Aplicaciones del carbón activado
Agua desalada con etileno (relleno refinado)-dispositivo de etileno
Portador de catalizador (paladio, platino, rodio, etc.) - Unidad de reformado continuo de estireno
Depuración de aguas y tratamiento de aguas residuales. Tratamiento avanzado de aguas de abastecimiento y residuales. Tratamiento y protección de la calidad del agua en instalaciones de calderas.
Adsorción de NO, nitrógeno. óxidos y otros gases nocivos - extracción de oro del conducto de escape de la caldera - el método de suspensión de carbón y el método de lixiviación en pilas son adecuados para la extracción de oro.
Recuperación de líquidos de cola: utilización de desechos de minas de oro y protección ambiental, filtros de cigarrillos, pisos de madera a prueba de humedad y olores, control de la contaminación por evaporación de gasolina de automóviles, preparación de diversos líquidos de impregnación, etc. Por ejemplo, el carbón activado se puede utilizar como relleno en la producción de depósitos para motocicletas y depósitos para automóviles.
1. Aplicación del método de adsorción con carbón activado en el tratamiento de agua
La adsorción con carbón activado se usa ampliamente en el tratamiento de aguas residuales urbanas, agua potable y tratamiento de aguas residuales industriales.
El carbón activado granular se utiliza a menudo para adsorber moléculas. Su capacidad de adsorción determina su aplicabilidad. Su capacidad de adsorción está relacionada con la distribución del tamaño de los poros de varios tipos de carbono. Tomemos como ejemplo el carbón activado en polvo a base de turba, lignito y cáscara de coco activado por vapor: el carbón activado a base de turba tiene microporos y mesoporos, y el carbón activado granular a base de lignito se puede utilizar para una variedad de propósitos; el carbón tiene muchos mesoporos, el carbón activado granular y los mesoporos más grandes proporcionan una excelente accesibilidad. El carbón activado granular a base de cáscara de coco es principalmente microporoso y solo es adecuado para eliminar moléculas bajas.
El carbón activado granular activado por sustancias químicas es muy poroso, principalmente en el rango de microporos y mesoporos, mientras que el carbón activado activado por vapor de agua y sustancias químicas tiene una hidrofobicidad superficial pobre y es más negativo. Tomemos como ejemplo el carbón activado granular extruido y triturado: el carbón activado extruido a base de turba se puede convertir en varias variedades con diferentes distribuciones de tamaño de poro. Varios carbones activados granulares con microporos se utilizan principalmente para la recuperación de oro en aplicaciones relacionadas con el gas. La mayoría de las especies con microporos y mesoporos se utilizan en aplicaciones en fase líquida, como la adsorción de impurezas pequeñas y macromoleculares en la purificación de agua.
El carbón activado granular a base de briquetas de carbón triturado tiene microporos y mesoporos y puede utilizarse para diversos fines. El carbón activado granular a base de lignito o cáscara de coco tiene la misma estructura microporosa y mesoporosa que el carbón en polvo. Los indicadores técnicos del carbón activado son muy importantes: los indicadores de rendimiento de los productos de carbón activado se pueden dividir en indicadores de rendimiento físico, indicadores de rendimiento químico del carbón activado e indicadores de rendimiento de adsorción del carbón activado granular. Estos tres indicadores de desempeño juegan un papel muy importante en la selección y aplicación del carbón activado. Las principales propiedades físicas del carbón activado son: forma, apariencia, superficie específica, volumen de poros, gravedad específica, número de malla, tamaño de partícula, resistencia al desgaste, tasa de flotación, etc.
Los principales indicadores de rendimiento químico del carbón activado granular son: valor de PH, contenido de cenizas, humedad, punto de inflamación, materia no carbonizada, sulfuro, cloruro, cianuro, sulfato, materia soluble en ácido, materia soluble en alcohol, contenido de hierro, contenido de zinc, contenido de plomo, contenido de arsénico, contenido de calcio y magnesio, contenido de metales pesados, contenido de fosfato, etc. Los principales indicadores de rendimiento de adsorción del carbón activado son: valor de adsorción de azul de metileno, valor de adsorción de yodo, valor de adsorción de fenol, valor de adsorción de tetracloruro de carbono, valor de adsorción de caramelo, valor de adsorción de sulfato de quinina, capacidad de azufre saturado, capacidad de azufre penetrante, capacidad de agua, cloruro de etilo. tiempo de protección contra el vapor, valor ABS, etc.
1) Tratamiento de aguas residuales urbanas
Parte de la materia orgánica de las aguas residuales es difícil de oxidar y descomponer mediante microorganismos o métodos de oxidación general, como fenol, benceno, petróleo y sus productos, pesticidas. , detergentes, tintes sintéticos, aminas y muchos compuestos orgánicos sintéticos. Después del tratamiento bioquímico, es difícil cumplir con los estándares de vertido en cuerpos de agua con altos requisitos de vertido. También afecta gravemente la reutilización de las aguas residuales y requiere un tratamiento en profundidad.
