Aktivní uhlí

Aktivní uhlí

je porézní uhlíkatý materiál vyznačující se vysokou hodnotou vnitřního povrchu. Výroba aktivního uhlí z neporézní suroviny se nazývá aktivace. Vhodnou surovinou je uhlíkatý materiál, který obsahuje uhlík jak v krystalické, tak amorfní formě. Při aktivaci vzniká při teplotách 800 až 900 °C velké množství pórů různých velikostí a to reakcí aktivačního media s amorfním uhlíkem. 
Obvyklými surovinami jsou černé uhlí, kokosové skořápky nebo dřevní hmota. V závislosti na surovině a technologických podmínkách aktivačního procesu vznikají rozdílné struktury pórů a mechanické vlastnosti aktivního uhlí, které jsou vhodné pro nejrůznější aplikace. Použití aktivního uhlí je velmi široké a nachází uplatnění v řadě oborů a to především díky jeho výjimečné schopnosti vázat na svůj povrch řadu látek a tím je odstraňovat jak z kapalné tak i plynné fáze.

Adsorpce

Termín "adsorpce" je definován jako zachycení (obohacení) látek na povrchu tuhé látky - sorbentu. Toto obohacení je způsobeno především interakcí molekul adsorbované látky a povrchem aktivního uhlí (van der Waalsovy síly). Vzhledem k obrovskému vnitřnímu povrchu aktivního uhlí se dosahuje výborné adsorpce většinou u organických látek.

Základní druhy aktivního uhlí

  • peletované (peletky jsou tvarově upraveny, formovány, zpravidla válečky)   
  • granulované (odtříděné frakce zrněného uhlí)
  • práškové (různé mleté frakce v rozmezí 0 – 0,12 mm)
  • impregnované

Peletované aktivní uhlí

Peletky se vyrábí o průměrech 1 – 4 mm, přičemž se volí tvar s ohledem na aplikaci, dobu zdržení a tlakovou ztrátu při průchodu filtrem.
Nejčastější aplikací je čištění plynné fáze, např. záchyt popř. rekuperace rozpouštědel, odstraňování odpařených odmašťovacích roztoků (chlorované uhlovodíky), záchyt kouře a zápachů ze vzduchu, venting, záchyt a zkoncentrování organických látek před katalytickým spalováním, odstraňování nežádoucích příměsí z plynu a nebo spalin (siloxany, sulfan, dioxiny, furany) atd.
Méně aplikací je i v oblasti čištění kapalné fáze.
Peletované aktivní uhlí je umístěno ve stacionárních filtrech, adsorpčních patronách,
krabicových filtrech apod. s nuceným průchodem média. Vzduchotechnické zařízení je optimálně navrženo při zohlednění potřebného odsávaného množství, tlakové ztráty, doby zdržení, očekávaného sycení sorbentu zachycovanými látkami a tím i četností výměn resp. reaktivací či desorpcí. Doba styku čištěné fáze se sorbentem je nejčastěji cca 1 sekunda. Nasycené peletované aktivní uhlí lze reaktivovat a následně opakovaně použít jako nové aktivní uhlí, přičemž ztráta, které vznikají při reaktivaci se doplňují novým aktivním uhlím. Reaktivace přináší provozovateli úsporu provozních nákladů.

Granulované aktivní uhlí 

se dodává v odtříděných frakcích, přičemž se uvádí granulometrické rozmezí zastoupení hlavního zrna a to zpravidla v  mesh (hustota síta na délkovou jednotku) a nebo přímo v mm. Obě hodnoty lze přepočítat.
Za granulované aktivní uhlí se považuje zrno nad 0,12 mm a v praxi se použivá zrno do 5 mm (6, 8 mm)
Granulované aktivní uhlí se vyrábí z kamenného uhlí, kokosových skořápek, ze dřeva aj. V závislosti na použité surovině se dosahuje rozdílné pevnosti ,otěruvzdornosti a distribuce adsorpčních pórů. Vhodnost aplikace se posuzuje především porovnáním zastoupení velikosti adsorpčních pórů a velikosti molekul, které se mají adsorbovat.
Pro rychlou orientaci se stanovují hodnoty jodového čísla, indexu metylénové modři, melasového čísla ,dechlorační půlhodnoty a další. Protože proces adsorpce ovlivňují ještě další vlivy (pH, polarita povrchu, konkurenční adsorpce, teplota apod.) doporučujeme před aplikací provést laboratorní nebo poloprovozní odzkoušení.
Granulované aktivní uhlí o velikosti zrna přes 0,4 mm lze rovněž reaktivovat

Práškové aktivní uhlí

Práškové aktivní uhlí se používá k čištění kapalin v chemickém, farmaceutickém a potravinářském průmyslu, stejně tak i k úpravě vody a jako nosič katalyzátoru.
Dále při aplikaci ve vznosu popř. ve směsi s vápenným sorbentem k dočišťování spalin.
V závislosti na surovině, ze které je aktivní uhlí vyrobeno, lze dosáhnout rozdílného zastoupení mikro a makropórů a tedy lepší vhodnosti např. pro adsorpci malých molekul (perchloretylén, trichloretylén používaných při odmašťování) je vhodné aktivní uhlí z kokosových skořápek a pro odbarvování aktivní uhlí širokoporézní vyrobené ze dřeva.

Pro speciální použití se vyrábí ještě impregnované aktivní uhlí. 
Impregnované aktivní uhlí je klasické aktivní uhlí, na které byla nanesena chemikálie – impregnant a to v koncentraci vhodné pro uvažovanou aplikaci.
Využívá se chemické reakce mezi impregnantem a odstraňovanou
látkou, tzv. chemisorpce. Vuužitím této reakce se výrazně zlepší jak stupeň odstranění adsorbované látky tak i kapacita (životnost) aktivního uhlí do jeho vyčerpání.
Aplikace jsou např. odsíření bioplynu, odstraňování rtuti z plynu. Adsorpce čpavku, kyselých složek z plynu (SO2, H2S, HCN), úprava pitné vody stříbrnými solemi apod.

Aktivní uhlí od Resorbent firmy je s nejlepší kvalitou v naší republice

Fotogalerie