Формула активированный уголь


Из чего состоит уголь? Какова химическая формула угля — OneKu

Содержание статьи:

Уголь — это один из самых древних видов топлива, известных человеку. И даже сегодня он занимает лидирующие позиции по объему использования. Причиной тому служит его распространенность, легкость добычи, переработки и использования. Но что он собой представляет? Какова химическая формула угля?

На самом деле данный вопрос не совсем корректен. Уголь — это не вещество, это смесь различных веществ. Их целое множество, поэтому полностью определить состав угля невозможно. Поэтому под химической формулой угля в этой статье мы будем подразумевать скорее его элементный состав и некоторые другие особенности.

Вам будет интересно:Логопедический кабинет: оформление своими руками

Но что мы можем узнать о состоянии этого вещества? Уголь образуется из останков растений в течение многих лет вследствие воздействия большой температуры и давления. А так как растения имеют органическую природу, то и в составе угля будут преобладать органические вещества.

В зависимости от возраста и иных условий происхождения угля его делят на несколько видов. Каждый вид отличается элементарным составом, наличием примесей и другими немаловажными характеристиками.

Бурый уголь

Является самым молодым видом угля. В нем даже наблюдается растительная древесная структура. Образуется напрямую из торфа на глубине порядка 1 километра.

Этот вид угля содержит достаточно большое количество влаги: от 20 до 40%. При попадании на воздух она испаряется, а уголь рассыпается в порошок. Далее речь пойдет о химическом составе именно этого сухого остатка. Количество неорганических примесей в буром угле также велико и составляет 20-45%. В качестве этих примесей выступают диоксид кремния, оксиды алюминия, кальция и железа. Также в нем могут содержаться оксиды щелочных металлов.

Много в этом угле и летучих органических и неорганических веществ. Они могут составлять до половины массы этого вида угля. Элементарный состав за вычетом неорганических и летучих веществ следующий:

  • Углерод 50-75%.
  • Кислород 26-37%.
  • Водород 3-5%.
  • Азот 0-2%.
  • Сера 0,5-3%.

Каменный уголь

По времени образования этот вид угля идет следующим после бурого. Он имеет черный или серо-черный цвет, а также смоляной, иногда металлический блеск.

Влажность каменного угля значительно меньше бурого: всего 1-12%. Содержание летучих веществ в каменном угле очень колеблется в зависимости от места добычи. Оно может быть минимальным (от 2%), но может и достигать значений, аналогичных бурому углю (до 48%). Элементарный состав следующий:

  • Углерод 75-92%.
  • Водород 2,5-5,7%.
  • Кислород 1,5-15%.
  • Азот до 2,7%.
  • Сера 0-4%.

Отсюда можно сделать вывод, что химическая формула угля каменного состоит из большего числа углерода, чем у бурого. Это делает данный вид угля более качественным топливом.

Антрацит

Антрацит — это самая древняя форма ископаемого угля. Ему присущ темно-черный цвет, и он имеет характерный металлический блеск. Это самый лучший уголь по количеству тепла, которое он выделяет при горении.

Количество влаги и летучих веществ в нем очень мало. Около 5-7% на каждый показатель. А элементарный состав характеризуется крайне высоким содержанием углерода:

  • Углерод более 90%.
  • Водород 1-3%.
  • Кислород 1-1,5%.
  • Азот 1-1,5%.
  • Сера до 0,8%.

Больше угля содержится лишь в графите, который является дальнейшей стадией углефикации антрацита.

Древесный уголь

Этот тип угля не является ископаемым, поэтому он имеет некоторые особенности своего состава. Производят его путем нагрева сухой древесины до температуры 450-500 oC без доступа воздуха. Этот процесс называют пиролизом. В ходе него из древесины выделяется ряд веществ: метанол, ацетон, уксусная кислота и другие, после чего она превращается в уголь. Кстати, горение древесины — это тоже пиролиз, но из-за наличия кислорода воздуха загораются выделяющиеся газы. Именно этим и обуславливается наличие языков пламени при горении.

Древесина не является однородной, в ней очень много пор и капилляров. Подобная структура отчасти сохраняется и полученном из нее угле. По этой причине он обладает хорошей адсорбционной способностью и применяется наряду с активированным углем.

Влажность этого типа угля совсем небольшая (около 3%), но при длительном хранении он поглощает влагу из воздуха и процентное содержание воды повышается до 7-15%. Содержание неорганических примесей и летучих веществ регламентируется ГОСТами и должно составлять не более 3% и 20% соответственно. Элементный состав зависит от технологии получения, и примерно выглядит так:

  • Углерод 80-92%.
  • Кислород 5-15%.
  • Водород 4-5%.
  • Азот ~0%.
  • Сера ~0%.

Химическая формула угля древесного показывает, что по содержанию углерода он близок к каменному, но вдобавок имеет лишь незначительное количество ненужных для горения элементов (серы и азота).

Активированный уголь

Активированный уголь — это тип угля с высокой удельной поверхностью пор, из-за чего он обладает даже большей адсорбционной способностью, чем древесный. В качестве сырья для его получения используются древесный и каменный угли, а также скорлупа кокосовых орехов. Исходный материал подвергают процессу активации. Суть его состоит в том, чтобы вскрыть закупоренные поры действием высокой температуры, растворами электролитов или водяным паром.

В ходе процесса активации меняется лишь структура вещества, поэтому химическая формула активированного угля идентична составу сырья, из которого тот был изготовлен. Влажность активированного угля зависит от удельной поверхности пор и обычно составляет менее 12%.

Источник

1ku.ru

XuMuK.ru - АКТИВНЫЙ УГОЛЬ - Химическая энциклопедия


АКТИВНЫЙ УГОЛЬ (активированный уголь), материал с развитой пористой структурой. На 87-97% (по массе) состоит из С, содержит также Н, О и в-ва, введенные в активный уголь при его получении. Зольность активного угля может составлять 1 -15% (иногда его обеззоливают до 0,1-0,2%).

Поры в активном угле классифицируют по их линейным размерам х (полуширина - для щелевидной модели пор, радиус-для цилиндрич. или сферической): х0,6-0,7 нм-микропоры; 0,6-0,7 < х < 1,5-1,6 нм - супермикропоры; 1,5-1,6 < х < 100-200 нм-мезопоры; х > 100-200 нм-макропоры.

Для адсорбции в микропорах (уд. объем 0,2-0,6 см3/г), соизмеримых по размерам с адсорбируемыми молекулами, характерен гл. обр. механизм объемного заполнения. Аналогично происходит адсорбция также в супермикропорах (уд. объем 0,15-0,2 см3/г)-промежут. области между микропорами и мезопорами. В этой области св-ва микропор постепенно вырождаются, св-ва мезопор проявляются.

Механизм адсорбции в мезопорах заключается в последоват. образовании адсорбц. слоев (поли молекулярная адсорбцияХ к-рое завершается заполнением пор по механизму капиллярной конденсации. У обычных активных углей уд. объем мезопор составляет 0,02-0,10 см3/г, уд. пов-сть-от 20 до 70 м2/г; однако у нек-рых активных углей (напр., осветляющих) эти показатели могут достигать соотв. 0,7 см3/г и 200-450 м2/г.

Макропоры (уд. объем и пов-сть соотв. 0,2-0,8 см3/г и 0,5-2,0 Mi/r)служат транспортными каналами, подводящими молекулы поглощаемых в-в к адсорбц. пространству зерен (гранул) активного угля. Для придания активному углю каталитич. св-в в макро- и мезопоры вносят, как правило, спец. добавки.

В активном угле часто существуют все разновидности пор, и дифференциальная кривая распределения их объема по размерам имеет 2-3 максимума. В зависимости от степени развития супермикропор различают активные угли с узким распределением (эти поры практически отсутствуют) и широким (существенно развиты).

Активные угли хорошо адсорбируют пары в-:в со сравнительно высокими т-рами кипения (напр., бензол), хуже-летучие соед. (напр., NH3). При относит. давлениях пара ррнас менее 0,10-0,25 (рр-равновесное давление адсорбируемого в-ва, рнас-давление насыщ. пара). Активный уголь незначительно поглощает водяные пары. Однако при (ррнас) > 0,3-0,4 наблюдается заметная адсорбция, а в случае (ррнас)1 практически все микропоры заполнены водяными парами. Поэтому их наличие может осложнить поглощение целевого в-ва.

Осн. сырье для произ-ва активного угля - кам.-уг. полукокс, углеродсодержащие растит. материалы (напр., древесный уголь, торф, древесные опилки, скорлупа орехов, косточки плодов фруктовых деревьев). Продукты карбонизации этого сырья подвергают активации (в большинстве случаев парогазовой - в присут. паров Н2О и СО2, реже-химической, т.е. в присут. солей металлов, напр. ZnCl2, K2S) при 850-950°С. Кроме того, активный уголь получают термич. разложением синтетич. полимеров (напр., поливинилиденхлорида).

Активный уголь широко применяют как адсорбент для поглощения паров из газовых выбросов (напр., для очистки воздуха от CS2), улавливания паров летучих р-рителей с целью их рекуперации, для очистки водных р-ров (напр., сахарных сиропов и спиртных напитков), питьевой и сточных вод, в противогазах, в вакуумной технике, напр. для создания сорбционных насосов, в газоадсорбционной хроматографии, для заполнения запахопоглотителей в холодильниках, очистки крови, поглощения вредных в-в из желудочно-кишечного тракта и др. Активный уголь - также носитель каталитич. добавок и катализатор полимеризации.


===
Исп. литература для статьи «АКТИВНЫЙ УГОЛЬ»: Колышкин Д. А., Михайлова К. К., Активные угли. Справочник, Л., 1972; Бутырин Г. М., Высокопористые углеродные материалы, М., 1976; Дубинин М. М., "Изв. АН СССР. Сер. хим.", 1979, № 8, с. 1691-96; Угли активные. Каталог, Черкассы, 1983; Кинле X., Бадер Э., Активные угли и их промышленное применение, пер. с нем., Л., 1984. Н.С. Поляков.

Страница «АКТИВНЫЙ УГОЛЬ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

www.xumuk.ru

Активированный уголь - это... Что такое Активированный уголь?

Активированный уголь (carbo activatus)

Действующее вещество
Активированный уголь
Классификация
АТХ A07BA01
Лекарственные формы
таблетки, гранулы, капсулы
Торговые названия
Уголь активированный, Карбопект, Сорбекс, Ультра-адсорб

Активированный (активный) уголь — пористое вещество, которое получают из различных углеродсодержащих материалов органического происхождения: древесный уголь (марки активированного угля БАУ-А, ОУ-А, ДАК[1] и др.), каменноугольный кокс (марки активированного угля АГ-3, АГ-5, АР и др.), нефтяной кокс, кокосовый уголь и др. Содержит огромное количество пор и поэтому обладает очень большой удельной поверхностью на единицу массы, вследствие чего обладает высокой адсорбцией. 1 грамм активированного угля в зависимости от технологии изготовления имеет поверхность от 500 до 1500 м².[2] Применяют в медицине и промышленности для очистки, разделения и извлечения различных веществ.

Химические свойства и модифицирование

Обычный активированный уголь является довольно реакционоспособным соединением, способным к окислению кислородом воздуха и кислородной плазмой [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], водяным паром [11], [12], [13], а также углекислым газом [7] и озоном [14], [15], [16]. Окисление в жидкой фазе проводят целым рядом реагентов (HNO3, H2O2, KMnO4) [17], [18], [19]. За счет образования большого количества основных и кислотных групп на поверхности окисленного угля его сорбционные и другие свойства могут существенно отличаться от неокисленного [20]. Модифицированный азотом уголь получают либо исходя из азотсодержащих природных веществ либо полимеров [21], [22], либо обработкой угля азотсодержащими реагентами [23], [24], [25]. Также уголь способен взаимодействовать с хлором [26], [27]бромом, [28] и фтором [29]. Важное значение имеет серусодержащий уголь, который синтезируют разными путями [30], [31] В последнее время химические свойства угля принято объяснять наличием на его поверхности активной двойной связи [16], [32], [33]. Химически модифицированный уголь находит применение в качестве катализаторов, носителей для катализаторов, селективных адсорбентов, в получении особо чистых веществ, в качестве электродов литиевых аккумуляторов.

Как работает уголь

Есть два основных механизма, которыми активизированный углерод удаляет загрязнители из воды: адсорбция и каталитическое сокращение (процесс, заставляющий притягиваться отрицательно заряженные ионы загрязнителя к положительно заряженному активированному углероду). Органические соединения удаляются адсорбцией, а остаточные дезинфицирующие средства, такие как хлор, и хлорамины удаляются каталитическим сокращением.

