطه بین قدرت جذب و میزان سطح رابطه ای خطی نمی باشد. بلکه عوامل دیگری نظیر اندازه منافذ[۳] و یکنواختی آنها نیز بر ظرفیت جذب کربن فعال اثر می گذارند.

انجمن جهانی شیمی محض و کاربردی (IUPAC) منافذ موجود در ترکیبات جاذب را بصورت زیر طبقه بندی نموده است.

ریز منفذها یا Micropores                                                    ۱۰ آنگسترومr <

منافذ متوسط یا Mesopores                          ۲۵۰ آنگستروم < r < 10 آنگستروم

منافذ درشت یا Macropores                                             ۲۵۰ آنگستروم r >

منافذ درشت بعنوان ورودی، منافذ متوسط بعنوان مجاری انتقال و منافذ ریز بعنوان محل جذب عمل می کنند.

با توجه به مطالب فوق، اندازه ماده جذب شونده تعیین کننده نوع منفذ لازم برای جذب است مثلا ترکیبات درشت مولکول نظیر پروتئین ها نیاز به منافذ درشت جهت جذب دارد در حالیکه مواد ریز مولکولی نظیر فلزات (ارسنیک، آهن، کادمیوم و غیره) برای جذب نیاز به منافذ ریز دارند و موادی نظیر مواد رنگی بیشتر در ناحیه منافذ متوط و ریز جذب می شوند.

اندازه ذرات کربن پودری در نگاه اول مهم به نظر می رسد، ریز بودن اندازه ذرات بیانگر میزان سطح بالاتر می باشد اما با توجه به ساختار درونی و مشبک کربن فعال این موضوع چندان درست نیست. همچنین ریز بودن بیش از حد ذرات کربن موجب ایجاد مشکلاتی در فیلتراسیون شده و کارآیی فیلترها را بشدت کاهش می دهد.

گفته شد که افزایش دما موجب افزایش پدیده دفع می گردد زیرا فرایند جذب پدیده ای گرمازا است، یعنی افزایش دما موجب شکستن پیوندهای واندروالسی شده و مواد جذب شده دوباره بداخل محلول آزاد می شوند و ظرفیت جذب کربن فعال کاهش می یابد. در سیالات با ویسکوزیته بالا بدلیل اینکه پدیده انتشار مواد به سطح بسختی صورت میگیرد این عامل کنترل کننده سرعت جذب می باشد و در این موارد کاهش ویسکوزیته که می تواند بوسیله افزایش دما صورت گیرد موجب افزایش پدیده انتشار و درنتیجه بهبود جذب می گردد.

نیروی رانشی در پدیده انتقال مواد به سطح کربن فعال را گرادیان یا اختلاف غلظت می دانیم، پس افزایش غلظت ماده مورد نظر در توده محلول موجب افزایش نیروی رانشی شده و ظرفیت جذب را افزایش می دهد. همچنین غلظت بیشتر منجر به غلظت تعادلی بالاتر می گردد.

pH هایی که موجب کاهش حلالیت ماده جذب شونده می شوند ظرفیت جذب را افزایش می دهند. در مورد اسیدهای آلی pH پائین که مانع از یونیزه شدن آنها می گردد جذب آنها را بهبود می دهد. در حالیکه در مواد قلیایی آلی افزایش pH موجب افزایش ظرفیت جذب می شود.

در طول زمان تماس کربن فعال با ماده جذب شونده هر دو پدیده جذب و دفع همزمان صورت می گیرند در ابتدا سرعت جذب بالاتر از دفع بوده و تدریج سرعت دفع بیشتر می شود تا در نقطه ای این دو پدیده به تعادل می رسند، در تعیین مدت زمان تماس بین جاذب و جذب شونده باید تا نقطه تعادل پیش رفت تا بیشترین جذب صورت گیرد، مدت زمان های بیشتر از آن نه تنها اثری بر ظرفیت جذب نداشته بلکه بدلیل افزایش زمان فرایند از لحاظ اقتصادی نامطلوب است.

activated-carbon-filter-industrial

activated-carbon-filter-industrial

پارامترهای مهم در انتخاب کربن فعال

عددی یدی

عدد یدی بیانگر میزان تخلخل کربن فعال می باشد که بوسیله جذب ید از محلول حاوی آن اندازه گیری می شود، و بصورت میلی گرم عنصر ید جذب شده به ازاء هر گرم از کربن فعال بیان می شود. با توجه به اندازه مولکول های ید می توان دریافت که این اندیس نمایانگر میزان ریز منفذها در کربن فعال می باشد، هر چه عدد یدی بالاتر باشد فعالیت کربن فعال بویژه در جذب مواد با وزن مولکول کمتر و با قطر کمتر از ۲۰ آنگستروم بیشتر می باشد.