El carbón activado es muy utilizado en el tratamiento avanzado de aguas residuales debido a su alta capacidad de adsorción de materia orgánica, y presenta las siguientes ventajas:
① Alto grado de tratamiento. Después de que las aguas residuales urbanas se tratan en profundidad con carbón activado, la DBO se puede reducir en un 99 % y el TOC se puede reducir a 1 ~ 3 mg/L.
(2) Tiene una amplia gama de aplicaciones y es eficaz contra la mayoría de la materia orgánica en las aguas residuales, incluidos los microorganismos que son difíciles de degradar.
③ Tiene una gran adaptabilidad a los cambios en el volumen de agua y la carga de materia orgánica, y puede obtener efectos de tratamiento estables.
(4) El carbón granular se puede regenerar y reutilizar. La materia orgánica adsorbida se quema durante el proceso de regeneración sin producir lodos.
⑤ Se pueden recuperar sustancias útiles. Por ejemplo, las aguas residuales que contienen fenol se pueden tratar con carbón activado y el fenolato de sodio se puede recuperar mediante la regeneración alcalina de carbón activado saturado.
⑥El equipo es compacto y fácil de manejar.
2) Aplicación en el tratamiento avanzado de agua potable
La adsorción con carbón activado se basa en el tratamiento convencional del suministro de agua. Generalmente se realiza después de la filtración con arena, y también puede formarse mediante filtración con arena. materiales filtrantes. Los medios filtrantes de doble capa o la filtración con carbón activado reemplazan la filtración con arena.
Durante el proceso de tratamiento profundo del agua potable mediante adsorción de carbón activado, se encontró que una gran cantidad de microorganismos crecieron sobre el material filtrante de carbón activado, lo que mejoró la calidad del efluente y amplió su tiempo de regeneración. . Por lo tanto, se desarrolló un proceso biológico de carbón activado económico y efectivo para eliminar trazas de contaminantes en el agua. El proceso consiste en agua cruda (agregando coagulante), clarificación, filtración (agregando ozono), adsorción de carbón activado y finalmente efluente.
2. Uso doméstico
Purificación del aire: Coloque carbón activado en el interior para absorber eficazmente el formaldehído y el xileno contenidos en el aire.
Sustancias peligrosas (especialmente en casas recién renovadas),
Desodorización de muebles: El carbón activado se puede aplicar a los gabinetes, cajones y refrigeradores de los muebles recién comprados, y también se puede colocar en los zapatos. Desodorizar el interior.
Eliminación de olores del coche: los coches nuevos generalmente contienen una gran cantidad de sustancias nocivas y olores penetrantes desagradables, que se pueden eliminar eficazmente con carbón activado.
Registros históricos
Los registros históricos de la aplicación de carbón activado son los siguientes:
(1) En 1550 a.C., había registros médicos en Egipto;
p>
⑵ Del 460 al 359 a. C., el médico griego Hipócrates lo utilizó para tratar la epilepsia
⑶ Del 1518 al 159 3 años, el chino Li Shizhen lo mencionó en el "Compendio de Materia Médica"; " para el tratamiento de enfermedades;
⑷ 1993 Uso externo para tratar úlceras;
5] En 1794, una fábrica de azúcar británica aceleró la decoloración. Todos los ejemplos anteriores utilizan carbón vegetal, no carbón activado.
El carbón activado, como material creado por el hombre, fue inventado en 1900 y 1901. El inventor Raphael von Oesterko recibió la patente británica B.P. Patente británica B.P. 18040 (1900) y patente alemana G.P.
Inventó un método para fabricar carbón activado carbonizando materias primas de origen vegetal con cloruros metálicos o haciendo reaccionar dióxido de carbono o vapor de agua con materiales carbonizados. En 1911 se utilizó por primera vez en la producción industrial en una fábrica cerca de Viena. El producto en aquella época era carbón activado en polvo, con el nombre comercial Epomit. Ese mismo año, Nolite se lanzó en los Países Bajos; Carboraffin se vendió en Checoslovaquia en 1912. (Yurta de Mongolia. Patente estadounidense n.º 290656.
Etapas históricas
Si analizamos la historia de la aplicación del carbón activado en el mundo durante los últimos cien años, se puede dividir aproximadamente en tres etapas:
①La primera etapa, desde principios del siglo XX hasta la década de 1920, es la etapa embrionaria:
(2) La segunda etapa, desde mediados de la década de 1920 hasta el crecimiento etapa;
(3) La tercera etapa, desde mediados del siglo XX hasta finales del siglo XX, es la etapa de desarrollo y se ha convertido en la etapa de aplicación de protección ambiental.
Estas tres etapas pueden utilizar dos eventos históricos en el proceso de aplicación del carbón activado como línea divisoria.
