Производство активированного угля: исходный материал и этапы изготовления
Производство активированного угля
Активированный уголь известен всем. Большинство знают о нем как о небольших черных таблетках, употребляемых при пищевых отравлениях – по принципу «дешево и сердито». Однако задумывался ли кто-нибудь, из чего делают активированный уголь, и как это происходит? Ведь этот процесс куда более сложный, чем может показаться на первый взгляд.
Что являет собой активированный уголь
Грубо говоря, активированный уголь – это углерод практически без примесей, имеющий вид очень легкого и очень пористого вещества. На самом деле, очень пористого – поверхность 1 грамма готового вещества в зависимости от способа изготовления может иметь поверхность от 500 до 1800 м² — только представьте, таблетка, которую вы принимаете, отравившись, имеет поверхность площадью более километра квадратного!
Изготовляют уголь из множества различных видов сырья, как минеральных, так и органических. Для разных марок и назначений это может быть древесный уголь, каменный уголь, нефтяной кокс, торф, скорлупа грецких и кокосовых орехов, плодовые косточки и многое другое. Медицинский активированный уголь производят именно из кокосового угля.
Сферы применения активированного угля в современной жизни
Сфера применения активированного угля весьма широка. О его свойствах знали еще в древности – на Руси его изготовляли в домашних условиях, чаще всего – из березовых поленьев; для этого даже не нужно было ничего делать – просто угли, оставшиеся после растопки бани, вносили в парилку для активации. По качествам этот прообраз не шел ни в какое сравнение с современными марками угля, однако уже тогда его использовали для лечения желудочных расстройств как у людей, так и у домашнего скота, фильтровали с его помощью воду и домашние алкогольные напитки, и многое другое.
В современном мире его применяют во множестве сфер:
- В пищевой промышленности (например, для очистки сахара)
- В химической промышленности в качестве катализатора реакций
- В медицине
- В фармацевтике
- В очистительных сооружениях для очистки воздуха и воды от промышленных отходов
- В бытовых фильтрах для питьевой воды
а также в многих других сферах.
Все дело в его свойствах – активированный уголь прекрасный абсорбент, очень легкий, очень эффективный, и главное – очень дешевый. Изготовлять его можно практически везде, технология производства хоть и непростая, но не требует длительного времени и чересчур сложных процессов – со всем справляются всего два аппарата. Сайт elgreloo.com предлагает вам ознакомиться с технологией изготовления активированного угля.
Промышленная технология производства активированного угля
Весь процесс производства активированного угля состоит из двух этапов:
- Пиролиз (карбонизация)
- Активация
Производство начинается с того, что сырье, будь то каменный уголь, торф или скорлупки, измельчают до частиц размером всего в несколько сантиметров. После этого его загружают в специальные печи для карбонизации. Существует несколько конструкций печей, применяемых для этой цели. Самые распространенные из них:
- Шахтные
- Вертикальные роторные
- Горизонтальные роторные
- Многополочные
Не смотря на различия конструкции, принцип действия у них один – сырье подвергается термической обработке без доступа кислорода. Температуры в печах предельно высокие – от 600 до 950 градусов по цельсию. В итоге углеродосодержащие сырье превращается в угольки наподобие тех, что остаются от дров после потухшего костра – они обладают первичной прочностью угля, однако у них очень небольшие поры, и абсорбируют вещества они достаточно плохо.
Для того, чтобы активированный уголь стал таковым, карбонизированное сырье проходит через еще один этап производства – непосредственно активацию. В итоге оно получает специфичную внутреннюю структуру, которая и отвечает за прекрасные адсорбционные свойства готового продукта.
Существует два способа активации. В первом варианте карбонизат пропитывают хлоридом цинка или карбонатом калия, а после нагревают до температуры около 600 градусов по Цельсию – опять же таки, без доступа кислорода. Активированный уголь вообще очень не любит открытый воздух – он стремительно окисляется и впитывает в себя сторонние вещества из воздуха, теряя свои свойства.
Второй, самый распространенный способ – наследие древнерусского способа активации, о котором упоминалось ранее. Карбонизированное сырье обрабатывают без доступа воздуха перегретым паром или же его смесью с углекислым газом. Для такой обработки нужна температура до 900 градусов по Цельсию, которой добиться уже сложнее – а потому был создан аппарат, использующий свойства самого угля для его активации. В аппаратах этой конструкции в зону активации пропускается строго дозированное количество воздуха, благодаря чему часть угля самовозгорается – и создает необходимую для активации температуру. Этот способ, впрочем, применяется нечасто, так как существенно снижает выход готового продукта.
Далее все достаточно просто – готовый активированный уголь охлаждают, сортируют, при необходимости подвергают дополнительной обработке, измельчают и упаковывают в том виде, в котором мы его знаем.
Еще статьи которые могут вас заинтересовать:
Оборудование для получения активированного угля «КВАРК»
«КВАРК» — это оборудование для получения активированного угля или сорбента из различных карбонизированных продуктов органического происхождения методом парогазовой активации при высоких температурах. В качестве самого распространённого сырья для получения активированного угля или сорбента является углеродный остаток пиролиза автомобильных шин, карбонизат различных деревьев, карбонизированная скорлупа различного ореха, косточки от плодов фруктовых деревьев, лигнин, каменный и бурый уголь и другие карбонизированные растительные органические продукты ..
Активированный уголь имеет широкий спектр применения как в промышленности так и в быту… Начиная от простой очистки нашей воды которую мы пьём до рекуперации газов….
