Производство активированного угля: исходный материал и этапы изготовления. Для чего необходим активированный уголь

Активированный уголь - это вещество, получаемое в промышленности из органического сырья (чаще всего из древесины, реже из торфа и костей животных). Рассмотрим подробнее, как получают активированный уголь.

Как активируют уголь в промышленности

Сначала сырье, которое станет впоследствии активированным углем, поддается реакции карбонизации. Этот процесс представляет собой обжиг под воздействием высоких температур в инертной атмосфере и при отсутствии кислорода. Но полученный после этого карбонизат еще не обладает полезными свойствами активированного угля, так как количество пор в нем еще небольшое. Такое сырье также подвергается процессу активации.

При активации угля в промышленных условиях используют в основном каменный или бурый уголь, древесину или скорлупу кокосовых орехов.

Процесс активирования угля

Обожженный карбонизат или уголь может подвергаться обработке специальными соединениями химического происхождения либо горячим водяным паром.

Как активируют активированный уголь? Для активации угля используют пар. Рассмотрим этот процесс подробнее.

1. В контролируемой среде карбонизат обрабатывают водой при высоком давлении и температурах от 800 до 1000 °С. В процессе такой обработки на поверхности угля происходит химическая реакция, открываются ранее закрытые углеродные поры. Таким образом многократно увеличивается площадь внутренней поверхности угля - до 1,5 тысяч кв. м из расчета на 1 грамм угля. При помощи регуляции условий можно добиться различной адсорбционной способности угля.
2. Предварительно первичный материал пропитывают химическими веществами - раствором калия карбоната либо цинка хлорида.

В процессе активации паром происходит следующая реакция:

• С + H 2 O → CO +H 2

А при избытке молекул воды может происходить и следующий процесс:

• С + 2H 2 O → CO 2 + 2H 2

Уголь может активироваться не только в безвоздушном пространстве, а также и при ограниченном доступе кислорода. При этом некоторая часть угля сгорает, создавая необходимую температуру для активации, но количество активированного угля на выходе в этом случае существенно уменьшается.

В результате активации, проведенной термохимическим способом, получается уголь с грубыми порами, который используют лишь для обесцвечивания жидкостей. А активированный уголь, полученный путем активации паром, пригоден для очистки.

Окончательная обработка угля

После основной обработки уголь остужают, а потом просеивают и сортируют. Отсеивается шлам (пылевые отходы), после чего уголь дополнительно обрабатывается так тщательно, как требуется для получения конечного результата. Его могут пропитывать разнообразными химическими соединениями (процесс импрегнирования), отмывать кислотами, после чего просушивать и дробить. Потом активированный уголь упаковывается в соответствующую промышленную тару.

При помощи водяной активации удается увеличить внутреннюю площадь угля. Это делает активированный уголь отличным сорбентом (веществом, избирательно поглощающим газы или растворенные вещества из окружающей среды). Но не вся обрабатываемая поверхность может адсорбироваться. Поры слишком малы для адсорбции (поглощения вещества поверхностным слоем твердого тела) крупных молекул. При этом увеличить размеры пор возможно, если активации подвергнуть уголь не растительного происхождения, а животного.

Как сделать активированный уголь в домашних условиях, нужно понять — а для чего он собственно нужен?

Таблетки угля есть, наверное, в каждой аптечке, но для чего тогда делать его самостоятельно.

Большое количество угля понадобится тем, у кого есть фильтры для .

Содержимое их картриджей можно дешево и просто заменить на сделанный самостоятельно абсорбент.

Наиболее универсальным сырьем для получения активированного абсорбента является древесина, желательно с низким содержанием смолы. Зачастую для сухой перегонки древесины, а именно так можно назвать процесс получения угля, применяется береза. Но можно использовать и другие лиственные породы.

Иногда для получения угольного абсорбента используют скорлупу кокосовых орехов. Естественно, после того, как сам кокос будет избавлен от воды и питательной мякоти.

