คาร์บอนกัมมันต์

คาร์บอนกัมมันต์ ซึ่งบางครั้งเรียกว่าถ่านกัมมันต์ เป็นสารดูดซับที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวซึ่งมีโครงสร้างที่มีรูพรุนมาก ซึ่งช่วยให้สามารถจับและยึดวัสดุต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

คาร์บอนกัมมันต์ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในหลากหลายอุตสาหกรรมเพื่อกำจัดส่วนประกอบที่ไม่ต้องการออกจากของเหลวหรือก๊าซ คาร์บอนกัมมันต์สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ มากมายที่ต้องการกำจัดสารปนเปื้อนหรือวัสดุที่ไม่ต้องการ ตั้งแต่การฟอกน้ำและอากาศ ไปจนถึงการฟื้นฟูดิน และแม้แต่การกู้คืนทองคำ

ต่อไปนี้เป็นภาพรวมของวัสดุที่หลากหลายอย่างเหลือเชื่อนี้

คาร์บอนกัมมันต์คืออะไร?
คาร์บอนกัมมันต์คือวัสดุคาร์บอนที่ผ่านการแปรรูปเพื่อเพิ่มคุณสมบัติการดูดซับให้สูงสุด ทำให้ได้วัสดุดูดซับคุณภาพดีเยี่ยม

คาร์บอนกัมมันต์มีโครงสร้างรูพรุนที่น่าประทับใจซึ่งทำให้มีพื้นที่ผิวที่สูงมากในการจับและยึดวัสดุ และสามารถผลิตได้จากวัสดุอินทรีย์ที่มีคาร์บอนสูงหลายชนิด รวมถึง:

เปลือกมะพร้าว
ไม้
ถ่านหิน
พีท
และอื่นๆอีกมากมาย…
คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายอาจแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับวัสดุต้นทางและวิธีการประมวลผลที่ใช้ในการผลิตคาร์บอนกัมมันต์ ซึ่งทำให้เกิดเมทริกซ์แห่งความเป็นไปได้สำหรับการเปลี่ยนแปลงในคาร์บอนที่ผลิตในเชิงพาณิชย์ โดยมีคาร์บอนกัมมันต์ที่ผลิตในเชิงพาณิชย์ให้เลือกหลายร้อยแบบ ด้วยเหตุนี้ คาร์บอนกัมมันต์ที่ผลิตในเชิงพาณิชย์จึงมีความเฉพาะทางสูงเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานที่กำหนด

แม้จะมีความแตกต่างกัน แต่คาร์บอนกัมมันต์ที่ผลิตได้มีอยู่ 3 ประเภทหลักๆ ได้แก่

ถ่านกัมมันต์ชนิดผง (PAC)

โดยทั่วไปแล้วถ่านกัมมันต์แบบผงจะมีขนาดอนุภาคอยู่ระหว่าง 5 ถึง 150 Å โดยมีขนาดอนุภาคอื่นๆ ให้เลือกด้วย PAC มักใช้ในงานดูดซับในเฟสของเหลว และช่วยลดต้นทุนการประมวลผลและมีความยืดหยุ่นในการใช้งาน

คาร์บอนกัมมันต์ชนิดเม็ด (GAC)

ถ่านกัมมันต์แบบเม็ดโดยทั่วไปจะมีขนาดอนุภาคตั้งแต่ 0.2 มม. ถึง 5 มม. และสามารถใช้ได้ในทั้งการใช้งานในเฟสก๊าซและของเหลว GAC เป็นที่นิยมเนื่องจากสามารถจัดการได้สะอาดและมีแนวโน้มที่จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า PAC

นอกจากนี้ ยังเพิ่มความแข็งแกร่ง (ความแข็ง) ให้ดีขึ้น และสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้

คาร์บอนกัมมันต์อัดรีด (EAC)

ถ่านกัมมันต์ที่ผ่านการอัดรีดเป็นผลิตภัณฑ์เม็ดทรงกระบอกที่มีขนาดตั้งแต่ 1 มม. ถึง 5 มม. โดยทั่วไปใช้ในปฏิกิริยาในเฟสก๊าซ EAC เป็นถ่านกัมมันต์สำหรับงานหนักอันเป็นผลมาจากกระบวนการอัดรีด

ประเภทเพิ่มเติม

พันธุ์เพิ่มเติมของคาร์บอนกัมมันต์ ได้แก่:

ถ่านกัมมันต์ชนิดเม็ด
คาร์บอนชุบสาร
คาร์บอนเคลือบโพลีเมอร์
ผ้าคาร์บอนกัมมันต์
เส้นใยคาร์บอนที่เปิดใช้งาน
คุณสมบัติของคาร์บอนกัมมันต์
เมื่อเลือกคาร์บอนกัมมันต์สำหรับการใช้งานเฉพาะ ควรพิจารณาคุณลักษณะต่างๆ ดังต่อไปนี้:

โครงสร้างรูพรุน

โครงสร้างรูพรุนของคาร์บอนกัมมันต์มีความหลากหลาย และส่วนใหญ่เป็นผลมาจากวัตถุดิบต้นทางและวิธีการผลิต¹ โครงสร้างรูพรุนร่วมกับแรงดึงดูดเป็นสิ่งที่ทำให้สามารถดูดซับได้

ความแข็ง/การเสียดสี

ความแข็ง/การสึกกร่อนเป็นปัจจัยสำคัญในการเลือกเช่นกัน การใช้งานจำนวนมากจำเป็นต้องใช้ถ่านกัมมันต์ที่มีความแข็งแรงของอนุภาคสูงและทนทานต่อการสึกกร่อน (การสลายตัวของวัสดุเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย) ถ่านกัมมันต์ที่ผลิตจากเปลือกมะพร้าวมีความแข็งสูงสุดเมื่อเทียบกับถ่านกัมมันต์4

คุณสมบัติการดูดซับ

คุณสมบัติในการดูดซับของคาร์บอนกัมมันต์ประกอบด้วยลักษณะหลายประการ เช่น ความสามารถในการดูดซับ อัตราการดูดซับ และประสิทธิภาพโดยรวมของคาร์บอนกัมมันต์4

คุณสมบัติเหล่านี้อาจระบุได้จากปัจจัยหลายประการ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน (ของเหลวหรือก๊าซ) รวมทั้งหมายเลขไอโอดีน พื้นที่ผิว และกิจกรรมคาร์บอนเตตระคลอไรด์ (CTC)4

ความหนาแน่นที่ปรากฏ

แม้ว่าความหนาแน่นที่ปรากฏจะไม่ส่งผลต่อการดูดซับต่อหน่วยน้ำหนัก แต่จะส่งผลต่อการดูดซับต่อหน่วยปริมาตร4

ความชื้น

ตามหลักการแล้ว ปริมาณความชื้นทางกายภาพที่มีอยู่ในคาร์บอนกัมมันต์ควรอยู่ในช่วง 3-6%4

ปริมาณเถ้า

ปริมาณเถ้าของถ่านกัมมันต์เป็นตัววัดส่วนที่เฉื่อย ไม่มีรูปร่าง ไม่มีสารอนินทรีย์ และไม่สามารถใช้งานได้ของวัสดุ โดยปริมาณเถ้าควรต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เนื่องจากคุณภาพของถ่านกัมมันต์จะเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณเถ้าลดลง