Aktif Karbon Filtre Nedir?

coconut tabanlı aktif karbon

Aktif Karbon Filtre Nedir?

Aktif karbon, birim hacim başına inanılmaz derecede büyük bir yüzey alanına ve adsorpsiyonun gerçekleştiği bir mikroskopik gözenekler ağına sahiptir. Aktif karbon, kömür, hindistan cevizi, fındık kabuğu, turba, ağaç ve linyit gibi karbonlu kaynak malzemelerden üretilen bir malzemedir. Aktif karbon için kullanılan birincil hammadde, yüksek karbon içeriğine sahip herhangi bir organik maddedir. Karbon bazlı malzeme, kontrollü bir atmosfer ve sıcaklık altında bir fırında fiziksel modifikasyon ve termal ayrışma yoluyla aktif karbona dönüştürülür. Bitmiş ürün, birim hacim başına geniş bir yüzey alanına ve adsorpsiyonun gerçekleştiği submikroskopik gözenekler ağına sahiptir.

aktif karbon

Aktif Karbonun Özellikleri Nelerdir?

Bir aktif karbon ürünü, etkinliği ve fiziksel özellikleri ile karakterize edilebilir. Aktivite özellikleri, bir karbonun mevcut gözenek hacmini üç gözenek büyüklüğü bölgesi üzerinde tanımlayan gözenek büyüklüğü dağılımını içerir: mikro gözenek, mezopor ve makro gözenek bölgeleri:

  • Micropore region – less than 100 Angstroms
  • Mesopore region – between 100 and 1,000 Angstroms
  • Macropore region – greater than 1,000 Angstroms
Activated Carbon

Gözenek büyüklüğü dağılım özellikleri, bir karbonun kirleticileri (adsorbe eden) sudan uzaklaştırmak için potansiyel performansının kilit göstergeleridir. Gaz fazında karşılaşılan moleküller genellikle sıvı faz uygulamalarındakinden daha küçüktür; bu nedenle, bir gaz fazı karbonu, mikro gözenekli bölgede konsantre edilmiş gözeneklerinin çoğuna sahiptir.

Hem karbon gözenekleri arasında adsorbatların hareket kolaylığı ve hem de belirli moleküler boyutların adsorpsiyonu için geniş bir gözenek boyutu yelpazesi mevcut olmalıdır. Sıvı faz karbonları, tat ve koku bileşiklerinin çıkarılması için bazı mikro gözenekliliği korurken, renk gövdelerini ve daha büyük organik maddeleri çıkarmak için daha geniş bir gözenek boyutu dağılımı içerir.

Fiziksel özellikler yüzey alanı, ürün yoğunluğu, ağ boyutu, aşınma direnci ve kül içeriğidir.

Tipik ölçülen karbon özellikleri şunları içerir:

İyot Numarası – aktif karbonun yüzey alanını, belirli bir standart test koşullarında iyot adsorpsiyonunu ölçerek, gram karbon başına adsorbe edilen mg I2 cinsinden bildirmek için yapılan standart test.

Yüzey Alanı – BET azot adsorpsiyonu gibi teknikler kullanılarak ölçülen, belirli bir karbon kütlesi için adsorpsiyon için mevcut yüzey miktarı; m2 / g cinsinden rapor edilmiştir.

Ürün Yoğunluğu – g / cc veya lbs / cf olarak bildirilen, maksimum paketleme verimliliğindeki karbonun yoğunluğu olan görünür yoğunluk dahil, birkaç özellik mevcuttur.

Kafes Boyutu – genellikle 12 elek geçiren bir karbon için 12 x 40 gibi bir elek açıklığı aralığı olarak bildirilen tanecikli ürünün partikül aralığının ölçülmesi, ancak miktar üzerinde bir spesifikasyon ile bir 40 mesh elek üzerinde tutulur daha büyük açılış ekranında tutulabilir veya daha küçük açılış ekranından geçirilebilir; temeli ABD elek boyutlarıdır. Aşınma Sayısı – karbon ürünün yıpranmaya dayanma kabiliyetinin ölçülmesi; Bu önemli özellik, aktif karbonun geri yıkamaya ihtiyaç duyulduğu, karbon transfer edileceği ya da işlem hızlarının ortalamanın üzerinde olduğu uygulamalarda ne kadar dayanıklı olduğunu anlamasını sağlar.