عدد متیلن بلو

مولکول های متیلن بلو قطری در حدود ۸ آنگستروم دارند، پس آنها قادر نیستند به منافذ با قطر کمتر از ۸ آنگستروم وارد شوند. این اندیس بویژه در صنعت گلوکز قابل استفاده است زیرا حذف مواد تولید کننده رنگ هدف فرایند کربن فعال در این صنعت است که عمدتا هیدروکسی متیل فورفورال (HMF) می باشد مولکول های این ماده قطری در حدود ۱۲ آنگستروم دارند. همچنین بسیار از موادی که در داروسازی و سنتز شیمیایی باید توسط کربن فعال حذف شوند در محدوده جذب متیلن بلو قرار دارند. از لحاظ کلی بیان می شود که عدد متیلن بلو میزان ریز منفذهای دوم[۴] (قطر منافذ بین ۸ تا ۲۰ آنگستروم)  و منافذ متوسط را نشان میدهد.

عدد کارامل (ملاس)

عبارت است از میزان رنگ جذب شده از محلول حاصل از ملاس. میزان منافذ درشت (قطر بیشتر از ۵۰۰ آنکستروم) را نشان میدهد. در واقع ظرفیت کربن فعال برای ترکیبات مرکب و پیچیده مانند تاننها را نشان میدهد. این اندیس قدرت رنگبری کربن در صنعت قند و گلوکز را نشان میدهد، همچنین با جذب مولکول های درشت نظیر پروتئین ها که فرایند قهوه ای شدن میلارد را موجب می شوند تشکیل رنگ را کاهش می دهد.

عدد سایش

عدد سایش (سختی) عامل مهمی در نوع طراحی سیستم تصفیه و مچنین طول عمر فیلتر می باشد و عبارتست از میزان مقاومت کربن فعال در مقابل سایش و یا اندازه نسبی ذرات بعد از سایش با یک ماده سخت تر. این مشخصه همچنین نشان میدهد که کربن فعال تا چه اندازه ای در برابر نیروهای سایشی ایجاد شده طی شستشو معکوس در فیلترهای کربنب مقاومت فیزیکی دارد.

طول نیمه کلر زدایی

طول نیمه کلر زدایی مشخص کننده میزان تمایل کربن فعال به جذب و کاهش کلر می باشد که بصورت عمقی از کربن فعال که میزان کلر را از ppm 5 به ppm 5/2 کاهش میدهد (معمولا برای کربن گرانولی در فیلترهای کربنی استفاده می شود). با توجه به تعریف مشخص است که هرچه طول نیمه کلر زدایی کمتر باشد کارآیی کربن بیشتر است.

میزان خاکستر

علاوه بر اینکه زیاد بودن محتوای خاکستر موجب انتقال فلزات سنگین به محلول تصفیه شونده می شود، خاکستر بالا همچنین موجب کاهش قدرت جذب کربن فعال می گردد. فلزاتی نظیر Fe2O3 می توانند باعث کاهش فعالیت کربن فعال در هنگام رنگبری شوند.خاکستر محلول در اسید و محلول در آب از خاکستر کل مهمتر می باشند.

خواص ماده جذب شونده

اندازه مولکولی

هرچه مولکول درشت تر باشد جذب بهتر انجام می شود بشرط اینکه سایر شرایط ثابت باقی بمانند.

قطبیت

مولکول های غیر قطبی تمایل بیشتری به عمل جذب دارند و بیشتر از مولکولهای قطبی جذب می شوند. عمل جذب به علت اتصال مولکولها بوسیله نیروی بین مولکولی انجام می شود و چون مواد غیر قطبی پیوندهای قوی تری با سطح کربن که غیر قطبی است بر قرار می کنند در نتیجه بهتر جذب می شوند.

