Mis on kivisöe keemia. Vaadake, mis on "kivisüsi" teistes sõnaraamatutes

Struktuur

Tootmine

Klassifikatsioon

Peamised omadused

Kasutusvaldkonnad

Taastumine

Lugu

Aktiivsüsi Carbonnut

Dokumentatsioon

Tooraine ja keemiline koostis

Aktiivsüsi (või aktiivsüsi) (ladina keelest carbo activatus) on adsorbent – ​​kõrgelt arenenud poorse struktuuriga aine, mida saadakse erinevatest süsinikku sisaldavatest orgaanilise päritoluga materjalidest, nagu puusüsi, kivisöekoks, naftakoks, kookospähkli koor. , pähkel, aprikoosituumad, oliivid ja teised puuviljakultuurid. Kookospähkli koortest valmistatud aktiivsütt (karboleeni) peetakse puhastuskvaliteedi ja kasutusea poolest parimaks ning tänu suurele tugevusele on seda võimalik korduvalt regenereerida.

Aktiivsüsi on keemiliselt üks süsiniku vorme ebatäiuslik struktuur praktiliselt ilma lisanditeta. Aktiivsüsi koosneb 87-97 massiprotsendi ulatuses süsinikust, see võib sisaldada ka vesinikku, hapnikku, lämmastikku, väävlit ja muid aineid. Oma keemilise koostise poolest sarnaneb aktiivsüsi grafiidiga, mida kasutatakse ka tavalistes pliiatsites. Aktiivsüsi, teemant, grafiit on kõik erinevad süsiniku vormid, mis praktiliselt ei sisalda lisandeid. Struktuuriomaduste järgi kuuluvad aktiivsöed süsiniku mikrokristalliliste sortide rühma - need on grafiidikristalliidid, mis koosnevad 2-3 nm pikkustest tasapindadest, mis omakorda on moodustatud kuusnurksete rõngastega. Küll aga rikutakse grafiidile tüüpiliste üksikute võretasandite orientatsiooni aktiivsöes üksteise suhtes - kihid on juhuslikult nihkunud ega lange kokku oma tasapinnaga risti. Lisaks grafiidikristalliitidele sisaldavad aktiivsöed koos heteroaatomitega üks kuni kaks kolmandikku amorfset süsinikku. Heterogeenne mass, mis koosneb grafiidikristalliitidest ja amorfsest süsinikust, määrab nii aktiivsöe omapärase poorse struktuuri kui ka nende adsorptsiooni ja füüsikalis-mehaanilised omadused. Keemiliselt seotud hapniku olemasolu aktiivsöe struktuuris, mis moodustab aluselise või happelise iseloomuga pinnakeemilisi ühendeid, mõjutab oluliselt nende adsorptsiooniomadusi. Aktiivsöe tuhasisaldus võib olla 1-15%, mõnikord tuimestatakse 0,1-0,2%.

Struktuur

Aktiivsöel on tohutult palju poore ja seetõttu väga suure pinnaga, mille tulemusena on sellel kõrge adsorptsioon (1 g aktiivsöel on olenevalt tootmistehnoloogiast pinda 500 kuni 1500 m 2). Just kõrge poorsuse tase muudab aktiivsöe "aktiveerituks". Aktiivsöe poorsuse suurenemine toimub spetsiaalse töötluse - aktiveerimise käigus, mis suurendab oluliselt adsorbeerivat pinda.

Aktiivsöes eristatakse makro-, meso- ja mikropoore. Olenevalt söe pinnal hoidmist vajavate molekulide suurusest tuleb toota erineva poorisuurusega kivisütt. Aktiivsöe poorid klassifitseeritakse nende lineaarsete mõõtmete järgi – X (poollaius – pilulaadse poorimudeli puhul, raadius – silindrilise või sfäärilise mudeli puhul):

  • X<= 0,6-0,7 нм - микропоры;
  • 0,6-0,7 < Х < 1,5-1,6 нм - супер- микропоры;
  • 1,5-1,6 < Х < 100-200 нм - мезопоры;
  • X > 100-200 nm - makropoorid.

Adsorptsiooniks mikropoorides (erimaht 0,2-0,6 cm 3 /g ja 800-1000 m 2 /g), mis on vastavuses adsorbeeritud molekulidega, on peamiselt iseloomulik mahu täitmise mehhanism. Samamoodi toimub adsorptsioon ka supermikropoorides (erimaht 0,15-0,2 cm 3 /g) – mikropooride ja mesopooride vahelistes piirkondades. Selles piirkonnas mikropooride omadused järk-järgult degenereeruvad, samal ajal kui mesopooride omadused ilmnevad. Adsorptsiooni mehhanism mesopoorides seisneb adsorptsioonikihtide järjestikuses moodustumises (polümolekulaarne adsorptsioon), mis lõppeb pooride täitumisega kapillaarkondensatsiooni mehhanismi abil. Tavalistes aktiivsöes on mesopoori erimaht 0,02-0,10 cm 3 /g, eripind 20-70 m 2 /g; mõne aktiivsöe puhul (näiteks selitamine) võivad need näitajad aga ulatuda vastavalt 0,7 cm 3 /g ja 200-450 m 2 /g. Makropoorid (erimaht ja pind vastavalt 0,2-0,8 cm 3 /g ja 0,5-2,0 m 2 /g) toimivad transpordikanalitena, mis viivad absorbeeritud ainete molekulid aktiivsöe graanulite adsorptsiooniruumi. Aktiivsöe pinnast moodustavad suurima osa vastavalt mikro- ja mesopoorid, mis annavad suurima panuse nende adsorptsiooniomadustesse.
Mikropoorid sobivad eriti hästi väikeste molekulide ja mesopoorid suuremate orgaaniliste molekulide adsorptsiooniks. Toorainel, millest need saadakse, on otsustav mõju aktiivsöe pooride struktuurile. Kookospähkli koorel põhinevaid aktiivsüteid iseloomustab suurem mikropooride osakaal ja söel põhinevaid aktiivsüteid - suurem mesopooride osakaal. Suur osa makropooridest on iseloomulik puidupõhistele aktiivsöele. Aktiivsöes on reeglina igat tüüpi poore ja nende ruumala suuruse diferentsiaaljaotuskõver on 2-3 maksimumi. Sõltuvalt supermikropooride arenguastmest eristatakse aktiivsüsi kitsa jaotusega (need poorid praktiliselt puuduvad) ja laia (oluliselt arenenud).

