Quy trình làm than hoạt tính là một quá trình quan trọng trong việc sản xuất than hoạt tính, một vật liệu có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và môi trường. Bằng cách tiến hành các bước kỹ thuật tinh vi, từ nguyên liệu tự nhiên, chúng ta có thể tạo ra một loại than có khả năng hấp thụ chất độc hại và tẩy tannin mạnh mẽ. Hãy cùng tìm hiểu về cách làm than hoạt tính lọc nước thông qua bài viết dưới đây nhé.
Mục lục bài viết:
Cách làm than hoạt tính lọc nước
Để làm than hoạt tính từ gáo dừa, chúng ta cần làm theo một quy trình cụ thể. Đầu tiên, chúng ta thu mua nguyên liệu gáo dừa từ khu vực Bến Tre, nơi có nhiều lò than hoạt tính ở Việt Nam.
Bước đầu tiên trong quy trình là thu gom than gáo dừa thô và đặt nó vào lò nung. Trong lò nung, chúng ta tạo môi trường chân không và sử dụng các khí có tính oxy hóa ở nhiệt độ cao để hoạt tính hóa than. Quá trình này tạo ra những lỗ nhỏ như lỗ sọt trong than, giúp hấp thụ và giữ các tạp chất.
Khi nhiệt độ đạt đến mức nhất định, chúng ta ngừng cung cấp oxy và cho phép gáo dừa cháy từ từ trong môi trường không có oxy trong khoảng thời gian từ 8 đến 12 ngày. Quá trình này dẫn đến nâng cao nhiệt độ lên mức cực cao tùy thuộc vào công nghệ và chất lượng lò đốt và nồi nấu than hoạt tính. Trong khi đó, nước và các hợp chất hữu cơ từ gáo dừa bị loại bỏ, để lại thành phần chính là carbon.
Tiếp theo, than gáo dừa sẽ trải qua bước hoạt hóa khác nhằm tăng diện tích bề mặt của than và làm cho thành phần carbon hoạt tính phát huy tác dụng. Sau giai đoạn này, chúng ta có được sản phẩm gọi là than hoạt tính từ gáo dừa. Qua các công đoạn chế tạo thanh lọc, than hoạt tính này không độc hại và hoàn toàn an toàn khi sử dụng.
Quy trình than hóa
Quy trình than hóa là quá trình chuyển đổi gáo dừa già thành sản phẩm carbon thông qua một loạt các bước như sau:
- Chuẩn bị nguyên liệu: Gáo dừa già được sấy khô sao cho độ ẩm không quá 15%. Sau đó, gáo dừa được đập thành các mảnh nhỏ có kích thước khoảng 4×5 mm và được sàng lọc để lấy ra các hạt cỡ đều.
- Gia nhiệt lò: Lò được đốt bằng một bếp để tạo ra nhiệt độ cao khoảng 400 – 500 độ C. Gáo dừa đã được chuẩn bị trước đó được cho vào lò thông qua đường hộp khói. Một lò có thể xử lý được 50kg gáo dừa mỗi giờ. Quá trình gia nhiệt này thường kéo dài từ 50 đến 60 phút.
- Quá trình than hóa: Trong quá trình này, gáo dừa được tiếp xúc với nhiệt độ cao và không khí ít oxi hơn, giúp loại bỏ hoàn toàn phần hơi nước có trong gáo dừa. Kết quả là chúng ta giữ lại được sản phẩm carbon.
Quy trình hoạt hóa
- Bước 1: Chuẩn bị lò – Trước tiên, ta cần đốt lò để đạt nhiệt độ cần thiết. Nếu nhiệt độ tăng chậm, ta phải tăng lượng dầu phun vào lò. Khi nhiệt độ đạt 800 độ C, ta có thể bắt đầu nạp than vào lò. Trước khi thực hiện điều này, lò hơi nước đã được đốt để đảm bảo áp suất theo quy định.
- Bước 2: Hoạt hóa lò – Mục tiêu là duy trì nhiệt độ trong khoảng 800-950 độ C. Để hoạt hóa lò, chúng ta thực hiện phản ứng sau: Cn + H2O = Cn-1 + H2 + CO – O. Quá trình này tỏ ra hấp thụ nhiệt, vì vậy cần cấp nhiệt liên tục để duy trì nhiệt độ.
- Bước 3: Kiểm tra và tăng nhiệt độ – Phản ứng hoạt hóa diễn ra chậm, do đó ta cần thường xuyên kiểm tra và tăng nhiệt độ lên khoảng 900-950 độ C để đẩy nhanh quá trình hoạt hóa.