В процессе обработки определённым количеством перегретого до нужной температуры пара карбонизированного продукта в барабанной печи, на выходе получается активированный уголь или сорбент. Для каждого вида активированного угля необходим свой технологический процесс. Основные параметры определяющие качество активированного угля или сорбента — это время процесса, количество пара на 1 кг сырья и режим температуры при которой происходит активация продукта… У нашего предприятия есть опыт активирования с 2012 года различных продуктов на своём оборудовании, нашей собственной конструкции
…Мы нашим будущим клиентам предлагаем не только само оборудование под «КЛЮЧ», но и технологию получения активных углей или сорбентов разработанную и апробированную нами. Если продукт активации нам не знаком мы готовы разработать и предложить клиенту технологию активирования этого продукта… Подробнее о нашем продукте «КВАРК» можно узнать в разделе
Линия парогазовой активации «КВАРК» может использоваться следующим образом:
- как самостоятельная единица оборудования для карбонизации различных продуктов углеродного состава.
- как самостоятельная единица оборудования для получения различных активированных углей и сорбентов широкого спектра применения.
Технические характеристики линии парогазовой активации «КВАРК»
■ Количество карбонизированного продукта * — до 180 кг/час
■ Производительность по активному углю ** — до 120 кг/час
■ Фракция сырья * — 5 -15 мм
■ Режим работы — круглосуточно
■ Регламент оборудования — 1 раз в 90 дней
■ Установленная общая электрическая мощность — 14 кВт /час
■ Установленная тепловая мощность горелочных устройств * — 960 кВт/час
■ Потребление воды для активации — до 500 литров /час
■ Габариты оптимальные для размещения оборудования — 18 /12 /6 метров
■ Персонал для работы на оборудовании — 3 человека /смена
( * — по карбонизату берёзы, ** — по активному углю из карбонизата берёзы, *** — по активированному углю или сорбенту)
| Путь по сайту: Главная / Торговая площадка / МИНИ-ЗАВОДЫ / Производство угля / Уголь активированный : производство / Справочная информация Сырье для производства активированного угля
Активированные угли могут быть получены из разнообразного углеродсодержащего сырья — древесины, каменного и бурого угля, торфа и т. п. Активированный уголь – это адсорбент Свойства адсорбента зависят от:
Адсорбируемое вещество – это вещество, которое должно быть адсорбировано (удалено из воды). Очень важно знать характеристики адсорбируемого вещества, так как по ним можно установить размеры и конфигурацию молекул адсорбируемого вещества. Знать размеры молекул важно по трем причинам: с ростом размеров молекул падает растворимость вещества; с ростом размеров молекул падает адсорбция, так как молекулы не могут проникнуть в поры адсорбента; чем больше молекулы, тем больше требуется времени для их прохождения в поры.
PAC в основном состоит из частиц, меньших 80 mesh (mesh – ячейка, 80 mesh соответствует диаметру ячеек в 0,177 мм) и используется в основном для очистки жидкостей в пекарной промышленности. PAC смешивается с водой и после адсорбирования примесей пропускается через механический фильтр или осаждается.
Зерна EAC производятся в форме цилиндров и используются для очистки газов, в качестве катализатора и при восстановлении золота. Способ применения EAC аналогичен GAC. Зерна EAC тяжелее гранул GAC. EAC, как и GAC, может быть реактивирован и вновь использоваться.
Сначала углеродсодержащее сырье подвергают карбонизации — обжигу при высокой температуре в инертной атмосфере без доступа воздуха. Однако полученный карбонизат обладает плохими адсорбционными свойствами, поскольку размеры его пор невелики и внутренняя площадь поверхности мала. Поэтому карбонизат подвергают активации для получения специфической структуры пор и улучшения адсорбционных свойств.
Активация углей может осуществляться двумя способами.
Мы производим оборудование по активации водяным паром.. Активация водяным паром проводится при температуре 700 — 1000 °C в строго контролируемых условиях. При этом на поверхности пор происходит химическая реакция между водяным паром и углем, в результате чего образуется развитая структура пор и увеличивается внутренняя поверхность угля. С помощью такого процесса можно получать угли, обладающие различными адсорбционными свойствами. Активация водяным паром позволяет получать угли с внутренней площадью поверхности до 1500 м2 на грамм угля. Благодаря этой огромной площади поверхности активированные угли являются прекрасными адсорбентами. Тем не менее, не вся эта площадь может быть доступна для адсорбции, поскольку крупные молекулы адсорбируемых веществ не могут проникать в поры малого размера.
Структура пор В активных углях различают три разновидности пор — макропоры, переходные поры и микропоры, которые отличаются механизмом сорбции паров и газов.
Микропоры — самые мелкие поры активных углей, имеющие радиус меньше 1,5 нм, соизмеримый с размером адсорбируемых молекул. В отличие от первых двух видов нор, в микропорах весь объем пор представляет пространство, в котором проявляется адсорбционное поле, поэтому представление о послойном заполнении и о поверхности микропор теряет физический смысл. Удельный объем микропор активных углей 0,20—0,60 см3/г. Таким образом, микропорам принадлежит определяющая роль в процессах адсорбции. Параметры получаемого угля
Пищевая промышленность:
Фармацевтическая промышленность:
Промышленная очистка
Топливно-энергетическая промышленность:
Металлургическая промышленность:
Охрана окружающей среды:
© Авторское право принадлежит «Мега Пауэр Гонконг Груп Лимитед». |
Технология производства активированных углей из древесных отходов Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»
Химико-термическая переработка древесины и древесных отходов
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА АКТИВИРОВАННЫХ УГЛЕЙ
ИЗ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ
ИВ. ВОСКОБОЙНИКОВ, зам. ген. директора ФГУП «ГНЦ ЛПК» по науке, д-р техн. наук,
A. О. ШЕВЧЕНКО, зав. сектором отдела энергетики ФГУП «ГНЦЛПК», канд. техн. наук,
B. М. ЩЕЛОКОВ, зам. ген. директора ФГУП «ГНЦЛПК»
Объектом исследования являлась разработка технологий и технологических процессов переработки отходов лесозаготовки и деревообработки для производства активированных углей. Технологии активных углей начали развиваться в начале XX века. Роль активных углей высока в технологиях очистки и осветления продуктов пищевой промышленности, очистки воды и стоков, для детоксикации почв. Все более активно они применяется в биотехнологии.
