Понимание "Большой четверки" характеристик активированного угля: Йодное число, твердость, зола и CTC - объяснение

Главная Новости Понимание "Большой четверки" характеристик активированного угля: Йодное число, твердость, зола и CTC - объяснение

Оглавление

Почему эти четыре характеристики заслуживают критикикал для производительности и стоимости

Выбирая активированный уголь для промышленного или коммунального применения, легко сосредоточиться на первоначальной цене за тонну. Однако в техническом паспорте указывается реальная стоимость и долгосрочная цена материала. Четыре ключевых параметра - "Большие 4" - дают полное представление о производительности, долговечности и чистоте активированного угля. Понимание этих характеристик необходимо любому инженеру, оператору установки или менеджеру по закупкам, перед которым стоит задача оптимизировать процесс очистки.

ЛоЕсли не ограничиваться первоначальной ценой покупки, а оценить эти показатели, то можно спрогнозировать эффективность работы, срок службы носителя и рассчитать общую стоимость владения (TCO). В этом руководстве мы разберем "большую четверку" спецификаций активированного угля, объясним их показатели и, что более важно, почему они имеют значение для вашего применения.

Вы узнаете:

  • IoОбед "Ценность": Основной показатель адсорбционной способности для жидкофазной очистки.
  • Номер твердости/абразивности: Критический показатель долговечности и устойчивости к потере носителя.
  • Содержание золы: Основной показатель чистоты и возможности загрязнения.
  • Деятельность КТК: Стандарт для измерения производительности при работе с паровой фазой.

1. Йодное число: Конечный показатель адсорбционной способности

Whсколько стоит йод?

Йодное число - это наиболее фундаментальный параметр, характеризующий эффективность активированного угля, особенно для применения в жидких фазах, например, для очистки воды. Он измеряет содержание микропор в угле (поры размером до 2 нанометров). Он служит отличным показателем общей площади внутренней поверхности. Тест, часто проводимый в соответствии с такими стандартами, как ASTM D4607, определяет количество миллиграммов йода, которое может быть адсорбировано одним граммом угля (мг/г) из раствора.1

Почему это важно для производительности

Более высокое значение йодного числа напрямую связано с более высокой степенью активации и большей площадью поверхности, доступной для адсорбции. Это означает, что уголь обладает большей способностью удалять из воды органические загрязнения с малой молекулярной массой. При очистке муниципальной питьевой воды или промышленных сточных вод высокое йодное число имеет решающее значение для эффективного удаления соединений с привкусом и запахом, побочных продуктов дезинфекции и других растворенных органических загрязнителей.

Контрольные показатели приложений

Необходимое значение йодного числа зависит от конкретного применения и необходимого уровня чистоты. Хотя это не универсальное правило, следующие диапазоны служат полезным ориентиром:

  • Общая очистка воды: Йодное число 600-1100 мг/г является достаточным для многих стандартных применений в муниципальной и промышленной водоподготовке.
  • Вода высокой степени очистки: В случаях, когда требуется удаление следов органических загрязнений, например, в фармацевтической промышленности или производстве напитков, может быть указано более высокое значение йодного числа, часто в диапазоне 900-1200 мг/г.1
  • Применение в паровой фазе: Хотя значение йодного числа менее критично, чем для жидкостей, оно указывает на хорошо активированный уголь с хорошей общей емкостью.

2. Твердость/абразивность: Ключ к прочности и долговечности

Что такое твердость?

Показатель твердости или абразивности измеряет физическую целостность активированного угля и его способность противостоять разрушению под воздействием механических сил. Частицы угля подвергаются значительному трению во время транспортировки, загрузки и особенно во время интенсивных циклов обратной промывки, необходимых для очистки фильтрующего слоя. Этот параметр определяет, насколько хорошо гранулы выдерживают эти нагрузки, не разрушаясь.

Почему это важно для TCO

Твердость - важнейший экономический параметр, непосредственно влияющий на общую стоимость владения (TCO). Углерод с низким показателем твердости является рыхлым, легко распадается на части и образует мелкие частицы. Это приводит к ряду дорогостоящих проблем:

  • Медиапотеря: Мелкие частицы вымываются во время обратной промывки, что означает потерю части дорогостоящего фильтрующего материала при каждом цикле.
  • Повышенное падение давления: Скопление мелких частиц в фильтрующем слое может ограничивать поток, что приводит к увеличению перепада давления и повышению энергозатрат на перекачку.
  • Частая замена: Менее прочный карбон придется менять чаще, что увеличит расходы на материалы и оплату труда.

Контрольные показатели приложений

Твердость значительно варьируется в зависимости от сырья, из которого изготовлен активированный уголь. Более высокое число указывает на большую прочность.

  • Углерод из кокосовой скорлупы: Высочайшая устойчивость к истиранию (число твердости обычно >90) 
  • Углерод на основе угля: Очень прочный и подходит для большинства применений с обратной промывкой (число твердости ~70-95) 
  • Углерод на основе древесины: В целом более мягкий и менее устойчивый к истиранию (число твердости ~85). 

3. Зольность: Показатель чистоты и эффективности

Что такое зольность?

