انواع کربن اکتیو
کربن اکتیو در صنایع مختلفی از جمله تصفیه آب آشامیدنی و صنعتی استفاده می شود. این ماده از گروهی از مواد کربنی با پوکی و سطح داخلی بالا ساخته شده است، همچنین دارای جذب سطحی بسیار بالایی می باشد. کربن فعال قادر است بو، رنگ، طعم نامطبوع و کلر آزاد موجود در آب را حذف کند. از مزیت های مهم کربن اکتیو در دسترس بودن و قیمت مناسب آن است.
به همین دلیل کاربردهای بسیار زیادی در صنایع مختلف دارد. کربن اکتیو از مواد مختلفی از جمله چوب، مواد زغالی و پوسته نارگیل ساخته شده است. این ماده بر اساس ساختار، نوع تخلخل و روش تولید انواع مختلفی دارد. در این مقاله به بررسی انواع کربن فعال می پردازیم:
کربن اکتیو دانه ای (Granular Activated Carbon)
کربن فعال گرانول یا دانه ای دارای ذرات با قطر متوسط 0.2 تا 5 میلی متر است. از کربن اکتیو گرانول برای حذف بو و طعم نامطبوع آب در بیشتر دستگاه های تصفیه آب خانگی استفاده می شود.
از این ماده به دلیل داشتن جذب سطحی بالا برای جذب گازها و بخارها استفاده می شود. برای استفاده در فاز مایع کربن فعال با سایزهای ۲۰×۸، ۴۰×۲۰، ۳۰×۸ و برای استفاده در فاز بخار سایزهای ۶×۴، ۸×۴، ۱۰×۴ مناسب می باشند.
سایز ۴۰×۲۰ زغال فعال دارای ذراتی در محدوده مش 20 تا 40 می باشد، به این صورت از مش شماره 20 (0/84 میلی متر) عبور کرده و بر روی غربال استاندارد آمریکایی شماره 40 (0/84 میلی متر) باقی می مانند.
کربن های سایز 3۰×8 و 40×12 به دلیل اینکه بین پارامترهای سایز، مساحت و افت فشار تعادل مناسب ایجاد می کنند، محبوب ترین نوع کربن فعال در فاز آبی می باشند.
تفاوت کربن فعال دانه ای با کربن فعال پودری در سایز دانه های آن ها می باشد. دانه های کربن گرانول بزرگتر می باشند و به همین دلیل دارای سطح خارجی کوچکتری هستند.
کربن فعال میله ای یا کبریتی
کربن اکتیو میله ای یا زغالی همان طور که از اسم آن پیداست، به شکل استوانه ای می باشد و قطر آن 0.8 تا 5 میلی متر است. از این نوع کربن فعال در صنایع مختلف از جمله دستگاه های تصفیه آب خانگی استفاده می شود.
کربن فعال میله ای به این صورت ساخته می شود، که ذرات کربن پودری با استفاده از یک پیوند دهنده به هم متصل می شوند و در یک استوانه قرار می گیرند. از کربن اکتیو میله ای برای جذب در فاز گازی استفاده می شود و از مزیت های آن می توان به قدرت مکانیکی بالا، فشار پایین و مقدار غبار پایین اشاره کرد. به این نوع کربن، کربن اکسترود نیز گفته می شود.
می توانید برای مطالعه بیشتر به مطلب کاربرد کربن فعال مراجعه کنید.
کربن اکتیو پودری
در بین انواع کربن فعال، نوع پودری آن کوچکترین ذرات را دارد. سایز ذرات در این نوع کربن کمتر از یک میلی متر و قطر آن ها بین 0.15 تا 0.25 میلی متر است.
کربن اکتیو پودری سطح فعال بالایی در واحد حجم دارد، که مزیت بسیار مهمی محسوب می شود، ولی در عین حال اندازه ریز ذرات موجب ایجاد افت فشار بالا می شود.
اصطلاح مش برای تعیین ویژگی های فیزیکی کربن به کار می رود و به معنای توزیع اندازه ذرات کربن اکتیو است. کربن فعال پودری، ذرات کربن فعال باقی مانده بر روی غربال مش 50 (0.297 میلیمتر) می باشد.
این نوع کربن فعال از کربن خرد یا آسیاب شده که 95 تا 100 درصد آن از غربال مش 50 عبور می کند، تولید می شود. ذراتی که از غربال مش 80 (0.177 میلی متر) عبور می کنند، توسط ASTM در این گروه گذاشته شده است.
انواع کربن اکتیو بر اساس نوع تخلخل
کربن فعال علاوه بر دسته بندی بر اساس ساختار، بر اساس منافذ روی سطح و نوع تخلخل نیز دسته بندی می شود. بر این اساس زغال فعال دارای سه نوع میکرو تخلخل (Micropores)، ماکرو تخلخل (Macropores) و مزو تخلخل (Mesopores) می باشد. این سه نوع در نوع منافذ و اندازه آن ها با هم متفاوت هستند و به همین دلیل کاربردهای مختلفی دارند.
• کربن اکتیو میکرو تخلخل:
این نوع کربن دارای منافذ یک نانومتری است و برای حذف طعم و بو استفاده می شود.
• کربن اکتیو ماکرو تخلخل:
قطر منافذ ماکروتخلخل 25 نانومتر است و بیشتر برای جذب مایعات و گاز استفاده می شود.
• کربن اکتیو مزو تخلخل:
این نوع کربن اکتیو دارای ذراتی با قطر یک تا 25 نانومتر می باشد.
انواع کربن اکتیو بر اساس روش تولید
برای تولید کربن فعال از دو روش مختلف استفاده می شود و کربن فعال تولید شده توسط این دو روش ویژگی ها و کاربردهای مختلفی با هم دارند. در ادامه به بررسی این دو روش تولید می پردازیم:
کربن فعال تولید شده با مواد شیمیایی
در این روش کربن فعال با استفاده از مواد اسیدی یا قلیایی از قبیل اسید سولفوریک، کربنات پتاسیم و سدیم ساخته می شود. کربن تولید شده در این روش منافذ درشتی دارد و به همین علت برای حذف ذرات معلق در آب و فاضلاب استفاده می شود.
تولید کربن اکتیو در این روش به این صورت است، که چوب درخت گردو، نارگیل و موارد دیگر با اسید سولفوریک و دیگر مواد شیمیایی ترکیب شده و خمیر می شوند. در آخر کربن فعال با دما 500 تا 800 درجه سانتی گراد حرارت داده می شود.
مطلب انواع فیلترهای کربن فعال را حتما مطالعه کنید.
کربن فعال تولید شده با حرارت و بخار
در این روش تنها کافی است زغال تولید شده از چوب درختان و موارد دیگر را در محیط بسته با دما 800 تا 1100 درجه سانتی گراد حرارت داده شود، به این صورت کربن موجود در آن ها فعال می شود.
در صورتی که مواد زغالی حرارت داده شوند و با بخار آب در تماس باشند، منافذ با اندازه های ریز و درشت بر روی آن ها ایجاد می شود، ماده ایجاد شده جذب بسیار بالایی دارد.
تصفیه آب آبین عرضه کننده انواع کربن اکتیو و فیلترهای تصفیه آب می باشد. در صورت نیاز به دریافت مشاوره در مورد خرید و قیمت کربن فعال با شماره های موجود در وبسایت تماس بگیرید، مشاوران و متخصصان تیم ما به صورت رایگان شما را راهنمایی می کنند.
