کربن فعال یا اکتیو کربن Activated carbon

کربن فعال یا اکتیو کربن Activated carbon

کربن فعال (Activated carbon) یا کربن اکتیو به گروهی از مواد کربنی با پوکی و سطح داخلی بالا اطلاق می‌شود که به‌دلیل مساحت داخلی قابل توجه، ساختار پوک و منفذی، ظرفیت جذب بالا، قابلیت فعال‌سازی مجدد سطح و همچنین قیمت پائین در مقایسه با جاذب‌های غیرآلی مانند زئولیتیک، مادهٔ منحصربه‌فردی می‌باشند. کاربرد مهم و قابل اهمیت آنها در جداسازی بو، رنگ، مزه‌های غیردلخواه از آب در عملیات‌های خانگی و صنعتی، بازیافت حلال، تصفیه هوا به‌ویژه در رستوران‌ها، صنایع غذائی و شیمیائی می‌باشد.

کربن فعال از پیرولیز موادکربنی از قبیل چوب، زغال‌سنگ ، هسته یا پوسته میوه‌ها مانند پوسته نارگیل حاصل می‌گردد و در مراحل بعدی تحت عملیات فعال‌سازی قرار می‌گیرد. پیرولیز موادکربنی، بدون حضور هوا، باعث تخریب مولکول‌های غیرآلی می‌شود که یک ماده پودری کربنی از آن ایجاد خواهد شد. جسم تولیدشده دارای سطح ویژه و تخلخل بالایی می‌باشد.

سه فرایند اصلی برای فعال‌سازی کربن در نظر گرفته می شود:

– فعال‌سازی با بخار

– فعال‌سازی با دی اکسید کربن

– فعال‌سازی شیمیایی

***

انواع کربن فعال

کربن فعال پودری

کربن اکتیو پودری یا پودر کربن فعال سایز کمتر از 1 میلی متر و قطر متوسط بین 0/15 – 0/25 میلی متر دارد. مزیت مهم کربن فعال پودری مقدار بالای سطح فعال در واحد حجم است، اما به دلیل اندازه ریز ذرات افت فشار بالایی را ایجاد می کند.

کربن فعال پودری به صورت ذرات کربن فعال باقی مانده بر روی غربال مش 50 (0/297 میلیمتر) تعریف می شوند. این گروه کربن از مواد ریزتر کربن خرد یا آسیاب شده که 95-100% آن از غربال ذکر شده عبور می کنند، ساخته شده اند. ASTM ذراتی که از غربال مش 80 (0/177 میلیمتر) عبورمی کنند را دراین گروه طبقه بندی می کند.

کربن فعال گرانول

کربن اکتیو گرانول در مقایسه با کربن اکتیو پودری سایز ذرات نسبتا بزرگتر و در نتیجه سطح خارجی کوچکتر دارند. به دلیل سرعت بالای نفوذ گازها و مایعات این نوع کربن برای جذب و بخار مناسب می باشد. کربن گرانول برای تصفیه آب، بوزدایی وجداسازی مواد موجود در جریانها و نیز در حوضچه های اختلاط سریع استفاده می شوند. کربن فعال گرانول در سایزهای 20×8، 40×20، 30×8 برای استفاده در فاز مایع و سایزهای 6×4، 8×4، 10×4 برای استفاده در فاز بخار ساخته میشوند.

کربن اکتیو گرانول سایز 40×20 از ذراتی تشکیل شده است که در محدوده مش 20 تا 40 هستند و از مش شماره 20 (0/84 میلیمتر) عبور می کنند اما بر روی غربال استاندارد آمریکایی شماره 40 (0/42 میلیمتر) باقی می مانند و عبور نمی کنند. محبوبترین نوع کربن فاز آبی، سایزهای 30×8 و 40×12 هستند که به دلیل ایجاد تعادل مناسب بین پارامترهای سایز، مساحت و افت فشار در این نوع کربن گرانول می باشد.

کربن فعال میله ای یا کبریتی و مدادی (Pellet)

کربن اکتیو میله ای یا کربن اکتیو مدادی به شکل استوانه ای است و قطری بین 0/8 تا 130 میلیمتر دارد. برای تهیه کربن فعال پودری را با یک پیوند دهنده به هم متصل کرده و درون یک بسته استوانه ای شکل قرار می دهند. کربن فعال اکسترودد یا کربن فعال استوانه ای ویژگی هایی شامل افت فشار کم، قدرت مکانیکی بالا و میزان غبار کم دارد و به‌طور عمده برای جذب در فاز گازی استفاده می شوند.

***

برخی از مهمترین تولید کنندگان کربن اکتیو:

کابوت نوریت آمریکا-هلند Cabot Norit

جاکوبی سوئد Jacobi Carbons

کربو تک آلمان CarboTech GmbH

هی کرب Haycarb

کورارای ژاپن Kuraray

ایندو جرمن کربن Indo German Carbon

سکا آرکما فرانسه CECA Arkema

Fujian Yuanli Active Carbon

Ningxia Huahui Activated Carbon

Donau Carbon

Kureha Corporation

Ingevity Corporation