Fichas
Vorlesung 9 - Aktivkohle
Fichas del conjunto (35)
- 1Anwendungen Aktivkohle-Medizin und Personenschutzausrüstung
-Lebensmittelindustrie
-Chemieindustrie und Chemische Analyse
-Umweltschutz
-Spurenstoffelimination bei der Abwasserreinigung - 2Wonach wird Aktivkohle im allgemeinen Unterschieden?- Rohstoffe
-Form
-Aktivierungsverfahren
-Porenstrukturen
-Anwendung und branchenspezifischen Standards - 3Aktivkohle - aus welchen Rohstoffen wird aktivkohle hergestellt?-Pflanzliche Rohstoffe: Holz, Kokosnussschalen, Sägemehl, Baumwolle..
-Mineralische Rohstoffe: Rohöl, Steinkohle..
-Kunststoffe: PVC, Polypropylen-, Furan-, Polycarbonat, PTFE
-Sonstige: alte Reifen, Knochen, Zucker...
-Regenerierte Aktivkohle - 4Aktivkohle - Nach welchen Formen werden Aktivkohle unterschieden?-Pulverkohle
-Granulierte Aktivkohle
-Extrudierte Aktivkohle, Aktivkohle-Pellets
-Aktivkohlefasern (ACF), Aktivkohlegewebe
-Kugelkohle - 5Aktivkohle - Nach welchen Aktivierungsverfahren werden Aktivkohle unterschieden?-Chemisch: z.B. mit ZnCl2
-Physikalisch: mit Wasserdampf oder CO2
-Imprägnierung mit Silber
-Coating: spez. Beschichtung bei Aufrechterhaltung der Porenstruktur - 6Aktivkohle - Nach welchen Porenstrukturen werden Aktivkohle unterschieden?-Aktivkohle mit überwiegend Makroporen
-Aktivkohle mit besonders vielen Mikroporen - 7Aktivkohle - Nach welchen Anwendung und branchenspezifischen Standards werden Aktivkohle unterschieden?-Wasseraufbereitung/Abwasserbehandlun/ Gasreinigung
-Medizin/Apotheke
-Lebensmittelzusatzstoff
-Chemische Reagenzien zur Analyse - 8Nenne einige EIngeschaften von Aktivkohle-schwarz, geruchs-und geschmacksneutral
-hydrophob/ lipophil
-nicht löslich in Wasser und organischen Lösungsmitteln
säure-, lauge-und extrem hitzebeständig
-gute Adsorptionsfähigkeit gelöster
organischer Stoffe, bevorzugt unpolarer Stoffe - 9Welche chemischen und Physikalischen Eigenschaften ermöglichen die Funktion der Aktivkohl?-Physikalische Adsorption:
Van-der-Waals-Kräfte
-Chemische Adsorption:
Funktionelle Gruppe
-Filtration (ggf.):
Physikalische Trennung
Schwebstoffrückhalt - 10Aktivkohle: Struktur - Kristallgitter (Skizze)
- 11Aktivkohle: Struktur - Porensystem-Neben Polarität ist der Porendurchmesser entscheidend für die Adsorption
-Moleküle müssen zum Porensystem „passen“, zu groß oder zu klein behindert die Adsorption
-Porensystem umfasst: Volumen, Durchmesser, Fläche, Form der Poren - 12Bennen!
- 13Was passiert in den verschiedenen Poren in der Aktivkohle? (Poren benennen)!-Makroporen:
● Zuleitungvon Stoffen von AK Außenoberfläche zur Innenoberfläche
● Starker Einfluss auf Adsorptionskinetik
-Mesoporen:
● Übergangspore: Kanal für Stofftransport zu Mikroporen
● Adsorption von großen Molekülen
-(Sub-)Mikroporen:
● Hauptadsorptionsort
● Größe entspricht Molekülgröße - 14Aktivkohle: Technische Daten-Iodzahl, Methylenblau-Wert und Melasse(test)-Zahl
-Abriebfestigkeit
-Spezifische Oberfläche
-Aschegehalt
-pH-Wert - 15Warum kommt die Aktivkohle vermehrt zum Einsatz? Nenne einige Vorteile!-Gute Adsorptionsfähigkeit, unselektive
Entfernung von Störstoffen
-Einsatz ohne das Entstehen von Nebenprodukten
-Relativ sicher (aber Staubentwicklung)
-Rohstoffe vielfältig, ausreichend vorhanden und regenerierbar
-Stabile chemische Eigenschaften: säure-, lauge-und hitzebeständig
-Nicht löslich in Wasser
-Relativ hohe mechanische Beständigkeit - 16Adsorption: Skizze + Beschriftung
- 17Physikalische Adsorption bei Aktivkohle-Van-der-Waals-Kräfte
-Hauptprozess -> AK
adsorbiert bevorzugt organische und nicht/weniger polare Stoffe - 18Chemische Adsorption bei Aktivkohle-Funktionelle Gruppe
-Stabile chemische Verbindungen
-Nebenprozess - 19Vergleiche die chemische und physikalische Adsorption hinsichtlich: Adsorptionskraft, Selektivität, Reversibilität/Desorption, Adsorptions- geschwindigkeit & Lagerungsschicht