Aktiivsöe poorides on molekulidevaheline külgetõmme, mis põhjustab adsorptsioonijõudude (van der Waalsi jõudude) tekkimist, mis on oma olemuselt sarnased gravitatsioonijõule, ainsa erinevusega, et nad toimivad molekulaarsel, ja mitte astronoomilisel tasandil. Need jõud põhjustavad sademelaadse reaktsiooni, mille käigus saab veest või gaasivoogudest eemaldada adsorbeerunud aineid. Eemaldatud saasteainete molekule hoiavad aktiivsöe pinnal molekulidevahelised Van der Waalsi jõud. Seega eemaldavad aktiivsöed puhastatavatelt ainetelt saasteaineid (erinevalt näiteks pleegitamisest, kui värviliste lisandite molekule ei eemaldata, vaid need muudetakse keemiliselt värvituteks molekulideks).
Keemilised reaktsioonid võivad toimuda ka adsorbeerunud ainete ja aktiivsöe pinna vahel. Neid protsesse nimetatakse keemiliseks adsorptsiooniks või kemisorptsiooniks, kuid üldiselt toimub füüsikaline adsorptsiooni protsess aktiivsöe ja adsorbeeritud aine koosmõjul. Kemisorptsiooni kasutatakse tööstuses laialdaselt gaasi puhastamiseks, degaseerimiseks, metallide eraldamiseks ja ka teaduslikud uuringud. Füüsiline adsorptsioon on pöörduv, see tähendab, et adsorbeeritud aineid saab teatud tingimustel pinnalt eraldada ja taastada algsesse olekusse. Kemisorptsioonis seostatakse adsorbeerunud aine pinnaga keemiliste sidemete kaudu, muutes seda Keemilised omadused. Kemisorptsioon ei ole pöörduv.

Mõned ained adsorbeeruvad tavaliste aktiivsöe pinnal nõrgalt. Nende ainete hulka kuuluvad ammoniaak, vääveldioksiid, elavhõbedaaur, vesiniksulfiid, formaldehüüd, kloor ja vesiniktsüaniid. Selliste ainete tõhusaks eemaldamiseks kasutatakse spetsiaalsete keemiliste reaktiividega immutatud aktiivsütt. Impregneeritud aktiivsütt kasutatakse spetsiaalsetes rakendustes õhu- ja veepuhastuses, respiraatorites, sõjalistel eesmärkidel, tuumatööstuses jne.

Tootmine

Aktiivsöe tootmiseks kasutatakse erinevat tüüpi ja konstruktsiooniga ahjusid. Kõige levinumad on: mitme riiuliga, šahtiga, horisontaalsed ja vertikaalsed pöördahjud, samuti keevkihtreaktorid. Aktiivsöe põhiomadused ja eelkõige poorne struktuur määratakse esialgse süsinikusisaldusega tooraine tüübi ja selle töötlemise meetodiga. Esiteks purustatakse süsinikku sisaldavad toorained osakeste suuruseks 3-5 cm, seejärel karboniseeritakse (pürolüüs) - röstitakse kõrgel temperatuuril inertses atmosfääris ilma õhu juurdepääsuta lenduvate ainete eemaldamiseks. Karboniseerimise etapis moodustub tulevase aktiivsöe raamistik - esmane poorsus ja tugevus.

Saadud karboniseeritud kivisöel (karbonisaadil) on aga halvad adsorptsiooniomadused, kuna selle pooride suurus on väike ja sisepind väga väike. Seetõttu aktiveeritakse karbonisaat, et saada spetsiifiline pooride struktuur ja parandada adsorptsiooniomadusi. Aktiveerimisprotsessi olemus seisneb süsinikmaterjalis suletud olekus olevate pooride avamises. Seda tehakse kas termokeemiliselt: materjal eelnevalt immutatakse tsinkkloriidi ZnCl 2, kaaliumkarbonaadi K 2 CO 3 või mõne muu ühendi lahusega ja kuumutatakse ilma õhuta temperatuurini 400–600 °C või kasutatakse kõige tavalisemat töötlemisviisi. - ülekuumendatud auru või süsinikdioksiidiga CO 2 või nende seguga temperatuuril 700-900 °C rangelt kontrollitud tingimustes.
Aktiveerimine veeauruga on karboniseeritud saaduste oksüdeerimine gaasilisteks produktideks vastavalt reaktsioonile - C + H 2 O -> CO + H 2; või liigse veeauruga - C + 2H 2 O -> CO 2 + 2H 2. Seda kasutatakse laialdaselt seadmele toite saamiseks piiratud koguse õhu aktiveerimiseks samaaegselt küllastunud auruga. Osa söest põleb ära ja reaktsiooniruumis saavutatakse vajalik temperatuur. Aktiivsöe väljund selles protsessivariandis on märgatavalt vähenenud. Aktiivsütt saadakse ka sünteetiliste polümeeride (näiteks polüvinülideenkloriidi) termilisel lagunemisel.

Auruga aktiveerimine võimaldab saada süsi, mille sisepindala on kuni 1500 m 2 söe grammi kohta. Selle tohutu pindala tõttu on aktiivsöed suurepärased adsorbendid. Kuid kogu see ala ei pruugi olla adsorptsiooni jaoks saadaval, kuna adsorbeeritud ainete suured molekulid ei saa tungida väikestesse pooridesse. Aktiveerimise käigus kujuneb välja vajalik poorsus ja eripind ning toimub tahke aine massi oluline vähenemine, mida nimetatakse läbipõlemiseks.

Termokeemilise aktiveerimise tulemusena tekib jämedalt poorne aktiivsüsi, mida kasutatakse pleegitamiseks. Auru aktiveerimise tulemusena tekib peenpoorne aktiivsüsi, mida kasutatakse puhastamiseks.

Seejärel jahutatakse aktiivsüsi ja läbitakse eelsorteerimine ja sõelumine, kus muda sõelutakse välja, seejärel töödeldakse aktiivsütt vastavalt vajadusele kindlaksmääratud parameetrite saamiseks täiendavalt: pestakse happega, immutatakse (immutamine erinevate vahenditega). kemikaalid), lihvimine ja kuivatamine. Pärast seda pakitakse aktiivsüsi tööstuslikesse pakenditesse: kottidesse või suurtesse kottidesse.

Klassifikatsioon

Aktiivsüsi klassifitseeritakse selle tooraine tüübi järgi, millest see on valmistatud (kivisüsi, puit, kookospähkel jne), aktiveerimismeetodi järgi (termokemikaal ja aur), otstarbe järgi (gaas, rekuperatsioon, selitamine). ja keemiliste sorbentkatalüsaatorite kivisöekandjad) , samuti vabanemise kujul. Praegu toodetakse aktiivsütt peamiselt järgmistes vormides:

  • aktiivsöe pulber
  • granuleeritud (purustatud, ebakorrapärase kujuga osakesed) aktiivsüsi,
  • vormitud aktiivsüsi,
  • ekstrudeeritud (silindrilised graanulid) aktiivsüsi,
  • aktiivsöega immutatud kangas.

Pulbrilise aktiivsöe osakesed on väiksemad kui 0,1 mm (üle 90% kogu koostisest). Söepulbrit kasutatakse vedelike tööstuslikuks puhastamiseks, sealhulgas olme- ja tööstusreovee puhastamiseks. Pärast adsorptsiooni tuleb pulbriline süsinik eraldada puhastatavatest vedelikest filtreerimise teel.

