جهت نگارش مطالعات بازار و طرح توجیهی تولید کربن فعال ( زغال اکتیو ) با اطلاعات کاملاً به روز برای سال 1401 ، با فرمت DOC و PDF و با گزارش گیری نرم افزار کامفار ، جهت اخذ مجوز یا ارائه به بانک ، این صفحه را مطالعه نموده و سپس با ما تماس بگیرید . ضمنا میتوانید فایل pdf طرح توجیهی کارخانه تولید کربن فعال ( زغال اکتیو ) را که در سال های قبل نگارش شده است را صرفا جهت مطالعه از انتهای صفحه دانلود نمایید.

---

✔️ کربن فعال یا زغال اکتیو چیست و چه ویژگی ها و کاربردهایی دارد !

---

کربن فعال نوع خاصی از کربن است که به علت بالا بودن سطح مخصوص که نشانگر تخلخل بسیار زیاد است، از سایر انواع کربن متمایز می گردد.

کربن فعال به طور متوسط حاوی 88 درصد کربن ،1 درصد هیدروژن، 1 درصد نیتروژن ،3 درصد گوگرد و 6 تا 7 درصد اکسیژن است و سایر مواد، عمدتاً معدنی بوده و در مجموع خاکستر را تشکیل می دهند. کربن فعال امروزه به عنوان یکی از مناسب ترین و پرمصرف ترین مواد جاذب شناخته شده است.

غربال مولکولی کربنی که گاهاً کربن غربال مولکولی (MSC) نیز نامیده می شود ماده ای متخلخل و با ساختمانی آمورف است که دارای حفره هایی صفحه مانند با ابعاد متوسط نزدیک به مولکول های جذب شونده است.

✳️ سه ویژگی مهم کربن فعال (زغال اکتیو) به شرح زیر میباشند :

1 - کربن فعال از نظر سطحی دارای فعالیت بالایی است و اثر جذب کنندگی ذاتی دارد.

2 - کربن فعال دارای تخلخل بالایی بوده و بنابراین سطح تماس آن با فاز جذب شونده زیاد است. نمونه های معمول کربن فعال دارای سطح مخصوصی معادلm²/gr  1500 - 1800 از نمونه های ساخته شده ی این ماده تا بیش از m²/g 2500 افزایش داده شده است. 

3 – کربن فعال دارای قطر مناسبی از حفرات است که سطح داخلی آن را قابل دسترسی مـی سـازد، سرعت جذب را افزایش می دهد و استحکام مکانیکی کربن را نیز بالا می برد.

بطور متوسط 40 درصد حجم کل حفره ها مربوط به حفره های بزرگ ، 40 درصد مربوط به حفـره های ریز و 20 درصد مربوط به حفره های متوسط است .

توزیع قطر حفـره هـا در یـک نمونـه ی کربن فعال بستگی به نوع ماده ی اولیه و روش تولید کربن فعال دارد . جذب سطحی مولکـول هـا عموماً در حفره های ریز و متوسط رخ می دهد و حفره های بزرگ به عنوان مجراهایی برای عبـور ماده ی جذب شونده و رسیدن آن به حفره های ریزتر بکار می آیند.

منافذ در کربن فعال شده دارای اندازه ها و شـکل هـای متفـاوتی می باشد منافذ براساس اندازه به سه دسته تقسیم مشوند: 

• ماکرو منافذ (50 نانومتر)
• فرو منافذ (2 الی 50 نانومتر)
• میکرو منافذ ( کمتر از 2 نانومتر)

خود این تقسیم بندی ها به سوپر و اکسترا نیز تقسیم می شوند.

✳️ محصول کربن فعال (زغال اکتیو) به پنج صورت زیر ، در بازار وجود دارد :

1 - کربن فعال پودر شده ( PAC ) : سرعت جذب در این نوع کربن فعال زیاد است و به همین علت معمولاً از آن برای جذب در محلول ها استفاده می شود . مقادیر قابل توجهی از این نوع کربن برای مصرف رنگ بری در صنایع مختلف استفاده می شود.  

