فیلتر کربنی (کربن فعال)

فیلتر کربنی (کربن فعال)

کربن فعال از چه موادی ساخته میشود

  • از چوب، ذغال سنگ و پوست نارگیل استفاده میشود
  • روش های تولید: فعالسازی حرارتی، فعالسازی شیمیایی
  • کربن تولید شده توسط پوست نارگیل بیشترین جذب را دارد
  • در اغلب از این نوع کربن برای سیستم های تصفیه آب با فیلترهای کربنی استفاده میشود
  • البته لازم به ذکر است که کربن های فعال شده از پوست نارگیل نسبت به سایر فیلترها گران تر می باشند

معرفی فیلتر کربنی

  • نام دیگر آن کربن اکتیو است
  • به انگلیسی Activated Carbon Pressure Filter
  • یکی از راه های متداول در مجموعه تصفیه آب و فاضلاب است
  • کربن فعال، مواد آلی را جذب میکند
  • هدف اصلی استفاده از فیلتر کربنی، در کنار حذف کدورت آب، حذف بو است

فیلتر کربنی (کربن فعال)فیلتر کربنی (کربن فعال)

قدرت جذب بالا مواد آلی و حذف رنگ کدر و بو و طعم نامطبوع آب با کمک فیلترهای کربنی باعث شده است تا کاربرد آن بسیار گسترده باشد. از جمله موارد کاربرد فیلتر کربن اکتیو می توان به گزینه های زیر اشاره نمود:

فیلتر کربنی در تصفیه آب آشامیدنی

رنگ کدر آب نشان دهنده وجود مواد آلی مضر در آن می باشد که محیط رشد میکروب و میکروارگانیسم ها را فراهم می کند و به شدت در بروز بیماری های دستگاه گوارش موثر می باشند. استفاده از دستگاه های تصفیه آب با روش فیلتر کربنی باعث میشود تا رنگ کدر آب به طور کامل برطرف شده و عبور آب از روی فیلتر ذغالی بو و طعم آن را نیز حذف خواهد کرد. استفاده از این فیلترها در تصفیه آب آشامیدنی باعث میشود تا نیازی به استفاده از مواد گند زدا نباشد و علاوه براین، کلر موجود در آب نیز حذف می گردد.

پیش تصفیه اسمز معکوس

به منظور افزایش راندمان و بهبود کارایی سیستم های تصفیه آب از قبیل اسمز معکوس، یک مرحله پیش تصفیه در نظر گرفته میشود. نصب فیلترهای کربنی در مرحله پیش تصفیه RO گام بزرگی برای حذف مواد آلی و کلر موجود در آن می باشد که باعث میشود طول عمر فیلترهای اسمز معکوس افزایش پیدا کند.

تصفیه آب استخر

استفاده متوالی از آب استخر به مرور منجر به تغییر رنگ و رشد میکروب و میکروارگانیسم ها می گردد. استفاده از دستگاه تصفیه آب با روش فیلتر شنی و کربنی یکی از بهترین راهکارها برای تمیز کردن آب استخر می باشد که هزینه کمتری را نسبت به سایر روش ها به همراه خواهد داشت. با توجه به اینکه فیلترهای کربنی قدرت جذب بالایی دارند در نتیجه نیاز به استفاده زیاد از مواد شیمیایی و گند زدا برای تمیز کردن آب استخر نیست. با این انتخاب نه تنها هزینه ها کاهش پیدا می کند، بلکه مواد شیمیایی مضر و کلر کمتری در آن وجود خواهد داشت و سلامتی پوست و بدن را تامین میشود.

تصفیه فاضلاب صنعتی

رنگ کدر موجود در فاضلاب صنعتی نشان دهنده مواد آلی در آن می باشد که اصطلاحا باعث بوجود آمدن آب خاکستری می شود. از آنجا که فیلترهای کربن اکتیو در حذف رنگ کدر آب بسیار موثر عمل می کنند، لذا می توانند گزینه مناسبی برای تصفیه فاضلاب صنعتی و به چرخه درآمدن مجدد آب به منظور صرفه جویی در مصرف آن باشد.[/vc_column_text][vc_column_text]

فیلتر کربنی (کربن فعال)
فیلتر تحت فشار کربن فعال

 

 

 

 

 

 

 

جذب / کربن فعال

جذب کربن فعال

جذب فرآیندی است که در آن از یک جامد برای حذف یک ماده محلول از آب استفاده می شود. در این فرآیند کربن فعال ماده جامد است. فعال کربن به طور خاص تولید می شود تا به یک سطح داخلی بسیار بزرگ (بین 500 تا 1500 متر مربع بر گرم) دست یابد. این سطح داخلی بزرگ، کربن فعال را برای جذب ایده آل می کند. کربن فعال در دو نوع موجود است: کربن فعال پودری (PAC) و کربن فعال دانه ای (GAC). نسخه GAC بیشتر در تصفیه آب استفاده می شود، می تواند مواد محلول زیر را جذب کند:

دیتاشیت کربن فعال

  • جذب مواد آلی غیر قطبی مانند:
    • روغن معدنی
    • BTEX
    • هیدروکربن های چند آروماتیک (PAC)
    • (کلرید) فنل
  • جذب ماده هالوژنه: I، Br، Cl، H en F
  • بو
  • طعم
  • مخمرها
  • انواع محصولات تخمیری
  • مواد غیر قطبی (مواد غیر محلول در آب)

نمونه هایی از کربن فعال در فرآیندهای مختلف:

  • تصفیه آب زیرزمینی
  • کلر زدایی آب فرآیند
  • تصفیه آب برای استخرهای شنا
  • پرداخت پساب تصفیه شده

شرح فرایند:

آب در ستونی که حاوی کربن فعال است پمپ می شود، این آب از طریق یک سیستم تخلیه از ستون خارج می شود. فعالیت یک ستون کربن فعال به دما و ماهیت مواد بستگی دارد. آب به طور مداوم از ستون عبور می کند که باعث تجمع مواد در فیلتر می شود. به همین دلیل فیلتر باید به طور دوره ای تعویض شود. یک فیلتر استفاده شده را می توان به روش های مختلف بازسازی کرد، کربن دانه ای را می توان به راحتی با اکسید کردن مواد آلی بازسازی کرد. راندمان کربن فعال 5 تا 10 درصد کاهش می یابد. بخش کوچکی از کربن فعال در طی فرآیند بازسازی از بین می رود و باید جایگزین شود. اگر با ستون‌های مختلف به صورت سری کار می‌کنید، می‌توانید مطمئن باشید که سیستم تصفیه خود را به طور کامل خسته نخواهید کرد.

شرح جذب:

مولکول های فاز گاز یا مایع به صورت فیزیکی به یک سطح متصل می شوند، در این حالت سطح از کربن فعال است. فرآیند جذب در سه مرحله انجام می شود:

  • انتقال ماکرو: حرکت مواد آلی از طریق سیستم ماکرو منافذ کربن فعال (خلاف ماکرو بیش از 50 نانومتر)
  • انتقال میکرو: حرکت مواد آلی از طریق سیستم مزو منافذ و میکرو منافذ کربن فعال (ریز منافذ کمتر از 2 نانومتر؛ حفره مزو 2 تا 50 نانومتر)
  • جذب: اتصال فیزیکی مواد آلی بر روی سطح کربن فعال در مزو منافذ و ریز منافذ کربن فعال.

سطح فعالیت جذب بر اساس غلظت ماده در آب، دما و قطبیت ماده است. یک ماده قطبی (= ماده ای که به خوبی در آب محلول است) نمی تواند یا به شدت توسط کربن فعال حذف می شود، یک ماده غیر قطبی را می توان به طور کامل توسط کربن فعال حذف کرد. هر نوع کربن ایزوترم جذب مخصوص به خود را دارد (شکل 1 را ببینید) و در تجارت تصفیه آب این ایزوترم با عملکرد Freundlich مشخص است.
عملکرد فروندلیخ: فیلتر کربنی (کربن فعال)
x/m = ماده جذب شده در هر گرم کربن فعال
Ce = اختلاف غلظت (بین قبل و بعد)
Kf، n = ثابت های خاص

منحنی دوم از کربن فعال (نگاه کنید به شکل 2) تخلیه یک فیلتر را نشان می دهد. به طور معمول ما یک واحد ضد عفونی UV بعد از ستون کربن فعال قرار می دهیم.

تفاوت بین جذب و جذب چیست؟؟

هنگامی که ماده ای به یک سطح متصل می شود، جذب نامیده می شود، در این صورت این ماده به سطح داخلی کربن فعال چسبیده است. هنگامی که ماده ای در محیط دیگری جذب می شود، جذب نامیده می شود. وقتی گازی در محلول گرفته می شود، جذب نامیده می شود.

شکل 1 ایزوترم جذب خاصی را برای کربن فعال نشان می دهد. در محور افقی می توانید غلظت و در محور عمودی می توانید مقدار لازم کربن را پیدا کنید. می توانید از این نوع ارقام برای بهینه سازی ستون خود استفاده کنید. منبع شکل 1: http://www.aapspharmscitech.org/scientificjournals/
pharmscitech/volume2issue1/056/manuscript.htm
شکل 2 در مورد خستگی در طول استفاده از ستون شما می گوید. نقطه C3 ستون شروع به شکستن می کند و در نزدیکی C4 ستون شما دیگر در حال تصفیه نیست. بین نقطه C3 و C4 باید ستون خود را بازسازی کنید.

