Регенерация активированного угля
Предлагаю обсудить эту, как считается, полубезнадёжную тему.
Ведь нужный уголь найти можно не всегда, раньше видел в магазинах, а теперь — картрижи со сложным составом.
Читал о регенерации на водяном пару. При этом, уголь сначала медленно в течение нескольких минут разогревают до 800 град.С, а затем остужают, пропуская водяной пар. Нагрев происходит благодаря пропусканию электрического тока через массу угля.
Пробовал реализовать эту идею. Получилось. Частично. Разрушился корпус реактора. Нужна вытяжка. Много воючих выделений. Угль получил. Сделал фильтр. Работает. Не всё так плохо.
Может быть есть свежие идеи? Из каких материалов можно сделать реактор? А возможно есть и решения?
Прошу высказываться.
Краткие выводы по теме (февраль 2015)
Регенерировать АУ используемый для очистки самогона в домашних условиях можно. Но:
— качество будет уже не то;
— проблемы с утилизацией высвобождающихся вонючеров;
— немалые трудозатраты по сравнению со стоимостью приобретения нового.
Регенерированный АУ не подойдёт для углевания водок.
Посл. ред. 22 Февр. 15, 15:26 от breee3
Мы когда-то регенерировали нагревом в вакууме до 400 *С. Суешь в нержовую банку, откачиваешь, греешь снаружи под откачкой нагревательной лентой намотанной на банку.
Кстати, я сушил уголь в СВЧ печке — отлично. Вероятно можно в ней и нагревать, но в стеклянной таре. С откачкой конечно страшновато.
Посл. ред. 09 Янв. 09, 14:30 от Rudy
а как зделать активированый уголь.
папа-химик, 14 Февр. 09, 18:23
Сначала отжигают древесину без доступа кислорода, получают уголь-сырец, т.е. такой, который остается от костра. Потом суют в печь и без кислорода вдувают водяной пар при 850 град.
Часть угля сгорает (обгар), вес угля резко падает, образуется развитая пористую поверхность (активация).
Если говорить о самогоне, где востребована функция адсорбции, т.е. поглощение веществ с размером молекул больше спирта, то можно восстанавливать и на сковороде, разрушая связи этих веществ с углеродом, повышая энергию броуновского движения. В чистом спирте примесей почти нет, но нужна реакция катализации окисления спирта с образованием в конечном итоге эфиров и уксусной кислоты (вкус и запах, характерный для водки), такая обработка недостаточна и уголь просто выбрасывают.
Активированный уголь впервые для очистки водок был использован в 1924 году. Открыт Острейко в 1907 г. (торф), Зеленин применил в противогазах лиственные породы дерева в 1915 г. Так что все что раньше, чистилось обычным углем.
Для очистки дистиллированных напитков уголь тоже используется, например, виски, бурбон. Применяют обычный уголь, преимущественно клен.
Фракции должны быть 1-3,6 мм, только надо убедиться в породе дерева, вот в порядке убывания качества буковый> липовый> дубовый> ольховый> берёзовый> сосновый> еловый> осиновый> тополиный. Только его надо промыть проточной водой для удаления пыли и водорастворимой золы, можно слабым раствором HCl.
Если мы говорим о восстановлении сорбирующей способности угля (очиства СС от примесей), то достаточно провести отдувку паром или прожарку с последкющей отмывкой от пыли.
Если мы говорим о восстановлении катализирующей способности, придающей спирту характерный водочный запах и вкус, то она в домашних услових трудно выполнима и связана с потерями угля на обгар. Обычная регенерации восстанавливает упомянутую способность только на 20%. При высокотемпературной обработке в присутствии водяных паров образуется в качестве примеси либо угарный газ, либо водород (!). Вам оно надо?
а в промышленных условия boffin, 29 Июля 11, 12:37
Но в любом случае эксперты считают, что реактивированный уголь — продукт второсортный. boffin, 29 Июля 11, 12:37
для промежуточной фильтарции годится,одсорбция работает guxiks, 28 Июня 11, 17:12
от советского фильтра «Родничок», была инструкция по регенерации угля. Alixx, 29 Июля 11, 19:44
и кипятить Alixx, 29 Июля 11, 19:44
Угольным фильтром «Родник-М» пользуюсь и сейчас. Куплен в начале восьмидесятых. Сохранились также и документы. Цитирую выборочно:
3.1 Основные параметры и технические характеристики фильтра:
вес снаряжённого фильтра — до 1 кГ.