2 - گرانول شده  ( GAC ) : این نوع از کربن فعال عموماً برای جذب بخار و گازهـا به کار گرفته می شود، زیرا این مواد دارای سرعت نفوذ بالاتری هستند .

گرانول ها ممکن است بـه شکل دانه هایی استوانه ای ساخته شوند که از اکسترود کردن مواد خام همراه بـا مـواد چـسبنده و نهایتاً فعال سازی آن ها بدست می آیند همچنین ممکن است به صورت دانه های بی شـکل کـه از خرد کردن دانه های بزرگ تر به دست می آیند، دیده شوند.

کربن فعال گرانول شـده معمـولاً بـه صورت یک بستر ثابت مورد استفاده قرار می گیرد و جریان مخلوط از روی آن عبور مـی کنـد . در اینجا ابعاد دانه های کربن پارامتر مهمی است . ابعاد دانه ها باید به گونه ای انتخاب شـود کـه افـت فشار زیادی را در بستر ایجاد نکند همچنین دانه ها نباید آنقدر ریز باشند که توسـط جریـان سـیال حمل شوند .

دانه ها از سوی دیگر باید مقاومت و سختی بالایی نیز داشـته باشـند تـا تحـت تـأثیر نیروهای موجود در بستر خرد نشوند . امروزه مقادیر قابل توجهی از کربن فعال گرانول شـده بـرای تصفیه ی آب، رنگ بری و جداسازی اجزا از جریان های مایع یا گاز استفاده می شود.   

3 - کربن فعال کروی 

4 - کربن فعال تزریق شده  

5 - کربن فعال روکش شده با پلیمر 

---

✔️ کاربردهای کربن فعال (زغال اکتیو)

---

کربن فعال یا زغال اکتیو به عنوان یک جاذب دارای کاربردهای مهم و حیاتی می باشد. این ماده از پیرولیز مواد گیاهی حاوی کربن تولید می شود و تحت عملیات فعال سازی قرار می گیرد. با توجه به نوع مواد خام مصرفی، کربنهای فعال دارای اندازه منفذ و شکلهای متفاوت هستند و از طرفی با توجه به اندازه منفذ و توزیع اندازه ، دارای کاربردهای گسترده و ویژه ای می باشند .

کربن های فعال به عنوان جاذبهای حیاتی در صنایع شناخته شده اند و کاربردهای گسترده ای با توجه به قابلیدت جذب گازها و مایعات مزاحم دارند و می توان از آنها برای تصفیه و پاکسازی و حتی بازیافت مواد شیمیایی استفاده نمود.

کربن های فعال به دلیل ویژگی های منحصر به فرد و همچنین قیمت پایین در مقایسه با جاذب های غیرآلی مانند زئولیت از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند .

کاربرد مهم و قابل اهمیت کربن فعال در جداسازی بو، رنگ، مزه های غیر دلخواه از آب در عملیات خانگی و صنعتی ، بازیافت حلال، تصفیه هوا بویژه در رستورانها، صنایع غذایی و شیمیایی می باشد، همچنین به همراه مواد غیرآلی به عنوان کاتالیست نیز استفاده می شود.

کربن فعال در داروسازی نیز برای مبارزه با یک نوع باکتری خاص مورد استفاده قرار می گیرد و به عنوان جدا کننده اسیدهای آروماتیک از حلال در داخل اسید استیک نیز می توان از آن استفاده کرد.

استفاده از کربن به عنوان ماده ای که توانایی بالایی در جذب مولکولها بر روی سطح خود نشان داده است، باعث توسعه روز افزون تکنولوژی تولید کربن برای مقاصد مختلف جداسازی و خالص سازی در صنایع ، خصوصاً صنایع شیمیایی شده است.

کاربردهای کربن فعال یا زغال اکتیو به صورت تیتروار در زیر لیست شده است :

• تصفیه آب ها ( آب شرب ، آب آکواریوم و آب های صنعتی ) از نظر رنگ و طعم
• رنگ زدائی از قند و شکر
• بازیافت طلا
• بهسازی رنگ و طعم در نوشیدنی ها وآب میوه ها
• استفاده در دستگاههای تصفیه کننده هوا، خوش بو کننده ها و تصفیه های صنعتی

البته کربن فعال بهداشتی عیار بالا به دلیل خواص جذبی خوب وبهداشتی بودن برای رنگ زدائی ، بو زدائی ، خالص سازی و کلرزدائی و سم زدائی در صنایع شیمیائی ، داروئـی ، غـذائی و فراینـدهای مهم تصفیه آب و فاضلاب به کار می رود.