منبع شکل 2: http://www.activated-carbon.com

عوامل موثر بر عملکرد کربن فعال در آب:

  • نوع ترکیبی که باید حذف شود. ترکیبات با وزن مولکولی بالا و حلالیت کم بهتر جذب می شوند.
  • غلظت ترکیبی که باید حذف شود. هر چه غلظت بیشتر باشد، مصرف کربن نیز بیشتر است.
  • وجود سایر ترکیبات آلی که برای مکان های جذب در دسترس رقابت خواهند کرد.
  • pH جریان زباله. به عنوان مثال، ترکیبات اسیدی در PH پایین بهتر حذف می شوند.

بر این اساس می‌توانیم برخی از مواد شیمیایی را بر اساس احتمال جذب موثر کربن فعال در آب طبقه‌بندی کنیم:

1- مواد شیمیایی با احتمال بسیار زیاد جذب کربن فعال:

2،4-D دیزوپروپیل تاترازین لینورون
آلاکلر دستیل آترازین مالاتیون
آلدرین دمتون-ا MCPA
آنتراسن دی ان- بوتیل فتالات Mecoprop
آترازین 1،2-دی کلروبنزن متازاکلر
آزینفوس اتیل 1،3-دی کلروبنزن 2- متیل بنزنامین
بنتازون 1،4-دی کلروبنزن متیل نفتالین
بی فنیل 2،4-دی کلروکرزول 2- متیل بوتان
2،2-بی پیریدین 2،5-دی کلروفنل مونورون
بیس (2-اتیل هگزیل) فتالات 3،6-دی کلروفنل نفتالین
بروماسیل 2،4-دی کلروفنوکسی نیتروبنزن
برمودی کلرومتان دیلدرین m-نیتروفنول
p-بروموفنول دی اتیل فتالات o-نیتروفنول
بوتیل بنزن 2،4-دینیتروکرزول p-نیتروفنول
هیپوکلریت کلسیم 2،4-دینیتروتولوئن ازن
کربوفوران 2،6-دینیتروتولوئن پاراتیون
کلر دیورون پنتاکلروفنل
دی اکسید کلر اندوسولفان پروپازین
کلروبنزن اندرین سیمازین
4-کلرو-2-نیتروتولوئن اتیل بنزن تربوترین
2-کلروفنل هزاکلروبنزن تتراکلراتیلن
کلروتولوئن هزاکلروبوتادین تریکلوپیر
کریسن هگزان 1،3،5-تری متیل بنزن
m-Cresol ایزودرین m-Xylene
سیانازین ایزواکتان o-زایلن
سیکلوهگزان ایزوپروتورون p-زایلن
DDT لیندان 2،4- زایلنول

2- مواد شیمیایی با احتمال زیاد جذب کربن فعال:

آنیلین دیبروم-3-کلروپروپان 1-پنتانول
بنزن دی بروموکلرومتان فنل
الکل بنزیل 1،1-دی کلرواتیلن فنیل آلانین
اسید بنزوئیک cis-1،2- دی کلرواتیلن o- فتالیک اسید
بیس (2-کلرواتیل) اتر trans-1,2- دی کلرواتیلن استایرن
برمودی کلرومتان 1،2-دی کلروپروپان 1،1،2،2-تتراکلرواتان
بروموفرم اتیلن تولوئن
تتراکلرید کربن هیدروکینون 1،1،1-تری کلرواتان
1-کلروپروپان متیل ایزوبوتیل کتون تری کلرواتیلن
کلروتولورون 4-متیل بنزنامین وینیل استات

3- مواد شیمیایی با احتمال متوسط ​​جذب کربن فعال*:

استیک اسید دایمتوات متیونین
آکریل آمید اتیل استات متیل ترت بوتیل اتر
کلرواتان اتیل اتر متیل اتیل کتون
کلروفرم فریون 11 پیریدین
1،1-دی کلرو اتان فریون 113 1،1،2-تری کلرواتان
1،2-دی کلرواتان فریون 12 وینیل کلرید
1،3-دی کلروپروپن گلایفوسیت
دیکگولاک ایمازی پور

*(کربن فعال برای این ماده شیمیایی فقط در موارد خاصی موثر است).

4- مواد شیمیایی که جذب آنها با کربن فعال بعید است موثر باشد . با این حال ممکن است در موارد خاصی مانند جریان یا غلظت کم قابل اجرا باشد:

استون متیلن کلراید
استونیتریل 1-پروپانول
اکریلونیتریل پروپیونیتریل
دی متیل فرمالدئید پروپیلن
1،4-دیوکسان تتراهیدروفوران
ایزوپروپیل الکل اوره
متیل کلرید

عوامل موثر بر عملکرد کربن فعال در هوا:

  • نوع ترکیبی که باید حذف شود: به طور کلی ترکیباتی با وزن مولکولی بالا، فشار بخار کمتر/ نقطه جوش بالاتر و ضریب شکست بالا بهتر جذب می شوند.
  • غلظت: هر چه غلظت بیشتر باشد، مصرف کربن بیشتر است.
  • دما: هر چه دما کمتر باشد، ظرفیت جذب بهتر است.
  • فشار: هر چه فشار بیشتر باشد، ظرفیت جذب بهتر است.
  • رطوبت: هر چه رطوبت کمتر باشد، ظرفیت جذب بهتر است.

اگر می خواهید بدانید که آیا یک ماده شیمیایی خاص را می توان به طور موثر از هوا توسط کربن فعال حذف کرد، لطفا با ما تماس بگیرید .

اطلاعات بیشتر در مورد بازسازی کربن فعال

1) منبع: مهندسی فاضلاب؛ متکالف و ادی. ویرایش سوم؛ 1991; صفحه 317

 

فیلتر کربن فعال

توسط فرانک دسیلوا منتشر شده در مجله محصولات کیفیت آب، ژانویه 2000

کربن فعال گرانولی (GAC) معمولاً برای حذف ترکیبات آلی و مواد ضدعفونی کننده باقیمانده در منابع آب. این نه تنها طعم را بهبود می بخشد و خطرات سلامتی را به حداقل می رساند. از آب های دیگر محافظت می کند واحدهای تصفیه مانند غشاهای اسمز معکوس و رزین های تبادل یونی از آسیب احتمالی ناشی از اکسیداسیون یا رسوب آلی. کربن فعال یک است روش تصفیه آب به دلیل ماهیت چند منظوره و این واقعیت که هیچ چیز مضری به آب تصفیه شده اضافه نمی کند.

فعال ترین کربن ها از مواد خامی مانند پوسته مغزی، چوب، زغال سنگ و نفت ساخته می شوند.

سطح معمولی مساحت کربن فعال تقریباً 1000 متر مربع در هر گرم (m2/gm) است. با این حال، مواد اولیه مختلف
انواع مختلفی از کربن فعال را تولید می کند که از نظر سختی، چگالی و منافذ متفاوت است و اندازه ذرات، سطح، مواد قابل استخراج، خاکستر و pH. اینها تفاوت در خواص باعث می شود که کربن های خاصی نسبت به سایرین ارجحیت داشته باشند برنامه های کاربردی مختلف

این دو مکانیسم های اصلی که توسط آن کربن فعال آلاینده ها را از آب حذف می کند جذب و کاهش کاتالیزوری هستند. مواد آلی با جذب حذف می شوند و باقیمانده مواد ضدعفونی کننده با احیای کاتالیستی حذف می شوند.

عواملی که بر عملکرد کربن فعال تأثیر می گذارند:

مولکولی وزن:

با افزایش وزن مولکولی، کربن فعال بیشتر جذب می شود به طور موثر زیرا مولکول ها در آب قابل حل هستند. با این حال، منافذ ساختار کربن باید به اندازه‌ای بزرگ باشد که به مولکول‌ها اجازه مهاجرت بدهد در داخل. مخلوطی از مولکول های با وزن مولکولی بالا و پایین باید طراحی شود برای حذف گونه های دشوارتر

pH:

اکثر مواد آلی کمتر محلول هستند و در pH پایین تر به راحتی جذب می شوند. با افزایش pH، حذف کاهش می یابد. یک قانون سرانگشتی افزایش سایز است از بستر کربن بیست درصد برای هر واحد pH بالاتر از خنثی (7.0).

آلاینده غلظت:

هر چه غلظت آلاینده بیشتر باشد، حذف بیشتر است ظرفیت کربن فعال احتمال انتشار مولکول آلاینده بیشتر است وارد منافذ شود و جذب شود. با این حال، با افزایش غلظت، افزایش می یابد نشت پساب حد بالایی برای آلاینده ها چند صد قسمت در هر است میلیون. غلظت بالاتر آلاینده ممکن است نیاز به زمان تماس بیشتری با آن داشته باشد کربن فعال. همچنین، حذف مواد آلی با حضور افزایش می یابد سختی در آب است، بنابراین در صورت امکان، واحدهای کربن فعال را قرار دهید بالادست واحدهای حذف یون به هر حال از آن زمان معمولاً اینطور است کربن فعال اغلب در بالادست تبادل یونی یا غشاها برای حذف استفاده می شود کلر

ذره اندازه:

کربن فعال معمولاً در 8 در 30 مش (بزرگترین)، 12 در دسترس است مش 40 (متداول ترین) و مش 20 در 50 (بهترین). مش ریزتر بهترین را می دهد تماس و حذف بهتر، اما به قیمت افت فشار بیشتر. یک قانون به طور کلی در اینجا مش 8 در 30 حذف دو تا سه برابر بهتر است از 12 در 40 و 10 تا 20 برابر حذف جنبشی بهتر از 8 در 30 مش

نرخ جریان:

به طور کلی، هر چه سرعت جریان کمتر باشد، آلاینده زمان بیشتری خواهد داشت باید در منافذ پخش شود و جذب شود. جذب توسط کربن فعال می باشد تقریبا همیشه با زمان تماس طولانی تر بهبود می یابد. باز هم به صورت کلی، الف بستر کربن 20 در 50 مش می تواند با سرعت جریان دو برابر یک بستر 12 توسط کار کند. مش 40 و بستر کربنی 12 در 40 مش می تواند با سرعت جریان دو برابر جریان داشته باشد. تخت 8 در 30 مش. هر زمان که نرخ جریان بالاتر را با ریزتر در نظر بگیرید کربن مشبک، مراقب افزایش افت فشار باشید!