скорость фильтраии воды — 1.5-2 л/мин.
срок службы активных углей до их первой регенераци (при ежедневном расходе воды не более 20 л) — 6 месяцев.
ресурс активных углей с условием их регенерации — 24-36 месяцев.
температура воды до входа в фильтр, не более — 50°C.
4. СОСТАВ ФИЛЬТРА
активный уголь БАУ-МФ или ДАР-МФ.
8.ПОРЯДОК РЕГЕНЕРАЦИИ АКТИВНОГО УГЛЯ
8.2 . высыпьте в эмалированную посуду (алюминивая не допускается). Промойте уголь 2-3 раза водопроводной водой при перемешивании. Дайте отстояться воде, затем слейте её и отцедите уголь на марле.
8.3 Положите отмытый уголь в эмалированную посуду. Залейте тремя литрами 3% раствора двууглекислой соды (три столовых ложки на 1 литр воды). Нагрейте до кипения и кипятите 20-30 минут.
8.4 Слейте горячий раствор, уголь промойте 4-5 раз водопроводной водой, после чего отцедите на марле.
8.5 Количество возможных регенераций угля 3-4, после чего его необходимо заменить свежим.
Пару недель назад купил угольный фильтр Аквафор В300, подумал, что пора попробовать что-то новое. А надо сказать, что после угольного фильтра воду пропускаю через трековый фильтр. Так вот после Аквафора трековый фильтр забился чем-то чёрным, да так, что не только струёй воды не промывается, но и механически не помогает, даже трубка после трекового фильтра ФиТреМ1 (диаметр отверстий 0,2-0,4 мкм) почернела. Вот теперь и думаю, а оно мне надо от хорошего, проверенного временем, искать чего-то лучшего? Буду искать БАУ-А. И для воды, и для . других целей. 
Посл. ред. 06 Сент. 11, 01:34 от nicco
Все размещаемые материалы отражают исключительно мнения их авторов и могут не совпадать с мнением Администрации форума ХоумДистиллер.
© 2021 ХоумДистиллер (форум самогонщиков, пивоваров, виноделов, ректификаторов, зерновиков) & Simple Machines LLC
ПК версия
Добро пожаловать на ХоумДистиллер!
Хорошо, что ты зашел к нам, у нас много полезной информации и отличный ПОИСКОВИК в помощь!
Предупреждаем, Форум использует cookie файлы.
Источник
Сорбционная очистка
Регенерация сорбентов
Сорбция относится к обратимому процессу, при котором поглощенное сорбентом вещество может переходить обратно в раствор. Скорость протекания процесса сорбции и обратного процесса десорбции зависят от концентрации вещества в растворе и на поверхности сорбента.
На начальном этапе процесса концентрация вещества в растворе максимальна, поэтому скорость сорбции тоже максимальна.
По мере того, как растет концентрация вещества на поверхности сорбента, растет и количество молекул, переходящих обратно из сорбента в раствор.
При достижении равновесной концентрации количество сорбируемых из раствора молекул в единицу времени сравнивается с количеством молекул, переходящих с поверхности сорбента в раствор. При этом концентрация раствора становится постоянной.
Если после достижения момента равновесия незначительно повысить концентрацию раствора сорбата, то какая-то часть растворенных веществ будет еще поглощена сорбентом.
После полного использования сорбционной емкости сорбента равновесие перестанет восстанавливаться. То есть дальнейшее повышение концентрации растворенного вещества в растворе не повлияет на количество сорбируемого вещества.
Регенерация активированного угля
Вещества, поглощенные активированным углем в процессе адсорбции, извлекают десорбцией насыщенным или перегретым паром. Еще один вариант — десорбция нагретым инертным газом.
Температура перегретого пара при избыточном давлении 0,3-0,6 МПа составляет 200-300 °С. Температура нагретых инертных газов — 120-140 °С.
При отгонке легколетучих веществ расход перегретого пара составляет 2,5-3 кг на 1 кг отгоняемого вещества. Для высококипящих веществ расход пара принимают в 5-10 раз больше.
Пары после процесса десорбции конденсируют, и поглощенное вещество выделяют из конденсата.
Для регенерации активированного угля может быть использован метод экстракции или жидкофазной десорбции низкокипящими растворителями.