Granuleeritud aktiivsöe osakeste suurus 0,1 kuni 5 mm (üle 90% koostisest). Granuleeritud aktiivsütt kasutatakse vedeliku puhastamiseks, peamiselt vee puhastamiseks. Vedelike puhastamisel asetatakse aktiivsüsi filtritesse või adsorberitesse. Õhu ja muude gaaside puhastamiseks kasutatakse suuremate osakestega (2-5 mm) aktiivsütt.

Vormitud aktiivsüsi on erineva geomeetrilise kujuga aktiivsüsi, olenevalt kasutusest (silindrid, tabletid, brikett jne). Vormissütt kasutatakse erinevate gaaside ja õhu puhastamiseks. Gaaside puhastamisel asetatakse aktiivsüsi ka filtritesse või adsorberitesse.

Ekstrudeeritud süsinik toodetakse osakestega 0,8–5 mm läbimõõduga silindrite kujul, reeglina immutatakse (immutatakse) spetsiaalsete kemikaalidega ja kasutatakse katalüüsis.

Süsinikuga immutatud kangaid on erineva kuju ja suurusega, mida kasutatakse kõige sagedamini gaasi ja õhu puhastamiseks, näiteks autode õhufiltrites.

Peamised omadused

Granulomeetriline suurus (granulomeetria) - aktiivsöe graanulite põhiosa suurus. Mõõtühik: millimeetrid (mm), võrk USS (USS) ja võrk BSS (inglise keeles). Võrgusilma USS osakeste suuruse teisenduste koondtabel - millimeetrites (mm) on toodud vastavas failis.

Puistetihedus - materjali mass, mis täidab ruumalaühiku oma massi toimel. Mõõtühik on grammi kuupsentimeetri kohta (g / cm 3).

Pindala on tahke aine pindala jagatud selle massiga. Mõõtühikuks on ruutmeeter söe grammi kohta (m 2 /g).

Kõvadus (või tugevus) - kõik aktiivsöe tootjad ja tarbijad kasutavad tugevuse määramiseks oluliselt erinevaid meetodeid. Enamik meetodeid põhinevad järgmisel põhimõttel: aktiivsöe proov allutatakse mehaanilisele pingele ja tugevuse mõõdupuuks on söe hävitamisel või keskmise suurusega jahvatamisel tekkinud peenfraktsiooni kogus. Tugevuse mõõtmiseks võetakse hävimata kivisöe kogus protsentides (%).

Niiskus – aktiivsöes sisalduv niiskuse hulk. Mõõtühik on protsent (%).

Tuhasisaldus - tuha kogus (mõnikord loetakse ainult vees lahustuvaks) aktiivsöes. Mõõtühik on protsent (%).

Vesiekstrakti pH - vesilahuse pH väärtus pärast aktiivsöe proovi keetmist selles.

Kaitsetegevus - teatud gaasi süsiniku abil adsorptsiooniaja mõõtmine enne gaasi minimaalsete kontsentratsioonide edastamise algust aktiivsöe kihiga. Seda testi kasutatakse õhu puhastamiseks kasutatavate söe puhul. Kõige sagedamini testitakse aktiivsütt benseeni või süsiniktetrakloriidi (teise nimega süsiniktetrakloriid CCl 4) suhtes.

STS adsorptsioon (adsorptsioon süsiniktetrakloriidil) - süsiniktetrakloriid juhitakse läbi aktiivsöe mahu, küllastumine toimub konstantse massini, seejärel saadakse adsorbeeritud auru kogus, mis on seotud kivisöe massiga protsentides (%).

Joodi indeks (joodi adsorptsioon, joodiarv) - joodi kogus milligrammides, mida 1 gramm aktiivsütt suudab adsorbeerida, pulbri kujul lahjendatud vesilahusest. Mõõtühik - mg/g.

Metüleensinise adsorptsioon – metüleensinise milligrammide kogus, mis neelab vesilahusest ühe grammi aktiivsöe. Mõõtühik - mg/g.

Melassi värvitustamine (melassi arv või indeks, melassi indeks) - aktiivsöe kogus milligrammides, mis on vajalik melassi standardlahuse 50% selitamiseks.

Kasutusvaldkonnad

Aktiivsüsi adsorbeerib hästi mittepolaarse struktuuriga orgaanilisi kõrgmolekulaarseid aineid, näiteks: lahustid (klooritud süsivesinikud), värvained, õlid jne. Adsorptsioonivõime suureneb vees lahustuvuse vähenemisel, kusjuures kihi mittepolaarsus suureneb. struktuur ja molekulmassi suurenemine. Aktiivsüsi adsorbeerivad hästi suhteliselt kõrge keemistemperatuuriga ainete aurud (näiteks benseen C 6 H 6), hullem - lenduvad ühendid (näiteks ammoniaak NH 3). Suhteliste aururõhkude p p / p us alla 0,10-0,25 (p p - adsorbeeritud aine tasakaalurõhk, p us - küllastunud aururõhk) absorbeerib aktiivsüsi veeauru veidi. Kui p p / p us on aga suurem kui 0,3-0,4, täheldatakse märgatavat adsorptsiooni ja p p / p us = 1 korral on peaaegu kõik mikropoorid täidetud veeauruga. Seetõttu võib nende olemasolu raskendada sihtaine imendumist.

Aktiivsütt kasutatakse laialdaselt adsorbendina, mis absorbeerib gaasiliste heitmete aure (näiteks õhu puhastamisel süsinikdisulfiidist CS 2), püüdes kinni lenduvate lahustite aurud nende taaskasutamiseks, vesilahuste (näiteks suhkru) puhastamiseks. siirupid ja alkohoolsed joogid), joogi- ja heitvesi, gaasimaskides, vaakumtehnoloogias, näiteks sorptsioonipumpade loomiseks,, külmikute lõhnaabsorbeerijate täitmiseks, vere puhastamiseks, seedetraktist kahjulike ainete absorbeerimiseks, jne. Aktiivsüsi võib olla ka katalüütiliste lisandite ja katalüsaatori polümerisatsiooni kandjaks. Aktiivsöele katalüütiliste omaduste andmiseks lisatakse makro- ja mesopooridesse spetsiaalsed lisandid.

Aktiivsöe tööstusliku tootmise arenedes suureneb selle toote kasutamine pidevalt. Aktiivsütt kasutatakse praegu paljudes veepuhastusprotsessides, Toidutööstus, keemiatehnoloogia protsessides. Lisaks põhineb heitgaaside ja heitvee puhastamine peamiselt aktiivsöega adsorptsioonil. Ja tuumatehnoloogia arenedes on aktiivsüsi peamine radioaktiivsete gaaside ja reovee adsorbent tuumaelektrijaamades. 20. sajandil ilmus aktiivsöe kasutamine kompleksina meditsiinilised protsessid näiteks hemofiltratsioon (vere puhastamine aktiivsöel). Aktiivsütt kasutatakse:


Vesi liigitatakse jäätmeteks, põhjaveeks ja joogiveeks. iseloomulik tunnus See klassifikatsioon hõlmab saasteainete kontsentratsiooni, milleks võivad olla lahustid, pestitsiidid ja/või halogeenitud süsivesinikud, näiteks klooritud süsivesinikud. Sõltuvalt lahustuvusest eristatakse järgmisi kontsentratsioonivahemikke:

  • 10-350 g/l kohta joogivesi,
  • 10-1000 g/l põhjavee puhul,
  • Reovee puhul 10-2000 g/l.