درجه حرارت:

دمای بالاتر آب، ویسکوزیته محلول را کاهش می دهد و می تواند افزایش سرعت انتشار قالب، در نتیجه افزایش جذب. دماهای بالاتر همچنین می تواند پیوند جذب را مختل کند و جذب را اندکی کاهش دهد. آی تی بستگی به ترکیب آلی حذف شده دارد، اما به طور کلی، دماهای پایین تر به نظر می رسد جذب جذب می شود.

حذف ارگانیک

مواد آلی در منابع آب عمومی از زندگی گیاهی در حال پوسیدگی ناشی می شود که به مرور زمان در آب حل می شود و به صورت اسیدهای آلی بزرگ و با وزن مولکولی بالا (اسیدهای ضعیف غیرقطبی) وجود دارد. در نهایت، اسیدهای با وزن مولکولی کوچکتر با اندازه های مختلف تشکیل می شوند. معمول مولکول های اسید آلی دارای وزن مولکولی از چند صد تا ده ها هستند هزاران

اندازه، تعداد و ساختار شیمیایی مولکول های اسید آلی به تعداد زیادی بستگی دارد عواملی از جمله pH آب و
درجه حرارت. بر این اساس، تعداد تقریبا بی نهایت آلی وجود دارد اسیدها در نتیجه، حذف مواد آلی می تواند دشوار باشد و همینطور است
همیشه مختص سایت

فعال شد از خواص جذب کربن برای حذف مواد آلی استفاده می شود. بطور کلی، جذب به این دلیل انجام می شود که همه مولکول ها برای چسبیدن به هر یک نیرو اعمال می کنند دیگر. کربن فعال مواد آلی را جذب می کند زیرا نیروهای جاذبه دارد بین سطح کربن (غیر قطبی) و آلاینده (غیر قطبی) قرار دارند قوی تر از نیروهایی که آلاینده را در آب حل می کند (قطبی).

نیروهای جذب ضعیف هستند و نمی توانند رخ دهند مگر اینکه مولکول های آلی باشند نزدیک به سطح کربن سطح بزرگ کربن فعال، به دلیل به اندازه ذرات و پیکربندی منافذ آن، امکان جذب را فراهم می کند محل.

عواملی که باعث کاهش حلالیت و/یا افزایش دسترسی به منافذ می شود بهبود عملکرد فیلتر کربن فعال فیلتر کربن ظرفیت را می توان تقریباً 0.1 پوند مواد آلی در هر 1 پوند تخمین زد کربن با سرعت جریان 1 تا 2 گالن در دقیقه در هر فوت مکعب (gpm/cu.ft.) و عمق تخت 3 فوت.

باقیمانده حذف مواد ضد عفونی کننده

کربن فعال می تواند حذف و نابود شود مواد ضد عفونی کننده باقیمانده (کلر و کلرامین) از طریق کاهش کاتالیزوری واکنش. این یک واکنش شیمیایی است که شامل انتقال الکترون از سطح کربن فعال به مواد ضد عفونی کننده باقی مانده. به عبارت دیگر،
کربن فعال به عنوان یک عامل کاهش دهنده عمل می کند.

 

فعال شد حذف کلر توسط کربن، کلر را به یک کلرید غیر اکسیداتیو کاهش می دهد یون واکنش بسیار سریع است و در چند اینچ اول رخ می دهد یک تخت کربن فعال جدید (جایی که حذف مواد آلی توسط کربن فعال چند دقیقه طول می کشد، حذف کلر به معنای واقعی کلمه چند ثانیه طول می کشد). کلر ظرفیت کربن فعال جدید 1 پوند کلر در هر پوند کربن است سرعت جریان 3 تا 5 gpm/cu.ft. و عمق تخت 3 فوت.

حذف کلرامین توسط کربن فعال یک واکنش بسیار کندتر است. در گونه غالب کلرامین در منابع آب شهری (PH حدود 7 تا 8) است. مونوکلرامین واکنش با کربن فعال و مونوکلرامین نیز انجام می شود یک یون کلرید غیر اکسیداتیو ایجاد می کند. از آنجایی که سرعت واکنش است بسیار کندتر، سرعت جریان باید 0.5 gpm/cu.ft باشد. و عمق تخت بیشتر از 3 فوت

ملاحظات مادی

تخت های کربن فعال فیلتر هستند و نیاز دارند به صورت دوره ای شستشوی معکوس شود. یک تخته فری حدود 50 درصد باید باشد در طراحی ظرف گنجانده شده است تا امکان شستشوی معکوس را فراهم کند. در غیر این صورت، شستشوی معکوس خارجی مورد نیاز است. مرحله شستشوی معکوس باعث “بازسازی” نمی شود کربن یا جذب آلاینده ها مرحله شستشوی معکوس باعث طبقه بندی مجدد تخت و هرگونه جریمه یا ماده معلق را حذف می کند.

 

جریمه کربن در طول حمل و نقل، جابجایی و بارگیری کربن فعال تولید می شوند. اینها جریمه ها باید قبل از سرویس شسته شوند. از قبل خیس شده و پس از شستشو کربن هایی در دسترس هستند که جریمه ها را به حداقل می رساند و همچنین مشکلات را برطرف می کند تحت تأثیر گرد و غبار کربن در یک تأسیسات، بارگیری مخازن کربن با کربن خشک است شغل کثیف و خطرناک استفاده از کربن از قبل خیس شده، گرد و غبار موجود در هوا را از بین می برد و باعث ایجاد یک محیط گیاهی تمیز می شود.

 

فرآوری شده درجات کربن فعال موجود است که شامل پزشکی/داروسازی می شود گریدها، گریدهای آبکاری الکتریکی و کربن های پودری یا گلوله ای.

کربن فعال یک فناوری اثبات شده برای حذف مواد طبیعی است مواد آلی و ضدعفونی کننده های باقیمانده طراحی فیلتر کربن فعال سیستم باید تفاوت‌های آبی را که باید تصفیه شود در نظر بگیرد، نوع کربن فعال استفاده شده و کیفیت و عملکرد پساب مولفه های.

سیستم GAC پارامترهای طراحی

کلر کلرامین ارگانیک
نرخ جریان (gpm/ft.²) 1-3 0.5 1-2
حداقل عمق بستر (فوت) 2-3 6 3-5
بستر زندگی تقریبا نامعین 2-6 هفته ها 1 – 6 ماه ها

خواص معمول کربن فعال گرانولی

قیری زیر قیر زغال سنگ مخلص کلام
شماره ید 1000-1100 800-900 600 1000
شماره ملاس 235 230 300 0
شماره سایش 80-90 75 60 97
چگالی حجمی به صورت بسته بندی LB/CF 26-28 25-26 23 29-30
فعالیت حجمی 26000 25000 13800 0

ید و ملاس اعداد توزیع اندازه منافذ عدد ید اندازه گیری نسبی منافذ در است سایزهای 10 تا 2 آنگستروم بر حسب میلی گرم ید عنصری گزارش شده است در هر گرم GAC جذب می شود و ناحیه موجود در GAC برای جذب را تعیین می کند مواد آلی با وزن مولکولی کم

ملاس عدد GAC رنگ را از محلول استوک حذف می کند. منافذ بزرگتر از 28 را اندازه می گیرد آنگستروم ها این منافذ مسئول حذف وزن مولکولی بزرگتر هستند مواد آلی مانند تانن

سایش اعداد درجه کاهش اندازه ذرات پس از غلتیدن با یک ماده سخت تر. خیر کاهش رتبه 100، پودر شدن کامل صفر است.