Органические растворители — метанол, бензол, толуол, дихлорэтан — используются для регенерации в нагретом состоянии или без нагревания.
После окончания регенерации остатки растворителей из угля удаляют при помощи острого пара или инертного газа.
В случае десорбции из адсорбента слабых органических электролитов их предварительно диссоциируют.
Диссоциированные ионы электролитов переходят в раствор, находящийся в порах активированного угля. Ионы из пор удаляются горячей водой, растворами кислот или щелочей (в зависимости от вида электролита).
Иногда для эффективной регенерации адсорбированное вещество путем химической реакции переводят в другое вещество, которое легче извлечь из сорбента.
Если вещество не имеет ценности, его разрушают деструктивными окисляющими реагентами — хлором или озоном, либо методом нагревания.
Термическая регенерация проводится в бескислородной атмосфере при температуре 700-800 °С. При регенерации часть адсорбента — до 15-20%— теряется.
Имеются опытные разработки для биологической регенерации активированных углей, при которых происходит биохимическое окисление адсорбированных веществ. Биологическая регенерация позволит существенно удлинить срок службы адсорбента.
По отношению с адсорбированным веществам различают регенеративную и деструктивную сорбцию. При регенеративной сорбции извлеченные вещества подвергают дальнейшей утилизации. При деструктивной сорбции собранные вещества уничтожают.
В зависимости от того, каким образом и какие вещества удаляются при сорбционной очистке, используют разные методы для регенерации или уничтожения сорбента.
Методы извлечения поглощенных веществ из сорбента:
- экстрагирование при помощи органических растворителей;
- диссоциация слабого электролита в равновесном растворе;
- отгонка поглощенного вещества с водяным паром;
- испарение поглощенного вещества под действием потока инертного газообразного теплоносителя.
В некоторых случаях целесообразно проводить сначала химическую реакцию сорбированных веществ, а затем десорбцию полученных продуктов реакции.
Для десорбции легколетучей органики — бензола, толуола, нитробензола, этилового спирта — применяют воздух, инертные газы или водяной пар.
Воздух при десорбции имеет температуру 120-140 °С, перегретый пар — 200-300 °С, дымовые или инертные газы — 300-500 °С.
Для отгонки легколетучих веществ, сорбированных на активированном угле, расход пара составляет 3-12 кг на 1 кг поглощенного вещества. Для десорбции могут использоваться низкокипящие и легко перегоняющиеся с водяным паром растворители — бензол, бутилацетат, дихлоэтан или толуол.
Десорбция происходит при охлаждении или при нагревании, затем растворитель отгоняется из сорбента при помощи острого пара или теплоносителя.
Деструктивная очистка предусматривает использование методов окисления или высокотемпературного нагрева. Потери адсорбента — активированного угля— при термическом методе десорбции составляют 5-10 %.
С учетом потерь активированного угля затраты на сорбционную очистку на 30-35% состоят из расходов на сорбент.
Источник
АКТИВНЫЕ УГЛИ И ИХ РЕГЕНЕРАЦИЯ
8. АКТИВНЫЕ УГЛИ И ИХ РЕГЕНЕРАЦИЯ
В ряду адсорбентов особое место принадлежит активным углям), которые в силу специфичности своих свойств адсорбируют из воды преимущественно органические вещества.
Адсорбционная способность активных углей является следствием сильно развитой поверхности и пористости. Удельная поверхность углей составляет обычно 400 – 900 м 2 /г; адсорбционные свойства в значительной мере зависят от структуры, величины пор, распределения их по размерам. Структура угля оказывает заметное влияние на скорость адсорбции, определяет форму изотермы и число адсорбированных молекул различных размеров. В зависимости от преобладающего размера пор активные угли условно разделены на три структурных типа: крупнопористые, мелкопористые и угля смешанного типа. Размеры макропор оцениваются в (1 ÷ 2)·10 -4 мм, их удельная поверхность 0,5 – 2 м2 /г. Радиус переходных пор 1,6·10 -7 – 2·10 -4 мм, удельная поверхность 20 – 70 м2 /г. Средний радиус микропор составляет менее 1,6·10 -7 мм, а удельная поверхность – сотни м2 /г. Макропоры и переходные поры играют, как правило, роль транспортных каналов, а адсорбционную способность определяет в основном микропористая структура активных углей.
