- صفحه اصلی
- فروش کربن اکتیو
کربن فعال پودری یا پودر کربن فعال، سایز کمتر از ۱ میلی متر و قطر متوسط بین ۰/۱۵ – ۰/۲۵ میلی متر دارد. مزیت مهم این نوع از کربن مقدار بالای سطح فعال در واحد حجم آن است، اما به دلیل اندازه ریز ذرات افت فشار بالایی را ایجاد می کند.
انواع کربن فعال
این محصول را به دسته ها و انواع گوناگون تقسیم می کنند که در ادامه به توضیح آنها می پردازیم.
اکسترود یا میله ای
نوع میله ای یا مدادی به شکل استوانه است و قطری بین ۰/۸ تا ۱۳۰ میلیمتر دارد. برای تهیه این نوع، شکل پودری را با یک پیوند دهنده به هم متصل می کنند و درون یک بسته استوانه ای شکل قرار می دهند.
گرانول
کربن فعال گرانول در مقایسه با نوع پودری آن سایزی نسبتاً بزرگتر و در نتیجه سطح خارجی کوچکتر دارد. به دلیل سرعت بالای نفوذ گازها و مایعات، این نوع کربن برای جذب بخارات مناسب است. از این نوع برای تصفیه آب، بوزدایی و جداسازی مواد موجود در جریان ها و نیز در حوضچه های اختلاط سریع کاربرد دارد. کربن فعال گرانول را برای استفاده در فاز مایع و نیز در فاز بخار می سازند.
کربن اکتیو از چه چیزی ساخته شده است؟
کربن فعال، کربن اکتیو یا زغال فعال را میتوان از منابع زیادی در طبیعت تولید کرد که تقریباً همه آنها بر پایه ضایعات چوب محصولات کشاورزی و زراعی هستند. این محصول پرکاربرد را میتوان از مثلاً پوست پسته، پوست گردو، انواع چوب، پوست نارگیل و موارد مختلف دیگر تولید کرد. نکته مهم این است که خواص کربن به ماده اولیهای که از آن تهیه میشود بستگی دارد. به عنوان مثال، پوست نارگیل تخلخل قابل توجهی بالاتری نسبت به پوست پسته دارد.
کربن فعال، که به اختصار AC نامیده میشود و کربن دارویی (لاتین Carbo medicinalis) نیز نامیده میشود، یک کربن متخلخل و ریزدانه با سطح داخلی بزرگ است که از جمله موارد دیگر به عنوان جاذب در شیمی و پزشکی، تصفیه آب آشامیدنی، تصفیه فاضلاب و همچنین فناوری تهویه و تهویه مطبوع استفاده میشود. کربن فعال به صورت گرانول یا فشرده به شکل قرص (قرص زغال چوب) استفاده میشود. همچنین به عنوان ماده حامل کاتالیزورها برای کاتالیز ناهمگن عمل میکند.
مشخصات کربن اکتیو
کربن فعال قابل اشتعال است و عمدتاً از کربن (معمولاً بیش از 90٪) با ساختار بسیار متخلخل تشکیل شده است. منافذ، منافذ باز هستند و مانند اسفنج به هم متصل شدهاند. سطح داخلی بین 300 تا 2000 متر مربع بر گرم زغال سنگ است، بنابراین سطح داخلی چهار گرم کربن فعال تقریباً با مساحت یک زمین فوتبال مطابقت دارد. چگالی کربن فعال در محدوده 0.2 تا 0.6 گرم بر سانتیمتر مکعب است.
کربن فعال قابل اشتعال است و عمدتاً از کربن (معمولاً بیش از 90٪) با ساختار بسیار متخلخل تشکیل شده است. منافذ باز هستند و مانند اسفنج به هم متصل شدهاند. اندازه و توزیع اندازه منافذ به چهار دسته بزرگ تقسیم میشوند: زیرمیکروپورها (<0.4 نانومتر)، میکروپورها (0.1 تا 2 نانومتر)، مزوپورها (که منافذ انتقالی نیز نامیده میشوند، 2 تا 50 نانومتر) و ماکروپورها (بزرگتر از 50 نانومتر).
ماکروپورها و مزوپورها مسیرهای دسترسی گازها یا مایعات به داخل زغال سنگ هستند و نقش مهمی در فرآیندهای انتشار و انتقال جرم به مناطق عمیقتر دانه ایفا میکنند. بخش عمده جذب در سطح میکروپورها رخ میدهد. اندازه این ناحیه، مساحت سطح مؤثر و در نتیجه، خواص جذب زغال سنگ را تعیین میکند. اندازه مساحت سطح داخلی نسبت به حجم کربن فعال در دادههای زیر نشان داده شده است. برای مکعبی با طول لبه ۱ سانتیمتر، مساحت سطح داخلی بیش از ۱۰۰۰۰۰ برابر بیشتر از مساحت سطح خارجی است.
در اصل، قابلیت جذب یک ترکیب افزایش مییابد.
افزایش وزن مولکولی
افزایش تعداد گروههای عاملی مانند پیوندهای دوگانه یا لیگاندهای هالوژن
افزایش قطبشپذیری مولکول
کربن فعال (که به آن زغال فعال، زغال سنگ فعال یا کربن فعال نیز گفته میشود) یک جاذب بسیار مفید است. به دلیل مساحت سطح بالا، ساختار منافذ (میکرو، مزو و ماکرو) و درجه بالای واکنشپذیری سطحی، کربن فعال میتواند برای تصفیه، کلرزدایی، بوزدایی و رنگزدایی در کاربردهای مایع و بخار استفاده شود. علاوه بر این، کربنهای فعال جاذبهای اقتصادی برای بسیاری از صنایع مانند تصفیه آب، محصولات غذایی، لوازم آرایشی، کاربردهای خودرو، تصفیه گاز صنعتی، نفت و بازیابی فلزات گرانبها به ویژه طلا هستند. مواد پایه کربنهای فعال پوسته نارگیل، زغال سنگ یا چوب هستند.
کاربرد کربن فعال
انواع مختلف کربن فعال برای کاربردهای تخصصی مختلف مناسب هستند.
کربن فعال گرانولی
کربن فعال گلولهای
کربن فعال پودری
کربن فعال آغشته
کربن فعال کاتالیزوری
هر درجه و اندازه کربن فعال، کاربرد خاص خود را دارد. انتخاب محصول کربن فعال صحیح و اندازه مش به کاربرد و آلایندههایی که قصد حذف آنها را دارید بستگی دارد.
کاربردهای معمول عبارتند از:
حذف ترکیبات آلی فرار مانند بنزن، TCE و PCE.
سولفید هیدروژن (HS) و حذف گازهای زائد
کربن فعال آغشته به عنوان مهارکننده باکتری در فیلترهای آب آشامیدنی
حذف ترکیبات ایجاد کننده طعم و بو مانند MIB و ژئوسمین
بازیابی طلا
حذف کلر و کلرامین
طراحی یک سیستم فیلتراسیون کربن فعال مناسب با زمان تماس، افت فشار و اندازه مخزن کافی مهم است. همچنین، ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی کربن فعال نقش مهمی در حذف مؤثر آلایندهها دارند. بنابراین، آزمایش مواد ضروری است و میتوان از روشهای آزمایش ASTM مانند فعالیت بوتان، مساحت سطح، چگالی و میزان آب (رطوبت) برای یافتن بهترین ماده مناسب برای کاربرد شما استفاده کرد.
کربن فعال به عنوان قدرتمندترین جاذب جهان در نظر گرفته میشود. به دلیل قابلیت بازسازی، سازگار با محیط زیست است
انواع کربن فعال
کربن فعال مبتنی بر پوسته نارگیل
مساحت سطح داخلی بسیار بزرگ که با ریزتخلخل همراه با سختی بالا و گرد و غبار کم مشخص میشود، این کربنهای پوسته نارگیل را به ویژه برای کاربردهای آب و هوای بحرانی و همچنین فیلترهای آب و ماسکهای تنفسی در محل استفاده جذاب میکند.
مساحت سطح بسیار بالا که با نسبت زیادی از میکروپورها مشخص میشود.
سختی بالا با تولید گرد و غبار کم.
خلوص عالی، با اکثر محصولات که بیش از 3-5٪ محتوای خاکستر ندارند.
مواد اولیه تجدیدپذیر و سبز.
اطلاعات بیشتر در مورد کربن فعال پوسته نارگیل
کربن فعال مبتنی بر زغال سنگ
تقاضا برای این واسطه فیلتر نسبتاً کم هزینه برای کاربردهای گاز و مایع معمولاً زیاد است. کربن فعال مبتنی بر زغال سنگ دارای مساحت سطح بالایی است که با مزوپورها و میکروپورها مشخص میشود.
چگالی ثابت
مواد سخت با حداقل تولید گرد و غبار.
مقرون به صرفه
کربن فعال بر پایه چوب
این کربن در کاربردهای صنعتی که معمولاً با محصولات زغال سنگ یا نارگیل سرو میشوند، ویژگیهای عملکردی متفاوتی ایجاد میکند.
کربن فعال بر پایه چوب دارای مساحت سطح بالایی است که با مزوپورها و میکروپورها مشخص میشود و به دلیل تخلخلسنجی خاص خود، خواص رنگزدایی عالی دارد.
چگالی نسبتاً کم
منبع تجدیدپذیر مواد اولیه
اطلاعات بیشتر در مورد کربن فعال بر پایه چوب
کربن فعال بر پایه کاتالیزور
کربن فعال بر پایه کاتالیزور
کربن کاتالیزوری نوعی از کربن فعال است که برای حذف کلرامینها و سولفید هیدروژن از آب آشامیدنی استفاده میشود.
این کربن تمام ویژگیهای جذب کربنهای فعال معمولی و همچنین توانایی ایجاد واکنشهای شیمیایی را دارد.
کربن کاتالیزوری با مواد شیمیایی سوزاننده آغشته نشده است.
کربن کاتالیزوری با تغییر ساختار سطحی کربن فعال ایجاد میشود. این کربن با پردازش گاز در دماهای بالا اصلاح میشود تا ساختار الکترونیکی آن تغییر کند و بالاترین سطح فعالیت کاتالیزوری را روی کربن برای کاهش کلرامین و H2S در آب ایجاد کند. این عملکرد کاتالیزوری اضافه شده بسیار بیشتر از آن چیزی است که در کربنهای فعال سنتی یافت میشود. کربن کاتالیزوری یک راه حل اقتصادی برای تصفیه سطوح H2S تا 20 تا 30 ppm است. کربن کاتالیزوری H2S جذب شده را به اسید سولفوریک و اسید سولفورو که محلول در آب هستند تبدیل میکند، بنابراین سیستمهای کربنی را میتوان با شستشوی آب بازسازی کرد تا ظرفیت H2S را برای تغییرات فیزیکی کمتر بازیابی کند.
کربن فعال آغشته
اشباع سطحی، کربن فعال را از طریق توزیع دقیق مواد شیمیایی و ذرات فلزی روی سطوح داخلی منافذ آن، از نظر شیمیایی اصلاح میکند. این امر ظرفیت جذب کربن را از طریق همافزایی بین مواد شیمیایی و کربن تا حد زیادی افزایش میدهد. و روشی مقرون به صرفه برای حذف ناخالصیها از جریانهای گاز فراهم میکند که در غیر این صورت امکانپذیر نبود.
تصفیه آب
کربن آغشته به نقره به دلیل خواص ضد میکروبی/ضد عفونی کننده خود، جاذب موثری برای تصفیه در سیستمهای آب خانگی و سایر سیستمهای آب متصل به زمین است.
تصفیه گاز
کربن فعال آغشته شده برای تصفیه گازهای دودکش در نیروگاههای تولید زغال سنگ و سایر کاربردهای کنترل آلودگی هوا استفاده میشود. کربن را میتوان به طور خاص برای حذف گازهای اسیدی، آمونیاک و آمینها، آلدهیدها، ید رادیواکتیو، جیوه و گازهای معدنی مانند آرسین و فسفین آغشته کرد. کربن آغشته به اکسید فلز، گازهای معدنی از جمله HCN، H2S، فسفین و آرسین را هدف قرار میدهد.
زمینههای کاربرد کربن اکتیو
فیلتر آب: کربن فعال لایه چهارم از پایین را تشکیل میدهد.
تصفیه مایعات و گازها
کربن فعال در درجه اول به عنوان جاذب برای حذف رنگها، طعمها و بوهای نامطلوب از گازها، بخارات و مایعات استفاده میشود. مزیت اصلی کربن فعال، قابلیت فعالسازی مجدد حرارتی آن است. فعالسازی مجدد بیولوژیکی نیز با کربن فعال مورد استفاده برای تصفیه فاضلاب امکانپذیر است.
کربن فعال عمدتاً به شکل گرانول، پودر یا گلوله استفاده میشود. پارچههای کربن فعال نیز در بازار موجود است.
به عنوان مثال، کربن فعال میتواند برای حذف موارد زیر استفاده شود:
کلر، ازن و سایر مختلکنندههای طعم و بو و همچنین باکتریهای آب، شیرینکنندهها، گلیسیرین و مایعات شیمیایی
رنگها و آلایندههای جریان مایع در صنایع شیمیایی یا غذایی
سموم موجود در هوا (فیلترها در ماسکهای تنفسی، سیستمهای تهویه در مخازن و پناهگاهها، هوای خروجی در تأسیسات تولید)
نیتراتزدایی گازهای دودکش از کورههای ذوب شیشه، کارخانههای سوزاندن زباله و سایر گازهای خروجی
هگزافلورید اورانیوم از هوا در فناوری هستهای (تولید سوخت)
بخارات بنزین از هوای خروجی از سیستمهای مخزن
هیدروکربنهای کلردار از هوای خروجی و گازهای خروجی، به عنوان مثال در خشکشویی
قیر ناشی از دود سیگار در فیلترهای سیگار
طعمهای ناخواسته ناشی از ودکا و سایر مشروبات الکلی
رنگهای نامطلوب ناشی از رام سفید و سایر مشروبات الکلی
بوی عرق در کفش (به دلیل کفیهای حاوی کربن فعال)
محصولات جانبی تخمیر مانند روغن بدن و استرهای آبجو
آلایندهها در فیلترهای آکواریوم و استخر
بوهای آزاردهنده ناشی از هوای خروجی از سیستم تهویه اتاق
گازهای بیهوشی ناشی از هوای بازدم بیماران تحت درمان با داروهای آرامبخش
گرد و غبار ریز، گرده و بوهای نامطبوع در هوای ورودی خودرو
تغییر رنگ دندان
کاربرد پزشکی کربن فعال
در پزشکی، زغال فعال در درجه اول برای حذف سموم از دستگاه گوارش استفاده میشود. برای بیماریهای اسهالی بیضرر، مانند گاستروانتریت، معمولاً از کمپرس زغال استفاده میشود.
در موارد اورژانسی مسمومیت، زغال فعال در دوزهای بالا برای حذف سموم بلعیده شده که در دستگاه گوارش هستند یا در معرض گردش خون انتروهموراژیک از ارگانیسم قرار دارند، استفاده میشود. دوز مصرفی در چنین مواردی برای بزرگسالان 0.5 تا 1 گرم زغال به ازای هر کیلوگرم وزن بدن است.
زغال غیرفعال، مانند زغال فعال توس، همچنین به عنوان تنظیم کننده روده استفاده میشود.
استفاده از کربن اکتیو به عنوان رنگ خوراکی
زغال فعال میتواند یکی از مواد تشکیلدهنده خمیردندان باشد.
در آلمان، زغال دارویی از سال ۱۹۵۹ به بعد از طریق قانون رنگ، برای استفاده به عنوان رنگ خوراکی با نام Carbo medicinalis تأیید شد.
به منظور گنجاندن دستورالعمل شورا در مورد تقریب قوانین کشورهای عضو در مورد مواد رنگی که ممکن است در مواد غذایی استفاده شوند، در قانون ملی، دستورالعمل رنگها در سال ۱۹۶۶ تصویب شد و شماره E 153 برای Carbo medicinalis vegetabilis در سال ۱۹۷۸ تصویب شد و استفاده از آن در آلمان توسط دستورالعمل مجوز افزودنیها تنظیم میشود.