Kül Seviyesi – aktif karbonun karbon olmayan içeriğinin bir ölçüsü; tüm baz malzemeler, baz malzemeden baz malzemeye değişen içerik ile belirli bir kül bileşenine sahiptir; örneğin, hindistan cevizi kabuğu karbonu daha fazla alkali toprak metaline sahipken, kömür bazlı karbonların daha ağır metalleri vardır.

Aktif Karbon Nasıl Çalışır?

Fiziksel adsorpsiyon, aktif karbonun kirleticileri sıvı veya buhar akışlarından uzaklaştırmak için çalıştığı birincil araçtır. Karbon’un birim ağırlık başına düşen geniş yüzey alanı kirleticilerin aktif karbon ortamına yapışmasını sağlar.

Karbonun büyük iç yüzey alanı, diğer molekülleri çekmek için çalışan birçok çekici kuvvete sahiptir. Bu kuvvetler, çekim kuvveti ile benzer şekilde kendini gösterir; bu nedenle, sudaki kirletici maddeler, çözelti içindeki adsorbat konsantrasyonundaki ve karbon gözeneklerindeki farklılıklar sonucu bir çözeltiden karbon yüzeyine adsorbe edilir (veya yapıştırılır).

Fiziksel adsorpsiyon, tüm moleküller, özellikle bir katı yüzeyindeki moleküller (karbonun gözenek duvarları) gibi çekici kuvvetler uyguladığı ve bu yüzey molekülleri, diğer moleküllere yapışmaya çalışması nedeniyle oluşur.

Çözünmüş adsorbat, en güçlü çekici kuvvetlerin bulunduğu bölgeye ulaşmak için çözeltiden gözenek kanalları boyunca göç eder. Kirletici maddeler adsorbe olur, çünkü onlar için karbon yüzeyinin çekiciliği, çözelti içinde çözülen çekici kuvvetlerden daha güçlüdür. Adsorbe olan bu tercihi sergileyen bileşikler, kirleticiyi adsorbe etmek için gereken enerjinin üstesinden gelmek için karbon yüzeyinde yeterli enerji olduğunda bunu yapabilir.

Organik olan, yüksek moleküler ağırlığa sahip olan ve kimyasal yapıları gereği nötr veya kutupsal olmayan kirleticiler aktif karbon üzerinde kolayca emilir. Su adsorpsiyonlarının aktif karbon üzerine fiziksel olarak adsorbe edilmesi için, her ikisi de su içinde eritilmelidir, böylece karbon gözenek açıklıklarının boyutundan daha küçük olurlar ve karbon gözeneklerinden geçerek birikebilirler.

Fiziksel adsorpsiyonun yanı sıra, bir karbon yüzeyinde kimyasal reaksiyonlar oluşabilir. Böyle bir reaksiyon, klorür iyonları oluşturmak için klorin karbon ile kimyasal reaksiyonunu içeren sudan klorin uzaklaştırılmasıdır.

Aktif Karbonlar Neden Farklı?

Aktif karbonlar, başlangıç ​​materyali ve üretim metotları nedeniyle farklıdır. Bu hammaddeler genel karakteristiklerini oluşturur ve nihai üründe farklılıklar olacaktır.

Yurtiçinde çoğu karbon kömürden üretilir. Aktivasyon öncesi baz hammadde ve ön işlem adımları, aktif karbonun fiziksel ve aktivite özelliklerinin çoğunu etkileyebilir. Bu farklı özellikler bazı karbonları spesifik uygulamalar için diğerlerinden daha uygun hale getirir.