Basseini vee puhastamine sellesse klassifikatsiooni ei sobi, kuna siin on tegemist dekloorimise ja deosoneerimisega, mitte saasteaine puhta adsorptsiooni eemaldamisega. Dekloorimist ja deosoonimist kasutatakse tõhusalt basseinide vee töötlemisel aktiivsöega. kookospähkli koor, mille eeliseks on suur adsorptsioonipind ja seetõttu suurepärane dekloorimisefekt suure tihedusega. Suur tihedus võimaldab tagasivoolu, mitte ei pese aktiivsütt filtrist välja.

Granuleeritud aktiivsütt kasutatakse fikseeritud statsionaarsetes adsorptsioonisüsteemides. Reostunud vesi voolab läbi püsiva aktiivsöekihi (peamiselt ülalt alla). Selle adsorptsioonisüsteemi vabaks toimimiseks peab vesi olema vaba tahketest osakestest. Seda saab tagada sobiva eeltöötlusega (nt liivafiltriga). Statsionaarsesse filtrisse sisenevad osakesed saab eemaldada adsorptsioonisüsteemi vastuvoolu abil.

Paljudega tootmisprotsessid eralduvad kahjulikud gaasid. Neid mürgiseid aineid ei tohi õhku paisata. Kõige levinumad õhus leiduvad mürgised ained on lahustid, mis on igapäevaste materjalide tootmiseks hädavajalikud. Lahustite (peamiselt süsivesinike, näiteks klooritud süsivesinike) eraldamiseks saab aktiivsütt edukalt kasutada selle vetthülgavuse tõttu.

Õhupuhastus jaguneb saasteaine koguse ja kontsentratsiooni järgi õhus saastunud õhu puhastamiseks ja lahustite regenereerimiseks. Kõrgete kontsentratsioonide korral on aktiivsöest (nt auru abil) lahusteid odavam eraldada. Kui aga mürgised ained esinevad väga väikeses kontsentratsioonis või segus, mida ei saa uuesti kasutada, kasutatakse ühekordset vormitud aktiivsütt. Vormitud aktiivsütt kasutatakse statsionaarsetes adsorptsioonisüsteemides. Saastunud ventilatsioonijoad läbivad püsivat kivisöekihti ühes suunas (peamiselt alt üles).

Impregneeritud aktiivsöe üks peamisi kasutusvaldkondi on gaaside ja õhu puhastamine. Paljude tehniliste protsesside saastunud õhk sisaldab toksilisi aineid, mida tavapärase aktiivsöega ei saa täielikult eemaldada. Need mürgised ained, enamasti anorgaanilised või ebastabiilsed polaarsed ained, võivad olla väga mürgised ka madalates kontsentratsioonides. Sel juhul kasutatakse immutatud aktiivsütt. Mõnikord saab saasteaine komponendi ja aktiivsöes sisalduva toimeaine vahel erinevate keemiliste vahereaktsioonide abil saasteaine saastunud õhust täielikult eemaldada. Aktiivsüsi immutatakse (immutatakse) hõbedaga (joogivee puhastamiseks), joodiga (puhastamiseks vääveldioksiidist), väävliga (puhastamiseks elavhõbedast), leelisega (puhastamiseks gaasilistest hapetest ja gaasidest - kloor, vääveldioksiid, lämmastik dioksiid jne d.), hape (puhastamiseks gaasilistest leelistest ja ammoniaagist).

Taastumine

Kuna adsorptsioon on pöörduv protsess ega muuda aktiivsöe pinda ega keemilist koostist, saab saasteaineid aktiivsöest eemaldada desorptsiooni (adsorbeeritud ainete vabanemise) teel. Van der Waalsi jõud, mis on adsorptsiooni peamine liikumapanev jõud, on nõrgenenud, nii et saasteainet saab kivisöe pinnalt eemaldada, rakendatakse kolme tehnilist meetodit:

  • Temperatuuri kõikumise meetod: Van der Waalsi jõu mõju väheneb temperatuuri tõustes. Temperatuuri tõstab kuum lämmastikuvool või aururõhu tõus temperatuuril 110-160 °C.
  • Rõhu kõikumise meetod: osarõhu vähenemisel van der Waalsi jõu mõju väheneb.
  • Ekstraheerimine - desorptsioon vedelates faasides. Adsorbeeritud ained eemaldatakse keemiliselt.

Kõigil neil meetoditel on puudusi, kuna adsorbeeritud aineid ei saa kivisöe pinnalt täielikult eemaldada. Märkimisväärne kogus saasteainet jääb aktiivsöe pooridesse. Aururegeneratsiooni kasutamisel jääb 1/3 kõigist adsorbeerunud ainetest ikkagi aktiivsöesse.

Keemilise regenereerimise all mõistetakse sorbendi töötlemist vedelate või gaasiliste orgaaniliste või anorgaaniliste reaktiividega temperatuuril, mis reeglina ei ületa 100 °C. Nii süsiniku- kui ka mittesüsiniku sorbendid regenereeritakse keemiliselt. Selle töötlemise tulemusel sorbaat kas desorbeerub muutusteta või desorbeeritakse selle koostoime produktid regenereeriva ainega. Keemiline regenereerimine toimub sageli otse adsorptsiooniseadmes. Enamik keemilisi regenereerimismeetodeid on teatud tüüpi sorbaadi jaoks väga spetsiifilised.

Madala temperatuuriga termiline regenereerimine on sorbendi töötlemine auru või gaasiga temperatuuril 100-400 °C. See protseduur on üsna lihtne ja paljudel juhtudel viiakse see läbi otse adsorberites. Tänu kõrgele entalpiale kasutatakse veeauru kõige sagedamini madalal temperatuuril termiliseks regenereerimiseks. See on ohutu ja saadaval tootmises.

Keemiline regenereerimine ja madalal temperatuuril termiline regenereerimine ei taga adsorptsioonisöe täielikku taastumist. Termiline regenereerimine on väga keeruline, mitmeetapiline protsess, mis ei mõjuta mitte ainult sorbaati, vaid ka sorbenti ennast. Termiline regenereerimine on lähedane aktiivsöe tootmise tehnoloogiale. Erinevat tüüpi sorbaatide karboniseerimisel kivisöel laguneb suurem osa lisanditest 200–350°C juures ning 400°C juures hävib tavaliselt ligikaudu pool kogu adsorbaadist. CO, CO 2, CH 4 - orgaanilise sorbaadi peamised lagunemissaadused eralduvad kuumutamisel temperatuurini 350 - 600°C. Teoreetiliselt on sellise regenereerimise maksumus 50% uue aktiivsöe maksumusest. See viitab vajadusele jätkata uute ülitõhusate sorbentide regenereerimise meetodite otsimist ja väljatöötamist.

Reaktiveerimine - aktiivsöe täielik regenereerimine auru abil temperatuuril 600 °C. Saasteaine põletatakse sellel temperatuuril ilma kivisütt põletamata. See on võimalik madala hapnikukontsentratsiooni ja märkimisväärse koguse auru tõttu. Veeaur reageerib selektiivselt adsorbeeritud orgaanilise ainega, mis on nendel kõrgetel temperatuuridel vees väga reageeriv, ja toimub täielik põlemine. Kuid söe minimaalset põletamist ei saa vältida. See kaotus tuleb hüvitada uue kivisöega. Pärast taasaktiveerimist juhtub sageli, et aktiivsöel on suurem sisepind ja suurem reaktsioonivõime kui algsüsi. Need asjaolud on tingitud täiendavate pooride ja koksistunud saasteainete moodustumisest aktiivsöes. Samuti muutub pooride struktuur – need suurenevad. Taasaktiveerimine toimub taasaktiveerimisahjus. Ahjusid on kolme tüüpi: pöörd-, võll- ja muutuva gaasivooluga ahjud. Muutuva gaasivooluga ahju eeliseks on väikesed põlemiskaod ja hõõrdumine. Aktiivsüsi laaditakse õhuvoolu ja põlemisgaasid saab seejärel läbi resti ülespoole juhtida. Aktiivsüsi muutub intensiivse gaasivoolu tõttu osaliselt vedelaks. Samuti transpordivad gaasid taasaktiveerimise põlemisproduktid aktiivsöest järelpõletisse. Järelpõletisse lisatakse õhku, nii et gaase, mis pole täielikult süüdatud, saab nüüd põletada. Temperatuur tõuseb ligikaudu 1200 °C-ni. Pärast põlemist liigub gaas gaasipesurisse, milles gaas jahutatakse vee ja õhuga jahutades temperatuurini 50-100 °C. Selles kambris neutraliseeritakse vesinikkloriidhape, mis moodustub puhastatud aktiivsöest adsorbeeritud klorosüsivesinikest, naatriumhüdroksiidiga. Kõrge temperatuuri ja kiire jahtumise tõttu ei teki mürgiseid gaase (näiteks dioksiinid ja furaanid).

Lugu

Varaseim ajalooline viide söe kasutamisele viitab iidne India, kus sanskriti pühakirjad ütlesid, et joogivesi tuleb esmalt läbi söe juhtida, hoida vasest anumates ja päikesevalguse käes.

Söe ainulaadsed ja kasulikud omadused olid tuntud ka Vana-Egiptuses, kus sütt kasutati meditsiinilistel eesmärkidel juba 1500 eKr. e.

Vanad roomlased kasutasid kivisütt ka joogivee, õlle ja veini puhastamiseks.

18. sajandi lõpus teadsid teadlased, et karboleen on võimeline absorbeerima erinevaid gaase, aure ja lahustunud aineid. AT igapäevane elu inimesed täheldasid: kui potis, kus enne õhtusööki valmistati, vett keetes visata paar sütt, siis kaob toidu maitse ja lõhn. Aja jooksul hakati aktiivsütt kasutama suhkru puhastamiseks, bensiini sidumiseks maagaasides, kangaste värvimiseks ja naha parkimiseks.

1773. aastal teatas saksa keemik Karl Scheele gaaside adsorptsioonist puusöel. Hiljem leiti, et süsi võib ka vedelike värvi muuta.

1785. aastal juhtis Peterburi proviisor T. E. Lovitz, kellest hiljem sai akadeemik, esmakordselt tähelepanu aktiivsöe võimele alkoholi puhastada. Korduvate katsete tulemusena leidis ta, et isegi lihtne veini raputamine söepulbriga võimaldab saada palju puhtama ja parema joogi.

1794. aastal hakati sütt kasutama Inglismaa suhkruvabrikus.

1808. aastal hakati Prantsusmaal kasutama sütt suhkrusiirupi selitamiseks.

1811. aastal avastati musta kingakreemi valmistamisel luusöe värvieemaldusvõime.

1830. aastal võttis üks apteeker enda peal katset tehes grammi strühniini sisse ja jäi ellu, sest neelas samal ajal alla 15 grammi aktiivsütt, mis selle kange mürgi adsorbeeris.

1915. aastal leiutas Venemaal Venemaa teadlane Nikolai Dmitrijevitš Zelinski maailmas esimese filtreeriva süsinikugaasimaski. 1916. aastal adopteerisid ta Antanti armeed. Peamine sorbent selles oli aktiivsüsi.

Aktiivsöe tööstuslik tootmine algas 20. sajandi alguses. 1909. aastal toodeti Euroopas esimene partii pulbrilist aktiivsütt.

Esimese maailmasõja ajal kasutati kookospähkli koorega aktiivsütt esmakordselt adsorbendina gaasimaskides.

Aktiivsüsi on praegu üks parimaid saadaolevaid filtrimaterjale.

Aktiivsüsi Carbonnut

Ettevõte pakub laias valikus Carbonut aktiivsüteid, mis on end tõestanud mitmesugustes rakendustes. tehnoloogilised protsessid ja tööstused:

  • Carbonut WT vedelike ja vee puhastamiseks (maa, kanalisatsioon ja joogivesi, samuti vee puhastamiseks),
  • Carbonut VP erinevate gaaside ja õhu puhastamiseks,
  • Carbonut GC kulla ja muude metallide eraldamiseks lahustest ja paberimassist kaevandus- ja motellitööstuses,
  • Carbonut CF sigaretifiltritele.

Süsiniku aktiivsütt toodetakse eranditult kookospähkli koortest, kuna kookose aktiivsöel on parim kvaliteet puhastamine ja kõrgeim neeldumisvõime (suurema hulga pooride olemasolu ja sellest tulenevalt suurema pindala tõttu), pikim kasutusiga (kõrge kõvaduse ja mitmekordse regenereerimise võimaluse tõttu), imendunud aine desorptsiooni puudumine ainete ja madala tuhasisaldusega.

Süsiniku aktiivsüsi on toodetud alates 1995. aastast Indias automatiseeritud ja kõrgtehnoloogilistel seadmetel. Tootmine asub strateegiliselt olulises asukohas, esiteks tooraineallika – kookose – vahetus läheduses ja teiseks vahetus läheduses meresadamad. Kookospähkel kasvab aastaringselt, pakkudes katkematut kvaliteetse tooraine allikat suurtes kogustes ja minimaalsete saatmiskuludega. Meresadamate lähedus väldib ka täiendavaid logistikakulusid. Carbonut aktiivsöe tootmise tehnoloogilise tsükli kõik etapid on rangelt kontrollitud: see on sisendtoormaterjalide hoolikas valik, peamiste parameetrite kontroll pärast iga tootmise vaheetappi, samuti lõpp-tooraine kvaliteedikontroll, lõpetatud toode vastavalt kehtestatud standarditele. Süsihappegaasi aktiivsüsi eksporditakse peaaegu üle maailma ning nende järele on suur nõudlus tänu suurepärasele hinna ja kvaliteedi kombinatsioonile.

