فهرست مطالب
سوزاندن کربن فعال
کربن فعال به طور معمول به عنوان یک جاذب و عامل فیلتر برای از حذف ناخالصی‌ها و آلاینده‌ها از هوا یا آب (مایعات) استفاده می‌شود. عمل سوزاندن این ماده به طور کلی به معنای سوزاندن نیست. این فرایند، طی شرایط خاص، با قرار دادن این ماده در تماس با دمای بالا و یک محیط کنترل شده انجام می‌شود.
طبق این فرآیند مواد جذب توسط کربن اکتیو از بین می‌رود، در واقع می‌توان زغال فعال استفاده شده را دوباره فعال کرد.
یعنی اجرای عملیات بازسازی بر روی این ماده اصطلاحاً سوزاندن کربن فعال عنوان می‌شود. این فرآیند در درجه اول برای اهداف صنعتی جهت افزایش طول عمر زغال اکتیو قبل از نیاز به جایگزینی استفاده می‌شود.
به هنگام خرید کربن فعال باید در نظر داشت، سوزاندن کربن فعال، همچنین به عنوان فعال سازی کربن یا بازسازی کربن شناخته می‌شود، همچنین روشی متداول برای بازگرداندن ظرفیت جذب کربن اکتیو است.
تفاوت نحوه تولید کربن فعال با روش بازیابی آن
تولید کربن اکتیو و سوزاندن آن برای استفاده مجدد دو فرآیند مختلف است. تولید این ماده شامل فعال سازی مواد کربنی مانند چوب، پوسته نارگیل، زغال سنگ یا پوسته پسته و… است. عملیات تولید دارای دمای بالا و عوامل فعال کننده برای ایجاد یک ساختار بسیار متخلخل است.
این ساختار خصوصیات جذب منحصر به فرد خود را به کربن فعال می‌دهد.از طرف دیگر، سوزاندن کربن فعال برای استفاده مجدد به طور معمول به فرآیندهای بازسازی یا فعال سازی مجدد اشاره دارد. هنگامی که زغال فعال شده آلاینده‌ها یا ناخالصی‌ها را جذب می‌کند، در نهایت اشباع می‌شود و کمتر موثر است.
بازسازی شامل قرار دادن کربن اشباع شده در دمای بالا، بخار یا درمان‌های شیمیایی برای از بین بردن مواد جذب شده و بازگرداندن ظرفیت جذب آن است.
در حالی که هر دو فرآیند شامل مرحله حرارتی هستند، اهداف و روش‌ها متفاوت است. عملیات تولید بر تهیه کربن متخلخل با خواص جاذب بالا متمرکز است، در حالی که بازسازی قصد دارد مواد جذب شده را از بین ببرد و عملکرد کربن را بازگرداند. کربن فعال پودری به همراه سایر انواع زغال فعال قابل احیا است.
مراحل سوزاندن کربن فعال
در اینجا توضیح مفصلی در مورد روند بازیابی مجدد زغال فعال ارائه می‌دهیم:
آماده سازی تنظیم: به یک کوره مناسب یا واحد فعال سازی مجدد حرارتی نیاز میباشد. اطمینان حاصل کنید که از کنترل دمای مناسب برخوردار است و برای کمک به گردش هوا به فن یا دمنده مجهز است.
بارگیری کربن: کربن خسته یا غیرفعال را در کوره قرار دهید. گسترش کربن به طور مساوی برای اطمینان از گرمایش یکنواخت ضروری است. اطمینان حاصل کنید که کوره را بیش از حد پر نکنید تا جریان هوا مناسب باشد.
مراحل ابتدایی سوزاندن کربن فعال
شروع گرمایش: با افزایش آهسته دمای داخل کوره شروع کنید. توصیه می‌شود درجه حرارت را به تدریج بالا ببرید تا از گرم شدن بیش از حد کربن و سوزاندن خیلی سریع جلوگیری شود.
حذف ترکیبات فرار: با افزایش دما، ترکیبات فرار که توسط کربن جذب شده‌اند، شروع به دفع می‌شوند. این ترکیبات ممکن است شامل آلاینده‌های آلی یا رطوبت باشد. تهویه کافی برای از بین بردن این ترکیبات فرار در طی فرآیند عمل آوری کربن باید فراهم باشد. کربن فعال گرانولی مانند سایر همنوعان خود طبق همین مراحل احیا می‌شود.
مرحله فعال سازی: پس از حذف ترکیبات فرار، برای فعال کردن این ماده باید درجه حرارت بالا برود. دامنه دمای خاص برای فعال سازی بستگی به نوع کربن و خواص مورد نظر دارد. به طور معمول، دما از 600 تا 900 درجه سانتیگراد است.
مراحل نهایی سوزاندن کربن فعال
زمان فعال سازی: زمان مورد نیاز برای بازیابی بسته به سطح مورد نظر فعال سازی و حالت اولیه کربن ممکن است متفاوت باشد. برای تکمیل روند می‌تواند چندین ساعت طول بکشد. به طور مداوم دما را در صورت لزوم نظارت و تنظیم کنید.