На рынке адсорбентов доля активных углей составляет 40 %, цеолитов — 33 %, силикагеля — 11 %, прочих — 16 %.
Структура потребления активных углей такова: очистка питьевой воды — 34 %, очистка газов воздуха — 26 %, пищевая промышленность — 22 %, химическая и фармацевтическая — 18 %.
Технология предусматривает получение угля сырца из неликвидной древесины, обрезков, дров, веток, коры, щепы и опилок. Оборудование включает ПИРОЛИЗ-АКТИВАТОР и ГРАНУЛЯТОР, совмещает процессы карбонизации и парогазовой активации, обеспечивает дозирование твердых и жидких компонентов, их смешивание и получение гранулированной смеси активированного угля в виде гранул от 3 до 5 мм высокого качества с повышенной прочностью.
Гранулированные активные угли — это цилиндрические гранулы от серо-черного до черного цвета, определенного фракционного состава. Эти угли изготавливаются из измельченного сырья и связующего путем пастоприготовления, грануляции, карбонизации последующей парогазовой активации.
Они представляют собой небольшие цилиндры диаметром 1-5 мм и длиной 3-8 мм. Их получают путем агломерирования порошкообразного угля с органическими связу-
ющими, затем его подвергают коксованию. После чего его направляют в печь для активирования при 900° С.
Основной областью применения разрабатываемых активных углей предполагалась пищевая промышленность, поэтому было принято решение сосредоточиться на технологии производства АУ на основе способа парогазовой активации. В действующих технологиях этот способ двухстадийный. На первой стадии осуществляется производство березового угля-сырца (ГОСТ 7657 — 84), затем из него методом парогазовой активации получают активные угли марок БАУ и ОУ-А. Основным производителем таких углей является ОАО «Сорбент» (г. Пермь), где цикл парогазовой активации реализуется с использованием камерных печей ПАК -6×4 (типа «Десау»).
Проведенные нами исследования позволили сделать вывод о возможности получения АУ из древесины в одном агрегате, совмещая в нем процессы карбонизации и активации. В результате проведенного широкого комплекса работ был создан опытный образец пиролизера-активатора.
Принципиальная схема установки приведена на рис. 2, общий вид Установки — на рис. 3.
Пиролизер-активатор относится к классу печей с вращающимся барабаном непрерывного действия. Он включает составные части: пиролизационную реторту, нагревательную камеру, топку для сжигания газов пиролиза и активации, теплообменник-парогенератор, побудитель тяги, узел загрузки сырья, узел выгрузки продукта, узел вращения реторты, узел изменения угла наклона реторты, измерители температуры, щит управления. При производстве активированных углей в пиролизе-активаторе процессы карбонизации и активации протекают в одном агрегате.
56
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012
Химико-термическая переработка древесины и древесных отходов
Таблица 1
Потребление активных углей отраслями промышленного производства
Промышленность или направление использования Производство Марка АУ
Химическая Красителей Химических реактивов ОУ-А АГ-3,БАУ ОУ-А
Пластификаторов ОУ-А, АГ-3 СКТ-6А, ОУ-В
Химических и фармацевтических препаратов У AM, ОУ-А
Медицинская Антибиотиков ОУ-А
Витаминов ОУ-А
Лекарственных средств ОУ-А
Сахара ОУ-А, УАФ, АГС-4
Пищевая Масел и жиров ОУ-А
Крахмала и патоки ОУ-Б
Винно-водочных изделий БАУ
Газо-и нефтеперерабатывающая промышленно сть Пластификаторов ОУ-А
Очистка сточных вод промышленности В различных отраслях БАУ
Рис. 1. Принципиальная схема участка грануляции
Реторта, изготовленная из цельнотянутой трубы диаметром 200 мм, опирается бандажами на опорные ролики. С одного конца материал поступает в реторту, с другого осуществляется выгрузка готового продукта. Для перемещения материала в сторону выгрузки реторта устанавливается под небольшим углом к горизонту. Главный привод реторты смонтирован на отдельной сварной раме и включает электродвигатель, редуктор и от-
крытую венцовую передачу. Пиролизер-ак-тиватор оборудован специальной топкой для пуска и получения теплоносителя в процессе работы. Пуск пиролизера-активатора может быть осуществлен на любом топливе, включая дровяные отходы. С момента начала процесса карбонизации газы пиролиза направляются в топку Установки используются как топливо.
В начальный период времени пиро-лизер работает с использованием тепла от
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 8/2012
57
Химико-термическая переработка древесины и древесных отходов
Рис. 2. Принципиальная схема пиролизера-активатора
Технические характеристики установки
размеры д/ш/в Мм 6500/1800/2500;
масса Кг 6000;
производительность Кг/ч 10;
температура зоны активации °С 900;
скорость вращения реторты Об/мин 2-6;
диапазон измерения угла наклона град. 0-10°
Рис. 3. Общий вид пиролизера-активатора
58
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012
Производство активированного угля
Сырье для производства активированного угля
Активированные угли могут быть получены из разнообразного углеродсодержащего сырья — древесины, каменного и бурого угля, торфа и т. п.
В промышленном производстве активированных углей в качестве сырья чаще всего используются каменный уголь, скорлупа кокосовых орехов и древесина.
Производство активированного угля
Сначала углеродсодержащее сырье подвергают карбонизации — обжигу при высокой температуре в инертной атмосфере без доступа воздуха. Однако полученный карбонизат обладает плохими адсорбционными свойствами, поскольку размеры его пор невелики и внутренняя площадь поверхности мала. Поэтому карбонизат подвергают активации для получения специфической структуры пор и улучшения адсорбционных свойств.
Оборудование для производства активированного угля
Для производства активированного угля используют печи различного типа и конструкции.
Наибольшее распространение получили: многополочные, шахтные, горизонтальные и вертикальные печи, а также реакторы с кипящем слоем.