کربن فعال در مواردی همچـون تهویـه هـوا و تـصفیه قنـد روغن ها و چربی ها و همچنین داروهای سم زا مورد استفاده قرار می گیرد  .

کربن فعال دارای دو کاربرد مهم در فاز گاز و فاز مایع می باشد.کـه 80 درصـد در فـاز مـایع و 20 درصد در فاز گاز مورد استفاده قرار می گیرد. 

یکی از کاربردهای عظیم این ماده در تولید کالاهای لاستیکی مانند تیوپ هـا و تایرهـا ولولـه هـای لاستیکی آبیاری ، چکمه و غیره بوده و همچنین در تولید بعضی از رنـگ هـا بکـار مـی رود .

آیا کربن فعال کالای جایگزینی دارد !

کربن فعال عمًلاً به طور مستقیم ، بنا بر کاربردهائی که در قسمتهای قبل تعریف کردیم و همینطور بخاطر اینکه از نظر قیمت بسیار مناسب تر و قابل دسترس تر از مواد دیگر می باشد ، کماکان جـایگزین مـواد دیگر بوده و تا سالیان متمادی نقش برجسته ای در صنعت ایفا خواهد کرد .

کربن فعال در صنعت لاستیک سازی جایگزین اکسید روی می باشد ، البته مـی تـوان در آینده تقریباً دور ، تکنولوژی نانو را نیز بجای کربن فعال جایگزین کرد اما باز هم می توان گفت کـه از نظر قیمت کربن فعال مقرون به صرفه تر میباشد.

✳️ مواد اولیه مختلفی را می توان بعنوان ماده خام برای تولید زغال اکتیو بکار گرفت که از میان آنها می توان به موارد زیر اشاره نمود : 

1. مواد خام رزینی، نظیر چوب، خاک اره، تورب و هسته برخی میوه ها نظیر زیتون و پوست برخی میوه ها نظیر نارگیل، فندق، بادام و گردو.
2. ‌مواد خام کربنی، نظیر زغال سنگ ، کک ، لیگنیت ، کک نفتی و زغال چوب.
3. ‌مواد پلیمری ، شامل انواع پلاستیک ها و لاستیک های ضایعاتی .

---

✔️ مواد اولیه و فرایند تولید کربن فعال

---

✳️ مواد اولیه مصرفی در تولید کربن فعال با ظرفیت 2000 تن در سال به قرار زیر می باشد :

• سبوس برنج : 2000 تن

✳️ فرایند تولید کربن فعال با ظرفیت 2000 تن در سال به قرار زیر میباشد :  

دراینجا به صورت کاملاً اجمالی به مراحل تولید کربن فعـال مـی  پـردازیم ، کـربن فعـال شـده از پیرولیز مواد کربنی از قبیل چوب، زغال سنگ و هسته میوه ها یا پلیمرهای مصنوعی از قبیـل ریـون ، پلی اکریلونیتریل یا فنولیک حاصل می گردد و در مراحل بعـدی تحـت عملیـات فعـال سـازی قـرار می گیرد.

پیرولیز مواد کربنی، بدون حضور هوا، باعث تخریب مولکول های غیرآلی می شود که یـک ماده قیری شکل حاوی مواد  گازدار خواهد بود و در نهایت یک جـسم جامـد کربنـی از آن ایجـاد خواهد شد.

1- انتخاب مواد خام :

از نظر اقتصادی، ترجیحاً موادی با کربن بالا و مواد آلی کم برای تولید کربن فعال شده انتخاب می شود،  ماده تشکیل شده جامد حاصل از عملیات پیرولیز باید دانسیته بالا و همچنین دارای گازهای فرار کافی باشند، آزادسازی گازهای فرار در مرحله پیرولیز باعث ایجاد منافذ در کربن می شود.