К слову, уголь из этого экзотического сырья имеет множество микропор (до 2 нм). Поверхность же из древесины покрыта мезопорами (до 50нм) и макропорами (свыше 50нм). Все эти показатели определяют какого размера частицы загрязнения идет впитать абсорбент.

Для промышленного получения активированного угля используется, к слову, животный костный материал. Именно из сожжённых костей животных состоят те самые черные таблетки из аптеки.

Сухая перегонка сырья

Это первый этап, который нужно провести до того как приготовить активированный уголь в домашних условиях.

Для этого понадобится, в первую очередь, источник открытого огня.

Для этих целей можно использовать костер, паяльную лампу, газовую плиту, печь.

Древесину, или кокосовую скорлупу, нужно измельчить до небольших .

Дощечки нужны сухие, без коры и сучков.

Молодую древесину лучше не использовать — оптимальный возраст используемого дерева от 50 лет.

После этого древесный материал помещают в емкость с плотно закрывающейся крышкой. Лучше всего подойдет жестяная банка, содержимое которой использовалось уже по назначению. В ее дне нужно сделать несколько отверстий, не превышающих величину деревянных дощечек.

После этого сосуд нужно поставить на огонь отверстиями вниз. При плотно закрытой крышке газы и дым будут сгорать в пламени — задымленность и запах гари будут минимальны. То есть при наличии хорошей вытяжки эту операцию можно провести и на кухне — на газовой плите.

Если же емкости с крышкой нет, то выручит сухой просеянный песок. Им нужно будет засыпать бруски полностью — так они будут обугливаться равномерно, без доступа воздуха.

Благодаря этому улучшаются его абсорбционные свойства — он лучше впитывает минеральные и механические примеси.

Именно поэтому активированный уголь используется в различного рода фильтрах: для очистки жидкости и воздушных смесей от различных примесей.

Существует несколько способов активации угольного абсорбента.

И для того, чтобы знать, как сделать активированный уголь в домашних условиях из угля, нужно знать и как его активировать.

Чаще всего достаточно подержать обугленные кусочки, завернутые в марлю или ткань, над источником пара. Можно, например, использовать посуду для приготовления пищи на пару, или же чайник.

Эффективным способом активации является кипячение в чистой воде. Есть у него только один минус: от бурлящей воды происходит вымывание угольной сажи с поверхности угольков, что существенно уменьшает площадь поглощения. Кипятить нужно в течение 20-25 минут.

Для еще одного из методов раскрытия пор угля понадобится обычная поваренная . Она понадобится для приготовления 25%-ного водного раствора. Именно в эту соляную смесь и помещается на сутки уголь. Спустя 24 часа нужно извлечь куски абсорбента и промыть их под струей чистой воды. По итогу соли на уже активированном угле не должно остаться.

Как видим, все методы активации основаны на контакте реагента с водой. Стало быть, для дальнейшего использования активированного угля его нужно высушить.

Сушка

Сушить можно по-разному:

• на солнце, разложив на плоском пластмассовом или металлическом подносе
• в емкости, использовавшейся для перегонки, на открытом огне
• в теплом помещении, на металлическом или пластмассовом подносе
• в духовом шкафу — на протвине

Каждый для себя определяет время, за которое он хочет получить высушенный .

Хранение

Высушенный активированный уголь хранят, как правило, в темном прохладном месте. Предварительно его можно измельчить, но допускается и хранение цельных кусочков.

Для хранения используется стеклянная емкость с плотно притертой крышкой. При длительном нахождении угля на воздухе он теряет свои уникальные абсорбционные свойства уже через несколько месяцев. Если не нарушать условия хранения, перечисленные выше, то уголь можно хранить значительно дольше.

Впрочем, никто не запрещает сразу использовать весь запас высушенного угольного абсорбента: для заполнения воздушных и водяных фильтров, изготовления самодельной противогазной коробки.

