СИСТЕМЫ BEGG COUSLAND С АКТИВИРОВАННЫМ УГЛЕМ

Begg Cousland Envirotec работает с компанией Active Char Products Ltd, которая является элитным экспортером активированного угля в Европу, США, Африку, Ближний Восток и Юго-Восточную Азию, осуществляющей поставки со своего 100% ориентированного на экспорт производственного подразделения в Керале, Индия. Более 20 лет опыта вместе с ежегодным объемом в 16,000 тонн делают компанию одним из везущих производителей активированного угля в Индии и одним из самых крупных  в мире с точки зрения производства скорлупы кокосового ореха, используемого для приготовления активированного угля.  В Европе представлены компанией AC CARB Ltd. в Великобритании.

Активированный уголь применяется в различных отраслях промышленности, таких как нефтепереработка, пищевая промышленность, обработка пищевых масел и напитков, фармацевтика и медицина, военное дело, рекуперация растворителей, очистка и обработка воздуха и т.д.  

Посетите веб-сайт  www.activechar.com.

Компания Begg Cousland Envirotec спроектирует системы, использующие материалы из активированного угля в очистке воздуха и в других применениях.

Часто задаваемые вопросы

Что такое активированный уголь?

Активированный уголь является неграфитовой формой углерода, которая может быть произведена из любого углеродистого материала, такого как уголь, лигнит, дерево, кокосовая сердцевина,  скорлупа кокосового ореха и т.д. Активированный уголь, который произведен из скорлупы кокосового ореха, считается лучше остальных, получаемых из других материалов, по причине микропористой структуры, которая делает его более эффективным для адсорбции газов / испарений и для удаления примесей и загрязнителей. 

Активированный уголь широко используется в переработке и осветлении растительных масел и химических растворов, очистке воды, восстановлении растворов и других испарений, извлечении золота, в респираторах  для защиты от ядовитых газов, в фильтрах для удаления загрязнителей, в сигаретных фильтрах для сокращения отравляющих компонентов.  

Паровая активация и химическая активация являются двумя распространенными процессами в производстве активированного угля. Однако углеродные единицы на основе скорлупы кокосового ореха адаптируют паровую активацию для получения активированного угля хорошего качества.  

2. В чем заключается разница между абсорбцией и адсорбцией?

Активированный уголь адсорбируется.

Химический процесс абсорбции часто сравнивается с впитыванием воды губкой. Вода полностью соединяется с губкой, без ограничений в площади поверхности. Адсорбция является иным процессом, посредством которого молекулы концентрируются только на площади внутренней поверхности.  Как было упомянуто ранее, активированный уголь имеет большую площадь поверхности благодаря тому, что является пористым материалом. Нежелательные вещества прилипают к площади поверхности углеродных частиц.

Адсорбция является поверхностным процессом, в то время как абсорбция  - процессом во всем  объеме тела.

3. Как долго выдерживает активированный уголь?

Пропускная способность углерода к химическим веществам зависит от многих факторов. Молекулярный вес удаляемого химического вещества, концентрация химического вещества в обрабатываемом потоке, рабочая температура системы и полярность обрабатываемых химических веществ – все это оказывает эффект на долговечность углеродного слоя.

4. Из какого исходного сырья может производиться активированный уголь?

– Каменный уголь (лигнит, курной уголь, торф и антрацит)
– Дерево (твердая древесина, мягкая древесина и бамбук)  
– Скорлупа кокосового ореха
– Нефтехимические производные, такие как древесная смола, фенолформальдегид и другие смолы 
– Любые углеродистые материалы

5. В чем заключается разница между активированным углем, который производится из различного исходного сырья?

Активированный уголь на основе кокосовой скорлупы:

Активированный уголь наилучшего качества производится из кокосовой скорлупы.

ЗА: Имеет самую высокую твердость. Максимальное количество микропор подходит для фильтрации воздуха и воды. Самое низкое содержание примесей (зола). Произведено из сырья природного происхождения и оказывает самые низкие нагрузки на окружающую среду.

ПРОТИВ: Обычно самый дорогостоящий вид активированного угля по причине ограниченности доступа к исходному сырью. Производство и ценообразование подвержены влиянию природных условий в тропических странах. Не подходит для удаления цвета и запаха, поскольку данные частицы обычно больше и нуждаются в более высокой пропорции макропор.

Активированный уголь на основе дерева: обычно продается в порошкообразной форме. По большей части используется в фармацевтической и пищевой промышленности.

