Aktív szén ismertető leírás

Faszén égetéstől az aktív szén használatáig. Ismertető és leírás.
Forrás: https://www.kfki.hu/chemonet/hun/eloado/kemia/szen.html

Évszázadok óta állítják elô erdőségek mélyén a fának levegőtől elzárt térben való hevítése révén. E primitív szénégetőrakásokban a termelés gazdaságtalan módon folyik: a kupacba rakott fát kívülről sárral, agyaggal körültapasztották, majd alkalmas csatornán begyujtva, arról gondoskodtak, hogy csak a tökéletlen elégéshez szükséges, csekély mennyiségű levegő jusson a máglyába. A folyamat 7–8 napon át tartott és a szenesedés közben keletkező értékes melléktermékek mind elfüstöltek a levegőbe.

 A szénégetés õsi módja

 A modern termelés sokkal gazdaságosabb módon folyik. A fát zárt retortákban, külsô tüzeléssel szenesítik, sôt legújabban úgy járnak el, hogy a zárt térbe helyezett fára vezetett forró, nem éghetô gázzal végzik a szenesítést. Ez eljárások már gondoskodnak arról, hogy a melléktermékek ne menjenek veszendôbe. E melléktermékek a metilalkohol vagy faszesz, az aceton, az ecetsav, illetve a famész, végül pedig a fakátrány, a faszén termelése mellett egyáltalán nem elhanyagolható értéket képviselnek.

A faszén legősibb felhasználási módja a vaskohászatban jelentkezett, mint a nagyolvasztó vasérceinek redukáló anyaga. A múlt század folyamán e szerepet nagyrészt elvesztette, mert a kohók a piacon újonnan megjelenő, addig ismeretlen koksz használatára tértek át. Az Uralban azonban még ma is évi 700000 tonna nyersvasat állítanak elô faszén segítségével. Mint igen tiszta szén, a metallurgia egyéb területein is szerephez jut, de használják számos vegyitermék előállítására, így a szénkéneg, nátriumcianid, ferroszilicium gyártásával kapcsolatban, továbbá mint tüzelőanyagot a kisiparban, háztartásokban és laboratóriumokban.

E felhasználások mellett jelentőségében egyre fokozódik és már hatalmas iparrá fejlődik az az alkalmazás, amely a faszén színtelenítő és szagtalanító tulajdonságán alapul. Adataink vannak arra, hogy a faszén e tulajdonságát már a XV. században felismerték. Első gyakorlati alkalmazásával azonban csak a XVIII. század vége felé találkozunk, amikor LOWITZ borkôsav kristályok tisztítására, LIPMANN cukorgyári levek rafinálására használta fel, sôt SCHEELE már különböző gázok elnyelésére is alkalmazta.

Mindeme felhasználási lehetőségek a faszén adszorbeáló képességén alapulnak. Az adszorpció az adszorbens felületén következik be. A felület a vele érintkező gáz, folyadék, vagy oldott anyag molekuláit nagy hevességgel magához kapcsolja és így rajta az adszorbeált anyag nagy mennyiségben felhalmozódhatik. Az adszorpció általában annál könnyebben megy végbe, minél nagyobb az adszorbeálandó anyag molekulasúlya. Innen van, hogy elsô sorban valamely vizes oldat nagy molekulájú festékanyagai és egyéb szennyezései, valamint gázelegyekből is a nagy molekulasúlyú, tehát könnyen cseppfolyósodó gázok kötődnek meg. E szelektív adszorpcióval magyarázható a színtelenítő, derítő és szagtalanító hatás.

A faszén adszorbeáló képessége nem egyformán tulajdonsága az egész  felületnek, hanem a felületen kisebb-nagyobb mértékben elóforduló, úgynevezett aktív helyekhez van kötve. E helyeken valószínűleg olyan, szabadon ágyazott szénatomok vannak, amelyek nem teljesen telítettek. Ha e feltevés helyes, akkor az aktív helyek számának céltudatos szaporításával módunkban van az adszorbeáló képességet fokozni. E törekvés nem marad puszta célkitűzés, hanem számos módszert sikerült kidolgozni az aktiválás foganatosítására és az aktív, tehát fokozott adszorbealó képességű szenek előállítása jelentős iparrá izmosodott.

