تصفیه آب

کربن فعال 

( Activated carbon) يا كربن اكتيو به گروهي از مواد كربني با پوكي و سطح داخلي بالا گفته مي‌شود كه به‌دليل مساحت داخلي قابل توجه، ساختار پوك و منفذي، ظرفيت جذب بالا، قابليت فعال‌سازي مجدد سطح و همچنين قيمت پائين در مقايسه با جاذب‌هاي غيرآلي مانند زئوليتيك، مادهٔ منحصربه‌فردي مي‌باشند. كاربرد مهم و قابل اهميت آنها در جداسازي بو، رنگ، مزه‌هاي غيردلخواه از آب در عمليات‌هاي خانگي و صنعتي، بازيافت حلال، تصفيه هوا به‌ويژه در رستوران‌ها، صنايع غذائي و شيميائي مي‌باشد.
كربن فعال از پيروليز موادكربني از قبيل چوب، زغال‌سنگ ، هسته يا پوسته ميوه‌ها مانند پوسته نارگيل حاصل مي‌گردد و در مراحل بعدي تحت عمليات فعال‌سازي قرار مي‌گيرد. پيروليز موادكربني، بدون حضور هوا، باعث تخريب مولكول‌هاي غيرآلي مي‌شود كه يك ماده پودري كربني از آن ايجاد خواهد شد. جسم توليدشده داراي سطح ويژه و تخلخل بالايي مي‌باشد. سه فرايند اصلي براي فعال‌سازي كربن در نظر گرفته مي شود:

فعال‌سازي با بخارفعال‌سازي با دي اكسيد كربن فعال‌سازي شيميايي در ميان سه روش بالا فعال‌سازي با بخار بهترين گزينه به لحاظ زيست محيطي و اقتصادي است درحالي‌كه فعال‌سازي شيميايي بيشترين سطح و تخلخل را حاصل مي‌كند.

موارد مصرف كربن

موارد دارويي

براي درمان بعضي از مسموميت دارويي يا سموم خوراكي در ساعات اوليه پس از مصرف بكار ميرود.

مكانيسم اثر

كربن فعال به دليل داشتن خلل و فرج با اتصال به داروها و سموم موجود در لوله گوارشي جذب آنها را مختل مي‌كند.

متابوليسم دارو

مصرف آن خوراكي و جذب آن بسيار اندك است...

عوارض جانبي

سوء جذب و اسهال، تداخل در جذب ساير داروهاي خوراكي.

توليد كننده كربن فعال

جاکوبي Jacobi :توليد كننده كربن اكتيو ، جاكوبي برندي سوئدي است كه جزو با كيفيت ترين كربن اكتيو هاي جهان محسوب مي شود. البته نمونه تقلبي نيز دارد.با اين حال كربن جاكوبي اصلي در ايران نيز يافت مي شود.

نوريت Norit : نوريت برندي هلندي است كه جزو با كيفيت ترين كربن اكتيو هاي جهان مي باشد . نوريت اصلي در ايران يافت مي شود.

جاكوبا jacoba : برندي چيني از توليد كربن اكتيو مي باشد ( جاكوبا كربن اكتيو بر پايه پوسته نارگيل توليد ميكند).

انواع كربن فعال

كربن فعال پودري

كربن اكتيو پودري يا پودر كربن فعال سايز كمتر از 1 ميلي متر و قطر متوسط بين 0/15 – 0/25 ميلي متر دارد. مزيت مهم كربن فعال پودري مقدار بالاي سطح فعال در واحد حجم است، اما به دليل اندازه ريز ذرات افت فشار بالايي را ايجاد مي كند.كربن فعال پودري به صورت ذرات كربن فعال باقي مانده بر روي غربال مش 50 (0/297 ميليمتر) تعريف مي شوند. اين گروه كربن از مواد ريزتر كربن خرد يا آسياب شده كه 95-100% آن از غربال ذكر شده عبور مي كنند، ساخته شده اند. ASTM ذراتي كه از غربال مش 80 (0/177 ميليمتر) عبورمي كنند را دراين گروه طبقه بندي مي كند.