Активация активированного угля
Активация углей может осуществляться посредством обработки водяным паром или специальными химическими реагентами. Активация водяным паром проводится при температуре 800 — 1000 °C в строго контролируемых условиях. При этом на поверхности пор происходит химическая реакция между водяным паром и углем, в результате чего образуется развитая структура пор и увеличивается внутренняя поверхность угля. С помощью такого процесса можно получать угли, обладающие различными адсорбционными свойствами.
Активация водяным паром позволяет получать угли с внутренней площадью поверхности до 1500 м2 на грамм угля. Благодаря этой огромной площади поверхности активированные угли являются прекрасными адсорбентами. Тем не менее, не вся эта площадь может быть доступна для адсорбции, поскольку крупные молекулы адсорбируемых веществ не могут проникать в поры малого размера.
Данная статья дает лишь очень малое понятие о производстве активированного угля. В настоящее время существует большое количество технологий производства активированного угля с активацией не только водяным паром.
А вы знаете, как можно очистить самогон?
Сырье для производства активированного угля
Сырье для производства активированного угля
Активированные угли могут быть получены из разнообразного углеродсодержащего сырья: древесины, каменного и бурого угля, торфа и т. п.
В промышленном производстве активированных углей в качестве сырья чаще всего используются каменный уголь, скорлупа кокосовых орехов и древесина.
Сначала углеродсодержащее сырье подвергают карбонизации – обжигу при высокой температуре в инертной атмосфере без доступа воздуха. Однако полученный карбонизат обладает плохими адсорбционными свойствами, поскольку размеры его пор невелики и внутренняя площадь поверхности мала. Поэтому карбонизат подвергают активации для получения специфической структуры пор и улучшения адсорбционных свойств. Сущность процесса активации состоит во вскрытии пор, находящихся в углеродном материале в закрытом состоянии.
Активация углей может осуществляться посредством обработки водяным паром или специальными химическими реагентами. Активация водяным паром проводится при температуре 800–1000 °C в строго контролируемых условиях. При этом на поверхности пор происходит химическая реакция между водяным паром и углем, в результате чего образуется развитая структура пор и увеличивается внутренняя поверхность угля. С помощью такого процесса можно получать угли, обладающие различными адсорбционными свойствами.
Активация водяным паром позволяет получать угли с внутренней площадью поверхности до 1 500 м2 на грамм угля. Благодаря этой огромной площади контакта активированные угли являются прекрасными адсорбентами. Тем не менее не вся эта площадь может быть доступна для адсорбции, поскольку крупные молекулы адсорбируемых веществ не могут проникать в поры малого размера.
Древесный уголь получают при сжигании растительного материала, в большинстве своем – дерева. Производится он достаточно широко в развивающихся странах, где до сих пор древесина используется в качестве топлива для приготовления пищи и обогрева. Древесный уголь образуется путем нагревания древесины при определенной температуре в отсутствие кислорода. Все, что остается после этого процесса, является черным углеродным материалом – углем.
Так как эффективность процесса адсорбции напрямую зависит от площади поверхности соприкосновения угля и среды, врачи рекомендуют в медицинских целях при отравлениях принимать активированный уголь в виде взвеси порошка в воде.
Некоторые фанатики «натурального происхождения продуктов» предпочитают готовить самостоятельно активированный уголь, который потом может приниматься внутрь, использоваться в водных фильтрах или для очистки продуктов перегонки.
Чтобы изготовить активированный уголь самому, рекомендуется использовать кору таких деревьев, как:
? береза,
? дуб,
? ель,
? ольха,
? осина,
? сосна,
? тополь.
Возраст этих деревьев не должен превышать пятидесяти лет. Кору деревьев необходимо очистить от древесины, сердцевины, сучков. Очищенная кора сжигается на костре до исчезновения огня. Угли, которые появляются в результате сгорания, нужно собрать, выбирая самые большие из них.
Стряхнув золу и пыль, следует поместить угли в посуду, закрыть плотно крышкой и дать им остыть. Как только угольки охладятся, нужно снова очистить их от пыли. В очищенном виде истолочь их в ступе до мелких (не очень) гранул и обязательно просеять. Активированный уголь домашнего производства готов!
Данный текст является ознакомительным фрагментом.Читать книгу целиком
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
ЛИНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ 1800 тонн в год DGE-1800
Основные характеристики активированного угля, и его пористость зависят от исходного сырья и способов его переработки. Но начинается производство с одних и тех же технологических процессов. Сначала сырье подвергают карбонизации – обжигу при отсутствии воздуха в печах. На этом этапе получается уголь плохого качества из-за очень мелких пор, но зато приобретается прочность и первичную пористость.
Древесный уголь — твёрдый пористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при пиролизе древесины без доступа воздуха. Древесный уголь является бездымным, без запаха, незагрязненным, а время горения его в три раза дольше обычного угля. Содержание углерода достигает 85% и выше, а калорийность составляет 7000-9000 килокалорий (различные материалы содержат различный уголь, соответственно и различную калорийную ценность). Древесный уголь применяется в производстве кристаллического кремния, сероуглерода, чёрных и цветных металлов, активированного угля и т. д., а также как бытовое топливо. Удельная теплота сгорания брикета 9000 ккал/кг. В цветной металлургии древесный уголь используется в качестве покровного флюса, под которым производится плавка многих цветных металлов. Кроме того, древесный уголь используется при производстве кристаллического кремния в качестве восстановителя, а также при производстве сероуглерода и активированных углей. Применяется для получения алюминия, бора и т.д.; в производстве чистого кремния, который используется для получения полупроводников; в химической промышленности; как каминное топливо (за рубежом) и т.д. В металлургии, например, как восстановитель (в древесном угле большое содержание углерода). В производстве стекла, хрусталя, красок, электродов, пластмасс. Большое распространение древесный уголь получил в и т.п. устройств, так как в отличие от обычного топлива (например: дров), древесный уголь не образует дыма и открытого пламени, если правильно производить розжиг, а дает только необходимую температуру — жар. Причем для приготовления различных блюд не требуется ждать, когда дрова перегорят — ведь древесный уголь это уже готовое топливо. В общем, для производства древесного угля используются углевыжигательные печи. Основной идеей является сжигание древесины без кислорода. Этот процесс еще называют пиролизом.
