Aktivkohleadsorption zur Entfernung industrieller Gerüche
Die Geruchswahrnehmung ist subjektiv, was die Bekämpfungsbemühungen aufgrund unterschiedlicher Erwartungen an die Wirksamkeit erschwert. Geruchsströme enthalten oft unterschiedliche Moleküle, die unterschiedliche Entfernungsmethoden erfordern. Trotz dieser Komplexität ist die Aktivkohlefiltration äußerst wirksam bei der Entfernung von Verbindungen wie Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Terpenen und Thiolen und eignet sich daher ideal für Branchen wie die Abwasserbehandlung, Lebensmittelverarbeitung und Asphaltproduktion.
Überblick über die Aktivkohletechnologie
Grundlagen der Aktivkohleadsorption
Aktivkohle fängt Geruchsmoleküle (Adsorbate) auf ihrer Oberfläche auf zwei Arten ein:
- Physisorption : Moleküle haften aufgrund intermolekularer Kräfte schwach an der Kohlenstoffoberfläche. Diese Bindung ist reversibel.
- Chemisorption : Moleküle bilden stärkere, oft dauerhafte Bindungen mit der Kohlenstoffoberfläche. Diese Methode ist nützlich, um Verbindungen wie Ammoniak und Schwefelwasserstoff einzufangen.
Regenerierende Aktivkohle :
Die Adsorptionskapazität gesättigter Aktivkohle kann durch Desorption, auch Regeneration oder Reaktivierung genannt, wiederhergestellt werden. Dabei handelt es sich um einen Hochtemperatur-Pyrolyseprozess (700–1000 °C) mit Dampf und ohne Sauerstoff, der Adsorbate entfernt. Dieser Prozess stellt die Eigenschaften der Aktivkohle wieder her, die dann wiederverwendet werden kann, wodurch Abfall reduziert wird. Abgasnachbehandlungssysteme wie Wäscher oder Nachbrenner werden verwendet, um die desorbierten Moleküle zu zerstören.
Kohle auf Kohlebasis vs. erneuerbare Kohle auf Muschelbasis
Aktivkohle kann aus Kohle oder erneuerbaren Quellen wie Nussschalen stammen.
- Aktivkohle auf Kohlebasis , die aus fossilen Quellen gewonnen wird, weist in der Regel unterschiedliche Porengrößen auf und eignet sich zum Auffangen größerer Moleküle.
- Erneuerbare Aktivkohlen auf Schalenbasis weisen in der Regel ein größeres Volumen an Mikroporen auf. Dadurch sind Aktivkohlen auf Schalenbasis besser für die Bindung kleinerer VOC-Moleküle geeignet.
Die Forschung von DESOTEC hat gezeigt, dass Aktivkohlen auf Schalenbasis für bestimmte Moleküle höhere Beladungskapazitäten erreichen können als Aktivkohlen auf mineralischer Basis. Darüber hinaus geben Aktivkohlen auf Schalenbasis Adsorbate langsamer frei, was das Risiko einer Überschreitung der Emissionsgrenzwerte beispielsweise bei Batch-Prozessen verringert.
Erneuerbare Ausgangsstoffe gewinnen an Bedeutung, um die Umweltauswirkungen der Aktivkohleproduktion zu reduzieren. Lebenszyklusanalysen (LCA) zeigen, dass die Verwendung von Biomasseabfällen wie Nussschalen anstelle von Kohle klimafreundlicher ist. Noch größere Vorteile ergeben sich, wenn Kohle reaktiviert und nicht ersetzt wird. Das Aktivkohlesortiment von DESOTEC umfasst immer mehr erneuerbare Sorten, die bei Bedarf in zahlreichen Anwendungen nach und nach kohlebasierte Sorten ersetzen.

Schlüsselfaktoren bei der Entwicklung von Filterlösungen
Bei der Entwicklung einer optimalen Geruchsfilterlösung mit Aktivkohlefiltern müssen eine Reihe von Betriebsparametern berücksichtigt werden.
