Активированный уголь вики. От чего принимают активированный уголь. Активированный уголь. Состав

Вместе с тем далеко не каждый знает нюансы применения того же активированного угля. Даже если имеется представление о том, что он от отравлений, то от каких, в каких количествах и как долго его применять? С чем сочетать? Чем запивать? И как еще активированный уголь можно применить, кроме как внутрь в качестве сорбента?

Что такое активированный уголь?

Активированный или, как его еще называют, активный уголь представляет собой пористый материал, получаемый из всего разнообразия органических углеродосодержащих продуктов. Обычно это:

древесина и древесный уголь,
каменноугольный кокс,
торф,
нефтяной кокс,
кокосовый уголь (из скорлупы кокосовых орехов),
битумный уголь.

Для получения продукта сырье обугливается, а затем активируется. Активация - это вскрытие пор углеродного материала путем обработки его химическими веществами, углекислым газом или перегретым паром. Активированный уголь содержит огромное количество пор, потому и отличается широкой удельной поверхностью, высокой сорбционной способностью. Поверхность 1 грамм активированного угля может иметь удельную поверхность площадью до 1500 м². В зависимости от размеров молекул, с которыми придется взаимодействовать углю, его изготавливают с разными соотношениями размеров пор. Сорбционные способности активированного угля по достоинству оценены фармакологией и медициной, металлургической и химической промышленностью, где уголь применяется для очистки, разделения и извлечения самых разных веществ.

Человечеством было подмечено, что прием внутрь угольного порошка демонстрирует хорошие результаты в терапии пищевых отравлений, интоксикаций солями тяжёлых металлов, в лечении тяжёлых инфекционных заболеваний, будь то дизентерия, холера или брюшной тиф. Не менее положительное влияние угля отмечается в терапии гастритов, колитов, диарей с рвотой, повышении кислотности желудочного сока.

Действие активированного угля на организм человека

В фармакологии активно используются энтеросорбирующие и дезинтоксикационные действия активированного угля . Энтеросорбенты - это твердые тела или жидкости, применяемые для впитывания/поглощения из пространства желудочно-кишечного тракта эндо- и экзотоксинов. Применяются перорально, слизистую оболочку пищеварительного тракта не раздражают.

Активированный уголь , будучи физико-химическим антидотом, характеризуется высокой поверхностной активностью и отлично поглощает яды и токсины, локализирующиеся в желудочно-кишечном тракте.

Среди веществ, во избежание всасывания которых, применяется :

алкалоиды,
гликозиды,
барбитураты, глютатимид, теофиллин - в составе гемоперфузии,
снотворные и анестетики,
соли тяжелых металлов,
производные фенола,
производные синильной кислоты,
сульфаниламиды,
токсины различного происхождения - бактериального, растительного, животного,
газы,
в меньшей мере - кислоты и щелочи, соли железа, цианиды, метанол, этиленгликоль.

Чаще всего применение активированного угля происходит при отравлениях различными лекарствами, растительными ядами и прочими химическими веществами. Менее действенен уголь при отравлениях сильными кислотами, щелочами, цианидами, препаратами железа. В таких случаях активированный уголь используют для промывания желудка:

1 столовая ложка порошка растворяется в 1 л воды
по 20-30 г (иногда до 80-100 г) в виде жидкой взвеси в 100-150 мл воды.

Вводить угольный порошок (или измельчённые таблетки) в желудок необходимо до и после его промывания.

Механизм действия активированного угля в пищеварительном тракте будет реализован при условии высокого, чрезмерного количества угля в желудке и кишечнике. Если концентрацию вещества снизить, происходит обратный процесс десорбции токсинов и их всасывания. Если ЖКТ не промывается, и в желудке имеются пищевые массы, то высокие дозировки активированного угля обоснованы тем, что содержимое ЖКТ также будет сорбироваться углем и частично занимать на себя его потенциал. По схожей причине активированный уголь не рекомендуют сочетать с приемом других препаратов схожего или смежного действия (действующих на слизистую оболочку ЖКТ). Любые из них будут занимать на себя сорбирующее действие угля, а в результате действие и того, и другого не будет достаточно выраженным.

Показания к применению активированного угля

Активированный уголь - это лекарственное средство, естественно имеющее ряд показаний к своему использованию. Кроме того, что уголь можно принимать в превентивных целях при подозрениях на пищевое отравление, он будет актуальным и при следующих диагнозах:

повышение кислотности желудочного сока при экзо- и эндогенных интоксикациях:

диспепсия,
метеоризм,
гниение и брожение пищевых масс в ЖКТ,
гиперсекреция слизи, желудочного сока, соляной кислоты,
диарея;

отравление:

алкалоидами,
гликозидами,
солями тяжёлых металлов,
пищевая интоксикация;

пищевая токсикоинфекция:

дизентерия,
сальмонеллёз,
ожоговая болезнь в стадии токсемии и септикотоксемии;

хронические формы и обострения заболеваний пищеварительного тракта, почек, печени, желчного:

почечная недостаточность,
хронический гепатит,
острый вирусный гепатит,
цирроз печени,
гастрит,
хронический холецистит,
энтероколит,
холецистопанкреатит;

отравления химическими соединениями и лекарственными средствами (в том числе фосфорорганическими и хлорорганическими соединениями, психоактивными лекарственными средствами);
аллергические заболевания:

атопический дерматит,
бронхиальная астма;

нарушения обмена веществ;
алкогольный абстинентный синдром;
интоксикация у онкологических больных на фоне лучевой и химиотерапии;

Актуально применение активированного угля на этапе подготовки к рентгенологическим и эндоскопическим исследованиям. Делается это для уменьшения содержания газов в кишечнике.

Вместе с тем активированный уголь отличается и рядом противопоказаний. С осторожностью и не вопреки назначениям врача его нужно применять при язвенных поражениях пищеварительного тракта. При таких заболеваниях он чаще всего противопоказан - это язвенные болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, язвенный колит, кровотечения из тракта. Также не лучшим решением будет сочетать прием активированного угля с антитоксическими лекарствами, действию которых предшествует всасывание.