Таким образом, легко можно заметить, насколько просто и дешево изготовить до своих личных нужд даже значительное количество активированного угля. Это заметно удешевит эксплуатацию кухонных вытяжек, систем очистки . А пользователь незаметно для себя получит уникальные знания по физике и химии.

Как приготовить активированный уголь своими руками — на видео:

Активированный уголь, который иногда называют карболеном, используют для очистки грязной воды или загрязненного воздуха. В экстренных ситуациях активированный уголь применяют для выведения опасных токсинов и ядов из организма. Прежде чем приготовить активированный уголь, необходимо сделать древесный уголь в домашних условиях путем сжигания древесины или волокнистого материала растительного происхождения. После этого можно добавлять активирующие химические вещества, такие как хлорид кальция или лимонный сок, чтобы завершить процесс.

Шаги

Часть 1

Как готовить древесный уголь

В безопасном месте разожгите небольшой костер . Проще всего получить древесный уголь, если развести огонь на улице, но также можно делать это в домашнем камине (если он у вас есть). Огонь должен быть достаточно интенсивным, чтобы сжечь всю древесину.

• При работе с огнем соблюдайте меры предосторожности и всегда держите огнетушитель под рукой.

1. Насыпьте небольшие щепки древесины твердой породы в металлический котелок. Если у вас нет подходящей древесины, можно заменить ее любым плотным волокнистым материалом растительного происхождения, таким как скорлупа кокосового ореха. Сложите древесину или растительный материал в металлический котел и накройте его крышкой.

   Нагревайте котелок на открытом огне 3–5 часов, чтобы получить древесный уголь. Поставьте накрытый крышкой котелок на огонь. В процессе приготовления вы увидите дым и газ, которые выходят через отверстия в крышке. Вместе с дымом удаляются все ненужные вещества, а в котелке остается только чистый уголь.

   Остывший уголь промойте водой. Уголь в котелке некоторое время остается горячим. Дайте ему остыть в течение некоторого времени. Когда уголь станет прохладным на ощупь, переложите его в чистый контейнер и прополощите в прохладной воде, чтобы избавиться от пепла и другого мусора. Затем слейте всю воду.

   Раздробите уголь. Переложите промытый уголь в ступку и пестиком перемелите до состояния мелкого порошка. Также можно положить его в прочный целлофановый пакет и измельчить в порошок с помощью деревянного молоточка для отбивных или большого молотка.

   Подождите, пока угольный порошок полностью высохнет. Если вы применили метод с целлофановым пакетом, пересыпьте порошок в чистую миску. В противном случае оставьте его в ступке. Примерно через сутки порошок полностью высохнет.

   Смешайте раствор с хлоридом кальция с древесным порошком. Пересыпьте сухой древесный порошок в миску из стекла или нержавеющей стали. Добавьте раствор с хлоридом кальция (лимонный сок или отбеливатель) в порошок небольшими порциями, постоянно помешивая ложкой.

   Накройте миску и подождите 24 часа. Накройте миску и дайте смеси настояться. После этого слейте всю жидкость из миски по мере возможности. На данном этапе уголь будет все еще влажным, но не мокрым.

   Активация угля займет еще 3 часа. Переложите уголь обратно в металлический котелок (вычищенный) и поставьте на огонь. Огонь должен быть достаточно интенсивным, чтобы вода, необходимая для активации угля, закипела. Через 3 часа кипения при той же температуре активированный уголь будет готов.

Часть 3

Как использовать активированный уголь

Очистите воздух в своем доме. Заверните небольшое количество активированного угля в кусок простыни и положите в нужное место. Если у вас нет простыни, возьмите плотную дышащую ткань, такую как хлопок.

Соорудите фильтр для воды из угля с помощью носка. В магазине фильтры для воды обычно стоят довольно дорого, но можно соорудить собственный фильтр и получить тот же результат с помощью более дешевого способа. Возьмите чистый носок, который не пахнет стиральным порошком или отбеливателем, положите в него активированный уголь. Теперь можно очистить воду, процеживая ее через носок.

