Aktif Karbon

Konu Başlıkları

Aktif Karbon nedir?

Aktif karbon yüksek karbon içeriğine sahip maddelere uygulanan aktivasyon prosesi ile iç yüzey alanı ve gözenek hacmi oldukça geliştirilmiş adsorbent malzeme olarak tanımlanabilmektedir. Bu yapıyı ifade eden herhangi bir kimyasal formül bulunmamaktadır.

Aktif karbonun genişletilmiş yüzey alanı, mikro gözenekli yapısı, yüksek adsorpsiyon kapasitesi ve yüzey reaktivitesi eşsiz bir adsorbent olarak kullanılmasını sağlar. Aktif karbonların gözenek hacmi genellikle 0.2 ml/g’dan daha büyük ve iç yüzey alanı ise 400m2 ’den (azot gazı kullanılarak BET yöntemine göre ölçülen yüzey alanı) daha yüksektir. Gözenek çapı ise 3 Å ile birkaç 1000 angstrom arasında değişmektedir.

Aktif Karbon nasıl üretilir?

Günümüzde aktif karbon, yüksek karbon ve düşük inorganik madde içeriğine sahip birçok bol ve ucuz maddeden üretilebilmektedir. Hammadde olarak genellikle kömür, petrol kalıntısı, ağaç, hindistan cevizi kabuğu, küspe çamuru, talaş ve fosil yakıtların pirolizinden elde edilen zift kullanılmaktadır. Hammadde seçiminde en temel kriterler temin edilebilirlik, fiyat ve saflık olmakla birlikte üretim prosesi ve kullanım amacı da dikkate alınan faktörlerdir.

Aktif Karbon kullanım alanları:

Sahip olduğu yüksek iç yüzey alan, bu maddenin iyi bir adsorban olarak endüstride kullanımını cazip hale getirmektedir. Gıda, eczacılık, kimya, petrol, maden, nükleer, otomobil, atık gaz ve suların temizlenmesi gibi oldukça geniş bir aralıkta uygulama alanına sahiptir. Büyük yüzey alanı, yüksek yüzey reaktivitesi, uygun gözenek dağılımı, mekanik dayanıklılık aktif karbonda aranılan özelliklerdir.

Ülkemizde aktif karbon kullanımı gerek endüstriyel uygulamalarda gerekse günlük yaşamda sık sık karşımıza çıkmasına rağmen endüstriyel anlamda aktif karbon üretimi gerçekleştiren bir tesis mevcut değildir. Bu nedenle aktif karbon çeşitli ticari isimlerle ithal edilerek kullanıma sunulmaktadır. Ancak aktif karbon üretimi ve kullanımıyla ilgili alanlarda birçok araştırma ve geliştirme çalışması mevcuttur çünkü ülkemiz aktif karbon üretiminde hammadde olarak kullanılabilecek birçok kaynağa sahiptir. Bu kaynaklar arasında karbon içeriği yüksek, rezervi bol linyit, biyokütle (odun talaşı, çeşitli meyve çekirdekleri ve kabukları vb.) ve endüstri atıkları yer almaktadır.

Aktif Karbon çeşitleri nelerdir?

Aktif karbon özellikleri, yüzey karakteristikleri ve davranışları göz önünde bulundurularak sınıflandırılması karmaşık bir işlemdir. Örneğin; BET yüzey alanı aktif karbonun kalitesi hakkında yeterli fikir vermez. Çünkü, adsorplanan molekülün büyüklüğü değiştikçe, kullanılır yüzey alanı da değişmektedir. Buna rağmen, yüzey alan ve gözenek yapısı ile ilgili bilgiler, karşılaştırma amacıyla kullanılabilmektedir. Aslında adsorpsiyon kapasitesi, aktif karbonun kalitesi hakkında fikir verebilecek tek parametre olarak değerlendirilebilmektedir. Burada aktif karbon tanecik boyutu ve tanecik şekline göre sınıflandırılmıştır.