تعیین افت فشار در کارتریج های تنفسی فیبر کربن فعال

فیبر کربن فعال (ACF) به دلیل سطح بزرگتر و ظرفیت جذب، عمق بستر بحرانی نازک تر، وزن سبک تر و پارچه، به عنوان جاذب جایگزین برای کربن فعال دانه ای (GAC) برای ساخت ماسک های نازک تر، سبک تر و کارآمدتر در نظر گرفته می شود. فرم. هدف این مطالعه اندازه‌گیری افت فشار در انواع مختلف ACFهای تجاری موجود در کارتریج‌های تنفسی است تا ترکیب و چگالی ACF را تعیین کند که منجر به تنفس قابل قبولی در ماسک‌های تنفسی می‌شود. هفت نوع ACF در قالب های پارچه ای (ACFC) و نمدی (ACFF) مورد آزمایش قرار گرفتند. ACF ها در کارتریج ها با جریان هوای ثابت از پیش شرطی شده (43 LPM، 23 درجه سانتی گراد، 50٪ RH) در ترکیبات مختلف (نوع ACF تک یا ترکیبی) در یک محفظه آزمایش به چالش کشیده شدند. افت فشار در سرتاسر کارتریج های ACF با استفاده از یک میکرومانومتر به دست آمد و در بین پیکربندی های مختلف کارتریج، با تنظیمات کارتریج GAC، و با الزامات مقاومت تنفسی NIOSH برای کارتریج های تنفسی مقایسه شد. کارتریج‌های نوع تک ACF پر شده با هر ACFF دارای اندازه‌گیری افت فشار (23.71-39.93 mmH2O) در مقاومت استنشاق NIOSH 40 mmH2O بودند، در حالی که کارتریج‌های ACFC (85.47±3.67 mmH2O) دو برابر حد ممکن بیشتر بود. بافتن الیاف ACFC تمام کارتریج های تک نوع ACFF در مقایسه با کارتریج GAC افت فشار بیشتری داشتند (14/1±13/23 میلی متر H2O). برخی ترکیبات ACF (2 نوع ACFF یا ACFC/ACFF) منجر به افت فشار (26.39-32.81 mmH2O) زیر حد NIOSH شد. تمام کارتریج‌های نوع تک ACFF و همه کارتریج‌های نوع ترکیبی ACF با افت فشار قابل قبول، وزن جاذب بسیار کمتری نسبت به GAC (≤15.2 درصد وزن GAC) داشتند که پتانسیل کارتریج‌های تنفسی سبک وزن را نشان می‌دهد. 100% ACFC در کارتریج ها ممکن است منجر به ماسک هایی با مقاومت تنفسی بالا شود و بنابراین توصیه نمی شود. انواع متراکم تر ACFF و ACFC ممکن است همچنان با ترکیب آنها با مواد ACFF با متراکم کمتر و/یا با کاهش عمق بستر کارتریج برای کاهش افت فشار به سطوح قابل قبول، در ماسک‌های تنفسی استفاده شوند. ACFF به خودی خود ممکن است به عنوان مواد جاذب در کارتریج های تنفسی ACF از نظر مقاومت تنفسی قابل قبول مناسب تر باشد.

فیلتر کربن فعال برای تصفیه مایع

CARBTROL فیلترهای کربن فعال را برای جذب ترکیبات آلی و مواد ضدعفونی کننده باقیمانده از جریان آب تولید می کند. کربن فعال همچنین ممکن است برای حذف بوها و رنگ های نامطلوب از مایعات دیگر مانند اتانول استفاده شود. انواع کربن‌های فعال با فعالیت بالا متناسب با کاربرد شما در دسترس هستند. تمام تجهیزات جذب کربن فعال برای افت فشار کم طراحی شده اند.

وزن مولکولی بالا (بیش از 75 گرم در مول) ایده آل است مواد آلی با . مواد آلی در pH پایین کمتر محلول هستند و بیشتر جذب می شوند. با افزایش pH، حذف کاهش می یابد. حد بالایی برای غلظت آلاینده حدود چند صد پی پی ام است، برای غلظت های بالاتر، ممکن است نیاز به افزایش زمان نگهداری داشته باشد. برای مشاوره با مهندسین ما تماس بگیرید.

اتانول (الکل غلات)

به یک ماده اصلی در دسترس و ارزان قیمت در ساخت ضدعفونی کننده دست تبدیل شده است. با این حال، بیشتر اتانول موجود امروزی حاوی بوهای نامطلوب و ناخالصی های دیگر است. با پمپاژ اتانول از طریق فیلترهای کربن فعال Carbtrol، بوهای نامطلوب و سایر ناخالصی های آلی از بین می روند و اتانول تصفیه و خوشبو می شود. بوهای معمولی که حذف می شوند عبارتند از: بوهای ذرت/بوی کپک زده، بوی مشروب/تکیلا/رام، و بوی گوگرد/تخم مرغ. ناخالصی های آلی معمولی حذف شده شامل استالدئید، متیل اتیل کتون (MEK) و ترکیبات مبتنی بر گوگرد است.

فیلترهای CARBTROL

مواد پلی فلورالکیل را که به نام PFAS شناخته می شوند حذف می کند. PFAS مواد شیمیایی هستند که در اقلام روزمره مانند فوم آتش نشانی، ظروف پخت نچسب و پارچه های مقاوم در برابر لک یافت می شوند.

CARBTROL همچنین طیف وسیعی از راه حل ها را برای حذف کلر و کلرامین از آب به منظور بهبود طعم آب و محافظت از سایر تجهیزات تصفیه آب ارائه می دهد. ما هر دو کربن فعال استاندارد و کربن کاتالیزوری را برای رفع نیازهای خاص مشتریان خود ارائه می دهیم.

فیلترهای کربن فاز مایع تا 600 گرم در دقیقه ظرفیت دارند و در طراحی فشار کم یا فشار بالا موجود هستند. واحدهای فشار بالا به عنوان فیلترهای تایید شده NSF 61 برای کاربردهای آب آشامیدنی و غذا/نوشیدنی در دسترس هستند.

فیلترهای کربن فعال CARBTROL به طور قابل توجهی بیشتر از دستگاه های رقیب و 15 تا 20 درصد طول عمر و کارایی بیشتری را ارائه می دهند.

مدل حداکثر جریان مقدار کربن فشار طراحی ابعاد تقریبی وزن حمل و نقل
فیلتر درام فولادی با روکش اپوکسی
L-1 10 گرم در دقیقه 200 پوند 10 psi 24 “Ø x 34” ساعت 250 پوند
فیلترهای جاذب فولادی با پوشش اپوکسی
L-4 50 گرم در دقیقه 1000 پوند 11 psi 48 “Ø x 64” ساعت 1700 پوند
L-5 50 گرم در دقیقه 1800 پوند 11 psi 48 اینچ × 88 اینچ ساعت 2675 پوند
فیلترهای تقویت شده با فایبرگلاس با فشار بالا (FRP).
HP-90 10 گرم در دقیقه 90 پوند 150 psi 13 “Ø x 57” ساعت 135 پوند
HP-200 10 گرم در دقیقه 200 پوند 150 psi 22 اینچ × 50 اینچ ساعت 250 پوند
HP-600 35 گرم در دقیقه 600 پوند 58 psi 30 “Ø x 89” ساعت 350 پوند
HP-800 50 گرم در دقیقه 800 پوند 58 psi 36 اینچ × 89 اینچ ساعت 425 پوند
HP-1100 75 گرم در دقیقه 1100 پوند 58 psi 42 اینچ × 89 اینچ ساعت 550 پوند
HP-1400 90 گرم در دقیقه 1400 پوند 58 psi 48 اینچ × 88 اینچ ساعت 675 پوند
HP-1900 125 گرم در دقیقه 1900 پوند 58 psi 55 “Ø x 91” ساعت 775 پوند
HP-2500 165 گرم در دقیقه 2500 پوند 58 psi 63 “Ø x 90” ساعت 850 پوند
HP-3400 220 گرم در دقیقه 3400 پوند 58 psi 71 اینچ × 89 اینچ ساعت 1100 پوند
HP-5200 325 گرم در دقیقه 5200 پوند 58 psi 88 “Ø x 95” ساعت 2000 پوند
HP-6500 425 گرم در دقیقه 6500 پوند 58 psi 99 “Ø x 99” ساعت 2900 پوند
HP-9300 600 گرم در دقیقه 9300 پوند 58 psi 118 “Ø x 112” ساعت 3900 پوند
توجه: مخازن HP-600 و بزرگتر نیز در فشار طراحی 87 psi یا 116 psi موجود است.
فیلترهای تقویت‌شده با فایبر گلاس (FRP)، دارای گواهینامه NSF 61 برای کاربردهای آب آشامیدنی
HP-90-NSF 10 گرم در دقیقه 90 پوند 150 psi 13 “Ø x 57” ساعت 135 پوند
HP-200-NSF 10 گرم در دقیقه 200 پوند 150 psi 22 اینچ × 50 اینچ ساعت 250 پوند
HP-500-NSF 25 گرم در دقیقه 500 پوند 150 psi 30 “Ø x 92” ساعت 1000 پوند
HP-1000-NSF 50 گرم در دقیقه 1000 پوند 150 psi 36 “Ø x 92” ساعت 1500 پوند
HP-1700-NSF 100 گرم در دقیقه 1700 پوند 150 psi 48 “Ø x 103” ساعت 2400 پوند
HP-2600-NSF 160 گرم در دقیقه 2600 پوند 150 psi 63 “Ø x 99” ساعت 3660 پوند
HP-4100-NSF 170 گرم در دقیقه 4100 پوند 150 psi 63 “Ø x 130” ساعت 5430 پوند
HP-5400-NSF 180 گرم در دقیقه 5400 پوند 150 psi 63 “Ø x 158” ساعت 7000 پوند

برج های کربن فعال فشار قوی – سری TAC HP

  • برج های کربن فعال فشار بالا TAC HP برای جداسازی بخارات روغن از هوای فشرده (جداسازی نوع خشک) ساخته شده اند. سری TAC HP از فولاد کربنی با کیفیت بالا ساخته شده است.
  • توزیع کننده های جریان، توزیع یکنواخت جریان هوا را از طریق بستر کربن فعال تضمین می کنند. بخارات نفت و برخی دیگر از هیدروکربن ها در اثر فرآیند جذب جدا می شوند.
  • فیلتر ادغام فوق العاده ریز در جریان TAC HP مورد نیاز است و فیلتر گرد و غبار 1μm در پایین دست برای رهگیری گرد و غبار کربن فعال توصیه می شود.

