عملية إنتاج الكربون المنشط

عملية إنتاج الكربون المنشط

تنقسم عملية إنتاج الكربون المنشط تقريبًا إلى خطوتين رئيسيتين: الكربنة والتنشيط.
العملية الأولى للكربنة: تشمل إزالة الماء والكربنة (التحلل الحراري)، حيث يتم تسخين المواد الخام في ظروف معزولة عن الهواء وتجفيفها عند درجة حرارة تتراوح من 170 إلى 600 درجة مئوية. عندما تتحلل المواد في درجة حرارة عالية، يتم تفريغ المواد غير الكربونية مثل الأكسجين والهيدروجين، ويتم إزالة المادة العضوية الأصلية. يتم كربنة حوالي 80٪، وإعادة تنظيم ذرات الكربون التي فقدت الأكسجين والهيدروجين لتكوين مادة مرتبة ذات بنية ميكروكريستالية أساسية من الجرافيت. تتكون هذه المادة البلورية من مستويات ذرات الكربون مرتبة سداسية، وترتيبها غير منتظم. وبالتالي تشكل فجوات بين البلورات، وهذه الفجوات هي المسام الأولية للمادة المكربنة. لذلك، فإن الغرض من الكربنة هو تكوين بنية مسام ثانوية في المادة يتم تنشيطها بسهولة ومنح القوة الميكانيكية المطلوبة لتحمل التنشيط.

الطريقة الثانية هي تنشيط المادة المتفحمة. تنقسم طريقة التنشيط إلى طريقة التنشيط الفيزيائي (وتسمى أيضًا طريقة التنشيط الغازي) وطريقة التنشيط الكيميائي وفقًا للمنشطات المختلفة. طريقة التنشيط الشائعة الاستخدام للكربون المنشط القائم على الفحم هي طريقة التنشيط الفيزيائي، باستخدام بخار الماء أو غاز المداخن (مزيج من بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين وما إلى ذلك) أو ثاني أكسيد الكربون أو الهواء كغاز تنشيط. في التفاعل الماص للحرارة، يتم إنتاج غاز مختلط يتكون من أول أكسيد الكربون والهيدروجين بشكل أساسي، والذي يستخدم لحرق وتسخين الفحم إلى درجة حرارة مناسبة (800 إلى 1000 درجة مئوية) لحرق جميع المواد القابلة للتحلل، وبالتالي إنتاج بنية مسامية دقيقة متطورة. ومساحة سطحية محددة ضخمة، لذلك لديها قدرة امتصاص قوية. الكربون المنشط المنتج من مواد خام مختلفة له أحجام مسام مختلفة. من بينها، حجم مسام الكربون المنشط المصنوع من قشر جوز الهند هو الأصغر، وحجم مسام الكربون المنشط القائم على الخشب أكبر عمومًا، وحجم مسام الكربون المنشط القائم على الفحم بين الاثنين.