Фракции угля 4-10 мм или 1,0-3,6 мм подвергают активации, которая выполняется двумя способами: парогазовым и химическим. В первом случае активированный уголь подвергается обработке водяным перегретым паром (800-1000 градусов). Уголь при этом приобретает необходимую пористость, развивается его удельная поверхность. В результате обгара активированный уголь значительно снижает свою массу. Сегодня широко используют прием, когда в аппарат вместе с паром подают небольшое количество кислорода. Под его воздействием часть угля загорается, поднимая температуру. Активированный уголь получают путём удаления из угля-сырца смолистых веществ и развития разветвлённой сети пор. Это достигается активированием карбонизированных гранул, полученных на основе древесных углей, действием газов-окислителей (перегретые пары H2O, CO2) при высоких температурах; при этом возникают тем более крупные поры, чем больше обгар угля. В зависимости от того, какую марку угля необходимо получить, меняется напор воды и время активации угля в печи. В процессе активации развивается необходимая пористость и удельная поверхность, происходит значительное уменьшение массы твердого вещества, именуемое обгаром.
В настоящее время активированный уголь, в основном выпускается в следующих формах:
- порошковый активный уголь,
- гранулированный (дробленый, частицы неправильной формы) активный уголь,
- формованный активный уголь,
- экструдированный активный уголь,
- ткань, пропитанная активным углем.
Порошковый активированный уголь имеет частицы размером менее 0,1 мм (более чем 90 % общего состава). Порошковый уголь используется для промышленной очистки жидкостей, включая очистку хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. После адсорбции порошковый уголь должен быть отделен от очищаемых жидкостей посредством фильтрации.
Гранулированный активированный уголь частицы размером от 0,1 до 5 мм (более чем 90 % состава). Гранулированный активный уголь используется для очистки жидкостей, в основном для очистки воды. При очистке жидкостей активный уголь помещается в фильтры или адсорберы. Активные угли с более крупными частицами (2-5 мм) используются для очистки воздуха и других газов.
Формованный активированный уголь – это активированный уголь в форме различных геометрических фигур, в зависимости от области применения (цилиндры, таблетки, брикеты и т. д.). Формованный уголь используется для очистки различных газов и воздуха. При очистке газов активный уголь также помещается в фильтры или адсорберы.
Экструдированный уголь выпускается с частицами в форме цилиндров диаметром от 0,8 до 5 мм, как правило, импрегнируется (пропитывается) специальными химическими веществами и применяется в катализе.
Ткани, пропитанные углем выпускается различных форм и размеров, наиболее часто применяются для очистки газов и воздуха, например в автомобильных воздушных фильтрах.
Свойства активных углей, их пористая структура, форма и размер частиц определяют области их применения. Активация водяным паром представляет собой окисление карбонизованных продуктов до газообразных в соответствии с реакцией — С+Н2О -> СО+Н2; или при избытке водяного пара — С+2Н2О -> СО2+2Н2. Суть процесса активации состоит в подборе такого сырья и таких параметров подготовки, карбонизации и активации, которые обеспечили бы при окислении сырья и минимальном обгаре образование оптимального объема пор и эффективного развития адсорбционной активности — активированный древесный уголь (ГОСТ 6217-74), изготавливаемый преимущественно из древесины березы, обладающей высокими прочностными свойствами. Из-за высокой степени микропористости угля БАУ-А, всего 1 грамм активированного угля имеет площадь поверхности до 1500 квадратных метров.
Внешний вид |
Зерна черного цвета без механических примесей |
Размер зерен: |
|
Адсорбционная активность по йоду, %, не менее |
60 |
Суммарный объем пор по воде, см3/г, не менее |
1,6 |
Насыпная плотность, г/дм3, не более |
240 |
Массовая доля золы, %, не более |
6,0 |
Массовая доля влаги, %, не более |
10,0 |
Древесный уголь относится к 4-му классу опасности — малоопасное вещество. Предельно допустимая концентрация аэрозоля древесного угля в воздухе рабочей зоны — 6 мг/м3. При пересыпании активного древесного дробленого угля выделяется угольная пыль. Пыль активного угля не ядовита, но при попадании в больших количествах в легкие человека вызывает заболевания. Предельно допустимая концентрация (ПДК) угольной пыли в воздухе рабочих помещений — 10 мг/м3. Пыль активного угля с воздухом образует взрывоопасные смеси, минимальное взрывоопасное содержание кислорода — 14% (по объему), поэтому необходимо использовать систему пылеудаления. Активированный уголь относится к 3-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76.
1. Цех карбонизации
1.1. Ретортные печи углежжения CCF-8/12 – 12 шт.
Древесный уголь является бездымным, без запаха, незагрязненным, а время горения его в три раза дольше обычного угля. Содержание углерода достигает 85% и выше, а калорийность составляет 7000-9000 килокалорий (различные материалы содержат различный уголь, соответственно и различную калорийную ценность). Древесный уголь применяется в производстве кристаллического кремния, сероуглерода, чёрных и цветных металлов, активированного угля и т. д., а также как бытовое топливо. Удельная теплота сгорания брикета 9000 ккал/кг. Печи предназначены для производства древесного угля по ГОСТ 7657-84 (уголь древесный) с содержанием углерода от 80 % до 90 % и зольностью до 3 %. Сырьем для производства угля, а так же для поддержания огня в топке являются обыкновенные дрова любой влажности любых пород древесины и отходы ее переработки. Для получения качественного угля используется березовый баланс. Процессы сушки и пиролиза в установке совмещены. Основной идеей является сжигание древесины без кислорода. Этот процесс еще называют пиролизом. Один цикл производства происходит в следующие этапы. Сначала древесину укладывают в реторты, которые устанавливают в камеру пиролиза. В топочной камере разжигаются дрова и, по достижении определенного температурного режима, в камере пиролиза начинается сжигание древесины без кислорода, то есть непосредственно пиролиз. Выделяющиеся при этом газы не выбрасываются в атмосферу, а напротив, идут на поддержание горения в камере. С того момента, как установка выходит в рабочую фазу, расход дров становится минимальным, так как вся необходимая тепловая энергия получается из газов. Таким образом, оптимальным вариантом производства является непрерывный процесс в несколько смен. Процесс происходит непрерывно, а каждая реторта проходит цикл, состоящий из загрузки дров, сушки, пиролиза, остывания и выгрузки угля.