Производство

Хороший активированный уголь получается из ореховой скорлупы (кокосовой, из косточек некоторых плодовых культур.) Прежде активированный уголь делали из костей крупного рогатого скота (костный уголь[34]). Сущность процесса активации состоит во вскрытии пор, находящихся в углеродном материале в закрытом состоянии. Это делается либо термохимически (предварительно материал пропитывают раствором хлорида цинка, карбоната калия или некоторыми другими соединениями и нагревают без доступа воздуха), либо путём обработки перегретым паром или углекислым газом или их смесью при температуре 800—850 градусов. В последнем случае технически сложно получить парогазовый агент, имеющий такую температуру. Широко распространён приём подачи в аппарат для активации одновременно с насыщенным паром ограниченного количества воздуха. Часть угля сгорает и в реакционном пространстве достигается необходимая температура. Выход активного угля в этом варианте процесса заметно снижается. Значение удельной поверхности пор у лучших марок активных углей может достигать 1800—2200 м2; на 1 г угля.[2] Различают макро-, мезо- и микро- поры. В зависимости от размеров молекул, которые нужно удержать на поверхности угля, должен изготавливаться уголь с разными соотношениями размеров пор.

Применение

В противогазах

Классический пример использования активированного угля связан с использованием его в противогазе. Разработанный Н. Д. Зелинским противогаз спас множество жизней солдат в первой мировой войне. К 1916 году он был принят на вооружение почти во всех европейских армиях.

При производстве сахара

Первоначально для очистки сахарного сиропа от красящих веществ при сахароварении использовался костный активированный уголь. Однако этот сахар нельзя было употреблять в пост, как имеющий животное происхождение. Сахарозаводчики начали выпускать «постный сахар», который либо не очищался и имел вид цветных помадок, либо чистился через древесный уголь.

Другие области применения

Активированный уголь применяется в медицине, химической, как носитель катализаторов, а во многих реакциях сам действует в качестве катализатора, фармацевтической и пищевой промышленности. Фильтры, содержащие активированный уголь, используются во многих современных моделях устройств для очистки питьевой воды.

Характеристики активированного угля

Размер пор

Определяющее влияние на структуру пор активированных углей оказывают исходные материалы для их получения. Активированные угли на основе скорлупы кокосов характеризуются большей долей микропор (до 2 нм), на основе каменного угля — большей долей мезопор (2-50 нм). Большая доля макропор характерна для активированных углей на основе древесины (более 50 нм).

Микропоры особенно хорошо подходят для адсорбции молекул небольшого размера, а мезопоры — для адсорбции более крупных органических молекул.

Йодный индекс

Большая часть углерода предпочтительно адсорбируют маленькие молекулы. Йодный индекс — самый фундаментальный параметр, используемый, чтобы характеризовать активированную углеродистую работу. Йодный индекс — мера уровня активности (более высокое число указывает на более высокую степень активации), часто измеряется в мг/г (типичный диапазон 500—1200 мг/г). Йодный индекс — это также мера содержания микропоры активированного угля (от 0 до 20 Å), или до 2 нм), что эквивалентно площади поверхности углерода между 900 м²/г и 1100 м²/г. Это стандартная мера при использовании активированного угля для очистки веществ в жидкой фазе.

Твердость

Это мера сопротивления активированного угля истиранию. Это важный индикатор активированного угля, необходимый для поддержания его физической целостности и противостояния фрикционным силам, процессу обратной промывки и т. д. Есть значительные различия в твердости активированного угля, в зависимости от сырья и уровня активности.

Гранулометрический состав

Чем меньше размер частицы активированного угля, тем лучше доступ к площади поверхности и быстрее уровень адсорбции. В системах фазы пара это нужно учитывать при снижении давления, которое затронет затраты энергии. Внимательное рассмотрение гранулометрического состава может обеспечить существенную операционную выгоду.

Фармакология

Оказывает энтеросорбирующее, дезинтоксикационное и противодиарейное действие. Относится к группе поливалентных физико-химических антидотов, обладает большой поверхностной активностью, адсорбирует яды и токсины из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) до их всасывания, алкалоиды, гликозиды, барбитураты и др. снотворные, лекарственные средства для общей анестезии, соли тяжёлых металлов, токсины бактериального, растительного, животного происхождения, производные фенола, синильной кислоты, сульфаниламиды, газы. Активен как сорбент при гемоперфузии. Слабо адсорбирует кислоты и щёлочи, а также соли железа, цианиды, малатион, метанол, этиленгликоль. Не раздражает слизистые оболочки. При лечении интоксикаций необходимо создать избыток угля в желудке (до его промывания) и в кишечнике (после промывания желудка). Уменьшение концентрации угля в среде способствует десорбции связанного вещества и его всасыванию (для предупреждения резорбции освободившегося вещества рекомендуется повторное промывание желудка и назначение угля). Наличие пищевых масс в ЖКТ требует введения в высоких дозах, так как содержимое ЖКТ сорбируется углем и его активность снижается. Если отравление вызвано веществами, участвующими в энтерогепатической циркуляции (сердечные гликозиды, индометацин, морфин и др. опиаты), необходимо применять уголь в течение нескольких дней. Особенно эффективен в качестве сорбента при гемоперфузии в случаях острых отравлений барбитуратами, глютатимидом, теофиллином. Снижает эффективность одновременно принимаемых лекарственных средств, уменьшает эффективность лекарственных средств, действующих на слизистую оболочку ЖКТ (в том числе ипекакуаны и термопсиса).

Назначается при следующих показаниях: дезинтоксикация при повышенной кислотности желудочного сока при экзо- и эндогенных интоксикациях: диспепсия, метеоризм, процессы гниения, брожения, гиперсекреция слизи, HCl, желудочного сока, диарея; отравление алкалоидами, гликозидами, солями тяжёлых металлов, пищевая интоксикация; пищевая токсикоинфекция, дизентерия, сальмонеллёз, ожоговая болезнь в стадии токсемии и септикотоксемии; почечная недостаточность, хронический гепатит, острый вирусный гепатит, цирроз печени, атопический дерматит, бронхиальная астма, гастрит, хронический холецистит, энтероколит, холецистопанкреатит; отравления химическими соединениями и лекарственными средствами (в том числе фосфорорганическими и хлорорганическими соединениями, психоактивными лекарственными средствами), аллергические заболевания, нарушения обмена веществ, абстинентный алкогольный синдром; интоксикация у онкологических больных на фоне лучевой и химиотерапии; подготовка к рентгенологическим и эндоскопическим исследованиям (для уменьшения содержания газов в кишечнике).

Противопоказан при язвенных поражениях желудочно-кишечного тракта (в том числе язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, неспецифическом язвенном колите), кровотечениях из ЖКТ, одновременном назначении антитоксических лекарственных средств, эффект которых развивается после всасывания (метионин и др.).

В качестве побочных эффектов называются диспепсия, запоры или диарея; при длительном применении — гиповитаминоз, снижение всасывания из ЖКТ питательных веществ (жиров, белков), гормонов. При гемоперфузии через активированный уголь — тромбоэмболия, геморрагии, гипогликемия, гипокальциемия, гипотермия, снижение артериального давления.

Примечания

  1. ГОСТ 6217-74
  2. 1 2 Водоподготовка: Справочник. /Под ред. С. Е. Беликова. М.: Аква-Терм, 2007. — 240 с.
  3. Gomez-Serrano V., Piriz-Almeida F., Duran-Valle C.J., Pastor-Villegas J. Formation of oxygen structures by air activation. A studu by FT-IR spectroscopy // Carbon. – 1999. –V.37. – P.1517-1528
  4. Machnikowski J., Kaczmarska H., Gerus-Piasecka I., Diez M.A., Alvarez R., Garcia R. Structural modification of coal-tar pitch fractions during mild oxidation – relevance to carbonization behavior // Carbon. – 2002. –V.40. –P.1937-1947
  5. Petrov N., Budinova T., Razvigorova M., Ekinci E., Yardim F., Minkova V. Preparation and characterization of carbon adsorbents from furfural // Carbon - 2000. - V.38, №15. - P.2069-2075
  6. Garcia A.B., Martinez-Alonso A., Leon C. A., Tascon J.M.D. Modification of the surface properties of an activated carbon by oxygen plasma treatment // Fuel. – 1998. –V.77, №1 – P.613-624
  7. 1 2 Saha B., Tai M.H., Streat M. Study of activated carbon after oxidation and subsequent treatment characterization // Process safety and environmental protection - 2001. - V.79, №B4. – P.211-217
  8. Polovina M., Babic B., Kaluderovic B., Dekanski A. Surface characterization of oxidized activated carbon cloth // Carbon -1997. – V.35, №8. - P.1047-1052
  9. Fanning P.E., Vannice M.A. A DRIFTS study of the formation of surface groups on carbon by oxidation // Carbon – 1993. – V.31, №5. – P.721-730
  10. Youssef A.M., Abdelbary E.M., Samra S.E., Dowidar A.M. Surface-properties of carbons obtained from polyvinyl-chloride // Ind. J. of Chem. section a-inorganic bio-inorganic physical theoretical & analytical chemistry – 1991. – V.30, №10. – P.839-843
  11. Arriagada R., Garcia R., Molina-Sabio M., Rodriguez-Reinoso F. Effect of steam activation on the porosity and chemical nature of activated carbons from Eucalyptus globulus and peach stones // Microporous Mat. – 1997. – V.8, №3-4. – P.123-130
  12. Molina-Sabio M., Gonzalez M.T., Rodriguez-Reinoso F., Sepulveda-Escribano A. Effect of steam and carbon dioxide activation in the micropore size distribution of activated carbon // Carbon – 1996. – V.34, №4. – P.505-509
  13. Bradley RH, Sutherland I, Sheng E Carbon surface: Area, porosity, chemistry, and energy // J. of colloid and interface science – 1996. – V. 179, №2. – P. 561-569
  14. Sutherland I., Sheng E., Braley R.H., Freakley P.K. Effects of ozone oxidation on carbon black surfaces // J. Mater. Sci. – 1996. – V.31. - P.5651-5655
  15. Rivera-Utrilla J; Sanchez-Polo M. The role of dispersive and electrostatic interactions in the aqueous phase adsorption of naphthalenesulphonic acids on ozone-treated activated carbons // Carbon – 2002. – V.40, №14. – P.2685-2691
  16. 1 2 Valdes H., Sanchez-Polo M., Rivera-Utrilla J., and Zaror C.A. Effect of Ozone Treatment on Surface Properties of Activated Carbon // Langmuir – 2002. – V.18. – P.2111-2116
  17. Pradhan B.K., Sandle N.K. Effect of different oxidizing agent treatments on the surface properties of activated carbons // Carbon. – 1999. – V.37, №8. – P.1323-1332
  18. Acedo-Ramos M., Gomez-Serrano V., Valenzuella-Calahorro C., and Lopez-Peinado A.J. Oxydation of activated carbon in liquid phase. Study by FT-IR // Spectroscopy letters. – 1993. –V26(6). – P.1117-1137
  19. Gomez-Serrano V., Acedo-Ramos M., Lopez-Peinado A.J., Valenzuela-Calahorro C. Stability towards heating and outgassing of activated carbon oxidized in the liquid-phase // Thermochimica Acta. – 1991. – V.176. – P.129-140
  20. Тарковская, И.А. Окисленный уголь Текст.: учеб. пособие для вузов / И.А. Тарковская; Киев: Наукова думка. 1981. - 200 с
  21. Stőhr B., Boehm H.P., Schlőgl R. Enhancement of the catalytic activiti of activated carbons in oxidation reactions by termal treatment with ammonia or hydrogen cyanide and observation of a superoxide species as a posible intermediate // Carbon. – 1991. – Vol. 26, № 6. – P. 707-720
  22. Biniak S., Szymański G., Siedlewski J., Światkowski A. The characteri¬ zaíion of activated carbons with oxygen and nitrogen surface groups // Carbón. – 1997. – Vol.35, № 12. – P. 1799-1810
  23. Boudou J.P., Chehimi M., Broniek E., Siemieniewska T., Bimer J. Adsorption of h3S or SO2 on an activated carbon cloth modified by ammonia treatment // Carbon. – 2003. – Vol. 41, № 10. – P. 1999-2007
  24. Sano H., Ogawa H. Preparation and application nitrogen containing active carbons // Osaka Kogyo Gijutsu Shirenjo. – 1975. – Vol.26, №5. – P.2084-2086
  25. ScienceDirect.com - Applied Catalysis A: General - The influence of surface functionalization of activated carbon on palladium dispersion and catalytic activity in hydrogen ox …
  26. ScienceDirect.com - Carbon - The effect of chlorination on surface properties of activated carbon
  27. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/000862239400111C
  28. ScienceDirect.com - Carbon - XPS Study of the halogenation of carbon black-part 1. Bromination
  29. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622397000031
  30. ScienceDirect.com - Carbon - Formation of carbon black-sulfur surface derivatives by reaction with P2S5
  31. ScienceDirect.com - Fuel - Sulfonic groups anchored on mesoporous carbon Starbons-300 and its use for the esterification of oleic acid
  32. ScienceDirect.com - Catalysis Communications - Efficient carbon-based acid catalysts for the propan-2-ol dehydration
  33. Chemical reactions of double bonds in activated carbon: microwave and bromination methods - Chemical Communications (RSC Publishing)
  34. См. раздел «Костяной уголь» в ст. Кости // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

См. также

Ссылки

dic.academic.ru

характеристика, химический состав, получение и применение таблеток

Уголь активированный получил название во время производства в крупных индустриальных масштабах. Этому способствовали впитывающие свойства вещества поглощать сторонние молекулы и соединения. Используется коксовый или древесный уголь (например, березовый уголь идет на изготовление марки БАУ-А), а также нефтяной или каменноугольный кокс.

Состав и виды активированного угля

Активированный уголь — универсальный препарат, который широко применяется в медицине, химической, лекарственной индустрии. Фильтры с его содержанием используются во многих аппаратах для очищения воды, потому что удаляют даже хлор. Это пористое вещество, добываемое из углеродсодержащих материалов органического происхождения.

В век современных технологий сырье отделяют от пламени либо применяют специальные способы нагрева. Чтобы добиться необходимой активации, уголь помещали в закрытый горшок из глины. Происходил процесс термообработки, состоящий в отсутствии прямого контакта с огнем.

В состав не входит древесный уголь в чистом виде. Согласно новым методикам используется адаптированный материал:

  • Кокосовая скорлупка.
  • Фруктовые косточки.
  • Древесный уголь.
  • Силиконовый гель.
  • Органические элементы.

Сырье располагает большой удельной поверхностью на одну единицу массы, поэтому обладает высокой адсорбционной способностью. Специалисты знают, как сделать активированный уголь полезным и качественным. С помощью особой обработки получается большой процент микротрещин. Добиваются содержания более 100 пор на грамм.

Модифицированное сырье получают из азотсодержащих веществ, полимеров обработкой угля реагентами. Вещество контактирует с хлором, бромом, фтором. Состав описывает химическая формула активированного угля.

В готовом виде он выглядит как гранула размером 1 мм. После технологического процесса остается мелкозернистая пыль, обладающая впитывающей возможностью. Следующим этапом становится брикетирование и прессование, улучшающее свойства для использования. Вещество в виде порошка применяют для фильтрации и очищения воды. Популярная у населения форма угля в фармацевтической отрасли — в виде таблеток. Многие не догадываются, из чего делают активированный уголь в таблетках.

Обработанное при больших температурах сырье становится пористым углем с множеством микроскопических щелей, которое заполняет пустоты любыми материалами. Большая впитывающая способность определяет его значимость. Мелкие гранулы прессуют в круглую форму.

Принцип действия таблеток

Основные свойства угля состоят не только в собирании токсичных веществ, но и в поглощении полезных микроэлементов из организма. Известную форму выпуска используют при пищевых интоксикациях, отравлении, диареи.

Лекарственная составляющая содержит вещества:

  • уголь активированный;
  • крахмал;
  • «черная соль».

Наличие последней является дополнительным источником микроэлементов. Не все формы таблеток производятся с одинаковым составом, поэтому его нужно уточнять у провизора. Действующее вещество — активный уголь. Его функция определена способностью соединять сырьевую энергию, не изменяя химической природы.

За счет структуры уголь становится невесомым и 1 грамм вещества вмещает 1 тыс. или больше микротрещин. Он спаивает активные свойства алкалоидов, токсинов, барбитуратов. Оказывает слабое влияние на кислоты, щелочные соединения, соли железа, цианиды, метанол.

Противопоказания и побочные действия

Продолжительный прием (более 14 дней) может нарушить усвоение белков, жиров, полезных веществ, кальция, гормонов, других витаминов. Таблетированная форма подходит не всем людям. Это касается тех, кто страдает хроническими заболеваниями. В аннотации можно увидеть пометку с осторожностью для детей. Рекомендуемый возраст — от трех лет.

Имеются противопоказания к приему угля:

  • Язва желудка.
  • Желудочно-кишечные кровотечения.
  • Одновременное назначение противотоксических компонентов.

Возникают побочные явления: диспепсия, нарушение стула, гиповитаминоз, уменьшение всасывания питательных веществ, тромбоэмболия, геморрагия, гипотония.

Перед употреблением необходимо проконсультироваться с врачом, особенно если существуют заболевания.

Инструкция по применению

В каждом доме имеется в наличии стандарт угля активированного. С детства родители при любом отравлении или дискомфорте в желудке предлагали черную таблетку. Универсальный и натуральный препарат обладает различным спектром действий.

Многостороннее использование

Уголь применяется в медицине, химической, фармацевтической и пищевой промышленности. Сорбент отлично удаляет органические соединения и неприятные запахи в аквариуме. Его используют для очищения спирта, водки, при производстве сахара, в другой пищевой промышленности. Важно знать, как правильно дозировать препарат для положительного результата.

Для очищения самогона подходит уголь, получающийся путем пиролиза из древесины (продающиеся в аптеке таблетки). Есть отрицательная характеристика — посторонние примеси в виде крахмала, которые в результате могут нарушить и изменить вкус напитка, придав горечь.

Натуральный энтеросорбент при одновременном употреблении с алкоголем будет препятствовать всасыванию в кровь спиртовым соединениям. За 10 минут до застолья рекомендуется принять дозировку в соответствии с массой тела. Утром выпитые таблетки помогут снять похмельный синдром, нейтрализуя вредные вещества.

Фильтры на основе угля используются во многих устройствах для очистки питьевой воды. Классический пример, где применяют свойства угля, связаны с использованием его в средствах индивидуальной защиты органов дыхания.

Действующее вещество оказывает энтеросорбирующее влияние, дезинтоксикационные, противодиарейное. Относится к группе антидотов, адсорбирует яды и токсины из желудка и кишечника до всасывания. Активен как сорбент при гемоперфузии. Проявляет слабое влияние на кислоту, щелочь, соль. Не раздражает слизистые оболочки, действуя мягко.

Назначения лекарства:

  • Интоксикация.
  • Диспепсия.
  • Процессы брожения и гниения в кишечнике.
  • Изжога.
  • Диарея, гастрит, метеоризм, пищевые отравления, дизентерия, сальмонеллез.
  • Почечная недостаточность.
  • Разные виды гепатита, цирроз.
  • Атопический дерматит, аллергия.
  • Бронхиальная астма.

Лекарственный препарат не токсичен. Пищевые массы, находящиеся в желудке, требуют приема активированного угля в больших дозах. В некоторых случаях таблетки пьют несколько дней. Снижает эффективность принимаемых лекарственных средств, действующих на слизистую пищеварительного тракта. При интоксикации до промывания чрезмерно наполняют желудок и после кишечник.

Дозировка для взрослых и детей

В состав таблеток входит 250 мг угля и картофельный крахмал. Препарат принимают за час до или после еды. Можно использовать другой способ, разведя таблетку в 100 мл воды. Дозировка взрослому человеку достигает от 1—2 грамм 3−4 раза в сутки. Максимальный суточный прием 8 г.

Если количество угля было недостаточно, значит, адсорбирующий, очищающий эффект будет слабее. Можно применять на пораженные участки тела в виде местных аппликаций. Это поможет ускорить заживление ран. Количество непереваренной пищи в желудке задерживает процесс очищения. Необходимо увеличить дозу препарата. В среднем на 10 кг веса потребуется 1 таблетка.

При острой стадии лечение проводится до 5 дней. При аллергии и заболеваниях курс составляет две недели. Повторно назначают через аналогичный промежуток времени только с разрешения врача. При метеоризме и диспепсии дозировка 1−2 грамма 3−4 раза в сутки. Курс лечения одна неделя. Во время гниения и брожения дозировка для взрослого — 30 г. в сутки (три раза по 10 г. в каждый прием).

Беременные и кормящие мамы могут принимать уголь активированный. С целью похудения в течение 10 дней употребляют по 1 таблетке на 10 кг веса три раза в сутки до еды.

У детей до года частой проблемой является дисбактериоз, сопровождающийся вздутием живота, запорами, поносом, коликами. После рождения желудочно-кишечный тракт младенца стерильный. При контакте с внешним миром заселяются различные бактерии, в том числе и патогенные. Регулярное употребление угольной взвеси может привести к недостатку необходимых веществ, которое повлияет на развитие ребенка. Поэтому педиатры назначают специальные современные препараты, обладающие щадящим действием.

Давать сорбент нужно в экстренных ситуациях, когда живот увеличивается в объеме, ребенок становится беспокойным, а возможности дать другие препараты нет. Иногда при кормлении грудью уголь рекомендуется принимать маме для снижения коликов.

Не каждый ребенок может разжевать или проглотить таблетку, поэтому уголь измельчают и разбавляют водой. Вместо стандартного, можно использовать белый уголь. Детям до 7 лет при брожении и гниении пищевых отложений назначают по 5 грамм три раза в сутки. Тем, кто постарше, — 7 грамм. Курс приема составляет до двух недель. Современная фармацевтическая промышленность облегчила жизнь родителей и создала жидкий активированный уголь.

При острых отравлениях промывают желудок 20% водной взвесью и внутрь назначают 30 г сорбента. Последующие три дня дают ребенку по 1 г на килограмм веса в сутки. Если человек принимает измельченную таблетку, эффект наступит через 20 минут. В целом состоянии — до часа. Уголь запивают стаканом воды.

Аллергические реакции лечат комплексно. Важным этапом оздоровления является очищение организма. Препарат уменьшает зашлакованность, восстанавливает кровь. Оптимальным вариантом будет половина суточной дозы, принятая натощак, а вторая часть — перед сном. Для профилактики аллергии принимают 2−4 раза в год. Продолжительность 1,5 месяца.

Сорбент очищает кишечник и помогает преодолеть запоры. Достаточно принять 2−4 таблетки. Для комплексной чистки организма уголь употребляется каждый день дважды. На 10 кг веса необходима одна таблетка. Курс длится месяц. Важно соблюдать диету: употреблять воду и исключить жиры. Питание должно быть легким. Черные таблетки способны удалить налет с эмали зубов. Натуральный абразив растворяет темные отложения.

Лечение угревой болезни, вызванной нарушением пищеварения, эффективно проводится активированным углем. Таблетки принимают внутрь в стандартной дозировке в зависимости от массы тела. А также благотворно влияют на кожу маски. Дешевое и доступное средство омолаживает лицо, уменьшает жирность и удаляет черные точки.

Сравнение с аналогами

На аптечном рынке присутствуют группы товаров однотипного сорбирующего действия. Другие препараты в сравнении с углем имеют преимущества. Например, «Смекта» является сорбентом широкого спектра действий. Разрешена к использованию грудничкам, а в инструкции к углю написано, что таблетки назначают с трехлетнего возраста. «Смекта» не выводит полезные вещества из организма. Аналогичным действием обладают «Полисорб», «Энтеросгель» и другие.

Активированный уголь — таблетки, которые имеются в каждой аптечке. Это уникальный безрецептурный препарат на любой случай. Кроме очищающего, выводящего токсины действия, он является хорошим отбеливателем для зубов. Приверженцы натуральной косметики создают на его основе тушь для ресниц. Препарат адсорбирует не только вредные и ядовитые вещества из организма, но и забирает с собой полезные микроэлементы, витамины. При бесконтрольном употреблении можно нанести вред организму.

prootravlenie.ru

Химическая продукция - флокулянты, коагулянты и т.д.

Химическая продукция - Активированный уголь

Коротко о главном

Что такое активированный уголь?

На сегодняшний день активированный уголь является достаточно распространенным и широко применяющимся адсорбентом во многих отраслях. Активные угли представляют собой углеродные тела с пористой структурой, благодаря чему и обеспечиваются его высокие сорбционные свойства – способность впитывать в себя те или иные вещества из жидкостей и газов, очищая их от ненужных элементов. Чем пористее структура активированного угля, тем лучше его сорбционные свойства.

Активированный уголь имеет многовековую историю. Он известен своими характеристиками с древнейших времен. Еще древние египтяне сумели разгадать уникальные свойства активных углей, который в те далекие времена применялся лишь в медицине. Немного позднее в Древнем Риме активированный уголь стал применяться для очистки жидкостей: воды, вина, пива и т.д. Сегодня активный уголь по праву занимает лидирующую позицию среди других фильтрующих веществ.

Активированный уголь также называемый активированным углеродом или карболеном является формой углерода, который в процессе обработки становится чрезвычайно пористым и таким образом приобретает очень большую площадь поверхности, предназначенную для адсорбции или химических реакций.

Слово "активированный" иногда заменяется на "активный". Из-за его высокой степени микропористости, всего 1 грамм активированного угля имеет площадь поверхности больше 500 квадратных метров (приблизительно одна десятая часть площади футбольного поля), что определяется как правило адсорбцией газа азота. Достаточная активация угля для полезного применения может быть обусловлена исключительно высокой площадью поверхности, хотя дальнейшая химическая обработка часто увеличивает абсорбирующие свойства материала.

Размер пор

Определяющее влияние на структуру пор активированных углей оказывают исходные материалы для их получения. Активированные угли на основе скорлупы кокосов характеризуются большей долей микропор (до 2 нм), на основе каменного угля - большей долей мезопор (2-50 нм). Большая доля макропор характерна для активированных углей на основе древесины (более 50 нм).

Микропоры особенно хорошо подходят для адсорбции молекул небольшого размера, а мезопоры - для адсорбции более крупных органических молекул.

Как работает уголь?

Есть два основных механизма, которыми активизированный углерод удаляет загрязнители из воды: адсорбция и каталитическое сокращение (процесс, заставляющий притягиваться отрицательно заряженные ионы загрязнителя к положительно заряженному активированному углероду). Органические соединения удаляются адсорбцией, а остаточные дезинфицирующие средства, такие как хлор, и хлорамины удаляются каталитическим сокращением.

ПРОИЗВОДСТВО

Активированный уголь- это уголь, произведенный из исходных материалов, в основе которых есть углерод, а именно, из ореховой скорлупы, торфа, древесины, волокна кокосовой пальмы, линита, угольных и нефтяных смол. Он может быть изготовлен одним из следующих процессов:

Физическая реактивация: основа преобразуется в активированный углерод посредством газов. Это происходит при использовании одного или комбинации процессов:

Коксование: материал с углеродистым содержанием подвергается пиролизу при температурах в диапазоне 600-900 °C в отсутствие кислорода (обычно в инертной атмосфере с газами как аргон или азот)

Активация/Окисление: Сырье или коксуемый материал помещаются в окисляющиеся атмосферы (угарный газ, кислород, или пар) при температурах выше 250 °C, обычно в диапазоне температуры 600-1200 °C.

Химическая активация: До коксования сырье пропитывается определенными химическими веществами. Как правило, используется кислота, сильное основание, или соль (фосфорическая кислота, гидроокись калия, гидроокись натрия, цинковый хлорид, соответственно). Тогда, сырье коксуется при более низких температурах (450-900 °C). Считается, что коксование / шаг активации возобновляет одновременно химическую активацию. Химическая активация предпочтена физической активации вследствие более низких температур и более короткого времени, необходимого для того, чтобы активировать материал.

КЛАССИФИКАЦИЯ

Активированный уголь - комплексный продукт, который трудно классифицировать на основе его свойств, поверхностных особенностей и методов подготовки. Однако, некоторая широкая классификация сделана для общей цели, основанной на его физических характеристиках.

Порошковый активированный уголь

Традиционно, активированный уголь изготавливается специально в виде порошка или микро гранул размером меньше 1.0 мм в размере со средним диаметром в диапазоне 0.15-0.25 мм [2] Таким образом, такие частицы имеют большую поверхность относительно объема с маленьким расстоянием распространения. Порошковый уголь составливается из дробленых или измельченных углеродистых частиц, 95-100 % которых проходят через определенное сито или решето.

Гранулированный активированный уголь

Гранулированный активированный уголь имеет относительно больший размер частицы по сравнению с порошковым активированным углем и, следовательно, имеет меньшую площадь поверхности. Распространение адсорбата - также важный фактор. Поэтому этот вид угля предпочтителен для адсорбции газов и паров, поскольку их уровень распространения быстрее. Гранулированный уголь используется для обработки воды, газоулавливания и разделения компонентов в системе по пути потока. Гранулированный активированный уголь может быть или в гранулированной форме или формованный. Он определяется размерами фракцией: 8×20, 20×40 или 8×30 для жидкой фазы веществ и 4×6, 4×8 или 4×10 для парообразной фазы веществ. Уголь фракцией 20×40 изготавливается из частиц, которые пройдут через "Американское стандартное решето" размером ячейки № 20 (0.84 мм) (определенный для прохождения 85 % угольной массы), но будет удержан на решете американского стандарта размером ячейки № 40 (0.42 мм) (определенный для удерживания 95 % угольной массы).

Прессованный активированный уголь

Прессованный активированный уголь комбинирует порошковый активированный уголь со связующим веществом, которые сплавлены вместе и прессованы в активированный угольный блок цилиндрической формы с диаметрами от 0.8 до 130 мм. Они, главным образом, используются для газовой фазы веществ из-за их малого снижения давления, высокой механической прочности и низкого содержания пыли.

Импрегнированный (пропитанный) уголь

Пористый уголь, содержащий несколько типов неорганического пропиток, таких как иод, серебро, катионы, такие как аллюминий, марганец, цинк, железо, литий, кальций, были также подготовлены для определенного применения по контролю за загрязнением воздуха. Из-за антибактериальных/антисептических свойств, активированный уголь, импрегнированный серебром, используется в качестве адсорбента для очистки питьевой воды. Питьевая вода может быть получена из обычной, рассматривая естественную воду со смесью активированного угля и Al(ОН)3 - выпадающего хлопьями агента. Импрегнированный углерод также используется для адсорбции h3S.

Покрытый полимером уголь

Суть процесса заключается в покрытии угля биологически совместимым полимером в целях придания сглаженного и водопроницаемого покрытия, не блокируя поры. Получающийся уголь полезен для гемоперфузии. Гемоперфузия - техника лечения, при которой большие объемы крови пациента передаются по адсорбирующему веществу, чтобы удалить токсичные вещества из крови.

Другие

Активированный уголь также доступен в специальных формах, таких как ткани и волокна. "Углеродистая ткань" например используется в спедствах защиты вооруженных сил.

СВОЙСТВА АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ

Грамм активированного угля может иметь площадь поверхности от 500 до 1500 квадратных метров рабочей площади. Углеродистые аэрогели, будучи еще более дорогими, имеют еще большие площади поверхности, и используются в специальных целях.

Под электронным микроскопом удалось рассмотреть большие структуры площади поверхности активированного угля. Отдельные частицы являются сильно замысловатыми и показывают различные виды пористости; может быть много областей, где плоские поверхности подобного графиту материала расположены параллельно друг другу, отделенные только несколькими миллимикронами или около этого. Эти микропоры обеспечивают превосходные условия для адсорбции, а адсорбируемые материалы могут взаимодействовать со многими поверхностями одновременно. Тесты адсорбционного поведения обычно проводятся с газом азота при температуре 5 °C в вакууме, но обычно для активированного угля используют эквивалент, проводя адсорбцию в среде пара при температуре 100 °C и давлении 1/10,000 атмосферы.

Джеймс Дево, ученый, в честь которого называют сосуд Дюара (Термос), провел много времени, изучая активированный уголь, и опубликовал работу относительно ее поглотительной способности относительно газов. В этой работе он обнаружил, что охлаждение угля к температурам жидкого азота позволило ему поглощать существенное количество многочисленных воздушных газов среди других, которые можно было тогда восстановить, просто позволив углю снова нагреться и что уголь на основе кокосового ореха имел более сильный эффект. Он использует кислород в качестве примера, при котором активированный уголь как правило поглощал бы его концентрацию в атмосфере (21 %) при стандартных условиях, но высвобождал бы более чем 80% кислорода, если бы уголь был сначала охлажден до низких температур.

Физически активированный уголь связывает материалы силой Ван-дер-Ваальса или лондонской силой дисперсии.

Активированный уголь не взаимодействует достаточно хорошо с определенными химическими соединениями, включая спирты, гликоли, сильные кислоты и основания, металлы и большинство органики, таких как литий, натрий, железо, свинец, мышьяк, фтор и борная кислота.

Активированный уголь очень хорошо адсорбирует йод и поэтому появилось понятие Йодный индекс, мг/г, (Американское общество по испытанию материалов, тест Метода Стандарта D28) используемый в качестве признака общей площади поверхности.

Вопреки заявлениям, распространенным по Интернету, активированный уголь не поглощает аммиак.

Угарный газ не достаточно хорошо поглощается активированным углем. Это должно представлять особый интерес для тех, кто использует материалы в фильтрах для респираторов, улавливателей дыма или других газовых систем управления, поскольку этот газ невозможно обнаружить чувствами человека, будучи ядовитым и нейротоксическим для организма.

Активированный угль может использоваться в качестве основания для улучшения адсорбционной способности различных химических веществ для некоторых неорганических составов, таких как водородный сульфид (h3S), аммиак (Nh4), формальдегид (HCOH), йод радиоизотопов 131 (131I) и ртуть (Гектограмм). Эта способность известна как хемосорбция.

Йодный индекс

Большая часть углерода предпочтительно адсорбируют маленькие молекулы. Йодный индекс - самый фундаментальный параметр, используемый, чтобы характеризовать активированную углеродистую работу. Йодный индекс - мера уровня активности (более высокое число указывает на более высокую степень активации), часто измеряется в мг/г (типичный диапазон 500-1200 мг/г). Йодный индекс - это также мера содержания микропоры активированного угля (от 0 до 20 Å (ангстрем), или до 2 нм), что эквивалентно площади поверхности углерода между 900 м²/g и 1100 м²/g. Это стандартная мера при использовании активированного угля для очистки веществ в жидкой фазе.

Йодный индекс определяется как миллиграмм йода, адсорбированного на один грамм углерода, когда концентрация йода в остаточном фильтрате 0.02 нормальна. В основном йодный индекс - мера йода, адсорбированного в порах и, как таковой признак объема поры, доступного в активированном угле. Как правило, при углеродистой очистке воды йодный индекс находится в пределах 600 - 1100. Этот параметр часто используется, чтобы определить степень истощения углерода в процессе его использовании. Однако, такая практика должна быть рассмотрена с осторожностью, поскольку химическое взаимодействие с адсорбатом может затронуть показания йода, дав тем самым ложные результаты. Таким образом, использование йодного индекса как меры степени истощения углеродистого слоя может только быть рекомендовано если он был свободен от химических взаимодействий с адсорбатами и если экспериментальная корреляция между йодным индексом и степенью истощения была определена для особого назначения.

Меласса

Некоторые виды углерода обладают лучшей способностью адсорбирования больших молекул. Число мелассы или эффективность мелассы - мера мезопор содержания активированного угля (больше чем 20 Å (ангстрем), или больше чем 2 нм). Высокое число мелассы указывает на высокую адсорбцию больших молекул (диапазон 95-600). Об эффективности мелассы говорят как процент (диапазон 40 %-185 %), так и число мелассы (600 = 185 %, 425 = 85 %). Европейское число мелассы (диапазон 525-110) обратно пропорционально связано с североамериканским числом мелассы.

Число мелассы - мера степени осветления стандартного раствора патоки сахара, при котором она была растворена и стандартизирована против чистого активированного угля. Из-за размера цветных тел, число мелассы представляет потенциальный объем поры, доступный для больших разновидностей адсорбирования. Поскольку весь объем поры, возможно, не доступен для адсорбции в особом применении сточных вод, и поскольку часть адсорбата может войти в меньшие поры, это не достаточная мера ценности специального активированного угля для определенного назначения. Часто, этот параметр полезен в оценке серии активного угля для их показателей адсорбции. Сравнивая два активированных угля с подобными объемами пор для адсорбции, у того, который имеет более высокое число мелассы, обычно поры будут больше для поглощения, приводящие к более эффективной передаче адсорбата в адсорбционное пространство.

Танин

Танины - смесь молекул большого и среднего размера. Углерод с комбинацией макропор и мезопор адсорбирует танины. О способности углерода адсорбировать танины сообщают в частях за миллион концентрации (диапазон 200-362 миллионных долей).

Синий метилен

Некоторые виды углерода имеют мезапоры (от 20 Å до 50 Å, или 2 - 5 нм) в структуре, которые адсорбируют молекулы среднего размера, такие метилен голубой. Адсорбция метилена голубого измеряется в г/100г (диапазон 11-28 г/100г).

Дехлорирование

Некоторые виды углерода оцениваются на основаии дехлорирования, которое показывает эффективность удаления хлора активированным углеродом.

Очевидная плотность

Более высокая плотность обеспечивает большую активность и обычно показывает на лучшее качество активированного угля.

Твердость

Это мера сопротивления активированного угля истиранию. Это важный индикатор активированного угля, необходимый для поддержания его физической целостности и противостояния фрикционным силам, процессу обратной промывки и т.д. Есть значительные различия в твердости активированного угля, в зависимости от сырья и уровня активности.

Зольность

Содержание золы уменьшает общую способность активированного угля. Она уменьшает эффективность реактивации. Металлические окиси (Fe2O3) могут быть выщелочены из активированного угля, приводящего к обесцвечиванию. Допустимое содержание золы может быть очень важным для аквариумистов, поскольку окись железа может способствовать водорослевому росту. Уголь с низким разрешимым содержанием золы должен использоваться для морской, пресноводной рыбы и аквариумов с кораллами, чтобы избежать отравления тяжелым металом и лишнего роста водорослей.

Гранулометрический состав

Чем больше размер частицы активированного угля, тем лучше доступ к площади поверхности и быстрее уровень адсорбции. В системах фазы пара это нужно учитывать при снижения давления, которое затронет затраты энергии. Внимательное рассмотрение гранулометрического состава может обеспечить существенную операционную выгоду.

ПРИМЕРЫ АДСОРБЦИИ

Гетерогенный катализ

Форма хемосорбции, с которой обычно сталкиваются в промышленности, происходит, когда твердый катализатор взаимодействует с газообразным сырьем для промышленности (реагентами). Адсорбция реагентов на поверхность катализатора создает химическую связь, изменяя электронную плотность вокруг молекулы реагента и позволяя ей подвергнуться реакциям, которые обычно им не были доступны.

Адсорбционное охлаждение

Адсорбционное охлаждение и циклы теплового насоса полагаются на адсорбцию охлаждающего газа в адсорбент в низком давлении и последующей десорбции, нагреваясь. Адсорбент действует как "химический компрессор", которым движет высокая температура, и, с этой точки зрения, "насоса" системы. Он состоит из солнечного коллектора, конденсатора или теплообменника и испарителя, который помещен в коробку холодильника. Внутренняя часть коллектора выровнена с адсорбционным слоем, заполненной активированным углем, адсорбированным с метанолом. Коробка холодильника изолирована и заполнена водой. Активированный уголь может адсорбировать большое количество паров метанола в окружающей температуре и выделить ее при более высокой температуре (приблизительно 100 градусов Цельсия). В дневное время свет освещает коллектор, таким образом, коллектор подогревается, и метанол выделяется из активированного угля. В десорбции жидкий метанол, адсорбированный в древесном угле, нагревается и испаряется. Пар метанола уплотняется и сохраняется в испарителе.

Ночью уменьшается температура коллектора по отношению к окружающей температуре, и древесный уголь адсорбируют метанол от испарителя. Жидкий метанол в испарителе испаряется и поглощает тепло от воды, содержавшейся в подносах. Так как адсорбция - процесс высвобождения высокой температуры, коллектор должен быть охлажден достаточно эффективно ночью. Как упомянуто выше, адсорбционная система охлаждения работает неустойчивым способом из-за влияния охлаждения.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

  • Пищевая промышленность
  • Химическая промышленность
  • Фармацевтическая промышленность
  • Охрана окружающей среды
  • Топливно-энергетическая промышленность
  • Нефте-газодобывающая и перерабатывающая промышленность
  • Металлургическая промышленность
  • РЕГЕНЕРАЦИЯ

    Регенерация активированного угля представляет собой восстановление адсорбционной способности влажного активизированного угля, выделяя адсорбированные загрязнители на поверхности активированного угля.

    Тепловая регенерация

    Наиболее распространенной техникой регенерации, используемой в производственных процессах, является тепловая регенерация. Тепловой процесс регенерации состоит из трех шагов:

    Адсорбент высушивается приблизительно при температуре 105 °C

    Десорбция высокой температуры и разложение (500-900°C) в инертной атмосфере без доступа кислорода

    Остаточная органическая газификация окисляющимся газом (пар или углекислый газ) при повышенных температурах (800°C)

    Стадия термообработки использует экзотермическую природу адсорбции и приводит к десорбции, частичному разрушению и полимеризации адсорбированной органики. Заключительный шаг стремится удалять обугленный органический остаток, сформированный в пористой структуре на предыдущей стадии и повторно выстроить пористую углеродистую структуру, восстанавливающую ее оригинальные поверхностные особенности. После этой процедуры адсорбционная колонка может снова использоваться. В процессе тепловой адсорбции цикла регенерации 5-15 % веса слоя углерода сжигается, приводя к потере адсорбционной способности. Тепловая регенерация - энергоемкий процесс из-за необходимости в высоких температурах, делающих его коммерчески дорогим процессом. Заводы, которые полагаются на тепловую регенерацию активированного угля, должны иметь определенную мощность прежде, чем это будет экономически целесообразно, чтобы иметь локальные средства для регенерации.

    Другие методы регенерации

    Текущие проблемы с соотношением энергозатрат/стоимости тепловой регенерации активированного угля поощрили исследования относительно альтернативных методов регенерации уменьшить воздействие на окружающую среду таких процессов. Хотя несколько из процитированных методов регенерации остались областями просто научного исследования, некоторые альтернативы тепловым системам регенерации использовались в промышленности. Текущие альтернативные методы регенерации:

  • Химическая и растворяющая регенерация
  • Микробная регенерация
  • Электрохимическая регенерация
  • Сверхзвуковая регенерация
  • Влажное воздушное окисление
  • Активированные угли GOLDCARB 205С, GOLDCARB 207С, GOLDCARB 208С
  • Таблица аналогов активированных углей
  • Области применения
  • Активированные угли коротко о главном
  • Активированные угли производства Россия

  • openheimer.kz

    Активированный уголь — Википедия. Что такое Активированный уголь

    Активированный уголь — пористое вещество, которое получают из различных углеродосодержащих материалов органического происхождения: древесного угля (марки активированного угля БАУ-А, ОУ-А, ДАК[1] и др.), каменноугольного кокса (марки активированного угля АГ-3, АГ-5, АР и др.), нефтяного кокса, скорлупы кокосовых орехов и других материалов. Содержит огромное количество пор и поэтому имеет очень большую удельную поверхность на единицу массы, вследствие чего обладает высокой адсорбционной способностью. В зависимости от технологии изготовления, 1 грамм активированного угля может иметь поверхность от 500 до 1500 м²[2]. Впервые синтезирован Николаем Дмитриевичем Зелинским (1915 г.), использован им в противогазах как универсальное средство химической защиты[3], а позже — в качестве гетерогенного катализатора. Применяют в медицине и промышленности для очистки, разделения и извлечения различных веществ.

    Химические свойства и модифицирование

    Обычный активированный уголь является довольно реакционноспособным соединением, способным к окислению кислородом воздуха и кислородной плазмой[4][5][6][7][8][9][10][11], водяным паром[12][13][14], а также углекислым газом[8] и озоном[15][16][17]. Окисление в жидкой фазе проводят целым рядом реагентов (HNO3, H2O2, KMnO4)[18][19][20]. За счёт образования большого количества основных и кислотных групп на поверхности окисленного угля его адсорбционные и другие свойства могут существенно отличаться от неокисленного[21]. Модифицированный азотом уголь получают либо исходя из азотсодержащих природных веществ, либо из полимеров[22][23], либо обработкой угля азотсодержащими реагентами[24][25][26]. Также уголь способен взаимодействовать с хлором[27][28]бромом[29] и фтором[30]. Важное значение имеет серосодержащий уголь, который синтезируют разными путями[31][32] В последнее время химические свойства угля принято объяснять наличием на его поверхности активной двойной связи[17][33][34]. Химически модифицированный уголь находит применение в качестве катализаторов, носителей для катализаторов, селективных адсорбентов, в получении особо чистых веществ, в качестве электродов литиевых аккумуляторов.

    Механизмы действия

    Есть два основных механизма, которыми активизированный углерод удаляет загрязнители из воды: адсорбция и каталитическое окисление. Органические соединения удаляются адсорбцией, а окислители, такие, как хлор и хлорамин, удаляются каталитическим окислением.

    Производство

    В качестве сырья в производстве активированного угля используются материалы органического происхождения: древесина, каменный уголь, битумный уголь, скорлупа кокосовых орехов и др. Указанное сырьё сначала обугливают, затем подвергают активации.

    Сущность активации состоит во вскрытии пор, находящихся в углеродном материале в закрытом состоянии. Это делается либо термохимически (предварительно материал пропитывают раствором хлорида цинка, карбоната калия или некоторыми другими соединениями, и нагревают без доступа воздуха), либо путём обработки перегретым паром или углекислым газом или их смесью при температуре 800—850 °C. В последнем случае технически сложно получить парогазовый агент, имеющий такую температуру. Широко распространён приём подачи в аппарат для активации одновременно с насыщенным паром ограниченного количества воздуха. Часть угля сгорает, и в реакционном пространстве достигается необходимая температура. Выход активированного угля в этом варианте процесса заметно снижается. Значение удельной поверхности пор у лучших марок активированных углей может достигать 1800—2200 м² на 1 г угля.[2] Различают макро-, мезо- и микропоры. В зависимости от размеров молекул, которые нужно удержать на поверхности угля, уголь должен изготавливаться с разными соотношениями размеров пор.

    Применение

    В противогазах

    Классический пример использования активированного угля связан с использованием его в средствах индивидуальной защиты органов дыхания. Противогаз, разработанный Н. Д. Зелинским, спас множество жизней солдат в Первой мировой войне после применения кайзеровской Германией боевых отравляющих веществ. К 1916 году он был принят на вооружение почти во всех европейских армиях.

    При производстве сахара

    Первоначально для очистки сахарного сиропа от красящих веществ при сахароварении использовалась костная мука. Однако этот сахар не следовало употреблять в пост, как имеющий животное происхождение. Сахарозаводчики начали выпускать «постный сахар», который либо не очищался и имел вид цветных помадок, либо чистился через древесный уголь.

    Для производства органического удобрения терра прета

    Терра прета — компостирование органических отходов жизнедеятельности человека и животных методом силосования с использованием низкотемпературного активированного древесного угля. Полученный силокомпост доводится до кондиции компостными дождевыми червями либо поверхностно вносится в почву с последующим мульчированием.

    Другие области применения

    Активированный уголь применяется в медицине, химической, фармацевтической и пищевой промышленности. Фильтры, содержащие активированный уголь, используются во многих современных моделях устройств для очистки питьевой воды.

    Характеристики активированного угля

    Размер пор

    Определяющее влияние на структуру пор активированных углей оказывают исходные материалы для их получения. Активированные угли на основе скорлупы кокосов характеризуются большей долей микропор (пор диаметром до 2 нм), на основе каменного угля — большей долей мезопор (2—50 нм). Большая доля макропор (более 50 нм) характерна для активированных углей на основе древесины.

    Микропоры особенно хорошо подходят для адсорбции молекул небольшого размера, а мезопоры — для адсорбции более крупных органических молекул.

    Иодное число (иодный индекс)

    Иодное число — основной параметр, характеризующий площадь поверхности пор и, как следствие, сорбционную ёмкость угля. Определяется массой иода, которую может сорбировать единица массы угля (мг/г). Метод основан на сорбции углем мономолекулярного слоя иода. Более высокое число указывает на более высокую степень активации, типовое значение показателя — 500—1200 мг/г. Численное значение иодного числа примерно соответствует удельной площади поверхности пор, измеренной в м²/г.

    Твёрдость

    Это мера сопротивления активированного угля истиранию. Это важный параметр активированного угля, необходимый для поддержания его физической целостности и противостояния фрикционным силам, процессу обратной промывки и т. д. Есть значительные различия в твердости активированного угля, в зависимости от сырья и уровня активности.

    Гранулометрический состав

    Чем меньше размер частицы активированного угля, тем лучше доступ к поверхности и быстрее происходит адсорбция. В системах фазы пара это нужно учитывать при снижении давления, которое затронет затраты энергии. Внимательное рассмотрение гранулометрического состава может обеспечить существенную операционную выгоду.

    Фармакология

    Оказывает энтеросорбирующее, дезинтоксикационное и противодиарейное действие.

    Уголь активированный

    Относится к группе поливалентных физико-химических антидотов, обладает большой поверхностной активностью, адсорбирует яды и токсины из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) до их всасывания, алкалоиды, гликозиды, барбитураты и др. снотворные, лекарственные средства для общей анестезии, соли тяжёлых металлов, токсины бактериального, растительного, животного происхождения, производные фенола, синильной кислоты, сульфаниламиды, газы. Активен как сорбент при гемоперфузии. Слабо адсорбирует кислоты и щёлочи, а также соли железа, цианиды, малатион, метанол, этиленгликоль. Не раздражает слизистые оболочки. При лечении интоксикаций необходимо создать избыток угля в желудке (до его промывания) и в кишечнике (после промывания желудка). Уменьшение концентрации угля в среде способствует десорбции связанного вещества и его всасыванию (для предупреждения резорбции освободившегося вещества рекомендуется повторное промывание желудка и назначение угля). Наличие пищевых масс в ЖКТ требует введения в высоких дозах, так как содержимое ЖКТ сорбируется углем и его активность снижается. Если отравление вызвано веществами, участвующими в энтерогепатической циркуляции (сердечные гликозиды, индометацин, морфин и др. опиаты), необходимо применять уголь в течение нескольких дней. Особенно эффективен в качестве сорбента при гемоперфузии в случаях острых отравлений барбитуратами, глютатимидом, теофиллином. Снижает эффективность одновременно принимаемых лекарственных средств, уменьшает эффективность лекарственных средств, действующих на слизистую оболочку ЖКТ (в том числе ипекакуаны и термопсиса).

    Назначается при следующих показаниях: дезинтоксикация при повышенной кислотности желудочного сока при экзо- и эндогенных интоксикациях: диспепсия, метеоризм, процессы гниения, брожения, гиперсекреция слизи, HCl, желудочного сока, диарея; отравление алкалоидами, гликозидами, солями тяжёлых металлов, пищевая интоксикация; пищевая токсикоинфекция, дизентерия, сальмонеллёз, ожоговая болезнь в стадии токсемии и септикотоксемии; почечная недостаточность, хронический гепатит, острый вирусный гепатит, цирроз печени, атопический дерматит, бронхиальная астма, гастрит, хронический холецистит, энтероколит, холецистопанкреатит; отравления химическими соединениями и лекарственными средствами (в том числе фосфорорганическими и хлорорганическими соединениями, психоактивными лекарственными средствами), аллергические заболевания, нарушения обмена веществ, алкогольный абстинентный синдром; интоксикация у онкологических больных на фоне лучевой и химиотерапии; подготовка к рентгенологическим и эндоскопическим исследованиям (для уменьшения содержания газов в кишечнике).

    Противопоказан при язвенных поражениях желудочно-кишечного тракта (в том числе язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, неспецифическом язвенном колите), кровотечениях из ЖКТ, одновременном назначении антитоксических лекарственных средств, эффект которых развивается после всасывания (метионин и др.).

    В качестве побочных эффектов называются диспепсия, запоры или диарея; при длительном применении — гиповитаминоз, снижение всасывания из ЖКТ питательных веществ (жиров, белков), гормонов. При гемоперфузии через активированный уголь — тромбоэмболия, геморрагии, гипогликемия, гипокальциемия, гипотермия, снижение артериального давления.

    Ссылки

    Примечания

    1. ↑ ГОСТ 6217-74
    2. 1 2 Водоподготовка: Справочник. // Под ред. С. Е. Беликова. М.: Аква-Терм, 2007. — 240 с.
    3. ↑ Проф. Зелинский и Садиков. Уголь как противогаз. Петроград.1918, с4-5
    4. ↑ Gomez-Serrano V., Piriz-Almeida F., Duran-Valle C.J., Pastor-Villegas J. Formation of oxygen structures by air activation. A studu by FT-IR spectroscopy // Carbon. — 1999. — V.37. — P. 1517—1528
    5. ↑ Machnikowski J., Kaczmarska H., Gerus-Piasecka I., Diez M.A., Alvarez R., Garcia R. Structural modification of coal-tar pitch fractions during mild oxidation — relevance to carbonization behavior // Carbon. — 2002. — V.40. — P. 1937—1947
    6. ↑ Petrov N., Budinova T., Razvigorova M., Ekinci E., Yardim F., Minkova V. Preparation and characterization of carbon adsorbents from furfural // Carbon — 2000. — V. 38, № 15. — P. 2069—2075
    7. ↑ Garcia A. B., Martinez-Alonso A., Leon C. A., Tascon J. M. D. Modification of the surface properties of an activated carbon by oxygen plasma treatment // Fuel. — 1998. — V. 77, № 1 — P. 613—624
    8. 1 2 Saha B., Tai M.H., Streat M. Study of activated carbon after oxidation and subsequent treatment characterization // Process safety and environmental protection — 2001. — V.79, № B4. — P. 211—217
    9. ↑ Polovina M., Babic B., Kaluderovic B., Dekanski A. Surface characterization of oxidized activated carbon cloth // Carbon −1997. — V.35, № 8. — P.1047-1052
    10. ↑ Fanning P.E., Vannice M.A. A DRIFTS study of the formation of surface groups on carbon by oxidation // Carbon — 1993. — V.31, № 5. — P.721-730
    11. ↑ Youssef A.M., Abdelbary E.M., Samra S.E., Dowidar A.M. Surface-properties of carbons obtained from polyvinyl-chloride // Ind. J. of Chem. section a-inorganic bio-inorganic physical theoretical & analytical chemistry — 1991. — V. 30, № 10. — P. 839—843
    12. ↑ Arriagada R., Garcia R., Molina-Sabio M., Rodriguez-Reinoso F. Effect of steam activation on the porosity and chemical nature of activated carbons from Eucalyptus globulus and peach stones // Microporous Mat. — 1997. — V.8, № 3—4. — P.123—130
    13. ↑ Molina-Sabio M., Gonzalez M.T., Rodriguez-Reinoso F., Sepulveda-Escribano A. Effect of steam and carbon dioxide activation in the micropore size distribution of activated carbon // Carbon — 1996. — V.34, № 4. — P.505—509
    14. ↑ Bradley RH, Sutherland I, Sheng E Carbon surface: Area, porosity, chemistry, and energy // J. of colloid and interface science — 1996. — V. 179, № 2. — P. 561—569
    15. ↑ Sutherland I., Sheng E., Braley R.H., Freakley P.K. Effects of ozone oxidation on carbon black surfaces // J. Mater. Sci. — 1996. — V. 31. — P. 5651—5655
    16. ↑ Rivera-Utrilla J; Sanchez-Polo M. The role of dispersive and electrostatic interactions in the aqueous phase adsorption of naphthalenesulphonic acids on ozone-treated activated carbons // Carbon — 2002. — V.40, № 14. — P. 2685—2691
    17. 1 2 Valdes H., Sanchez-Polo M., Rivera-Utrilla J., and Zaror C.A. Effect of Ozone Treatment on Surface Properties of Activated Carbon // Langmuir — 2002. — V. 18. — P. 2111—2116
    18. ↑ Pradhan B.K., Sandle N.K. Effect of different oxidizing agent treatments on the surface properties of activated carbons // Carbon. — 1999. — V. 37, № 8. — P. 1323—1332
    19. ↑ Acedo-Ramos M., Gomez-Serrano V., Valenzuella-Calahorro C., and Lopez-Peinado A. J. Oxydation of activated carbon in liquid phase. Study by FT-IR // Spectroscopy letters. — 1993. — V. 26(6). — P. 1117—1137
    20. ↑ Gomez-Serrano V., Acedo-Ramos M., Lopez-Peinado A.J., Valenzuela-Calahorro C. Stability towards heating and outgassing of activated carbon oxidized in the liquid-phase // Thermochimica Acta. — 1991. — V.176. — P.129-140
    21. ↑ Тарковская, И. А. Окисленный уголь Текст.: учеб. пособие для вузов / И. А. Тарковская; Киев: Наукова думка. 1981. — 200 с
    22. ↑ Stőhr B., Boehm H.P., Schlőgl R. Enhancement of the catalytic activiti of activated carbons in oxidation reactions by termal treatment with ammonia or hydrogen cyanide and observation of a superoxide species as a posible intermediate // Carbon. — 1991. — Vol. 26, № 6. — P. 707—720
    23. ↑ Biniak S., Szymański G., Siedlewski J., Światkowski A. The characterizaíion of activated carbons with oxygen and nitrogen surface groups // Carbón. — 1997. — Vol.35, № 12. — P. 1799—1810
    24. ↑ Boudou J.P., Chehimi M., Broniek E., Siemieniewska T., Bimer J. Adsorption of H2S or SO2 on an activated carbon cloth modified by ammonia treatment // Carbon. — 2003. — Vol. 41, № 10. — P. 1999—2007
    25. ↑ Sano H., Ogawa H. Preparation and application nitrogen containing active carbons // Osaka Kogyo Gijutsu Shirenjo. — 1975. — Vol. 26, № 5. — P.2084—2086
    26. ↑ ScienceDirect.com — Applied Catalysis A: General — The influence of surface functionalization of activated carbon on palladium dispersion and catalytic activity in hydrogen ox …
    27. ↑ ScienceDirect.com — Carbon — The effect of chlorination on surface properties of activated carbon
    28. ↑ XPS study of the halogenation of carbon black—Part 2. Chlorination
    29. ↑ ScienceDirect.com — Carbon — XPS Study of the halogenation of carbon black-part 1. Bromination
    30. ↑ Fluorination of carbon blacks: An X-ray photoelectron spectroscopy study: III. Fluorination of different carbon blacks with gaseous fluorine at temperatures below 100 °C influ…
    31. ↑ ScienceDirect.com — Carbon — Formation of carbon black-sulfur surface derivatives by reaction with P2S5
    32. ↑ ScienceDirect.com — Fuel — Sulfonic groups anchored on mesoporous carbon Starbons-300 and its use for the esterification of oleic acid
    33. ↑ ScienceDirect.com — Catalysis Communications — Efficient carbon-based acid catalysts for the propan-2-ol dehydration
    34. ↑ Chemical reactions of double bonds in activated carbon: microwave and bromination methods — Chemical Communications (RSC Publishing)

    См. также

    Ссылки

    wiki.bio

    Угли активированные для очистки воды

    Угли для очистки воды: историческая справка

    Примечательная способность древесного угля поглощать (адсорбировать) разнообразные пары, газы, пахучие и красящие вещества из растворов впервые была обнаружена в конце 18 века. В 1773 году известный химик Карл Шееле наблюдал адсорбцию газов на древесном угле,   С точностью до дня (5 июня 1785 г.) датируется обнаружение Тобиасом Ловицем адсорбции (поглощения) из растворов веществ древесным углем. Ловиц применял древесный уголь для очистки самых различных продуктов (лекарств, питьевой воды, хлебной водки, мёда и других сахаристых веществ, селитры и т.п.). А в 1794 г. активный уголь был использован для осветления сиропов на сахарно-рафинадном заводе в Англии. 
    В 19 столетие исследования адсорбционных свойств угля было продолжено, но только в начале 20 века были заложены основы промышленного производства активных углей. В первую мировую войну Н.Д. Зелинский разработал противогазы на основе древесного активного угля. Это изобретение спасло тысячи жизней и послужило толчком к дальнейшему исследованию способности углей поглощать различные пары и газообразные вещества, что привело к расширению областей применения активных углей. На сегодняшний день активные угли выпускаются в большом количестве и ассортименте и нашли применение в следующих областях: очистка питьевой и сточных вод; очистка оборотных вод на предприятиях; осветление сахарных сиропов; очистка газов и рекуперация паров; получение медикаментов; очистка спиртоводных растворов и вин; использование в качестве катализаторов и носителей катализаторов; в золотодобывающей промышленности для извлечения золота из рабочих растворов.

    Способы получения

    Для получения активных углей может использоваться разнообразное органическое сырьё. (торф, бурый и каменный уголь, антрацит, древесный материал). Угли, отличающиеся высокой механической прочность и адсорбционной способностью, получают из скорлупы кокосовых орехов. Упрощённо процесс производства активного угля можно свести к двум стадиям: карбонизация и активация. На первой стадии производства активного угля исходный  материал подвергается  термической обработке без доступа кислорода, в результате которой из него удаляются летучие (влага и частично смолы), он уплотняется, приобретает  прочность. Структура полученного материала крупнопористая, обладающая незначительной внутренней поверхностью, вследствие чего он не может быть использован как промышленный адсорбент.  Задача получения развитой микропористой структуры решается на стадии активации. Активация проводится двумя способами: окисление газом или паром и обработка химическими реагентами. Для активирования газами используются кислород (воздух), водяной пар и  диоксид углерода.

    Активация воздухом на практике применяется редко, из-за возможности внешнего обгара гранул, поэтому в производстве чаще применяется активация водяным паром и диоксидом углерода. Для обеспечения высокой скорости и полноты протекания реакция процесс активации проводят при температуре от 800 до 1000 0С с использованием специального оборудования. В результате такой обработки в угле образуются многочисленные поры, и увеличивается удельная поверхность пор на единицу массы. Исходным сырьём для парогазовой активации служат карбонизованные природные материалы: уголь из скорлупы кокосового ореха, каменный и древесный уголь, торфяной кокс. При химической активации применяют такое сырьё, как: древесные опилки, торф. Смесь последних  с неорганическими солями (хлорид цинка, сульфид калия), реже кислотами (фосфорная, серная кислоты), подвергается высокотемпературной обработке. Под воздействием дегидрирующих агентов и высоких температур (порядка 650 0С) из углеродсодержащего материала удаляются кислород и водород, и одновременно происходят карбонизация и активация. К недостаткам химической активации следует отнести загрязнение продукта активирующим агентом, а также загрязнение окружающей среды отходами производства.

    Свойства активных углей и методы их определения

    Рассмотрим свойства активных углей, а также способы их определения. Гранулометрический размер (particle size, product size) – размер основной части гранул угля. Единица измерения – миллиметры или mesh. При определении размера гранул зернёных углей применяют ситовый анализ,  который проводиться на грохотах (устройство для механической сортировки сыпучих материалов). В грохот устанавливаются сита со стандартизованными размерами ячеек. После рассеивания определяют процентное соотношение в распределении зерён по крупности. При определении размеров обычно допускается отклонение на 5 % в большую или меньшую сторону, но в сумме не более 10 % (масс.).

    Насыпная плотность (apparent density) – отношение массы навески угля к занимаемому ей объёму (интервал от 0,460 до 0,530 г/см3). Принято считать, что объём включает в себя объём пор, трещин внутри гранул угля, а также объём пустот между гранулами.

    Прочность (hardness). При измерении этого показателя на навеску активного угля оказывают механическое воздействие, а затем с помощью ситового анализа определяют отношение количества целых гранул к количеству разрушенных после механического воздействия. Для активных углей из скорлупы кокосового ореха значение прочности должно быть не менее 98 %.

