الفحم المنشط لفلترة مخلفات الصناعة

تصفية الماء باستخدام الفحم المنشط

 

الفحم المنشط – لتصفية الهواء وتنقية المخلفات

في الصناعة، يتم تقدير الفحم المنشط لخصائصه التنقية بفضل مساحة سطحه الداخلية الكبيرة وبنيته المسامية. سواء لتصفية المياه والسوائل الأخرى أو لتنقية الهواء والغازات، يتم استخدام الفحم المنشط في المجالات الأكثر تنوعًا. ويأتي على عدة أشكال المكونات النشطة المسحوقة والحبيبية والمبثوقة.

 

مما يتكون الفحم المنشط؟

يتكون الفحم المنشط إلى حد كبير من الكربون، بتركيز أكبر بشكل عام من 90٪. يتم استخدام المنتج بطرق مختلفة مثل المسحوق أو الحبيبات أو الكريات المبثوقة. وبالتالي، تستخدم الصناعة والحرف بشكل أساسي الكربون المنشط كمادة ماصة لإزالة الطعم غير المرغوب فيه أو اللون أو المواد الضارة أو الرائحة من السوائل والأبخرة والغازات. كما أنها تستخدم لاستعادة المذيبات وفصل الغاز (على سبيل المثال.لإنتاج لهيدروجينو النيتروجين).

 

شكل الكربون بعد المعالجة 1

كيف ننتج الفحم النشط ؟

يتم استخدام خصائصها الخاصة لهذا الغرض، والتي يمكن إنتاجها بطرق مختلفة: أثناء تنشيط الغاز، تتعرض المادة المكدسة لتدفق الغاز المؤكسد (مثل بخار الماء أو ثاني أكسيد الكربون أو الهواء أو المخاليط). تتراوح درجة حرارة التنشيط بين 700 و 1000 درجة مئوية. بعد تفاعل الماء والغاز، يحترق الكربون جزئيًا. على المستوى الجزيئي، نحصل بالتالي على بنية كربونية مسامية ونشطة للغاية.

 في المقابل، في حالة التنشيط الكيميائي، يتم عمومًا استخدام مادة خام غير فحم الكوك المحتوية على الكربون وخلطها مع مادة كيميائية مجففة. وبعد عدة خطوات عملية وتسخين بالبخار، يمكن إنتاج الهيكل الداخلي المطلوب للكربون المنشط مرة أخرى. تعمل كلتا العمليتين على زيادة مساحة السطح الداخلي للكربون المنشط بشكل كبير، مما يسمح له بالوصول إلى أبعاد مثيرة للإعجاب:

على سبيل المثال، مكعب من الكربون المنشط بطول حافة يبلغ 1.0 سم، لديه مساحة سطح داخلية أكبر 10000 مرة. أو على سبيل المقارنة، يحتوي 2.0 جرام من الكربون المنشط على مساحة سطح داخلية تعادل تقريبًا مساحة سطح ملعب كرة القدم. ونتيجة لذلك، يقوم منتج الكربون المنشط الآن بتطوير قوى امتصاص ممتازة، مما يسمح لجزيئات السائل والغاز بالارتباط بشكل فعال للغاية (الامتزاز).

 

المسامات والمساحات المستحدثة على الفحم ( تحت المجهر)

ما هو الامتزاز؟

الامتزاز هو عملية تتضمن تراكم مادة في أنواع جزيئية بتركيزات أعلى على السطح. إذا نظرنا إلى الهيدروجين والنيتروجين والأكسجين، فإن هذه الغازات تمتص على الفحم المنشط. أيضًا، يجب أن نلاحظ أن الامتزاز يختلف عن الامتصاص. تتضمن العمليتان آليات مختلفة تمامًا.

 

أنواع الامتزاز

على أساس قوى التفاعل بين الممتز والممتز، يكون الامتزاز من نوعين.

1/ الامتزاز الفيزيائي

يُعرف هذا النوع من الامتزاز أيضًا بالامتزاز الفيزيائي. ويرجع ذلك إلى قوى فان دير فال الضعيفة بين الممتز والممتز.

على سبيل المثال، يتم امتصاص غازات H2 وN2 على فحم جوز الهند.

2/ الامتزاز الكيميائي

يُعرف هذا النوع من الامتزاز أيضًا باسم الامتزاز الكيميائي. ويحدث ذلك بسبب قوى كيميائية قوية من نوع الرابطة بين المادة الممتصة والمادة الممتصة. ويمكننا أن نأخذ مثالاً يتضمن تكوين نتريد الحديد على السطح عندما يتم تسخين الحديد في غاز N2 عند درجة حرارة 623 كلفن.

 

الإستدامة في إستعمال الفحم المنشط

إعادة تنشيط الكربون المنشط المحمل بإعادة التنشيط الحراري. من أجل العمل بشكل مستدام مع الحفاظ على الموارد، نعتمد على عملية الطبقة المميعة الفريدة لدينا لتنفيذ إعادة التنشيط دون فقدان الجودة. ويقودنا هذا أيضًا إلى منتجنا الرئيسي: على عكس العديد من مواد الترشيح الأخرى، يمكن إعادة تنشيط الكربون المنشط وبالتالي استخدامه عدة مرات، مما يجعله منتجًا مستدامًا.

نحن نبحث باستمرار عن الكربون المنشط من المواد الخام المستدامة، مثل جوز الهند أو الخشب. ولا تزال مصادر الطاقة المتجددة الجديدة أيضًا على جدول الأعمال. ولذلك نريد زيادة حصة المواد الخام المتجددة إلى 80% في السنوات المقبلة.

 

فلتر هواء يحتوي داخله على الفحم المنشط

الكربون المنشط لحلول إزالة الرائحة

يزيل الكربون المنشط الروائح غير المرغوب فيها عن طريق العمل كمادة ماصة تحبس الرائحة داخل الكربون المنشط وتحتفظ بها.

فالأبخرة العضوية هي مصدر رئيسي لتلوث الهواء. فهي مسؤولة بشكل مباشر عن العديد من الروائح، ويمكنها أيضًا توفير المواد للغلاف الجوي التي يمكن أن تتفاعل لتشكل مكونات أقل جاذبية، مثل الضباب الدخاني. يمكن إزالة معظم الروائح، بما في ذلك المذيبات الصناعية وغازات التنفيس وأبخرة العمليات، وفي كثير من الحالات، يمكن استعادتها للبيع أو إعادة استخدامها عن طريق الامتزاز في الكربون المنشط. 

 

كيف تختار الكربون المنشط المناسب للتخلص من الرائحة؟

يزيل الكربون المنشط المركبات العضوية من السوائل والغازات من خلال عملية تسمى "الامتزاز". المادتان المستخدمتان بشكل شائع في إنتاج الكربون المنشط هما الفحم البيتوميني وقشور جوز الهند.

يحتوي فحم جوز الهند على قطر مسامي صغير، أي أن قطر المسام أقل من 2 نانومتر. يعتبر فحم جوز الهند المنشط هو الأفضل في التقاط الجزيئات والاحتفاظ بها بإحكام دون السماح لها بالهروب. يمتلك الكربون قطر مسامي متوسط، مما يعني أن قطر مسامه يتراوح بين 2 و50 نانومتر. ولذلك، فإن الكربون المنشط المعتمد على الكربون هو الأفضل لامتصاص الأبخرة من السوائل ذات الوزن الجزيئي المنخفض.

 

فيما يلي أنواع الكربون المنشط الذي يتوفر غالبًا.

 

·        KOH الكربون المنشط المشرب،

·        الكربون المنشط على أساس الكربون المحبب 4 مم،

·        4*8 شبكة من الكربون المنشط بقشرة جوز الهند،

·        الكربون المنشط الحفاز H2S للتحكم في الرائحة،

·        دعامات كروية مشربة ببرمنجنات البوتاسيوم.

 

منقيات الهواء بالفحم النشط

كيف يعمل على التحكم في الروائح؟

يحتوي الكربون المنشط على مسام صغيرة أو كبيرة تجذب الجزيئات وتمتصها. عندما يتم تنشيط الكربون، فإنه يخلق مسام بأحجام مختلفة على سطح الكربون. توفر هذه المسام طريقًا لدخول الماء أو الهواء إلى السطح الداخلي الذي يقوم بعد ذلك بحبس الماء أو جزيئات الهواء. ولهذا الغرض، يعد الكربون المنشط البكر حلاً فعالاً لإزالة الروائح الضارة من البيئة.

 

ما هو الفحم المنشط للتحكم في الرائحة؟

هناك العديد من التطبيقات التي يمكن أن تستخدم الكربون المنشط للتخلص من الرائحة. تشمل هذه التطبيقات:

 

1.       التحكم في الروائح المنزلية والصناعية،

2.       مياه الصرف الصحي من المصافي والمصانع الكيماوية،

3.       مرافق معالجة النفايات الصلبة،

4.       التحكم في اللون والشوائب في سوائل الغاز الطبيعي (NGLs)،

5.       فتحات صهاريج تخزين مياه الصرف الصحي والمنتجات،

6.       السيارات لعلب الكربون  ،

7.       أنظمة ACI للحد من الزئبق،

8.       ورش الرسم،

9.       مصانع اللب والورق،

10.   أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) والتهوية،

11.   عروض السجائر والسيجار،

12.   المركبات العضوية المتطايرة أو المركبات العضوية المتطايرة.

المصدر1

المصدر2

المصدر3

مؤسسة حسين داي (hocinedey) مؤسسة جزائرية لتصنيع قوالب الفحم المضغوط الطبيعي الخالي من الإضافات وصناعة أدوات الإشعال من مشعل الفحم –المدخنة- و بادئ فتائل الإشتعال لإستعمالات الشواء، الطبخ و التخييم والناتجة من إعادة تدوير الكتلة الحيوية الخشبية بالإضافة إلى تصنيف خاص بمقالات عالمية حول الشواء واستعمالات الفحم كحل لعديد التعقيدات الصحية والصناعية والبيئية للحصول على رؤية أوسع لدور الفحم في حياتنا.

========================= ---------------------