Acontecimientos históricos
El primer evento importante fue la aplicación del carbón activado. máscaras en la Primera Guerra Mundial en la década de 1920. Esto puede usarse como la línea divisoria en la historia de las aplicaciones del carbón activado. El límite entre la primera etapa y la segunda etapa.
La principal aplicación del carbón activado. En la etapa inicial, el carbón en polvo reemplazó gradualmente al carbón de hueso original que apareció en la Primera Guerra Mundial en la década de 1920. Esta es una página gloriosa en la historia de la química industrial en ese momento. , Checoslovaquia, Alemania, Francia, Suiza y otros países crearon empresas conjuntas. Se puede ver que el carbón activado también fue pionero en Europa. Una industria emergente prometedora.
Con la aplicación de las máscaras antigás, la historia del carbón activado ha entrado en una segunda etapa. El mercado del carbón activado continúa expandiéndose, y la aplicación de la adsorción y catálisis del carbón activado en el refinado, el reciclaje y la síntesis. Se han desarrollado muchas industrias. Las plantas de carbón activado en los Estados Unidos y otros países han abierto sus puertas una tras otra. El carbón activado es considerado un "adsorbente universal" y sus aplicaciones se han ido ampliando desde mediados del siglo XX.
La segunda cosa importante es la desodorización con carbón activado. En la década de 1940, cientos de plantas acuáticas utilizaban carbón activado para la desodorización. Esta es la línea divisoria entre la segunda y la tercera etapa de la historia de la aplicación del carbón activado.
Durante 1927, se produjo un accidente hediondo en la planta de agua de Chicago, Estados Unidos, que los residentes no pudieron aceptar. Esto es causado por el olor generado por el fenol y el cloro utilizados para la desinfección del agua cruda. Accidentes similares han ocurrido en plantas de agua en Alemania y otros lugares, y todos se resolvieron con carbón activado.
Desde entonces, con el creciente énfasis en la protección del medio ambiente, las regulaciones gubernamentales se han vuelto cada vez más estrictas. El uso de carbón activado aumentó dramáticamente, no sólo en la purificación de agua, sino también en la limpieza de gases, lo que convirtió a la industria de protección ambiental en una de las principales aplicaciones del carbón activado en la segunda mitad del siglo XX. Como resultado, la historia del carbón activado ha entrado en la tercera etapa, es decir, la etapa de desarrollo.
La historia de la aplicación del carbón activado en China se puede dividir en tres etapas:
1 La primera etapa fue antes de los años 40. Las industrias farmacéutica y química de China utilizan una gran cantidad de carbón activado y todas utilizan productos importados, como el carbón activado de la marca Carboraffin.
2. En la segunda etapa, a principios de los años cincuenta se lanzó el carbón activado de producción nacional. En 1951, a las plantas de hornos de un solo tubo de Shenyang y Fushun, la planta de combustión sin llama de hornos de reverbero de Qingdao y la planta de activación de calefacción eléctrica de Shanghai les siguieron las plantas de activación de cloruro de zinc y, en 1958, se establecieron fábricas en Fujian, Hangzhou, Guangzhou, Yantai y el noreste de China. . En 1966, se estableció una planta de activación de lodo en Taiyuan. Además, hay muchas fábricas como convertidores y hornos de parrilla. La capacidad total de producción se disparó de 30 a 50 toneladas en 1951 a casi 100.000 toneladas en los años 1980.
La producción y la aplicación se promueven mutuamente, y el ámbito de aplicación del carbón activado se está expandiendo rápidamente. Desde el carbón único original de uso general hasta una variedad de carbón especiales, como carbón de purificación de agua, carbón de azúcar, carbón de esencia, carbón de aceite, carbón de oro, carbón portador, carbón medicinal, carbón de inyección, carbón reactivo, etc. , indicando que debido al auge de la economía nacional, la aplicación de carbón activado ha aumentado rápidamente y las exportaciones han aumentado debido a la expansión de la producción y la reducción de costos. La aplicación del carbón activado en mi país no solo se ha desarrollado en el mercado interno, sino que también ingresó al mercado internacional.
3. La tercera fase es desde 2003 hasta la actualidad; se utiliza carbón activado para el control de la contaminación en decoración. Utilizando tecnología avanzada de formación de poros, el carbón activado tiene una estructura de poros que coincide con el tamaño de las moléculas de gases nocivos en interiores. Se utiliza especialmente para absorber todos los gases nocivos y bacterias planctónicas en el aire, como formaldehído, series de benceno, amoníaco, radón. etc. Tiene funciones integrales como absorción de olores, desintoxicación, desodorización, deshumidificación, prevención de moho, esterilización y purificación. Elimina eficazmente la contaminación ambiental interior y se utiliza con éxito en el control de la contaminación decorativa. Hay muchos carbones activados domésticos en los principales mercados y supermercados. El carbón activado ha llegado a miles de hogares y se ha convertido en un producto saludable, de moda y respetuoso con el medio ambiente.