Приготовьте глиняную маску для лица с активированным углем. Возьмите маленькую миску и насыпьте в нее 30 миллиграмм бентонитовой глины, 2,5 миллиграмма активированного угля, 15 миллиграмм куркумы, 30 миллилитров яблочного уксуса и 5 миллилитров меда. Затем начинайте понемногу добавлять воду в смесь, пока не получится однородная паста.

Избавьтесь от вздутия живота и газов с помощью активированного угля. Добавьте 500 миллиграмм активированного угля в виде порошка в 350 миллилитров воды. Пейте эту смесь перед употреблением продуктов, которые вызывают вздутие, или для борьбы с симптомами в том случае, когда вы чувствуете избыточное скопление газов в кишечнике.

Активированный уголь имеет солидную историю и широкую сферу применения.

Многих людей интересует два вопроса: что такое активированный уголь, для чего он нужен ? Данное средство представляет собой лекарственный препарат, способствующий очищению организма. Активированный уголь знаком человеку уже более трех тысяч лет. Еще жители Древнего Рима использовали данное средство для очищения воды и вина. Гиппократ же рекомендовал применять его для очищения человеческого организма. До наших дней дошло большое количество рецептов того времени по приготовлению активированного угля для лечения разного рода заболеваний и отравлений. В истории медицины известны случаи, когда данный препарат избавлял людей от тяжелейших отравлений. Выходит даже несколько тысячелетий назад люди знали, для чего нужен активированный уголь .

Свойства активированного угля

Свойства активированного угля просто поражают своей разносторонностью . Во-первых, данное средство избавляет человеческий организм от интоксикации, вызванной не только продуктами питания, а и ядами. Во-вторых, его используют при тяжести в желудке и при проблемах с пищеварением. В-третьих, данный препарат помогает организму очиститься от шлаков и прочих вредных веществ, попадающих в организм с продуктами питания. В-четвертых, активированный уголь – отличное . В-пятых, данный препарат помогает избавиться от аллергии, дерматитов, псориаза и отеков. В-шестых, активированный уголь применяют для лечения различных заболеваний суставов, в частности от подагры. В-седьмых, активированной уголь является хорошим адсорбентом, избавляющим от похмелья. В-восьмых, препарат способен излечить от отита среднего и наружного уха. В-девятых, данное средство используется при лечении эпилепсии. И, наконец, десятое свойство активированного угля – избавление от импотенции.

Интересное в сети:

Активированный уголь. Состав

Активированный уголь состав имеет следующий мелкопористый аморфный углерод , активированный специальной обработкой. Данный компонент обладает адсорбирующими и католическими свойствами. Пористость угля по объему колеблется от 15 до 97,5 %. Таким образом, состав активированного угля достаточно прост .

Активированный уголь. Из чего делают?

Как уже было отмечено ранее, уже многие годы огромной популярностью пользуется активированный уголь. Из чего делают данный препарат ? При его производстве используются древесные и каменные угли, а также торф. Компоненты нагреваются в специальных вакуумных емкостях, а затем подвергаются специальной обработке. Теперь вы знаете, из чего делают активированный уголь .

Активированный уголь. Как применять?

Хорошо всем знакомый активированный уголь, как применять правильно знает далеко не каждый . Отечественные медики рекомендуют применять активированный уголь внутрь за несколько часов до приема пищи. Среднесуточная дозировка может составлять от 100 до 200 миллиграмм на килограмм. Дневная доза разделяется на три приема. Продолжительность лечения должна составлять от 3 до 14 дней. Через две недели курс лечения можно повторить вновь.

> как сделать активированный уголь

Что такое активированный уголь?

Первым делом надо разобраться, что же это такое активированный уголь?
Активированный уголь это пористое вещество, абсорбент, получаемое из различных углеродосодержащих материалов органического происхождения, то-есть древесного угля, скорлупы грецких, лесных, кокосовых орехов, каменноугольного кокса, нефтяного кокса Нас интересует конечно же самый простой, доступный и чистый продукт. Поэтому далее речь пойдет только об активированном угле, который можно получить из древесины.

