Йодное число: не просто цифра в паспорте качества 

Вот о чём часто спорят на приёме сырья или с клиентами: многие уверены, что йодное число — это и есть главный и единственный показатель качества угля. Мол, чем выше, тем лучше. И на этом успокаиваются. На деле же, если ты хоть раз сталкивался с реальным производством сорбентов или их подбором под конкретную задачу, понимаешь, что эта цифра — скорее отправная точка для разговора, а не его итог. Она говорит об общей площади поверхности, о потенциале, но молчит о том, как уголь поведёт себя с конкретными загрязнителями — скажем, с толуолом или со сложными органическими соединениями на каком-нибудь химическом производстве. У нас в ООО Шэньму Тянье Экологические Технологии через это прошли не раз: привозят партию с ?красивым? йодным числом, а на специфической пробе её сорбционная ёмкость оказывается ниже ожидаемой. Почему? Потому что структура пор другая. И вот об этих нюансах, которые в отчёте не увидишь, и стоит поговорить.

От лабораторного протокола до реальной колонны

Методика определения, конечно, прописана. Но уже на этапе подготовки пробы начинаются тонкости. Помол, сушка — кажется, рутина. Однако пересушишь образец — можешь получить завышенные значения за счёт частичного вскрытия пор, которые в рабочих условиях так ?открыты? не будут. Сам титрование… Раньше, лет десять назад, чаще работали по классике с тиосульфатом, сейчас многие перешли на приборы-автоматы. Они, конечно, воспроизводимость повышают, но ?чувство? процесса теряется. Когда делаешь вручную, видишь, как идёт реакция, и иногда по цвету можно заподозрить, что в сырье было что-то ещё, что может мешать. Автомат просто выдаст число.

А потом этот бланк анализа ложится на стол технологу, которому нужно спроектировать адсорбер для очистки, допустим, газовых выбросов. Цифра в 950 мг/г — отличная. Но если это достигнуто за счёт микропор, а нам нужно улавливать крупные молекулы, то эффективность упадёт. Поэтому мы всегда запрашиваем не только йодное число, но и данные по распределению пор по размерам, хотя бы по азотной сорбции. Без этого подбор вслепую идёт.

Был у нас случай с одним предприятием по переработке пластиков. Ставили угольные фильтры на линию абгазов. Взяли уголь с высоким йодным числом, но через две недели резко упала эффективность. Оказалось, в газовой смеси присутствовали тяжёлые углеводороды, которые забивали именно те поры, которые ?отвечали? за высокий показатель по йоду. Перешли на уголь со средним йодным числом, но с развитой мезопористой структурой — и система заработала стабильно. Вот он, разрыв между теорией паспорта и практикой.

Сырьё и активация: где закладывается это самое число

Всё начинается с угля-сырца. Скорость и глубина активации сильно зависят от его природы. Древесный, каменный, кокосовый — у каждого своя ?исходная точка?. Многие производители, особенно начинающие, гонятся за высоким выходом по массе, экономя время активации. В итоге получается продукт с недопроявленной пористостью. Его йодное число может формально укладываться в стандарт, скажем, 800 мг/г, но достигается это за счёт лёгкодоступной поверхности. Такой уголь быстро истощается в динамических условиях.

На нашем производстве, которое мы выстраивали для ООО Шэньму Тянье Экологические Технологии, изначально заложили две ключевые вещи: контроль не на выходе, а на каждом этапе, и гибкость в режимах активации. Нельзя варить все сорбенты по одному рецепту. Для получения стабильно высоких и, что важнее, репрезентативных показателей, иногда приходится жертвовать выходом, продлевая процесс. Это вопрос философии: продать дешевле и больше сейчас или обеспечить клиенту долгий цикл работы фильтров. Мы выбираем второе, и наши постоянные партнёры это ценят — меньше простоев на замене.

И ещё момент по сырью. В последнее время много говорят об использовании альтернативных основ — скорлупа орехов, косточки фруктов. Интересно, конечно. Но здесь йодное число — вообще коварный параметр. У таких углей может быть фантастическая удельная поверхность, но механическая прочность часто хромает. В ротационных адсорберах или в системах с вибрацией они просто превратятся в пыль. Поэтому в спецификацию, помимо йодного числа, сразу вносим испытания на истираемость и прочность.