Durchflussrate
Die Durchflussrate des verschmutzten Stroms durch das Filterbett ist entscheidend für die Optimierung der Filterleistung. Bei industriellen Anwendungen erweitert sich die Stoffübergangszone (MTZ) – wo der Gradient zwischen Zulauf und Ablauf auftritt – aufgrund von Diffusion, konkurrierender Adsorption und unterschiedlichen Adsorptionskonzentrationen.
Eine höhere Durchflussrate verlängert die MTZ und wenn sie die Filterlänge überschreitet, kann es sein, dass die gewünschte Abwasserkonzentration nicht erreicht wird. Ein längeres Kohlebett mit konstantem Querschnitt verbessert daher die Kontaktzeit und verringert das Risiko, dass die Grenzwerte für Geruchsemissionen nicht eingehalten werden.

Temperatur
Höhere Temperaturen führen tendenziell zu einer Verringerung der Adsorptionskapazität, insbesondere bei Physisorptionsprozessen, die exotherm sind. Um Sicherheitsrisiken zu vermeiden, sollten die Betriebstemperaturen 60 °C nicht überschreiten.
Relative Luftfeuchtigkeit (RH)
Die Adsorptionskapazität nimmt normalerweise mit zunehmender relativer Luftfeuchtigkeit ab. Eine hohe relative Luftfeuchtigkeit kann dazu führen, dass Wasserdampf in den Poren der Aktivkohle kondensiert, was die Filterleistung beeinträchtigen kann. Um eine hohe Luftfeuchtigkeit zu kontrollieren, kann der Zulauf gekühlt werden, um das Wasser zu kondensieren, bevor der Durchfluss den Filter erreicht. Darüber hinaus sollten Filter so konstruiert sein, dass sie das Wasser effizient ableiten und den Kontakt mit der Kohle mit Feuchtigkeit so gering wie möglich halten.
Schadstoffzusammensetzung:
Um die Entfernungseffizienz zu maximieren, ist es wichtig, die Zusammensetzung des verunreinigten Stroms zu verstehen und zu analysieren. Während reine Aktivkohle organische Gerüche physikalisch adsorbieren kann, ist für anorganische Moleküle eine Chemisorption erforderlich. Sekundäre Verunreinigungen wie Staub sollten herausgefiltert werden, bevor sie die Kohle erreichen, um Verstopfungen zu vermeiden.
Druckabfall
Der Druckabfall im Kohlebett steigt mit der Strömungsgeschwindigkeit und kann durch Staubablagerungen noch verstärkt werden, was die Lebensdauer der Kohle verkürzt. Ein übermäßiger Druckabfall erfordert stärkere Ventilatoren, was den Energieverbrauch erhöht. Um dies zu mildern, können größere Querschnitte oder parallele Filteranordnungen verwendet werden.
Überlegungen zum Industriedesign
Bei der Filterkonstruktion müssen Schwankungen in der Zusammensetzung von Luft- und Wasserströmen berücksichtigt werden, die auf Faktoren wie Prozessänderungen, Schadstoffarten und Konzentrationsniveaus zurückzuführen sind. Die richtige Filtergröße ist sowohl für die Leistung als auch für die Kosteneffizienz von entscheidender Bedeutung, kann jedoch aufgrund von Unsicherheiten in der Gaszusammensetzung und den Durchflussraten, insbesondere bei hoher Luftfeuchtigkeit, eine Herausforderung darstellen. Pilotinstallationen helfen bei der Schätzung der Filterlebensdauer und des Kohlenstoffverbrauchs, während mobile Filtereinheiten Flexibilität bieten und finanzielle Risiken im Vergleich zu festen Systemen reduzieren.
