Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Активоване вугілля


Активоване вугілля

План:


Введення

Активоване (активний) вугілля - пористе речовина, яку отримують з різних вуглець матеріалів органічного походження: деревне вугілля (марки активованого вугілля БАУ-А, ОУ-А, ДАК [1] та ін), кам'яновугільний кокс (марки активованого вугілля АГ-3, АГ-5, АР тощо), нафтовий кокс, кокосовий вугілля та ін Містить величезну кількість пор і тому має дуже великий питомою поверхнею на одиницю маси, внаслідок чого має високу адсорбцією. 1 грам активованого вугілля в залежності від технології виготовлення має питому поверхню від 500 до 1500 м . [2] Застосовують в медицині та промисловості для очищення, розділення та вилучення різних речовин.


1. Як працює вугілля

Є два основних механізми, якими активізований вуглець видаляє забруднювачі з води: адсорбція і каталітичне скорочення (процес, що змушує притягатися негативно заряджені іони забруднювача до позитивно зарядженого активованого вуглецю). Органічні сполуки видаляються адсорбцією, а залишкові дезінфікуючі засоби, такі як хлор, і хлораміни видаляються каталітичним скороченням.


2. Виробництво

Хороший активоване вугілля виходить з горіховою шкаралупи (кокосової, з кісточок деяких плодових культур.) Перш активоване вугілля робили з кісток великої рогатої худоби (кістковий вугілля [3]). Сутність процесу активації полягає в розтині пір, що знаходяться в вуглецевому матеріалі в закритому стані. Це робиться або термохімічні (попередньо матеріал просочують розчином хлориду цинку, карбонату калію або деякими іншими сполуками і нагрівають без доступу повітря), або шляхом обробки перегрітим парою вуглекислим газом або їх сумішшю при температурі 800-850 градусів. В останньому випадку технічно складно отримати парогазовий агент, який має таку температуру. Широко поширений прийом подачі в апарат для активації одночасно з насиченим паром обмеженої кількості повітря. Частина вугілля згоряє і в реакційному просторі досягається необхідна температура. Вихід активного вугілля в цьому варіанті процесу помітно знижується. Значення питомої поверхні пор у кращих марок активних вугіль може досягати 1800-2200 м 2; на 1 г вугілля. [2] Розрізняють макро-, мезо-та мікро-пори. Залежно від розмірів молекул, які потрібно утримати на поверхні вугілля, повинен виготовлятися вугілля з різними співвідношеннями розмірів пор.


3. Застосування

Класичний приклад використання активованого вугілля пов'язаний з використанням його в протигазі. Розроблений Н. Д. Зелінським протигаз врятував безліч життів солдат у першій світовій війні. До 1916 року він був прийнятий на озброєння майже всіх європейських армій. Активоване вугілля застосовується в медицині, хімічній, як носій каталізаторів, а в багатьох реакціях сам діє як каталізатор, фармацевтичної і харчової промисловості. Фільтри, що містять активоване вугілля, використовуються в багатьох сучасних моделях пристроїв для очищення питної води. Спочатку для очищення цукрового сиропу від фарбувальних речовин при цукроварінні використовувався кістковий активоване вугілля. Однак, таким чином, цей цукор не можна було вживати в піст, як має тваринне походження. Цукрозаводчики почали випускати "пісний цукор", який або не очищався і мав вигляд кольорових помадок, або чистити через деревне вугілля.


4. Характеристики активованого вугілля

4.1. Розмір пор

Визначальний вплив на структуру пір активованого вугілля надають вихідні матеріали для їх отримання. Активовані вугілля на основі шкаралупи кокосів характеризуються більшою часткою мікропор (до 2 нм), на основі кам'яного вугілля - більшою часткою мезопор (2-50 нм). Велика частка макропор характерна для активованих вугілля на основі деревини (більше 50 нм).

Мікропори особливо добре підходять для адсорбції молекул невеликого розміру, а мезопор - для адсорбції більших органічних молекул.


4.2. Йодний індекс

Більша частина вуглецю переважно адсорбують маленькі молекули. Йодний індекс - самий фундаментальний параметр, який використовується, щоб характеризувати активовану вуглецеву роботу. Йодний індекс - міра рівня активності (більше високе число вказує на більш високу ступінь активації), часто вимірюється в мг / г (типовий діапазон 500-1200 мг / г). Йодний індекс - це також міра змісту мікропори активованого вугілля (від 0 до 20 ), або до 2 нм), що еквівалентно площі поверхні вуглецю між 900 м / г і 1100 м / м. Це стандартна міра при використанні активованого вугілля для очищення речовин в рідкій фазі.