Контроль качества: не для галочки в сертификате

Лаборатория — это не отдельная комната, а нервный центр. У нас каждая партия, отгружаемая со склада под брендом Tianye Environmental Protection Technology, проходит контрольную проверку. И не только по йоду. Но и по йоду — обязательно. Потому что это интегральный индикатор. Резкое падение относительно установленного для данной марки диапазона — сигнал. Либо сырьё ?поплыло?, либо в процессе активации сбой. Бывало, из-за неравномерного прогрева в печи одна часть партии выдавала 1000, а другая — 750. Отгрузку останавливали, партию дорабатывали или, если не удавалось выровнять, пускали на менее ответственные задачи.

Частая ошибка заказчиков — требовать ?йодное число не ниже 1000? для всех задач. Это нерационально и дорого. Для очистки воды от хлорорганики или в бытовых фильтрах-кувшинах достаточно 500-600. Переплачивать нет смысла. Наша задача как специализированного производителя — не впарить самый дорогой продукт, а подобрать оптимальный. Поэтому в диалоге с клиентом мы всегда уточняем: ?А для чего? В каких условиях??. Исходя из этого, предлагаем марку с соответствующими параметрами, где йодное число — лишь один из пунктов в обосновании выбора.

Ведём архив испытаний. Это бесценная база. Когда приходит новый заказ на очистку, скажем, конденсата из газовой скважины, мы сначала смотрим в архив — не было ли у нас похожих случаев. Часто находим. И тогда можем сразу сказать: ?Смотрите, для такой среды у нас хорошо показал себя уголь марки такой-то, с йодным числом около 850 и повышенной долей переходных пор?. Это экономит время всем.

Практические ловушки и неочевидные связи

Вот, казалось бы, что общего между йодным числом и влажностью готового продукта? Напрямую в методике — ничего. Но на практике связь прямая. Уголь — гигроскопичен. Если его упаковать с высокой равновесной влажностью, то при определении йодного числа мы, по сути, будем титровать не весь доступный объём пор, а только тот, что не занят водой. Получим заниженный результат. Поэтому перед анализом обязательна conditioning-сушка до постоянной массы. Но и пересушивать, как я уже говорил, вредно. Этот баланс и есть мастерство лаборанта.

Другая ловушка — зольность. Высокая зольность (особенно у углей на основе каменного угля) физически уменьшает долю активного углеродного вещества. Йодное число может быть посчитано на грамм продукта, и оно будет высоким, но если зольность 20%, то на грамм активного сорбента показатель будет уже другим. Умные покупатели всегда смотрят на пару ?йодное число — зольность?. Мы в своих технических данных на сайте всегда указываем оба параметра.

И конечно, транспортное хранение. Истории про то, как уголь, отгруженный с идеальными параметрами, приехал на объект и ?не сработал?, часто упираются в условия перевозки. Если его везли рядом с летучими химикатами, он мог их нахвататься по дороге. Его поры уже будут частично заняты. Проверка на месте покажет низкое йодное число, хотя вины производителя тут нет. Мы всегда рекомендуем клиентам при вводе в работу брать контрольную пробу из середины мешка и, по возможности, делать экспресс-тест. Хотя бы для своего спокойствия.

Вместо заключения: мысль вслух

Так к чему всё это? Йодное число — это не фетиш и не магическая константа. Это рабочий инструмент. Очень важный, универсальный, но требующий понимания контекста. Как отвертка: можно и шуруп закрутить, и что-то поддеть, но для точной работы с микросхемами нужна уже другая. В индустрии сорбентов сегодня тренд на специализацию. Уже мало просто ?активированного угля?. Нужны сорбенты под конкретные задачи: для золотодобычи, для фармацевтики, для очистки питьевой воды от конкретных видов загрязнений.

Именно этим мы и занимаемся в ООО Шэньму Тянье Экологические Технологии. Не просто производим уголь, а через исследование, через понимание этой самой связи между цифрой в протоколе и поведением в реальном аппарате, создаём инструменты для решения проблем. Поэтому в следующем разговоре с поставщиком или технологом, возможно, стоит спросить не ?Какое у вас йодное число??, а ?Какой уголь вы посоветуете для моей конкретной смеси, и на основании каких данных, включая йодное число, вы это предлагаете??. Ответ на этот вопрос будет куда информативнее.

А в лаборатории тем временем титруют следующую пробу. Цифра на бюретке — лишь начало истории. Настоящая работа начинается потом, когда этот уголь засыпают в колонну где-нибудь на заводе, и он годами, без лишнего шума, делает своё дело. И хорошо, если все эти нюансы были учтены заранее. Опыт, в конце концов, и есть умение читать между строк стандартного протокола.