В большинстве случаев активированный уголь благоприятно воспринимается организмом, но возможно и развитие побочных эффектов. Среди них:

диспепсические явления - запоры, диарея;
гиповитаминоз;
снижение усвояемости питательных веществ и макронутриентов в пищеварительном тракте;
гемоперфузия с использованием активированного угля может обусловить гипотензию, тромбоэмболии и геморрагии, а также гипогликемии и гипокальциемии.

Побочные эффекты имеют склонность к развитию в случае длительного применения активированного угля .

Как еще применяют активированный уголь?

Такой сорбент находит применение не только в фармакологии и медицине, но и в других сферах промышленности, а также в домашнем быту и для выполнения косметических процедур.

Активированный уголь - чаще всего неотъемлемый компонент средств индивидуальной защиты органов дыхания, противогазов.
Активированный уголь на сегодняшний день нередко входит в состав устройств для очистки питьевой воды.
В пищевой промышленности активированным углем можно очистить сахар, растительные и животные масла; с его использованием готовят карамель, лимонную, молочную и другие органические кислоты.
В металлургической и химической промышленностях углю находится применение в извлечении драгоценных металлов, флотации руды, производстве каучука, стекла, минеральных масел, химреактивов и лакокрасочной продукции.

На этом применение активированного угля промышленностью не заканчивается, но гораздо полезнее знать, как применить таблетки активированного угля в домашних условиях.

В качестве освежителя воздуха . Чтобы устранить или не допустить неприятный или застоявшийся запах в туалете, ванной, кладовке, холодильнике, а также в ящиках стола, буфетах и чуланах. Применение активированного угля позволяет предотвратить возникновение плесени. Растолченный уголь нужно разложить по матерчатым мешочкам, например, марлевым или же по коробочкам с дырочками. Когда срок адсорбции угля истечет, следует заменить вещество на свежее.

В качестве натурального ароматизатора (для того же воздуха). Горсть активированного угля нужно растолочь в порошок. Смешать с таким количеством 7-8%-го раствора нитрата калия, чтобы получилась консистенция крутого теста. В полученный продукт добавить несколько грамм любимого запаха - корицы, хвои, мяты, ванилина, гвоздики, а еще лучше эфирные масла этих продуктов. Из полученной массы нужно вылепить небольшие пирамидки или конусы, а затем высушить их. По мере надобности пирамидку нужно поджигать, она будет тлеть и выделять приятный аромат.

В стельках для обуви . Активированный уголь можно вшить в ткань, придать ей форму стелек для обуви и использовать по назначению. В результате о неприятном запахе из обуви забудут те, что много находится на ногах или чьи пятки отличаются повышенной потливостью. Аналогичным образом можно применять растолченный в порошок уголь, только вкладывать его в обувь на ночь. Утром от неприятного запаха не останется и следа.

В масках для кожи лица . Активированный уголь хорошо очищает не только пищеварительный тракт, но и кожу. Его применение - отличная профилактика прыщей, подходит для жирной кожи с крупными порами. Например, можно смешать 1 ч.л. порошка из таблетированного угля, 1 ч.л. сока или геля алоэ вера, 1 ч.л. дистиллированной, а лучше розовой воды, 5 капель масла чайного дерева, 1 щепотку морской соли. Все хорошенько перемешать, нанести на лицо, оставить высыхать, после чего смыть.

В зубном порошке или пасте . Активированный уголь отлично удаляет зубной налет. Но частить с его добавлением в средства для очистки зубов не нужно, поскольку даже самые мелкие его крупинки при регулярном использовании повредят зубную эмаль. Для безопасного и эффективного действия достаточно чистить активированным углем зубы раз в неделю. Нанесите пасту на зубную щетку и окуните щетку в угольный порошок, чтобы паста полностью покрылась слоем порошка. Чистите зубы как обычно, не пугайтесь черному цвету, а хорошенько прополощите рот в завершение процедуры.

Структура

Производство

Классификация

Основные характеристики

Области применения

Регенерация

История

Активированные угли Carbonut

Документация

Сырье и химический состав

Активированный (или активный) уголь (от лат. carbo activatus) — это адсорбент - вещество с высоко развитой пористой структурой, которое получают из различных углеродсодержащих материалов органического происхождения, таких как древесный уголь, каменноугольный кокс, нефтяной кокс, скорлупа кокоса, грецкого ореха, косточки абрикоса, маслины и других плодовых культур. Наилучшим по качеству очистки и сроку службы считается активированный уголь (карболен), изготовленный из скорлупы кокоса, а благодаря высокой прочности его можно многократно регенерировать.

Активированный уголь с точки зрения химии - это одна из форм углерода с несовершенной структурой, практически не содержащая примесей. Активированный уголь на 87-97 % по массе состоит из углерода, также может содержать водород, кислород, азот, серу и другие вещества. По своему химическому составу активированный уголь сходен с графитом , материалом, используемым, в том числе в обычных карандашах. Активный уголь, алмаз, графит - это все различные формы углерода, практически не содержащие примесей. По своим структурным характеристикам активные угли относятся к группе микрокристаллических разновидностей углерода - это графитовые кристаллиты, состоящие из плоскостей протяженностью 2-3 нм, которые в свою очередь образованы гексагональными кольцами. Однако типичная для графита ориентация отдельных плоскостей решетки относительно друг друга в активных углях нарушена - слои беспорядочно сдвинуты и не совпадают в направлении, перпендикулярном их плоскости. Кроме графитовых кристаллитов активированные угли содержат от одной до двух третей аморфного углерода, наряду с этим присутствуют гетероатомы. Неоднородная масса, состоящая из кристаллитов графита и аморфного углерода, определяет своеобразную пористую структуру активированных углей, а также их адсорбционные и физико-механические свойства. Наличие химически связанного кислорода в структуре активных углей, образующего поверхностные химические соединения основного или кислого характера, значительно влияет на их адсорбционные свойства. Зольность активного угля может составлять 1-15 %, иногда его обеззоливают до 0,1-0,2 %.

