Wpływ parametrów regeneracji węgli aktywnych stosowanych do uzdatniania wody na ich strukturę porowatą

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

Warianty tytułu

EN

The influence of regeneration parameters of the activated carbons used for water treatment on their porous structure

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki termicznej regeneracji dwóch węgli aktywnych, które zostały zużyte w Zakładzie Produkcji Wody "Dziećkowice". Regeneracja była prowadzona w skali ułamkowotechnicznej w temperaturach 750, 800 i 850°C w czasie 0,5 i 1 h, przy udziale pary wodnej w ilości 1 kg na 1 kg węgla aktywnego. Wyniki regeneracji oceniono na podstawie rozkładu objętości i powierzchni porów oraz adsorpcji jodu. Okazało się, że węgiel WD-ekstra po regeneracji uzyskał większą powierzchnię właściwą niż węgiel świeży. Świadczy to o doaktywowaniu węgla w trakcie regeneracji. W przypadku węgla ROW 08 Supra otrzymana powierzchnia była nieco mniejsza niż w węglu świeżym, ale oczywiście większa niż w węglu wyczerpanym. W przypadku węgla WD-ekstra najlepsze wyniki otrzymano po regeneracji w 800°C w ciągu jednej godziny, a dla węgla ROW 08 Supra optymalne warunki to 750°C i czas regeneracji 1 h.

EN

In the article there were presented the results of research, on the thermal regeneration of two activated carbons, that were used in the Dziećkowice Waterworks, Upper Silesia, Poland. The regeneration was carried out in the rotary furnace in semi-commercial scale at the temperatures of 750, 800 and 850°C within the time of half an hour and one hour, with steam in the amount of 1 kg for 1 kg of activated carbon. The results of the regeneration were evaluated on the basis of the volume distribution, the surface of pores, the change of embankment mass, ash contents, carbon decrement and iodine adsorption. The determination of carbon porous structure was carried out by means of devices: Sorptomatic 1990 and Porozimeter 2000 with the usage of nitrogen and mercury adsorption respectively. Specific surface of the examined carbons was obtained by means of a standard BET method. It turned out that after regeneration WD-extra carbon obtained larger specific surface than fresh carbon. It proves that carbons are additionally activated during the regeneration. In the case of ROW 08 Supra carbon the obtained surface was a bit smaller than in fresh carbon, however, it was larger than in the case of used carbon. Total pores volume was getting bigger with the growth of temperature and the elongation of regeneration time. In the case of WD-extra carbon, the volume of pores of carbon after regeneration was much higher than the volume of pores of fresh carbon )the differences came up to 0.72 cm³/g) and in the case of ROW 08 Supra carbon the maximum growth of the volume was 0.13 cm³/g. That is caused by much greater changes in the initial carbon structure in the case WD-extra carbon, which ensued as a result of the regeneration. The reflection of changes in porous structure of the examined carbons is also the change of embankment mass and ash contents and carbon decrement. During the regeneration, in the presented conditions, there was observed the lowering of embankment mass and the increase in the ash contents, not only in relation to used carbon but also to fresh carbon. That shows that there was burnt out not only pyrolysis carbon (connected with the gasification of the previously adsorbed organic impurities), but also initial carbon creating the framework of activated carbon. The result of these changes is the change of iodine number. In the case of WD-extra carbon, iodine number increases up to the value exceeding the number of fresh carbon. This is the result of additional activation of the carbon during the regeneration. Too severe conditions like 850°C and 1 h of regeneration time finally causes the lowering of the iodine number value. In the case of ROW 08 Supra carbon, there is also observed the regeneration, however, the regenerated carbons have got a bit lower adsorption capacity, in relation to iodine, than fresh carbon. In this case, carbon was activated in an optimum way just during the production and the changes in the initial carbon structure which take place during the regeneration are undesirable. On the basis of all examined parameters there was found out that optimum regeneration parameters in the case of WD-extra carbon are: 800°C within 1 hour, and for ROW 08 Supra carbon: 750°C and the regeneration time 1 hour.

Słowa kluczowe

PL

węgiel aktywny; regeneracja; struktura porowata

EN

activated carbon; regeneration; pore size distribution

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2004
• Tom: T. 7, nr 2
• Strony: 163--172
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Lach J.

• Politechnia Częstochowska, Instytut Inżynierii Środowiska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa

autor

Kwiatkowska-Wójcik W.

• Przedsiębiorstwo Sprzętu Ochronnego „MASKPOL" Konieczki 42-140 Panki

Bibliografia

• [1] Babreev A., Rahman H., Bandosz T.J., Thermal regeneration of a spent activated carbon previously used as hydrogen sulfide adsorbent, Carbon 2001, 39(9), 1319-1326.
• [2] San Miguel G., Lambert S.D., Graham N.J.D., The regeneration of field spend granular activated carbon, Water Res. 2001, 35, 2740.
• [3] Jankowska H., Choma J., Kozaczyński W., Przemysłowe metody regeneracji węgli aktywowanych, Przem. Chem. 1983, 62, 2, 69-72.
• [4] Jankowska H., Świątkowski A., Choma J., Węgiel aktywny, WNT, Warszawa 1985.
• [5] Nowok B., Przemysłowa regeneracja węgli aktywnych stosowanych do uzdatniania wody, Ochr. Śród. 1997, 4, 67, 33-35.
• [6] Zamłynny J., Przemysłowa regeneracja węgla aktywnego, Mat. Konf. nt. Węgiel aktywny w ochronie środowiska, Wyd. Politechnika Częstochowska, Częstochowa 2002, 258-262.
• [7] Dębowski Z., Nowok B., Parametry regeneracji węgli aktywnych stosowanych do uzdatniania wody w ZPW „Dziećkowice”, Ochr. Śród. 1999, 4(75), 36-40.
• [8] Sobolewski A., Stelmach S., Badania regeneracji zużytych węgli i koksów aktywnych z adsorpcyjnego oczyszczania spalin ze spalarni odpadów, Inż. i Ochr. Śród. 2000, 3-4, 501-511.
• [9] Gancarz J., 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.
• [10] PN-90/C-97554, Węgiel aktywny formowany.
• [11] PN-90/C-97555, Węgiel aktywny, Metodyka badań.
• [12] Buczek B., Czepirski L., Adsorbenty węglowe - surowce, otrzymywanie, zastosowanie, Gos. Sur. Miner. 2001, 17, 2, 29-61.
• [13] Sing K.S.W., Everett D.H., Haul R.A.W., Moscou L., Pierotti R.A., Rouquerol J., Siemieniewska T., Reporting physisorption data for gas/solid systems with special reference to the determination of surface area and porosite, Pure Appl. Chem. 1985, 57, 603-619.