Промышленный активированный уголь

Активированный уголь как адсорбент обладает характерными свойствами, благодаря этому он способен поглощает (адсорбирует) многие вещества (особенно хорошо углеводороды и их производные, слабее - спирт, аммиак, воду и другие полярные вещества). Тонкопористый активированный уголь получают термическим разложением (обугливанием без доступа воздуха) некоторых полимеров.
Размеры пор колеблются от 1,6 нм (при этом удельная поверхность достигает 1000 м2/г) до 200 и более нм (удельная поверхность около 1 м2/г). Тонкопористый активированный уголь хорошо адсорбирует даже при малых концентрациях или небольших парциальных давлениях. Для крупнопористого активированного угля характерно явление капиллярной конденсации. Применяется для удаления паров масла и других примесей из потока сжатого воздуха или иного газа. Активированный уголь используется в угольных адсорберах.

Производство активированных углей.
Сначала углеродсодержащее сырье подвергают карбонизации - обжигу при высокой температуре в инертной атмосфере без доступа воздуха (этот процесс также называют пиролизом). Однако полученный карбонизат обладает плохими адсорбционными свойствами, поскольку размеры его пор невелики и внутренняя площадь поверхности мала. Поэтому карбонизат подвергают активации водяным паром для получения специфической структуры пор и улучшения адсорбционных свойств.

Структура пор.
В активных углях различают три категории пор: микро-, мезо- и макропоры. Микро- и мезопоры составляют наибольшую часть поверхности активированных углей. Соответственно, именно они вносят наибольший вклад в их адсорбционные свойства. Микропоры особенно хорошо подходят для адсорбции молекул небольшого размера, а мезопоры - для адсорбции более крупных органических молекул. Определяющее влияние на структуру пор активированных углей оказывают исходные материалы для их получения.

Адсорбция.
Молекулы удаляемых загрязнителей удерживаются на поверхности активированного угля межмолекулярными силами Ван-дер-Ваальса. Таким образом, активированные угли удаляют загрязнители из очищаемых веществ (в отличие, например, от обесцвечивания, когда молекулы цветных примесей не удаляются, а химически превращаются в бесцветные молекулы). Эффективность угля как адсорбента зависит от величины его доступной площади поверхности. На эффективность адсорбции могут также влиять такие факторы, как размер молекул адсорбата, размер пор и гранул угля, температура и pH раствора.

Замена адсорбента в осушителях холодной регенерации.

Работы по замене адсорбирующего агента должен проводить только квалифицированный и специально обученный персонал. Интервал замены - спустя 26250 часов эксплуатации или максимум через 3 года.
При опорожнении и повторном заполнении адсорбента следует носить респиратор (рекомендованный класс защиты P2 или FFP2).
Последовательность действий:
1. Вывести установку из эксплуатации.
2. Стравить давление установки.
3. Демонтировать весь верхний или нижний трубопровод адсорбционного осушителя или очистителя СО₂. Для этого ослабить накидные гайки резьбовых соединений на резервуаре и на корпусе переключающего клапана. При адсорбенте из активированного угля необходимо ослабить только накидные гайки резьбовых соединений на резервуаре.

4. Приготовите достаточное количество сборников (пластиковые мешки или ведра), чтобы собрать весь объем собрать весь объем адсорбента из адсорбента.
5. В резьбовых соединениях резервуаров находятся распределители потока, которые свободно вложены между двумя плоскими уплотнителями в резьбовое соединение и фиксируют адсорбент в резервуаре. Осторожно вытяните нижний распределитель потока из резьбового соединения. Соберите вытекающий адсорбент в сборник.

6. Установите распределитель потока после опорожнения резервуара в нижнее резьбовое соединение резервуара. Следите за тем, чтобы распределитель потока был зажат между двумя плоскими уплотнителями.
7. Установите нижний трубопровод.
8. Удалите распределитель потока из верхнего соединения резервуара.
9. Заполните новый адсорбент в резервуар. Слегка ударяйте резиновым молотком при заполнении адсорбента по резервуару, чтобы уплотнить адсорбент.
10. Установите распределитель потока после заполнения резервуара в верхнее резьбовое соединение резервуара. Следите за тем, чтобы распределитель потока был между двумя плоскими уплотнителями.
11. Установите верхний трубопровод.
Подайте в систему давление и проверьте все открывавшиеся резьбовые соединения на герметичность (например, на слух).