Структура

Активный уголь имеет огромное количество пор и поэтому обладает очень большой поверхностью, вследствие чего обладает высокой адсорбцией (1 г активного угля, в зависимости от технологии изготовления имеет поверхность от 500 до 1500 м 2). Именно высокий уровень пористости делает активированный уголь «активированным». Увеличение пористости активного угля происходит во время специальной обработки - активации, которая значительно увеличивает адсорбирующую поверхность.

В активированных углях различают макро-, мезо- и микро- поры. В зависимости от размеров молекул, которые нужно удержать на поверхности угля, должен изготавливаться уголь с разными соотношениями размеров пор. Поры в активном угле классифицируют по их линейным размерам - Х (полуширина - для щелевидной модели пор, радиус - для цилиндрической или сферической):

Х <= 0,6-0,7 нм - микропоры;
0,6-0,7 < Х < 1,5-1,6 нм - супер- микропоры;
1,5-1,6 < Х < 100-200 нм - мезопоры;
Х > 100-200 нм - макропоры.

Для адсорбции в микропорах (удельный объем 0,2-0,6 см 3 /г и 800-1000 м 2 /г), соизмеримых по размерам с адсорбируемыми молекулами, характерен главным образом механизм объемного заполнения. Аналогично происходит адсорбция также в супермикропорах (удельный объем 0,15-0,2 см 3 /г) - промежуточные области между микропорами и мезопорами. В этой области свойства микропор постепенно вырождаются, свойства мезопор проявляются. Механизм адсорбции в мезопорах заключается в последовательном образовании адсорбционных слоев (полимолекулярная адсорбция), которое завершается заполнением пор по механизму капиллярной конденсации. У обычных активных углей удельный объем мезопор составляет 0,02-0,10 см 3 /г, удельная поверхность 20-70 м 2 /г; однако у некоторых активных углей (например, осветляющих) эти показатели могут достигать соответственно 0,7 см 3 /г и 200-450 м 2 /г. Макропоры (удельный объем и поверхность соответственно 0,2-0,8 см 3 /г и 0,5-2,0 м 2 /г) служат транспортными каналами, подводящими молекулы поглощаемых веществ к адсорбционному пространству гранул активированного угля. 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 исходное сырье, из которого их получают. Активные угли на основе скорлупы кокоса характеризуются большей долей микропор, а активированные угли на основе каменного угля - большей долей мезопор. Большая доля макропор характерна для активированных углей на основе древесины. В активном угле как правило существуют все разновидности пор, и дифференциальная кривая распределения их объема по размерам имеет 2-3 максимума. В зависимости от степени развития супермикропор различают активные угли с узким распределением (эти поры практически отсутствуют) и широким (существенно развиты).

В порах активного угля существует межмолекулярное притяжение, которое приводит к возникновению адсорбционных сил (Ван-дер-Вальсовые силы), которые по своей природе сродни силе гравитации с той лишь разницей, что действуют они на молекулярном, а не на астрономическом уровне. Эти силы вызывают реакцию, подобную реакции осаждения, при которой адсорбируемые вещества могут быть удалены из водных или газовых потоков. 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).
Химические реакции также могут возникать между адсорбируемыми веществами и поверхностью активированного угля. Эти процессы называются химической адсорбцией или хемосорбцией, однако в основном процесс физической адсорбции происходит при взаимодействии активированного угля и адсорбируемого вещества. Хемосорбция широко применяется в промышленности для очистки газов, дегазации, разделения металлов, а также в научных исследованиях. Физическая адсорбция обратима, то есть адсорбируемые вещества могут быть отделены от поверхности и возвращены в их первоначальное состояние при определенных условиях. При хемосорбции, адсорбируемое вещество связано с поверхностью посредством химических связей, изменяя его химические свойства. Хемосорбция не обратима.

Некоторые вещества слабо адсорбируются на поверхности обычных активированных углей. К числу таких веществ относятся аммиак, диоксид серы, пары ртути, сероводород, формальдегид, хлор и цианистый водород. Для эффективного удаления таких веществ используются активные угли, импрегнированные специальными химическими реагентами. Импрегнированные активированные угли используются в специализированных областях применения воздухо- и водоочистки, в респираторах, для военных целей, в атомной промышленности и др.

Производство

Для производства активированного угля используют печи различного типа и конструкции. Наибольшее распространение получили: многополочные, шахтные, горизонтальные и вертикальные роторные печи, а также реакторы с кипящем слоем. Основные свойства активных углей и прежде всего пористая структура определяются видом исходного углеродсодержащего сырья и способом его переработки. Сначала углеродсодержащее сырье измельчают до размера частиц 3-5 см, затем подвергают карбонизации (пиролизу) - обжигу при высокой температуре в инертной атмосфере без доступа воздуха для удаления летучих веществ. На стадии карбонизации формируется каркас будущего активного угля - первичная пористость и прочность.

Однако, полученный карбонизированный уголь (карбонизат) обладает плохими адсорбционными свойствами, поскольку размеры его пор невелики и внутренняя площадь поверхности очень мала. Поэтому карбонизат подвергают активации для получения специфической структуры пор и улучшения адсорбционных свойств. Сущность процесса активации состоит во вскрытии пор, находящихся в углеродном материале в закрытом состоянии. Это делается либо термохимически: предварительно материал пропитывают раствором хлорида цинка ZnCl 2 , карбоната калия К 2 СО 3 или некоторыми другими соединениями и нагревают до 400-600 °С без доступа воздуха, либо, наиболее распространенным путем обработки - перегретым паром или углекислым газом СО 2 или их смесью при температуре 700-900 °С в строго контролируемых условиях.
Активация водяным паром представляет собой окисление карбонизованных продуктов до газообразных в соответствии с реакцией - С+Н 2 О -> СО+Н 2 ; или при избытке водяного пара - С+2Н 2 О -> СО 2 +2Н 2 . Широко распространен прием подачи в аппарат для активации одновременно с насыщенным паром ограниченного количества воздуха. Часть угля сгорает и в реакционном пространстве достигается необходимая температура. Выход активного угля в этом варианте процесса заметно снижается. Также активный уголь получают термическим разложением синтетических полимеров (например, поливинилиденхлорида).