كربن فعال گرانول

كربن اكتيو گرانول در مقايسه با كربن اكتيو پودري سايز ذرات نسبتا بزرگتر و در نتيجه سطح خارجي كوچكتر دارند. به دليل سرعت بالاي نفوذ گازها و مايعات اين نوع كربن براي جذب و بخار مناسب مي باشد. كربن گرانول براي تصفيه آب، بوزدايي وجداسازي مواد موجود در جريانها و نيز در حوضچه هاي اختلاط سريع استفاده مي شوند. كربن فعال گرانول در سايزهاي 20×8، 40×20، 30×8 براي استفاده در فاز مايع و سايزهاي 6×4، 8×4، 10×4 براي استفاده در فاز بخار ساخته ميشوند.كربن اكتيو گرانول سايز 40×20 از ذراتي تشكيل شده است كه در محدوده مش 20 تا 40 هستند و از مش شماره 20 (0/84 ميليمتر) عبور مي كنند اما بر روي غربال استاندارد آمريكايي شماره 40 (0/42 ميليمتر) باقي مي مانند و عبور نمي كنند. محبوبترين نوع كربن فاز آبي، سايزهاي 30×8 و 40×12 هستند كه به دليل ايجاد تعادل مناسب بين پارامترهاي سايز، مساحت و افت فشار در اين نوع كربن گرانول مي باشد.

كربن فعال ميله اي يا كبريتي و مدادي

كربن اكتيو ميله اي يا كربن اكتيو مدادي به شكل استوانه اي است و قطري بين 0/8 تا 130 ميليمتر دارد. براي تهيه كربن فعال پودري را با يك پيوند دهنده به هم متصل كرده و درون يك بسته استوانه اي شكل قرار مي دهند. كربن فعال اكسترودد يا كربن فعال استوانه اي ويژگي هايي شامل افت فشار كم، قدرت مكانيكي بالا و ميزان غبار كم دارد و به‌طور عمده براي جذب در فاز گازي استفاده مي شوند.

کربن، فعال

کربن اکتیو یا زغال فعال اصطلاحی است که برای توصیف موادی (معمولاً آلی) که در دمای بالای 600 درجه فارنهایت (315 درجه سانتیگراد) گرم شده اند، یا ابتدا با اسید یا باز قوی آغشته شده و سپس در دمای بالای 450 درجه فارنهایت (232) گرم شده اند، استفاده می شود. این درمان باعث سوختن یا "کربنیزه کردن" مواد می شود. کربن یک میل ترکیبی طبیعی با مواد آلی دارد که به سطح آن می‌چسبد. فرآیند فعال سازی منافذ میکروسکوپی ایجاد می کند که سطح هر ذره را افزایش می دهد و کربن فعال را به یک جاذب بسیار قابل اعتماد تبدیل می کند.

زغال اکتیوها از طیف وسیعی از مواد آلی، از زغال‌سنگ گرفته تا چاله‌های هلو، ساخته می‌شوند. کربن فعال به صورت پودر (PAC)، دانه ای (GAC) و گلوله موجود است. نوع کربن فعال انتخاب شده احتمالاً به کاربرد مورد نظر آن بستگی دارد. کربن فعال با منافذ بزرگ برای جذب مواد شیمیایی آلی سنگین مانند بنزن مناسب تر است، در حالی که منافذ کوچکتر آلاینده های سبک تر و گاهی گازی را جذب می کنند.

کربن فعال در طول تاریخ برای حذف بو، رنگدانه های رنگی و عملکردهای کاتالیزوری مختلف استفاده شده است. با این حال، پیشرفت های اخیر فرآیند در ایجاد کربن فعال منجر به اکتشافات بیشتری برای استفاده از آن شده است. کربن تصفیه آب در حال حاضر یک عنصر کلیدی در تصفیه آب آشامیدنی، کاربردهای دستگاه فیلتر کلیه، تمیز کردن زباله های صنعتی در آب و در بازیافت طلا است.

