Активированный уголь как адсорбент

Активированный уголь является одним из наиболее эффективных адсорбентов, используемых для удаления из воздушных выбросов органических веществ, в том числе легколетучих органических соединений (ЛОС), дурнопахнущих и душистых соединений.

Применение активированного угля обеспечивает возможность устранения практически всех запахов и значительное улучшение технологических показателей воздушных выбросов.

Активированные угли получают карбонизацией твердых органических материалов с последующим окислением образовавшегося угля-сырца кислородом воздуха, водяным паром, оксидом углерода (IV) или другими активирующими реагентами при температуре 700-1000ºС. В результате такой активации часть органического материала выгорает, а остаток превращается в уголь, отличающийся развитой пористой структурой и поэтому обладающий огромной внутренней поверхностью.

Структура активированных углей представляет собой пакеты плоских слоев, образованных конденсированными гексагональными ароматическими кольцами атомов углерода. Размеры их плоскостей находятся в пределах 1-3 нм.

Ориентация отдельных плоскостей в микрокристаллитах углерода довольно часто нарушена, и отдельные слои беспорядочно сдвинуты друг относительно друга, не всегда сохраняя при этом взаимное параллельное расположение (зоны аморфного углерода).

В процессе активации угля пары воды и диоксид углерода диффундируют в поры карбонизованного материала и вступают в реакции окисления. При этом прежде всего наименее плотная часть материала зоны аморфного углерода окисляется до газообразных продуктов, в результате чего образуются поры молекулярных размеров нерегулярного строения.

Вследствие низкой плотности аморфного углерода выгорание относительно небольшой его массы приводит к возникновению довольно значительного объема таких пор. На следующей стадии активации углей частично выгорают плоскости конденсированных ароматических колец в углеродных кристаллитах. При этом образуются щелевидные поры, как между стенками кристаллитов, так и в теле самих кристаллитов.

Таким образом, активированные угли имеют развитую пористую структуры, которая характеризуется размером пор.

Использование технологии, основанной на адсорбции органических веществ на активированном угле, имеет следующие преимущества перед другими методами очистки:

• возможность устранения из воздушных выбросов практических всех запахов;
• устройство адсорбционных фильтров, необходимых для адсорбции органических веществ на активированном угле, не требует больших капитальных затрат;;
• адсорбции органических веществ на активированном угле не вызывает протекания неконтролируемых химических реакций, приводящих к образованию химических веществ, отличных от веществ, содержащихся в исходном воздушном потоке;
• активированный уголь сам по себе является биологически и экологически инертным веществом и не оказывает негативного влияния на персонал предприятия и окружающую среду;
• в ряде случаев отработанный (насыщенный органическими веществами и потерявший адсорбционную емкость) активированный уголь может быть реактивирован и использован для очистки повторно;
  

Использование технологии, основанной на адсорбции органических веществ на активированном угле, имеет следующие преимущества перед другими методами очистки: