Активен въглен Кръгла информация
Въглен и активен въглен Обобщаваме нейното описание и история въз основа на описанието на Бела Ленгьел през 1940 г., което и до днес е напълно вярно.
"Предшественикът на активен въглен е фино смлян въглен. Той се произвежда от векове за гориво в дълбоки гори чрез загряване на дървесината в херметично затворено пространство. При отлагания на въглища дърветата, покрити с глинеста почва, са овъглени. Този метод на производство е неикономичен и екологични. Същността на древната технология е, че дървото, подредено на купчина, е било закърпено с кал и глина отвън и след това се е запалило в подходящ канал, като се е уверило, че е необходимо само несъвършеното горене. Процесът продължи 7- 8 дни и всички ценни газообразни и течни странични продукти, образувани по време на овъгляването, се пушат във въздуха.
Съвременното производство е много по-икономично. Дървесината се овъглява в затворени реторти чрез външно изпичане и наскоро чрез овъгляване с горещ, негорим газ, водещ до дървесина, поставена в затворено пространство. Тези процеси вече гарантират, че страничните продукти не се губят: заедно с карбонизацията се произвеждат метилов алкохол или въглен, ацетон, оцетна киселина и дървесна вар, а останалата дървесна катран се възстановява окончателно. В допълнение към производството на дървени въглища, тези продукти не са с пренебрежимо малка стойност.
Най-ранната употреба на въглища е била в желязната и стоманената промишленост. Днес тя е загубила тази роля, тъй като топилните заводи са преминали към използването на новоизвестен, неизвестен досега кокс на пазара. Въпреки това в Урал все още се произвеждат 700 000 тона чугун годишно с въглен. Като много чист въглен, той играе роля и в други области на металургията, но се използва при производството на много химически продукти, като въглеродна сяра, натриев цианид, феросилиций.
Все още се използва като гориво в малки индустрии, ковачи, домакинства за скара и в химически лаборатории.
В допълнение към тези употреби, прилагането на оцветители за въглища, дезодоранти, вещества, разтворени в газове и течности, позволи на многобройни индустриални и екологични приложения да станат все по-важни и да се превърнат в огромна индустрия.
Капацитетът на адсорбция на въглен е показан от 15 век. Той е признат през 18 век, но с първото си практическо приложение едва през 18 век. LOWITZ го използва за пречистване на кристали от винена киселина, за пречистване на сокове от захарна фабрика LIPMANN и дори SCHEELE го използва за абсорбиране на различни газове.
Адсорбцията се осъществява на повърхността на адсорбента. Повърхността свързва молекулите на газа, течността или разтвореното вещество в контакт с нея с висок афинитет и по този начин адсорбираният материал се натрупва върху нея в големи количества. Адсорбцията обикновено е по-лесна, колкото по-високо е молекулното тегло на веществото, което трябва да се адсорбира. Така най-големите молекули, напр. свързва високомолекулните багрила и други замърсители във водни разтвори, както и високомолекулните, т.е. лесно втечняващи се газове от газови смеси, най-бързо, което означава известна селективност при адсорбцията.
Капацитетът на адсорбция на въглен не е еднакво свойство на цялата повърхност, а е свързан с така наречените активни места, които повече или по-малко присъстват на повърхността. Чрез целенасочено увеличаване на броя на активните сайтове, ние можем да увеличим адсорбционния капацитет. Следователно активирането означава производство на въглерод с повишена адсорбционна способност.
Активният въглен се произвежда най-често от въглен или дърво. Най-простият метод е излагането на правилно произведените въглищни брикети на водна пара, нагрята до над 7 до 800 градуса по Целзий. Водната пара реагира с повърхността на въглен в реакция на воден газ. И без това зигзагообразната и пореста повърхност е още по-абразивна и в същото време броят на активните места се увеличава.
Алтернативно дървото или друг целулозен материал се химически карбонизират с цинков хлорид или фосфорна киселина. Вместо дърво, вместо дърво може да се използва кора от костилкови плодове, торф, органични вещества от животински произход, както и кости. Само 6-10% от последната се състои от въглерод, а останалата част се състои главно от калциев фосфат.
Активният въглен намира многобройни приложения в съвременните технологии. Трябва да се спомене неговата употреба, основана предимно на оцветяващите и изсветляващи свойства. Или чрез смесване на материала с прах, суспензия или евентуално колоиден разтвор на активен въглен, или чрез натискане на филтърни вложки и преминаване на материала през филтри, съдържащи такива вложки. Също така може да се използва успешно за премахване на миризми и аромати от активен въглен, например в хранителната индустрия. Играе важна роля в процесите на пречистване на водата. Отстраняването на бактерии и други живи организми, които са опасни за здравето от питейната вода, се извършва най-добре чрез хлориране. Самият хлор обаче е отровен и неговите съединения както с вода, така и с органични замърсители могат да имат лош вкус и да бъдат токсични, така че дори следите от тях трябва да бъдат отстранени от водата. В това отношение в някои случаи активният въглен върши много добра работа. "