خنک کننده و مرحله پس از بازیابی: پس از دستیابی به سطح مورد نظر فعال سازی، به تدریج درجه حرارت در کوره را پایین بیاورید یا کربن را به یک محفظه خنک کننده منتقل کنید. این به جلوگیری از تغییرات ناگهانی دما که می‌تواند به ساختار کربن فعال آسیب برساند کمک می‌کند.
کنترل کیفیت: در آخر، تست‌های کنترل کیفیت را انجام دهید تا اطمینان حاصل شود که کربن فعال مشخصات مورد نیاز را برآورده می‌کند. این آزمایشات ممکن است شامل تجزیه و تحلیل سطح، توزیع اندازه منافذ و ارزیابی ظرفیت جذب باشد .شایان ذکر است که روند سوزاندن کربن اکتیو (Activated Carbon) ممکن است تولید گازهای گلخانه ای ایجاد کند و باید مطابق با ایمنی و مقررات زیست محیطی انجام شود.
علاوه بر این، جزئیات خاص نحوه سوزاندن بسته به تجهیزات و مواد موجود می‌تواند متفاوت باشد، بنابراین همیشه به دستورالعمل‌های تولید کننده مراجعه کنید یا هنگام انجام فعال سازی کربن با یک متخصص مشورت کنید. کربن فعال میله ای نیز مانند دو نوع دیگر با استفاده از این متود قابل احیا است.
کربن احیا شده در کدام صنایع کاربرد دارد؟
چندین صنعت وجود دارد که از کربن فعال بازسازی استفاده می‌کنند. در اینجا به چند نمونه اشاره می‌کنیم:
صنعت تصفیه آب: کربن فعال به طور گسترده در فرآیندهای تصفیه آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این صنعت، کربن اکتیو برای تقویت ظرفیت جذب آن بازسازی می‌شود تا به طور موثر آلاینده‌ها را از منابع آب از جمله مواد شیمیایی، ترکیبات آلی و ناخالصی‌ها حذف کند.
صنعت اصلاح محیط زیست: کربن فعال در پروژه‌های اصلاح محیط زیست استفاده می‌شود، جایی که در پاکسازی خاک آلوده و آب‌های زیرزمینی کاربرد دارد. در این عملیات، کربن فعال اصلاح و بازسازی می‌شود تا خواص و ویژگی جذب و فیلتر گونه داشته باشد. در اینصورت به طور مؤثر در جذب و از بین بردن ترکیبات آلی، مواد شیمیایی و آلاینده‌ها از محیط زیست نقش ایفا می‌کند.
صنعت تصفیه هوا: زغال فعال نقش مهمی در سیستم‌های تصفیه هوا دارد، جایی که گازهای مضر، بو و ترکیبات آلی بی ثبات (VOC) را از هوای داخلی و خارجی حذف می‌کند. کربن را می‌توان برای افزایش سطح آن و بهینه سازی خواص جذب احیا و بازسازی کرد. بنابراین این ماده برای ضبط و خنثی کردن آلاینده‌های موجود در هوا بطور مجدد استفاده می‌شود.
کاربرد کربن احیا شده در صنایع مختلف
صنعت مواد غذایی و آشامیدنی: زغال اکتیو معمولاً در صنعت مواد غذایی و آشامیدنی برای فرایندهای تصفیه، رنگیری استفاده می‌شود. در این صنایع، زغال اکتیو برای تقویت خواص آن، مانند افزایش تخلخل، بازسازی می‌شود. اجرای عملیات احیا به آن اجازه می‌دهد تا ناخالصی‌ها، رنگ‌ها و آلاینده‌ها را از محصولات غذایی و آشامیدنی به طور موثر حذف کند.
به طور کلی، بازسازی کربن اکتیو در این صنایع شامل استفاده مجدد از زغال اکتیو با اصلاح ساختار و خصوصیات سطح آن برای بهینه سازی ظرفیت جذب، افزایش اثربخشی آن و تنظیم آن به برنامه‌های خاص است. تولید کنندگان و محققان به طور مداوم تکنیک‌های نوآورانه‌ای را برای تقویت عملکرد زغال فعال و کارآمدتر کردن آن در فرآیندهای مختلف صنعتی کشف می‌کنند.
سوالات متداول
چند بار امکان احیای زغال اکتیو وجود دارد؟
معمولاً یکبار احیا می‌شود. بازسازی بیش از یکبار از ظرفیت جذب این ماده می‌کاهد.
آیا زغال فعال با گذشت زمان اثربخشی خود را از دست می‌دهد؟
برخلاف تصور عموم، زغال اکتیو تاریخ انقضا ندارد. با این حال، اگر به درستی نگهداری نشود، قدرت اثربخشی خود را از دست بدهد.
آیا کربن فعال در برابر حرارت مقاوم است؟
این ماده دارای ویژگی‌های ظرفیت جذب زیاد، سرعت جذب سریع، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر اسید و مقاومت قلیایی است.