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Actieve kool
Aktivkohle
Strukturformel und Molekülmodell
Aktivkohle
Allgemeines
MolekularformelC
Andere Namennorit
Molmasse12,01 G/Maulwurf
LÄCHELN
C
CAS-Nummer7440-44-0
BeschreibungPoröse Form von Kohlenstoff, die alle Arten von Substanzen gut aufnehmen kann
Warnungen und Sicherheitsvorkehrungen
VerkehrEine Klimaanlage wird empfohlen, während beim Umgang mit Aktivkohle Schutzkleidung, Handschuhe und Schutzbrille erforderlich sind; eine Augenspülung in der Nähe einer Anlage mit Aktivkohle wird empfohlen.[1]
LagerIn einem geschlossenen Behälter
Physikalische Eigenschaften
AggregatzustandFest
Farbeanthrazit grau-schwarz
Schmelzpunkt3550 °C
Wenn nicht anders angegeben normale Bedingungen gebraucht (298.15k oder 25 °C, 1 Bar).
Portal  Portalsymbol  Chemie
Aufnahme unter Rasterelektronenmikroskop

Aktivkohle ist ein speziell behandeltes Kohlenstoff das von Adsorption kann alle möglichen Stoffe binden. Ein wichtiger Anwendungsbereich ist Filter.

Vorbereitung

Aktivkohle wird hergestellt, indem die Gase und Verunreinigungen durch einen thermischen Prozess entfernt werden.

Kokskohle, also mit Kohle als Ausgangsprodukt die höchste Aktivkohlequalität, d.h. mit der höchsten Adsorptionskapazität bei gleicher Menge. Es ist auch die teuerste Form von Aktivkohle. Günstigere Ausgangsprodukte mit geringerer Adsorptionskapazität sind Braunkohlenkoks und organische Stoffe wie such Torf oder Kokosnussschalen.

Im Die Niederlande und Belgien Aktivkohle wird hergestellt und reaktiviert durch cabot (Das norit 2012 übernommen) in Klazienaveen, Desotec im Roeselare und Chemviron Kohlenstoff[2] im feluy. Der Produktionsprozess besteht aus Verkohlen und Aktivieren Torf, Kokos- und Nussschalen, Kohle oder andere organische Materialien in großen Öfen.

Je nach Anwendung kann die Aktivkohle noch mit a Acid waschen, zu Pulver vermahlen, neutralisieren und imprägnieren.

Operation

Die Wirkung von Aktivkohle beruht auf einer sehr großen Oberfläche durch ein feines Gefüge mit vielen sehr feinen Poren. Handelsübliche Aktivkohlen haben eine innere Oberfläche von 500 bis 2000 m2/G.[3]

Die Aktivkohlepartikel (Kohlenstoffatome) üben eine Attraktion zu gasförmigen oder flüssigen Partikeln (Molekülen), die die Aktivkohle umgeben oder durchströmen. Die Stärke dieser Anziehung wird durch eine Reihe von Faktoren bestimmt, zum Beispiel die Form und Masse der Moleküle, die mit der Aktivkohle in Kontakt kommen. Gerade weil nicht alle Moleküle gleichermaßen von Aktivkohle angezogen und zurückgehalten (adsorbiert) werden, ist es möglich, einen oder mehrere unerwünschte Stoffe aus Luft, Gas oder Wasser zu entfernen.

Die Größe und die gegenseitigen Anteile der Poren werden durch den verwendeten Rohstoff und die Aktivierungsmethode bestimmt. Als Rohstoffe können grundsätzlich alle Faserstoffe verwendet werden, wie z Erdnussschalen, Reishülsen, Hackschnitzel, Torf, Kokosnüsse, Fruchtsamen, Kohle und Holz. Durch die Verwendung von Kokosnüssen entsteht eine sehr mikroporöse Aktivkohle, die sich gut in der Luftreinigung, insbesondere in Filtern mit geringen Aktivkohlemengen, einsetzen lässt. Holz hingegen produziert von Natur aus eine überwiegend makroporöse Aktivkohle, die sich zum Entfernen großer Moleküle aus Flüssigkeiten eignet.