دانسیته بالا باعث می شود کربن از استحکام و ساختار محکمی برخوردار گردد ، مواد خام مورد استفاده به ترتیب اهمیت آنها ، از نظر ظرفیت تولید کربن متخلخل، مشخصات نهائی و مقدار مصرف عبارتند از: چوب ، زغال سنگ،  سیگمنت (نوعی زغال سنگ)،  پوست نارگیل و سبوس برنج.   

2- کربونیزاسیون :

در حین کربونیزاسیون اجزاء غیرکربنی از قبیل هیدروژن و اکسیژن بـه صـورت گـاز از مـواد اولیـه خارج می شوند و کربن های آزاد نیز به صورت گروهی، بلورهای گرافیت تشکیل می دهند.

بـه دلیـل وجود منافذ در بین بلورها ، آرایش یافتگی بلورها از دو طرف به صورت نامنظم می باشد. این فرآینـد معمولاً در درجه حرارتی ز یر 800 درجه سانتیگراد در یک محـیط حـاوی یـک جریـان ورودی از اتمسفر صورت می گیرد .

پارامترهای مهم تعیین کننده کیفیت محصول تولید شده عبارتند از: 

• نرخ حرارت دادن
• زمان خیساندن
• دمای نهائی

ساختار ریز منافذ کربن در دمای در حدود 500 درجه سانتیگراد شکل می گیرد .

بعضی از این منافذ به وسیله ماده قیری آزاد شده در حین فرآیند پیرولیز مسدود می شود که می توان با حرارت دادن مجدد در 800 درجه سانتیگراد دوباره این منافذ را ایجاد کرد. افزایش دما تا 1000 درجه سانتیگراد و بیش از آن باعث سخت شدن ساختار کربن و کاهش درجه تخلخل می شود.

دیاگرام کلی فرایند تولید کربن فعال در شکل بالا ارائه شده است. 

3- فعالسازی :

کربن ها را با توجه به آرایش یافتگی بلورهای آن ، به صورت گرافیت یا غیرگرافیت تعریف کرده اند. کربن های گرافیتی دارای بلورهائی با سه بعد یکسان می باشند در صورتی که در کربن های غیرگرافیتی اینگونه نمی باشد.

براساس توضیحات داده شده، در حین کربونیزاسیون سه فضای خالی در کربن ایجاد می شود که در حین کربونیزاسیون به وسیله کربن های غیرآرایش یافته ”آمورف“ مسدود می شود.

محصولات مرحله کربونیزاسیون دارای ظرفیت جذب خیلی کمی می باشند و احتمالاً این مسئله به دلیل کربونیزاسیون در دمای پائین و وجود ماده قیری باقیمانده در منافذ بین بلورها و روی سطح آنها می باشد.

بعضی از محصولات کربونیزه شده را می توان با خارج ساختن مواد قیری به وسیله حرارت دادن در بخار یا تحت گاز و یا عمل خالص سازی به کمک حلال و یا واکنش های شیمیائی فعال کرد.

عمل فعال سازی باعث بزرگ شدن قطر حفره هائی می شود که در حین فرآیند کربونیزاسیون ایجاد شده اند و همچنین باعث ایجاد یک سری حفره ریز نیز خواهد شد و بدین گونه می توان به یک ساختار حفره ای با مساحت سطح داخلی بالا دست پیدا کرد.

✳️ پدیده فعال سازی به دو روش انجام  میشود. 

الف ـ فعال سازی شیمیائی

در ابتدا ماده خام با یک محلول غلیظ از مواد فعال کننده اشباع می شود و با این عمل، مواد سلولزی از بین می روند و تحت عملیات حرارتی در دمای بین 400 تا 600 درجه سانتیگراد قرار می گیرند، مواد پیرولیز شده سرد می شوند و به منظور خارج ساختن مواد فعال کننده، تحت عملیات شستشو قرار می گیرند و سپس مواد فعال کننده عبارتند از: اسید فسفریک ،کلرید روی ، اسید سولفوریک و یدید پتاسیم. 