Производительность (т/сутки) |
1,2 |
Количество реторт (шт) |
1 |
Кол-во дров потребляемое топкой на 1 тонну угля (куб. м) |
0,1 |
Толщина стали (мм) |
10 |
Материал |
Сталь легированная, жаропрочная |
Степень карбонизации |
не менее 95% |
Рабочая температура (град) |
500 |
Вес (кг) |
1100 |
Габариты (мм) | 2000х1800х2200 |
ширина: 8 м, длина: 42 м, высота: 8 м.
Бункер №1. Габариты: 500х500х500 мм
Элеватор №1. Мощность: 3 КВт, угол наклона 30 град, Габариты: 4760х450х2800 мм
Дробилка. Мощность: 35 КВт, Габариты: 800х400х1700 мм
Сепаратор. Мощность: 1,5 КВт, Габариты: 1600х1600х1100 мм
Бункер №2. Габариты: 400х400х400 мм
Элеватор №2. Мощность: 3 КВт, угол наклона 30 град, Габариты: 3200х1600х500 мм
Роторная печь активации. Мощность: 8 КВт, Габариты: 11700х3000х3000 мм, потребление газа: 167 м3/час
Парогенератор. Мощность: 4 КВт, Габариты: 1400х1400х2600 мм, потребление газа: 40 нм3/час
Охлаждающая система. Мощность: 1 КВт, D=600, L=2000 мм потребление газа: 40 нм3/час.
Упаковочная машина. Мощность: 1,5 КВт, Габариты: 500х2800х1800 мм, Мешки по 10 кг.
Система вентиляции. Мощность: 15 КВт
Лаборатория для проверки качества готовой продукции. Мощность: 1,5 КВт
Технология производства древесного угля для последующей активации
Участок карбонизации.
Дрова поступают в цех карбонизации и загружаются в печи углежжения. В печи карбонизации проходит первичное выжигание органики и карбонизация. Через установленный технологией промежуток времени карбонизированное сырьё достают из печи. Готовый древесный уголь укладывают на фасовочные столы для остывания. Новое сырьё загружают в печи. Далее уголь поступает на склад временного хранения.
Технология производства активированного угля
Участок активации.
Технология производства предусматривает получение активированных углей гранулированных из угля древесного высшего и первого сорта. Древесный уголь поступает в бункер, далее по элеватору поступает в дробилку, где измельчается до заданного технологией размера (1-3,6 мм БАУ-А). Из дробилки подаётся на сепаратор тонкой очистки, выделяющееся угольная пыль вентилируется. Далее уголь необходимой фракции поступает в бункер №2 и по элеватору №2 в печь активации. В печи измельченный угль активируется паром. Пар поступает из парогенератора. Осуществление контроля и регистрации температуры в 3-х точках расположенных по длине печи. По истечении заданного технологией периода времени, необходимо достать активированный угль. Стабилизация активного угля происходит в специальной охлаждающей системе. Активированный уголь остывает и подаётся в участок упаковки. Далее уголь дозируется и фасуется в мешки. Осуществление проверки качества продукции в текущем режиме. Погрузчиком активированный уголь, отвозят на склад готовой продукции.
Возможно опционально осуществить на сите тонкой очистки отбор отходов дробления (размер фракции менее 1 мм) и передача их для получения порошка ОУ-А. Далее подача оставшегося от дробления БАУ-А готового продукта на измельчение в порошок ОУ размером фракции менее 100 мкм. Упаковка в мешки.
Потребность в дополнительном топливе – (ретортные печи, печь активации, парогенератор).
Режим работы, производительность и количество персонала
Сырьем для производства карбонизированного (древесного) угля является лиственный баланс. Сырьем для производства активного угля является древесный уголь по ГОСТ 7657-84 марки А (первого сорта). Полезный выход активированного угля с учетом потерь на измельчение и обгар составляет 36-40% от древесного угля. Отходы измельчения исходного сырья являются товарной продукцией и реализуются непосредственно производителем активного угля.
Режим работы: 24 часа в сутки 335 дней в году. 1 месяц на осмотр и предупредительный ремонт.
Для 1 тонны карбонизированного угля необходимо примерно: 6-8 м3 березы или других твердых пород (кроме хвойных).
Производительность древесного угля: 3600 тонн в год (12-14,4 тонн в сутки).
Производительность активированного угля: 1800 тонн в год (5-5,5 тонн в сутки).
Персонал в смену: 13 человек. Рекомендуется: главный технолог — 1 чел., наладчик-ремонтник – 1 чел.
В зависимости от назначения активный древесный уголь изготовляют следующих марок:
- БАУ-А — для адсорбции из растворов;
- БАУ-МФ — для локальной очистки питьевой воды;
- БАУ-Ац — для наполнения ацетиленовых баллонов;
- ДАК — для очистки парового конденсата от масла и других примесей;
Размещение предприятия
Необходимо произвести строительно-монтажные работы и подготовить помещение под производство. Для размещения мини завода необходимо предусмотреть следующие технические параметры площадки:
- Лесохимические комплексы (производство по химической переработке дерева и получение древесного угля ). КЛАСС I — санитарно-защитная зона 1000 м (согласно нормам СНИП). (КЛАСС II — санитарно-защитная зона 500 м. Производство древесного угля.)
