Adsorbimento su carbone attivo per la rimozione di odori industriali
La percezione di odori è soggettiva, il che complica gli sforzi di controllo a causa delle diverse aspettative di efficacia. I flussi di odori spesso contengono molecole diverse che richiedono metodi di rimozione diversi. Nonostante questa complessità, la filtrazione a carbone attivo è altamente efficace nella rimozione di composti come acido solfidrico, ammoniaca, terpeni e tioli, rendendola ideale per settori quali il trattamento delle acque reflue, la lavorazione alimentare e la produzione di asfalto.
Panoramica sulla tecnologia del carbone attivo
Nozioni di base sull'adsorbimento del carbone attivo
Il carbone attivo cattura le molecole di odore (adsorbimento) sulla sua superficie attraverso due metodi principali:
- Fisisorbimento : le molecole si attaccano debolmente alla superficie del carboneo a causa delle forze intermolecolari. Questo legame è reversibile.
- Chemisorbimento : le molecole formano legami più forti, spesso permanenti, con la superficie del carbone. Questo metodo è utile per intrappolare composti come ammoniaca e idrogeno solforato.
Carbone attivo rigenerante
La capacità di adsorbimento del carbone attivo saturo può essere ripristinata tramite desorbimento, detto anche rigenerazione o riattivazione. Ciò comporta un processo di pirolisi ad alta temperatura (700–1000 °C) con vapore e senza ossigeno, che rimuove i composti adsorbiti. Questo processo ripristina le caratteristiche del carbone attivo, che può quindi essere riutilizzato, riducendo gli sprechi. I sistemi di post-trattamento dei gas di scarico, come scrubber o post-combustori, vengono utilizzati per distruggere le molecole desorbite.
Carbone a base di carbone vs. carbone rinnovabile a base di guscio
I carboni attivi possono provenire dal carbone o da fonti rinnovabili come i gusci di noci.
- I carboni attivi a base di carbone, derivati da fonti fossili, tendono ad avere dimensioni dei pori variabili, adatte a catturare molecole più grandi.
- I carboni rinnovabili a guscio, solitamente hanno un volume maggiore di micropori. Ciò rende i carboni attivi a guscio più adatti a catturare molecole di COV più piccole.
La ricerca di DESOTEC ha dimostrato che i carboni attivi a guscio possono raggiungere capacità di carico più elevate rispetto ai carboni a base minerale per alcune molecole. Inoltre, i carboni a guscio rilasciano i composti adsorbiti più gradualmente, il che riduce il rischio di superare i limiti di emissione durante, ad esempio, operazioni batch.
I precursori rinnovabili stanno guadagnando interesse per ridurre l'impatto ambientale della produzione di carbone attivo. Le valutazioni del ciclo di vita (LCA) mostrano che usare biomassa di scarto come gusci di noci, invece del carbone è più rispettoso del clima, con benefici ancora maggiori quando il carbone viene riattivato anziché sostituito. La gamma di carbone attivo DESOTEC include sempre più gradi rinnovabili, sostituendo gradualmente i gradi a base di carbone in numerose applicazioni quando opportuno.
Fattori chiave nella progettazione della soluzione di filtrazione
Quando si progetta una soluzione ottimale per la filtrazione di odori con filtri a carbone attivo, è necessario tenere in considerazione una serie di parametri operativi.
Portata
La portata del flusso inquinato attraverso il letto filtrante è fondamentale per ottimizzare le prestazioni di filtrazione. Nelle applicazioni industriali, la zona di trasferimento di massa (MTZ), dove si verifica il gradiente tra influente ed effluente, si allarga a causa della diffusione, dell'adsorbimento concorrente e delle diverse concentrazioni di adsorbimento.
Una portata maggiore allunga la MTZ e, se supera la lunghezza del filtro, la concentrazione desiderata dell'effluente potrebbe non essere raggiunta. Pertanto, un letto di carbone più lungo con una sezione trasversale costante migliora il tempo di contatto e riduce il rischio di non conformità con i limiti di emissione di odori.
Temperatura
Temperature più elevate tendono a ridurre la capacità di adsorbimento, specialmente nei processi di fisisorbimento, che sono esotermici. Le temperature operative non devono superare i 60 °C per evitare rischi per la sicurezza.
Umidità relativa (RH)
La capacità di adsorbimento solitamente diminuisce con l'aumento dell'UR. Un'UR elevata può causare la condensazione del vapore acqueo nei pori del carbone attivo, il che potrebbe ridurre le prestazioni di filtrazione. Per controllare l'elevata umidità, l'afflusso può essere raffreddato per condensare l'acqua prima che il flusso raggiunga il filtro e, inoltre, i filtri devono essere progettati per un drenaggio efficiente dell'acqua e un contatto minimo dell'umidità con il carbone.
Composizione del contaminante
Comprendere e analizzare la composizione del flusso contaminato è essenziale per massimizzare l'efficienza di rimozione. Mentre il carbone attivo vergine può assorbire fisicamente gli odori organici, il chemisorbimento è necessario per le molecole inorganiche. I contaminanti secondari, come la polvere, devono essere filtrati prima di raggiungere il carbone per evitare intasamenti.
Caduta di pressione
La caduta di pressione nel letto di carbone aumenta con la portata e può essere aggravata dall'accumulo di polvere, che riduce la durata del carbone. Una caduta di pressione eccessiva richiede ventole più potenti, il che aumenta il consumo di energia. Per mitigare questo problema, è possibile utilizzare sezioni trasversali più grandi o configurazioni di filtri paralleli.
Considerazioni sul design industriale
La progettazione del filtro deve tenere conto delle variazioni nella composizione del flusso di aria e acqua dovute a fattori come cambiamenti di processo, tipi di contaminanti e livelli di concentrazione. Il dimensionamento corretto del filtro è essenziale sia per le prestazioni che per l'efficienza dei costi, sebbene possa essere impegnativo a causa delle incertezze nella composizione del gas e nelle portate, specialmente in caso di elevata umidità. Le installazioni pilota aiutano a stimare la durata del filtro e il consumo di carbone, mentre le unità di filtrazione mobili offrono flessibilità e riducono i rischi finanziari rispetto ai sistemi fissi.
I filtri mobili, generalmente più sicuri e più convenienti di quelli fissi, riducono i rischi di manodopera e movimentazione associati al carbone esausto. Sono particolarmente utili in situazioni di flusso elevato, consentendo sostituzioni più rapide e sicure con tempi di fermo minimi. I filtri possono essere disposti in serie o in parallelo in base alle esigenze: le configurazioni parallele si adattano a portate più elevate e cadute di pressione inferiori, mentre le configurazioni in serie ottimizzano l'uso del carbone, garantendo la conformità alle emissioni consentendo al secondo filtro di attivarsi una volta che il primo è saturo.
Caso di studio: trattamento degli odori per l'impianto di trattamento delle acque reflue di un produttore chimico
Questo studio di caso illustra la capacità di DESOTEC di fornire soluzioni di filtrazione rapide, efficaci e sostenibili, su misura per le esigenze dei clienti nel settore dei prodotti chimici speciali.
Sfida
Un'azienda di prodotti chimici speciali, cliente di DESOTEC, ha dovuto affrontare problemi di odori presso il suo impianto di trattamento acque reflue a causa di alti livelli di composti odorosi come alcoli (757 µg/m³) e composti organici di zolfo (1.846 µg/m³). Questi composti volatili, tra cui dimetildisolfuro e 2-etil-1-esanolo, hanno generato lamentele da parte di dipendenti e vicini, soprattutto nei mesi più caldi. L'azienda ha cercato una soluzione efficace e rapida per risolvere questi odori.
Soluzione
DESOTEC ha implementato il suo sistema di filtrazione mobile AIRCON 3000 con il carbone attivo rinnovabile B-PURE 10 NB. Il sistema ha catturato le emissioni odorose dal serbatoio di accumulo e ha scaricato aria pulita attraverso un camino. Il filtro mobile AIRCON 3000 è stato installato in 30 minuti utilizzando la tecnologia plug & play, senza interrompere le operazioni.
Risultati
Il sistema di filtrazione ha ottenuto una riduzione del 99,5% dei composti di odore. Operativo da tre anni, ha efficacemente impedito ulteriori reclami. Il filtro mobile richiede una sostituzione annuale per garantire prestazioni ottimali. DESOTEC gestisce lo smaltimento sicuro e sostenibile dei filtri esauriti, riattivando il carbone per creare un processo circolare ed ecologico.
Da asporto
- Mitigazione efficace e rapida degli odori
La filtrazione mobile DESOTEC riduce i COV odorosi del 99%, risolvendo rapidamente i reclami e garantendo la conformità durante le sfide stagionali.
- Interruzione minima delle operazioni
Il design plug & play ha consentito una rapida installazione e la sostituzione dei filtri senza tempi di inattività, garantendo così operazioni aziendali senza interruzioni.
- Gestione sostenibile e circolare dei rifiuti
La riattivazione dei filtri fuori sede di DESOTEC riduce al minimo l'impatto ambientale, semplifica la gestione dei rifiuti e si allinea ai valori del cliente.
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Controllo degli odori
Le industrie sono il cuore delle comunità. La capacità di garantire un’aria fresca e pulita è fondamentale per aiutare la vostra azienda a mantenere buoni rapporti con il vicinato. -
Le nostre soluzioni di filtrazione
Offriamo un'ampia gamma di modelli di filtri e gradi di carbone per soddisfare le vostre esigenze di purificazione dell'acqua o dell'aria a livello industriale. -
Gestione dei rifiuti e delle acque reflue
Purificazione sostenibile dell'aria e dell'acqua per la gestione e il riciclaggio dei rifiuti, per proteggere l'ambiente e controllare gli odori.
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