مشخصات

فشار عملیاتی  50 / 100 / 250 / 420 بار
محدوده دمای هوای ورودی  1.5 تا 45 درجه سانتی گراد
اتصالات  3/8 تا 1/2 اینچ
نرخ جریان  50 تا 1600 نیوتن متر 3 در ساعت
رنگ استاندارد  RAL 9005

برنامه های کاربردی

• خودرو
• الکترونیک
• غذا و نوشیدنی
• شیمیایی
• پتروشیمی
• پلاستیک
• رنگ
• کاربرد صنعتی عمومی

تعیین افت فشار در کارتریج های تنفسی فیبر کربن فعال

فیبر کربن فعال (ACF) به دلیل سطح بزرگتر و ظرفیت جذب، عمق بستر بحرانی نازک تر، وزن سبک تر و پارچه، به عنوان جاذب جایگزین برای کربن فعال دانه ای (GAC) برای ساخت ماسک های نازک تر، سبک تر و کارآمدتر در نظر گرفته می شود. فرم. هدف این مطالعه اندازه‌گیری افت فشار در انواع مختلف ACFهای تجاری موجود در کارتریج‌های تنفسی است تا ترکیب و چگالی ACF را تعیین کند که منجر به تنفس قابل قبولی در ماسک‌های تنفسی می‌شود. هفت نوع ACF در قالب های پارچه ای (ACFC) و نمدی (ACFF) مورد آزمایش قرار گرفتند. ACF ها در کارتریج ها با جریان هوای ثابت از پیش شرطی شده (43 LPM، 23 درجه سانتی گراد، 50٪ RH) در ترکیبات مختلف (نوع ACF تک یا ترکیبی) در یک محفظه آزمایش به چالش کشیده شدند. افت فشار در سرتاسر کارتریج های ACF با استفاده از یک میکرومانومتر به دست آمد و در بین پیکربندی های مختلف کارتریج، با تنظیمات کارتریج GAC، و با الزامات مقاومت تنفسی NIOSH برای کارتریج های تنفسی مقایسه شد. کارتریج های نوع تک ACF پر شده با هر ACFF اندازه گیری افت فشار (23.71-39.93 mmH) داشتند. 2 O) در مورد نیاز مقاومت در برابر استنشاق NIOSH 40 mmH 2 O، در حالی که موارد مربوط به کارتریج های ACFC (85.47±3.67 mmH 2 O) احتمالاً به دلیل بافت متراکم تر الیاف ACFC از دو برابر حد فراتر رفتند.

تمام کارتریج های تک نوع ACFF در مقایسه با کارتریج GAC افت فشار بالاتری داشتند (14/1±13/23 mmH 2 O). برخی ترکیبات ACF (2 نوع ACFF یا ACFC/ACFF) منجر به افت فشار (26.39-32.81 mmH 2 O) زیر حد NIOSH شد. تمام کارتریج‌های نوع تک ACFF و همه کارتریج‌های نوع ترکیبی ACF با افت فشار قابل قبول، وزن جاذب بسیار کمتری نسبت به GAC (≤15.2 درصد وزن GAC) داشتند که پتانسیل کارتریج‌های تنفسی سبک وزن را نشان می‌دهد. 100% ACFC در کارتریج ها ممکن است منجر به ماسک هایی با مقاومت تنفسی بالا شود و بنابراین توصیه نمی شود. انواع متراکم تر ACFF و ACFC ممکن است همچنان با ترکیب آنها با مواد ACFF با متراکم کمتر و/یا با کاهش عمق بستر کارتریج برای کاهش افت فشار به سطوح قابل قبول، در ماسک‌های تنفسی استفاده شوند. ACFF به خودی خود ممکن است به عنوان مواد جاذب در کارتریج های تنفسی ACF از نظر مقاومت تنفسی قابل قبول مناسب تر باشد.

اثر فشار بر نرخ جذب بخار بنزین بر کربن فعال مبتنی بر پیچ

در این مقاله، سینتیک جذب بخار بنزین بر روی کربن فعال مبتنی بر زمین به صورت تجربی بررسی شده است. هدف اصلی بررسی اثر فشار بستر اولیه بر میزان جذب است. آزمایش‌ها با استفاده از یک آنالایزر ترموگراویمتری (TGA) انجام شده است که دقت 0.1 ± میکروگرم در اندازه‌گیری جذب جذب، در دماهای جذب 30 درجه سانتی‌گراد و 35 درجه سانتی‌گراد که برای کنترل انتشار بنزین مفید است، انجام شده است. فشار بر میزان جذب و جذب تأثیر می گذارد.

ثابت‌های سرعت جذب یا ضرایب انتقال جرم موثر با اختلاف فشار بین بخار بنزین و محفظه جذب مرتبط هستند. این مطالعه نشان می دهد که اثر فشار اولیه محفظه جذب باید در محاسبه سینتیک جذب برای شبیه سازی یک فرآیند جذب عملی در نظر گرفته شود.

تعادل جذب فشار بالا متان و دی اکسید کربن روی چند کربن فعال

تعادل جذب بیش از حد فشار بالا متان و دی اکسید کربن بر روی پنج کربن فعال میکرو متخلخل اندازه گیری شد. ایزوترم های جذب در دماهای بین (273 تا 333) K و در فشارهای بین (0.5 تا 6000) کیلو پاسکال با استفاده از دستگاه حجمی ساکن به دست آمد. داده های تجربی با استفاده از مدل توث و مدل دوبینین-آستاخوف تجزیه و تحلیل شدند. آنتالپی ایزوستریک جذب و گرمای محدود کننده جذب برای هر دو جاذب روی همه کربن‌های فعال به ترتیب با استفاده از معادلات کلازیوس-کلاپیرون و معادلات وانت هاف محاسبه شد.

جذب کربن فعال

مترادف ها، اختصارات و/یا نام های فرآیند

  • فیلتر کربن فعال
  • تزریق کربن فعال پودری

اجزای حذف شده

  • VOC و حلال ها
  • H 2 S، NH 3 ، فلزات، بو، … با انواع کربن خاص
  • دیوکسین ها

شرح فرایند

کربن فعال یک ماتریس کربن خنثی ریز متخلخل با سطح داخلی بسیار بزرگ (700 تا 1500 متر مربع بر گرم) است. سطح داخلی برای جذب ایده آل است. کربن فعال از مواد حاوی کربن آمورف مانند چوب، زغال سنگ، ذغال سنگ نارس، پوسته نارگیل ساخته می‌شود. از طریق تیمارهای خاص، ساختار منافذ خاصی ایجاد می شود که ظرفیت جذب و خواص جذب کربن فعال را تعیین می کند.

جریان گاز از کربن فعال عبور می کند، جایی که اجزای حذف شده از طریق جذب با کربن فعال پیوند می خورند تا زمانی که اشباع شود. پس از رسیدن به سطح اشباع کربن فعال، جایگزین یا بازسازی می شود.

در صورت تعویض، کربن فعال اشباع شده به طور معمول به تامین کننده بازگردانده می شود، که آن را به عنوان زباله (شیمیایی) دفع می کند یا آن را بازسازی می کند.

اگر شرکت خود کربن فعال را بازسازی کند، به آن جذب احیا کننده .

سطح اشباع معمولاً بر حسب گرم بر کیلوگرم کربن فعال بیان می شود. سطح اشباع با غلظت موجود در هوا تعیین می شود. در مجموعه آزمایشی، ایزوترم های جذب را می توان تنظیم کرد تا رابطه بین تعداد گرم جزء در هر گرم کربن فعال قابل جمع آوری و فشار جزئی اجزا در هوا را نشان دهد. فشار جزئی یک جزء با غلظت جزء در گاز و فشار گازهای دودکش تعیین می شود. با غلظت های بیشتر و فشار بیشتر، فشار جزئی جزء افزایش می یابد.

ایزوترم کربن فعال خطی است. برای فشارهای جزئی بالاتر، ظرفیت به نسبت افزایش می یابد. این بدان معنی است که در یک دمای معین، کربن فعال ظرفیت جذب بالاتری در غلظت های ورودی بالا نسبت به غلظت های ورودی پایین دارد. با این حال، در دماهای بالاتر ظرفیت جذب کاهش می یابد.

به عنوان یک مرجع، ظرفیت جذب 20 تا 25 گرم حلال (که به صورت کربن بیان می شود) در هر 100 گرم کربن فعال می تواند در طول جذب موثر جذب شود. اگر جزء جاذب ضعیفی باشد، دما یا رطوبت هوا افزایش می یابد، ظرفیت کاهش می یابد.

این مقدار مرجع برای کربن فعال آغشته شده، که در آن فرآیند از طریق جذب شیمیایی انجام می شود، قابل اعمال نیست (به انواع مختلف مراجعه کنید).

در عمل، جذب معمولاً در بستری از کربن فعال صورت می گیرد. سپس یک ناحیه جذب در بستر تشکیل می شود که با اشباع شدن بستر از ورودی هوا به خروجی حرکت می کند. هوا با 100 درصد غلظت ورودی وارد ناحیه اشباع شده و در حالت تعادل با کربن فعال در کمترین فشار بخار ممکن از منطقه خارج می شود. این در شکل زیر نشان داده شده است.