Активация водяным паром позволяет получать угли с внутренней площадью поверхности до 1500 м 2 на грамм угля. Благодаря этой огромной площади поверхности, активированные угли являются прекрасными адсорбентами. Тем не менее, не вся эта площадь может быть доступна для адсорбции, поскольку крупные молекулы адсорбируемых веществ не могут проникать в поры малого размера. В процессе активации развивается необходимая пористость и удельная поверхность, происходит значительное уменьшение массы твердого вещества, именуемое обгаром.

В результате термохимической активации образуется грубопористый активированный уголь, который применяется для обесцвечивания. В результате паровой активации образуется мелкопористый активированный уголь, применяемый для очистки.

Далее активированный уголь охлаждают и подвергают предварительной сортировке и рассеву, где отсеивается шлам, затем в зависимости от необходимости получения заданных параметров, активированный уголь подвергают дополнительной обработке: отмывка кислотой, импрегнирование (пропитка различными химическими веществами), измельчение и сушка. После чего активированный уголь упаковывают в промышленную упаковку: мешки или биг-бэги.

Классификация

Активированный уголь классифицируется по типу сырья, из которого он изготовлен (каменный уголь, древесина, кокос и т. д.), по способу активации (термохимическая и паровая), по назначению (газовые, рекуперационные, осветляющие и угли-носители катализаторов-химосорбентов), а также по форме выпуска. В настоящее время активированный уголь, в основном выпускается в следующих формах:

порошковый активный уголь,
гранулированный (дробленый, частицы неправильной формы) активный уголь,
формованный активный уголь,
экструдированный (цилиндрические гранулы) активный уголь,
ткань, пропитанная активным углем.

Порошковый активированный уголь имеет частицы размером менее 0,1 мм (более чем 90 % общего состава). Порошковый уголь используется для промышленной очистки жидкостей, включая очистку хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. После адсорбции порошковый уголь должен быть отделен от очищаемых жидкостей посредством фильтрации.

Гранулированный активированный уголь частицы размером от 0,1 до 5 мм (более чем 90 % состава). Гранулированный активный уголь используется для очистки жидкостей, в основном для очистки воды. При очистке жидкостей активный уголь помещается в фильтры или адсорберы. Активные угли с более крупными частицами (2-5 мм) используются для очистки воздуха и других газов.

Формованный активированный уголь - это активированный уголь в форме различных геометрических фигур, в зависимости от области применения (цилиндры, таблетки, брикеты и т. д.). Формованный уголь используется для очистки различных газов и воздуха. При очистке газов активный уголь также помещается в фильтры или адсорберы.

Экструдированный уголь выпускается с частицами в форме цилиндров диаметром от 0,8 до 5 мм, как правило, импрегнируется (пропитывается) специальными химическими веществами и применяется в катализе.

Ткани, пропитанные углем выпускается различных форм и размеров, наиболее часто применяются для очистки газов и воздуха, например в автомобильных воздушных фильтрах.

Основные характеристики

Гранулометрический размер (гранулометрия) - размер основной части гранул активного угля. Единица измерения: миллиметры (мм), mesh USS (американская) и mesh BSS (английская). Сводная таблица преобразования размера частиц mesh USS - миллиметры (мм) приведена в соответствующем файле.

Насыпная плотность - масса материала, заполняющего единицу объема под действием собственного веса. Единица измерения - грамм на сантиметр кубический (г/см 3).

Площадь поверхности - площадь поверхности твердого тела отнесенная к его массе. Единица измерения - квадратный метр к грамму угля (м 2 /г).

Твердость (или прочность) - все производители и потребители активированного угля пользуются значительно различающимися методиками определения прочности. Большинство методик основаны на следующем принципе: проба активированного угля подвергается воздействию механической нагрузки, а мерой прочности служит количество образующихся при разрушении угля мелкой фракции или измельчение среднего размера. За меру прочности принимают количество не разрушенного угля в процентах (%).

Влажность - количество влаги, содержащееся в активном угле. Единица измерения - проценты (%).

Зольность - количество золы (иногда считается только водорастворимая) в активном угле. Единица измерения - проценты (%).

рН водной вытяжки - значение рН водного раствора после кипячения в нем навески активного угля.

Защитное действие - измерение времени адсорбции углем определенного газа до начала пропускания минимальных концентраций газа слоем активированного угля. Данный тест применяют для углей используемых для очистки воздуха. Чаще всего активный уголь тестируется по бензолу или четыреххлористому углероду (он же тетрахлорметан CCl 4).

СТС адсорбция (адсорбция по четыреххлористому углероду) - через объем активированного угля пропускают четыреххлористый углерод, насыщение происходит до постоянной массы, далее получают количество адсорбированного пара, отнесенное к навеске угля в процентах (%).

Йодный индекс (адсорбция йода, йодное число) - количество йода в миллиграммах, которое может адсорбировать 1 грамм активированного угля, в порошкообразной форме из разбавленного водного раствора. Единица измерения - мг/г.

Адсорбция по метиленовому голубому - количество миллиграммов метиленового голубого, поглощаемое одним граммом активированного угля из водного раствора. Единица измерения - мг/г.

Обесцвечивание мелассы (мелассовое число или индекс, показатель по мелассе) - количество активированного угля в миллиграммах необходимое для 50 %-го осветления стандартного раствора мелассы.

Области применения

Активированный уголь хорошо адсорбирует органические, высокомолекулярные вещества с неполярной структурой, например: растворители (хлорируемые углеводороды), красители, нефть и т. д. Возможности адсорбции увеличиваются с уменьшением растворимости в воде, с большей неполярностью структуры и увеличением молекулярной массы. Активированные угли хорошо адсорбируют пары веществ со сравнительно высокими температурами кипения (например, бензол С 6 Н 6), хуже - летучие соединения (например, аммиак NH 3). При относительных давлениях пара р р /р нас менее 0,10-0,25 (р р - равновесное давление адсорбируемого вещества, р нас - давление насыщенного пара) активный уголь незначительно поглощает водяные пары. Однако при р р /р нас более 0,3-0,4 наблюдается заметная адсорбция, а в случае р р /р нас = 1 практически все микропоры заполнены водяными парами. Поэтому их наличие может осложнить поглощение целевого вещества.

