تولید کربن فعال گرانولی از پوست سخت گردو در مقیاس صنعتی و مقایسه استانداردهای آن با نمونه‌های مشابه

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی/دانشگاه اراک

2 مدیر تولید/شرکت پارت شیمی

3 دانشجو/دانشگاه صنعتی مالک اشتر

4 مدیر عامل/شرکت پارت شیمی

5 دانشجو/ دانشگاه اراک

چکیده

کربن فعال گرانولی از پوسته سخت گردو به روش فعال سازی فیزیکی در داخل کشور (منطقه تویسرکان، استان همدان) تولید گردید. در این تحقیق، شاخص های استاندارد کربن فعال بر اساس ASTM ارزیابی و با نمونه‌های کربن موجود در داخل کشور مقایسه شده است. ابتدا ترکیب خام سلولزی در کوره کربنیزاسیون در دمای ºC800 گرماکافت و سپس در کوره پیشرفته فعال سازی در دمایی بین ºC800 تا ºC1200 به‌وسیله بخار آب و دی اکسید کربن فعال گردید. آزمون‌های سختی، درصد خاکستر، عدد یدی، درصد رطوبت، سطح داخلی ویژه و دانسیته ظاهری در کنار آنالیزهای XRF وFTIR انجام گرفت. نتایج این آنالیزها نشان داد، علاوه بر داشتن گروه‌های عاملی مناسب، کربن فعال تولیدی این شرکت با سختی 88%، عدد یدی mg/g1100، خاکستر7%، دانسیته ظاهریkg/m3 400، سطح داخلی m2/g 1240 و رطوبت 5%، از نظر کیفیت قابل رقابت با نمونه‌های خارجی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Production of granular activated carbon from walnut hard shell in full scale and comparing specifications with similar products

نویسنده [English]

  • Ehsan Salehi 1
1 Academic staff, Arak University
چکیده [English]

Granular activated carbon was produced from walnut hard-shell via physical activation process (Tooyserkan, Hamadan, Iran). In current study, standard specifications of activated carbons were investigated according to ASTM and then compared with those available in internal market. Firstly, lingo-cellolosic compound was pyrolyzed at 800 °C in carbonization furnace and then activated at 800-1200 °C in an equipped activation furnace using water vapor and CO2. Characterizations including hardness, ash content, iodine number, moisture content, specific surface area and apparent density were performed together with FTIR and XRF analyses. Results showed that in addition to appropriate availability of proper functional groups, produced activated carbon in this company with hardness of 88%, ID of 1100 mg/g, ash near 7%, apparent density of 400 kg/m3, surface area of 1240 m2/g and moisture of 5% is qualitatively an alternative to similar foreign products.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Granular activated carbon
  • Physical activation
  • Hardness
  • Adsorption
  • Iodine number
1. Bansal R.C. and Goyal M. Activated Carbon Adsorption, CRC Press, New York, United  States of America, 2005

2. ادریس حسین‌زاده، علیرضا رحمانی  «تولید کربن فعال از تایرهای فرسوده با روش ترموشیمیایی و ارزیابی کارایی آن در حذف رنگ اسیدی سیاه 1» انجمن علمی بهداشت ایران،1390، 4، 4،438 - 427 

3. Ioannidou O. and Zabaniotou A. (2007) “Agricultural residues as precursors for activated  carbon production-A review” Renewable and Sustainable Energy Reviews, 11, 2002, pp 1966-2005

4. Aygun, S. Yenisoy-Karakas, I. Duman (2003) “Production of granular activated carbon from fruit stones and nutshells and evaluation of their physical, chemical and adsorption properties” Microporous and MesoporousMaterials, 66 , 189-195

5. M.L. Martinez, M.M. Torres, C.A. Guzman, D.M. Maestri (2006) “Preparation and characteristics of activated carbon from olive stones and walnut shells” Industrial Crops and Products, 23, 23-28

6. مجید عابدین‌زادگان عبدی، محمد مهدیارفر، علیمراد رشیدی، علی احمدپور (1381) «ساخت کربن فعال با استفاده از فعال‌سازی شیمیایی پوست گردو.» نشریه دانشکده مهندسی،14، 1، 28-21

7. M.K.B. Gratuito, T.Panyathanmaporn, R.-A. Chamnanklang,‌ N.Sirinuntawittaya (2008) “Production of activated carbon from coconut shell: Optimization using response surface methodology”, Bioresource Technology, 99,4887-4895

8. A.A. Attita, B.S. Girgis, N.A. Fathy (2008) “Removal of  methylene blue by carbons derived from peach stones by H3PO4 activation: Batch and column studies”,  Dyes and Pigments, 76, 282-289

9. D. Kalderis, S. Bethanis, P. Paraskeva, E. Diamadpoulos (2008) “Production of activated carbon from bagasse and rice husk by a single-stage chemical activation method at low retention times”, Bioresource Technology, 99, 6809-6816

 

10. S. Ucar, M. Erdem, T. Tay, S. Karagoz, (2009) “Preparation and characterization of activated carbon produced from pomegranate seeds by ZnCl2 activation”, Applied Surface Science, 255, 8890-8896

11. K. Okada, N. Yamamoto, Y. Kameshima, A. Yasumori, (2003) “Adsorption properties of activated carbon from waste newspaper prepared by chemical and physical activation”, Journal of Colloid and Interface Science, 262, 194-199    

12. مینا طهرانی‌زاده، احمد غضنفری‌مقدم، حسن هاشمی‌پور رفسنجانی (1391) «تهیه کربن فعال از چوب نخل خرما با استفاده از تجزیه حرارتی»، مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، 13، 3، 88-77

13. E. Worch (2012) Adsorption Technology in Water Treatment, De Gruyter, Berlin, Germany

14. J.A. Macia-Agullo, B.C. Moore, D. Cazorla-Amoros, A. Linares-Solano, (2004) “Activation of coal tar pitch carbon fibres: Physical activation vs. chemical activation”, Carbon, 42, 1367-1370

15. M. Ahmedna, W.E. Marshall, R.M. Rao (2000) “Production of granular activated carbon from select agricultural by-product and evaluation of their physical, chemical, adsorption properties”, Bioresource Technology, 71, 113-123

16. اکرم دورانی (1388) «تولید کربن فعال نانو  پروس از زائدات پوست گردو»، خبرنامه فناوری‌های نوین کشاورزی، 12، 6-1

17. Shankin Ni, Yiwen Ju, Quanlin Hou, Shijie Wang, Qing Liu, Yudong Wu, Lingling Xiao   (2009) “Enrichment of heavy metal elements and their adsorption on iron oxides during carbonate rock weathering process”, Progress in Natural Science, 19, 1133-1139