ب ـ فعالسازی فیزیکی

در این فرآیند بـه کمـک محـصولات کربـونیزه شـده، ابعـاد و سـاختارمولکولی منافذ گستر ش می یابد و مساحت سطحی آنها افزا یش می یابد،  این عملیات در دمائی بین 800 الی 1000 درجه سانتیگراد با حضور مواد گازی اکسید کننده مناسب ماننـد دی اکـسید کـربن و هوا انجام می گیرد .برای تبدیل مواد کربونیزه شده به گاز به وسیله بخار و دی اکسید کـربن اسـتفاده می شود  .

مولکول آب کوچک تر از مولکول دی اکسید کربن می باشد و در نتیجه سـرعت نفـوذ آن بـه  داخـل منافذ کربن بیشتر می باشد و سرعت واکنش با بخار بیشتر از سرعت واکنش با گـاز دی اکـسید کربن می باشد.

البته بازهم خاطر نشان است ، که کربن فعال عمدتاً  در مقیاس زیاد تولید می شـود  کـه بـه صـورت کامًلاً خلاصه به صورت تکنولوژی ساخت به بیان آن می پردازیم.

البته همان طـور کـه گفتـه شـد اساس تولید یکسان می باشد و فقط در قسمت فعال سازی متفاوت عمل می شود : 

1- اکتیواسیون فیزیکی 

2- اکتیواسیون شیمیایی 

✳️ مراحل تولید کربن فعال به روش شیمیایی عبارتند از: 

1- خرد کردن

ابتدا ماده اول یه ( چوب چنار،افرا و ...) را خرد می کنند. مراحل خـرد کـردن بـه ایـن ترتیب است که اول توسط آسیاب آن را به ذرات درحد میلی تبـدیل مـی کننـد سـپس توسـط آسیاب نوسانی آن را در حد میکرو در می آورند. 

2- دانه بندی کردن

در این مرحله دانه های خرد شده را به دانه های متفاوت دانه بندی می کنند. 

3- مخلوط کردن

آن را با ماده فعال ساز شیمیایی مخلوط می کنند. چون مواد اولیـه بـه صـورت پودر می باشند از مخلوط کن های دو مخروطی استفاده می شود

4- کربنیزاسیون واکتیواسیون

در مرحله بعد ماده را در کوره قرار می دهند و با نرخ مشخصی درجه حرارت را بالا می برند تا به دمای حدود 200 درجه سلسیوس می رسد که این دما، دمای کربنیزاسیون نامیده می شود. مدت زمانی که ماده در این دما می ماند دمای کربنیزاسیون نامیده می شود.

سپس دما را بالا می برند تا به حدود 400 درجه سلسیوس برسد این دما، دمای اکتیواسیون است و مدت زمان نگهداری در این دما،  زمان اکتیواسیون نامیده می شود. یکی از دستگاه های مورد استفاده درفرایند کربونیزاسیون تکنولوژی کوره های دوار می باشد .                  

5- شستن

در این مرحله کربن فعال تولید شده حاصـل از مرحلـه قبـل را بـا آب مقطـر شستـشو می دهند تا مواد زاید و ترکیبات اضافی و همچنین ماده فعال ساز شیمیایی باقیمانده جدا گردد. 

6- هم دما سازی با محیط :

در این مرحله کربن فعال را در ظرفی در تماس با محیط قرار می دهند تا هم دمای محیط شود. 

7- دانه بندی کردن 

8- تست

در این مرحله خواص جذبی کربن فعال تست می شود . از جمله این تستها، اندازه خلل و فرج می باشد.

باز هم جا دارد به این اشاره نمود که انواع کربن فعال از نظر ظاهر و مشخصات فیزیکی به صـورت زیر می باشند: 

1. کربن فعال پودری
2. کربن فعال گرانولی

• کربن فعال کروی

1. کربن فعال تزریق شده
2. کربن فعال روکش شده

در تمامی مراحل بالا اصول کار یکی می باشد و فقط فرم انتهائی و دستگاه تبدیل به کربن مورد نظر متفاوت است.

---

✔️ زمین ، محوطه سازی و ساختمان سازی مورد نیاز جهت احداث کارخانه تولید کربن فعال با ظرفیت 2000 تن در سال

---

✳️ زمین و محوطه سازی مورد نیاز کارخانه تولید کربن فعال به قرار زیر می باشد :

• تسطیح و خاکریزی و خاکبرداری : 4000 مترمربع
• دیوار کشی با سنگ بلوک و سیمان کاری در قسمت مجاور خیابان اصلی دیوار و نرده فلزی : 280 مترمربع
• درب ورودی محوطه : 1 باب
• آسفالت محوطه : 400 مترمربع
• فضای سبز : 400 مترمربع
• روشنایی محوطه : 6 عدد

✳️ ساختمان سازی مورد نیاز کارخانه تولید کربن فعال به قرار زیر می باشد :

• ســالن تولیــد و انبـار اسکلت فلـزی دیوارها سـنگ بلـوک ، پوشـش داخلــی و خــارجی سیمانکاری ، کف بتـون ، پوشش سـقف اصـلی پشم شیشه و ایرانیت : 600 مترمربع
• انبار محصول : 150 مترمربع
• ســــــاختمان اداری و رفاهی و نگهبانی : 150 مترمربع

---

✔️ ماشین آلات و تجهیزات و تاسیسات کارخانه تولید کربن فعال با ظرفیت 2000 تن در سال

---

✳️ ماشین آلات و تجهیزات کارخانه تولید کربن فعال به قرار زیر میباشد :

• میــسکر (Double cone) : 1 دستگاه
• کــوره فعــال کننــده داخلی ( روتاری ) : 1 دستگاه
• آسیاب گلوله ای : 1 دستگاه
• برج تقطیر : 1 دستگاه
• دیگ بخار : 1 دستگاه

✳️ تاسیسات مورد نیاز این کارخانه تولید کربن فعال به قرار زیر میباشند :

• انشعاب برق ترانسفور ماتور و تابلو و لوازم انـدازه گیری  
• تابلو های اصلی برق و کابل کشی و تابلو خازن   
• تامین آب از طریق حفر چاه و تجهیز آن              
• تاسیـــــسات گرمـــــایش ساختمانها        
• تاسیسات سرمایش و تهویـه ساختمانها     
• تجهیزات آتش نشانی            
• ســـپتینک تانـــک بـــرای فاضلاب انسانی              
• حق الامتیاز تلفن     

✳️ میزان آب و سوخت و برق مصرفی سالانه کارخانه تولید کربن فعال با ظرفیت 2000 تن در سال

سوخت و برق مصرفی این کارخانه به قرار زیر می باشد :

• برق مصرفی : 264,000 کیلووات
• آب مصرفی : 4,000 مترمربع
• گازوئیل : 27,500 مترمکعب

✳️ نیروی انسانی مورد نیاز جهت بهره برداری از کارخانه تولید کربن فعال با ظرفیت 2000 تن در سال

کارکنان اداری مورد نیاز به قرار زیر میباشد :

• کارمند اداری ، مالی و فروش : 2 نفر
• راننده : 2 نفر
• انبار دار : 1 نفر
• خدمات و نگهبانی : 2 نفر

کارکنان تولید مورد نیاز به قرار زیر میباشد :

• مدیر تولید : 1 نفر
• مسئول فنی : 1 نفر
• تکنسین مکانیک : 1 نفر
• کارگر ماهر : 5 نفر
• کارگر ساده : 7 نفر

✍️ جهت تهیه مطالعات بازار و طرح توجیهی کارخانه تولید کربن فعال ( زغال اکتیو ) ، با اطلاعات کاملا به روز با فرمت Word و PDF و با گزارش گیری نرم افزار کامفار ، جهت اخذ جواز تاسیس یا وام و تسهیلات بانکی ،با ما تماس بگیرید .

---

📚 دانلود فایل های طرح توجیهی تیپ تولید کربن فعال ( زغال اکتیو )

---

👈 توجه : کلیه ی طرح های تیپ یا آماده ، صرفا کاربرد مطالعاتی و تحقیقاتی داشته و جهت اخذ مجوز و یا تسهیلات و وام بانکی مناسب نمیباشند . جهت تهیه طرح توجیهی با کاربرد اجرایی و بانکی با ما تماس بگیرید.