ЗА: Имеют самое высокое процентное содержание макропор, хорошо подходящих для применения в процессах обесцвечивания

ПРОТИВ: Как подразумевается из названия, для приготовления данного вида требуется срубание деревьев. Обычно процедура приготовления активированного угля идет с использованием процесса химической активации, который сильно загрязняет окружающую среду. Крупнейшим в мире производителем данного продукта является Китай.

Активированный уголь на основе каменного угля: данное исходное сырье преобладает в производстве 70% мирового активированного угля.

ЗА: Большая доступность, высокоразвитая система мезопор обычно дает более высокую степень адсорбции в некоторых специальных применениях. Цена, как правило, ниже, чем на  активированный уголь на основе кокосовой скорлупы.

ПРОТИВ: Самое высокое содержание смесей. Несоответствие в качестве, т.к. качество исходного сырья обычно варьируется. Процесс не является безвредным для окружающей среды ( Китай закрыл более 200 заводов по производству активированного угля за последние 5 лет).

6. Какие факторы влияют на адсорбционную способность активированного угля?

– Площадь поверхности активированного угля
– Размер углеродных пор
– Растворимость в водном растворе
– pH
– Температура

7. Какие факторы влияют на скорость адсорбции активированного угля?

– Размер частиц активированного угля
– Концентрация растворенных веществ в растворе
– Температура раствора

8. Что из себя представляет размер ячейки?

С физической точки зрения активированный уголь характеризуется гранулометрическим составом углеродных частиц.  Это обычно упоминается в соответствии со спецификациями клиента. По запросу может быт сделано преобразование ячеек в миллиметры или микроны.

9. Что означает углеродная ячейка 8 x 30?

Углеродной ячейкой 8 x 30 мы подразумеваем то, что если мы пропустим углерод через стандартную установку ячеечного экрана, 90% частиц останутся в пределах 8 и 30 ячеек.   

10. Описание распределения по размерам пор активированного угля.

Определение распределения по размерам пор активированного угля является чрезвычайно полезным способом понимания эксплуатационных характеристик материала.  Международный союз теоретической и прикладной химии определяет распределение по размерам пор как:

Микропоры: r < 1nm
Мезопоры: 1 < r < 25nm
Макропоры: r > 25nm

Макропоры используются как вход в активированный уголь, мезопоры – для переноса, а микропоры – для адсорбции.
 

11. Каковы физические характеристики активированного угля?

• Твердость – важный фактор в проектировании системы, сроке службы фильтра и обработке продуктов. Существуют большие различия в твердости активированного угля, в зависимости от исходного сырья и уровня активности. Кокосовый орех является одним из самых твердых материалов природного происхождения.

• Насыпная плотность – должна быть внимательно рассчитана во время наполнения фиксированного объема, т.к. может иметь существенные последствия.

 • Плотность после обратной промывки и осушки покажет более низкое значение из-за водяной пленки между частицами активированного угля.

• Гранулометрический состав – Чем мельче размер частиц активированного угля, тем лучше доступ к площади поверхности и быстрее скорость кинетики адсорбции. В системах паровой фазы он должен рассчитываться при условии падения давления, что будет влиять на стоимость энергии. Тщательная проработка гранулометрического состава может обеспечить существенные эксплуатационные преимущества.

• Влажность продукта.- Понижение степени влажности означает, что Вы получаете больше углерода за оплаченные средства. 

• Содержание золы. – Измерение других примесей, присутствующих в материале. Это указывает на чистоту углерода. Кокосовый орех содержит минимальное количество золы в натуральном состоянии. 

 12. Какие существуют различные группы продуктов активированного угля?

• Порошкообразный активированный уголь; размер частиц  1-150 мм
• Гранулированный активированный уголь; размер частиц 0.5-4 мм
• Экструдированный активированный уголь в форме пеллет или сферы, размер частиц 0.8-4 мм

Порошкообразный активированный уголь 

Гранулированный активированный уголь

Экструдированный активированный уголь

13. Каковы преимущества использования активированного угля?

Основанный на сырье естественного происхождения, с высокой степенью кристалличности и широко развитой внутренней пористой структурой, активированный уголь является отличным адсорбентом для использования через широкий спектр загрязняющих веществ. При сравнительно низкой стоимости он является эффективным адсорбентом для применения в воздушных, жидкостных  и  газовых фазах. Многоразового использования после возобновления деятельности, безопасен.

14. Что такое реактивированный углерод?