مقررات (EC) شماره ۱۳۳۳/۲۰۰۸، که در ۲۰ ژانویه ۲۰۰۹ لازمالاجرا شد، استفاده از بیوچار را به عنوان یک افزودنی غذایی به طور یکنواخت در سراسر منطقه اقتصادی اروپا تنظیم میکند. Carbo medicinalis را میتوان بدون هیچ محدودیت کمی (quantum satis) اضافه کرد.
E 153 در گروه II (رنگهای خوراکی بدون حداکثر محدودیت) همراه با سایر رنگها مانند ریبوفلاوین، کاروتن و کاروتنوئیدها طبقهبندی میشود و به عنوان مثال در موارد زیر استفاده میشود: ب. در کنسانتره آب میوه، ژله، مربا، شیرینیجات و در پوششهای موم سیاه روی پنیر استفاده میشود. فقط کربن فعال با منشأ گیاهی به عنوان افزودنی غذایی مجاز است.
کاربرد کربن فعال
کربن فعال با توجه به انواع خاصی که دارد، کاربرد های گوناگونی را نیز دارا می باشد. در ادامه به شرح انواع کاربرد های این محصول خواهیم پرداخت.
کربن اکتیو در صنعت
یکی از کاربرد های عمده صنعتی که از این ترکیب استفاده می شود، در فرایند افزایش دوام فلزات به منظور تصفیه محلول های آبکاری شده است. این فرایند، تکنیک اصلی تصفیه برای حذف ناخالصی محلول های آبکاری شده نیکل روشن می باشد. با استفاده از این ترکیب، ناخالصی ها از بین می روند و فرآیند آبکاری را به حد مطلوب خود می رساند.
کربن اکتیو در پزشکی
از کربن فعال برای درمان مسمومیت ها و اوردوز مواد شیمیایی استفاده می شود. قرصها و کپسول های آن در بسیاری از کشورها دارویی بدون نسخه برای درمان بیماری های اسهال، سوء هاضمه و نفخ مصرف دارند. کربن فعال در برابر مسمومیت اسیدها و بازها قوی، سیانید، آهن، لیتیم، آرسنیک، متانول، اتانول یا اتیلن گلایکول بی اثر است. استفاده نادرست (به عنوان مثال در ریه ها) منجر به آسپیراسیون ریوی می گردد که در صورت عدم شروع درمان فوری، گاهی اوقات می تواند کشنده باشد.
کربن اکتیو در محیط زیست
تصفیه این ماده به دلیل ماهیت چند منظوره، یک روش موثر برای تصفیه آب میباشد. روشها و تجهیزات متنوعی از تصفیه وجود دارد که با توجه به نوع آلودگی انتخاب می گردند. این محصول کاربرد های بسیاری در حذف آلاینده ها از هوا یا آب همانند موارد زیر دارا می باشد.
کربن اکتیو پاکسازی نشت مواد شیمیایی
اصلاح آب های زیرزمینی
فیلتراسیون آب های آشامیدنی
تصفیه هوا
جذب ترکیباتی آلی فرار
اندازه گیری غلظت رادون در هوا
کربن اکتیو در کشاورزی
از دیگر کاربرد های این محصول استفاده از آن در بخش کشاورزی بخصوص در پرورش دام است. از این ماده به عنوان کشنده آفات، مواد افزودنی خوراک دام، کمک به فراوری و ضدعفونی کننده بهره می برند.
کربن اکتیو در ذخیره سازی سوخت
پژوهش هایی در زمینه توانایی های این محصول برای ذخیره سازی گاز طبیعی در حال انجام است. مواد متخلخل به عنوان جذب کننده برای گاز های متنوع عمل می کنند. گاز مورد نظر به ماده کربنی به وسیله نیروهای واندروالسی جذب می شود. سپس گاز جذب شده زمانی که در معرض دمای بالاتر قرار گیرد امکان دفع فراهم می شود یا اینکه برای تولید کار یا به منظور استخراج گاز هیدروژن برای استفاده در پیل های سوختی هیدروژنی سوزانده شود. ذخیره سازی گاز در کربن فعال یک روش ذخیره سازی جالب و عجیب است. زیرا گاز می تواند در فشار کم، جرم کم، حجم کم محیط که بسیار مقرون به صرفه تر از مخازن بزرگ تحت فشار است، ذخیره شود.