Toz Aktif Karbon

100 µm’den daha küçük tane boyutuna sahip aktif karbonlardır. Ortalama yarıçap 15-25 µm aralığındadır. Bu tip aktif karbonun geniş yüzey alanı ve küçük difüzyon mesafesi vardır. Çözelti fazı adsorpsiyonu için kullanılmaktadır. Kullanımı oldukça kolaydır. Karbon, çözeltiye eklenir, karıştırılır, kısa bir süre temas ettirilir (5-30 dak.) ve filtrasyonla ayrılır. Bu gruba giren aktif karbonlar, tıbbi amaçlar ve renk giderme için kullanılmaktadır

Granül Aktif Karbon

Toz aktif karbona göre daha büyük tanecik boyutu ve daha küçük dış yüzey alanına sahiptir. Gaz ve sıvı adsorpsiyonu uygulamalarında tercih edilmektedir. Difüzyon hızı yüksektir. Karbon granüllerinin boyutu önemlidir. Adsorplanacak gaz aktif karbon yatağından geçirilir. Parçacık boyutu küçükse, yatak boyunca basınç düşüşü görülür ve gaz, karbon parçacıklarını sürükler. Parçacıkların boyutu, kullanılan yatağın yüksekliğine bağlı olarak seçilir. Yüksekliğin fazla olması, granüllerin de boyutunu artırır. Bu tip aktif karbonlar, suların saflaştırılmasında, renk giderme ve akış sistemlerinin bileşenlerinin ayırımında kullanılmaktadır.

Pellet (silindirik) Aktif Karbon

Aktif Karbon Uygulama Alanları nelerdir?

Hava ve Gaz Saflaştırma, Uçucu Organik Bileşik Giderimi

Aktif karbonlar, uçucu organik bileşikler (VOC’ler) ve koku oluşturan moleküller gibi birçok istenmeyen kirleticinin gaz fazından giderilmesi için yoğun olarak kullanılır. Türkiye’de, 2009 yılında “Sanayi Kaynaklı Hava Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği” ile, özellikle VOC ve NH₃ emisyonları hakkında yasal düzenlemeler getirilmiştir. SoleChem Kimya, hava temizleme çözümleri için sağladığı tutma oranı yüksek aktif karbonlarıyla endüstrilere destek vermeye her zaman hazırdır.

Kimya/ilaç üretimi gibi sanayi süreçlerinde, petrokimya tanklarının hava tahliyelerinde, sprey boyama kabinlerinde ve toprak sağaltımı projelerinde açığa çıkabilen VOC’ler; aseton, benzen, stiren, tolüen ve ksilen gibi bileşikleri içerirler.

Koku kontrol sistemlerinde; hidrojen sülfür (H₂S), merkaptanlar, DMS ve amonyak (NH₃) gibi bileşikleri gidermek için emprenye aktif karbonlardan yararlanılır.

Endüstriyel gaz hatlarında VOC’ler gibi kirleticilerin giderimi veya doğalgaz hatlarında cıva ve kadmiyum gibi ağır metallerin eser seviyelerinin giderilmesi gerekmektedir.

Petrol ve doğalgaz endüstrisinde, merkaptan oksidasyonu için kullanılan Merox sürecinde katalizör desteği olarak özel aktif karbonlar kullanılır. Merkaptanlar, hidrokarbon akışlarından, sıvı disülfitlere dönüştürülerek giderilir.

Solunum maskeleri ve kaçış başlıkları gibi kişisel koruma uygulamalarında, birçok zararlı veya zehirli gaz bileşiğini gidermek için aktif karbonlar kullanılır.

Sigara filtrelerinde, dumandaki bazı bileşenlerin giderilerek tat deneyiminin iyileştirilmesi için aktif karbonlar kullanılır.

SoleChem, müşterinin özel proses şartlandırma gereksinimlerine uyacak şekilde, hava ve gaz saflaştırması için geniş bir Aktif Karbon yelpazesi sunar.

Biyogaz Tesisleri

Biyogaz, organik atıkların anaerobik ayrışmasından üretilen metana verilen isimdir. Katı atık depolama sahalarında, atık su arıtma tesislerinde, ayrıca gıda atığı veya tarımsal yan ürünler kullanılarak Anaerobik Çürütücü tesislerinde üretilir.

Biyogaz, kombine ısı ve güç motorunda yakılarak yenilenebilir enerji üretmek için kullanılır. Ancak içeriğinde barındırdığı çeşitli safsızlıkların, motora zarar vermesini önlemek için giderilmesi gerekir.