Một số sản phẩm có thể thu được sau quá trình hoạt hóa
Trong quá trình làm than hoạt hóa, chúng ta có thể thu được những sản phẩm khác nhau tùy thuộc vào tốc độ và nhiệt độ thiêu đốt. Nếu quá trình làm than chậm và nhiệt độ thiêu đốt thấp, chúng ta sẽ có loại than có những lỗ rỗng nhỏ (đường kính từ 0.1 đến 15 A0). Loại than này có khả năng hấp phụ khí tốt, và được sử dụng trong việc khử mùi, làm máy khử mùi.
Tuy nhiên, nếu quá trình làm than hoạt hóa nhanh và nhiệt độ cao hơn, chúng ta sẽ có than với những lỗ rỗng trung bình (đường kính từ 15 đến vài trăm A0). Loại than này có khả năng tẩy màu tốt và được sử dụng trong việc lọc vàng và các ứng dụng liên quan đến việc loại bỏ màu sắc không mong muốn.
Quy trình dùng lò hiện đại hiện nay
Sử dụng lò hiện đại ngang khép kín, thay thế cho cách trước đây sử dụng lò đứng, quy trình sản xuất than hoạt tính đã có nhiều cải tiến. Việc này đã mang lại nhiều lợi ích cho quá trình sản xuất và ứng dụng của than hoạt tính. Dưới đây là một số ưu điểm và công dụng của quy trình hiện đại này:
Ưu điểm:
- Tiết kiệm thời gian: Công nghệ hiện đại giúp rút ngắn đáng kể thời gian sản xuất so với phương pháp truyền thống.
- Quy trình liên tục và khép kín: Sản phẩm được tạo ra trong môi trường khép kín, giúp hạn chế việc bị nhiễm tạp chất, đất cát khi chuyển từ giai đoạn than hóa sang giai đoạn hoạt hóa như cách làm trước đây.
- An toàn: Phương pháp hoạt hóa bằng hơi nước không sử dụng hóa chất, giúp tăng tính an toàn trong quy trình sản xuất.
Công dụng:
- Khử độc và lọc: Than hoạt tính được sử dụng để khử độc và lọc trong các phương pháp lọc phèn, lọc vàng, khử mùi clo, và các quá trình lọc khác.
- Thân thiện với môi trường và sức khỏe: Than hoạt tính không gây hại cho môi trường và sức khỏe con người, và việc sản xuất từ vỏ dừa giúp tận dụng tài nguyên sẵn có và tạo nguồn thu nhập cho người dân tại địa phương.
- Hiệu quả cao: Do diện tích bề mặt lớn của than hoạt tính, nó có khả năng hút và loại bỏ nhiều loại hóa chất hiệu quả.
- Dễ dàng tái chế: Sau khi sử dụng, than hoạt tính có thể dễ dàng được tái chế bằng quá trình đốt, làm cho việc thu hồi kim loại nặng trở nên đơn giản.
Ứng dụng của than hoạt tính
Than hoạt tính là một loại vật liệu có nhiều ứng dụng hữu ích trong cuộc sống, đặc biệt là trong lĩnh vực y tế, công nghiệp hóa học, kỹ thuật, và xử lý nước.
Trong lĩnh vực y tế, có một loại than được gọi là “Carbo medicinalis” hay còn gọi là “than dược,” được sử dụng để tẩy trùng và loại bỏ độc tố sau khi người ta bị ngộ độc thức ăn.
Trong công nghiệp hóa học, than hoạt tính được dùng làm chất xúc tác hoặc chất tải cho các chất xúc tác khác, giúp thúc đẩy các phản ứng hóa học quan trọng.
Trong kỹ thuật, than hoạt tính là thành phần quan trọng của hệ thống lọc khí, được sử dụng trong đầu lọc thuốc lá, tủ mát và máy điều hòa nhiệt độ để làm sạch không khí.
Trong lĩnh vực xử lý nước, than hoạt tính được dùng để loại bỏ các chất bẩn vi lượng trong nước, giúp làm sạch nước để sử dụng trong gia đình và giảm thiểu nguy cơ bị bệnh tật do nước ô nhiễm.
Một ứng dụng đặc biệt đáng chú ý của than hoạt tính là khả năng giúp phòng tránh tác hại của tia đất, có thể hỗ trợ bảo vệ sức khỏe cho cộng đồng.