Mobile Filter sind im Allgemeinen sicherer und kostengünstiger als stationäre Filter und verringern die Risiken von Handarbeit und Handhabung verbrauchter Aktivkohle. Sie sind besonders in Situationen mit hohem Durchfluss nützlich, da sie einen schnelleren, sichereren Austausch mit minimalen Ausfallzeiten ermöglichen. Filter können je nach Bedarf in Reihe oder parallel angeordnet werden: Parallele Anordnungen eignen sich für höhere Durchflussraten und geringere Druckabfälle, während Reihenkonfigurationen den Aktivkohleverbrauch optimieren und die Einhaltung der Emissionsvorschriften gewährleisten, indem der zweite Filter aktiviert wird, sobald der erste gesättigt ist.
Fallstudie: Geruchsbehandlung in der Abwasseranlage eines Chemieproduzenten
Diese Fallstudie veranschaulicht die Fähigkeit von DESOTEC, schnelle, effektive und nachhaltige Filtrationslösungen zu liefern, die auf die Bedürfnisse der Kunden im Bereich Spezialchemikalien zugeschnitten sind.
Herausforderung
Ein Spezialchemieunternehmen, ein Kunde von DESOTEC, hatte in seiner Abwasseraufbereitungsanlage mit Geruchsproblemen aufgrund hoher Konzentrationen geruchsintensiver Verbindungen wie Alkohole (757 µg/m³) und organischer Schwefelverbindungen (1.846 µg/m³) zu kämpfen. Diese flüchtigen Verbindungen, darunter Dimethyldisulfid und 2-Ethyl-1-Hexanol, führten insbesondere in den wärmeren Monaten zu Beschwerden von Mitarbeitern und Nachbarn. Das Unternehmen suchte nach einer effektiven und schnellen Lösung, um diese Gerüche zu beseitigen.
Lösung
DESOTEC implementierte sein mobiles AIRCON 3000-Filtersystem mit erneuerbarer Aktivkohle B-PURE 10 NB. Das System fängt Geruchsemissionen aus dem Puffertank auf und leitet saubere Luft durch einen Kamin ab. Es wurde innerhalb von 30 Minuten mit Plug & Play-Technologie installiert, ohne den Betrieb zu unterbrechen.
Ergebnisse
Das Filtersystem erreichte eine Reduzierung der Geruchsstoffe um 99,5 %. Es ist seit drei Jahren in Betrieb und hat weitere Beschwerden wirksam verhindert. Der mobile Filter muss jährlich ausgetauscht werden, um eine optimale Leistung zu gewährleisten. DESOTEC kümmert sich um die sichere und nachhaltige Entsorgung der verbrauchten Filter und reaktiviert die Kohle, um einen zirkulären, umweltfreundlichen Prozess zu schaffen.
Erkenntnisse
- Effektive und schnelle Geruchsminderung
Die mobile Filterung von DESOTEC reduzierte geruchsintensive flüchtige organische Verbindungen (VOC) um 99 %, löste Beschwerden schnell und gewährleistete die Einhaltung der Vorschriften während saisonaler Herausforderungen.
- Minimale Betriebsunterbrechung
Das Plug & Play-Design ermöglicht eine schnelle Einrichtung und Filterwechsel ohne Ausfallzeiten und gewährleistet so einen reibungslosen Geschäftsbetrieb.
- Nachhaltiges und zirkuläres Abfallmanagement
Die externe Filterreaktivierung von DESOTEC minimiert die Umweltbelastung, vereinfacht die Abfallbehandlung und steht im Einklang mit den Werten des Kunden.
Wie DESOTEC helfen kann
Unsere nachhaltigen mobilen Filterlösungen auf Basis von Aktivkohle sind wirksam bei der Bekämpfung industrieller Gerüche. Wenn Sie DESOTEC-Lösungen zur Bekämpfung von Geruchsbelästigung besprechen oder testen möchten, wenden Sie sich noch heute an unsere Experten.
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Die Industrie ist das Herzstück von Gemeinden. Indem Sie die Luft geruchlos halten, fördert Ihr Unternehmen die guten Beziehungen zur Nachbarschaft. -
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Wir bieten eine breite Palette von Filtermodellen und Kohlequalitäten an, die Ihren Anforderungen an die industrielle Wasser- oder Luftreinigung entsprechen. -
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