Aktif karbon, biyogaz endüstrisinde Hidrojen Sülfür (H₂S) gazının, Siloksanların ve çeşitli Uçucu Organik Bileşiklerin gidermek için yaygın olarak kullanılmaktadır.

SoleChem, yenilenebilir enerji sektörünün önde gelen aktif karbon tedarikçisidir ve müşterilerin karmaşık proseslerinde en doğru karbonları seçmelerine yardımcı olma konusunda büyük deneyime sahiptir.

Kimya & İlaç Endüstrisi

Yenilebilir Yağlar

Yiyecek & İçecek

Baca Gazı Arıtımı

Altın Geri Kazanımı

Su Şartlandırma

Atık Su Arıtma

Aktif Karbon Nerelerde Kullanılır?

Gaz Arıtma alanında kullanım alanları:

• Gıda, kimya gibi çeşitli endüstrilerde kullanılan kaplama ve baskı işlemlerinde, solvent geri kazanımında
• Doğalgaz saflaştırmasında, H₂S ve BTX (Benzen, Toluen ve Ksilenler) gideriminde
• Atık yakma tesislerinde, atık gazın temizlenmesinde ve içerdiği dioksinlerin ve ağır metallerin gideriminde
• Organik safsızlıkların giderilmesini içeren prosesleri takiben atık havanın şartlandırılmasında
• CO₂, O₂ ve N₂ gibi proses gazlarının saflaştırılmasında, yıkanmasında ve basınçlı havadan yağın ayrıştırılmasında
• İklimlendirme, havalandırma ve ısıtma sistemlerinde kirleticilerin gideriminde
• Mutfak atık gazlarında ve soğutucuların filtrelerinde kötü kokulu maddelerin gideriminde
• Araç içi havalandırma sistemlerinde kirleticilerin giderilmesinde
• Gaz maskelerinde
• Sigaralarda ve sigara filtrelerinde
• Özel taşıyıcı maddeler ve katalizörler olarak
• Otomotiv gibi endüstrilerde, depolama tanklarında ve emisyon kontrolünde
• Egzoz gazı saflaştırma sistemlerinde hidrokarbon ve BTX (Benzen, Toluen ve Ksilenler) gideriminde
• Pigment üretiminde, kavurma ve toplaştırma tesislerinde ya da sülfürik asit üretiminde kükürt dioksit (SO₂) gideriminde
• Çeşitli endüstrilerde solvent geri kazanımında ve buhar veya sıcak gaz geri dönüşümünde

Su Şartlandırma alanında kullanım alanları:

• Yumuşatıcılar, şelak, gliserin, enzimler, parafin, Vazelin, mum, ince kimyasal maddeler ve organik asitler gibi ürünlerin temizlenmesinde ve renksizleştirilmesinde
• Jelatinlerin renksizleştirilmesinde ve kokusuzlaştırılmasında
• Galvanizasyon havuzlarının temizlenmesinde
• İlaç endüstrisinde ara ve son ürünlerin renksizleştirilmesinde ve saflaştırılmasında
• Şeker çözeltilerinin saflaştırılmasında ve renksizleştirilmesinde
• Glikoz, dekstroz ve diğer nişasta ürünlerinin, ayrıca laktozun üretiminde kullanılan çözeltilerin saflaştırılmasında ve renksizleştirilmesinde
• Tat vericilerin ve glutamatın renksizleştirilmesinde
• Bitkisel ve hayvansal yağların işlenmesinde
• Meyve sularının ve meyve ekstraktlarının renksizleştirilmesinde ve saflaştırılmasında
• Biyolojik arıtma sistemlerinde, bakteriler için toksik olabilecek maddelerin giderilmesinde
• Çıkış suyu kısıtlamalarının çok fazla olduğu tersiyer atık su arıtma tesislerinde suyun arıtılmasında
• İçme suyu üretiminde, flokülasyon, oksidasyon ve filtrasyonu takiben ürünün saflaştırılmasında
• Klor, hipoklorit, peroksit ve ozonun yoğun olarak kullanıldığı su saflaştırma proseslerinde, bakiye oksidanların uzaklaştırılmasında