انواع روش احیا کربن فعال

روش های احیا کربن فعال - کربن اکتیو

توضیحات: آخرین به روز رسانی در شنبه, 08 بهمن 1401 06:19

احیا کربن اکتیو

کربن فعال یا همان ذغال جهت زلال سازی آب مصرفی در صنایع و کارخانجات برای حذف رنگ و بو از آب استفاده می شود. کربن اکتیو موجود در فیلتر کربن بعد از مدتی به دلیل پر شدن شیار ها و خلل کربن فعال و کاهش ظرفیت جذب خاصیت خود را از دست داده و قادر به حذف کامل بو و رنگ و مواد آلی از آب نخواهد بود که در اینجا احیای کربن با توجه به گرانی فیلتر کربن فعال کار مقرون به صرفه می باشد.

روش احیای کربن اکتیو

کربن فعال می تواند به اشکال زیر فرآوری شود

گرانولی
پودری
کروی
روکش شده با پلیمر

انواع روش های احیا

مطالعات بسیاری توسط محققین برای بازیابی کربن فعال انجام گردیده و روش های گوناگونی پیشنهاد شده که از جمله می توان به روش های حرارتی، شیمیایی، الکتروشیمیایی، کاتالیزوری، بیولوژیکی، ما فوق صوت و استفاده از سیال بحرانی اشاره نمود.

احیا به روش حرارتی

روش حرارتی اولین روش استفاده شده برای بازیابی کربن فعال است. هر چند بازیابی به روش حرارتی یک روش مفید است، اما دارای معایبی می باشد که باعث افزایش انگیزه جهت تحقیق و مطالعه برای یافتن روش های بهتر شد. روش حرارتی برای ظرفیت کمتر از 500.000 تن در سال اقتصادی نیست و به دلیل انجام فرآیند در دماهای بالاتر از 800 درجه سانتیگراد، مصرف انرژی بالا می رود.

احیا به روش شیمیایی

علاوه بر این در این روش در هر سیکل بازیابی 5 یا 10 درصد کربن از بین می رود. تحقیقات بسیاری برای جایگزینی این روش توسط محققین صورت پذیرفته است. در روش بازیابی شیمیایی حلال های شیمیایی برای بازیابی کربن فعال مورد استفاده قرار می گیرد. روش شیمیایی برای ظرفیت های بالا از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد زیرا حلال های شیمیایی اکثرا گران قیمت بوده و افزایش تناژ کربن نیازمند افزایش مصرف حلال های شیمیایی می باشد. در این روش عملیات بازیابی تابع دما است و کنترل دما از اهمیت فراوانی برخوردار است.

گروه صنعتی آریاب تولید کننده انواع تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب و مواد شیمیایی می باشد. برای استعلام قیمت، مشاوره و خرید با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

احیا به روش کاتالیزور

بازده روش الکتروشیمیایی بالا است اما این روش برای مقدار بالای کربن غیر اقتصادی می باشد. در روش بازیابی کاتالیزوری بازده عملیات در حد متوسط است. این روش برای واحدهای کوچک اقتصادی بوده و مصرف انرژی کمتری دارد اما زمان فرآیند طولانی مدت است و در هر سیکل بازیابی 53/2 تا 86/2 درصد از کربن فعال از بین می رود. در روش بیولوژیکی ایجاد شرایط مناسب برای فعالیت میکروارگانیسم ها و نیز غلظت میکروارگانیسم ها دارای اهمیت بالایی می باشد.

در این روش نیز به علت فعالیت کند میکروارگانیسم ها، زمان عملیات بازیابی طولانی است اما شرایط عملیاتی بسیار مطلوب می باشد. روش مافوق صوت برای ظرفیت بالا از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد چون با افزایش تناژ کربن، بازده عملیات به شدت افت می کند.