Bitümlü kömürle aktive olan karbonlar çok çeşitli gözenek çaplarına sahiptir. Bu karbonlar hem ince hem de geniş bir gözenek çapına sahip olduklarından, genel klorsuzlaştırma ve daha büyük renk gövdeleri de dahil olmak üzere çeşitli organik kimyasal kirleticilerin sudan uzaklaştırılması için çok uygundurlar. Hindistan cevizi bazlı karbon, içme suyu uygulamalarında olduğu gibi düşük organik konsantrasyon konsantrasyonlarının giderilmesi için daha uygun olan, daha fazla mikroporozite sergileme eğilimindedir. Bu özellik, aktif karbonlardaki iyot sayıları karşılaştırılırken çıkarılabilir. İyot sayıları yüksek karbonlar daha geniş yüzey alanına sahip olma eğilimindedir; Bu nedenle, nispeten zayıf adsorbe olan organikler için daha yüksek kapasiteye sahip olacaklar. Öte yandan, daha az iyot sayısına sahip olan karbonlar, büyük organik moleküllerin çıkarılması için tercih edilebilecek daha geniş gözeneklere sahip olabilir. Rengi çıkarmanın, yüksek iyotlu bir karbonun aksine, yeniden aktif hale getirilmiş bir karbon ile daha kolay hale getirileceği bazı uygulamalar vardır.

Diğer bir karşılaştırmalı faktör, karbonun sertliğidir. Örneğin, karbon sık sık geri yıkamaya ihtiyaç duyulacak bir uygulamada kullanılacaksa, aktif karbonların aşınma direnci önemli olabilir. Yukarıda bahsedildiği gibi, hindistancevizi karbonları bitümlü kömür bazlı karbonlardan daha yüksek aşınma oranına sahiptir ve bu tip bir uygulamada zaman içinde daha az yıpranma beklemesi beklenir.

Yoğunluk, belirli uygulamalar için önemli bir husus olabilir. Aşağıdaki tabloda gösterildiği gibi, aktif karbonların yoğunlukları hammaddeye göre değişir. Düşük yoğunluğa sahip daha az karbon kilosu, yüksek yoğunluğa sahip karbon ile karşılaştırıldığında verilen bir kaba sığacaktır. Bu önemlidir, çünkü bir konteyner bir hacim dolumu yapmak için düşük yoğunluklu bir karbonun daha az karbon ağırlığına ihtiyaç duyabilirken, kirletici temizleme performansı daha yüksek yoğunluklu bir karbona kıyasla ciddi şekilde azaltılabilir.

Farklı Hammaddelerden Üretilen Aktif Karbonların Tipik Özellikleri

CoconutBituminousLignite
Iyot sayısı1,100950600
Aşınma Numarası857560
Paketlenmiş Dökme Yoğunluğu
sutun lbs/ft3
252523
% Ash36.720.1

Kül içeriği, su arıtma uygulamalarında önemli bir rol oynayabilir. Suda çözünür kül fraksiyonu aktif karbon ile temas halinde serbest bırakılabilir; bu, suya bulanıklık kazandırmak gibi istenmeyen etkilere neden olabilir. Düşük pH’a sahip su ile yapılan bazı uygulamalar ayrıca asitte çözünür kül serbest bırakabilir ve kömür bazlı karbonların düşük pH suya maruz kalması ve atık suyun karbon suyuna sarımsı-turuncu bir renk vermesi gibi karbondan elüe edilmesi gibi gerçekten renk verebilir. Yukarıdaki tablo bu karşılaştırmalı özellikleri özetlemektedir.

Aktif karbon, belediye su arıtımı gibi uygulamalar için çok faydalı olsa da, kullanıcı için ürün bilgisini talep etmek ve aktif karbon sağlayıcısından fiyat almak, uygulama için mümkün olan en iyi seçimin yapılmasını sağlamak önemlidir. Bu yolla, birkaç karbon uygulaması için iyi bir aday olsa da, en uygun maliyetli çözümü sunabilen, kullanılan yöntemdir.

Bir cevap yazın

WeCreativez WhatsApp Support
Müşteri destek ekibimiz sorularınızı yanıtlamak için burada. Bize sorunuz!
👋 Merhaba, nasıl yardımcı olabilirim?