بستر قبل از منطقه جذب کاملاً اشباع شده است و تقریباً هیچ جذبی بعد از منطقه جذب صورت نگرفته است. هنگامی که ناحیه جذب به انتهای بستر می رسد، فیلتر کربن فعال اشباع می شود و یا نیاز به جایگزینی بستر با کربن فعال جدید یا نیاز به بازسازی .

بدون انجام آزمایش، زمان ایستادن یک فیلتر را فقط می توان تخمین زد.

شکل: اشباع تخت در طول زمان

انواع

اجرای جذب سطحی

جذب از طریق کربن فعال می تواند از طریق کارتریج های پر شده، به صورت کربن در بستر بسته بندی شده یا به صورت تزریق کربن پودری همراه با فیلتر پارچه انجام شود.

در کاربردهای کم بار، کربن فعال گاهی اوقات در کارتریج های فیلتر از پیش بسته بندی شده تحویل داده می شود که به طور دوره ای در نصب فیلتر تعویض می شوند. در سیستم‌های با بارهای سنگین، که برای آن‌ها به مقادیر بیشتری کربن فعال نیاز است، از بستری استفاده می‌شود که گرانول‌های کربن فعال به آن اضافه می‌شود. این می تواند به عنوان یک سیستم کانتینری پیاده سازی شود. برای کاربردهایی با نرخ جریان بالا و غلظت‌های پایین‌تر، کربن فعال پودری گاهی وارد می‌شود و بعداً فیلتر می‌شود. دومی اغلب برای حذف دیوکسین ها استفاده می شود. اگر جذب آهک خشک از قبل وجود داشته باشد، گاهی اوقات ترکیبی از آهک و کربن فعال برای جمع آوری اجزای اسیدی و همچنین دیوکسین ها و VOCها تزریق می شود.

کربن فعال آغشته شده

برای کاربردهای خاص و برای بهبود راندمان حذف، کربن فعال به صورت شیمیایی تصفیه یا اشباع می شود. کربن فعال آغشته شده جذب شده و اجزای خاص را به اندازه کافی حفظ می کند تا ماده شیمیایی با آلاینده واکنش نشان دهد (جذب شیمیایی). کربن فعال آغشته شده به طور ویژه برای جمع آوری اجزای شیمیایی که جذب آنها با کربن فعال استاندارد دشوار است طراحی شده است. زمینه های کاربردی ممکن:

  • به KMnO 4 کربن فعال آغشته
  • با ترکیبات گوگرد آغشته به کربن فعال، برای حذف موثرتر فلزات سنگین مانند جیوه (جیوه) از طریق تشکیل سولفیدها.
  • آغشته به KI (یدید پتاسیم) برای افزایش ظرفیت جذب H2S می که به موجب آن شود H2S به SO2 اکسید ، .
  • آغشته به اسیدی مانند اسید سولفوریک برای جمع آوری اجزای باز مانند NH 3
  • آغشته کردن به یک باز (به عنوان مثال NaOH) برای جمع آوری اجزای اسیدی مانند H 2 S.

سوربالیت احیا کننده

رجوع به جذب احیا کننده شود

سوربالیت (کربن فعال + آهک): این مخلوط برای تمیز کردن گازهای خروجی از کوره ها استفاده می شود. مشکلات SOx و دیوکسین را می توان از طریق یک محصول حل کرد.

بهره وری

کارایی با توجه به نوع آلاینده، نوع کربن فعال مورد استفاده و دما و رطوبت گازهای زائد تعیین می شود. می توان انتظار داشت که یک نصب موثر بازدهی بین 95 تا 98 درصد برای غلظت های ورودی 500 تا 2000 ppm داشته باشد.

اگر موثر باشد، معمولاً می توان غلظت ها را از 400 تا 2000 ppm به کمتر از 50 ppm رساند.

در ریخته‌گری‌ها، غلظت نهایی 20 mg/Nm³ VOC ایجاد شده است [10] .

جیوه را می توان به کمتر از 0.05 mg/Nm³ کاهش داد. Nm³ و برای بو و H2S / بازدهی 80 تا 95 درصد ثابت شده است [13] .

شرایط مرزی

شرایط زیر برای جذب خوب با کربن فعال معمولی باید محقق شود [1] :

  • دمای کمتر از 50 درجه سانتیگراد (15 تا 80 درجه سانتیگراد) (به جز حذف دیوکسین که ممکن است دماهای بالاتری برای آن استفاده شود)
  • رطوبت نسبی کمتر از 70 درصد، بدون تراکم حداقل نیاز است. با این حال، برای سطوح رطوبت بالاتر از 70 درصد با شروع آب شروع به اشغال مکان های فعال روی کربن، بازده کاهش می یابد.
  • محتوای گرد و غبار باید به اندازه کافی کم باشد تا از مسدود شدن بستر جلوگیری شود. اصولاً هوا باید بدون گرد و غبار باشد. مقدار حداکثر 3 mg/Nm³ از پیش تعیین شده است [2] . در BAT [15] ، مقدار 5 mg/Nm³ از قبل تعیین شده است.
  • فشار: 1 تا 20 بار
  • محتوای VOC: حداکثر 25٪ از کمترین حد انفجار
  • دیوکسین ها: TEQ 10-100 نانوگرم بر نیوتن متر مکعب
  • VOC: 10 – 100000 میلی گرم / Nm³ [13]
  • جیوه: 1-10 میلی گرم بر نیوتن متر مکعب [13]
  • H 2 S: 10-200 میلی گرم بر نیوتن متر مکعب [13]
  • بو: 10000 – 200000 ou/m³ [13]

نقاط داغ و احتراق خود به خود

تمام فرآیندهای جذب گرمازا هستند، به این معنی که انرژی در طول جذب در بستر آزاد می شود. علاوه بر این، کربن فعال یا فلزات موجود در کربن فعال یا روی آن می تواند منجر به اکسیداسیون کاتالیزوری VOC در بستر شود. این می تواند منجر به گرمای شدید موضعی یا حتی احتراق خود به خود در بستر شود و در نتیجه بخشی یا تمام تخت را از بین ببرد. اگر کل بستر از بین نرود، در اثر دماهای بالا (تغییر اندازه منافذ) خواص کربن فعال در بقیه بستر تغییر می کند.

این در درجه اول یک خطر برای هیدروکربن های خاص، مانند کتون ها و سقز است. برای غلظت های بالاتر از این اجزا، کربن فعال می تواند، حتی در گازهای در دمای اتاق، منجر به نقاط داغ (کاهش عملکرد جذب) یا سوختن بستر شود.

با مرطوب کردن هوا می توان از احتراق خود به خودی جلوگیری کرد. اگرچه باید اطمینان حاصل شود که این کارایی کربن فعال را تا حد زیادی کاهش نمی دهد.

مواد کمکی

پس از اشباع، کربن فعال باید بازسازی یا جایگزین شود. استفاده از کربن فعال با موارد زیر تعیین می شود:

  • نرخ جریان
  • غلظت آلاینده: استفاده بیشتر در غلظت آلاینده بالاتر. با این حال، بار خاص افزایش می یابد. به عبارت دیگر، برای جمع آوری یک مقدار آلاینده خاص، به کربن فعال کمتری نیاز است.
  • نوع آلاینده
  • دمای گاز: دمای بالاتر منجر به استفاده بیشتر می شود.
  • رطوبت گاز: سطح رطوبت بالاتر منجر به استفاده بیشتر می شود
  • فشار: فشار بیشتر منجر به مصرف کمتر می شود

جنبه های زیست محیطی

کربن فعال استفاده شده باید احیا یا از بین برود (سوخته شود). در بیشتر موارد، کربن فعال استفاده شده را می توان با هزینه اضافی به تامین کننده کربن فعال بازگرداند. در بیشتر موارد، این نیز از نظر اقتصادی مقرون به صرفه ترین راه حل است.

اگر بازسازی در محل انجام شود، کربن‌های فعال زمان قرارگیری طولانی‌تری دارند و ضایعات کمتری تولید می‌کنند.

مصرف انرژی

بستر جذب نیازی به انرژی ندارد. برای غلبه بر افت فشار در سراسر تخت به یک ونتیلاتور قوی‌تر نیاز است.

جنبه های هزینه

سرمایه گذاری

    • 5 000 – 10 000 یورو برای 1000 نیوتن متر مکعب در ساعت بدون سیستم احیا [1]
    • 1000 تا 6000 یورو برای 1000 نیوتن متر مکعب در ساعت شامل. اولین پر کردن کربن [2]
    • 30 000 یورو برای فیلتر برای 5 000 – 35 000 m³/h شامل. پر کردن کربن (4 تا 5 تن) [2]
    • 10 000 – 100 000 یورو در هر 1000 متر مکعب در ساعت [10،14]

هزینه های عملیاتی

    • هزینه های عملیاتی 20 تا 100 یورو در 1000 مترمکعب برای غلظت حلال 1 تا 10 گرم در متر مکعب است [14]
    • مواد کمکی و باقیمانده:
      • 600 تا 1300 یورو به ازای هر تن کربن فعال غیر اشباع شده شامل. جمع آوری مجدد کربن اشباع شده [1]
      • 1700 تا -2500 یورو به ازای هر تن کربن فعال غیر اشباع شده شامل. جمع آوری مجدد + پردازش کربن [2]
      • 3000 تا 4500 یورو به ازای هر تن کربن فعال آغشته شده شامل. جمع آوری مجدد کربن اشباع شده [2]
      • 4000 یورو به ازای هر تن کربن فعال [14]

مطالعات موردی:

مطالعه موردی خشک شویی [9]