در این روش هزینه تجهیزات نسبتا بالا بوده و برای فراهم کردن فرکانس بالا، به مصرف انرژی بالاتری نیاز است. سیالات فوق بحرانی از نظر خواص انتقالی مانند گازها (نفوذپذیری بالا و ویسکوزیته کم) و از نظر قدرت حلالیت شبیه به حلال های مایع دارند. با این خواص، سیالات فوق بحرانی در خالص سازی، استخراج، تفکیک و جزﺀ به جزﺀ کردن و کریستالیزاسیون برای گستره وسیعی از مواد استفاده می شوند.

با توجه به صفر بودن کشش سطحی سیالات فوق بحرانی، این سیالات به راحتی به تخلخل مواد متخلخل نفوذ کرده و جزﺀ یا اجزاﺀ مورد نظر را در خود حل می کنند بنابراین در روش بازیابی با استفاده از سیال فوق بحرانی افزایش بازده و کیفیت بالاتر محصول مورد انتظار است. لازم به ذکر است استفاده از این روش نیازمند تجهیزات مقاوم در برابر فشار بوده که این موضوع هزینه های اولیه سرمایه گذاری را بالا می برد.

کاربرد کربن فعال در تاسیسات آب و فاضلاب

برای محاسبه راندمان احیا کربن فعال RP )) از رابطه زیر استفاده می شود:

در رابطه فوق شرایطی از جمله دما، زمان جذب، غلظت ماده شیمیایی و مقدار محلول ماده شیمیایی برای جذب اولیه و جذب بعد از احیا کاملا یکسان می باشد.

بازیابی کربن فعال اشباع با استفاده از سیالات فوق بحرانی

پساب های صنعتی و شهری دارای آلودگی فراوانی از جمله مواد آلی و معدنی می باشند. ورود این پساب ها به دریاها، رودخانه ها و منابع آب زیرزمینی باعث تخریب محیط زیست می گردد و جداسازی آلاینده های موجود در پساب ها یکی از عملیات مهم و ضروری است. روش های گوناگونی برای جداسازی آلاینده ها از پساب ها وجود دارد که یکی از روش های تاثیرگذار و موثر و همچنین ارزان جذب سطحی می باشد.

برای استعلام قیمت، مشاوره و خرید فیلتر های کربنی و کربن فعال گروه صنعتی آریاب با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

کاربرد

از کربن فعال در فیلتر های کزبنی برای حذف مواد آلی، رنگ، کلر و... استفاده می شود همچنین از کربن فعال می توان در فیلتر های شنی نیز استفاده کرد. سازمان محافظت محیط زیست آمریکا (USEPA) روش جذب سطحی با استفاده از کربن فعال را به عنوان بهترین تکنولوژی برای جداسازی مواد آلی و معدنی از محلول ها معرفی کرده است.

کربن فعال در تخلیص مخلوط گازها، رنگ زدایی، ساخت فیلترها، جداسازی مخلوط ها، به عنوان کاتالیزور و جاذب سطحی در فازهای گاز و مایع نیز به کار برده می شود. وقتی که آلودگی ها، جذب کربن فعال می شوند، ظرفیت جذب کربن به تدریج کاهش پیدا کرده و در نهایت به حدی می رسد که به آن کربن مصرف شده می گویند.

کربن فعال به دو صورت تازه تولید شده و بازیابی شده در صنعت استفاده می شود. با توجه به قیمت بالا در تولید کربن فعال و با توجه به این موضوع که از بین بردن کربن فعال اشباع شده سبب آلودگی محیط زیست می شود، بازیابی آن از اهمیت خاصی برخوردار است.

یکی از بیشترین موارد استفاده از کربن فعال در فیلتر های کربنی است که از آن برای تصفیه آب، فاضلاب یا تصفیه هوا استفاده می کنند. فیلتر کربن از آنجایی که می تواند مواد آلی زیادی را از آب حذف کند به عنوان دستگاه پیش تصفیه نیز مورد استفاده قرار می گیرد. برای مثال از فیلتر کربن فعال برای حذف کلر آزاد آب در ورودی به دستگاه آب شیرین کن صنعتی استفاده می کنند.