Dokumentatsioon

Dokumentatsiooni vaatamiseks vajate programmi Adobe Reader. Kui teie arvutisse pole installitud Adobe Reader , külastage Adobe'i veebisaiti www.adobe.com, laadige alla ja installige selle programmi uusim versioon (programm on tasuta). Installiprotsess on lihtne ja võtab vaid mõne minuti, see programm on teile tulevikus kasulik.

Kui soovite osta Aktiveeritud süsinik Moskvas, Moskva piirkonnas, Mytishchis, Peterburis - võtke ühendust ettevõtte juhtidega. Tarnitakse ka teistesse Venemaa Föderatsiooni piirkondadesse.

Kivisüsi on settekivim, mis moodustub maapinna kihis. Kivisüsi on suurepärane kütus. Arvatakse, et see on meie kaugete esivanemate vanim kütus.

Kuidas süsi tekib

Söe moodustamiseks on vaja tohutul hulgal taimset ainet. Ja parem on, kui taimed kogunevad ühte kohta ja neil pole aega täielikult laguneda. Ideaalne koht selleks on sood. Nendes olev vesi on hapnikuvaene, mis takistab bakterite elutegevust.

Taimkattemass koguneb soodesse. Kuna tal pole aega täielikult mädaneda, suruvad selle kokku järgmised mullaladestused. Nii saadakse turvas – kivisöe lähtematerjal. Järgmised mullakihid justkui suletavad turba maasse. Selle tulemusena kaotab see täielikult juurdepääsu hapnikule ja veele ning muutub söekihiks. See protsess on pikk. Niisiis moodustati suurem osa tänapäevastest söevarudest paleosoikumi ajastul, see tähendab enam kui 300 miljonit aastat tagasi.

Söe omadused ja liigid

(Pruun kivisüsi)

Söe keemiline koostis sõltub selle vanusest.

Noorim liik on pruunsüsi. See asub umbes 1 km sügavusel. Selles on endiselt palju vett - umbes 43%. Sisaldab suures koguses lenduvaid aineid. See süttib ja põleb hästi, kuid annab vähe soojust.

Kivisüsi on selles klassifikatsioonis omamoodi "keskmine". See esineb kuni 3 km sügavusel. Kuna ülemiste kihtide rõhk on suurem, on kivisöe veesisaldus väiksem - umbes 12%, lenduvad ained - kuni 32%, kuid süsinik sisaldab 75% kuni 95%. See on ka väga tuleohtlik, kuid põleb paremini. Ja vähese niiskuse tõttu annab see rohkem soojust.

Antratsiit on vanem tõug. See esineb umbes 5 km sügavusel. Selles on rohkem süsinikku ja peaaegu puudub niiskus. Antratsiit on tahke kütus, see süttib halvasti, kuid eripõlemissoojus on kõrgeim - kuni 7400 kcal / kg.

(Antratsiidi kivisüsi)

Siiski ei ole antratsiit orgaanilise aine muundamise viimane etapp. Karmimate tingimustega kokkupuutel muutub kivisüsi šuntiidiks. Kõrgematel temperatuuridel saadakse grafiit. Ja ülikõrge rõhu allutamisel muutub kivisüsi teemandiks. Kõik need ained – taimest teemandini – on valmistatud süsinikust, erinev on ainult molekulaarstruktuur.

Lisaks peamistele "koostisosadele" sisaldab söe koostis sageli erinevaid "kive". Need on lisandid, mis ei põle, vaid moodustavad räbu. Sisaldub kivisöes ja väävlis ning selle sisalduse määrab kivisöe tekkekoht. Põlemisel reageerib see hapnikuga ja moodustab väävelhapet. Mida vähem lisandeid kivisöe koostises on, seda kõrgemat klassi hinnatakse.

Söemaardla

Söe esinemiskohta nimetatakse söebasseiniks. Maailmas on teada üle 3,6 tuhande söebasseini. Nende pindala hõlmab umbes 15% maakera maismaast. Suurim osa maailma kivisöevarudest hoiuste osakaal on Ameerika Ühendriikides - 23%.Teisel kohal - Venemaa, 13%. Esikolmiku suleb Hiina – 11%. Maailma suurimad söemaardlad asuvad USA-s. See on Apalatšide söebassein, mille varud ületavad 1600 miljardit tonni.

Venemaal on suurim söebassein Kuznetsk, Kemerovo oblastis. Kuzbassi varud ulatuvad 640 miljardi tonnini.

Maardlate areng Jakuutias (Elginskoje) ja Tõvas (Elegestskoje) on paljutõotav.

Söekaevandamine

Sõltuvalt kivisöe sügavusest kasutatakse kas suletud või avatud kaevandamismeetodit.

Suletud ehk allmaakaevandamise meetod. Selle meetodi jaoks ehitatakse kaevanduste šahtid ja lisandid. Kaevandusšahtid ehitatakse, kui kivisöe sügavus on 45 meetrit või rohkem. Sellest viib horisontaalne tunnel - adit.

Seal on 2 suletud kaevandamissüsteemi: ruum- ja sammaskaevandamine ning pikkseinakaevandamine. Esimene süsteem on vähem ökonoomne. Seda kasutatakse ainult juhtudel, kui avastatud kihid on paksud. Teine süsteem on palju turvalisem ja praktilisem. See võimaldab teil kaevandada kuni 80% kivimitest ja viia kivisütt ühtlaselt pinnale.

Avatud meetodit kasutatakse siis, kui kivisüsi on madal. Alustuseks tehakse pinnase kareduse analüüs, selgitatakse välja mulla murenemise aste ja kattekihi kihilisus. Kui maapind söeõmbluste kohal on pehme, piisab buldooserite ja kaabitsate kasutamisest. Kui pealmine kiht on paks, siis tuuakse sisse ekskavaatorid ja draglainid. Söe kohal lebav paks kõva kivikiht lastakse õhku.

Söe kasutamine

Söe kasutusala on lihtsalt tohutu.

Söest ekstraheeritakse väävlit, vanaadiumi, germaaniumi, tsinki ja pliid.

Kivisüsi ise on suurepärane kütus.

Seda kasutatakse metallurgias raua sulatamiseks, raua, terase tootmisel.

Pärast kivisöe põletamist saadud tuhka kasutatakse ehitusmaterjalide tootmisel.

Kivisöest saadakse pärast selle spetsiaalset töötlemist benseeni ja ksüleeni, mida kasutatakse lakkide, värvide, lahustite ja linoleumi tootmisel.

Söe veeldamisel saadakse esmaklassiline vedelkütus.

Grafiidi tootmise tooraineks on kivisüsi. Nagu ka naftaleen ja mitmed teised aromaatsed ühendid.

Söe keemilise töötlemise tulemusena saadakse praegu enam kui 400 liiki tööstustooteid.

Kivisüsi erinevates modifikatsioonides võib olla pruunist mustani. See on hea kütus, seetõttu kasutatakse seda soojusenergia muundamiseks elektrienergiaks. See moodustub taimemassi kogunemise ning selles toimuvate füüsikaliste ja keemiliste protsesside läbimise tulemusena.

Söe mitmesugused modifikatsioonid

Puitmassi kuhjumine soisesse pinnasesse viib turba tekkeni, mis on kivisöe eelkäija. Turba valem on üsna keeruline, lisaks puudub seda tüüpi kivisöe jaoks konkreetne stöhhiomeetriline suhe. Kuiv turvas koosneb süsiniku, vesiniku, hapniku, lämmastiku ja väävli aatomitest.

  1. Pruunsüsi või pruunsüsi.
  2. Bituumen.
  3. Antratsiit.

Selle muundumiste ahela lõpp-produktiks on kõva grafiit või grafiiditaoline süsinik, mille valem on puhas süsinik C.

Süsinikpuit

Umbes 300 miljonit aastat tagasi, süsiniku perioodil, oli suurem osa meie planeedi maast kaetud hiiglaslike sõnajalametsadega. Järk-järgult surid need metsad välja ja puit kogunes soistesse muldadesse, millel need kasvasid. Suur hulk vett ja mustust tekitasid hapniku läbitungimisel takistusi, mistõttu surnud puit ei lagunenud.

Pikka aega kattis äsja surnud puit vanemaid kihte, mille rõhk ja temperatuur järk-järgult tõusid. Seotud geoloogilised protsessid viisid lõpuks söemaardlate tekkeni.

karboniseerimisprotsess

Mõiste "karboniseerumine" viitab süsiniku metamorfsele transformatsioonile, mis on seotud puidukihtide paksuse suurenemise, tektooniliste liikumiste ja protsessidega, samuti temperatuuri tõusuga sõltuvalt kihtide sügavusest.

Rõhu tõus muutub peamiselt füüsikalised omadused kivisüsi, mille keemiline valem jääb muutumatuks. Eelkõige muutuvad selle tihedus, kõvadus, optiline anisotroopia ja poorsus. Temperatuuri tõus muudab söe valemit süsinikusisalduse suurenemise ning hapniku ja vesiniku vähenemise suunas. Need keemilised protsessid toovad kaasa kivisöe kütuseomaduste suurenemise.

See kivisöe modifikatsioon on väga süsinikurikas, mis toob kaasa kõrge soojusülekandeteguri ja määrab selle kasutamise energiatööstuses peamise kütusena.

Kivisöe valem koosneb bituminoossetest ainetest, mille destilleerimine võimaldab eraldada sellest aromaatseid süsivesinikke ja koksina tuntud ainet, mida kasutatakse laialdaselt metallurgiaprotsessides. Lisaks bituumenühenditele on kivisöes palju väävlit. See element on söe põletamisel tekkiva õhusaaste peamine allikas.

Süsi on must ja põleb aeglaselt, tekitades leegi kollast värvi. Erinevalt pruunsöest on selle kütteväärtus kõrgem ja ulatub 30-36 MJ/kg.

Söe valem on keerulise koostisega ja sisaldab palju süsiniku, hapniku ja vesiniku ühendeid, samuti lämmastikku ja väävlit. Selline keemiliste ühendite mitmekesisus oli terve suuna väljatöötamise algus keemiatööstus- karbokeemia.

Praegu on kivisüsi peaaegu välja vahetatud maagaas ja õli, kuid selle kasutamise kaks olulist valdkonda on endiselt olemas:

  • soojuselektrijaamade põhikütus;
  • koksi allikas, mis saadakse kivisöe hapnikuvabal põletamisel suletud kõrgahjudes.

Temperatuuri, rõhu, maakoore liikumise ja muude füüsikaliste ja keemiliste tingimuste mõjul maakoore paksusesse tekkinud kivimid läbivad moondeastmeid: turvas, pruunsüsi, kivisüsi, antratsiit.

Kivisüsi

Söe koostis sisaldab niiskust ja mineraalseid lisandeid. Söes sisalduv niiskus alandab põlemissoojust. Kivisöe kõige kahjulikum lisand on väävel erinevates ühendites (püriit, kaltsium, raudsulfaat). Väävliühenditega kivisöe põletamisel tekib vääveldioksiid (vääveldioksiid), mis on kahjulik inimese tervisele, põhjustab metallide korrosiooni, mürgitab atmosfääri. Suhteliselt madal väävlisisaldus (1%-2%) Donetsi basseini kivisöes. Kesk- ja põhjapoolses söebasseinis on väävlisisaldus juba 3,5% või rohkem.

Söe keemiline koostis:

  • Süsinik - 50% - 96%
  • Vesinik - 3% - 6%
  • hapnik - 25% - 37%
  • Lämmastik - 0 - 2,7%

Turvas

Turvast kasutatakse tänapäeval paljudes eluvaldkondades. See ja Põllumajandus, loomakasvatus, biokeemia, meditsiin, energeetika. Turvas mitte ainult ei paranda mulla struktuuri, vaid parandab ka selle vee- ja õhuomadusi. Turvas sisaldab vähem kahjulikke lisandeid ja väävlit. Turvas on süsinikusisaldusega 50% - 60%.

Pruun kivisüsi

Pruunsüsi on turbast moodustunud tihe mullane mass, millel on hästi säilinud puitunud struktuur. See põleb kergesti suitsuse leegiga, eraldades ebameeldivat lõhna. Maailma pruunsöe koguvarud on ligikaudu 4,9 triljonit tonni. Peamised varud on Venemaal, Saksamaal, Poolas, Tšehhis. Pruunsütt kasutatakse palju vähem kui kivi. Pruunsöe kuivdestilleerimisel tekib äädikhappega ammoniaak. Samuti saadakse kuivdestilleerimisel parafiini, nööpe, käevõrusid ja mõnda muud pisiasja. Fossiilsetest kivisöest on noorim pruunsüsi. Pruunsöe koostis:

  • 50% - 77% - süsinik,
  • 26% - 37% - hapnik,
  • 0-2% - lämmastik,
  • 3% - 5% - vesinik.

Kaasaegsed tehnoloogiad võimaldavad tänapäeval saada pruunsöest sünteetilist gaasi, mis on alternatiiv kütteõlile.

Kivisüsi

Kivisüsi on üks fossiilkütuste liike, üleminekuseisund pruunsöest antratsiidile. Kivisütt arendatakse rohkem kui ühtegi teist, umbes 2,5 miljardit tonni aastas, mis teeb umbes 700 kg iga meie Maa elaniku kohta. Kivisütt kasutatakse elektri tootmiseks soojuselektrijaamades, kütusena eramajades, tehastes ja palju muud. Kivisüsi põleb helendava leegiga ja sellel on suurem põlemissoojus kui pruunsöel.

Söe koostis sisaldab niiskust 3% kuni 12%, see sisaldab ka kuni 32% lenduvaid tuleohtlikke aineid.

Söe keemiline koostis sisaldab:

  • süsinik 75% kuni 93% (olenevalt sordist, asukohast),
  • vesinik 4% kuni 6%,
  • hapnik 3% kuni 19%
  • lämmastikku kuni 2,7%

Antratsiit

Antratsiiti iseloomustab suur tihedus, sära, sellel on kõrgeim põlemissoojus, kuid see ei sütti hästi. Kasutatakse eelkõige süsinikelektroodide, elektroodimassi valmistamiseks. Seda kasutatakse metallurgias toorainena. Antratsiiti esineb peamiselt 6 kilomeetri sügavusel.

Sellel on kõrgeim süsinikusisaldus 95% - 97%, vesinik - 1% - 3%.

Aktiveeritud süsinik

Aktiivsüsi on poorse struktuuriga aine, mida saadakse erinevatest süsinikku sisaldavatest orgaanilise päritoluga materjalidest, mille hulka kuuluvad puusüsi, nafta, kivisöekoks, kookospähkli koored, kreeka pähklid, oliiviaugud, aprikoosid. Parim aktiivsüsi on kookospähkli koortest valmistatud karboleen, seda saab korduvalt regenereerida.

Aktiivsöe koostis sisaldab 87% -97% süsinikku, sisaldab ka vesinikku, lämmastikku, hapnikku, ei sisalda lisandeid. Aktiivsöe keemiline koostis on sarnane pliiatsites ja teemandis kasutatava grafiidiga.

Aktiivsüsi jaguneb järgmistesse klassidesse:

  • tooraine tüübi järgi (puit, kookospähkel, kivisüsi jne),
  • vastavalt aktiveerimismeetodile (aur või termokeemiline),
  • vastavalt vabanemisvormile (pulber, graanulid, vormitud, aktiivsöega immutatud kangas)
  • otstarbe järgi (selgitamine, gaas, rekuperatsioon, katalüsaatorid).

Aktiivsöe pealekandmine

Aktiivsütt kasutatakse laialdaselt paljudes eluvaldkondades, tööstuses:

  • vee puhastamine ksenobiootikumidest, dioksiinidest,
  • toiduainetööstuses (alkoholi, gaseeritud jookide tootmine, rasvade ja õlide desodoreerimine ja selitamine jne)
  • nafta- ja gaasitööstuses, keemiatööstuses, töötlevas tööstuses,
  • keskkonnakaitsealases tegevuses (tööstuse heitvee puhastus, nafta ja naftasaaduste lekete likvideerimine, puhastamine suitsugaasid ja jne)
  • metallurgia-, mäetööstuses,
  • kütuse- ja energiatööstuses,
  • tuumatööstuses
  • meditsiinis (keha puhastamine toksiinidest),
  • farmaatsiatööstuses (söetabletid, vereasendajad, antibiootikumid jne),
  • fondide tootmisel isikukaitse(respiraatorid, gaasimaskid),
  • vee puhastamiseks basseinides, akvaariumides.

MÄÄRATLUS

Kivisüsi- üks keemilise elemendi süsiniku allotroopsetest modifikatsioonidest.

Süsinikuaatomi struktuur on näidatud joonisel fig. 1. Lisaks süsi, süsinik võib eksisteerida lihtsa teemandi või grafiidi aine kujul, mis kuulub kuusnurk- ja kuupsüsteemi, koks, tahm, karbiin, grafeenpolükumüleen, fullereen, nanotorud, nanokiud, astraleen jne.

Riis. 1. Süsinikuaatomi struktuur.

Söe keemiline valem

Söe keemiline valem- C. See näitab, et selle aine molekul sisaldab ühte süsinikuaatomit (Ar = 12 amu). Keemilise valemi järgi saate arvutada söe molekulmassi:

M(C) = M r (C) × 1 mol \u003d 12,0116 g / mol

Söe struktuurne (graafiline) valem

Illustreerivam on kivisöe struktuurne (graafiline) valem. See näitab, kuidas aatomid on molekulis omavahel seotud (joonis 2).


Riis. 2. Süsiniku allotroopsete modifikatsioonide struktuur: a) teemant; b - grafiit; c) - fullereen.

Elektrooniline valem

Elektrooniline valem, mis näitab elektronide jaotust aatomis energia alamtasandite vahel, on näidatud allpool:

6 C 1s 2 2s 2 2p 2

Samuti näitab see süsiniku kuulumist p-perekonna elementide hulka, samuti valentselektronide arvu - välises energiatasemes on 4 elektroni (2s 2 2p 2).

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1

Harjutus Kloori massiosa fosforkloriidis on 77,5%. Määrata kõige lihtsam valemühendused.
Otsus

Arvuta massiosaühendis sisalduv fosfor:

ω(P) = 100% - ω(Cl) = 100% - 77,5% = 22,5%

Tähistagem ühendit moodustavate elementide moolide arvu "x" (fosfor) ja "y" (kloor). Seejärel näeb molaarsuhe välja selline (D.I. Mendelejevi perioodilisest tabelist võetud suhteliste aatommasside väärtused ümardatakse täisarvudeks):

x:y = ω(P)/Ar(P): ω(Cl)/Ar(Cl);

x:y= 22,5/31: 77,5/35,5;

x:y = 0,726: 2,183 = 1:3

Seega on fosfori ja kloori ühendi valem PCl 3. See on fosfor(III)kloriid.
Vastus PCl 3

NÄIDE 2

Harjutus Määrake kaaliumiühendi mangaani ja hapnikuga lihtsaim valem, kui kaaliumi massiosa on 24,7%, mangaani 34,8%.
Otsus Elemendi X massiosa HX-kompositsiooni molekulis arvutatakse järgmise valemiga:

ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%

Arvutage hapniku massiosa ühendis:

ω(P) = 100% - ω(K) - ω(Mn) = 100% - 24,7% - 34,8% = 40,5%

Tähistagem ühendit moodustavate elementide moolide arvu "x" (kaalium), "y" (mangaan) ja "z" (hapnik). Seejärel näeb molaarsuhe välja selline (D.I. Mendelejevi perioodilisest tabelist võetud suhteliste aatommasside väärtused ümardatakse täisarvudeks):

x:y:z = ω(K)/Ar(K): ω(Mn)/Ar(Mn): ω(O)/Ar(O);

x:y:z = 24,7/39: 34,8/55: 40,5/16;

x:y:z= 0,63:0,63:2,53 = 1:1:4

See tähendab, et kaaliumi, mangaani ja hapniku ühendi valem näeb välja nagu KMnO 4. See on kaaliumpermanganaat.
Vastus KMnO 4