  • تصفیه بخارات خشک با کربن فعال
  • کاهش 15% پرکلرواتیلن (PER)
  • هزینه سرمایه گذاری 2500 یورو
  • غلظت PER < 240 mg/Nm³ هنگام تخلیه

مطالعه موردی: حذف دیوکسین از گازهای چوب سوز [11]

  • صنعت فرآوری چوب دارای تاسیسات با سوخت چوب است
  • گازهای دودکش باید تا 100 تا 130 درجه سانتیگراد خنک شوند
  • غلظت نهایی <0.1 TEQ/Nm³
  • سوزاندن کربن فعال اشباع شده در کارخانه سوزاندن خود
  • هزینه های سرمایه گذاری نصب در بستر ثابت: 0.2 – 0.4 میلیون یورو به ازای هر تن در ساعت ظرفیت سوزاندن
  • هزینه های سرمایه گذاری تزریق کربن فعال: 0.07 – 0.18 میلیون یورو در هر تن در ساعت اگر جداکننده گرد و غبار از قبل وجود داشته باشد. در صورت عدم وجود، 0.06 – 0.12 میلیون یورو در هر تن در ساعت باید برای نصب فیلتر پارچه ای (فیلتر آستین) اضافه شود.
  • برای نصب بر روی چوب حفظ شده، استفاده از کربن فعال 2 تا 4 کیلوگرم به ازای هر تن باقیمانده چوب است. هزینه های انرژی و نگهداری در مقایسه با هزینه کربن فعال ناچیز است.

مزایا و معایب

مزایای

  • راندمان بالا در حذف VOC
  • تکنولوژی ساده و قوی
  • مناسب برای فرآیندهای ناپیوسته
  • ساده در نگهداری
  • آسان برای قرار دادن

معایب

  • گرد و غبار می تواند منجر به انسداد شود
  • مخلوط اجزا ممکن است منجر به نقص اولیه شود
  • برای گازهای دودکش مرطوب مناسب نیست (برای کربن فعال آغشته شده کمتر مهم است)
  • خطر احتراق خود به خود در بستر (کتون، سقز و …)
  • خطر پلیمریزاسیون برای هیدروکربن‌های غیراشباع روی کربن فعال (گرمازایی و باعث انسداد می‌شود)

برنامه های کاربردی

جذب کربن فعال به طور گسترده برای موارد زیر قابل استفاده است:

  • حذف حلال ها و VOC ها در چاپ، رنگ آمیزی اسپری…
  • حذف دیوکسین ها، فلزات سنگین مانند جیوه و سایر انتشارات باقیمانده در زباله سوز.
  • بو زدایی، تهویه مطبوع
  • تمیز کردن گازهای فرآیندی مانند گازهای مصنوعی، هیدروژن، گاز طبیعی، دی اکسید کربن، گاز از زباله های زباله و بازیابی حلال.
  • بازیابی بخارات پرکلرواتیلن در تمیز کردن خشک
  • حذف VOC در ریخته گری

منابع

  1. برگه اطلاعات در مورد تکنیک های کاهش انتشار هوا، www.infomil.nl ، Infomil
  2. سیستم‌های مدیریت و تصفیه فاضلاب و گازهای زائد مشترک در بخش شیمیایی. سند BREF، دفتر IPPC اروپا، http://eippcb.jrc.es
  3. انتخاب یک سیستم جذب برای VOC: کربن، زئولیت یا پلیمرها؟ (1999). بولتن فنی EPA
  4. جذب حلال برای بازیابی و استفاده مجدد از جریان گاز مملو از حلال. برنامه بهترین روش فناوری محیطی، راهنمای GG 12
  5. Elslander H., De Fré R., Geuzens P., Wevers M. (1993). ارزیابی مقایسه ای سیستم های تصفیه گاز احتمالی برای احتراق زباله های خانگی. در: Energie & Milieu, 9
  6. Vanderreydt I. (2001). فهرستی از بخش سوزاندن زباله در فلاندر. ویتو، 2001/MIM/R/030
  7. کتاب کار در مورد اقدامات زیست محیطی: “صنایع فلزی و الکتروتکنیکی” (1998). ناشران VNG
  8. اطلاعات تأمینکننده
  9. P. Van den Steen، A. Vercalsteren و R. Dijkmans.، “بهترین تکنیک های موجود برای تمیز کردن خشک”، دسامبر 1997
  10. L. Goovaerts، Y. Vreys، P. Meulepas، P Vercaemst و R. Dijkmans.، “بهترین تکنیک های موجود برای ریخته گری ها”، مارس 2001
  11. A. Jacobs، B. Gielen، I. Van Tomme، Ch. دی روک و آر. دایکمانز، “بهترین تکنیک های موجود برای صنعت پردازش چوب”، اکتبر 2003
  12. J. Van Deynze، P. van den Steen و R. Dijkmans.، “بهترین روش های موجود برای تعمیر بدنه”، 1998
  13. T Feyaerts، D. Huybrechts و R. Dijkmans.، “بهترین تکنیک های موجود برای پردازش کود، ویرایش 2″، اکتبر 2002
  14. L. Goovaerts، M. De Bonte، P. Vercaemst و R. Dijkmans.، “بهترین تکنیک های موجود برای صنعت پردازش فلز”، دسامبر 2003
  15. A. Derden، J. Schrijvers، M. Suijkerbuijk، A. Van de Meulebroecke1، P. Vercaemst و R. Dijkmans.، “بهترین تکنیک های موجود برای بخش کشتارگاه”، ژوئن 2003
  16. J. Van Deynze، P. Vercaemst، P. Van den Steen و R. Dijkmans.، “بهترین تکنیک های موجود برای تولید رنگ، لاک و جوهر چاپ”، 1998

اصول جذب کربن فعال

کربن فعال بیش از 2500 کاربرد تجاری دارد. اکثر کارخانه های فاضلاب از کربن برای تصفیه آب و هوای خروجی از تاسیسات استفاده می کنند. با این حال، ویژگی ها و ویژگی های آنها را در آموزش “رسمی” نمی بینید. در حین کار در مورد آنها یاد می گیرید.

کربن فعال یک ماده جاذب جامد خنثی است که معمولاً برای حذف آلاینده‌های مختلف و محلول از آب و فرآیند جریان‌های فاز گاز استفاده می‌شود. همانطور که بسیاری از خوانندگان قبلاً می دانند، تقریباً از هر ماده اولیه حاوی کربن، از جمله پوسته نارگیل و اعضای خانواده زغال سنگ ساخته شده است.

جذب عبارت است از تجمع یک گاز یا مایع بر روی سطح یک بستر مایع یا جامد، بر خلاف جذب، که در آن ماده نفوذ کننده وارد توده یا حجم زیرلایه می شود.

کربن فعال متخلخل، ارزان و به آسانی برای استفاده به عنوان جاذب در دسترس است و سطح وسیعی را برای حذف آلاینده ها فراهم می کند. سطح مفیدتری در هر گرم نسبت به سایر مواد موجود برای جذب فیزیکی دارد. در واقع، یک قاشق چای خوری کربن فعال سطح بیشتری نسبت به زمین فوتبال دارد.

پدیده های فیزیکی

کربن فعال به دلیل ویژگی‌های کمیاب خود، دارای توانایی استثنایی در جذب آلاینده‌های محلول در آب است که شامل گونه‌های مزه، بو، رنگ و سمی است. حذف از طریق پدیده های جذب بر اساس فعل و انفعالات سطحی بین آلاینده ها و سطوح پلاکت گرافیتی کربن صورت می گیرد.

این برهمکنش‌های سطحی آلاینده-کربن از طریق نیروهای واندروال و برهم‌کنش‌های دوقطبی القایی رخ می‌دهند. پلاکت‌های گرافیتی کربن فعال، مولکول‌های آلی خنثی را به دوقطبی‌های درون مولکولی القا می‌کنند. دوقطبی های القا شده باعث می شوند که مولکول ها به یکدیگر جذب شده و به هم بچسبند، بنابراین از محلول در منافذ کربن یا فضاهای جذب به اندازه نانو رسوب می کنند. این به عنوان تراکم زودرس شناخته می شود که توسط کربن فعال تسهیل می شود.

تولیدکنندگان کربن فعال از مواد اولیه و پارامترهای فرآیندی مختلف برای در دسترس قرار دادن انواع توزیع اندازه منافذ استفاده می کنند. انتخاب ساختار منافذ مناسب برای حل مشکلات فاز آبی و گازی با کربن فعال ضروری است.

شکل 1 نمایش واقعی کربن های فعال تولید شده از چوب، پوسته نارگیل و زغال سنگ قیر را نشان می دهد. این انواع کربن به اشکال مختلف به فروش می رسد و مورد استفاده قرار می گیرد: پودر، گرانول، گلوله، بلوک و کامپوزیت. همانطور که در شکل نشان داده شده است، تفاوت در اندازه پلاکت های گرافیتی که با خطوط سیاه سنگین نشان داده شده اند و نزدیکی آنها به هم دیده می شود.

کربن فعال پودر شده

ذرات کربن فعال پودری با اندازه میکرون از کربن فعال دانه‌ای میلی‌متری آسیاب می‌شوند و در مقایسه با کربن‌هایی با اندازه ذرات بزرگ‌تر، سینتیک سریع‌تر و ظرفیت بیشتری برای حذف آلاینده‌ها نشان می‌دهند.