Как только гранулированный уголь насыщается или цель обработки достигнута, он может быть переработан путем термической реактивации для повторного использования. Реактивация включает в себя обработку отработанного угля в восстановительной печи при высокой температуре, достигающей свыше  800°C. Во время этого процесса обработки нежелательные органические вещества на угле разрушаются под термическим воздействием. Переработка путем термической реактивации является высококвалифицированным процессом, обеспечивающим отработанному углю годное для повторного использования качество.

15. В чем заключается разница между реактивацией и регенерацией?

Оба процесса способствуют тому, что срок службы активированного угля может быть расширен. Реактивация является физическим и химическим процессом, где уголь обычно  подвергается воздействию температур свыше 800 градусов по Цельсию, чтобы восстановить большую часть активности путем удаления примесей на активированном угле. Он не может быть выполнен на месте эксплуатации, т.к. требует специализированного оборудования и мер по борьбе с загрязнением.  Тогда как регенерация является процессом «на месте», восстанавливающим некоторую часть активности угля путем использования пара или воздуха высокого давления, который продувкой удаляет некоторые примеси. Дает небольшое расширение срока службы угля.

16. Какие стандарты обычно применяются к активированному угля?

ASTM-Американский стандартный метод испытаний (наиболее часто принимаемый стандарт испытаний на мировом уровне)

AWWA – Американская ассоциация водопроводных сооружений.
ANSI/NSF Standard – Американский национальный институт стандартов/ Национальный фонд социальной защиты.  
EN – Европейский Стандарт
ГОСТ(Россия).

17. Йодное число активированного угля

Уголь преимущественно адсорбирует малые молекулы. Йодное число – это наиболее фундаментальный показатель, используемый для характеристики эффективности активированного угля (в первую очередь, в отрасли водообработки). Это показатель уровня активности (чем выше число, тем больше степень активности), часто выражается в мг / г ( стандартный диапазон 500-1200 мг / г). Также определяет содержание микропор активированного угля (от 0 до 20 А, или до 2 нм) путем адсорбции йода из раствора. Эквивалентно площадям поверхности угля между 900 м²/г и 1100 м²/г. Является обычным показателем для применения в жидкой фазе.

18. Как определяется эффективность активированного угля?

В зависимости от отрасли и типа применения существуют различные стандартные методы измерения или процедуры тестирования для измерения активности или уровня адсорбции.

Вот основные из них:

- CTC(Carbon Tetra Chloride activity  - активность тетрахлорида углерода) – Измерение проницаемости активированного угля путем адсорбции пара, насыщенного тетрахлоридом углерода. Этому тесту следовали наиболее часто очень долгое время.  Затем, поскольку CTC было запрещено на мировом уровне, получили признание другие виды тестирования.  Но даже в наши дни большинство старых спецификаций и указаний по применению и даже большая часть тендеров все еще используют CTC в качестве референций, когда речь идет об активированном угле. Данное тестирование имеет большое значение для адсорбции в паровой фазе. Является обычным показателем для применения в жидкой фазе.

 - Мелоссовое число или эффективность мелассы является показателем содержания мезопор активированного угля (больше 20 Åили 2 нм), который устанавливается путем адсорбции мелассы из раствора. Высокое мелоссовое число указывает на высокую степень адсорбции больших молекул (в пределах 95–600).

- Показатель обесцвечивания мелассы приравнен к мелассовому числу. Это показатель структура макропор, он менее 500A.
Оба эти показателя важны в пищевой и фармацевтической промышленности, т.к. имеют значение для обесцвечивания и устранения запаха активированного угля.  

- Метиленовое синее число или метиленовый синий краситель. Некоторые виды угля имеют структуру мезопор (от 20 Å до 50 Å, или от 2 до 5 нм), которая адсорбирует молекулы средних размеров, такие как краска синего красителя. Адсорбция синего метилена измеряется в гм/1кг (диапазон 110–400 гм/кг).
- Активность бутана.  Этот метод испытаний является показателем способности активированного угля адсорбировать бутан из сухого воздуха при определенных условиях. Обычно используется в спецификациях по применению в восстановлении растворителей, а также, когда углерод используется в фильтрации воздуха, например, в воздушных фильтрах салона. Активность бутана является показателем объема микропор образца активированного угля. Типичное значение составляет 7-15 гм/100мл.

 19. Что такое импрегнированный активированный уголь?

Мы способны улучшить адсорбционную способность активированного угля путем помещения определенных химических веществ на поверхность активированного угля. Импрегнатором может быть металл, соль металла, органический комплекс и т.д., а зависимости от типа показателей активированного угля, которые мы хотим улучшить.