- Расход газа — природный газ около 206 м3/час.
- Электроэнергия – около 74 КВт
- Расход воды: 200 литров в час.
- Канализация (в виде конденсата)
Площадь помещения под склад запасов сырья и готовой продукции 500 м2. Склад должен быть отапливаемый и с естественной вентиляцией. Оптимальный размер сырья для ретортных печей углежжения: в диаметре от 70-150 мм, длиной 300-450 мм.
Фото: монтаж цеха активации угля
Активированный уголь, что такое активированный уголь, применение и преимущества активированного угля
Активированный уголь (также называемый активированным углем, активированным углем или активированным углем) — очень полезный адсорбент. Благодаря большой площади поверхности, пористой структуре (микро, мезо и макро) и высокой степени реакционной способности поверхности активированный уголь может использоваться для очистки, дехлорирования, дезодорации и обесцвечивания как жидкостей, так и паров. Кроме того, активированные угли являются экономичными адсорбентами для многих отраслей промышленности, таких как очистка воды, производство пищевых продуктов, косметология, автомобильная промышленность, очистка промышленных газов, извлечение нефти и драгоценных металлов, в основном для золота.Основными материалами для активированного угля являются скорлупа кокосового ореха, уголь или древесина.
Различные типы активированного угля подходят для различных специализированных областей применения.
- Гранулированный активированный уголь
- Гранулированный активированный уголь
- Уголь активированный в порошке
- Активированный уголь с пропиткой
- Каталитический активированный уголь
Каждый сорт и размер активированного угля зависят от области применения.Выбор правильного продукта с активированным углем и размера ячеек зависит от области применения и загрязняющих веществ, которые вы планируете удалить.
Типичные области применения:
- Удаление летучих органических соединений, таких как бензол, TCE и PCE.
- Сероводород (HS) и удаление отходящих газов
- Активированный уголь с пропиткой, используемый в качестве ингибитора бактерий в фильтрах для питьевой воды
- Удаление соединений, вызывающих вкус и запах, таких как MIB и геосмин
- Восстановление золота
- Удаление хлора и хлорамина
Очень важно спроектировать надлежащую систему фильтрации с активированным углем с достаточным временем контакта, перепадом давления и размером емкости.Кроме того, физические и химические характеристики активированного угля играют важную роль в эффективном удалении загрязняющих веществ. Таким образом, испытание материалов имеет важное значение, и можно использовать такие методы испытаний ASTM, как активность бутана, площадь поверхности, плотность и содержание воды (влажность), чтобы найти наиболее подходящий материал для вашего применения.
Активированный уголь считается самым мощным абсорбентом в мире. Он экологичен благодаря способности восстанавливать
Активированный уголь на основе скорлупы кокоса
Очень большая внутренняя поверхность, характеризующаяся микропористостью наряду с высокой твердостью и низким содержанием пыли, делает эти угли из скорлупы кокосовых орехов особенно привлекательными для воды и критического воздуха, а также для фильтров и респираторов в местах использования
- Очень большая площадь поверхности с большим количеством микропор
- Высокая твердость с низким пылеобразованием
- Превосходная чистота, зольность большинства продуктов не превышает 3-5%.
- Возобновляемое и экологически чистое сырье.
Уголь активированный на угольной основе
Обычно этот относительно недорогой фильтрующий материал является высоким спросом как для газов, так и для жидкостей. Активированный уголь на основе угля имеет большую площадь поверхности, характеризующуюся как мезопорами, так и микропорами.
- Постоянная плотность
- Твердые материалы с минимальным пылеобразованием.
- Экономичный
Активированный уголь на древесной основе
Он обеспечивает различные рабочие характеристики в промышленных приложениях, обычно связанных с углем или кокосовыми орехами.
Активированный уголь на основе древесины имеет большую площадь поверхности, характеризующуюся как мезопорами, так и микропорами, и обладает отличными обесцвечивающими свойствами благодаря своей характерной порометрии.
- Относительно низкая плотность
- Возобновляемый источник сырья
Активированный уголь на каталитической основе
Каталитический уголь — это класс активированного угля, который используется для удаления хлораминов и сероводорода из питьевой воды.
Обладает всеми адсорбционными характеристиками обычных активированных углей, а также способностью стимулировать химические реакции.
Каталитический уголь не пропитан едкими химикатами
Поскольку каталитические угли не содержат пропиток, вам не нужно беспокоиться об уменьшении способности пахнуть органическими веществами или повышенном возгорании слоя пропитанных углей.
Каталитический уголь образуется за счет изменения структуры поверхности активированного угля.Он модифицируется путем обработки газа при высоких температурах, чтобы изменить электронную структуру и создать наивысший уровень каталитической активности на углероде для восстановления хлорамина и h3S в воде. Эта добавленная каталитическая функциональность намного больше, чем у традиционных активированных углей. Каталитический уголь — экономичное решение для снижения содержания h3S до 20–30 частей на миллион. Каталитический уголь преобразует адсорбированный h3S в серную кислоту и сернистую кислоту, которые растворимы в воде, поэтому углеродные системы можно регенерировать с помощью промывки водой, чтобы восстановить емкость h3S для менее частых физических замен.
Активированный уголь с пропиткой
Пропитка поверхности химически модифицирует активированный уголь за счет тонкого распределения химикатов и металлических частиц на внутренних поверхностях его пор. Это значительно увеличивает адсорбционную способность угля за счет синергизма между химическими веществами и углем. И обеспечивает рентабельный способ удаления примесей из газовых потоков, что в противном случае было бы невозможно.
Водоподготовка
Благодаря своим антимикробным / антисептическим свойствам пропитанный серебром уголь является эффективным адсорбентом для очистки наземных бытовых и других систем водоснабжения.