حلالیت

هرچه حلالیت مولکولها کمتر باشد گرایش به جذب شدن دارند. به همین دلیل عواملی که حلالیت را کاهش می دهند و یا دستیابی به منافذ کربن را افزایش می دهند باعث افزایش کارآیی کربن فعال می شوند.

ساختار مولکولی

مولکولهایی که ساختار منشعب دارند نسبت به مولکولهای بدون انشعاب بیشتر جذب می شوند.

محل گروههای کاری

در صورتیکه گروههای کاری غیر قطبی در دسترس تر باشند ماده حل شده بیشتر جذب می شوند.

میزان آلودگی

هرچه آلودگی بیشتر باشد توانایی جذب کربن فعال بیشتر خواهد بود زیرا مولکولهای آلوده تمایل بیشتری برای نفوذ به داخل منافذ را دارند و بهتر جذب می شوند. با افزایش آلودگی به هر حال کربن فعال سریعتر اشباع می شود بنابراین یالاتراین حد مجاز آلودگی چند صد ppm می باشد. مقادیر بالاتر آلودگی ممکن است به زمان تماس طولانی تری نیاز داشته باشد.

میزان سختی

چون عوامل سختی موجود در آب باعث کم شدن ظرفیت جذبی کربن فعال می شوند بایستی در صورت امکان قبل از فیلترهای کربن فعال از فیلترهای یونی استفاده نمود.

بعضی کاربردهای کربن فعال

استفاده در فاز گازی

۱) بازیافت حلالهای آلی مثل استون، کلرید متیلن، اتیل استات

۲) در ساختار ماسکهای صنعتی جهت جذب CO2، الکل ها، آمین ها، مرکاپتان

۳) در ساختن برخی از انواع فیلترهای سیگار جهت جذب مواد مضر دود

۴) استفاده در دستگاههای هواساز برای جذب بوهای بد هوا

۵) بوگیر یخچال برای جذب بوی بد غذاها

و غیره.

استفاده در فاز مایع

۱) تصفیه آبهای آشامیدنی که موجب کنترل و کاهش طعم و بوی آب می شود

۲) استفاده د رنوشابه سازی جهت حذف کلر و جذب آلاینده ها

۳) در صنعت آبجوسازی جهت حذف تری هالومتانها و فنولیک ها

۴) بازیافت طلا از باقی مانده حل نشده در سیانید سدیم

۵) در پتروشیمی جهت خذف مواد نفتی آبهای زیر زمینی و کاهش هالوژن های آلی چون کلروفرم تتراکلرواتیلن، تری کلرواتان

۶) در تصفیه فاضلاب های صنعتی جهت کاهش BOD و COD

۷) در استخرهای شنا جهت کاهش ازون اضافه شده و کاهش ترکیبات کلر دار

و غیره.

ایزوترم های جذبی

ایزوترم های جذب ارائه گرافیکی از اثر غلظت ماده حل شده بر درجه جذب می باشد. ایزوترم های جذب بوسیله سری از آزمایشات بچ ترسیم می شود.  در شکل ۱ نمونه ای از ایزوترم های جذبی در چهار حالت بشدت مطلوب، مطلوب، خطی و نامطلوب آمده است.

معادلاتی که عموما برای تشریح داده های آزمایشگاهی ایزوترم ها استفاده می شوند بوسیله فروندلیچ[۷]، لانگمور[۸] و برونر، امیت و تلر[۹]