Aktív szenet legáltalánosabban faszénből, illetve fából állítanak elô.A legegyszerűbb eljárás abból áll, hogy megfelelő módon előállított faszénbriketteket  7–800 fokon túlhevített vízgőz hatásának teszünk ki. A vízgőz a faszén felületével csekély mértékben a vízgáz-reakció értelmében reagál. A különben is zeg-zugos szerkezetű felület még fokozottabban felmaródik és ezzel karöltve az aktív helyek száma szaporodik.

Egy másik eljárás szerint a fát vagy egyéb celluloze tartalmú anyagot kémiai úton, cinkklorid vagy foszforsav segítségével szenesítenek el. Kiindulási anyagul fa helyett csonthéjjas gyümölcsök héjját, tőzeget, állati eredetű szerves anyagokat, valamint csontot is lehet használni. Az utóbbinak csak 6–10%-a szén, többi része főként kalciumfoszfátból áll.

Az aktív szén a modern technikában számtalan alkalmazásra talál. Elsősorban színtelenítő és derítő tulajdonságán alapuló alkalmazását kell említeni. Vagy úgy járnak el, hogy az anyagot az aktív szén porával, szuszpenziójával, esetleg kolloid oldatával keverik, vagy pedig szűrőbetéteket sajtolnak belőle és az anyagot ily betéteket tartalmazó szűrőpréseken vezetik át. Sikeresen használható. fel az aktív szén szag- és ízanyagok eltávolítására is. Fontos szerepe jut a víztisztítási eljárásokban. Az ivóvízből az egészségre veszedelmes baktériumok és egyéb élőszervezetek eltávolítása legcélszerűbben klórozással történik. A klór azonban maga is méreg, amellett rossz ízû is, a vízből tehát még a nyomát is el kell távolítani. E tekintetben bizonyos esetekben az aktív szén igen jó szolgálatokat tesz.

Valamennyien találkoztunk már az aktív szénnek egy köznapian ismert formájával és bizonyára éltünk is vele, ha az ünnepi ebéd túlságosan megterhelte gyomrunkat: az orvosi szén az emésztőutakban felhalmozódott kellemetlen bomlástermékeket és gázokat adszorpció révén teszi ártalmatlanná.

Az aktív szénnek egyik legmodernebb alkalmazása, amikor valamely gázelegy egyes összetevőinek eltávolítására, kiszűrésére alkalmazzák. Ezen az úton távolítják pl. el a világítógázból a benzolgázt .

Ugyancsak az aktív szén gázadszorbeáló hatásán alapul az a szerep, amely mint a gázálarc szűrő berendezésének alkatrésze jut neki. A gázálarc lelke az a szűrőbetét, amely a lélekzésre szánt levegő megtisztítására hivatott. Az aktív szén apró hurkácskákból álló rétegét minden szűrőbetétben megtaláljuk, ez azonban önmagában még nem nyújt teljes biztonságot, mert az aktív szén a harci gázok egyik legveszedelmesebbjét, az igen illékony foszgént nem köti meg és a harmatalakban alkalmazott kémiai harci anyagok is áthaladhatnak rajta.

E vegyületek megkötésére a gázálarc további rétegeket tartalmaz, nevezetesen gyantával itatott gyapotot vagy a magyar honvédségnél jól bevált libatollat a harmat megkötésére és ezenkívül még a foszgén hatását közömbösítő vegyi anyagokat is. Ma, amikor világszerte folyik a polgári lakosság légitámadások. elleni védelmének kiépítése és amikor milliószámra gyártják a gázálarcokat, akkor az aktív szén e mindnyájunkat talán legközelebbről érintő szerepe egyáltalában nem lekicsinylendő.

“Aktív szén ismertető leírás” bejegyzéshez 2 hozzászólás

Szólj hozzá!