Anwendungen

Aktivkohle für medizinische Zwecke

Aktivkohle hat viele Anwendungen in der Medizin (Adsorption von Giftstoffen), in der Wasserreinigung, Prozessindustrie (Adsorption von Dioxine und polychlorierte Biphenyle) und zu entfärben (Adsorption von Farbstoffe) und desodorieren (Adsorption von Düfte).

Die volumenmäßig größte Anwendung von Aktivkohle findet sich in der Trinkwassersektor wo die Adsorption an Aktivkohle durch Adsorption von Schadstoffen wie z Pestizide und andere hartnäckige organische Substanzen. Aufgrund des großen Einsatzvolumens in der Trinkwasseraufbereitung wird die Aktivkohle in der Regel durch eine thermische Reaktivierung der gesättigten Aktivkohle wieder zur Nutzung zurückgeführt, wonach der Kunde seine eigene Reaktivkohle erhält.[4] ("kundenorientierte Reaktivierung").

Aktivkohle wird in allen Arten von Filterungund Reinigungsprozesse. Die Norit Tabletten bestehen auch aus Aktivkohle. Da Menschen häufig von Pulveraktivkohle auf Aktivkohlegranulat umsteigen, wird ein kontinuierliches Arbeiten möglich. Mobile Filter finden zahlreiche Anwendungen in Bodensanierung und andere temporäre Prozesse. Eine innovative Anwendung ist die Reinigung von Abwasser von temporären Events und Musikfestivals wie dem Volksfest Dranouter,[5] wo eine schnelle Reinigung erforderlich ist und der Platz begrenzt ist.

Bei der Zug- und Giftkatastrophe auf belgisch wettern im Mai 2013 Zur Reinigung des Grundwassers und zur Sanierung des Bodens wurden mobile Aktivkohlefilter eingesetzt.[6] Aufgrund des Brandes und der Undichtigkeiten an den Waggons wurde das Grundwasser im Unfallbereich abgelassen Acrylnitril vergiftet. Das Grundwasser wurde gefiltert und mit körniger Kohle aus Kokosnussschalen gereinigt.

Darüber hinaus wird Aktivkohle unter anderem in Gasmasken, Zigarettenfilter und der Brita-können.

Thermische Reaktivierung

Reaktivierungszentrum in Feluy, Belgien.
Zentrum für die Reaktivierung von Aktivkohle in Roeselare, Belgien.

In Belgien gibt es zwei Reaktivierungsanlagen zur Wiederaufbereitung von gesättigter Aktivkohle, in Roeselare und feluy, wo sich das größte Reaktivierungszentrum der Welt befindet.[7] Gesättigte Aktivkohle kann durch einen thermischen Prozess bei hoher Temperatur reaktiviert werden[8] (bis 900 °C) in z. B. Dreh- oder Etagenbacköfen.[9] Dank modernster und fortschrittlichster Rauchgasreinigung kann gesättigter Kohlenstoff aus verschiedenen Anwendungen recycelt werden.[10]

Der vollständige Reaktivierungsprozess umfasst die folgenden Schritte:

  1. Trocknung des Materials bis ± 105 °C
  2. Verdampfung der flüchtigen adsorbierten Komponenten bis ± 300 °C
  3. Aufbrechen nichtflüchtiger adsorbierter Komponenten in kleinere Moleküle, die in der Ofenatmosphäre zerstört werden mit Pyrolyse bis um amorph Kohlenstoff auf der Innenfläche bis ± 600 °C
  4. Vergasung des amorphen Kohlenstoffs mit Wasserdampf über 800 °C

Aufgrund der Reaktion der Kohlenstoffatome der adsorbierten Stoffe mit Dampf bei hoher Temperatur bis zu Kohlenmonoxid (CO) und schließlich Kohlendioxid (CO2) entstehen Mikroporen, die die große spezifische Oberfläche bedingen.

Durch die rationellere Nutzung natürlicher Ressourcen führt die Reaktivierung zu einer Reduzierung von CO2Emissionen um den Faktor 5.[Quelle?]

Siehe auch

Externer Link

  • (und) Daten von Aktivkohle in der GESTIS-Stoffdatenbank des Deutschen Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (WENN EIN) (JavaScript erforderlich)