Очистка газа
Пропитанный активированный уголь используется для очистки дымовых газов на угольных электростанциях и в других системах контроля загрязнения воздуха. Углерод может быть специально пропитан для удаления кислых газов, аммиака и аминов, альдегидов, радиоактивного йода, ртути и неорганических газов, таких как арсин и фосфин.Углерод, пропитанный оксидом металла, предназначен для неорганических газов, включая HCN, h3S, фосфин и арсин.
Нажмите здесь, чтобы запросить цену .Активированный уголь | Калгон Карбон Корпорейшн
Гранулированный активированный уголь
Гранулированный активированный уголь (GAC) — это специальный препарат активированного угля или активированного угля. Он использовался в качестве очищающего средства с начала 19 века. Сегодня активированный уголь в различных формах, включая гранулированный, используется в широком спектре промышленных, коммерческих и домашних применений для удаления загрязнений.
Поглощающая способность GAC делает его идеальным для удаления различных загрязняющих веществ из воды, воздуха, жидкостей и газов.GAC — экологически безопасный продукт, который можно реактивировать путем термического окисления и многократно использовать для одного и того же применения.
Как крупнейший в мире производитель гранулированного активированного угля, Calgon Carbon обеспечивает свою продукцию всесторонней аналитической поддержкой, включая технико-экономическое обоснование и оценку затрат, а также полное проектирование системы, обслуживание и устранение неисправностей. Calgon Carbon обладает непревзойденным опытом в разработке приложений GAC, а это означает, что независимо от ваших потребностей GAC, Calgon Carbon предлагает продукт, специально разработанный для обеспечения лучшего решения.
ПОРОШОК АКТИВИРОВАННОГО УГЛЕРОДА
Calgon Carbon Corporation производит множество типов продуктов с порошковым активированным углем (PAC), каждый из которых специально разработан для обеспечения уникальной пористой структуры и адсорбционных свойств.
Адсорбционная способность PAC Calgon Carbon делает его идеальным для удаления различных загрязнений из воды, воздуха, жидкости и газов. Стремясь быть экологически ответственным, Calgon Carbon может повторно активировать отработанный гранулированный активированный уголь путем термического окисления, чтобы заставить «реагировать» порошковый активированный уголь.
Calgon Carbon обладает более чем 70-летним опытом производства порошкообразных активированных углей, специально разработанных для удовлетворения требований индивидуальных промышленных применений. От очистки воды в жилых и муниципальных помещениях до очистки фармацевтических продуктов, от обесцвечивания продуктов питания и напитков до накопления энергии и многого другого — Calgon Carbon предлагает широкий спектр специально разработанных порошкообразных активированных углей для лучшего удовлетворения ваших потребностей.
Гранулированный активированный уголь
Пеллеты — это активированный уголь, спрессованный в формованные цилиндры, который используется для самых разных целей, например, для удаления из природного газа таких загрязняющих веществ, как летучие органические соединения и ртуть, а также для контроля запаха.
Пеллетыспециально разработаны для обеспечения уникальной пористой структуры и адсорбционных свойств. Адсорбционная способность гранулированного угля делает его идеальным для удаления различных загрязняющих веществ из воздушных и газовых потоков. Пеллеты также являются экологически ответственным продуктом, который можно реактивировать путем термического окисления и многократно использовать для одного и того же применения.
ТКАНЬ С АКТИВИРОВАННЫМ УГЛЕРОМ
Calgon Carbon — пионер в производстве ультрасовременного текстиля с тканью из активированного угля (ACC), используемой для медицинских, оборонных и промышленных применений.
Flexorb ™ ACC — это 100% активированный уголь, который более эффективен при адсорбции по сравнению с другими материалами, содержащими углерод, которые имеют более низкое содержание активированного угля.
Flexorb ™ ACC имеет микропористую структуру, которая обеспечивает быструю кинетику адсорбции и способность адсорбироваться до более высокого уровня чистоты. Flexorb ™ ACC также подходит для использования в приложениях с высокой влажностью, поскольку на его адсорбционную способность меньше влияет влага.
.Активированный уголь
Наши продукты с активированным углем эффективно удаляют загрязнители, загрязнения и другие примеси из воды, воздуха, продуктов питания и напитков, фармацевтических препаратов и т. Д.
Мы являемся мировым лидером в исследованиях, разработках, производстве и продаже высококачественного активированного угля, используемого в растущем диапазоне экологических, медицинских, безопасных и промышленных применений.Опираясь на нашу более чем 90-летнюю историю разработки инновационных продуктов, мы производим широкий спектр продуктов с более чем 150 различными составами активированного угля, созданными из широкого диапазона сырья.
Мы предлагаем широкий спектр ведущих в отрасли решений с активированным углем, каждое из которых имеет собственное применение и применение, в трех основных группах продуктов:
Мы дополняем наши продукты с активированным углем системами и услугами на месте, а также решениями по реактивации, чтобы удовлетворить ваши конкретные потребности.
Наши продукты с активированным углем также используются в качестве красителей, носителей или катализаторов в промышленных процессах, и распределение пор по размеру очень важно для большинства применений. Активированный уголь, также называемый активированным углем, представляет собой форму углерода, которая была обработана для создания миллионов крошечных пор между атомами углерода, что привело к значительному увеличению площади поверхности. Площадь поверхности активированного угля делает материал пригодным для адсорбции — процесса, с помощью которого удаляются примеси из жидкостей, паров или газа.
В идеале используемый углеродный материал должен иметь размер пор больше, чем размер пор материала, который он пытается адсорбировать. Удаленные молекулы удерживаются внутри пористой структуры углерода за счет сил Ван-дер-Ваальса, электростатического притяжения или хемосорбции. Процесс адсорбции помогает углю уменьшить количество опасных газов, активировать химические реакции и действовать как носитель биомассы и химикатов.
Управление продуктом — наш приоритет.Посетите нашу библиотеку сертификатов и деклараций, чтобы загрузить информацию о Responsible Care®, ISO, EU REACH и других нормах.
Сертификаты и декларации.
Комментариев нет