تولید کربن فعال

کربن فعال را می توان از هر ماده ای که در ترکیب خود دارای مقادیری از کربن است تولید نمود نکته مهم در تولید کربن فعال یکی افزایش درصد کربن و دیگری فعال نمودن کربن است.

تورب
آنتراسیت
کاه
کک کنفی
کربن سیاه
پوسته نارگیل، بادام و فندق

و بسیاری مواد دیگر که در بین آنها کربن فعال تولید شده با استفاده از آنتراسیت یا زغال سنگ دارای کیفیت و قیمت بالاتری می باشد.

در فعال سازی کربن فعال به روش حرارتی ابتدا دانه های کربن را تا دمای 170 درجه سانتی گراد حرارت می دهند. در این زمان رطوبت و گازهایی مانند کربن دی اکسید از ترکیب خارج می شوند. سپس آن را تا دمای 400 درجه سلسیوس گرما می دهند تا کربن اصطلاحا کربنیزه شود. بدین معنا که خلل و فرج دانه های کربن باز شود. کربنیزه کردن می تواند قدرت جذب را تا 70 درصد افزایش دهد. بعد از آن دمای کربن را تا 700 درجه سلسیوس افزایش می دهند تا در ساختار آن تغییراتی ایجاد کرده و خلل و فرج دانه ها را گسترش داد.

برآورد هزینه احیای کربن فعال

امروزه باتوجه به افزایش روز افزون قیمت ارز و محدودیت های ایجاد شده در واردات محصولات شیمیایی از جمله کربن فعال رویکرد بسیاری از واحدهای صنعتی استفاده از کربن فعال احیا شده می باشد. از آنجا که هزینه احیای کربن اکتیو حدود 5 تا 10 درصد هزینه خرید آن براورد شده است احیای کربن فعال صرفه اقتصادی بالایی برای تولید کنندگان خواهد داشت.

کربن فعال (ذغال فعال) دارای قوی ترین نیروهای جذب فیزیکی یا بیشترین حجم تخلخل جاذب از هر ماده شناخته شده برای بشر است. کربن فعال (ذغال فعال) می تواند سطحی بیش از 1000m² / g داشته باشد. این بدان معنی است که 3 گرم کربن فعال می تواند سطح یک زمین فوتبال را داشته باشد.

کربن فعال چه موادی را حذف می کند

حذف کلر آزاد با کربن فعال

کلر یکی از موادی است که برای گند زدایی و میکروب کشی به آب اضافه می شود. بنابر این وجود کلر در آب آشامیدنی تا حدودی اجتناب نا پذیر است. اما در مواردی که آلودگی محسوب شود کلر می تواند بر بدن انسان یا در موارد استفاده های صنعتی می تواند مشکل آفرین باشد.

از خاصیت حذف کلر کربن عال در فیلتر کربنی باعث شده که از آن به عنوان پیش تصفیه در صنایع مختلف استفاده نمایند. برای مثال از فیلتر کربنی به عنوان پیش تصفیه سیستم های تصفیه رزینی و دستگاه های آب شیرین کن استفاده می کنند.

همچنین علاوه بر کلر آزاد کربن فعال می تواند در حذف یون کلرید آب نیز موثر باشد. بستر کربن فعال می تواند تا 50% کلرید آب را حذف نماید.

آفت کش ها

یکی از انواع آفت کش هایی که امروزه مورد استفاده واقع می شود هالومتان است که از راه خاک ها به آب وارد می شود و می تواند لطمات گاه جبران ناپذیری وارد آورد. برای حذف کامل هالومتان باید از کربن فعال استفاده کرد به این دلیل که نه رزین تبادل یونی و نه RO نمی توانند آن را کاملا حذف کنند.

حذف طعم و بو در اب

از کربن فعال برای حذف بوی نامطبوع، رنگ و طعم آب استفاده می کنند. فیلتر های کربن فعال در حذف موارد مذکور بسیار رایج هستند. به عنوان مثال در خروجی پکیج های تصفیه فاضلاب برای از بین بردن بوی آب از فیلتر کربن استفاده می کنند.

021-55271642

09213065924