4.3. Твердість

Це міра опору активованого вугілля стирання. Це важливий індикатор активованого вугілля, необхідний для підтримки його фізичної цілісності і протистояння фрикційним силам, процесу зворотного промивання і т. д. Є значні відмінності у твердості активованого вугілля, залежно від сировини і рівня активності.


4.4. Гранулометричний склад

Чим менше розмір частки активованого вугілля, тим краще доступ до площі поверхні і швидше рівень адсорбції. У системах фази пара це потрібно враховувати при зниженні тиску, який торкнеться витрати енергії. Уважний розгляд гранулометричного складу може забезпечити суттєву операційну вигоду.

5. Фармакологія

Надає ентеросорбірующее, дезінтоксикаційну та протидіарейні дію. Відноситься до групи полівалентних фізико-хімічних антидотів, володіє великою поверхневою активністю, адсорбує отрути і токсини з шлунково-кишкового тракту (ШКТ) до їх всмоктування, алкалоїди, глікозиди, барбітурати та ін снодійні, лікарські засоби для загальної анестезії, солі важких металів, токсини бактеріального, рослинного, тваринного походження, похідні фенолу, синильної кислоти, сульфаніламіди, гази. Активний як сорбент при гемоперфузії. Слабо адсорбує кислоти і луги, а також солі заліза, ціаніди, Малатіон, метанол, етиленгліколь. Не дратує слизисті оболонки. При лікуванні інтоксикацій необхідно створити надлишок вугілля в шлунку (до його промивання) і в кишечнику (після промивання шлунка). Зменшення концентрації вугілля в середовищі сприяє десорбції пов'язаного речовини і його всмоктуванню (для попередження резорбції звільнився речовини рекомендується повторне промивання шлунка і призначення вугілля). Наявність харчових мас в ШКТ вимагає введення у високих дозах, так як вміст ШКТ сорбується вугіллям і його активність знижується. Якщо отруєння викликане речовинами, що беруть участь в ентерогепатичній циркуляції ( серцеві глікозиди, індометацин, морфін і ін опіати), необхідно застосовувати вугілля протягом декількох днів. Особливо ефективний як сорбенту при гемоперфузії у випадках гострих отруєнь барбітуратами, глютатімідом, теофіліном. Знижує ефективність одночасно прийнятих лікарських засобів, зменшує ефективність лікарських засобів, що діють на слизову оболонку шлунково-кишкового тракту (у тому числі іпекакуани і термопсису).

Призначається при наступних свідченнях: дезинтоксикация при підвищеній кислотності шлункового соку при екзо-і ендогенних інтоксикаціях: диспепсія, метеоризм, процеси гниття, бродіння, гіперсекреція слизу, HCl, шлункового соку, діарея; отруєння алкалоїдами, глікозидами, солями важких металів, харчова інтоксикація; харчова токсикоінфекція, дизентерія, сальмонельоз, опікова хвороба у стадії токсемії і септико; ниркова недостатність, хронічний гепатит, гострий вірусний гепатит, цироз печінки, атопічний дерматит, бронхіальна астма, гастрит, хронічний холецистит, ентероколіт, холецистопанкреатит; отруєння хімічними сполуками і лікарськими засобами (у тому числі фосфорорганічними і хлорорганічними сполуками, психоактивними лікарськими засобами), алергічні захворювання, порушення обміну речовин, абстинентний алкогольний синдром; інтоксикація у онкологічних хворих на тлі променевої та хіміотерапії, підготовка до рентгенологічних і ендоскопічних досліджень (для зменшення вмісту газів в кишечнику).

Протипоказаний при виразкових ураженнях шлунково-кишкового тракту (у тому числі виразкової хвороби шлунка і 12-палої кишки, неспецифічному виразковому коліті), кровотечах з ШКТ, одночасному призначенні антитоксичних лікарських засобів, ефект яких розвивається після всмоктування ( метіонін і ін.)

Як побічних ефектів називаються диспепсія, запори або діарея; при тривалому застосуванні - гіповітаміноз, зниження всмоктування з ШКТ поживних речовин ( жирів, білків), гормонів. При гемоперфузії через активоване вугілля - тромбоемболія, геморагії, гіпоглікемія, гіпокальціємія, гіпотермія, зниження артеріального тиску.


Примітки

  1. ГОСТ 6217-74
  2. 1 2 Водопідготовка: Довідник. / Под ред. С. Є. Бєлікова. М.: Аква-Терм, 2007. - 240 с.
  3. Див розділ "Кістяний вугілля" в ст. Кістки / / Енциклопедичний словник Брокгауза і Ефрона : В 86 томах (82 т. і 4 доп.) - СПб. , 1890-1907.

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Викопне вугілля
Деревне вугілля
Буре вугілля
Підземна газифікація вугілля
Європейське об'єднання вугілля і сталі
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru