Wpływ typu węgli aktywnych na optymalne warunki ich regeneracji

• Autorzy: Kwiatkowska-Wojcik W. , Lach J.

Warianty tytułu

EN

Influence of a kind of activated carbons on optimum conditions of their regeneration

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przebadano trzy węgle aktywne, granulowane i ziarnowe pod kątem dobrania optymalnych parametrów w trakcie ich termicznej regeneracji. Regenerowane węgle zużyte zostały podczas uzdatniania wody powierzchniowej w Zakładzie Produkcji Wody "Dziećkowice" na Górnym Śląsku. Zaadsorbowane zanieczyszczenia były więc jednakowe. Badane węgle różniły się między sobą. Jeden z nich był węglem ziarnowym, a dwa pozostałe granulowanymi. Również materiał wyjściowy różni} badane węgle. Węgiel ziarnisty i jeden z granulowanych zrobiony był z węgla kamiennego, a drugi z torfu. Wszystkie węgle produkowane były metodą parowo-gazową, ale dokładne warunki produkcji nie są przez producentów podawane. Regeneracje prowadzono w skali ułamkowo-technicznej w piecu obrotowym. Przebadano następujące parametry: temperatury regeneracji (750. 800 i 850°C) i dwa czasy 0,5 i 1,0 h. Do regeneracji użyto pary wodnej w ilości 1 kg H2O na kg węgla aktywnego. Efekty regeneracji oceniono na podstawie struktury porowej, wartości liczby jodowej, powierzchni właściwej i ubytku masy węgla aktywnego. Okazało się, że optymalne warunki regeneracji różnią się dla poszczególnych węgli aktywnych. W przypadku dwóch badanych węgli w wyniku regeneracji uzyskano po regeneracji sorbenty o nieco mniejszej liczbie jodowej i powierzchni właściwej w stosunku do węgla świeżego. W przypadku trzeciego węgla w trakcie regeneracji nastąpiło jego doaktywowanie. Zwiększyła się wyraźnie zarówno liczba jodowa, jak i powierzchnia właściwa, przy porównywalnym jak dla poprzednich węgli ubytku masy. Świadczy to o niedoaktywowaniu tego węgla w procesie produkcyjnym. Regeneracja w tym przypadku powodowała nie tylko usunięcie węgla pirolitycznego (powstałego z zaadsorbowanych związków organicznych), ale również pierwotnego (tworzącego szkielet węgla aktywnego). Zazwyczaj jednak regenerację prowadzi się w taki sposób, aby struktura węgla aktywnegonie ulega zmianie, ponieważ może to prowadzić (w przypadku węgli o optymalnym stopniu aktywacji w procesie produkcji) do zmniejszenia wytrzymałości mechanicznej.

EN

Three kinds of activated carbons: two granular carbons and one grained carbon were examined for determining optimum parameters their thermal regeneration. The regenerated carbons were used up during the process of surface water treatment in the Dziećkowice Waterworks. Therefore the absorbed impurities were identical. The carbons sorbents differed from each other. One of them was a grained carbon and the other two were granular carbons. The initial material was also different for each carbon. The grained carbon and one of granular carbons were made of hard coal, the third carbon was made of peat All carbons were produced by means of gas-steam method, however, the precise conditions of production are not given by the producers. The regeneration was conducted in fractional and technical scale in a rotary furnace. The following parameters were examined: regeneration temperature (750, 800 and 850°C) and two period of time: half an hour and one hour. Water vapour in the amount of 1 kg H2O for 1 kg of activated carbon were used for the regeneration. The effects of regeneration were evaluated on the basis of porous structure, the values of iodine number, specific surface and the mass decrement of activated carbon. It turned out that optimum regeneration condi-tions are different for individual activated carbons. In the case of two examined carbons, there was obtained, after regeneration, the sorbents of a bit lower iodine number and specific surface, in relation to fresh coal. In the case of the third carbon, during its regeneration, it became additionally activated. Both the iodine number and specific surface of the examined sorbent were distinctly enlarged in the comparison to the mass decrement of the previous carbons. That shows that the carbon is not activated enough during the manufacturing process. In this case, the regeneration caused not only the removal of pyrolitic carbon (which is formed from absorbed organic compounds), but also original carbon (which creates the framework of activated car-bon). The regeneration, however, is usually conducted in such a way to avoid the change of activated carbon framework because it may lead (in the case of carbons with optimum activation obtained in manufacturing process) to the lowering of its mechanical strength.

Słowa kluczowe

PL

węgiel aktywny; uzdatnianie wody; regeneracja termiczna

EN

activated carbon; water treatment; thermal regeneration of activated carbon

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 12, nr s3
• Strony: 361--369
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., 4 rys., 2 tab.

Twórcy

autor

Kwiatkowska-Wojcik W.

• Przedsiębiorstwo Sprzętu Ochronnego MASKPOL Konieczki, 420140 Panki

autor

Lach J.

• Instytut Inzynierii Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa, tel. [phone] w. 42

• Przedsiębiorstwo Sprzętu Ochronnego MASKPOL Konieczki, 42-140 Panki

Bibliografia

• [1] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 lutego 2004 r. w sprawie klasyfikacji do prezentowania stanu wód powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu oraz sposobu interpretacji wyników i prezentacji stanu tych wód. DzU Nr 32, póz. 284.
• [2] Babreev A., Rahman H. i Bandosz T.J.: Thennal regeneration of a spent activated carbon previouslu usedas hydrogen sulfide adsorbent. Carbon, 2001, 39(9), 1319-1326.
• [3] San Miguel G., Lambert S.D. i Graham N.J.D.: The regeneration of field spend granular activated carbon. Water Res., 2001, 35, 2740.
• [4] Jankowska H., Choma J. i Kozaczyński W.: Przemystowe metody regeneracji węgli aktywowanych. Przem. Chem., 1983, 62(2), 69-72.
• [5] Jankowska H., Świątkowski A. i Choma J.: Węgiel aktywny. WNT, Warszawa 1985.
• [6] Nowok B.: Przemysłowa regeneracja węgli aktywnych stosowanych do uzdatniania wody. Ochr. Środow., 1997, 4(67), 33-35.
• [7] Zamlynny J.: Przemysłowa regeneracja węgla aktywnego. Mat. Konf. nt. Węgiel aktywny w ochronie środowiska, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002, 258-262.
• [8] Dębowski Z. i Nowok B.: Parametry regeneracji węgli aktywnych stosowanych do uzdatniania wody w ZPW „Dziećkowice". Ochr. Środow., 1999, 4(75), 36-40.
• [9] Sobolewski A. i Stelmach S.: Badania regeneracji zużytych węgli i koksów aktywnych z adsorpcyjnego oczyszczania spalin ze spalarni odpadów. Inż. i Ochr. Środow., 2000, 3-4, 501-511.
• [10] Gancarz J. i Wilimański K.: Skuteczność oczyszczania wody na węglach aktywnych w ZPW Dziećkowice przed i po ich regeneracji. Mat. Konf. nt. Węgiel aktywny w ochronie środowiska, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1998, 114-120.
• [11] Sing K.S.W., Eyerett D.H., Haul R.A.W., Moscou L., Pierotti R.A., Rouquerol J. i Siemieniewska T.: Reporting physisorption data for gas/solid systems with special reference to the detennination of surface area andporosite. Pure Appl. Chem., 1985, 57, 603-619.
• [12] Choma J. i Jaroniec M.: Wykorzystanie metody termodynamicznej do charakterystyki strukturalnych i powierzchniowych właściwości węgli aktywnych. Ochr. Srodow., 2004, l, 3-8.
• [13] Gregg S.J. i Sing K.S.W.: Adsorption, Surface Area and Porosity. Academic Press, London 1982.
• [14] PN-90/C-97554. Węgiel aktywny formowany.
• [15] PN-90/C-97555. Węgiel aktywny. Metodyka badań.
• [16] Buczek B. i Czepirski L.: Adsorbenty węglowe - surowce, otrzymywanie, zastosowanie. Gospod. Surow. Minerał. 2001,17(2), 29-61.