Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
ổng quan về than hoạt tính. nguyên liệu và phương pháp điều chế. ứng dụng than hoạt tính trong xử lý cồn.
MỞ ĐẦU
Than hoạt tính từ lâu đã được chế tạo và sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, từ ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày đến các ứng dụng trong công nghiệp. Than hoạt tính với những đặc tính tuyệt vời của mình có thể làm sạch nước, không khí thậm chí là tham gia vào các quá trình tinh chế các chất hóa học hữu ích khác.
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại than hoạt tính khác nhau, sản xuất theo nhiều phương pháp và đi từ các nguồn nguyên liệu rất khác nhau như khí thiên nhiên, bã thải nông nghiệp hay than bùn,… Tuy đa dạng về mặt mẫu mã, chủng loại nhưng những tính chất cơ bản của chúng không khác xa nhau.
Với mục đích hiểu rõ hơn về các loại than hoạt tính và những tính chất ưu việt của chúng, chúng em quyết định chọn đề tài nghiêm cứu “Tổng quan về than hoạt tính. Nguyên liệu và các phương pháp sản xuất. Ứng dụng than hoạt tính trong tinh chế cồn” làm đề tài đồ án chuyên ngành cử nhân của mình.
Qua đồ án này, ta sẽ nắm được những khái niệm cơ bản về tính chất, phân loại, ứng dụng của than hoạt tính, cũng như các phương pháp sản xuất than hoạt tính từ nhiều nguồn khác nhau. Trong quá trình thực hiện, do thời gian có hạn nên đồ án còn nhiều thiếu sót, chúng em mong cô và các bạn góp ý, bổ sung để đồ án của chúng em hoàn thiện hơn.
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THAN HOẠT TÍNH
I – Giới thiệu chung về than hoạt tính
1. Định nghĩa
Gần đây, cacbon được xem như là một nguyên tố tuyệt vời của cuộc cách mạng khoa học vật liệu. Từ cacbon chúng ta sẽ có được than hoạt tính, một chất hấp phụ xốp rất tốt, với các đặc tính tuyệt vời, được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.
Than hoạt tính là một thuật ngữ thường được sử dụng cho một nhóm các chất hấp phụ dạng tinh thể, có cấu trúc dạng mao quản làm cho diện tích bề mặt lớn, khả năng hấp phụ tốt hơn.
Than hoạt tính có thành phần chủ yếu là cacbon, chiếm từ 85 đến 95% khối lượng. Phần còn lại là các nguyên tố khác như hydro, nitơ, lưu huỳnh, oxi,… có sẵn trong nguyên liệu ban đầu hay mới liên kết với cacbon trong quá trình hoạt hóa. Thành phần của than hoạt tính thông thường là: 88% C; 0.5% H; 0.5% N; 1% S và 6-7% O. Hàm lượng oxi có thể thay đổi từ 1 đến 20% tùy thuộc vào nguyên liệu và cách điều chế than hoạt tính.
Than hoạt tính có diện tích bề mặt khoảng 800 – 1500 m2/g chủ yếu là do các lỗ nhỏ có bán kính dưới 2 nm tạo ra, thể tích mao quản từ 0.2 – 0.6 cm3/g.
Mỗi năm khoảng 150 nghìn tấn than hoạt tính dạng bột được sản xuất, cùng với khoảng 150.000 tấn than dạng hạt và 50.000 tấn dạng viên hay thanh.
Nhiều nguyên liệu khác nhau có thể được sử dụng như gỗ, nhựa, đá hay các vật liệu tổng hợp để sản xuất than hoạt tính mà không cần đưa chúng về dạng cacbon, đồng thời vẫn có được hiệu quả tương tự. Than hoạt tính sau khi sử dụng có thể được tái sinh (làm sạch hay giải hấp phụ) và có thể sử dụng hàng trăm, thậm chí hàng ngàn lần.
Than hoạt tính được sản xuất từ các nguyên liệu tự nhiên bằng cách than hóa và xử lý tiếp. Trong quá trình này, một vài thành phần chuyển hóa thành khí và bay hơi khỏi nguyên liệu ban đầu tạo thành các lỗ trống xốp (mao quản).
Hiện nay trên thị trường, than hoạt tính được bán dưới ba dạng:
- Than hoạt tính dạng bột
- Than hoạt tính dạng hạt
- Dạng than hoạt tính cải tiến (dưới áp suất cao), thường là viên
2. Lịch sử hình thành và phát triển
Than hoạt tính ở dạng than gỗ đã được hoạt hóa đã được sử dụng từ nhiều thế kỉ trước:
- Người Ai Cập sử dụng than gỗ từ khoảng năm 1500 TCN để làm chất hấp phụ chữa bệnh.
- Người Hin du cổ ở Ấn Độ đã biết làm sạch nước uống bằng cách lọc qua than gỗ.
Sản xuất than hoạt tính trong công nghiệp bắt đầu từ khoảng những năm 1900, được sử dụng để làm vật liệu tinh chế đường bằng cách than hóa hỗn hợp các nguyên liệu có nguồn gốc từ thực vật bằng hơi nước hay CO2.
Than hoạt tính còn được sử dụng trong các mặt nạ phòng độc trong thế chiến thứ nhất.
- Năm 1793 Ken-xơ đã dùng than gỗ để hút mùi hôi ở những vết thương có tính hoại tử.
- Năm 1773 Silo đã quan sát và mô tả hiện tượng hấp phụ trên than gỗ.
- Năm 1777 Phôn-tan-na đã đưa than nóng đỏ vào ống chứa khí úp ngược trên thủy ngân và nhận thấy phần lớn khí trong ống bị than hút mất.
- Trong lĩnh vực dung dịch, năm 1785 Tô-vơlo-vit đã thấy than gỗ có thể tẩy màu nhiều dung dịch.
- Năm 1794 Lip-man cũng thấy than gỗ tẩy màu tốt các dung dịch đường mía và năm 1805 Gu-li-on đã dung than gỗ để tẩy màu trong công nghiệp đường.
- Sang đầu thể kỷ 20, vào năm 1922 Bi-si mới thành công trong việc chế tạo than tẩy màu.
-Than được chế tạo bằng cách trộn than máu với potdineeg rửa và sấy.
- Năm 1872 Han-xơ nghiên cứu khả năng than sọ dừa hấp thụ N2, H2 ,NH3 và HCN ở khoảng nhiệt độ từ 0-70°C thấy HCN được hấp thụ tốt hơn NH3, N2 , H2.
- Ở nước ta từ những năm đâu thập kỷ 60 đã nghiên cứu một số than hoạt tính dung cho mặt nạ phòng độc và phục vụ nhu cầu phát triển.
3. Phân loại
3.1. Phân loại theo Misec
Có nhiều cách để phân loại than hoạt tính. Cách đơn giản nhất theo Misec là phân loại theo hình dáng bên ngoài của nó. Theo cách này than hoạt tính được phân thành hai nhóm:
a. Than bột:
S2H6nNH04nHNR7o