Зола - это неуглеродный неорганический материал, который остается после полного сгорания активированного угля..6 Она состоит из минералов и оксидов металлов, присущих исходному сырью (например, углю, скорлупе кокосового ореха или древесине). Зольность, выраженная в процентах по весу, является основным показателем чистоты углерода.3

Почему это важно для производительности

Высокое содержание золы нежелательно, поскольку оно негативно сказывается на производительности по нескольким причинам:

  • Снижает адсорбционную способность: Зола инертна и не способствует адсорбции. Он занимает ценный объем пор, который в противном случае мог бы быть использован для улавливания загрязняющих веществ, тем самым снижая общую рабочую емкость угля.
  • Снижает эффективность регенерации: Неорганический материал может препятствовать термической регенерации, делая ее менее эффективной в восстановлении адсорбционных свойств угля.
  • Потенциал выщелачивания: Некоторые компоненты золы, в частности водорастворимые оксиды металлов, такие как оксид железа (Fe2O3), могут выщелачиваться из угля и попадать в очищенную воду, вызывая обесцвечивание или другие проблемы с качеством.

Контрольные показатели приложений

Углерод с низким содержанием золы необходим в тех случаях, когда чистота имеет первостепенное значение, например, в пищевой промышленности, производстве напитков или фармацевтической промышленности. Производители могут значительно снизить содержание золы с помощью процесса промывки после активации.

  • Стандартный сорт углерода: Зольность может варьироваться в пределах 8-18% в зависимости от сырья.
  • Углерод, промытый кислотой: Этот премиальный сорт проходит кислотную промывку для удаления растворимых неорганических примесей, что позволяет снизить содержание золы до 1-8%.

4. Активность тетрахлорида углерода (CTC): Стандарт для парофазных характеристик

Что такое деятельность КТК?

В то время как йодное число является ключевым показателем для жидкофазных систем, активность тетрахлорида углерода (CTC) является промышленным стандартом для оценки эффективности газо- и парофазных систем.14 Тест, проводимый в соответствии с такими стандартами, как ASTM D3467, измеряет весовой процент паров тетрахлорида углерода, которые может адсорбировать образец активированного угля.15 Он напрямую указывает на объем пор и способность угля к улавливанию. летучие органические соединения (ЛОС) и другие газообразные загрязнители.

Почему это важно для производительности

Высокое значение CTC коррелирует с лучшими показателями в любой области очистки воздуха или газа.16 Оно указывает на то, что уголь имеет хорошо развитую структуру пор, способную эффективно задерживать и удерживать органические пары. Это самая важная характеристика, которую необходимо учитывать в системах, предназначенных для:

  • Промышленная очистка воздуха и борьба с летучими органическими соединениями
  • Регенерация растворителя
  • Контроль запахов
  • Очистка биогаза

Контрольные показатели приложений

Необходимое значение CTC зависит от концентрации и типа удаляемых загрязнений. Однако более высокое значение всегда указывает на более высокую емкость угля. Для многих областей применения воздухоочистителей общего назначения хорошим считается значение CTC 50% или более по весу, а у высококачественных углей оно часто превышает 60-70%.

Принятие обоснованного решения с помощью "Большой четверки"

В техническом паспорте активированного угля содержится множество информации, которая выходит далеко за рамки первоначальной цены. Зная "большую четверку" технических характеристик, вы сможете точно оценить потенциальную производительность, долговечность и чистоту продукта, что позволит вам выбрать наиболее эффективное и экономичное решение для ваших конкретных нужд.

Краткая справочная таблица

Параметр: Что он измеряет, его важное применение

Значение йода Объем микропор и относительная площадь поверхности указывают на способность адсорбировать небольшие молекулы. Жидкая фаза (очистка воды)

Твердость/абразивность Нет. Устойчивость к физическому разрушению обеспечивает долговечность, минимизирует потери среды и снижает совокупную стоимость владения. Системы с обратной промывкой

Зольность: Количество неорганических, неуглеродистых веществ. Высокая зольность снижает чистоту и адсорбционную способность. Области применения высокой чистоты

Активность CTC Адсорбционная способность для парофазных загрязнителей Ключевой показатель эффективности удаления ЛОС и запахов Газовая фаза (очистка воздуха)

Расстановка приоритетов для вашего приложения

При оценке спецификации отдавайте предпочтение наиболее значимым для вашего процесса характеристикам. Для жидкофазных систем, таких как очистка муниципальной воды, сосредоточьтесь на достижении высокого значения йодного числа для максимального удаления загрязнений и высокого числа жесткости, чтобы выдержать обратную промывку и обеспечить длительный срок службы. Активность CTC является наиболее важным показателем эффективности для газофазных систем, таких как промышленный контроль летучих органических соединений. Твердость также важна для долговечности регенеративных систем. Сбалансировав эти четыре ключевых параметра, вы сможете принять действительно обоснованное решение, которое оптимизирует производительность и долгосрочные затраты.

 

Отправить нам сообщение

Picture of JyenLoo Zhu

Дьенлу Чжу

Д-р Джиен-Лоо Чжу - эксперт по технологиям активированного угля с более чем 20-летним опытом работы, помогающий промышленным партнерам решать сложные задачи очистки. Он специализируется на разработке устойчивых и коммерчески жизнеспособных решений, использующих технологию термической регенерации для повышения эффективности и соответствия строгим экологическим стандартам.

Прокрутить вверх