ویژگی ها و چالش های کربن اکتیو

کربن اکتیو پودری

کربن فعال بسیار ریز است، با اندازه متوسط ​​ذرات تنها 20 میکرون و چگالی ظاهری 21.5 پوند بر فوت مکعب (34.4 کیلوگرم بر متر مکعب). هوادهی بسیار بالایی دارد، به این معنی که کوچکترین حرکت هوا ممکن است باعث شود که پودر کربن فعال دور شده و به صورت گرد و غبار ته نشین شود. این گرد و غبار به مایع تبدیل می شود یا خواص مایع را به خود می گیرد. گرد و غبار کربن فعال تقریباً هر چیزی را که روی آن قرار می گیرد از جمله ماشین آلات، لباس و پوست می پوشاند. به صورت پودر، برخی از کربن های فعال قادر به ایجاد یک انفجار گرد و غبار هستند.

یکی دیگر از مشکلات ذاتی کربن فعال این است که در آب و اکثر حلال ها نامحلول است. اپراتورها باید مراقب باشند که از نشت و پاکسازی فشرده و پرهزینه با جاروبرقی خشک که در پی خواهد آمد، جلوگیری کنند. برخی از گریدهای کربن فعال می توانند زیست تخریب پذیر باشند. اگر در فرآیند جابجایی به شدت آسیب ببیند، ماده ممکن است کارایی خود را به عنوان یک جاذب از دست بدهد. در قالب کربن فعال، کربن‌های فعال معمولاً دارای درجه آتش HMIS 3 هستند که نشان‌دهنده اشتعال پذیری بالا در حضور شعله باز، جرقه یا گرما است. آتش زغال فعال ممکن است پس از خاموش شدن آتش دوباره شعله ور شود. زغال چوب تازه تهیه شده ممکن است در مواجهه با هوا به طور خود به خود گرم شود و وجود آب این امر را تسریع می کند. همانطور که قبلا توضیح داده شد، کربن فعال پودری می تواند هوادهی کند و تمایل به مایع شدن دارد، که منجر به مسدود شدن کربن فعال پودر شده در خط انتقال می شود.

کربن اکتیو دانه ای

زغال اکتیو ممکن است تمایل به قفل شدن و مقاومت در برابر جریان در خط انتقال داشته باشد. اگر زغال فعال در کیسه های حجیم به تاسیسات منتقل شود، قاب هایی که برای تخلیه کیسه ها استفاده می شوند معمولاً به لوازم جانبی اضافی برای تخلیه کامل کربن فعال از کیسه نیاز دارند. این شامل ویژگی هایی مانند قاب های فنری است که با تخلیه و سبک شدن کیسه ها کشیده و کشیده می شوند، آنها را سفت می کند و هر گونه جیب کربن فعال را در گوشه های کیسه ها از بین می برد. فعال کننده های کیسه به طور کلی در هم زدن این مواد، جداسازی سنگدانه های کربن فعال و ترویج جریان بهتر موثر هستند. برخی از این دستگاه های فعال کننده کیسه همچنین به عنوان یک درزگیر ضد گرد و غبار بین کیسه فله و قیف گیرنده عمل می کنند. همانطور که کربن فعال قیف گیرنده را پر می کند، هوای داخل ظرف خارج می شود. تا زمانی که این هوا از فیلتر عبور نکند، امکان انتشار ذرات گرد و غبار کربن فعال موجود در هوا به اتمسفر اطراف افزایش می یابد. یک جمع کننده گرد و غبار نصب شده بر روی قاب تخلیه حاوی گرد و غبار کربن فعال در داخل سیستم انتقال خواهد بود. این نه تنها میزان تلاش های خانه داری را کاهش می دهد لازم است، اما اگر کلکتور مجهز به جت پالس معکوس باشد که به طور پنوماتیکی محیط فیلتر را تمیز می کند، می تواند ضایعات محصول را کاهش دهد و کربن فعال جمع آوری شده را به قیف گیرنده برمی گرداند.