 

activated-carbon-filter-active-carbon-activated-charcoal

فیلتر کربن (activated carbon) اکتیو کربن یا ذغال فعال

فیلتر کربن اکتیو

فیلتر کربن (activated carbon) اکتیو کربن یا ذغال فعال شده با نام هایی مانند کربن اکتیو شده- ذغال فعال نیز شناخته می گردد به کربنی گفته می شود که توسط اکسیژن عمل آورده و فرآوری شده است به شکلی که سوراخ های ریز بی شماری (میلیون ها ) در میان اتم های آن بوجود آمده است (مدل کوچکتری از سنگ پا) کربن عمل آورده فوق به قراری فعال می گردد که با مقدار جزیی از آن می توان سطح بسیار وسیعی را برای ساخت فیلتر آماده ساخت. بطور نمونه یک گرم کرین اکتیو برای آماده سازی پانصدمتر مربع فیلترهوا (یک چهارم زمین فوتبال آمریکایی) به منظورجذب فیزیکی و یا صورت گرفتن واکنش جذب شیمیایی برای فیلترکردن گازهای آلاینده کافی می باشد .به طور مثال فیلتر آماده شده توان جذب مقدار قابل اندازه گیری از گاز نیتروژن را داراست.جذب نیتروژن با تغییر فیزیکی و پس از تبدیل آن به مایع صورت می گیرد. فیلترهای کربن اکتیو توانایی جذب بازمانده های واکنش های شیمیایی و بسیاری دیگر از گازهای آلاینده محیط نظیر No۲. No. Co۲،Co و همچنین ترکیبات آلی فرار (VOCها، بنزن، رادون، فرمالدئیدو غیره را دارند)سرب وSo۲ (اکسیدگوگرد) نیز توسط کربن اکتیو از هوا حذف می گردند.

activated-carbon-filter-active-carbon-activated-charcoal

activated-carbon-filter-active-carbon-activated-charcoal

چگونگی عملکرد فیلتر روش جذب سطحی گازها پس از انقباض و تغییر فیزیکی شان به شکل مایع صورت می گیرد. این فیلترها دارای درجه بندی هایی بوده و درگریدهای (طبقه بندی براساس میزان جذب) متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرند. فیلترها پس از طی دوره زمانی مشخصی باید تعویض شوند. مواد تشکیل دهنده کربن اکتیو وتولید آن عنصر شیمیایی کربن را همگی با علامت C می شناسیم. منابع کربنی زیادی برای ساخت کربن اکتیو وجود دارند که بطور نمونه به چند مورد آن اشاره می کنیم: ذغال سنگ ( یا تورب) پوست سخت چوبی نارگیل، بادام و فندق و…… ذغال سنگ چوب (قهوه ای رنگ) و قطران، قیر بدست آمده از محصولات نفتی . تولید کربن اکتیو با یکی از دو روش زیر میسر می باشد: ۱)واکنش فیزیکی: با استفاده از گازها، ماده خام برای ساخت کربن اکتیو، تبدیل به آن می شود. پروسه تبدیل معمولاً در یک مرحله و گاهی از ترکیب دو مرحله با هم صورت می گیرد. الف)کربنیزه کردن در یک مرحله بوسیله آرگون با نیتروژن ب)اکتیو و اکسید کردن در دو مرحله دوم ۲)فعال کردن با روش شیمیایی. همچنین از کربن فعال یا اکتیو می توان در فیلتر کردن آب هم استفاده کرد.

activated-carbon-filter-active-carbon-activated

activated-carbon-filter-active-carbon-activated

اکتیو کربن یا ذغال فعال activated carbon

کربن فعال (به انگلیسی: Activated carbon) یا کربن اکتیو به گروهی از مواد کربنی با پوکی و سطح داخلی بالا اطلاق می‌شود که به‌دلیل مساحت داخلی قابل توجه، ساختار پوک و منفذی، ظرفیت جذب بالا، قابلیت فعال‌سازی مجدد سطح و همچنین قیمت پائین در مقایسه با جاذب‌های غیرآلی مانند زئولیتیک، مادهٔ منحصربه‌فردی می‌باشند. کاربرد مهم و قابل اهمیت آنها در جداسازی بو، رنگ، مزه‌های غیردلخواه از آب در عملیات‌های خانگی و صنعتی، بازیافت حلال، تصفیه هوا به‌ویژه در رستوران‌ها، صنایع غذائی و شیمیائی می‌باشد.

