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활성탄

정의

숯을 가스 또는 약품으로 활성화시킨 다공성 탄소

목재류, 갈탄, 무연탄 등의 탄소질을 원료로하여 약 500℃~700℃ 내외 온도의 탄화와 약 900℃ 내외 온도의 활성화 과정을 통해 분자 크기 정도의 미세세공을 발달시킨 흡착제로서 1g당 1,000m²  이상의 큰 내부 표면적을 가지고 있어 화학물질에 대한 친화력으로 띄어난 흡착능력을 발휘한다. 원료에는 주로 야자계와 석탄계가 있으며, 주로 야자를 원료로 하는 입상활성탄을 많이 사용하고 있다. 화학물질에 대한 친화력으로 띄어난 흡착능력을 발휘한다.

활성탄의 제조

활성탄 제조공정은 크게 수분제거(dehydration), 탄화(Carbonization), 활성화(Activation)의 3단계로 분류된다.

수분제거(dehydration) 공정

약 100℃~

탄화(Carbonization)공정

활성탄제조공정의 첫 번째 공정으로 탄화수소, 휘발분 등을 없애주기 위해, 일반적으로 원료를 약 500℃ 정도에서 가열하는 공정으로 원료를 빨갛게 달구 되 연소를 유지시키기에는 불충분한 정도의 공기를 공급시키면서 가열한다. 즉, 탄소질 원료를 약 500℃ 정도로 가열하면 탈수, 탈산 등의 분해가 일어나서 산소결합이 끊어지며 산소가 물, 일산화탄소, 이산화탄소 등의 형태로 방출되고 휘발분은 거의 제거되는 공정으로 고정탄소가 많이 남게 된다.

활성화(Activation)공정

일반적으로 탄화공정보다 높은 온도에서 운전되며, 약품, 수증기, 가스등을 주로 사용하여 다공질의 구조를 만들어 주는 공정이다. 즉, 활성화공정은 800~1000℃의 온도범위에서 일어나는 탄소의 산화반응으로 탄화물의 표면을 침식시켜 탄화물의 미세세공 구조를 발달시킬 수 있다.

활성화 방법에 의한 분류

가스활성화법

각종 산화성가스(수증기, 이산화탄소, 공기 등)에 의해 800~1000℃ 정도의 고온가스활성화 반응으로 부활되고 흡착성능은 산화성 가스의 화학적 성질과 농도, 반응온도, 부활시간, 원료에 포함되어 있는 양과 종류 등에 의해서 결정되며 크게 회전로와 다단로를 이용 제조된다.

약품활성화법

탈수성의 염류 및 염화칼슘, 염화마그네슘, 염화아연, 인산, 황산 등의 산을 사용하여 약품처리하는 부활법으로 제조공정의 복잡성, 장치부식, 2차 오염 및 경제성 등으로 주로 가스활성법인 수증기 부활법이 널리 이용되고 있다.

활성탄 재생
  • 1감압재생: 용매중의 용질농도(압력)을 낮춰 동일 평형관계에 있어서 평형점을 바꿔 탈리 시킨다.
  • 2건식가열탈착: 외부에서 열을 가해 온도를 높이는 등의 방법에 의해 평형관계 그 자체를 바꾸는 방법으로 활성탄을 900℃ 온도에서 태워서 재생한다. 가장 많이 사용되는 방법이다(가열공기탈착법)
  • 3화학재생: 흡착질의 화학적 성질을 바꾸는 방법으로 불활성용매를 주입하여 피흡착물질을 탁착 재생하는 방법이다.(약물재생)
  • 4용매재생: 흡착질에 대해서 친화력이 강한 용매 등으로 추출한다.
  • 5치환재생: 활성탄에 대한 친화력이 흡착질 보다도 강한 물질로 치환한다.
  • 6산화분해재생: 흡착질이 비점이 높은 유기물 등으로 탈착이 어렵고 위 어느 것에도 적용할 수 없을 경우에는 흡착질을 분해 또는 산화해서 제거하는 방법이다.
  • 7생물학적 재생: 미생물을 이용한 피흡착물질의 분해를 통해서 재생하는 방법
  • 8전기화학적 재생
  • 9수세 탈착법
종류 및 규격
활성탄 종류 및 규격
구분 품명 입도 특징 용도
대기용 입상활성탄 4x8 MESH
8x30 MESH
양질의 야자각을 원료로 최신설비를 거쳐 최상의 제품으로 생산되므로 흡착력이 매우 뛰어나다. 규격 사이즈는 스크린에서 일정크기로 분리 생산한다. 유기용제 및 유해가스악취제거등으로 가장 많이사용됨.(VOC,THC제거)
분말활성탄 100~325MESH 미세한 입자로 가공하여 흡착력이 매우 안정되므로 유해가스흡착에 탁월하다. 주로소각로연소가스의 다이옥신제거에 많이 사용한다.
조립성형탄 1~2 mm¢
2~3 mm¢
3~4 mm¢
양질의 야자각 및 석탄을 원료로 사출 성형하여 가공되며, 유기용제 흡착에 매우 뛰어나다. 유기용제흡착 및 유해가스흡착제로 사용된다.
액상용
(수질용)
입상활성탄 8x30 MESH
8x12 MESH
12x30MESH
30x60MESH
비표면적 세공용적이 잘 발달되어 수질의 BOD,COD,SS,탈색,탈취 제거 및 산업용으로 고순도 여과 및 정제용으로 효과가 탁월하다. 산업폐수/상수도 정수용유기물/탈취/탈색 제거용식품/음료 여과 및 정제용공업/의약품 여과 및 정제용반도체 공업용 초순도 이온교환수지 보호용