Активированный уголь широко применяют как адсорбент, поглощающий пары из газовых выбросов (например, при очистке воздуха от сероуглерода CS 2), улавливания паров летучих растворителей с целью их рекуперации, для очистки водных растворов (например, сахарных сиропов и спиртных напитков), питьевой и сточных вод, в противогазах, в вакуумной технике, например для создания сорбционных насосов, в газоадсорбционной хроматографии, для заполнения запахопоглотителей в холодильниках, очистки крови, поглощения вредных веществ из желудочно-кишечного тракта и др. Активный уголь также может, является носителем каталитических добавок и катализатором полимеризации. Для придания активному углю каталитических свойств в макро- и мезопоры вносят специальные добавки.

С развитием промышленного производства активного угля, применение этого продукта неуклонно возрастает. В настоящее время активированный уголь используется во многих процессах очистки воды, пищевой промышленности, в процессах химических технологий. Кроме того, очистка отходящих газов и сточных вод основана главным образом на адсорбции активированным углем. А с развитием атомных технологий, активированный уголь является основным адсорбентом радиоактивных газов и сточных вод на атомных электростанциях. В 20 веке применение активированного угля появилось в сложных медицинских процессах, например, гемофильтрация (очищение крови на активированном угле). Активированный уголь применяется:

Вода классифицируется как сточная, грунтовая и питьевая. Характерной особенностью этой классификации является концентрация загрязнителей, которые могут быть растворителями, пестицидами и/или галогено- углеводородами, типа хлорированных углеводородов. Различают следующие диапазоны концентрации, в зависимости от растворимости:

10-350 г/литр для питьевой воды,
10-1000 г/литр для грунтовых вод,
10-2000 г/литр для сточных вод.

Водная обработка бассейнов не соответствует этой классификации, так как здесь мы имеем дело с дехлорированием и деозонированием, а не с чистым адсорбционным удалением загрязнителя. Дехлорирование и деозонирование эффективно применяется при обработке воды плавательных бассейнов с применением активированного угля из кокосовой скорлупы, который имеет преимущества из-за большой адсорбционной поверхности и поэтому имеет превосходный дехлорирующий эффект с высокой плотностью. Высокая плотность позволяет обратному потоку, не вымывать активированный уголь из фильтра.

Гранулированный активированный уголь применяется в неподвижных стационарных адсорбционных системах. Загрязненная вода течет через постоянный слой активированного угля (главным образом сверху вниз). Для свободного функционирования этой адсорбционной системы вода должна быть свободна от любых твердых частиц. Это можно гарантировать соответствующей предобработкой (например, посредством песочного фильтра). Частицы, которые попадают в неподвижный фильтр, могут быть удалены встречным потоком адсорбционной системы.

При многих производственных процессах испускаются вредные газы. Эти ядовитые вещества не должны выделяться в воздух. Наиболее часто встречающиеся в воздухе ядовитые вещества - растворители, которые являются необходимыми для производства материалов повседневного спроса. Для разделения растворителей (главным образом углеводородов, типа хлорированных углеводородов), активированный уголь может успешно применяться из-за его водоотталкивающих свойств.

Воздушная очистка подразделяется на воздушную очистку загрязненного воздуха и восстановление растворителей в соответствии с количеством и концентрацией загрязнителя в воздухе. При высокой концентрации, дешевле восстанавливать растворители из активированного углерода (например, посредством пара). Но если ядовитые вещества существуют при очень низкой концентрации или в смеси, которая не может быть многократно использована, применяется формованный активированный уголь одноразового использования. Формованный активированный уголь применяется в неподвижных адсорбционных системах. Загрязненные вентиляционные струи через постоянный слой угля проходят в одном направлении (главным образом снизу вверх).

Одна из основных областей применения импрегнированного активированного угля - очистка газов и воздуха. Загрязненный воздух в результате многих технических процессов содержит ядовитые вещества, которые не могут быть полностью удалены посредством обычного активированного угля. Эти ядовитые вещества, главным образом - неорганические или нестабильные, полярные вещества, могут быть очень ядовитыми даже при небольшой концентрации. В этом случае применяется импрегнированный активный уголь. Иногда различными промежуточными химическими реакциями между компонентом загрязнителя и активным веществом в активированном угле, загрязнитель может быть полностью удален из загрязненного воздуха. Импрегнируют (пропитывают) активированные угли серебром (для очистки питьевой воды), йодом (для очистки от двуокиси серы), серой (для очистки от ртути), щелочью (для очистки от газообразных кислот и газов - хлор, двуокись серы, двуокись азота и т. д.), кислотой (для очистки от газообразных щелочей и аммиака).

Регенерация

Так как адсорбция - обратимый процесс и не изменяет поверхностный или химический состав активированного угля, загрязнители могут быть удалены из активного угля посредством десорбции (выделение адсорбированных веществ). Сила Ван-дер-Вальса, которая является главной движущей силой в адсорбции, ослабляется, поэтому для того, чтобы загрязнитель мог быть удален с поверхности угля, применяются три технических метода:

Метод температурных колебаний: эффект силы Ван-дер-Вальса уменьшается, при увеличении температуры. Температура увеличивается за счет горячего потока азота или увеличения давления пара при температуре 110-160 °C.
Метод колебания давления: при уменьшении парциального давления, эффект силы Ван-Дер-Вальса уменьшается.
Экстракция - десорбция в жидких фазах. Адсорбированные вещества удаляются химически.

Все эти методы имеют неудобства, так как адсорбированные вещества не могут быть полностью удалены с поверхности угля. Значительное количество загрязнителя остается в порах активированного угля. При использовании паровой регенерации, 1/3 часть всех адсорбированных веществ, все еще остается в активированном угле.