В табл. 2 приведена характеристика наиболее часто применяемых активных углей.
Кроме активных углей при деструктивной адсорбционной очистке промышленных вод применяют бурый уголь, полукокс, кокс, торф, шлак, золу, гидроксиды металлов (в основном для извлечения высокомолекулярных соединений и разрушения коллоидных систем) и другие адсорбенты.
Регенерация активного угля является одним из основных вопросов, возникающих при адсорбционной очистке промышленных сточных вод. Цель регенерации – с одной стороны, десорбция адсорбированных молекул (при регенеративной очистке воды) или деструктивное их разрушение и, с другой стороны, восстановление адсорбционной способности активного угля.
Для удаления органических веществ с поверхности активного угля используют вытеснительную десорбцию, смещение равновесного состояния системы с помощью изменения концентрации адсорбата и температуры процесса, перевод молекул, например, слабых электролитов в диссоциированную (ионную) форму. При деструктивной регенерации применяют окисление химическими реагентами и термическую деструкцию.
Легколетучие органические вещества (например, этиловый спирт, бензол, толуол) удаляют обычно высокотемпературной десорбцией в парогазовой фазе. В качестве десорбирующего агента применяют воздух, инертные газы, острый насыщенный или перегретый водяной па, пары органических веществ. При использовании воздуха температура, как правило, не превышает 120 – 140°С. в случае перегретого пара – 200 – 300°С, дымовых и инертных газов – 300 – 500°С.
При жидкофазной вытеснительной десорбции обычно используют низкокипящие легко перегоняющиеся с водяным паром органические растворители (например, метиловый спирт, бензол, толуол, дихлорэтан бутилацетат), из которых адсорбция адсорбата происходит хуже, нежели из воды. Десорбция проводится на холоде или при нагревании, по окончании десорбции растворитель отгоняется из угля острым водяным паром или инертным теплоносителем.
Органические соединения удаляют из активного угля, промывая его водным раствором кислот (десорбция оснований) или щелочей (десорбция кислот).
При деструктивной регенерации, когда адсорбированные вещества не представляют технической ценности, обычно применяют термические и окислительные (окисление хлором, озоном) методы. На рис. 9 приведена технологическая схема термической регенерации высокодисперсного активного угля.
Рис.9. Схема установки термической регенерации высокодисперсного активного угля
1 – сборник отработанного угля; 2 – весовой ленточный питатель; 3 – пневматический затвор; 4 – регенератор; 5 – камера сгорания; 6 – сепаратор; 7 – вытяжной вентилятор; 8 – вентилятор; 9 – шнек; 10 – фильтр; 11 – пневматический транспортер; 12 – сборник регенерированного угля; 13 – компрессор.
При термической регенерации потери активного угля составляют около 5 – 10%. В процессе многократного использования активный уголь частично дезактивируется, вследствие чего часть его заменяется свежим углем.
Термическая регенерация – процесс весьма сложный, многостадийный, затрагивающий не только сорбат, но и сам сорбент. Термическая регенерация приближена к технологии получения активных углей. При карбонизации сорбатов различного типа на угле большая часть примесей разлагается при 200 – 3500ºС, а при 4000ºС обычно разрушается около половины всего адсорбата. CO, CO2, CH4 — основные продукты разложения органического сорбата, выделяются при нагревании до 350 – 6000ºС. В теории стоимость такой регенерации составляет 50% стоимости нового активного угля. Это говорит о необходимости продолжения поиска и разработки новых высокоэффективных методов регенерации сорбентов.
Низкотемпературная термическая регенерация – это обработка сорбента паром или газом при 100 – 4000ºС. Процедура эта достаточно проста и во многих случаях ее ведут непосредственно в адсорберах.
Водяной пар вследствие высокой энтальпии чаще других
используют для низкотемпературной термической регенерации. Он безопасен и доступен в производстве. Для пропарки адсорбера необходимы лишь парогенератор и холодильник-конденсатор. Отработанный конденсат направляется либо на сжигание, либо на выделение ценного сорбата.
В последнее время изучаются методы регенерации с использованием излучения, под воздействием которого происходит деструкция сорбата. В малых дозах это излучение инициирует окисление кислородом на активном угле органических соединений, присутствующих в воде CO2 и H2O. Целесообразность применения того или иного метода регенерации активного угля определяется технико-экономическими параметрами процессов. [4]
Источник