Для чего используется активированный уголь?

Активированный уголь применяется в медицине и производстве. В медицине используется при различных кишечных расстройствах, помогает справится со многими видами отравлений или по крайней мере существенно снизить вредное воздействие токсинов на организм (в том числе алкоголя, химических и радиоактивных).
В производстве активированный уголь используется в очистных системах. Большая часть всех воздушных фильтров для противогазов, защитных масок изготавливаются с использованием активированного угля. Промышленные и домашние фильтры для очистки воды тоже делают с активированным углем.

Активированный уголь в домашних условиях

Сделать самому активированный уголь довольно просто, но для внутреннего употребления, это конечно не лучшая затея, так как уголь можно купить в каждой аптеке. Но вот чтобы сделать уголь например для фильтрования воды или в отсутствии промышленных образцов, смастерить самому фильтр для противогаза эти знания могут пригодиться. Тем более, что цены на уголь в аптеке не маленькие и сделать большой фильтр для воды из "аптечного" угля будет дорого.

Не важно что вы используете (банки, бочки, кастрюли, сковороды, газовую горелку или костер), принцип изготовления активированного угля в домашних или походных условиях одинаковый. Состоит из трех этапов: первый это изготовление угля, второй его "активация" и в конце сушка.

Итак, приступаем к изготовлению активированного угля.
Первый этап:
Берем емкость, например широкую жестяную банку. Банка должна чем-то плотно закрываться. Желательно, чтобы банка была плоской, то-есть чтобы ее ширина (диаметр) был больше ее высоты. В дне банки нужно проделать несколько небольших отверстий 1-2 мм. Далее кладем в банку небольшие сухие,деревянные чурки, плотно закрываем крышкой и ставим на огонь Деревянные чурки лучше делать из древесины не содержащей большого количества смолы, хорошо подойдет для этого береза, а вот ель и сосна будет давать много дыма и есть большая вероятность воспламенения смолы внутри банки, тогда процесс изготовления активированного угля будет загублен.
Данный этап можно назвать сухой перегонкой древесины. При этом все горючие газы (при условии плотно закрытой крышки) будут выходить в проделанные в дне банки отверстия и тут же сгорать в огне. Таким образом будет практически отсутствовать дым и запах, а значит такой способ можно в прямом смысле использовать для изготовления активированного угля в домашних условиях. А вот если вместо отверстий в дне использовать отсутствие крышки или перегонять древесину в кастрюле или сковороде, будет много дыма, так можно делать уголь только на открытом воздухе. Используя способ "без крышки" чурки лучше присыпать сухим песком, чтобы перегон проходил равномерно и древесина не воспламенялась.
Далее, когда выделение газов и пара прекратиться, следует снять банку с огня и дать остыть. Открываем крышку и видим там черный уголь, но это еще не активированный уголь.
Переходим ко второму этапу.
Вынимаем уголь из банки и засыпаем в кастрюлю или другую банку и полностью заливаем водой. Ставим на огонь и кипятим 20-30 минут. Это и есть процесс активации, кипящая вода промывает поры древесного угля вымывая все минеральные вещества.
Третий завершающий этап.
Выкладываем еще сырой, но уже активированный уголь опять в банку с отверстиями в дне и ставим на огонь. Просушиваем таким образом угли, теперь вместо горючего газа из пор выходит чистый водяной пар. После того, как вся влага испариться и угли остынут, всё действие можно считать завершенным. Активированный уголь готов! На вес по ощущениям такие угли практически невесомы, потому что все поры свободны.

Хранить активированный уголь нужно в стеклянной банке, закрытой крышкой или в пластиковой герметично закрытой таре, таким образом, активность угля будет сохраняться несколько лет. А вот при доступе кислорода свойства угля теряются за несколько месяцев.