1.3 Активные угли

Традиционно активные угли весьма эффективно применяются в различных технологиях, где достижение конечного результата невозможно без процессов физической адсорбции. В этих процессах адсорбируемое соединение не подвергается химическому изменению, а сами процессы наиболее эффективно протекают при пониженных, нормальных температурах (Активные угли и их промышленное применение. Кинле Х., Бадер Э. Пер. с нем.-Л.: Химия, 1984-216 с. ил.).

Нами было предложено нетрадиционное применение активных углей в термическом процессе обезвреживания оксидов азота, эффективность которого зависит в первую очередь от хемосорбционных способностей углей.

Активный уголь – это пористый углеродсодержащий адсорбент с развитой внутренней поверхностью. Значение удельной поверхности пор у лучших марок активных углей может достигать 1800-2200 м²/г угля. Благодаря этому активные угли обладают высокими адсорбционными свойствами. Традиционно активные угли весьма эффективно применяются в различных технологиях, где достижение конечного результата невозможно без процессов физической адсорбции. Это очистка воздуха, газов, жидкостей, их разделение, рекуперация растворителей и т.п. Классический пример традиционного использования активного угля связан с применением его в противогазе. Разработанный Н. Д. Зелинским противогаз спас множество солдатских жизней в первой мировой войне [1]. В последнее время активный уголь нашел также свое применение в химической промышленности, как носитель катализаторов, а во многих реакциях и сам действует в качестве катализатора.

В процессах физической адсорбции адсорбированное соединение не подвергается химическому изменению. Наряду с этим известен также процесс называемый хемосорбцией. Такой тип сорбционного процесса, подобно другим химическим превращениям отличается большой энергией активации, при этом возникает химическая связь, изменяющая химическую природу сорбированной молекулы. Хемосорбция, требующая высокой степени активации, зависит от температуры: чтобы процесс протекал с достаточной скоростью, необходима определенная минимальная температура. Физическая адсорбция, напротив, эффективнее протекает при низких температурах [Активные угли и их промышленное применение. Кинле Х., Бадер Э. Пер. с нем.-Л.: Химия, 1984-216 с. Ил.].

Проведенные в данной работе исследования, как мы надеемся, станут основой для разработки эффективного термического способа обезвреживания оксидов азота, который мог бы с успехом использоваться в различных небольших производствах, таких как небольшие котельные, стационарные двигательные установки (например, дизель-генераторы в сельской местности), различные установки по сжиганию отходов или каких-либо материалов (например, энергоемких веществ) и т.п.. Эти производства, в силу разных обстоятельств не могут себе позволить применение дорогостоящих традиционных установок по очистке выбросов, но могут быть оборудованы небольшими и недорогими установками по обезвреживанию оксидов азота с помощью активных углей. Такие установки наряду со своей простотой исключают необходимость нагрева углеродного материала до высоких температур, при которых возможно образование в продуктах очистки токсичного оксида углерода.