Actieve kool adsorptie voor het verwijderen van industriële geuren

Basisprincipes van adsorptie met actieve kool

Actieve kool vangt geurmoleculen (adsorbaten) op het oppervlak op via twee hoofdmethoden:

• Fysisorptie : Moleculen hechten zich zwak aan het kooloppervlak door intermoleculaire krachten. Deze binding is omkeerbaar.
• Chemisorptie : Moleculen vormen sterkere, vaak permanente verbindingen met het kooloppervlak. Deze methode is handig voor het vangen van verbindingen zoals ammoniak en waterstofsulfide.

Regenererende actieve kool :

De adsorptiecapaciteit van verzadigde actieve kool kan worden hersteld door desorptie, ook wel regeneratie of reactivatie genoemd. Dit omvat een pyrolyseproces op hoge temperatuur (700–1000°C) met stoom en zonder zuurstof, dat adsorbaten verwijdert. Dit proces herstelt de eigenschappen van de actieve kool, die vervolgens kan worden hergebruikt, waardoor afval wordt verminderd. Uitlaatgasnabehandelingssystemen, zoals scrubbers of naverbranders, worden gebruikt om de gedesorbeerde moleculen te vernietigen.

Actieve kool op basis van steenkool versus hernieuwbare actieve kool op basis van nootschalen

Actieve kool kan afkomstig zijn van steenkool of hernieuwbare bronnen zoals notendoppen.

• Actieve kool op basis van steenkool, afkomstig uit fossiele bronnen, heeft doorgaans verschillende poriegroottes, waardoor het geschikt is voor het opvangen van grotere moleculen.
• Hernieuwbare actieve kool op nootschalen gebaseerd hebben doorgaans een groter volume aan microporiën. Dit maakt op nootschalen gebaseerde actieve kool geschikter voor het opvangen van kleinere VOC-moleculen .

Uit onderzoek van DESOTEC is gebleken dat op nootschalen gebaseerde actieve kool hogere laadcapaciteiten kan bereiken dan op mineralen gebaseerde kool voor bepaalde moleculen. Bovendien geven op nootschalen gebaseerde kool geleidelijker adsorbaten af, wat het risico op overschrijding van emissielimieten tijdens bijvoorbeeld batchbewerkingen vermindert.

Hernieuwbare precursoren winnen aan belangstelling voor het verminderen van de milieu-impact van actieve koolproductie. Levenscyclusanalyses (LCA) tonen aan dat het gebruik van afvalbiomassa, zoals notendoppen, in plaats van steenkool klimaatvriendelijker is, met nog grotere voordelen wanneer steenkool wordt gereactiveerd in plaats van vervangen. Het DESOTEC-assortiment actieve kool omvat steeds meer hernieuwbare kwaliteiten, die geleidelijk steenkoolgebaseerde kwaliteiten vervangen in talloze toepassingen wanneer dat geschikt is.

Filterontwerp moet rekening houden met variaties in de samenstelling van de lucht- en waterstroom als gevolg van factoren zoals procesveranderingen, soorten verontreinigingen en concentratieniveaus. De juiste filterafmetingen zijn essentieel voor zowel prestaties als kostenefficiëntie, hoewel het een uitdaging kan zijn vanwege onzekerheden in gassamenstelling en debiet, vooral bij hoge luchtvochtigheid. Pilotinstallaties helpen bij het schatten van de levensduur van het filter en het koolverbruik, terwijl mobiele filtratie-eenheden flexibiliteit bieden en financiële risico's verminderen in vergelijking met vaste systemen.

Mobiele filters, over het algemeen veiliger en kosteneffectiever dan stationaire filters, verlagen de risico's van handmatige arbeid en behandeling die verband houden met gebruikte kool. Ze zijn met name handig in situaties met een hoge doorstroming, waardoor ze sneller en veiliger kunnen worden vervangen met minimale downtime. Filters kunnen in serie of parallel worden geplaatst op basis van de behoeften: parallelle opstellingen zijn geschikt voor hogere debieten en lagere drukval, terwijl serieconfiguraties het koolgebruik optimaliseren en emissie-naleving garanderen door het tweede filter te activeren zodra het eerste verzadigd is.

Deze casestudy illustreert het vermogen van DESOTEC om snelle, effectieve en duurzame filtratieoplossingen te leveren die zijn afgestemd op de behoeften van klanten in de sector van speciale chemicaliën.

Uitdaging
Een speciaalchemiebedrijf, een DESOTEC-klant, had last van geurproblemen bij hun afvalwaterzuiveringsinstallatie vanwege hoge niveaus van geurverbindingen zoals alcoholen (757 µg/m³) en organische zwavelverbindingen (1.846 µg/m³). Deze vluchtige verbindingen, waaronder dimethyldisulfide en 2-ethyl-1-hexanol, zorgden voor klachten van werknemers en buren, vooral in de warmere maanden. Het bedrijf zocht naar een effectieve, snelle oplossing om deze geuren aan te pakken.

Oplossing
DESOTEC implementeerde zijn mobiele AIRCON 3000-filtratiesysteem met B-PURE 10 NB hernieuwbare actieve kool. Het systeem ving geuremissies op uit de buffertank en voerde schone lucht af via een schoorsteen, die binnen 30 minuten werd geïnstalleerd met behulp van Plug & Play-technologie, zonder de werkzaamheden te onderbreken.

Resultaten
Het filtratiesysteem bereikte een reductie van 99,5% in geurverbindingen. Het is al drie jaar operationeel en heeft verdere klachten effectief voorkomen. De mobiele filter moet jaarlijks worden vervangen om optimale prestaties te garanderen en DESOTEC beheert de veilige en duurzame verwijdering van gebruikte filters, waarbij de kool wordt gereactiveerd om een circulair, milieuvriendelijk proces te creëren.

Belangrijke conclusies

• Effectieve en snelle geurbestrijding

Dankzij de mobiele filtratie van DESOTEC werden de geurende VOC's met 99% teruggebracht, waardoor klachten snel werden opgelost en naleving van de regelgeving werd gewaarborgd tijdens seizoensgebonden uitdagingen.

• Minimale operationele verstoring

Dankzij het Plug & Play-ontwerp kon het systeem snel worden geïnstalleerd en konden filters snel worden vervangen zonder dat er downtime was. Zo werd een soepele bedrijfsvoering gegarandeerd.

• Duurzaam en circulair afvalbeheer

De off-site filterreactivatie van DESOTEC minimaliseert de impact op het milieu, vereenvoudigt de afvalverwerking en sluit aan bij de waarden van de klant.