توضیحات

کربن فعال یا کربن اکتیو (Activated Carbon) ماده ایست که از منابع کربن ، مانند ذغال سنگ ، ذغال چوب ، پوست نارگیل و پوست خشکبار (Nutshells)  طی فرایندی از طریق اصلاح فیزیکی و تجزیه حرارتی در کوره ، تحت فشار و دمای کنترل شده تبدیل به محصولی می شود که دارای خلل و فرج (تخلخل) بسیار بیشتر نسبت به کربن معمولی می باشد. به این فرایند اکتیو (فعال) کردن کربن گفته می شود و هرچه درصد این تخلخل (سطح تخلخل نسبت به حجم) بیشتر باشد میزان فعال بودن کربن و درنتیجه ضریب جذب کربن بالاتر خواهد بود.

خواص کربن اکتیو :

کربن فعال با توجه خواص جذبی و خواص فیزیکی دسته بندی می شوند .

خواص جذبی : خواص جذبی کربن شامل میزان توزیع اندازه حفرات می باشد. برای کربن اکتیو با توجه به نوع کاربرد سه ناحیه برای اندازه حفرات وجود دارد.

ناحیه Micropore : کمتر از 100 انگستروم

ناحیه Mesopore : بین 100-1000 انگستروم

ناحیه Macropore : بیشتر از 10000 انگستروم

ویژگی توزیع اندازه حفرات در کربن فعال مهمترین شاخص عملکرد کربن برای از بین بردن (جذب) آلاینده ها از آب می باشد.مولکول های فاز گازی از فاز مایع بسیار کوچکتر هستند ، بنابراین توزیع اندازه حفرات کربن برای کاربرد در فاز گازی در ناحیه Micropone (کمتر از 100 آنگستروم) قرار دارد و اندازه حفرات بسیار کوچک هستند.

خواص فیزیکی : خواص فیزیکی کربن اکتیو شامل اندازه سطح فعال ، چگالی ، مش بندی ، مقاومت در برابر سایش و میزان خاکستر می باشد.

روش های تست کربن فعال :

آزمایش عدد یدید (Iodine Number Test) : یکی از استاندارد ترین تست های اندازه گیری سطح کربن فعال می باشد ، که از طریق اندازه گیری میزان جذب ید در شرایط آزمایش استاندارد ، عددی را به عنوان عدد یدید (Iodine Number) با واحد mg I₂ گزارش می کنند ، که هرچه این عدد بالاتر باشد میزان جذب کربن بالاتر بوده و به اصطلاح فعالتر می باشد.

آزمایش میزان سطح فعال (BET Test) : در این روش میزان سطح فعال کربن تحت آزمایشی به نام آزمایش BET اندازه گیری می شود و عددی با واحد متر مربع بر گرم (m²/g) به عنوان عدد BET گزارش می شود ، که هرچه این عدد بالاتر باشد میزان سطح فعال کربن بالاتر خواهد بود و به اصطلاح کربن فعالتر می باشد.

انواع کربن فعال :

کربن فعال پودری – Powdered Activated Carbon) PAC) : کربن فعال از پودرها و یا گرانول ­های کوچک با اندازه ذرات کمتر از ۱ میلی­متر و با قطر متوسط 0.15 تا 0.25 میلی­متر تولید می ­شوند. این نوع کربن فعال دارای سطح ویژه (نسبت سطح به حجم) بالا و فاصله نفوذ پایین می باشد. از کربن اکتیو پودری به علت درصد اتلاف بالا به عنوان یک واحد تصفیه درون یک مخزن استفاده نمی شود ، بلکه معمولا این نوع کربن به صورت مستقیم به ورودی آب تصفیه نشده ، فیلترهای جاذب و مخازن اختلاط افزوده می شود.

کربن فعال گرانول – Granular Activated Carbon) GAC) : این نوع کربن فعال دارای اندازه ذرات بزرگتر از کربن فعال پودری می باشد و در نتیجه سطح ویژه کمتری از نوع پودری دارد.  کربن فعال گرانولی با اندازه ­های ۴۰×۲۰،۲۰×۸ و یا ۳۰×۸ برای استفاده در فاز مایع و اندازه ­های ۶×۴، ۸×۴ و ۱۰×۴ برای فاز گازی کاربرد دارند. بهترین اندازه ذرات کربن فعال برای کاربرد در محلول­ های آبی دارای اندازه ­های ۴۰×۱۲ و ۳۰×۸ هستند زیرا تعادلی مناسب بین اندازه، سطح ویژه و خصوصیات حرارتی ایجاد خواهد نمود.از کربن فعال گرانولی در تصفیه آب ، مخازن اختلاط سریع و همچنین بو زدایی گازها استفاده می شود.

کربن فعال لوله ای – Extruded Activated Carbon) EAC) : این نوع کربن فعال به شکل لوله ای تولید می شود  و دارای قطر 0.8 تا 5 میلی متر می باشد.کاربرد این نوع کربن عمدتا در فاز گازی می باشد.

برخی از کاربردهای کربن فعال :

حذف طعم ، بو ، مواد آلی و کلر در صنایع تصفیه آب

رنگبری و حذف بو و مواد آلی در صنایع تصفیه پساب و فاضلاب

فرایند شیرین سازی گاز در پالایشگاه های گاز و صنایع نفت و پتروشیمی

خالص سازی و تصفیه روغن های خوراکی و صنعتی

صنایع داروسازی ، قند ، چرم و صنایع دفاع

تصفیه گازها و حذف بو  و گازهای خطرناک از هوا ، بویژه در سیستم های تصفیه هوا

بازیافت مواد شیمیایی و حلال ها

کاتالیزور مواد شیمیایی در آزمایشگاه ها