کربن فعال پودری را می توان برای قسمت های آلوده کننده پراکنده، مانند شکوفه های جلبک ها و نشت های صنعتی، که آب های ورودی شهری را آلوده می کند، استفاده کرد. برای حذف این آلاینده ها با کربن فعال می توان پودر را به واحد ته نشینی فرآیند شفاف سازی اضافه کرد. همچنین می تواند از بسترهای کربن گرانول فعال ثابت در برابر آلودگی ناگهانی نفوذی محافظت کند.

اگر کارخانه‌ها فاقد زیرساخت‌های لازم برای استفاده از کربن فعال دانه‌ای باشند یا کربن دانه‌ای کافی بین ورودی و پساب برای حذف اقتصادی در قسمت‌های آلودگی پراکنده نداشته باشند، می‌توانند به جای آن از پودر استفاده کنند. کربن فعال پودری یکبار مصرف به عنوان یک فرآیند دسته‌ای برای حذف آلاینده‌ها تا حداکثر سطوح آلودگی تنظیم‌شده قابل قبول (MCL) استفاده می‌شود، اما لزوماً به آلودگی صفر یا غیرقابل شناسایی نمی‌رسد.

کربن فعال گرانولی

کربن فعال دانه‌ای با اندازه میلی‌متر می‌تواند آلاینده‌ها را تا غلظت‌های کمتر از حد تشخیص تحلیلی حذف کند و در مقایسه با پودر، تنها به حدود یک چهارم مقدار کربن بین ورودی و پساب نیاز دارد.

با این حال، یک کارخانه برای نصب کربن تازه و حذف کربن فعال گرانولی مصرف شده برای فعال سازی مجدد کوره، نیاز به زیرساخت مناسب دارد. قیمت کربن فعال مجدد تقریباً نصف قیمت کربن فعال دانه ای تازه یا استفاده نشده است. استفاده از کربن فعال گرانولی یک فرآیند مداوم است و یک محصول چند منظوره مبتنی بر فعال سازی مجدد حرارتی است. فعال سازی مجدد حرارتی کربن را قادر می سازد تا به عنوان “شیمی سبز” طبقه بندی شود.

در مواردی که احتمال آلودگی صنعتی نسبتاً زیاد است، کربن فعال بیشتری باید برای شرایط اضطراری احتمالی به راحتی در دسترس باشد. می توان آن را در ظروف ثابت بین ورودی و پساب نگهداری کرد و همچنین به کربن پودری بیشتری نیز نیاز است.

در نهایت، گلوله ها یا گرانول های کربن بسیار بزرگ برای کنترل سولفید هیدروژن فاضلاب شهری فاز بخار و سایر بوها استفاده می شود. این اشکال نسبتاً بزرگ کربن فعال، جریان‌های گاز را قادر می‌سازد تا بدون ممانعت از بسترهای کربنی عبور کنند. این باعث کاهش استفاده از فن ها و انرژی لازم برای دمیدن جریان های گاز در بسترهای تنگ می شود. کربن های معمولی و کاتالیزوری برای کنترل بوی هیدروژن سولفید استفاده می شود.

با کربن معمولی، سولفید هیدروژن متحرک به گوگرد بی حرکت اکسید می شود که روی سطح کربن تجمع می یابد. استفاده از انباشته شدن عنصر گوگرد بر روی کربن کار تعیین می کند که چه زمانی کربن باید با کربن تازه در آزمایشگاه ها جایگزین شود. کربن های کاتالیزوری با اکسیداسیون سولفید هیدروژن را به اسید سولفوریک تبدیل می کنند. اسید سولفوریک روی این کربن کاتالیزوری را می توان از کربن استفاده شده با آب شسته و بارها در محل مورد استفاده مجدد قرار داد.

منطقه انتقال انبوه

کاربردهای فاز آبی و گازی با عبور آب یا گاز آلوده بیشتر از بستر، یک منطقه انتقال جرم آلاینده متحرک (MTZ) ایجاد می کنند. بسترهای کربنی معمولاً 3 تا 10 فوت عمق دارند و از کربن فعال طبقه بندی شده تشکیل شده اند، که در آن ذرات با اندازه کوچکتر در بالای یک بستر کربن کار و بزرگ ترین ذرات در پایین قرار دارند.

کربن استفاده شده و استفاده نشده را در یک فرآیند مخلوط نکنید. MTZ نشان داده شده در شکل 2 دارای پیکربندی بستر افقی است، اما بسترها معمولاً عمودی هستند تا از جریان گرانشی استفاده کنند. لایه بندی بستر باید پس از شستشوی معکوس حفظ شود تا مواد جامد که ممکن است در بالای تخت جمع شوند حذف شوند.

کربن فعال مواد آلی و جامد محلول در آب را با شستشوی معکوس از آب حذف می کند. این MTZ دارای سه منطقه کاری است:

  1. منطقه 1 (بین A و B، بخشی از طول کل بستر کربن) به طور کامل استفاده می شود و دیگر آلاینده های محلول در آب را حذف نمی کند.
  2. منطقه 2 (بین B و C) مقادیر متغیری از آلاینده ها را حذف می کند. شکل این منحنی نمایه غلظت آلاینده‌هایی را که از بستر کربن خارج می‌شوند، منعکس می‌کند. کاربردهای آب معمولاً فاصله MTZ بسیار طولانی تری بین B و C نسبت به کاربردهای فاز گازی دارند که معمولاً MTZهای بسیار کوچکتری دارند. شکل MTZ ممکن است تیز یا گسترده باشد بسته به اینکه کربن چقدر مواد جذب شده را جذب می کند.
  3. منطقه 3 (بین C و D) کربن فعال استفاده نشده است. با افزایش زمان سرویس خواب و قرار گرفتن در معرض آلاینده ها، فاصله بین A و B افزایش می یابد و بین C و D کاهش می یابد. فاصله MTZ از B تا C ثابت است.

به حداکثر رساندن عملکرد

برای بهبود عملکرد و اقتصادی، پیکربندی معمولی در عملکرد بسترهای متعدد کربن فعال یک سری متوالی است. بسترهای متعدد در یک سری، استفاده کامل از بستر کربن را از طریق پیشرفت امکان پذیر می کند، جایی که پساب و پساب در غلظت آلاینده برابر هستند. این به این دلیل است که در حین کار، هر بستر پشتیبان باقی مانده در این سری، MTZ دیگری را در صورت نیاز راه اندازی می کند.

این پیکربندی بستر سرب و لگ امکان تصفیه حداکثر تعداد گالن آب به ازای هر پوند کربن فعال را قبل از جایگزینی کربن مصرف شده با کربن تازه فراهم می کند.

هدف کار آب آشامیدنی با کیفیت بالا و کمترین هزینه است. بسترهای نهایی کربن فعال در سری های متوالی صیقل دادن را تکمیل می کنند تا آلاینده های کمیاب را حذف کنند و آب آشامیدنی ایمن و با کیفیت را ارائه دهند. با تغییر بسترهای کربنی کاملاً فرسوده قبلی با کربن تازه (زمانی که غلظت ورودی بستر و پساب معادل هستند)، بسترهای بعدی طولانی‌تر به عنوان پولیش‌کننده نهایی عمل می‌کنند و حاشیه ایمنی ایجاد می‌کنند.

هنگامی که نمونه ها برای پروفیل یک بستر کربنی گرفته می شوند، باید از بالا، وسط و پایین گرفته شوند. این نوع نمونه‌برداری تخمین دقیق‌تری را در مکان‌یابی MTZ و زمان باقی‌مانده برای بستر کربن امکان‌پذیر می‌کند.

کربن فعال مصرف شده

کربن فعال برای همیشه دوام نمی آورد. نیاز به تعویض دوره ای با کربن تازه بکر یا فعال شده دارد. منافذ یا فضاهای جذب فیزیکی، که حجم هایی به اندازه نانومتر بین پلاکت های گرافیتی هستند، در نهایت پر شده و دیگر قادر به حذف مواد جذبی نیستند. منافذ کربن ناهمگن هستند و در انرژی جذب از قوی تا ضعیف متفاوت هستند. به فاصله پلاکت‌های گرافیتی در شکل 1 توجه کنید. پلاکت‌های گرافیتی کربنی که نزدیک به هم هستند انرژی‌های بالقوه جذب بالایی را ارائه می‌کنند و فاصله‌های پلاکتی وسیع انرژی جذب نسبتاً کمی دارند.

گیاهان آب آشامیدنی دو انتخاب اصلی برای تعویض دارند: خرید کربن بکر یا استفاده نشده یا استفاده از کربن فعال شده. پس از چندین چرخه فعال سازی، کارایی کربن فعال شده کاهش می یابد و باید با کربن تازه و بکر جایگزین شود.

گاهی اوقات افزایش توزیع اندازه منافذ با فعال سازی مجدد مفید است، به ویژه برای مولکول های بزرگتر و مواد جذب شده با وزن مولکولی بالاتر. با این حال، ترکیبات محلول در آب و با وزن مولکولی کم در غلظت‌های کمی مانند تری هالومتان‌ها ممکن است به آسانی جذب نشوند و در صورت استفاده با کربن فعال شده با توزیع اندازه منافذ وسیع‌تر، MTZ طولانی‌تری ایجاد کنند.

بحث بیشتر در مورد این موضوع شامل روش‌های آزمایشی برای کمک به پرسنل کارخانه آب برای انتخاب بهترین کربن فعال برای یک کاربرد معین و نظارت بر کارایی و چرخه عمر کربن از طریق دفع نهایی آن می‌شود.