Actieve kool

Actieve kool
Structuurformule en molecuulmodel
Algemeen
Molecuulformule      (uitleg)	C
Andere namen	norit
Molmassa	12,01 g/mol
SMILES	C
CAS-nummer	7440-44-0
Beschrijving	Poreuze vorm van koolstof, die allerlei stoffen goed kan adsorberen
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Omgang	Een luchtverversingssysteem wordt aanbevolen, terwijl beschermkledij, handschoenen en beschermende brillen nodig zijn bij het omgaan met actieve kool; een oogspoeler in de nabijheid van een installatie met actieve koolstof is aan te bevelen
Opslag	In een gesloten container
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand	vast
Kleur	antracietgrijs-zwart
Smeltpunt	3550 °C
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar)
Portaal    Scheikunde

Actieve kool is een speciaal behandelde koolstof die door adsorptie de eigenschap heeft allerlei stoffen aan zich te kunnen binden.

Bereiding

Actieve kool wordt bereid door via een thermisch proces de gassen en onzuiverheden te verwijderen.

Cokeskool, dus met steenkool als uitgangsproduct, geeft de hoogste kwaliteit van actieve kool, dus met de hoogste adsorptiecapaciteit voor dezelfde hoeveelheid. Het is ook de duurste vorm van actieve kool. Goedkopere uitgangsproducten met minder adsorptievermogen zijn bruinkoolcokes en organisch materiaal zoals turf of kokosnootdoppen.

In Nederland en België wordt actieve kool geproduceerd en gereactiveerd door Norit in Klazienaveen en Chemviron Carbon in Feluy. Het productieproces bestaat uit het verkolen van turf, kokos- en notenschalen, steenkool of andere organische materialen in grote ovens.

Werking

De werking van actieve kool berust op een zeer groot oppervlak door een fijne microstructuur met een groot aantal zeer fijne poriën. Commercieel verkrijgbare actieve-koolsoorten hebben een inwendig oppervlak van 500 tot 2000 m²/g.

De actieve-kooldeeltjes (koolstofatomen) oefenen een aantrekkingskracht uit op gasvormige of vloeibare deeltjes (moleculen), die de actieve kool omgeven of doorstromen.

Hoe sterk deze aantrekkingskracht is, wordt door een aantal factoren bepaald, bijvoorbeeld door de vorm en grootte (zwaarte) van de moleculen die in aanraking komen met de actieve kool. Juist doordat niet alle moleculen even sterk worden aangetrokken en vastgehouden (geadsorbeerd) door actieve kool, is het mogelijk één of meer ongewenste stoffen uit lucht, gas of water te verwijderen.

Actieve kool is een verzameling poriën, waarvan de grootte en onderlinge verhoudingen worden bepaald door de gebruikte grondstof en de activatiemethode. Als grondstof kunnen in principe alle vezelhoudende materialen worden gebruikt, zoals pindadoppen, rijstschillen, beendermeel, turf, kokosnoten, vruchtpitten, steenkool en hout.

Het gebruik van kokosnoten levert een zeer microporeuze actieve kool op, die in luchtzuivering goed inzetbaar is, vooral in filters met kleine hoeveelheden actieve kool. Hout daarentegen geeft van nature een vooral macroporeuze actieve kool, die geschikt is voor de verwijdering van de grote moleculen uit vloeistoffen.

Toepassingen

Actieve kool heeft veel toepassingen in de geneeskunde (adsorptie van giftige stoffen), in de waterzuivering, procesindustrie (adsorptie van dioxines en polychloorbifenylen (PCBs)) en om te ontkleuren (adsorptie van kleurstoffen) en te ontgeuren (adsorptie van geurstoffen).

Actieve kool wordt toegepast in allerlei filtratie- en reinigingsprocessen. Ook de Norit-tabletten tegen diarree bestaan uit actieve kool. Doordat men vaak overschakelt van poedervormige actieve kool naar korrelige actieve kool, wordt het mogelijk in een continu proces te werken. Mobiele filters vinden talrijke toepassingen in bodemsaneringen en andere tijdelijke processen. Een innovatieve toepassing is zuivering van afvalwater van tijdelijke evenementen en muziekfestivals zoals het Folkfestival Dranouter, waarbij snelle zuivering is vereist en ruimte beperkt is.

Verder wordt actieve kool onder andere toegepast in gasmaskers, sigarettenfilters en de Brita kan.

Reactivatie

Het grootste reactivatiecentrum ter wereld in Feluy, België.

Verzadigde actieve kool kan gereactiveerd worden door een thermisch proces bij hoge temperatuur (tot 900°C)in bijvoorbeeld de meervoudige hartovens. Het grootste reactivatiecentrum met deze technologie bevindt zich in België in Feluy.

Door de reactie van de koolstofatomen van de geadsorbeerde contaminanten met stoom bij hoge temperatuur tot koolmonoxide (CO gas) en uiteindelijk koolstofdioxide (CO2) ontstaan microporiën die aanleiding geven tot het grote specifieke oppervlak.

$\mathrm{C\ +\ H_2O\longrightarrow\ H_2\ +\ CO}$

Het volledige reactivatieprocédé omvat de volgende drie stappen:

• Drogen van het materiaal tot +/- 105°C
• Evaporatie van de vluchtige geadsorbeerde componenten en verassen van de niet vluchtige geadsorbeerde componenten tot +/- 600°C
• Gasificatie van de veraste geadsorbeerde componenten oiv stoom tot 900°C

Door het slimmer gebruik van natuurlijke bronnen zorgt reactivatie voor een reductie van de CO2-footprint met een factor 5.

Zie ook

• Beenderkool
• Houtskool
• Kværnerproces
• Verbruikspunt-drinkwatersystemen

Externe links

• (en) Gegevens van Actieve kool in de GESTIS-stoffendatabank van het Duitse Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) (JavaScript vereist)
• Wat is adsorptie?

Bronnen, noten en/of referenties