activated-carbon-filter-filtration-device

activated-carbon-filter-filtration-device

کربن فعال از پیرولیز موادکربنی از قبیل چوب، زغال‌سنگ ، هسته یا پوسته میوه‌ها مانند پوسته نارگیل حاصل می‌گردد و در مراحل بعدی تحت عملیات فعال‌سازی قرار می‌گیرد. پیرولیز موادکربنی، بدون حضور هوا، باعث تخریب مولکول‌های غیرآلی می‌شود که یک ماده پودری کربنی از آن ایجاد خواهد شد. جسم تولیدشده دارای سطح ویژه و تخلخل بالایی می‌باشد. سه فرایند اصلی برای فعال سازی کربن در نظر گرفته می شود: ۱- فعال‌سازی با بخار ۲- فعال‌سازی با دی اکسید کربن ۳- فعال‌سازی شیمیایی

در میان سه روش بالا فعال‌سازی با بخار بهترین گزینه به لحاظ زیست محیطی و اقتصادی است درحالی‌که فعال‌سازی شیمیایی بیشترین سطح و تخلخل را حاصل می‌کند.

activated-carbon-filter-active-carbon

activated-carbon-filter-active-carbon

موارد مصرف دارویی کربن فعال 

برای درمان مسمومیت دارویی یا سموم خوراکی در ساعات اولیه پس از مصرف بکار میرود.

مکانیسم اثر کربن فعال 

کربن فعال به دلیل داشتن خلل و فرج با اتصال به داروها و سموم موجود در لوله گوارشی جذب آنها را مختل می‌کند.

متابولیسم دارو کربن فعال 

مصرف آن خوراکی و جذب آن بسیار اندک است.

عوارض جانبی کربن فعال 

سوء جذب و اسهال، تداخل در جذب سایر داروهای خوراکی.

filter-active-carbon-activated-carbon

filter-active-carbon-activated-carbon

 

activated-carbon-filter-industrial

activated-carbon-filter-industrial

مقايسه كربن اکتیو پوست نارگيل و کربن فعال زغال سنگ

مقايسه كربن اکتیو پوست نارگيل و کربن فعال زغال سنگ

كربن اکتیو زغال سنگ قیمت کمتری نسبت به کربن فعال پوست نارگيل و اینکه كربن فعال با پايه ي پوست نارگيل مناسب تر از كربن فعال زغال سنگ مي باشد. باید توجه داشت كربن فعال به دليل سطح بالا در واحد گرم جاذب بسيار مناسبي مي باشد و از اين رو در پيش تصفیه آب مورد استفاده قرار مي گيرد. اندازه ي حفره هاي موجود در كربن فعال را مي توان به سه گروه ماكرو، مزو و ميكرو دسته بندي كرد.
ماكرو حفره ها داراي اندازه حفره با بيش از ۲۵ نانومتر شعاع مي باشند.
مزو حفره ها داراي اندازه ي حفره بين ۱ تا ۲۵ نانومتر شعاع مي باشد.
ميكرو حفره ها  داراي اندازه ي حفره كمتر از ۱ نانومتر شعاع مي باشد.

مقايسه فنی كربن فعال پوست نارگيل و زغال سنگ

تمامي كربن هاي فعال شامل هر سه دسته از حفره ها مي باشند. اما چيزي كه باعث مي شود كيفيت كربن فعال  بالاتر باشد، نسبت بالاي حفره هاي ميكرو پور مي باشد.
كربن فعال با پايه ي پوست نارگيل نسبت حفره هاي ميكرو بالاتري نسبت به زغال سنگ دارا مي باشد. در حدود ۸۵ تا ۹۰ درصد حفره هاي كربن فعال پوست نارگيل در محدوده ي ميكرو مي باشد. در شكل زير به صورت شماتيك اين مسيله نشان داده شده است.
مقايسه كربن اکتیو پوست نارگيل و کربن فعال زغال سنگ

مقايسه كربن اکتیو پوست نارگيل و کربن فعال زغال سنگ

یک از بهترین برندها و مارک های کربن اکتیو activated carbon (زغال فعال) ارائه شده در بازار كربن های فعال مارک Elittec محصول كشور تايوان می باشد که در دو اندازه مش ۳۰*۸ و ۳۰*۱۲ با پايه ي پوست نارگيل داراي كيفيت و راندمان بسيار بالايي مي باشند.  مقاومت مكانيكي بالا، ميزان سطح فعال بالا به ازاي هر گرم از اين كربن از مشخصات آن مي باشد.