Под химической регенерацией понимают обработку сорбента жидкими или газообразными органическими или неорганическими реагентами при температуре, как правило, не выше 100 °С. Химически регенерируют как углеродные, так и не углеродные сорбенты. В результате этой обработки сорбат либо десорбируется без изменений, либо десорбируются продукты его взаимодействия с регенерирующим агентом. Химическая регенерация часто протекает непосредственно в адсорбционном аппарате. Большинство методов химической регенерации узко специализированы для сорбатов определенного типа.

Низкотемпературная термическая регенерация - это обработка сорбента паром или газом при 100-400 °С. Процедура эта достаточно проста и во многих случаях ее ведут непосредственно в адсорберах. Водяной пар вследствие высокой энтальпии чаще других используют для низкотемпературной термической регенерации. Он безопасен и доступен в производстве.

Химическая регенерация и низкотемпературная термическая регенерация не обеспечивает полного восстановления адсорбционных углей. Термическая регенерация процесс весьма сложный, многостадийный, затрагивающий не только сорбат, но и сам сорбент. Термическая регенерация приближена к технологии получения активных углей. При карбонизации сорбатов различного типа на угле большая часть примесей разлагается при 200-350 °С, а при 400 °С обычно разрушается около половины всего адсорбата. CO, CO 2 , CH 4 - основные продукты разложения органического сорбата выделяются при нагревании до 350 - 600°С. В теории стоимость такой регенерации составляет 50 % стоимости нового активного угля. Это говорит о необходимости продолжения поиска и разработки новых высокоэффективных методов регенерации сорбентов.

Реактивация - полная регенерация активированного углерода посредством пара при температуре 600 °C. Загрязнитель сжигается при этой температуре, не сжигая уголь. Это возможно из-за низкой концентрации кислорода и присутствия значительного количества пара. Водяной пар выборочно реагирует с адсорбированной органикой, проявляющей высокую реактивность в воде при этих высоких температурах, при этом происходит полное сгорание. Однако при этом нельзя избежать минимального сгорания угля. Эта потеря должна быть компенсирована новым углем. После реактивации часто происходит так, что активированный уголь показывает большую внутреннюю поверхностную и более высокую реактивность, чем оригинальный уголь. Эти факты обусловлены формированием дополнительных пор и коксуемых загрязнителей в активированном угле. Структура пор также изменяется - происходит их увеличение. Реактивация выполняется в печи для реактивации. Есть три типа печей: ротационные, шахтные и печи с изменяемым газовым потоком. Печь с изменяемым газовым потоком имеет преимущества из-за низких потерь при сгорании и трении. Активированный уголь загружается в поток воздуха и при этом газы сгорания могут быть унесены вверх через решетку. Активированный уголь частично становится текучим благодаря интенсивному газовому потоку. Газы также транспортируют продукты сгорания при реактивации из активированного угля в камеру дожигания. Воздух добавляется в дожигатель, таким образом газы, которые не были полностью воспламенены, могут теперь быть сожжены. Температура увеличивается приблизительно до 1200 °C. После сгорания газ течет к газовому моечному аппарату, в котором газ охлаждается до температуры между 50-100 °C в результате охлаждения водой и воздухом. В этой камере соляная кислота, которая образуется адсорбированными хлоруглеводородами из очищенного активированного угля, нейтрализуется гидроокисью натрия. Благодаря высокой температуре и быстрому охлаждению не происходит образования ядовитых газов (типа диоксинов и фуранов).

История

Наиболее раннее из исторических упоминаний об использовании углей, относится к Древней Индии, где в санскритских писаниях говорилось, что питьевую воду необходимо предварительно пропускать через уголь, выдерживать в медных сосудах и подвергать действию солнечных лучей.

Уникальные и полезные свойства углей были известны также и в Древнем Египте, где древесный уголь использовали в медицинских целях уже за 1500 лет до н. э.

Древние римляне также пользовались углем для очистки питьевой воды, пива и вина.

В конце 18-го века ученые знали, что карболен способен поглощать различные газы, пары и растворенные вещества. В обыденной жизни люди наблюдали: если при кипячении воды в кастрюлю, где перед этим варили обед, бросить несколько древесных угольков, то привкус и запах пищи исчезают. Со временем активированный уголь стали использовать для очистки сахара, для улавливания бензина в природных газах, при крашении тканей, дублении кожи.

В 1773 году немецкий химик Карл Шееле сообщал об адсорбции газов на древесном угле. Позже было установлено, что древесный уголь может также обесцвечивать жидкости.

В 1785 году санкт-петербургский аптекарь Ловиц Т. Е., впоследствии ставший академиком, впервые обратил внимание на способность активированного угля очищать спирт. В результате многократных опытов он установил, что даже простое встряхивание вина с угольным порошком позволяет получить намного более чистый и качественный напиток.

В 1794 году древесный уголь был впервые применен на английском сахарном заводе.

В 1808 году древесный уголь впервые применили во Франции для осветления сахарного сиропа.

В 1811 году при приготовлении черного сапожного крема была обнаружена обесцвечивающая способность костяного угля.

В 1830 году один аптекарь, проводя на себе опыт, принял внутрь грамм стрихнина и остался жив, потому что одновременно проглотил 15 граммов активированного угля, который адсорбировал этот сильный яд.

В 1915 году первый, в мире фильтрующий угольный противогаз был изобретен в России русским ученым Николаем Дмитриевичем Зелинским. В 1916 году был принят на вооружение армий Антанты. Основным сорбирующим материалом в нём был активированный уголь.

Промышленное производство активированного угля началось в начале 20 века. В 1909 году в Европе была выпущена первая партия порошкового активного угля.

Во времена первой мировой войны был впервые применен активный уголь из скорлупы кокосового ореха в качестве адсорбента в противогазных масках.

В настоящее время активированные угли являются одними из лучших фильтрующих материалов.

Активированные угли Carbonut

Компания предлагает широкий ассортимент активированных углей Carbonut, отлично зарекомендовавших себя в самых разных технологических процессах и областях промышленности:

Carbonut WT для очистки жидкостей и воды (грунтовой, сточной и питьевой, а также для водоподготовки),
Carbonut VP для очистки различных газов и воздуха,
Carbonut GC для извлечения золота и других металлов из растворов и пульп в горно-мотеллургической промышленности,
Carbonut CF для сигаретных фильтров.

