Sposób wytwarzania węgla aktywnego do adsorpcji CO2 z wykorzystaniem jako źródło węgla aktywnego pokrzywy zwyczajnej

Facebook Linkedin Twitter Google

Sposób wytwarzania węgla aktywnego do adsorpcji CO2 z wykorzystaniem jako źródło węgla aktywnego pokrzywy zwyczajnej

Numer referencyjny
1/2018
Jednostka naukowa
  • Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny
  • Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej
  • Instytut Technologii Chemicznej Nieorganicznej i Inżynierii Środowiska

Proponowana technologia Sposób otrzymywania węgla aktywnego do adsorpcji CO2, według wynalazku polegający na mieszaniu w stosunku wagowym 1 : 0,1-5 wysuszonego źródła węgla aktywnego z wodnym roztworem aktywatora lub zwilżonego źródła węgła aktywnego ze stałym aktywatorem, przy czym jako aktywator stosuje się KOH i/lub NaOH i/lub  Na2CO3 i/lub K2CO3, pozostawieniu mieszaniny na czas 0 – 24 godziny, następnie suszeniu otrzymanej mieszaniny, jej karbonizacji w atmosferze gazu obojętnego chemicznie, przemywaniu i suszeniu, charakteryzuje się tym, że jako źródło węgla aktywnego stosuje się pokrzywę zwyczajną (Urtica dioica). Karbonizację prowadzi się  w temperaturze 500 – 1000 °C, po ochłodzeniu, otrzymany produkt przemywa się wodą destylowaną do uzyskania odczynu obojętnego, traktuje kwasem solnym i ponownie przemywa wodą destylowaną do odczynu obojętnego i tak otrzymany węgiel aktywny suszy się. Gaz obojętny chemicznie podaje się z prędkością 0,5 – 50 l/h. Jako gaz obojętny chemicznie stosuje się azot lub dowolny gaz szlachetny.

Oczekiwana forma współpracy
Umowa komercyjna ze wsparciem technicznym
Umowa licencyjna
Umowa współpracy technicznej
Co umożliwia technologia i jakie problemy rozwiązuje

Proponowane technologia umożliwia otrzymywanie węgla aktywnego do absorpcji dwutlenku węgla (CO2), którego źródłem jest powszechnie występująca, ale też łatwa w uprawie pokrzywa zwyczajna (Urtica dioica). W ten sposób stanowi alternatywę dostępu do surowca, z jakiego produkowany jest węgiel aktywny.

Obecnie na skalę przemysłową masowo wykorzystuje się do tego celu drewno (35% udziału w ogólnym zużyciu surowców), węgiel kamienny (28%), węgiel brunatny (14%), torf (10%), a lokalnie także produkty odpadowe, skorupy orzechów czy pestki owoców (10%).

Powszechne występowanie pokrzywy zwyczajnej niemal na wszystkich kontynentach oraz jej wysokie zdolności rozprzestrzeniania się zarówno poprzez nasiona (zachowują one zdolność do kiełkowania przez okres 5 a nawet 10 lat), jak i kłącza (przyrost w ciągu roku może osiągnąć nawet 1,5 m długości), gdzie czas życia pojedynczych osobników może wynieść nawet 50 lat sprawia, że może być ona rozpatrywana jako interesujące źródło do produkcji węgla aktywnego. Ponadto są to rośliny trudne do wyparcia z terenów, na których występują.

Druga cecha to niskie koszty jej pozyskania lub uprawy. Nie wymaga tak dużych środków i nakładów pracy, jak ma to miejsce w przypadku innych upraw, z których odpady stanowią źródło węgla aktywnego (siew, nawożenie, stosowanie środków ochrony roślin, koszty specjalistycznego zbioru jak np. w przypadku zbóż).

Korzyści z zastosowania technologii

Technologia ta z uwagi na źródło, z którego wytwarzany jest węgiel aktywny, stanowi alternatywę dla dotychczas stosowanych źródeł. Obecnie bazą do jego wytwarzania są odpady produkcji rolniczej, np. skorupy orzechów, pestek i nasion owoców, łupin, łusek czy słomy.

Stosowana w tej technologii pokrzywa zwyczajna ma kilka kluczowych cech, stanowiących korzyści z jej za o jej przewadze technologicznej. Jest rośliną powszechnie dostępną. Występuje na niemal wszystkich kontynentach, posiada wysokie zdolności rozprzestrzeniania się zarówno poprzez nasiona (zachowują one zdolność do kiełkowania przez okres 5 a nawet 10 lat), jak i kłącza (przyrost w ciągu roku może osiągnąć nawet 1,5 m długości), a czas życia pojedynczych osobników może wynieść nawet 50 lat. Ponadto na obszarze przez nie zasiedlonym są roślinami trudnymi do wyplenienia. Druga cecha to niskie koszty jej pozyskania lub uprawy. Nie wymaga tak dużych środków i nakładów pracy, jak ma to miejsce w przypadku innych upraw, z których odpady mogą stanowić źródło węgla aktywnego (siew, nawożenie, stosowanie środków ochrony roślin, koszty specjalistycznego zbioru jak w przypadku zbóż).

 

Zastosowanie rynkowe w branży / branżach

Zastosowanie węgla aktywnego jako środka absorpcji CO2, dotyczy przede wszystkim przemysłowych źródeł emisji tego gazu. Mogą to być więc zakłady produkcyjne, korzystające z różnego rodzaju paliw do wytwarzania energii do swoich procesów.

Z uwagi na szerokie zastosowanie, uzyskany w ten sposób węgiel aktywny może być wykorzystany w filtrach stosowanych do dezodoryzacji powietrza m.in. w układach wentylacyjno-klimatyzacyjnych, instalacjach lakierniczych i przemysłowych oraz do usuwania chloru i związków organicznych z wody.

Węgiel aktywny jako materiał filtracyjny ma zastosowanie w procesach oczyszczania  powietrza i wody z par rozpuszczalników, związków organicznych, dioksyn, chloru i jego pochodnych, metali ciężkich, zanieczyszczeń stałych, odsiarczania spalin, usuwanie rtęci i innych zanieczyszczeń z gazów spalinowych.

Przewagi konkurencyjne technologii

W stosunku do konkurencyjnych rozwiązań dostępnych na rynku, oferowana technologia cechuje się podobną wydajnością przy produkcji węgla aktywnego przy niższych kosztach produkcji i większej dostępności źródła węgla aktywnego do adsorpcji CO2.

Aspekt innowacyjny

Aspektem innowacyjnym jest dobór źródła do produkcji węgla aktywnego w postaci pokrzywy zwyczajnej.

Prawa własności intelektualnej

Zgłoszone do opatentowania

Faza rozwouju technologii

Faza badań, rozwój

W obecnej fazie badań oferowane rozwiązanie techniczne wykazuje skuteczność w wytwarzaniu węgla aktywnego do absorpcji CO2, którego źródłem jest pokrzywa pospolita.

Pracownik