- 20Deffiniere folgende Begriffe: Adsorptiv, Adsorbens, Adsorption-Adsorptiv: der zu adsorbierende Stoff
-Adsorbens: Adsorptionsmittel
-Adsorption: Anreicherung eines Adsorptivs an der Oberfläche des Adsorbens - 21Deffiniere folgende Begriffe: Desorption, Adsorpt, Adsorbat-Desorption: Umkehrvorgang der Adsorption
-Adsorpt: Adsorptionsfilm (Adsorptiv im adsorbierten Zustand)
-Adsorbat: Adsorptionskomplex (Adsorpt
und Adsorbens) - 22—
- 23Was verseht man unter Adsorptionskinetik?Bezeichnet den zeitlichen Verlauf eines
Adsorptionsvorganges bis zum Eintreten des Gleichgewichtszustandes - 24Zeichne die Durchbruchkurve für einen Aktivkohlefilter
- 25Aktivkohle: Welche Einflussgrößen bestimmen das Verhalten eines Adsorbens?-Korngröße
-Porenvolumen
-Porenstruktur (-größenverteilung)
-Porenform
-Größe der inneren Oberfläche
-Chemische Beschaffenheit der inneren Oberfläche - 26Aktivkohle: Welche Einflussgrößen bestimmen das Verhalten eines Adsorptiv?-Chemische Eigenschaften des Moleküls
-Polarität des Moleküls
-Löslichkeit/ Hydrophilie
-Lösungsmittel (hier Abwasser)
-Konzentration (Gleichgewichtszustand)
-Molekülgröße - 27Welche unterschiedlichen Arten von Bemessung gibt es für die Adsorption? Erläutern Sie kurz!-Statische Bemessung von Adsorption:
● Theoretische Grundlage
● Gleichgewichtszustand
● Adsorptions kapazität
-Dynamische Bemessung von Adsorption
● Praktische Anwendung
● Kein Gleichgewichtszustand
● Zeitabhängige Adsorptionsfähigkeit - 28Was verseht man unter Adsorptionsisothermen? Welche sind die bekanntesten? Welche von Ihnen kommt hauptsächlich bei der Abwasserreinigung zum Einsatz?-Darstellung der adsorbierten Stoffmenge in Abhängigkeit von der
Konzentration der Adsorptive in der Lösung bei konstanter Temperatur
-Ermöglichung der Vergleiche verschiedener AK bezüglich ihrer
Adsorptionsaffinität gegenüber einem oder mehreren Stoffen
-Labor-Batch-Versuche
-Zwei der bekanntesten Adsorptionsisothermen:
● Freundlich-Isotherme ! (Abwasser)
● Langmuir-Isotherme - 29Stellen sie die Doppelt-Logarithmische Darstellung nach Freundlich grafisch dar!
- 30Stellen sie die Langmuir-Isotherme grafisch dar!
- 31Mit welchen 2 Schritten erfolgt die Herstellung von Aktivkohle? Welche Möglichkeiten gibt es zur Aktivierung?-Herstellung: Karbonisierung und Aktivierung
-Aktivierung:
1.Physikalische Aktivierung (800-1.000°C)
2. Chemische Aktivierung (700°C) - 32Was passiert bei der Reaktivierung von Aktivkohle?-Wiederherstellung der Adsorptionskapazität
-Wird nur bei granulierter Aktivkohle durchgeführt
-Physikalische (thermische) sowie chemische Reaktivierung wie in Herstellung - 33Wie kommt Aktivkohle in der Abwasserreinigung zum Einsatz?1. Zugabe von Pulveraktivkohle (PAK):
-Zugabe ins Abwasser
-Abscheidung mit Klärschlamm, keine Reaktivierung
2. Granulierte Aktivkohle (GAK) Filter:
-Anwendung in Filteranlagen und Reaktivierung der beladenen Aktivkohle
-Einfache Arbeitsbedingungen - 34Welche Einsatzstellen der Aktivkohle gibt es im Rahmen der biologischen Stufe?-Adsorption vor der Biologie:
Elimination von Stoffen, die schwer abbaubar sind oder die Biologie hemmen
-Simultane Adsorption in der Biologie:
Aktivkohle dient als Adsorbensals
Bewuchsflächefür Mikroorganismen
-Adsorption nach der Biologie:
Es werden gezielt die Abwasserinhaltsstoffe adsorptiv erfasst, die biologisch resistent sind - 35Welche Einsatzstellen der Aktivkohle gibt es im Rahmen der biologischen Stufe? Skizze!
Información
- Descripción
- Klausur 14.09.2016 Weitergehende Abwasserreinigung Fichas sobre Vorlesung 9 - Aktivkohle , creado por Seyed Sajjad Tabatabaei el 02/05/2016.
- Creado por
- Seyed Sajjad Tabatabaei
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