Výroba aktivního uhlí

Známe:

1) Normální neaktivované dřevěné uhlí. (Zbytky v ohništi a nebo grilovací uhlí)

2) Aktivní uhlí klasická výroba.

3) Aktivní uhlí za pomoci směsi přehřáté páry a vzduchu.

4) Aktivní uhlí s redukovaným stříbrem.

1) Příprava normálního neaktivovaného dřevěného uhlí:

Na výrobu používáme měkká dřeva nejlépe lipové. V zahraničí kde je k dispozici dost skořápek od kokosový ořechů tak se používají tyto. Dřevo se bud nadrtí na požadovanou velikost uhlí a nebo se z něj vyrobí piliny. Tyto se dají do kotle s pevným a vzduchotěsným uzávěrem a pod kotlem se zatopí nebo se průmyslově zahřívá jiným způsobem. Po zuhelnění-pozná se tak, že již nevycházejí hořlavé plyny z odvzdušňovací trubky, se přestane topit a kotel se nechá uzavřený vychladnout. Nesmí se otvírat za tepla uhlí by se na vzduchu  vznítilo. Po vychladnutí se uhlí vybere z kotle.

2) Klasická výroba

Dřevěné piliny nebo hobliny se nasytí nějakou chemickou solí, která dobře impregnuje dřevo (tj. dobře se nasává) a zároveň má velmi dobrou rozpustnost ve vodě a třetí podmínka je aby se žárem pyrolýzy neměnila na jinou sloučeninu, která třeba již není tak rozpustná, jako původní sůl. Nejčastěji se k tomu používá chlorid amonný (ten dokonce sublimuje již během pyrolýzy, což je výhoda), chlorid zinečnatý chlorid sodný a chlorid vápenatý atd.
Piliny se namočí do nasyceného roztoku soli a nechají dobře nasáknout. Potom se usuší, při sušení vznikají vevnitř ve struktuře dřevěných pilin krystalky impregnační soli a ty roztrhají vlákna dřeva ještě více od sebe. Po usušení se uzavřou do nádoby k zuhelnatění, následuje klasická pyrolýza. Teplota cca 800 st. C. V nádobě jsou otvory, kterými uniká pyrolýzní plyn. Mimochodem dost hořlavý. Proto se zavádí do pece, kde se s ním topí pod nádobou s pilinami. Když se uhlí vypálí, tak se nechá uzavřené schladnout, nesmí se otevřít dříve, protože se vždy vznítí, jakmile přijde teplé na čerstvý vzduch. Uhlí se vyndá a namočí do vody, která má za úkol vymýt krystalky soli kterou jsou piliny impregnovány. Musí to být voda měkká nebo lépe destilovaná. Nejlépe několikrát vyvařit. Když je uhlí perfektně zbaveno soli dá se usušit a je hotovo. V takové podobě se prodává do filtrů, je drobné jako piliny, ze kterých vzniklo, a používají ho třeba akvaristé nebo se dává do plynových masek.

3)Aktivace pomocí 800 st. C teplé páry se vzduchem:

Dřevěné kusy a nebo štěpka se zuhelnatí bez impregnace solí. Po vychladnutí se promývá horkou (80-100 st. C) vodou za tlaku aby se rozpustila sůl a minerály, které zbývají v uhlí ze dřeva (obsahuje podle typu tak 2-10 % popela). Toto uhlí nemá mikropóry, jako předcházející atak se aktivuje horkou párou se vzduchem, tato směs má teplotu tak 600-800 st. C. Při tomto procesu se vytvářejí mikropóry tím, že v kouscích uhlí prohořívají mikropóry a zároveň se uvolňují poslední zbytky popelovin. Po vychlazení je také hotovo.

4)Aktivní uhlí s obsahem stříbra

Výroba aktivního uhlí s obsahem redukovaného stříbra. Do filtrů na pitnou vodu se používá jako poslední článek filtrace uhlí se stříbrem. To způsobí díky svému abnormálně velkému rozptýlení na povrchu a v pórech uhlí bezpečnou likvidaci veškerých bakterií.
Tady se k výrobě bere již aktivní uhlí (drobné, výroba dle bodu 2 a 3), které se impregnuje roztokem stříbrné soli. Spíše se jedná o postřik povrchu uhlí. Nejde o impregnaci v celé mase akt. uhlí, protože by došlo k ucpání jemných pórů uhlí při následné redukci stříbra.
Používají se soli stříbra, které se redukují vodíkem při teplotách žíhání cca 800-1000 st. C. Sůl se zredukuje proháněným vodíkem na atomární stříbro jemně rozptýlené na povrchu uhlí a je tam zároveň tzv. vpáleno. Tzn., že není volné ale pevně spojené s povrchem uhlí. Toto uhlí má zachovánu absorpční schopnost, (z předcházející výroby a aktivace) a zároveň stříbro velmi účinně likviduje všechny bakterie, které by jinak mohly projít předchozí filtrační vrstvou.

Použití:

Čištění vody a plynů od kontaminantů.

-Filtry na pitnou vodu.

-Filtry plynových masek.

-Filtry filtroventilačních jednotek proti zbraním hr. ničení. A proti bojovým plynům

-Průmyslové filtry.

Filtry na pitnou vodu.

První stupeň je pískový filtr, který zachytí hrubé nečistoty a kal. Další vrstva je neaktivované dřevěné uhlí a poslední vrstvou je aktivní uhlí. Pokud je nebezpečí z kontaminace bakteriemi tak se používá ještě další vrstva s aktivním uhlím se stříbrem.

Filtry plynových masek.

Zde se používá pouze aktivní uhlí. Jeho vrstvy jsou navíc modifikovány chemikáliemi, které zachycují a neutralizují škodliviny se specifickými vlastnostmi.

Filtry filtroventilačních jednotek.

Prakticky totéž jako u plynových masek pouze ve větším provedení.

Průmyslové filtry.

Zde jde již o velmi specifické použití a tyto jsou konstruovány vždy ke speciálnímu účelu. Nejsou předmětem tohoto článku.

Autor: Miki.

 

Zdroj:

-Každá středoškolská chemie a knihy mého tatínka z vysoké školy chemické.

-Chemická technologie
-Praktická cvičení z chemie VŠ. (skripta)

-To co si pamatuji.

diskuze: zde

stahnout pdf : zde