ضمناً تمامی برندهای معروف و پرطرفدار بازار از جمله برندهای جاکوبی و … قابل عرضه و خرید و فروش می باشد.

جهت کسب اطلاع از آخرین موجودی انبار و دریافت اطلاعات فنی و همینطور بهترین قیمت خرید و فروش کرین اکتیو لطفاً با شماره های شرکت تماس حاصل فرمائید

برچسپ: كربن هاي فعال مارك Elittec تايوان, کاربرد های کربن فعال, کربن فعال چیست, کربن فعال پودری, کربن فعال گرانولی, کربن فعال در تصفیه آب, کربن فعال نوریت

internal-structure-activated-charcoal

زغال فعال, کربن اکتیو carbon activate چیست ؟

کربن فعال به عنوان یک ماده جاذب ، دارای کاربردهای مهم و حیاتی است . بعد از پیرولیز مواد سلولزی گیاهی تحت عملیات فعال سازی با بخار آب قرار گرفته و بدست می آید.

بسیاری از مواد مایع و گازها دارای مقادیری مواد ناخواسته و ناخالصی هستند. در برخی موارد این ناخالصی ها شامل میکروب ، باکتری ، مواد سمی و آلوده کننده های دیگر می باشند که باوجود درصد بسیار کم ، عملا شرایط نامطلوبی را ایجاد می کنند، بطوریکه طعم ، بو ، رنگ و خواص دیگر را تغییر می دهند. برای رسیدن به شرایط دلخواه در این گو نه مایعات و گازها بایستی ناخالصیها حذف شوند. یکی از بهترین روشهای حذف ناخالصیها ، حذف آنها به شیوه جذب سطحی می باشد. حتی در بسیاری مواقع تنها شیوه موثر نیز می باشد. زغال فعال یک نوع جاذب قوی با جذب سطحی فوق العاده می باشد و در هیچ حلال شناخته شده ای حل نمی شود و برجسته ترین مشخصه آن حذف انتخابی آلاینده هاست و در برخی موارد برای بازیافت مواد نیز بکار می رود. میزان جدب زغال فعال به اندازه ساختار منافذ کربن و توزیع اندازه منافذ و همچنین اندازه و شکل مولکولهای آلاینده بستگی دارد. را نشان می دهد.

پدیده جذب و ساختار درونی زغال فعال

ساختار درونی کربن فعال

کاربردهای عمده کربن اکتیو در صنایع آب برای از بین بردن رنگ ، بو و مزه غیردلخواه از آب در تصفیه فاضلاب کارخانه ها و در پالایشگاههای گاز, برای شیرین سازی گاز و در پتروشیمی ها و پالایشگاههای نفت ، در خالص سازی داروها و روغن های خوارکی و صنعتی ، صنایع قند ، صنایع دفاع و درتصفیه هوا و گازها بکار می رود. بازیافت حلالها و مواد شیمیائی نیز از کاربردهای عمده کربن اکتیو است.

با توجه به تنوع مصرف و تنوع مواد اولیه انواع زیادی با مشخصات خاص کربن فعال تولید می شود که هر کدام برای مصارف خاصی ساخته می شوند.

پدیده جذب در سطوح داخلی سوراخهای کربن اکتیو بدلیل وجود انرژی موازنه نشده ای است که بین اتمهای سطحی و اتمهای داخلی سطوح سوراخها وجود دارد ، می باشد. این انرژی به کمک جاذبه مولکولی واندروالس بر اثر شکسته شده پیوند C-C ایجاد شده است و سطح داخلی سوراخها برای موازنه انرژی مولکولهای ناخالصی را جذب می کنند

internal-structure-activated-charcoal

internal-structure-activated-charcoal

specific-characteristics-activated-carbon زغال کربن فعال شده

specific-characteristics-activated-carbon زغال کربن فعال شده

activated-carbon-filter فیلتر کربن اکتیو

activated-carbon-filter فیلتر کربن اکتیو

active-carbon کربن اکتیو

active-carbon کربن اکتیو

زغال فعال - ذغال اکتیو

زغال فعال – ذغال اکتیو

کاربردهای فعال کربن

کاربردهای فعال کربن