Активные угли Carbonut производятся только исключительно из скорлупы кокосового ореха, так как кокосовые активные угли обладают наилучшим качеством очистки и наибольшей емкостью поглощения (благодаря наличию большего количества пор и соответственно большей площади поверхности), наиболее длительным сроком службы (благодаря высокой твердости и возможности многократной регенерации), отсутствием десорбции абсорбированных веществ и низкой зольности.

Активные угли Carbonut производятся с 1995 года в Индии на автоматизированном и высоко технологичном оборудовании. Производство имеет стратегически важное месторасположения, во-первых, в непосредственной близости к источнику сырья - кокосовому ореху, а во-вторых, в непосредственной близости к морским портам. Кокосовый орех произрастает круглогодично, обеспечивая бесперебойный источник качественного сырья в больших количествах, с минимальными издержками на доставку. Близость морских портов, также позволяет избежать дополнительных расходов на логистику. Все этапы технологического цикла при производстве активного угля Carbonut строго контролируются: это и тщательный отбор входного сырья, контроль основных параметров после каждого промежуточного этапа производства, а также контроль качества конечного, готового продукта в соответствии с установленными стандартами. Активные угли Carbonut экспортируется практически по всему миру и благодаря отличному сочетанию цена-качество пользуется широким спросом.

Документация

Для просмотра документации Вам потребуется программа «Adobe Reader». Если у Вас на компьютере не установлена программа «Adobe Reader» , посетите сайт www.adobe.com компании «Adobe», скачайте и установите последнюю версию этой программы (программа бесплатная). Процесс установки прост и займет всего несколько минут, данная программа Вам пригодится и в будущем.

Если вы хотите купить Активированный уголь в Москве, Подмосковье, Мытищах, Санкт-Петербурге — обращайтесь к менеджерам компании. Также производится доставка в другие регионы Российской Федерации.

Активированный уголь является универсальным фильтрующим материалом для химической очистки воды.

Его можно использовать для следующих целей:

Адсорбция вредных веществ, образующихся в результате жизнедеятельности рыб и разложения остатков корма
Очистка воды в аквариумах-нерестовиках
Удаление из воды лекарственных препаратов, после курса лечения рыб
Удаление озона, хлора, перманганата
Устранение цветности воды
Удаление органики и запаха
Очистка свежей воды для наполнения аквариума

В аквариумистике используют гранулированный активированный уголь, полученный после соответствующей обработки березового или букового угля. Он бывает в продаже в аптеках, а также прилагается к приборам для очистки водопроводной воды. Гранулы имеют громадное количество мельчайших канальчиков, образующих в сумме огромную поверхность, что обеспечивает хорошую поглощающую способность угля. Для сравнения: если компактный кубик из гранита весом 1 г имеет поверхность 4 кв. см, то такой же по размерам кусочек активированного угля может иметь поверхность от 5 до 50 кв.м/г. Сорта хорошо активированного угля обладают рабочей поверхностью от 800 до 1000 кв.м/г. Но его поры, как правило, тупиковые, не могут в полной мере вентилироваться водой и постепенно забиваются взвесью.

При оценке поверхности угля важна не только его активная поверхность. Чем крупнее отдельное зерно, тем хуже будут использоваться его внутренние поры и тем сильнее влияют отложения на поверхности. Они закрывают зерно активированного угля и делают непригодными расположенные внутри них и доступные лишь через поры активные площади.

Поэтому размер и плотность угля необходимо подбирать, исходя из условий, в которых тот будет использоваться. При относительно слабом напоре, имеющем место в аквариуме, рекомендуется плотный уголь с малой зернистостью. Если же структура угля рыхлая, взаимным измельчением угольных гранул его можно легко превратить в порошок. При этом он в принципе утрачивает эффективность. Kроме того, порошкообразный уголь может подхватываться водным потоком и если нет последующей механической очистки воды, то он во взвешенном состоянии попадет в аквариум.

Ни в коем случае нельзя заполнять фильтры углём, предназначенным для технических целей. Он содержит вещества, ядовитые для рыб, а также характерен высоким содержанием калия и фосфорной кислоты, сильно влияющих на рН и dH воды.

Угольные фильтры используют для удаления из воды красящих веществ, растворенных в воде медикаментов, хлора, озона и части растворенных органических веществ. Проходящая через него вода должна обязательно предварительно пройти механический фильтр. Иначе мельчайшие взвеси быстро закупорят канальчики гранул и полезное действие угля быстро сведётся к нулю. Перед закладкой угля в фильтр (удобно в сетке из синтетической ткани) можно его некоторое время прокипятить в воде, чтобы удалить воздух из канальчиков, а затем промыть струей воды.

И, наконец, нужно упомянуть, что активированный уголь благодаря своей большой специфической поверхности хорошо подходит в качестве питательного грунта для биологического фильтра, но в таком случае его слишком часто нужно заменять.

Время действия угольного фильтра в литературных источниках оценивают различно. В одних рекомендуют заменять фильтры через 1-2 месяца, в других через неделю. По поводу количества закладываемого в фильтр угля мнения также различны - от 1 до 10 г на 1 л воды аквариума.

О том, что уголь потерял свои свойства по очистке воды от органики, говорит ее желтый оттенок.

Использованный уголь восстановлению не полежит.

Активированный уголь можно приобрести в аптеках и зоомагазинах.

Из чего делают активированный уголь?

Делают активированный уголь из древесины. Для этого берут древесину определнных пород, помещают в закрытую мкость и нагревают без доступа воздуха. В результате древесина разлогаеться с выделением газов, а древесина превращается в древесный уголь. Весь этот процесс называется пиролиз.

Почему то у многих людей слово уголь вызывает ассоциации только с различными сгоревшими породами деревьев. На самом деле таблетки активированного угля изготавливают из различных материалов - это могут быть и каменный уголь, и древесина, и скорлупа орехов, в общем, различные органические материалы.

Активированный уголь изготавливают из древесного и ископаемого угля.