    Влажность (moisture) – количество влаги, содержащейся в образце активного угля, выраженное в процентном соотношение. Как правило, при определении влажности навеску угля помещают в сушильный шкаф до установления постоянной массы при заданной температуре. Максимально допустимое значение – 5%.

    Зольность (ash) – масса твёрдого неорганического остатка, образующаяся после сгорания образца угля, выражается в % от массы анализируемого образца (не более 5%). Зольность является качественной характеристикой содержания в угле органических и неорганических веществ.  Как правило, зольность обратно пропорциональна количеству органических соединений в образце. Определяют зольность прокаливанием навески угля в фарфоровом тигле при заданной температуре в электрической муфельной печи.

    pH водной вытяжки (pH). Благодаря содержанию минеральных компонентов и присутствию на поверхности кислородсодержащих соединений углерода, активированный уголь может значительно влиять на значение pH водных растворов. Навеску угля кипятят в течение заданного интервала времени в дистиллированной воде, после охлаждения раствор отделяют от угля и определяют pH полученного раствора.

    Содержание железа (iron content) в угле определяется экстракцией водой или соляной кислотой с последующим количественным измерением, используя известные методы анализа (содержание железа не более 0,5 %). Присутствие большой доли данного элемента в угле крайне нежелательно, так как может оказывать негативное влияние на технологические процессы, в которых применяют активированный уголь.  

    Йодное число (iodine number) – количество молекулярного йода, которое может адсорбировать навеска активированного угля из водного раствора йода заданной концентрации (не менее 1100 мг/г). Существует прямая зависимость между йодным числом и удельной поверхностью активированного угля.  

    Адсорбция метиленового голубого (M. B. value) – количество миллиграмм красителя, поглощённое одним граммом активированного угля из раствора (не менее 220 мг/г). Этот показатель позволяет судить о поверхности активированного угля, образованной порами с диаметром более 1,5 нм (1 нм = 1 × 10-9 м).

    Адсорбционная ёмкость по четырёххлористому углероду (CTC activity) определяется, как количество адсорбированного пара CCl4, отнесённое к навески угля. Принципиально методика определения поглощения четырёххлористого углерода сводиться к следующему: насыщенный четырёххлористым углеродом поток воздуха пропускается через слой активного угля до тех пор, пока массы навески угля не станет постоянной. CTC-сорбция должна быть не менее 55 % масс.

    Классификация активированных углей

    Общепринятой классификации активированных углей не существует, при выборе углей для тех или иных целей ориентируются, прежде всего, на гранулометрический состав, природу и содержание примесей, объем и характер пор. Согласно UIPAC (Международный союз чистой и прикладной химии) в активных углях выделяют несколько типов пор. Поры с диаметром до 0,4 нм называются супермикропорами, поры от 0,4 нм до 2,0 нм – микропорами, мезопоры – поры с диаметром от 2 до 50 нм. Крупные поры с диаметром более 50 нм получили название макропоры. Большое значение для сорбционной активности имеют микропоры, их размер (2 нм) соизмерим с размерами адсорбирующихся молекул. Микропоры составляют порядка 90% всей удельной поверхности.

    В зависимости от распределения пор по размерам различают крупнопористые угли, тонкопористые и молекулярные сита. По внешнему виду гранул можно выделить зернёные угли с неправильной формой гранул,  формованные, в виде цилиндрических гранул и порошковые. Также активные угли можно разделить по сырью, используемому для получения готового продукта. Например, скорлупа орехов, древесный уголь, каменный и бурый уголь и др. По области применения – газовые, рекуперационные и осветляющие.

    Результаты сравнения основных характеристик кокосовых углей и углей из других видов сырья представлены в таблице 2.

    Таблица 1 - Характеристики активных углей

    Марка угля Сырьё для произ-водства АУ Плотность насыпная, мг/см3 Прочность, % Адсорбция метиленового голубого, мг/г или % Йодное число, мг/г или % Золь-ность, % Влаж-ность, %
    CSPL, Индия скорлупа кокосового ореха ~ 500 > 98 > 250 > 1100 < 4 < 5
    PJ,  скорлупа кокосового ореха ~ 500 > 99 > 250 > 1100 3 < 5
    Филиппины-Япония
    БАУ-А древесина берёзы ~ 240 - - 60 6 10
    ДАК древесина берёзы ~ 230 - - 30 6 10
    ОУ-А древесина берёзы - - 225 - 10 10
    ОУ-Б древесина берёзы - - 210 - 6 58
    ВС-2 каменный уголь ~ 750 87 120 - 20 10
    СКД-515 каменный уголь + связующее - 75 190 - - -
    АБГ бурый уголь - 70 95 60 10 2

    Приведенные в таблице 1 данные, почерпнуты из специализированной литературы. В связи с тем, что нет чётких стандартов для определения свойств активных углей, сравнение затруднено. Тем не менее, из вышеперечисленных характеристик видно, что активный уголь на основе скорлупы кокосового ореха обладает высокой прочностью и сорбционной ёмкостью.  Он эффективнее при очистке воды от  органических примесей (фенолы, полициклические ароматические углеводороды, большинство нефтепродуктов и другие органические соединения), остаточного хлора, озона.

    Области применения активных углей

    1. Подготовка питьевой воды

    Уникальность свойств активных углей и определило разнообразие областей применения данного продукта. Остановимся более подробно на одной из них, а именно очистка воды.

    Проблема наличия чистых источников питьевой воды, а также длительного хранения её запасов всегда остро стояло перед человеком. С увеличением народонаселения нашей планеты, а также с бурным развитием промышленности, масштабы загрязнения пресных водоёмов значительно возросли, что заставило искать эффективные методы очистки вод. Универсального метода очистки вод от нежелательных примесей не существует, но использование некоторых из них одновременно позволяет достигнуть необходимую степень очистки. Основной задачей при очистке вод является улучшение их вкусовых качеств (дезодорация воды). Ухудшение органолептических характеристик воды обусловлено их минеральным и органическим составом. Нежелательные привкус и запах вызывают неорганические и органические вещества естественного и искусственного происхождения. Органические и неорганические вещества естественного происхождения являются результатом жизнедеятельности организмов, обитающих в водоёмах (бактерии, грибы, растения, животные). В воду выделяются сероводород, меркаптаны, аммиак, спирты, кетоны, альдегиды, карбоновые кислоты, фенолсодержащие вещества, полисахариды. Несмотря на жёсткие требования со стороны законодательства, в водоёмы сбрасываются промышленные сточные воды, что приводит к их загрязнению солями тяжёлых металлов, нефтепродуктами, ПАВ, пестицидами и др. Процесс хлорирования вызывает ухудшение органолептических показателей воды в результате передозировке реагентов и образования хлорорганических соединений.

    Наиболее эффективным методом удаления из воды ряда органических и неорганических примесей признан сорбционный метод очистки на активном угле. Этот способ применяется на станциях водоподготовки с первой половины XX века. До недавнего времени применялись порошковые и гранулированные угли, но как показала практика, использование зернёных углей из скорлупы кокосового ореха для этих целей наиболее выгодно с точки зрения экономики и степени очистки.

    К недостаткам гранулированных углей следует отнести, во-первых, использование при производстве не возобновляемых и трудно возобновляемых природных ресурсов (ископаемые угли и древесина). Во-вторых, высокую степень загрязнения окружающей среды отходами производства. В-третьих, в технологических схемах, где в качестве сорбирующего материала применяется порошковый уголь («углевание воды»), как правило, невозможно реализовать непрерывный во времени процесс, возникают трудности с замачиванием и дозированием угля. В-четвёртых,  снижение эксплуатационных характеристик, по сравнению с зернеными углями.

    Так как состав воды значительно меняется в зависимости от источника, то не существует единой схемы подготовки питьевой воды. Рассмотрим наиболее распространенные варианты подготовки питьевой воды в промышленном масштабе.

    Природные воды, используемые в качестве источника водоснабжения, могут быть поверхностного (реки, озера, пруды) и подземного происхождения (артезианские скважины). В результате естественного круговорота воды в природе, а также активного воздействия человека на окружающую среду в воду поступают различные примеси. Все примеси можно разделить на три группы в зависимости от размера частиц.

    Истинно растворенные примеси находятся в воде в виде ионов, молекул, комплексов. Размеры этих частиц менее 10-6 мм. Пример истинно растворенных примесей – растворенные в воде газы (кислород, углекислый  газ, сероводород, азот), а также катионы и анионы солей (кальций, магний, натрий, калий, сульфаты, хлориды, карбонаты, гидрокарбонаты, нитраты, нитриты).

    Коллоидно-растворенные примеси имеют размер частиц 10-4 – 10-6 мм. Каждая частица состоит из огромного количества молекул и может быть как органического, так и неорганического происхождения. Примером таких примесей являются гуминовые вещества, поступающие из  почв, кремневые кислоты, соединения железа. 
    Грубодисперсные примеси имеют размер частиц более 10-4 мм. Это может быть песок, глина, остатки растительного происхождения.

    Поверхностные воды характеризуются переменным составов в зависимости от времени года. В паводковый период количество примесей резко возрастает. 
    При очистке воды от нежелательных примесей на первой стадии необхо

    aquaboss.ru

    «Как активируют активированный уголь?» – Яндекс.Кью

    Прочтите внимательно, это ВАЖНО!

    Для нaчaлa нужно понять и предстaвить то, что происходит в теле человекa в то время, когдa он нaходится под воздействием спиртных нaпитков, в состоянии опьянения. Состояние aлкогольной интоксикaции – тaк крaтко можно описaть происходящее. Возникaет подобное явления из-зa этилового спиртa, который есть в любом aлкоголе. Попaдaя в оргaнизм, он подвергaется перерaботке, в результaте чего возникaет ряд очень опaсных веществ. Это продукты рaспaдa этилового спиртa, токсины.

    Все это выводится из оргaнизмa в полной мере нa протяжении достaточно долгого времени. И это дaже не один день, не неделя. Кстaти, у женщин процесс выведения продуктов рaспaдa этилового спиртa происходит дольше, чем у мужчин при aнaлогичном соотношении выпитого к мaссе телa. A теперь порa ответить нa глaвный вопрос: можно при принимaть aктивировaнный уголь при употреблении aлкоголя? Можно, и дaже нужно! Ведь при отрaвлении aлкоголем нa оргaнизм выпившего ложится очень большaя нaгрузкa, которaя зaключaется в том, что ему (оргaнизму) необходимо вывести все плохие веществa. Кaк рaз aктивировaнный уголь может стaть лучшим помощником в этом деле. Он свяжет и выведет естественным путем все токсины и прочие вредные веществa после пьянки. Понaдобится выпить минимум 5 тaблеток срaзу после бурного зaстолья (остaльное дополнительное количество корректируется по покaзaтелям весa). Нaутро тaкже стоит выпить рaствор aктивировaнного угля. По одной тaблетке нa 10-12 кг весa. Все это должно сопровождaться обильным питьем, чтобы полностью провести детоксикaцию оргaнизмa. От этого существенно облегчится aбстинентный синдром, сaмочувствие после пьянки стaнет нaмного лучше. Понятно, что пить aктивировaнный уголь можно вместе с aлкоголем или после aлкоголя. Он хорошо поможет при aлкогольном отрaвлении. Номaло кто знaет о том, что aктивировaнный уголь может быть полезен не только после употребления aлкоголя, но и до этого. Он избaвит при излишнем опьянении и от прочих других угроз, потому что легко сможет вывести все токсины.

    Настоятельно рекомендую прочитать полезную статью про натуральное и очень эффективное средство от всех стадий алкоголизма, которое можно применять без ведома алкоголика. Если интересно, вот ссылка

    yandex.ru

    Чем нас лечат: активированный уголь

    Маленькое (на 28 пациентах) и не двойное слепое исследование второй фазы показало, что при лечении рака иринотеканом пациенты реже страдают от диареи третьей степени, если давать им активированный уголь каждый раз перед дозой лекарства, однако для полного подтверждения нужны испытания третьей фазы — более масштабные и на конкретной группе людей (например, на мужчинах старше 70 с гипертонией).

    Согласно статье, написанной в 2005 году учеными из Университета Вандербильта, эффективность однократного приема активированного угля зависит от времени, которое прошло после отравления. Исследователи проанализировали клинические испытания на добровольцах и обнаружили, что через 30 минут препарат абсорбирует на 47,3% меньше, чем сразу после отравления, через час — на 40%, через два — еще на 16,5%, а через три — еще на 21,13% от этого количества. Конечно, редко удается распознать отравление и найти препарат так быстро, поэтому врачи обычно рекомендуют выпить его хотя бы через час-два после токсичного вещества, не больше. Эти данные согласуются и с выводами Американской академии клинической токсикологии, Европейской ассоциации центров по борьбе с отравлениями и врачей-токсикологов, а также канадских ученых из Манитобcкого университета.

