Die thermische Aktivierung von Aktivkohle ist ein Prozess, der die Adsorptionseigenschaften von Kohlenstoffmaterialien verbessert.
Dies geschieht durch die Vergrößerung ihrer Oberfläche und ihres Porenvolumens.
Bei diesem Verfahren wird das karbonisierte Material hohen Temperaturen ausgesetzt.
Diese Temperaturen liegen in der Regel zwischen 800 und 1100 °C.
Das verkohlte Material wird in Gegenwart eines oxidierenden Gases ausgesetzt.
Zu den üblichen oxidierenden Gasen gehören CO2, Dampf oder Luft.
Durch den Aktivierungsprozess entsteht eine hochporöse Struktur.
Dadurch wird die Fähigkeit des Materials, eine Vielzahl von Substanzen zu adsorbieren, erheblich verbessert.
Aktivkohle ist in verschiedenen Anwendungen von Nutzen.
Zu diesen Anwendungen gehören Wasserreinigung, Luftfiltration und Gastrennung.
4 wichtige Punkte erklärt
Karbonisierungsprozess
Trocknungsphase
Die Trocknungsphase beginnt bei über 100 °C.
Während dieser Phase verdampft das in den Poren der Biomasse eingeschlossene Wasser.
Thermische Zersetzung
Die thermische Zersetzung findet zwischen 260 und 300 °C statt.
Bei diesem Prozess werden Zellulose, Hemizellulose und Lignin abgebaut.
Dabei werden flüchtige Stoffe wie CO, CO2, CH4, H2 und Teere freigesetzt.
Thermischer Aktivierungsprozess
Aktivierungs-Temperatur
Beim Aktivierungsprozess wird das verkohlte Material auf 800-1100°C erhitzt.
Oxidierendes Gas
Es werden oxidierende Gase wie CO2, Dampf oder Luft verwendet.
Diese Gase erzeugen eine hochporöse Struktur.
Zweck
Der Zweck dieses Verfahrens ist die Verbesserung der Adsorptionseigenschaften.
Dies wird durch eine Vergrößerung der Oberfläche und des Porenvolumens erreicht.
Anwendungen von Aktivkohle
Wasseraufbereitung
Aktivkohle ist ein wirksames Mittel zur Entfernung von Verunreinigungen und Schadstoffen.
Luftfiltration
Sie wird verwendet, um Schadstoffe abzufangen und die Luftqualität zu verbessern.
Gastrennung
Aktivkohle hilft bei der Abtrennung und Reinigung von Gasen in verschiedenen industriellen Prozessen.
Verwendete Ausrüstung
Drehrohröfen
Drehrohröfen werden bevorzugt für die Produktion in großem Maßstab eingesetzt.
Sie können hohe Temperaturen aufrechterhalten und große Mengen an Material verarbeiten.
Vergleich mit anderen Prozessen
Torrefizierung
Die Torrefizierung ähnelt der Karbonisierung, allerdings bei niedrigeren Temperaturen (280-300°C).
Sie führt zu einer geringeren Freisetzung flüchtiger Stoffe und einer höheren Energieeffizienz.
Kalzinierung
Bei der Kalzinierung wird das Material zur chemischen Dissoziation auf hohe Temperaturen erhitzt.
Sie wird häufig bei der Herstellung anorganischer Materialien eingesetzt.
Thermische Desorption
Bei der thermischen Desorption wird Wärme eingesetzt, um flüchtige Bestandteile ohne Verbrennung abzutrennen.
Sie wird häufig zur Entfernung von Pestiziden aus anorganischen Mineralien eingesetzt.
Wenn ein Einkäufer von Laborgeräten diese wichtigen Punkte versteht, kann er fundierte Entscheidungen treffen.
Dazu gehören Entscheidungen über die Verwendung und Beschaffung von Aktivkohle.
Dazu gehören auch Entscheidungen über die notwendige Ausrüstung für die Herstellung und Aktivierung von Aktivkohle.
Der thermische Aktivierungsprozess ist entscheidend für die Maximierung der Adsorptionsfähigkeit von Kohlenstoffmaterialien.
Dies macht sie in zahlreichen Umwelt- und Industrieanwendungen unverzichtbar.
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