Есть черный активированный уголь, есть белый. Белый изготавливают из диоксида кремния. Раньше в качестве сырья использовали скорлупу кокосового ореха, в настоящее время применяют древесину березы, сосны, дуба, ели и других деревьев.

Нагревают первичный материал без кислорода до 500-1000 градусов, получается древесный уголь, каменноугольный кокс, нефтяной кокс, богатые углеродом.

Активированный уголь является одним из натуральных препаратов. Который изготавливается из определенных сортов древесины. Древесину помещают в специальную печь без доступа воздуха и нагревают до 8000 градусов, после чего после чего достают и спрессовывают в таблеточки. На прилавках аптек сравнительно недавно появился белый активированный уголь по своим свойствам он схож с черным активированным углем, только в его состав входят химические соединения.

Принципиально активированный уголь является просто сгоревшей древесиной. Только сжигают древесину в мкости без доступа кислорода, где она не может гореть в буквальном смысле этого слова, а только тлеет, так как для поддержки открытого огня нужен кислород. Древесину (например, берзы или дуба) таким образом подогревают до тысячи градусов и она превращается в древесный уголь, который богат углеродом и считается очень полезным для организма. Этот процесс называется пиролиз.

Здесь кстати говорится о том, как можно сделать активированный уголь в домашних условиях .

Активированный уголь делают путем обжага каких-то органических веществ без доступа кислорода. В результате остается практически чистый углерод пористой структуры. В принципе, любые угли - это активированный уголь. В условиях выживания самая простая рекомендация по очистке воды - это пропустить ее через растолченные угли из костра. Разница углей различной древесины в их эффективности. В нашей полосе наиболее эффективный активированный уголь получается из березы. В общепланетарном масштабе самый эффективный активированный уголь получают из скорлупы кокосовых орехов.

Этот абсорбент нередко используется для очищения организма при пищевых кишечных инфекциях и аналогичных симптомах. Из чего делают активированный уголь? При его изготовлении применяют следующие компоненты: древесные/каменные угли и торф, которые нагревают в специализированных емкостях (до 100 С). После чего их подвергаются дальнейшей обработке — придание формы и расфасовка. Теперь каждый человек будет знать, активированный уголь из чего делают.

Из чего делали его раньше?

Сначала жгли березу, фруктовые деревья. Получившиеся угли обрабатывали паром при высоком температурном режиме. Но поскольку раньше не было специальной лаборатории, весь процесс осуществлялся в хорошо прогретой парилке. Так, из печи доставали не большую часть березовых углей и оставляли в бане до начала активационного процесса. Такой уголь имел достаточно маленький вес, но зато за счет высокой пористости увеличиваются абсорбирующие, поглощающие качества. Уголь в те времена использовался как многофункциональное средство. Им очищали питьевую воду, некачественную алкогольную продукцию, лечили скот и птицу. В принципе, последнее вряд ли чем отличается от современного его использования.

Для чего нужен активированный уголь:

Для очищения ЖКТ. Его разрешено пить при отравлении разными токсическими средствами. Он больше, чем на 50% сокращает впитывание вредных элементов в кишечный тракт.
В домашних условиях применяется как универсальный антидот. Он нейтрализует вредоносное воздействие спиртного, жирной пищи и т. д. Кстати, специалисты советуют пить активированный уголь при похмельном синдроме, а не во время застолья, чтобы избежать обратного действия - усиление опьянения. Также его активно используют как эффективный метод для снижения веса. Для этого нужно трижды в сутки выпивать по 1 таблетке - утром, в обед и вечером. Предварительно проконсультироваться с диетологом.
Помогает при борьбе с газообразованием. Поэтому при возникновении метеоризма и связанные с ним колики необходимо принимать уголь.
Останавливает понос.
Назначают при хронических болезнях. Не позволяет всасываться в кровь компонентам, способные активизировать аллергические реакции. Но прежде нужно посоветоваться с лечащим врачом, возможно, что ему будет, что к этому добавить.

ВНИМАНИЕ! Активированный уголь запрещено принимать продолжительными курсами. Он выводит из организма полезные элементы, которые поступают вместе с едой. Прежде всего, это микроэлементы и витамины. Также при совместном с ним применении нейтрализуется действие лекарства. Поэтому будьте очень внимательны при лечении им.

Как работает активированный уголь?

Он выводит все вредоносные вещества, скопившиеся в организме путем адсорбции и абсорбции. Важно знать, что вместе с вредными элементами он также поглощает углеводы, белки и жиры, в которых ежедневно нуждается человеческий организм. Помимо этого, он может, как магнит притягивать к входящему в его состав положительно заряженному активному кислороду отрицательные частицы загрязнителя. Этот процесс называется каталитическим сокращением. Это говорится к тому, что при лечении им нужно делать небольшую паузу, которая будет заполняться витаминами посредством употребления свежих фруктов, овощей и мяса, согласно указаниям специалиста.

Данный лекарственный препарат обладает следующими полезными действиями:

Во-первых, это дезинтоксикационные, адсорбирующие и антидиарейные свойства.
Во-вторых, выводит элементы, которые могут способствовать развитию аллергической реакции.
И, наконец, в третьих, не оказывает раздражающего эффекта на слизистые.

Приобрести его можно в виде таблеток, капсул, гранул, порошка и пасты для приготовления суспензии для приема внутрь.

Показания к применению:

при нарушенном обмене веществ;
отравление солями тяжелых металлов, различными лекарственными препаратами, хим. веществами. Также его применяют и при отравлении не качественными (просроченными) продуктами;
гепатит, протекающий в острой или хронической форме;
абстинентный синдром. Как правило, используется при алкоголизме.

При повышенном газообразовании, интоксикации, вызванной радиотерапией, также используется этот абсорбент.

Противопоказан прием при кровотечениях из ЖКТ, колите, язве желудка. Не рекомендуется принимать активированный уголь вместе с тем с противоядными медикаментами, он может его адсорбировать.

Осторожно - побочные эффекты

Как правило, это может быть гипотермия, диспепсия, понижение кровяного давления, запор. При единовременном применении слабительных и активированного угля не исключено появление жидкого стула.