פחם פעיל

פחם פעיל, המכונה לעיתים פחם פעיל, הוא סופח ייחודי המוערך בזכות מבנהו הנקבובי במיוחד המאפשר לו ללכוד ולהחזיק חומרים ביעילות.

פחם פעיל, הנמצא בשימוש נרחב במגוון תעשיות להסרת רכיבים לא רצויים מנוזלים או גזים, ניתן ליישם אותו במספר אינסופי של יישומים הדורשים הסרת מזהמים או חומרים לא רצויים, החל מטיהור מים ואוויר, דרך שיקום קרקע ואפילו הפקת זהב.

להלן סקירה כללית של חומר מגוון להפליא זה.

מהו פחם פעיל?
פחם פעיל הוא חומר מבוסס פחמן שעבר עיבוד כדי למקסם את תכונות הספיחה שלו, מה שמניב חומר ספיחה מעולה.

פחם פעיל מתהדר במבנה נקבוביות מרשים הגורם לו לשטח פנים גבוה מאוד עליו ניתן ללכוד ולהחזיק חומרים, וניתן לייצר אותו ממספר חומרים אורגניים עשירים בפחמן, כולל:

קליפות קוקוס
עֵץ
פֶּחָם
כָּבוּל
ועוד…
בהתאם לחומר המקור ולשיטות העיבוד המשמשות לייצור פחם פעיל, התכונות הפיזיקליות והכימיות של המוצר הסופי יכולות להשתנות באופן משמעותי.² זה יוצר מטריצה ​​של אפשרויות לגיוון בפחמנים המיוצרים מסחרית, עם מאות זנים זמינים. מסיבה זו, פחמנים פעילים המיוצרים מסחרית הם בעלי התמחות גבוהה כדי להשיג את התוצאות הטובות ביותר עבור יישום נתון.

למרות שונות זו, ישנם שלושה סוגים עיקריים של פחם פעיל המיוצרים:

פחם פעיל באבקה (PAC)

פחם פעיל באבקה נופל בדרך כלל בטווח גודל החלקיקים של 5 עד 150Å, עם מספר גדלים חריגים. פחמימות פעילות (PAC) משמשות בדרך כלל ביישומי ספיחה בפאזה נוזלית ומציעות עלויות עיבוד מופחתות וגמישות בתפעול.

פחם פעיל גרגירי (GAC)

פחם פעיל גרגירי מגיע בדרך כלל בגדלי חלקיקים של 0.2 מ"מ עד 5 מ"מ וניתן להשתמש בו הן ביישומים בפאזה גזית והן ביישומים בפאזה נוזלית. פחמימות פעילות גרגיריות פופולריות משום שהן מציעות טיפול נקי ונוטות להחזיק מעמד זמן רב יותר מפחמימות פעילות גרגיריות.

בנוסף, הם מציעים חוזק (קשיות) משופרת וניתן לחדש אותם ולעשות בהם שימוש חוזר.

פחם פעיל אקסטרוד (EAC)

פחם פעיל אקסטרודי הוא מוצר גלולה גלילי בגודל של בין 1 מ"מ ל-5 מ"מ. פחם פעיל אקסטרודי, המשמש בדרך כלל בתגובות פאזה גזית, הוא פחם פעיל עמיד במיוחד כתוצאה מתהליך האקסטרוליה.

סוגים נוספים

סוגים נוספים של פחם פעיל כוללים:

פחמן פעיל בחרוזים
פחמן ספוג
פחמן מצופה פולימר
מטליות פחם פעיל
סיבי פחמן פעילים
תכונות של פחם פעיל
בעת בחירת פחם פעיל עבור יישום מסוים, יש לקחת בחשבון מגוון מאפיינים:

מבנה הנקבוביות

מבנה הנקבוביות של פחם פעיל משתנה והוא במידה רבה תוצאה של חומר המקור ושיטת הייצור.¹ מבנה הנקבוביות, בשילוב עם כוחות משיכה, הוא המאפשר ספיחה.

קשיות/שחיקה

קשיות/שחיקה גם הם גורם מפתח בבחירה. יישומים רבים ידרשו מהפחמן הפעיל חוזק חלקיקים גבוה ועמידות בפני שחיקה (פירוק החומר לחלקיקים דקים). לפחמן פעיל המופק מקליפות קוקוס יש את הקשיות הגבוהה ביותר מבין הפחמנים הפעילים.4

תכונות ספיחה

תכונות הספיגה של הפחם הפעיל כוללות מספר מאפיינים, כולל כושר ספיחה, קצב הספיחה והיעילות הכוללת של הפחם הפעיל.4

בהתאם ליישום (נוזל או גז), תכונות אלו עשויות להתבטא על ידי מספר גורמים, כולל מספר היוד, שטח הפנים ופעילות פחמן טטרה-כלוריד (CTC).4

צפיפות נראית לעין

בעוד שצפיפות נראית לעין לא תשפיע על הספיחה ליחידת משקל, היא כן תשפיע על הספיחה ליחידת נפח.4

לַחוּת

באופן אידיאלי, כמות הלחות הפיזית הכלולה בפחם הפעיל צריכה להיות בטווח של 3-6%.4

תכולת אפר

תכולת האפר של פחם פעיל היא מדד לחלק האינרטי, האמורפי, האי-אורגני והבלתי שמיש של החומר. באופן אידיאלי, תכולת האפר תהיה נמוכה ככל האפשר, שכן איכות הפחם הפעיל עולה ככל שתכולת האפר יורדת.