    «Нет доказательств, что прием активированного угля улучшает клинический исход», — отмечают токсикологи из Университета Вандербильта. Но если разницы в исходах не нашли, это не значит, что в препарате нет смысла: пациент, даже если бы он и без угля не умер, может благодаря ему чувствовать себя намного лучше в процессе выздоровления, а это тоже важно. Хотя эффективность препарата не опровергнута, а не всегда подтверждена должным образом, исследований с дизайном, который позволил бы отмести сомнения, очень мало.

    С другой стороны, авторы ссылаются на официальную позицию своего университета еще с 1997 года, перечисляющую среди рисков при приеме активированного угля перитонит, легочные заболевания из-за вдыхания угольной пыли при приеме и даже смерть. И в более ранней, и в более поздней рекомендации авторы призывают взвешивать серьезность рисков по сравнению с перспективами улучшения: возможно, при слабом или среднем отравлении для определенных пациентов нет смысла рисковать, принимая это лекарство. А вот бесполезность активированного угля в борьбе с метеоризмом доказана в рандомизированных контролируемых двойных слепых испытаниях еще в 1980-е.

    Активированный уголь, принятый через час после отравления, помогает и от передозировки лекарств (на примере карбазепамина, теофиллина и веропромила с пролонгированным действием), только вот при промывании кишечника нужно не забывать, что эта процедура не должна мешать углю сделать свое дело, если токсичное вещество абсробируется хорошо.

    Открытое (не двойное слепое) испытание активированного угля на деревенских жителях Шри-Ланки — которые в 10–50 раз чаще страдают от отравлений, чем люди из более индустриально развитых регионов и стран, — показало, что нет смысла постоянно принимать активированный уголь: смертность от отравления желтым олеандром (а именно за этим показателем наблюдали ученые) меньше не становилась.

    Уголь на каждый день: по поводу и без

    Однако для легких уголь не всегда вреден: к примеру, при хронической обструкции легких средней степени тяжести йодированный активированный уголь при приеме внутрь на протяжении восьми месяцев предположительно может увеличить объем форсированного выдоха в секунду на 8,2% — правда, исследования на 40 пациентах недостаточно, чтобы убедить в этом окончательно.

    Двойное слепое исследование угля против синдрома раздраженного кишечника показало, что активированный уголь, да еще и с травами, на 51% больше обычного помогает снизить симптомы — правда, здесь ему на руку мог сыграть конфликт интересов, ведь исследовали препарат сами производители коммерческой формы. На микроскопической выборке из 11 пациентов активированный уголь, который принимали восемь недель участники рандомизированного двойного слепого контролируемого испытания, уменьшил (по личным ощущениям) хронический зуд неясного происхождения в сравнении с плацебо.

    indicator.ru

    Ответы Mail.ru: Активированный уголь - сколько его надо?

    Дозировка активированного угля для детей: до 1 года — 1-2 таблетки в сутки; от 1 года до 2 лет — 4 таблетки в сутки Для взрослых - активированный уголь в дозировке 1 табл на 5 кг веса

    1таблетка на 10кг живого веса

    По таблетке на 10 кг веса

    1 таблетка на 10 кг веса

    надо 1 таблетку на 10 кг веса

    1 таблетка на 10 кг веса.

    1 таблетка на 10 кг веса. Считайте сами. Маленьким можно, но трудно заставить выпить.

    1таблетка на 10 кг.

    1 таблетка на 10 кг веса.

    это ерунда. в пачке то 10штук. Нужно на 10кг 1таблетку

    <a rel="nofollow" href="http://amt.allergist.ru/actugol_l.html" target="_blank">http://amt.allergist.ru/actugol_l.html</a> там все написано, а для детей други препараты - фильтрум сти, смекта и тд

    1 таблетка на 10 кг веса. это для взрослых а маленьким тоже можно давать но в меньших кол-вах в аптеках всегда есть анатации, просто спросить надо

    маленьким детям подойдет ПОЛИСОРБ ЭНТЕРОСОРБЕНТ <a href="/" rel="nofollow" title="11408122:##:http://www.***polisorb.ru/ru" target="_blank" >[ссылка заблокирована по решению администрации проекта]</a> ( без зведочек из за модеров проклятых! ) Фармакологические свойства. Полисорб МП (медицинский пероральный) - неорганический, неселективный, полифункциональный энтеросорбент на основе высокодисперсного кремнезема с размерами частиц до 0,09 мм, с химической формулой SiO2. Сорбционная емкость препарата при внутреннем употреблении равна 300 м&#178;/г. Фармакодинамика. Полисорб МП обладает выраженными сорбционными и детоксикационными свойствами. В просвете желудочно-кишечного тракта препарат связывает и выводит из организма эндогенные и экзогенные токсические вещества различной природы, включая патогенные бактерии и бактериальные токсины, антигены, пищевые аллергены, лекарственные препараты и яды, соли тяжелых металлов, радионуклиды, алкоголь. Полисорб МП сорбирует также некоторые продукты обмена веществ организма, в том числе избыток билирубина, мочевины, холестерина и липидных комплексов, а также метаболиты, ответственные за развитие эндогенного токсикоза. Фармакокинетика. Полисорб МП не расщепляется и не всасывается в желудочно-кишечном тракте и выделяется в неизменном виде. Показания к применению: • острые и хронические интоксикации различного происхождения у взрослых и детей; • острые кишечные инфекции любого генеза, включая пищевые токсикоинфекции, а также диарейный синдром неинфекционного происхождения, дисбактериоз (в составе комплексной терапии) ; • гнойно-септические заболевания, сопровождающиеся выраженной интоксикацией; • острые отравления сильнодействующим и ядовитыми веществами, в том числе лекарственными препаратами и алкоголем, алкалоидами, солями тяжелых металлов и др. ; • пищевая и лекарственная аллергия; • гипербилирубинемия (вирусный гепатит и другие желтухи) и гиперазотемия (хроническая почечная недостаточность) ; • жителям экологически неблагоприятных регионов и работникам вредных производств, с целью профилактики. Противопоказания: • Острые и хронические интоксикации различного происхождения у взрослых и детей; • Язвенная болезнь желудка и 12-ти перстной кишки в фазе обострения; • Кровотечения из желудочно-кишечного тракта; • Атония кишечника; • Индивидуальная непереносимость препарата. Способ применения дозы Полисорб МП принимают внутрь только в виде водной суспензии! Для получения суспензии необходимое количество препарата тщательно размешивают в 1/4 -1/2 стакана воды. Рекомендуется готовить свежую суспензию перед каждым приемом препарата и выпивать ее за 1час до еды или приема других лекарств. Средняя суточная доза у взрослых 0,1-0,2 г/кг массы тела (6-12г) . Препарат принимается в 3-4 приема в течение суток. Максимальная суточная доза у взрослых 0,33 г/кг массы тела (20 г) . Доза для детей рассчитывается в зависимости от массы тела (см. таблицу) .

    Активированный уголь можно и деткам давать, он безопасен, натуральный, поэтому и нет длинных аннотаций. При отравлениях рекоммендуют принять сразу хотя бы 5 таблеток (минимум) . Чем больше Вы приняли угля, тем быстрее и больше он поглощает (адсорбирует) токсины и другие вещества находящиеся в пищеварительном тракте. Зависит от того, как сильно Вы отравились и чем. Это отравление сильное, бактериальное, то уголь не поможет или только в первые часы

    1 таблетка на 10 кг

    И чё типо я 100кг вешу, мне пачку жрать сразу?

    На 1 КГ 100гр угля так как у нас продаются таблетки в аптеках .025 то получается если весишь 100кг то 400 таблеток нужно сожрать :) пипец. если ребенок весит 4 кг то сорок таблеток как то запихнуть в дитя получается .

    touch.otvet.mail.ru

    Из чего состоит уголь? Какова химическая формула угля

    Уголь — это один из самых древних видов топлива, известных человеку. И даже сегодня он занимает лидирующие позиции по объему использования. Причиной тому служит его распространенность, легкость добычи, переработки и использования. Но что он собой представляет? Какова химическая формула угля?

    На самом деле данный вопрос не совсем корректен. Уголь — это не вещество, это смесь различных веществ. Их целое множество, поэтому полностью определить состав угля невозможно. Поэтому под химической формулой угля в этой статье мы будем подразумевать скорее его элементный состав и некоторые другие особенности.

    Но что мы можем узнать о состоянии этого вещества? Уголь образуется из останков растений в течение многих лет вследствие воздействия большой температуры и давления. А так как растения имеют органическую природу, то и в составе угля будут преобладать органические вещества.

    В зависимости от возраста и иных условий происхождения угля его делят на несколько видов. Каждый вид отличается элементарным составом, наличием примесей и другими немаловажными характеристиками.

    Бурый уголь

    Является самым молодым видом угля. В нем даже наблюдается растительная древесная структура. Образуется напрямую из торфа на глубине порядка 1 километра.

    Этот вид угля содержит достаточно большое количество влаги: от 20 до 40%. При попадании на воздух она испаряется, а уголь рассыпается в порошок. Далее речь пойдет о химическом составе именно этого сухого остатка. Количество неорганических примесей в буром угле также велико и составляет 20-45%. В качестве этих примесей выступают диоксид кремния, оксиды алюминия, кальция и железа. Также в нем могут содержаться оксиды щелочных металлов.

    Много в этом угле и летучих органических и неорганических веществ. Они могут составлять до половины массы этого вида угля. Элементарный состав за вычетом неорганических и летучих веществ следующий:

    • Углерод 50-75%.
    • Кислород 26-37%.
    • Водород 3-5%.
    • Азот 0-2%.
    • Сера 0,5-3%.

    Каменный уголь

    По времени образования этот вид угля идет следующим после бурого. Он имеет черный или серо-черный цвет, а также смоляной, иногда металлический блеск.

    Влажность каменного угля значительно меньше бурого: всего 1-12%. Содержание летучих веществ в каменном угле очень колеблется в зависимости от места добычи. Оно может быть минимальным (от 2%), но может и достигать значений, аналогичных бурому углю (до 48%). Элементарный состав следующий:

    • Углерод 75-92%.
    • Водород 2,5-5,7%.
    • Кислород 1,5-15%.
    • Азот до 2,7%.
    • Сера 0-4%.

    Отсюда можно сделать вывод, что химическая формула угля каменного состоит из большего числа углерода, чем у бурого. Это делает данный вид угля более качественным топливом.

    Антрацит

    Антрацит — это самая древняя форма ископаемого угля. Ему присущ темно-черный цвет, и он имеет характерный металлический блеск. Это самый лучший уголь по количеству тепла, которое он выделяет при горении.

    Количество влаги и летучих веществ в нем очень мало. Около 5-7% на каждый показатель. А элементарный состав характеризуется крайне высоким содержанием углерода:

    • Углерод более 90%.
    • Водород 1-3%.
    • Кислород 1-1,5%.
    • Азот 1-1,5%.
    • Сера до 0,8%.

    Больше угля содержится лишь в графите, который является дальнейшей стадией углефикации антрацита.

    Древесный уголь

    Этот тип угля не является ископаемым, поэтому он имеет некоторые особенности своего состава. Производят его путем нагрева сухой древесины до температуры 450-500 oC без доступа воздуха. Этот процесс называют пиролизом. В ходе него из древесины выделяется ряд веществ: метанол, ацетон, уксусная кислота и другие, после чего она превращается в уголь. Кстати, горение древесины — это тоже пиролиз, но из-за наличия кислорода воздуха загораются выделяющиеся газы. Именно этим и обуславливается наличие языков пламени при горении.

    Древесина не является однородной, в ней очень много пор и капилляров. Подобная структура отчасти сохраняется и полученном из нее угле. По этой причине он обладает хорошей адсорбционной способностью и применяется наряду с активированным углем.

    Влажность этого типа угля совсем небольшая (около 3%), но при длительном хранении он поглощает влагу из воздуха и процентное содержание воды повышается до 7-15%. Содержание неорганических примесей и летучих веществ регламентируется ГОСТами и должно составлять не более 3% и 20% соответственно. Элементный состав зависит от технологии получения, и примерно выглядит так:

    • Углерод 80-92%.
    • Кислород 5-15%.
    • Водород 4-5%.
    • Азот ~0%.
    • Сера ~0%.

    Химическая формула угля древесного показывает, что по содержанию углерода он близок к каменному, но вдобавок имеет лишь незначительное количество ненужных для горения элементов (серы и азота).

    Активированный уголь

    Активированный уголь — это тип угля с высокой удельной поверхностью пор, из-за чего он обладает даже большей адсорбционной способностью, чем древесный. В качестве сырья для его получения используются древесный и каменный угли, а также скорлупа кокосовых орехов. Исходный материал подвергают процессу активации. Суть его состоит в том, чтобы вскрыть закупоренные поры действием высокой температуры, растворами электролитов или водяным паром.

    В ходе процесса активации меняется лишь структура вещества, поэтому химическая формула активированного угля идентична составу сырья, из которого тот был изготовлен. Влажность активированного угля зависит от удельной поверхности пор и обычно составляет менее 12%.

    fb.ru


    Смотрите также